JP2005045496A - 立体画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】２次元画像データを表示することを可能にする。
【解決手段】行方向に配置される複数の信号線および列方向に配置される複数の走査線を有し、表示面内に位置が定められた画素が平面的にマトリクス状に配置され、同一行方向の画素が同じ信号線に接続され、同一列方向の画素が同じ走査線に接続される表示部３１と、カラー画像データが送信されてくる複数のバスと、信号線駆動回路１２と、複数のアパーチャまたは複数のレンズを有し画素からの光線方向を制御する光線制御素子３２と、水平同期信号および垂直同期信号に基づいて動作し、複数のバスとカラー画像データが入力される信号線駆動回路の入力端子との接続を切換える複数のスイッチを有する切換スイッチ装置１６と、を備えている。
【選択図】 図１
【解決手段】行方向に配置される複数の信号線および列方向に配置される複数の走査線を有し、表示面内に位置が定められた画素が平面的にマトリクス状に配置され、同一行方向の画素が同じ信号線に接続され、同一列方向の画素が同じ走査線に接続される表示部３１と、カラー画像データが送信されてくる複数のバスと、信号線駆動回路１２と、複数のアパーチャまたは複数のレンズを有し画素からの光線方向を制御する光線制御素子３２と、水平同期信号および垂直同期信号に基づいて動作し、複数のバスとカラー画像データが入力される信号線駆動回路の入力端子との接続を切換える複数のスイッチを有する切換スイッチ装置１６と、を備えている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、立体画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、動画像および立体視画像が表示可能な立体画像表示装置、いわゆる３次元ディスプレイの研究が盛んに行われている。研究が隆盛に向かうとともに、種々の方式が提案されているが、特にフラットパネルタイプでかつ専用の眼鏡などを必要としない方式の要望が高い。このようなタイプの立体画像表示装置には、ホログラフィの原理を用いる方式もあるが実用化が難しく、透過型や投写型の液晶表示装置の表示パネルやプラズマ表示装置の表示パネルなどのように画素位置が固定されている表示パネルの前に光線制御素子を設置する方式が比較的容易に実現できる方式として知られている。
【０００３】
研究が隆盛に向かっているとはいえ、３次元ディスプレイ用に特別に製作した３次元表示用コンテンツは、テレビ画像やパソコンの表示画面のような２次元表示用コンテンツに比べ、まだ数が少ない。そのため、３次元表示用コンテンツを観る時には光線制御素子を設置して３次元ディスプレイとして立体画像表示装置を使用し、２次元用コンテンツを観る時には光線制御素子を外して２次元ディスプレイとして上記立体画像表示装置を使用したいという要望が高い。
【０００４】
光線制御素子は、一般的にはパララクスバリアあるいは視差バリアとも呼ばれ、同じ位置近傍でも角度により異なる画像が見える構造となっている。具体的には、左右視差（水平視差）のみの場合はスリットやレンチキュラーレンズ、上下視差（垂直視差）も含める場合はピンホールやレンズアレイが用いられる。光線制御素子は、パララクスバリアを用いる方式、さらに２眼方式、多眼方式、超多眼方式、インテグラルフォトグラフィー（以下ＩＰと略記する）方式に分類される。これらの基本的な原理は、１００年程前に発明され立体写真に用いられてきたものと同じである。
【０００５】
最も単純な２眼方式は、ある視点を定め、その位置で右眼と左眼に異なる画像が見えるように、表示パネルと視差バリアを配置する。表示パネルには、視点から表示パネルまでの距離に投写面を持ち、右眼と左眼の位置にそれぞれ透視中心を持つ２枚の透視投写画像を、表示パネルの画素１列ごとに縦に分割して交互に配置する。実現は比較的容易であるが、定められた位置以外では立体的に見えず視域が非常に狭い点や、左右に両眼距離分だけ移動した位置から見ると逆立体視、すなわち飛び出しと奥行きが逆に見えるような異常画像になるという大きな欠点がある。
【０００６】
２次元表示と３次元表示の切り替えを比較的簡単にできるという利点もあるが、２眼方式は小型ディスプレイなどの手軽な用途に留まっている。狭い視域を実質的に広げるために、視点追随すなわちヘッドトラッキング技術によって２眼方式の逆立体視を回避する方法が提案されており、左右視差画像を入れ替える方法やレンチキュラーレンズを前後左右移動する方法がその例である。
【０００７】
また、視域を外れているかどうかがわかるようなインジケータを画面の下などに別途設ける方法も知られている。２眼方式の場合は前後左右のみ検出可能なインジケータである。また、実効視域を広げる視点追随技術の一例として、画面の仰角変化に応じ視点固定で画像を変える、あるいは視点移動時に画面角度が追随（水平軸で画面回転）し画像も変えるという例もある（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
視差バリア方式ではないが、ユーザの移動にともなって透視画像の消失点を調節、視線検出／透視投写変換と拡大縮小などの例もある。
【０００９】
多眼方式は、視差数を４から８程度に増やし、正常に見える位置を増やしている。運動視差すなわち観察者が横方向に移動して、見る角度を変えた場合に、それに応じて立体表示も異なる角度からの画像が見えるが、連続的ではなく、フリッピングと呼ばれるように、暗転したあと急に角度が変わる画像が現れる。また、逆立体視の問題も依然としてある。
【００１０】
超多眼方式は、視差画像を両眼距離ごとでなく、非常に細かくして、瞳孔に複数の視差画像による光線が入るようにしている。これによりフリッピングがなくなり、より自然な画像になるが、多眼方式に比べ画像情報処理量が飛躍的に増加するため、実現が困難である。多眼方式や超多眼方式では、水平視差だけでなく垂直視差も入れる場合があるが、やはり画像情報処理量が飛躍的に増加するため、実現が困難である。
【００１１】
インテグラルフォトグラフィー（ＩＰ）方式は、視差バリアとして昆虫の複眼に似たレンズ（ハエの目レンズ）を利用し、それぞれのレンズに対応した要素画像をレンズの背後に並べて表示する方式である。フリッピングがなく完全に連続的な運動視差となり、水平方向・垂直方向・斜め方向とも実物に近い光線が再現できる。顔を横にしても斜めにしても正常に立体視できる理想的な方式である。
【００１２】
要素画像は有限サイズで離散的な画素に分かれておらず連続的であることが望ましいが、要素画像を液晶表示素子のような離散的な画素の集合によって構成する場合でも、画素ピッチの精細度が高いものを使用すれば、実用上問題ないレベルの連続的な運動視差を得ることができる。
【００１３】
しかし、垂直視差もあるＩＰ方式すなわち２次元ＩＰ方式は、やはり画像情報処理量が飛躍的に増加するため、実現が困難である。これに対し、垂直視差をなくしたＩＰ方式である１次元ＩＰ方式は、水平方向は連続的な運動視差が得られるため、２眼方式や多眼方式に比較して表示品位の高い立体視が可能であり、かつ超多眼方式よりも画像情報処理量を少なく済ますことができる。多眼方式に比べＩＰ方式では前後方向の視域は広くなるが、１次元ＩＰ方式においては２次元ＩＰ方式より前後方向の視域は狭くなる。１次元ＩＰ方式では、垂直視差がないため、垂直方向はある視距離を前提とした透視投写画像を表示する。
【００１４】
したがって、決められた視距離とその前後のある程度の範囲以外は、像が歪んで正しい３次元画像にならない。結局、１次元ＩＰ方式では前後方向の視域は多眼方式と大差ないといえる。多眼方式では縦方向の視差がないという点は１次元ＩＰ方式と同じだが、もともと前後方向の視域が狭いため、これが視域の制約になっているわけではない。多眼方式で視差数が多く１６眼程度の場合では、多眼方式で視域外とされている前後方向の領域は、画像が歪むとはいえ１次元ＩＰ方式と実質的に同一である。すなわち、１次元ＩＰ方式の特別な場合が多眼方式ということである。２次元ＩＰ方式では、縦方向も横方向も視距離に応じて正しい透視投写の３次元画像が見えるので歪は発生せず、１次元ＩＰ方式や多眼方式に比べ前後方向の視域は広いといえる。
【００１５】
上記のように、立体画像表示装置で用いる表示部（表示パネル）は、立体感を増すために、縦解像度よりも横解像度を高くすることが望まれる。そのため、立体画像表示装置で用いられている表示部の中には、水平方向の解像度を増やすために、カラードット配列を横ストライプ配列で構成した液晶表示パネルもある。
【００１６】
立体画像表示装置において、テレビやパソコンなどの２次元画像を表示するときには、横ストライプ配列などの「独自の」解像度を有する表示パネルを用いるのは不可能である。例えば、２次元表示する場合、広く普及している縦ストライプ配列の表示パネルを用いた場合は正しく表示できるが、「独自の」解像度を有する横ストライプ配列の表示パネルを用いた場合は、水平方向に１／３に圧縮され、垂直方向に３倍伸長した画像となる。モザイク配列の表示パネルでは、１画素を構成するカラードット配列を、３次元ディスプレイとして使用する時には縦配列、２次元ディスプレイとして使用する時には横配列としてみなすことができる。このため、前述したような画像が歪むという問題は生じないと考えられる。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００２−３００６１１公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、カラードット配列がモザイクの表示パネルにおいて、テレビやパソコンなどの２次元画像を表示することは非常に困難である。それは、普及している信号線ドライバＩＣが、表示パネルのカラードット配列が縦ストライプ配列であることを前提に設計されているからである。通常、信号線ドライバＩＣの画像信号の入力部は、ドライバ出力部が接続されているカラードット配列に対して、１対１対応している。
【００１９】
しかし、モザイク配列の表示パネルでは、例えば、一つのドライバ出力に、異なるカラードットが接続されているので、一つのドライバ入力を一つのカラー画像データに固定することはできない。
【００２０】
また、３次元表示用に作成した画像を、同一視差番号の画像のみを取り出して、画面全体に２次元表示したいという要望も強い。しかし、この要望も、上記理由により、実現が困難である。
【００２１】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであって、２次元画像データを表示することのできる立体画像表示装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様による立体画像表示装置は、行方向に配置される複数の信号線および列方向に配置される複数の走査線を有し、表示面内に位置が定められた画素が平面的にマトリクス状に配置され、同一行方向の前記画素が同じ信号線に接続され、同一列方向の前記画素が同じ走査線に接続される表示部と、カラー画像データが送信されてくる複数のバスと、前記カラー画像データが入力される複数の入力端子を有し、前記信号線に前記カラー画像データを送出する信号線駆動回路と、複数のアパーチャまたは複数のレンズを有し前記画素からの光線方向を制御する光線制御素子と、水平同期信号および垂直同期信号に基づいて動作し、前記複数のバスと前記カラー画像データが入力される前記信号線駆動回路の入力端子との接続を切換える複数のスイッチを有する切換スイッチ装置と、を備えたことを特徴とする。
【００２３】
なお、前記切換スイッチ装置は、立体画像が表示される場合には、前記複数のバスと前記信号線駆動回路の入力端子との接続を固定し、２次元画像データが表示される場合に水平同期信号および垂直同期信号に基づいて動作し前記複数のバスと前記信号線駆動回路の入力端子との接続を切換えるように構成されても良い。
【００２４】
また、本発明の第２の態様による立体画像表示装置は、行方向に配置される複数の信号線および列方向に配置される複数の走査線を有し、表示面内に位置が定められた画素が平面的にマトリクス状に配置され、同一行方向の前記画素が同じ信号線に接続され、同一列方向の前記画素が同じ走査線に接続される表示部と、カラー画像データが送信されてくる複数のバスと、前記カラー画像データが入力される複数の入力端子を有し、前記信号線に前記カラー画像データを送出する信号線駆動回路と、複数のアパーチャまたは複数のレンズを有し前記画素からの光線方向を制御する光線制御素子と、画像データを記憶する複数の画像メモリと、水平同期信号および垂直同期信号に基づいて動作し、前記複数の画像メモリを制御するメモリ制御器と、前記水平同期信号および前記垂直同期信号に基づいて動作し、前記複数のバスと前記複数のメモリ画像メモリとの接続を切換える複数のスイッチを有する第１切換スイッチ装置と、前記水平同期信号および前記垂直同期信号に基づいて動作し、前記複数の画像メモリと、前記カラー画像データが入力される前記信号線駆動回路の入力端子との接続を切換える複数のスイッチを有する第２切換スイッチ装置と、を備えたことを特徴とする。
【００２５】
なお、前記メモリ制御器は、各画像メモリに対して設けられていても良い。
【００２６】
なお、前記第１および第２切換スイッチ装置は、立体画像が表示される場合には、前記複数のバスと前記信号線駆動回路の入力端子との接続を固定し、２次元画像データが表示される場合に水平同期信号および垂直同期信号に基づいて動作し前記複数のバスと前記信号線駆動回路の入力端子との接続を切換えるように構成しても良い。
【００２７】
なお、画像転送クロックを１／Ｍ倍（Ｍ：整数）する分周する分周器と、前記分周器の出力をＮ倍（Ｎ：整数）する逓倍器とを更に備え、前記信号線駆動回路は、前記逓倍器の出力に基づいて、画像を転送しても良い。
【００２８】
この場合、前記光線制御素子はレンチキュラーレンズであり、前記レンチキュラーレンズのレンズのピッチが、カラードットの３×Ｎ／Ｍであることが好ましい。
【００２９】
なお、前記表示部のカラードット配列は、モザイク配列であっても良い。
【００３０】
なお、前記垂直同期信号は、リセット信号として用いられても良い。
【００３１】
【発明の実施形態】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００３２】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による立体画像表示装置の構成を図１に示す。この実施形態による立体画像表示装置１０は、液晶パネルを有する立体画像表示部１１と、上記液晶パネルに設けられた信号線を駆動する信号線ドライバＩＣ１２と、上記液晶パネルに設けられた走査線を駆動する走査線ドライバＩＣ１３と、画像信号が送出されてくる複数のバスと信号線ドライバＩＣ１２の複数の入力端子との接続を切換える切換スイッチ装置１６と、ゲートアレイ１７とを備えている。ゲートアレイ１７は、信号線ドライバ制御信号に基づいて信号線ドライバＩＣ１２を制御し、走査線ドライバ制御信号に基づいて走査線ドライバＩＣ１３を制御し、信号線制御信号に基づいて画像信号をスイッチ装置１６に送る。
【００３３】
なお、ゲートアレイ１７、信号線ドライバＩＣ１２、および走査線ドライバＩＣ１３は、広く普及している液晶表示装置で用いられている製品であるので、ここでその構成についての詳細な説明は割愛する。
【００３４】
立体画像表示部１１は、図２に示すように、平面表示装置としての液晶パネル３１と、視差バリア（光線制御素子）３２と、を備えている。なお、図２（ａ）は表示パネル３１および視差バリア３２の平面図、図２（ｂ）は、立体画像表示部１１の画像配置を示す平面図、図２（ｃ）は立体画像表示部の画像配置を示す側面図である。図２（ｂ）、（ｃ）において、符号３３ａ、３３ｂは視距離面を示し、３４ａ、３４ｂは、視距離面３３ａ、３３ｂ上の視点とアパーチャ中心を結ぶ線または面（画素中心を通るとは限らない）をそれぞれ示し、３５ａ、３５ｂは視距離面３３ａ、３３ｂに対応する要素画像幅を示す。
【００３５】
液晶パネル３１は、画素の位置がマトリクス状に固定されているものであれば、直視型や投影型であっても良い。また、本実施形態では、液晶パネルであったが、プラズマ表示装置や電界放出型表示装置や有機ＥＬ表示装置などの表示パネルであっても良い。ここでは、直視型で対角１５インチ、画素数横１９２０、縦１２００であり、各画素はカラードット数が３で、赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のカラードットに分かれているものを使用した。液晶パネル３１のカラードット配列は、図４に示すような縦ストライプ配列ではなく、図３に示すモザイク配列を使用している。視差バリア３２としては、図５に示すように、概略垂直方向に延び概略水平方向に周期構造をもつスリットまたはレンチキュラーレンズ４１を使用し、水平方向のピッチ（周期）は正確に１６サブ画素分とした。なお、図５において符号４２は視差画像の番号を示し、符号４３は画素を示している。また、液晶パネル３１の表示面（ガラス基板内面）と視差バリア３２のギャップは、ガラス基板やレンズ材質の屈折率を考慮して実効的に約２ｍｍとした。なお、視差バリア３２は、溝などを設け、取り外しができる機構にしておく。また、液晶パネル３１においては、行方向に配置される複数の信号線および列方向に配置される複数の走査線を有し、表示面内に位置が定められた画素が平面的にマトリクス状に配置され、同一列方向の画素が同じ信号線に接続され、同一列方向の画素が同じ走査線に接続される。
【００３６】
切換スイッチ装置１６は、信号線ドライバＩＣ１２へ入力する画像信号の入力先を切換えるための装置である。この切換スイッチ装置１６の構成を図６に示す。この図６は画像信号入力部とドライバ出力部のみを抽出した例を示す。信号線ドライバＩＣ１２の画像信号入力部は、図６に示すように、階調データ×カラードット数（１画素分）となっている。信号線ドライバＩＣ１２は、画像信号入力部が、階調データ８、カラードット数３の２４ビット幅、ドライバ出力部は３８４個の出力端子Ｐｓｉ（ｉ＝１，・・・，３８４）で構成されている。信号線ドライバＩＣ１２のドライバ出力部の出力端子Ｐｓ１，Ｐｓ４，…，Ｐｓ３ｎ−２，…，Ｐｓ３８２（ｎ＝１，２，３，・・・，１２８）はバスＤ１への入力信号に対応し、出力端子Ｐｓ２，Ｐｓ５，…，Ｐｓ３ｎ−１，・・・，Ｐｓ３８３（ｎ＝１，２，３，・・・，１２８）はバスＤ２の入力信号に対応し、出力端子Ｐｓ３，Ｐｓ６，…，Ｐｓ３ｎ，…，Ｐｓ３８４（ｎ＝１，２，３，・・・，１２８）はバスＤ３の入力信号に対応している。したがって、液晶パネルのカラーフィルタのカラードット配列が縦ストライプ配列の場合は、例えば、画像信号のうちのＲ（赤）信号はバスＤ１に、Ｂ（青）信号はバスＤ２に、Ｇ（緑）信号はバスＤ３に固定して送信することが可能となる。
【００３７】
しかし、本実施形態で使用した液晶パネル３１のカラーフィルタのカラードット配列は、モザイク配列になっているため、画像信号の入力先を固定することはできない。
【００３８】
そこで、図７に示すような構成を有する切換スイッチ装置１６を、ゲートアレイ１７と信号線ドライバＩＣ１２との間に設ける。切換スイッチ装置１６の入出力部のビット幅は、信号線ドライバＩＣ１２の入力部と同じビット幅を持たせる。図７に示した切換スイッチ装置１６においては、階調データを８ビット、カラードット数を３としているので、入出力幅は２４ビットである。図７に示す切換スイッチ装置１６は、３個のスイッチ１６１、１６２、１６３を備えており、これらの３個のスイッチ１６１、１６２、１６３は、その開閉が水平同期信号と垂直同期信号によって制御される。なお、切換スイッチ装置１６には３個のバスＣ１、Ｃ２、Ｃ３を介してゲートアレイ１７から画像データが送られてくる。
【００３９】
信号線ドライバＩＣ１２は、カラードットの入力に対応して出力先を振り分けるので、出力先を切換える単位は、階調データを一纏めとしたカラードット単位で良い。これら入力信号を水平周期毎に出力先を切換える。
【００４０】
図８に、図７に示す切換スイッチ装置１６の動作のタイミングチャートを示す。図８に示すように、水平周期毎に信号線ドライバＩＣ１２への入力先を切換える。これにより、走査線毎に異なるカラーに合った信号を選択することができる。また、切換スイッチ装置１６は垂直同期信号がリセット信号として入力される。この垂直同期信号により、垂直方向のリセット（例えば、画面最左上のカラードットへは常にＲの信号を出力する）を行う。
【００４１】
以上の操作により、３次元画像データを表示するときは、切換スイッチ装置１６のスイッチ１６１、１６２、１６３を固定しておいて表示を行い、２次元画像データを表示するときは、視差バリアを取り外し、切換スイッチ装置１６のスイッチ１６１、１６２、１６３を切換えることにより表示する。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態によれば、２次元画像データを表示することができる。
【００４３】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による立体画像表示装置を、図９を参照して説明する。本実施形態による立体画像表示装置は、図１に示す第１実施形態による立体画像表示装置において、切換スイッチ装置１６を削除して、切換スイッチ装置１６ａ、１６ｂと、メモリ２０１、２０２、２０３と、メモリ制御器２２とを新たに設けるとともに、液晶パネルのカラーフィルタがモザイク配列とした構成である。
【００４４】
切換スイッチ装置１６ａ、１６ｂはそれぞれ、図７に示す切換スイッチ装置１６と同じ構成であり、３個のスイッチをそれぞれ備えている。切換スイッチ装置１６ａは、水平同期信号および垂直同期信号に基づいて動作し、画素を構成する各ドットに対応したバスＣ１、Ｃ２、Ｃ３を介して、ゲートアレイ１７から送られてくる画像信号をメモリ２０１、２０２、２０３に振り分ける。メモリ２０１、２０２、２０３は、切換スイッチ装置１６ａによって振り分けられた画像データを、メモリ制御器２２からの制御信号に基づいて記憶すること、および記憶している画像データを切換スイッチ装置１６ｂに送出することを行う。
【００４５】
バスＣ１〜Ｃ３には、各々８ビットで構成された画像データが転送されてくる。カラーフィルタが縦ストライプ配列の場合、例えば、Ｃ１には赤色のカラードットに対応する画像データ、Ｃ２には緑色のカラードットに対応する画像データ、Ｃ３には青色のカラードットに対応する画像データが、常に固定されて転送されてくる。
【００４６】
しかし、本実施形態のように、カラーフィルタがモザイク配列の場合、例えば、Ｃ１には、赤色のカラードットに対応する画像データ、緑色のカラードットに対応する画像データ、青色のカラードットに対応する画像データと、水平周期毎に入れ替わって転送されてくる。そのため、画像データの送出側の構成と、表示装置の構成により、画像データの転送先を入れ替える必要がある。
【００４７】
切換スイッチ装置１６ａは、水平周期毎に入れ替わって送信されてくる画像データを、同一色ごとにメモリ２０１、２０２、２０３に振り分ける。今回の構成では、ゲートアレイやグラフィックスアクセラレータなどから送出される画像データは作成した画像、すなわち、モザイク配列に対応した形式で出力される。そのため、Ｃ１には、例えば、第１のカラードットに対応する画像データ、第２のカラードットに対応する画像データ、第３のカラードットに対応する画像データが、水平周期毎に入れ替わって転送されてくる。水平周期毎に入れ替わる画像データを、例えば、第１のカラードットに対応する画像データをメモリ２０１に、第２のカラードットに対応する画像データをメモリ２０２に、第３のカラードットに対応する画像データをメモリ２０３に振り分けるのが、この切換スイッチ装置１６ａである。
【００４８】
切換スイッチ装置１６ｂは、各メモリ２０ｉに（ｉ＝１，２，３）保存されているデータを、液晶パネルのカラードット配列に、再度、振り分けるための回路である。
【００４９】
画素は、第１のカラードット、第２のカラードット、第３のカラードットから構成されており、各カラードットに対応する画像データは、常に同じタイミングで並列に転送されている。この実施形態で示したように、カラードットに対応したメモリへ保存することにより、メモリからの読み出しは、常に各カラードットに対応した画像データとなる。つまり、異なるカラードットへ対応する画像データを、同一のメモリから読み出すような状況は生じない。
【００５０】
本実施形態による立体画像表示装置において、３次元画像データを表示するときは、切換スイッチ装置１６ａ、１６ｂのスイッチを固定しておいて表示を行い、２次元画像データを表示するときは、視差バリアを取り外し、切換スイッチ装置１６ａ、１６ｂのスイッチを切換えることにより表示する。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態によれば、２次元画像データを表示することができる。
【００５２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態による立体画像表示装置を、図１０乃至図１４を参照して説明する。図１０は、本実施形態による立体画像表示装置の要部の構成を示すブロック図である。この実施形態による立体画像表示装置は、図９に示す第２実施形態による立体画像表示装置において、メモリ制御器２２を削除して、各メモリ２０ｉ（ｉ＝１，２，３）に対応してメモリ制御器２２ｉを設けた構成となっている。
【００５３】
このように構成したことにより、光線制御素子、例えばレンチキュラーレンズのピッチ毎に、同一カメラ位置の画像を表示することが可能となる。そのため、レンチキュラーレンズのピッチが気にならない高品位な２次元画像を提供することが可能となる。
【００５４】
図１１に、この実施例で用いられるメモリ２０１〜２０３の読み出しアドレスを決めるためのフローチャート示す。この図１１に示すフローチャートに従って求められた、メモリ２０１〜２０３の読み出しアドレスの例を、図１２、図１３及び図１４に示す。
【００５５】
まず、図１１のステップＳ１に示すように、設計データを入力する。これにより、図１２に示すような列番号とレンズの対応表が、設計データより簡易に作成できる。図１２には、横画素数が１９２０、カラードット数が３、すなわち、カラードット数が５７６０ある表示装置の例であり、表に記載している列番号が、左端からの通し番号となる。図１２には、表示装置の中央から右半分、すなわち、２８８１（＝１９２０ｘ３／２＋１）番目以降を示してある。レンチキュラーレンズは、中央から左右に等間隔に作製しているので、レンズ番号は、中央から左右方向に番号を割り付けている。図１２からわかるように、今回のレンチキュラーレンズは、２７８×２個の凸面から形成されている。
【００５６】
次に、図１１のステップＳ２に示すように、同一レンズ番号内で、新たにカメラ位置の番号を割り当てる（図１３参照）。これは、カラードットが、同一のレンズ番号内で何番目にあるかを認識するためのものである。レンチキュラー端の左端から、もしくは、右端から、どちらから割り付けても問題はない。今回は、左端から割り付けた。
【００５７】
その後、図１１のステップＳ３に示すように、表示したいカメラ位置の番号を入力する。例えば、レンチキュラーレンズの左端から５番目に位置するカメラから撮影した画像を表示したいとする。この入力する値は、新たに割り付けたカメラ位置と同じとなる。
【００５８】
次に、図１１のステップＳ４に示すように、入力したカメラ位置番号”５”に対応する列番号を検索する。例えば、レンズ番号１であれば２８８５番、レンズ番号２３であれば３１０５番となる。
【００５９】
次に、図１１のステップＳ５に示すように、検索された番号を、読出列番号として、同一レンズ内の全ての列番号に対し割り当てる（図１４参照）。この作業により、例えば、表示装置の列番号が２８８１〜２８９０では２８８５番の表示内容を表示し、３１０１〜３１１１では３１０５番の表示内容を表示する。
【００６０】
図１０に示した３台のメモリ制御器２２１〜２２３では、表示装置の列番号に、このようにして求められた表示すべき表示番号の内容を表示させるように制御する。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態も、２次元画像データを表示することができる。
【００６２】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態による立体画像表示装置の構成を図１５に示す。この実施形態による立体画像表示装置は、図１０に示す第３実施形態による立体画像表示装置において、画像転送クロックを１／Ｍ倍する分周期２４と、１／Ｍ倍（Ｍ：整数）された画像転送クロックをＮ倍（Ｎ：整数）する逓倍器２６を新たに設けた構成となっている。なお、図１５において、画像メモリ２０は、図１０に示すように、３個の画像メモリ２０１〜２０３から成っており、メモリ制御器２２は３個のメモリ制御器２２１〜２２３からなっている。メモリ制御器２２にはゲートアレイ１７からメモリ制御器制御信号が送られ、このメモリ制御器制御信号によってメモリ制御器２２が制御される。
【００６３】
このように構成された本実施形態においては、分周期２４と逓倍器２６により、信号線ドライバＩＣ１２へ入力される画像転送クロックはＮ／Ｍ倍となる。光線制御素子であるレンチキュラーレンズのピッチが、カラードットの３×Ｌ倍のとき、ＬとＮ／Ｍを一致させることにより、容易に３次元画像を２次元に展開することが可能となる。
【００６４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、２次元画像データを表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による立体画像表示装置の構成を示すブロック図。
【図２】第１実施形態による立体画像表示装置に係る立体画像表示部の構成を示す図。
【図３】カラードット配列がモザイク配列である液晶パネルを示す図。
【図４】カラードット配列が縦ストライプ配列である液晶パネルを示す図。
【図５】第１実施形態にかかるインテグラルフォトグラフィー方式の画素とエレメントイメージと視差バリアの位置関係を示す図。
【図６】信号線ドライバＩＣの入出力を示す図。
【図７】第１実施形態における切換スイッチ装置と信号線ドライバＩＣの接続を示す図。
【図８】第１実施形態に係る切換スイッチ装置の動作のタイミングチャート。
【図９】本発明の第２実施形態による立体画像表示装置の要部の構成を示すブッロク図。
【図１０】本発明の第３実施形態による立体画像表示装置の要部の構成を示すブッロク図。
【図１１】本発明の第３実施形態に係るメモリの読み出しアドレスを決めるフローチャート。
【図１２】図１１に示すフローチャートによって読み出しアドレスを求める際の設計データを示す図。
【図１３】図１１に示すフローチャートによって読み出しアドレスを求める際の、同一レンズ番号内で、新たにカメラ位置の番号を割り当てた場合の図。
【図１４】図１１に示すフローチャートによって読み出しアドレスを求める際の、検索された番号を、読み出し列番号として同一レンズ内の全ての列番号に対して割り当てた場合の図。
【図１５】本発明の第４実施形態による立体画像表示装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１０ 立体画像表示装置
１１ 立体画像表示部
１２ 信号線ドライバＩＣ
１３ 走査線ドライバＩＣ
１４ メモリ
１５ メモリ制御器
１６ 切換スイッチ装置
１６１ スイッチ
１６２ スイッチ
１６３ スイッチ
１６ａ 切換スイッチ装置
１６ｂ 切換スイッチ装置
１７ ゲートアレイ
２０ 画像メモリ
２０１ メモリ
２０２ メモリ
２０３ メモリ
２２ メモリ制御器
２２１ メモリ制御器
２２２ メモリ制御器
２２３ メモリ制御器
２４ 分周器
２６ 逓倍器
３１ 液晶パネル
３２ 視差バリア（光線制御素子）
３３ａ 視距離面
３３ｂ 視距離面
３４ａ 視点とアパーチャ中心を結ぶ線または面（画素中心を通るとは限らない）
３４ｂ 視点とアパーチャ中心を結ぶ線または面（画素中心を通るとは限らない）
３５ａ 視距離面３３ａに対応する要素画像幅
３５ｂ 視距離面３３ｂに対応する要素画像幅
４１ レンチキュラーレンズ
４２ 視差画像の番号
４３ 画素
【産業上の利用分野】
本発明は、立体画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、動画像および立体視画像が表示可能な立体画像表示装置、いわゆる３次元ディスプレイの研究が盛んに行われている。研究が隆盛に向かうとともに、種々の方式が提案されているが、特にフラットパネルタイプでかつ専用の眼鏡などを必要としない方式の要望が高い。このようなタイプの立体画像表示装置には、ホログラフィの原理を用いる方式もあるが実用化が難しく、透過型や投写型の液晶表示装置の表示パネルやプラズマ表示装置の表示パネルなどのように画素位置が固定されている表示パネルの前に光線制御素子を設置する方式が比較的容易に実現できる方式として知られている。
【０００３】
研究が隆盛に向かっているとはいえ、３次元ディスプレイ用に特別に製作した３次元表示用コンテンツは、テレビ画像やパソコンの表示画面のような２次元表示用コンテンツに比べ、まだ数が少ない。そのため、３次元表示用コンテンツを観る時には光線制御素子を設置して３次元ディスプレイとして立体画像表示装置を使用し、２次元用コンテンツを観る時には光線制御素子を外して２次元ディスプレイとして上記立体画像表示装置を使用したいという要望が高い。
【０００４】
光線制御素子は、一般的にはパララクスバリアあるいは視差バリアとも呼ばれ、同じ位置近傍でも角度により異なる画像が見える構造となっている。具体的には、左右視差（水平視差）のみの場合はスリットやレンチキュラーレンズ、上下視差（垂直視差）も含める場合はピンホールやレンズアレイが用いられる。光線制御素子は、パララクスバリアを用いる方式、さらに２眼方式、多眼方式、超多眼方式、インテグラルフォトグラフィー（以下ＩＰと略記する）方式に分類される。これらの基本的な原理は、１００年程前に発明され立体写真に用いられてきたものと同じである。
【０００５】
最も単純な２眼方式は、ある視点を定め、その位置で右眼と左眼に異なる画像が見えるように、表示パネルと視差バリアを配置する。表示パネルには、視点から表示パネルまでの距離に投写面を持ち、右眼と左眼の位置にそれぞれ透視中心を持つ２枚の透視投写画像を、表示パネルの画素１列ごとに縦に分割して交互に配置する。実現は比較的容易であるが、定められた位置以外では立体的に見えず視域が非常に狭い点や、左右に両眼距離分だけ移動した位置から見ると逆立体視、すなわち飛び出しと奥行きが逆に見えるような異常画像になるという大きな欠点がある。
【０００６】
２次元表示と３次元表示の切り替えを比較的簡単にできるという利点もあるが、２眼方式は小型ディスプレイなどの手軽な用途に留まっている。狭い視域を実質的に広げるために、視点追随すなわちヘッドトラッキング技術によって２眼方式の逆立体視を回避する方法が提案されており、左右視差画像を入れ替える方法やレンチキュラーレンズを前後左右移動する方法がその例である。
【０００７】
また、視域を外れているかどうかがわかるようなインジケータを画面の下などに別途設ける方法も知られている。２眼方式の場合は前後左右のみ検出可能なインジケータである。また、実効視域を広げる視点追随技術の一例として、画面の仰角変化に応じ視点固定で画像を変える、あるいは視点移動時に画面角度が追随（水平軸で画面回転）し画像も変えるという例もある（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
視差バリア方式ではないが、ユーザの移動にともなって透視画像の消失点を調節、視線検出／透視投写変換と拡大縮小などの例もある。
【０００９】
多眼方式は、視差数を４から８程度に増やし、正常に見える位置を増やしている。運動視差すなわち観察者が横方向に移動して、見る角度を変えた場合に、それに応じて立体表示も異なる角度からの画像が見えるが、連続的ではなく、フリッピングと呼ばれるように、暗転したあと急に角度が変わる画像が現れる。また、逆立体視の問題も依然としてある。
【００１０】
超多眼方式は、視差画像を両眼距離ごとでなく、非常に細かくして、瞳孔に複数の視差画像による光線が入るようにしている。これによりフリッピングがなくなり、より自然な画像になるが、多眼方式に比べ画像情報処理量が飛躍的に増加するため、実現が困難である。多眼方式や超多眼方式では、水平視差だけでなく垂直視差も入れる場合があるが、やはり画像情報処理量が飛躍的に増加するため、実現が困難である。
【００１１】
インテグラルフォトグラフィー（ＩＰ）方式は、視差バリアとして昆虫の複眼に似たレンズ（ハエの目レンズ）を利用し、それぞれのレンズに対応した要素画像をレンズの背後に並べて表示する方式である。フリッピングがなく完全に連続的な運動視差となり、水平方向・垂直方向・斜め方向とも実物に近い光線が再現できる。顔を横にしても斜めにしても正常に立体視できる理想的な方式である。
【００１２】
要素画像は有限サイズで離散的な画素に分かれておらず連続的であることが望ましいが、要素画像を液晶表示素子のような離散的な画素の集合によって構成する場合でも、画素ピッチの精細度が高いものを使用すれば、実用上問題ないレベルの連続的な運動視差を得ることができる。
【００１３】
しかし、垂直視差もあるＩＰ方式すなわち２次元ＩＰ方式は、やはり画像情報処理量が飛躍的に増加するため、実現が困難である。これに対し、垂直視差をなくしたＩＰ方式である１次元ＩＰ方式は、水平方向は連続的な運動視差が得られるため、２眼方式や多眼方式に比較して表示品位の高い立体視が可能であり、かつ超多眼方式よりも画像情報処理量を少なく済ますことができる。多眼方式に比べＩＰ方式では前後方向の視域は広くなるが、１次元ＩＰ方式においては２次元ＩＰ方式より前後方向の視域は狭くなる。１次元ＩＰ方式では、垂直視差がないため、垂直方向はある視距離を前提とした透視投写画像を表示する。
【００１４】
したがって、決められた視距離とその前後のある程度の範囲以外は、像が歪んで正しい３次元画像にならない。結局、１次元ＩＰ方式では前後方向の視域は多眼方式と大差ないといえる。多眼方式では縦方向の視差がないという点は１次元ＩＰ方式と同じだが、もともと前後方向の視域が狭いため、これが視域の制約になっているわけではない。多眼方式で視差数が多く１６眼程度の場合では、多眼方式で視域外とされている前後方向の領域は、画像が歪むとはいえ１次元ＩＰ方式と実質的に同一である。すなわち、１次元ＩＰ方式の特別な場合が多眼方式ということである。２次元ＩＰ方式では、縦方向も横方向も視距離に応じて正しい透視投写の３次元画像が見えるので歪は発生せず、１次元ＩＰ方式や多眼方式に比べ前後方向の視域は広いといえる。
【００１５】
上記のように、立体画像表示装置で用いる表示部（表示パネル）は、立体感を増すために、縦解像度よりも横解像度を高くすることが望まれる。そのため、立体画像表示装置で用いられている表示部の中には、水平方向の解像度を増やすために、カラードット配列を横ストライプ配列で構成した液晶表示パネルもある。
【００１６】
立体画像表示装置において、テレビやパソコンなどの２次元画像を表示するときには、横ストライプ配列などの「独自の」解像度を有する表示パネルを用いるのは不可能である。例えば、２次元表示する場合、広く普及している縦ストライプ配列の表示パネルを用いた場合は正しく表示できるが、「独自の」解像度を有する横ストライプ配列の表示パネルを用いた場合は、水平方向に１／３に圧縮され、垂直方向に３倍伸長した画像となる。モザイク配列の表示パネルでは、１画素を構成するカラードット配列を、３次元ディスプレイとして使用する時には縦配列、２次元ディスプレイとして使用する時には横配列としてみなすことができる。このため、前述したような画像が歪むという問題は生じないと考えられる。
【００１７】
【特許文献１】
特開２００２−３００６１１公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、カラードット配列がモザイクの表示パネルにおいて、テレビやパソコンなどの２次元画像を表示することは非常に困難である。それは、普及している信号線ドライバＩＣが、表示パネルのカラードット配列が縦ストライプ配列であることを前提に設計されているからである。通常、信号線ドライバＩＣの画像信号の入力部は、ドライバ出力部が接続されているカラードット配列に対して、１対１対応している。
【００１９】
しかし、モザイク配列の表示パネルでは、例えば、一つのドライバ出力に、異なるカラードットが接続されているので、一つのドライバ入力を一つのカラー画像データに固定することはできない。
【００２０】
また、３次元表示用に作成した画像を、同一視差番号の画像のみを取り出して、画面全体に２次元表示したいという要望も強い。しかし、この要望も、上記理由により、実現が困難である。
【００２１】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであって、２次元画像データを表示することのできる立体画像表示装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様による立体画像表示装置は、行方向に配置される複数の信号線および列方向に配置される複数の走査線を有し、表示面内に位置が定められた画素が平面的にマトリクス状に配置され、同一行方向の前記画素が同じ信号線に接続され、同一列方向の前記画素が同じ走査線に接続される表示部と、カラー画像データが送信されてくる複数のバスと、前記カラー画像データが入力される複数の入力端子を有し、前記信号線に前記カラー画像データを送出する信号線駆動回路と、複数のアパーチャまたは複数のレンズを有し前記画素からの光線方向を制御する光線制御素子と、水平同期信号および垂直同期信号に基づいて動作し、前記複数のバスと前記カラー画像データが入力される前記信号線駆動回路の入力端子との接続を切換える複数のスイッチを有する切換スイッチ装置と、を備えたことを特徴とする。
【００２３】
なお、前記切換スイッチ装置は、立体画像が表示される場合には、前記複数のバスと前記信号線駆動回路の入力端子との接続を固定し、２次元画像データが表示される場合に水平同期信号および垂直同期信号に基づいて動作し前記複数のバスと前記信号線駆動回路の入力端子との接続を切換えるように構成されても良い。
【００２４】
また、本発明の第２の態様による立体画像表示装置は、行方向に配置される複数の信号線および列方向に配置される複数の走査線を有し、表示面内に位置が定められた画素が平面的にマトリクス状に配置され、同一行方向の前記画素が同じ信号線に接続され、同一列方向の前記画素が同じ走査線に接続される表示部と、カラー画像データが送信されてくる複数のバスと、前記カラー画像データが入力される複数の入力端子を有し、前記信号線に前記カラー画像データを送出する信号線駆動回路と、複数のアパーチャまたは複数のレンズを有し前記画素からの光線方向を制御する光線制御素子と、画像データを記憶する複数の画像メモリと、水平同期信号および垂直同期信号に基づいて動作し、前記複数の画像メモリを制御するメモリ制御器と、前記水平同期信号および前記垂直同期信号に基づいて動作し、前記複数のバスと前記複数のメモリ画像メモリとの接続を切換える複数のスイッチを有する第１切換スイッチ装置と、前記水平同期信号および前記垂直同期信号に基づいて動作し、前記複数の画像メモリと、前記カラー画像データが入力される前記信号線駆動回路の入力端子との接続を切換える複数のスイッチを有する第２切換スイッチ装置と、を備えたことを特徴とする。
【００２５】
なお、前記メモリ制御器は、各画像メモリに対して設けられていても良い。
【００２６】
なお、前記第１および第２切換スイッチ装置は、立体画像が表示される場合には、前記複数のバスと前記信号線駆動回路の入力端子との接続を固定し、２次元画像データが表示される場合に水平同期信号および垂直同期信号に基づいて動作し前記複数のバスと前記信号線駆動回路の入力端子との接続を切換えるように構成しても良い。
【００２７】
なお、画像転送クロックを１／Ｍ倍（Ｍ：整数）する分周する分周器と、前記分周器の出力をＮ倍（Ｎ：整数）する逓倍器とを更に備え、前記信号線駆動回路は、前記逓倍器の出力に基づいて、画像を転送しても良い。
【００２８】
この場合、前記光線制御素子はレンチキュラーレンズであり、前記レンチキュラーレンズのレンズのピッチが、カラードットの３×Ｎ／Ｍであることが好ましい。
【００２９】
なお、前記表示部のカラードット配列は、モザイク配列であっても良い。
【００３０】
なお、前記垂直同期信号は、リセット信号として用いられても良い。
【００３１】
【発明の実施形態】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【００３２】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による立体画像表示装置の構成を図１に示す。この実施形態による立体画像表示装置１０は、液晶パネルを有する立体画像表示部１１と、上記液晶パネルに設けられた信号線を駆動する信号線ドライバＩＣ１２と、上記液晶パネルに設けられた走査線を駆動する走査線ドライバＩＣ１３と、画像信号が送出されてくる複数のバスと信号線ドライバＩＣ１２の複数の入力端子との接続を切換える切換スイッチ装置１６と、ゲートアレイ１７とを備えている。ゲートアレイ１７は、信号線ドライバ制御信号に基づいて信号線ドライバＩＣ１２を制御し、走査線ドライバ制御信号に基づいて走査線ドライバＩＣ１３を制御し、信号線制御信号に基づいて画像信号をスイッチ装置１６に送る。
【００３３】
なお、ゲートアレイ１７、信号線ドライバＩＣ１２、および走査線ドライバＩＣ１３は、広く普及している液晶表示装置で用いられている製品であるので、ここでその構成についての詳細な説明は割愛する。
【００３４】
立体画像表示部１１は、図２に示すように、平面表示装置としての液晶パネル３１と、視差バリア（光線制御素子）３２と、を備えている。なお、図２（ａ）は表示パネル３１および視差バリア３２の平面図、図２（ｂ）は、立体画像表示部１１の画像配置を示す平面図、図２（ｃ）は立体画像表示部の画像配置を示す側面図である。図２（ｂ）、（ｃ）において、符号３３ａ、３３ｂは視距離面を示し、３４ａ、３４ｂは、視距離面３３ａ、３３ｂ上の視点とアパーチャ中心を結ぶ線または面（画素中心を通るとは限らない）をそれぞれ示し、３５ａ、３５ｂは視距離面３３ａ、３３ｂに対応する要素画像幅を示す。
【００３５】
液晶パネル３１は、画素の位置がマトリクス状に固定されているものであれば、直視型や投影型であっても良い。また、本実施形態では、液晶パネルであったが、プラズマ表示装置や電界放出型表示装置や有機ＥＬ表示装置などの表示パネルであっても良い。ここでは、直視型で対角１５インチ、画素数横１９２０、縦１２００であり、各画素はカラードット数が３で、赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のカラードットに分かれているものを使用した。液晶パネル３１のカラードット配列は、図４に示すような縦ストライプ配列ではなく、図３に示すモザイク配列を使用している。視差バリア３２としては、図５に示すように、概略垂直方向に延び概略水平方向に周期構造をもつスリットまたはレンチキュラーレンズ４１を使用し、水平方向のピッチ（周期）は正確に１６サブ画素分とした。なお、図５において符号４２は視差画像の番号を示し、符号４３は画素を示している。また、液晶パネル３１の表示面（ガラス基板内面）と視差バリア３２のギャップは、ガラス基板やレンズ材質の屈折率を考慮して実効的に約２ｍｍとした。なお、視差バリア３２は、溝などを設け、取り外しができる機構にしておく。また、液晶パネル３１においては、行方向に配置される複数の信号線および列方向に配置される複数の走査線を有し、表示面内に位置が定められた画素が平面的にマトリクス状に配置され、同一列方向の画素が同じ信号線に接続され、同一列方向の画素が同じ走査線に接続される。
【００３６】
切換スイッチ装置１６は、信号線ドライバＩＣ１２へ入力する画像信号の入力先を切換えるための装置である。この切換スイッチ装置１６の構成を図６に示す。この図６は画像信号入力部とドライバ出力部のみを抽出した例を示す。信号線ドライバＩＣ１２の画像信号入力部は、図６に示すように、階調データ×カラードット数（１画素分）となっている。信号線ドライバＩＣ１２は、画像信号入力部が、階調データ８、カラードット数３の２４ビット幅、ドライバ出力部は３８４個の出力端子Ｐｓｉ（ｉ＝１，・・・，３８４）で構成されている。信号線ドライバＩＣ１２のドライバ出力部の出力端子Ｐｓ１，Ｐｓ４，…，Ｐｓ３ｎ−２，…，Ｐｓ３８２（ｎ＝１，２，３，・・・，１２８）はバスＤ１への入力信号に対応し、出力端子Ｐｓ２，Ｐｓ５，…，Ｐｓ３ｎ−１，・・・，Ｐｓ３８３（ｎ＝１，２，３，・・・，１２８）はバスＤ２の入力信号に対応し、出力端子Ｐｓ３，Ｐｓ６，…，Ｐｓ３ｎ，…，Ｐｓ３８４（ｎ＝１，２，３，・・・，１２８）はバスＤ３の入力信号に対応している。したがって、液晶パネルのカラーフィルタのカラードット配列が縦ストライプ配列の場合は、例えば、画像信号のうちのＲ（赤）信号はバスＤ１に、Ｂ（青）信号はバスＤ２に、Ｇ（緑）信号はバスＤ３に固定して送信することが可能となる。
【００３７】
しかし、本実施形態で使用した液晶パネル３１のカラーフィルタのカラードット配列は、モザイク配列になっているため、画像信号の入力先を固定することはできない。
【００３８】
そこで、図７に示すような構成を有する切換スイッチ装置１６を、ゲートアレイ１７と信号線ドライバＩＣ１２との間に設ける。切換スイッチ装置１６の入出力部のビット幅は、信号線ドライバＩＣ１２の入力部と同じビット幅を持たせる。図７に示した切換スイッチ装置１６においては、階調データを８ビット、カラードット数を３としているので、入出力幅は２４ビットである。図７に示す切換スイッチ装置１６は、３個のスイッチ１６１、１６２、１６３を備えており、これらの３個のスイッチ１６１、１６２、１６３は、その開閉が水平同期信号と垂直同期信号によって制御される。なお、切換スイッチ装置１６には３個のバスＣ１、Ｃ２、Ｃ３を介してゲートアレイ１７から画像データが送られてくる。
【００３９】
信号線ドライバＩＣ１２は、カラードットの入力に対応して出力先を振り分けるので、出力先を切換える単位は、階調データを一纏めとしたカラードット単位で良い。これら入力信号を水平周期毎に出力先を切換える。
【００４０】
図８に、図７に示す切換スイッチ装置１６の動作のタイミングチャートを示す。図８に示すように、水平周期毎に信号線ドライバＩＣ１２への入力先を切換える。これにより、走査線毎に異なるカラーに合った信号を選択することができる。また、切換スイッチ装置１６は垂直同期信号がリセット信号として入力される。この垂直同期信号により、垂直方向のリセット（例えば、画面最左上のカラードットへは常にＲの信号を出力する）を行う。
【００４１】
以上の操作により、３次元画像データを表示するときは、切換スイッチ装置１６のスイッチ１６１、１６２、１６３を固定しておいて表示を行い、２次元画像データを表示するときは、視差バリアを取り外し、切換スイッチ装置１６のスイッチ１６１、１６２、１６３を切換えることにより表示する。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態によれば、２次元画像データを表示することができる。
【００４３】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による立体画像表示装置を、図９を参照して説明する。本実施形態による立体画像表示装置は、図１に示す第１実施形態による立体画像表示装置において、切換スイッチ装置１６を削除して、切換スイッチ装置１６ａ、１６ｂと、メモリ２０１、２０２、２０３と、メモリ制御器２２とを新たに設けるとともに、液晶パネルのカラーフィルタがモザイク配列とした構成である。
【００４４】
切換スイッチ装置１６ａ、１６ｂはそれぞれ、図７に示す切換スイッチ装置１６と同じ構成であり、３個のスイッチをそれぞれ備えている。切換スイッチ装置１６ａは、水平同期信号および垂直同期信号に基づいて動作し、画素を構成する各ドットに対応したバスＣ１、Ｃ２、Ｃ３を介して、ゲートアレイ１７から送られてくる画像信号をメモリ２０１、２０２、２０３に振り分ける。メモリ２０１、２０２、２０３は、切換スイッチ装置１６ａによって振り分けられた画像データを、メモリ制御器２２からの制御信号に基づいて記憶すること、および記憶している画像データを切換スイッチ装置１６ｂに送出することを行う。
【００４５】
バスＣ１〜Ｃ３には、各々８ビットで構成された画像データが転送されてくる。カラーフィルタが縦ストライプ配列の場合、例えば、Ｃ１には赤色のカラードットに対応する画像データ、Ｃ２には緑色のカラードットに対応する画像データ、Ｃ３には青色のカラードットに対応する画像データが、常に固定されて転送されてくる。
【００４６】
しかし、本実施形態のように、カラーフィルタがモザイク配列の場合、例えば、Ｃ１には、赤色のカラードットに対応する画像データ、緑色のカラードットに対応する画像データ、青色のカラードットに対応する画像データと、水平周期毎に入れ替わって転送されてくる。そのため、画像データの送出側の構成と、表示装置の構成により、画像データの転送先を入れ替える必要がある。
【００４７】
切換スイッチ装置１６ａは、水平周期毎に入れ替わって送信されてくる画像データを、同一色ごとにメモリ２０１、２０２、２０３に振り分ける。今回の構成では、ゲートアレイやグラフィックスアクセラレータなどから送出される画像データは作成した画像、すなわち、モザイク配列に対応した形式で出力される。そのため、Ｃ１には、例えば、第１のカラードットに対応する画像データ、第２のカラードットに対応する画像データ、第３のカラードットに対応する画像データが、水平周期毎に入れ替わって転送されてくる。水平周期毎に入れ替わる画像データを、例えば、第１のカラードットに対応する画像データをメモリ２０１に、第２のカラードットに対応する画像データをメモリ２０２に、第３のカラードットに対応する画像データをメモリ２０３に振り分けるのが、この切換スイッチ装置１６ａである。
【００４８】
切換スイッチ装置１６ｂは、各メモリ２０ｉに（ｉ＝１，２，３）保存されているデータを、液晶パネルのカラードット配列に、再度、振り分けるための回路である。
【００４９】
画素は、第１のカラードット、第２のカラードット、第３のカラードットから構成されており、各カラードットに対応する画像データは、常に同じタイミングで並列に転送されている。この実施形態で示したように、カラードットに対応したメモリへ保存することにより、メモリからの読み出しは、常に各カラードットに対応した画像データとなる。つまり、異なるカラードットへ対応する画像データを、同一のメモリから読み出すような状況は生じない。
【００５０】
本実施形態による立体画像表示装置において、３次元画像データを表示するときは、切換スイッチ装置１６ａ、１６ｂのスイッチを固定しておいて表示を行い、２次元画像データを表示するときは、視差バリアを取り外し、切換スイッチ装置１６ａ、１６ｂのスイッチを切換えることにより表示する。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態によれば、２次元画像データを表示することができる。
【００５２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態による立体画像表示装置を、図１０乃至図１４を参照して説明する。図１０は、本実施形態による立体画像表示装置の要部の構成を示すブロック図である。この実施形態による立体画像表示装置は、図９に示す第２実施形態による立体画像表示装置において、メモリ制御器２２を削除して、各メモリ２０ｉ（ｉ＝１，２，３）に対応してメモリ制御器２２ｉを設けた構成となっている。
【００５３】
このように構成したことにより、光線制御素子、例えばレンチキュラーレンズのピッチ毎に、同一カメラ位置の画像を表示することが可能となる。そのため、レンチキュラーレンズのピッチが気にならない高品位な２次元画像を提供することが可能となる。
【００５４】
図１１に、この実施例で用いられるメモリ２０１〜２０３の読み出しアドレスを決めるためのフローチャート示す。この図１１に示すフローチャートに従って求められた、メモリ２０１〜２０３の読み出しアドレスの例を、図１２、図１３及び図１４に示す。
【００５５】
まず、図１１のステップＳ１に示すように、設計データを入力する。これにより、図１２に示すような列番号とレンズの対応表が、設計データより簡易に作成できる。図１２には、横画素数が１９２０、カラードット数が３、すなわち、カラードット数が５７６０ある表示装置の例であり、表に記載している列番号が、左端からの通し番号となる。図１２には、表示装置の中央から右半分、すなわち、２８８１（＝１９２０ｘ３／２＋１）番目以降を示してある。レンチキュラーレンズは、中央から左右に等間隔に作製しているので、レンズ番号は、中央から左右方向に番号を割り付けている。図１２からわかるように、今回のレンチキュラーレンズは、２７８×２個の凸面から形成されている。
【００５６】
次に、図１１のステップＳ２に示すように、同一レンズ番号内で、新たにカメラ位置の番号を割り当てる（図１３参照）。これは、カラードットが、同一のレンズ番号内で何番目にあるかを認識するためのものである。レンチキュラー端の左端から、もしくは、右端から、どちらから割り付けても問題はない。今回は、左端から割り付けた。
【００５７】
その後、図１１のステップＳ３に示すように、表示したいカメラ位置の番号を入力する。例えば、レンチキュラーレンズの左端から５番目に位置するカメラから撮影した画像を表示したいとする。この入力する値は、新たに割り付けたカメラ位置と同じとなる。
【００５８】
次に、図１１のステップＳ４に示すように、入力したカメラ位置番号”５”に対応する列番号を検索する。例えば、レンズ番号１であれば２８８５番、レンズ番号２３であれば３１０５番となる。
【００５９】
次に、図１１のステップＳ５に示すように、検索された番号を、読出列番号として、同一レンズ内の全ての列番号に対し割り当てる（図１４参照）。この作業により、例えば、表示装置の列番号が２８８１〜２８９０では２８８５番の表示内容を表示し、３１０１〜３１１１では３１０５番の表示内容を表示する。
【００６０】
図１０に示した３台のメモリ制御器２２１〜２２３では、表示装置の列番号に、このようにして求められた表示すべき表示番号の内容を表示させるように制御する。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態も、２次元画像データを表示することができる。
【００６２】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態による立体画像表示装置の構成を図１５に示す。この実施形態による立体画像表示装置は、図１０に示す第３実施形態による立体画像表示装置において、画像転送クロックを１／Ｍ倍する分周期２４と、１／Ｍ倍（Ｍ：整数）された画像転送クロックをＮ倍（Ｎ：整数）する逓倍器２６を新たに設けた構成となっている。なお、図１５において、画像メモリ２０は、図１０に示すように、３個の画像メモリ２０１〜２０３から成っており、メモリ制御器２２は３個のメモリ制御器２２１〜２２３からなっている。メモリ制御器２２にはゲートアレイ１７からメモリ制御器制御信号が送られ、このメモリ制御器制御信号によってメモリ制御器２２が制御される。
【００６３】
このように構成された本実施形態においては、分周期２４と逓倍器２６により、信号線ドライバＩＣ１２へ入力される画像転送クロックはＮ／Ｍ倍となる。光線制御素子であるレンチキュラーレンズのピッチが、カラードットの３×Ｌ倍のとき、ＬとＮ／Ｍを一致させることにより、容易に３次元画像を２次元に展開することが可能となる。
【００６４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、２次元画像データを表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による立体画像表示装置の構成を示すブロック図。
【図２】第１実施形態による立体画像表示装置に係る立体画像表示部の構成を示す図。
【図３】カラードット配列がモザイク配列である液晶パネルを示す図。
【図４】カラードット配列が縦ストライプ配列である液晶パネルを示す図。
【図５】第１実施形態にかかるインテグラルフォトグラフィー方式の画素とエレメントイメージと視差バリアの位置関係を示す図。
【図６】信号線ドライバＩＣの入出力を示す図。
【図７】第１実施形態における切換スイッチ装置と信号線ドライバＩＣの接続を示す図。
【図８】第１実施形態に係る切換スイッチ装置の動作のタイミングチャート。
【図９】本発明の第２実施形態による立体画像表示装置の要部の構成を示すブッロク図。
【図１０】本発明の第３実施形態による立体画像表示装置の要部の構成を示すブッロク図。
【図１１】本発明の第３実施形態に係るメモリの読み出しアドレスを決めるフローチャート。
【図１２】図１１に示すフローチャートによって読み出しアドレスを求める際の設計データを示す図。
【図１３】図１１に示すフローチャートによって読み出しアドレスを求める際の、同一レンズ番号内で、新たにカメラ位置の番号を割り当てた場合の図。
【図１４】図１１に示すフローチャートによって読み出しアドレスを求める際の、検索された番号を、読み出し列番号として同一レンズ内の全ての列番号に対して割り当てた場合の図。
【図１５】本発明の第４実施形態による立体画像表示装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１０ 立体画像表示装置
１１ 立体画像表示部
１２ 信号線ドライバＩＣ
１３ 走査線ドライバＩＣ
１４ メモリ
１５ メモリ制御器
１６ 切換スイッチ装置
１６１ スイッチ
１６２ スイッチ
１６３ スイッチ
１６ａ 切換スイッチ装置
１６ｂ 切換スイッチ装置
１７ ゲートアレイ
２０ 画像メモリ
２０１ メモリ
２０２ メモリ
２０３ メモリ
２２ メモリ制御器
２２１ メモリ制御器
２２２ メモリ制御器
２２３ メモリ制御器
２４ 分周器
２６ 逓倍器
３１ 液晶パネル
３２ 視差バリア（光線制御素子）
３３ａ 視距離面
３３ｂ 視距離面
３４ａ 視点とアパーチャ中心を結ぶ線または面（画素中心を通るとは限らない）
３４ｂ 視点とアパーチャ中心を結ぶ線または面（画素中心を通るとは限らない）
３５ａ 視距離面３３ａに対応する要素画像幅
３５ｂ 視距離面３３ｂに対応する要素画像幅
４１ レンチキュラーレンズ
４２ 視差画像の番号
４３ 画素
Claims (9)
- 行方向に配置される複数の信号線および列方向に配置される複数の走査線を有し、表示面内に位置が定められた画素が平面的にマトリクス状に配置され、同一行方向の前記画素が同じ信号線に接続され、同一列方向の前記画素が同じ走査線に接続される表示部と、
カラー画像データが送信されてくる複数のバスと、
前記カラー画像データが入力される複数の入力端子を有し、前記信号線に前記カラー画像データを送出する信号線駆動回路と、
複数のアパーチャまたは複数のレンズを有し前記画素からの光線方向を制御する光線制御素子と、
水平同期信号および垂直同期信号に基づいて動作し、前記バスと前記カラー画像データが入力される前記信号線駆動回路の入力端子との接続を切換える複数のスイッチを有する切換スイッチ装置と、を備えたことを特徴とする立体画像表示装置。 - 前記切換スイッチ装置は、立体画像が表示される場合には、前記複数のバスと前記信号線駆動回路の入力端子との接続を固定し、２次元画像データが表示される場合に水平同期信号および垂直同期信号に基づいて動作し前記複数のバスと前記信号線駆動回路の入力端子との接続を切換えることを特徴とする請求項１記載の立体画像表示装置。
- 行方向に配置される複数の信号線および列方向に配置される複数の走査線を有し、表示面内に位置が定められた画素が平面的にマトリクス状に配置され、同一行方向の前記画素が同じ信号線に接続され、同一列方向の前記画素が同じ走査線に接続される表示部と、
前記カラー画像データが送信されてくる複数のバスと、
前記カラー画像データが入力される複数の入力端子を有し、前記信号線に前記カラー画像データを送出する信号線駆動回路と、
複数のアパーチャまたは複数のレンズを有し前記画素からの光線方向を制御する光線制御素子と、
画像データを記憶する複数の画像メモリと、
水平同期信号および垂直同期信号に基づいて動作し、前記複数の画像メモリを制御するメモリ制御器と、
前記水平同期信号および前記垂直同期信号に基づいて動作し、前記複数のバスと前記複数のメモリ画像メモリとの接続を切換える複数のスイッチを有する第１切換スイッチ装置と、
前記水平同期信号および前記垂直同期信号に基づいて動作し、前記複数の画像メモリと、前記カラー画像データが入力される前記信号線駆動回路の入力端子との接続を切換える複数のスイッチを有する第２切換スイッチ装置と、を備えたことを特徴とする立体画像表示装置。 - 前記メモリ制御器は、各画像メモリに対して設けられていることを特徴とする請求項３記載の立体画像表示装置。
- 前記第１および第２切換スイッチ装置は、立体画像が表示される場合には、前記複数のバスと前記信号線駆動回路の入力端子との接続を固定し、２次元画像データが表示される場合に水平同期信号および垂直同期信号に基づいて動作し前記複数のバスと前記信号線駆動回路の入力端子との接続を切換えることを特徴とする請求項３または４記載の立体画像表示装置。
- 画像転送クロックを１／Ｍ倍（Ｍ：整数）する分周する分周器と、前記分周器の出力をＮ倍（Ｎ：整数）する逓倍器とを更に備え、前記信号線駆動回路は、前記逓倍器の出力に基づいて、画像を転送することを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載の立体画像表示装置。
- 前記光線制御素子はレンチキュラーレンズであり、前記レンチキュラーレンズのレンズのピッチが、カラードットの３×Ｎ／Ｍであることを特徴とする請求項６記載の立体画像表示装置。
- 前記表示部のカラードット配列は、モザイク配列であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の立体画像表示装置。
- 前記垂直同期信号は、リセット信号として用いられることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の立体画像表示装置。
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| JP2003202456A JP2005045496A (ja) | 2003-07-28 | 2003-07-28 | 立体画像表示装置 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008537160A (ja) * | 2005-03-17 | 2008-09-11 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 裸眼立体視ディスプレイ装置およびそのためのカラー・フィルタ |
| JP2011095730A (ja) * | 2009-10-28 | 2011-05-12 | Samsung Electronics Co Ltd | ３次元ディスプレイ装置及びその映像表示方法 |
| CN102207627A (zh) * | 2010-10-18 | 2011-10-05 | 东莞市睿立宝来光电科技有限公司 | 一种主动立体眼镜微调排列时序的方法 |
-
2003
- 2003-07-28 JP JP2003202456A patent/JP2005045496A/ja active Pending
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