JP2008299040A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 視方向により異なる画像を表示する２画面表示における色分離対策は、合成さ
れるサブ画素を合成されない同色のサブ画素で階調補正するものであり、精度は数階調と
大きい。本願発明は不要な桁の計算を行うことによりレンダリング処理速度が低下するこ
とを防止するものである。
【解決手段】 ２つの個別画像を夫々レンダリングするレンダリング部５と、レンダリン
グ部５が出力するレンダリングされた２つの個別画像から１つの表示画面分のデータを取
り出して１つの混合画像を合成する２画面合成部６と、２画面合成部６が出力する混合画
像を視方向により夫々の個別画像が判別可能となるように表示する表示部４とを備え、レ
ンダリング部５は合成される画素の階調を合成されない画素の階調に基づいて補正の乗算
をする際に積の下位の桁の演算を省いた近似演算を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画素の階調のレンダリングを行う画像表示装置に関する。

液晶表示装置やＥＬ表示装置は画素単位あるいは画素を構成するＲＧＢのサブ画素毎に
輝度の階調表示を行っている。その階調は種々の目的（例えば、マルチ画面の色分離対策
、液晶パネルの局所的な色ムラ対策、クロストーク補正）によりレンダリング処理（表示
のための数値演算処理）が行われる。
特開２００６−３０３６２号公報

しかしながら、通常、液晶表示装置やEL表示装置のフレーム周期は６０Ｈｚであり、階
調のレンダリング処理はこれに間に合うように早く処理することが要求される。特に、複
数の入力画像があるマルチ画面ではレンダリング処理するデータが多いために高速のレン
ダリング処理が要求される。

例えば、階調のレンダリングとして、本願出願人が出願した特願２００７−０３８９１
１では２画面の色分離対策のために次のサブ画素階調の演算を行う。

補正後の階調＝補正前の階調×（１−α）＋隣接画素の階調×α
上記の式で、αは０≦α＜１の６ビットの係数であり、階調は０から６３までの６ビッ
トである。したがって、この乗算は２進で小数点以下５桁までの演算処理を行う。しかし
ながら、色分離対策のための階調は合成されるサブ画素を周辺の合成されない同色のサブ
画素で補正するものであるから５階調までの大きな誤差が許容できる。よって、全桁を正
確に演算する従来の演算器（例えば、図１７の乗算器）を使用すると不要な下位の桁まで
演算処理することとなり、時間が掛かるという問題や装置が大きくなるという問題がある
。

他のレンダリング例として、特許文献１がある。特許文献１では液晶層の厚みの差など
に起因する局所的な色ムラを低減するために０から２５５までの階調に０から１までの係
数を乗算して階調の補正を行う。特許文献１の表示はフレーム間で異なる階調を４フレー
ムの周期で表示するＦＲＣ（frame rate control）であり、目の錯覚を利用して擬似的に
中間調０．２５単位の階調表示を行う。したがって、この乗算の積は０．２５単位でよい
が、係数Ｋａは０．２５単位ではないので、不必要な桁の計算もすることとなり、特許文
献１にも時間が掛かるという問題や装置が大きくなるという問題がある。

表示パネルのドライバーの輝度制御の階調は１単位であり、基本的には階調の演算結果
は整数でよい。ただし、ＦＲＣの場合の階調は１以下であるが、これは目の錯覚を利用し
ているために、階調の演算結果は通常は０．２５単位でよい。また、色分離対策など、大
きい階調単位でもよい場合がある。本願発明は、階調のレンダリングには近似計算でよい
場合があることに着眼し、短時間でレンダリング処理でき、且つ、回路を小型化すること
ができる方法を見出したものである。

上記課題を解決するために、本発明の画像表示装置は、２つの個別画像を夫々レンダリ
ングするレンダリング部と、該レンダリング部が出力するレンダリングされた２つの個別
画像から１つの表示画面分のデータを取り出して１つの混合画像を合成する２画面合成部
と、該２画面合成部が出力する混合画像を視方向により夫々の個別画像が判別可能となる
ように表示する表示部とを備え、前記レンダリング部は合成される画素の階調を合成され
ない画素の階調に基づいて補正の乗算をする際に積の下位の桁の演算を省いた近似演算を
行うことを特徴とする。

視方向により異なる画像を判別できる２画面表示の色分離対策では、合成されるサブ画
素を周辺の合成されない同色のサブ画素で補正するものであるからレンダリングの許容範
囲が広いので、レンダリング処理を更に早く行うことができ、また、レンダリング回路を
更に小型化できる。

また、前記混合画像は２つの個別画像の画素を表示の横方向に交互に配置され、前記レ
ンダリング部は隣接する合成されない画素の階調に係数αを近似的に乗算し、合成される
画素の階調に（１−α）を近似的に乗算し、前記両乗算結果を加算したものを補正後の合
成される画素の階調とすることを特徴とする。

このように、隣接の画素に基づいて補正するので、レンダリングの許容範囲が広い。よ
って、レンダリング処理を更に早く行うことができ、また、レンダリング回路を更に小型
化できる。

また、積の小数を除いた整数のみで演算することを特徴とする。

演算結果が小数を含まない整数であるので、整数化することなく２画面合成回路に出力
することができる。

以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態
は、本発明の技術思想を具体化するための画像表示装置を例示するものであって、本発明
をこの画像表示装置に特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれる
その他の実施形態のものも等しく適応し得るものである。

［画像表示装置］
本実施形態に係る画像表示装置は車載のナビゲーション装置に組み込まれた画像表示装
置であり、運転者の方向と助手席の方向に異なる画像を表示する２画面表示ができる。図
１は画像表示装置１の要部を示すブロック図である。図２は視差バリア方式による２画面
表示の原理を示す表示部４の断面図である。

図１に示す如く、画像表示装置１は信号処理回路２とＥＥＰＲＯＭ３と表示部４を有す
る。信号処理回路はＡＳＩＣであり、ナビゲーション装置１００のナビゲーション部１０
１からの画像信号（ＲＧＢ、同期信号）とＤＶＤ再生部１０２からの画像信号（ＲＧＢ、
同期信号）を夫々レンダリング処理し、レンダリング処理した２つの信号を合成する。レ
ンダリング処理については詳細に後述する。ＥＥＰＲＯＭ３はレンダリング処理に使用す
る係数αを記憶する。表示部４は信号処理回路２が合成した画像を表示する。

図２は視方向（運転席方向、助手席方向）により異なる画像を表示する表示部４の要部
の構成を示す図である。表示部４は、液晶パネル４１と、液晶パネル４１の前面に配設さ
れる視差バリア４２、上偏光板４３と、液晶パネル４１の背面に配設される下偏光板４４
、照明装置４５より構成される。

液晶パネル４１は、カラーのＷＶＧＡであり、図３に示す如く、横方向に８００画素、
縦方向に４８０画素ある。１画素はＲＧＢの３つのサブ画素から成る。図２に示す如く、
液晶パネル４１はガラス基板４１１、４１２がシール材４１３を介して貼り合わされてな
る構造を有し、ガラス基板４１１、４１２の間には、液晶４１４が封入されてなる。背面
のガラス基板４１１の内面上には、１ドットのサブ画素ＧｏＬ、ＧｏＲ毎に画素電極４１
５が形成されており、前面のガラス基板４１２の内面上には、カラーフィルタたるＲＧＢ
の各色の着色層４１６及び対向電極４１７が形成されている。ＲＧＢの各色の着色層４１
６は、画素電極４１５に対応する位置に形成され、対向電極４１７は、前面のガラス基板
４１２の全面に形成されている。液晶パネル４１の背面側に設置される照明装置４５は、
下偏光板４４を介して液晶パネル４１に光を照射する。

液晶パネル４１の前面（光の出射面）側には、画像分離手段としての視差バリア４２が
配置される。視差バリア４２は、所定の間隔でスリット４２Ｓが設けられているパネルで
ある。視差バリア４２は、スリット４２Ｓの設けられている部分のみが光を透過する透過
領域として機能し、それ以外の部分は光を透過しない遮光領域として機能する。視差バリ
ア４２は、例えば、２枚の基板の間に液晶を挟持してなる構成を有し、当該液晶の配向を
制御することで、スリット４２Ｓとして機能する透過領域と、光を透過しない遮光領域と
を形成する。スリット４２Ｓは、液晶パネル４１における互いに隣接する着色層４１６又
は画素電極４１５の間に対応して位置している。なお、視差バリア４２の光の前面側には
、上偏光板４３が配置される。

照明装置４５より出射した光は、下偏光板４４を介して液晶パネル４１に入射し、着色
層４１６を透過した後、液晶パネル４１より出射する。液晶パネル４１より出射した光は
、スリット４２Ｓを通して、異なる観察位置に位置する複数の観察者５０Ｒ、５０Ｌに入
射する。

図２に示す画像表示装置１において、観察者５０Ｌに入射する光が透過するＲＧＢの着
色層４１６を着色層ＲｏＬ、ＧｏＬ、ＢｏＬとして示し、観察者５０Ｒに入射する光が透
過するＲＧＢの着色層６を着色層ＲｏＲ、ＧｏＲ、ＢｏＲとして示す。従って、各色の着
色層ＲｏＬ、ＧｏＬ、ＢｏＬを有するサブ画素ＳＧＬは、観察者１１Ｌに入射する光が透
過する液晶パネル４１のＲＧＢの各色のサブ画素を夫々示し、各色の着色層ＲｏＲ、Ｇｏ
Ｒ、ＢｏＲを有するサブ画素ＳＧＲは、観察者５０Ｒに入射する光が透過する液晶パネル
４１のＲＧＢの各色のサブ画素を夫々示す。

例えば、破線で示す如く、着色層ＧｏＬを透過した光は、着色層ＧｏＬ、ＢｏＲの間に
対応して位置しているスリット４２Ｓを通過することにより、観察者５０Ｌに入射する。
一方、着色層ＢｃＲを透過した光は、当該スリット４２Ｓを通過した後、観察者１１Ｒに
入射する。

次に、液晶パネル４１の駆動回路の構成について述べる。図４は、本実施形態に係る画
像表示装置１における液晶パネル４１の平面図である。図２に示した画像表示装置１にお
ける液晶パネル４１は、図４に示す液晶パネル４１の平面図の切断線Ａ−Ａ´に沿った断
面図であり、駆動回路の図示を省略した図である。なお、図４では、紙面縦方向（列方向
）をＹ方向と、また、紙面横方向（行方向）をＸ方向と規定する。

背面のガラス基板４１１の内面上には、複数の走査線４１２４、複数のデータ線４１２
５がマトリクス状に配置されており、各走査線４１２４と各データ線４１２５の交点には
ＴＦＴ素子（Thin film Transistor）などのスイッチング素子４１２６が設けられている
。画素電極４１５は、スイッチング素子４１２６と電気的に接続されている。

正確には、背面のガラス基板４１１は、Ｘ方向及びＹ方向に対し、前面のガラス基板４
１２よりも外側に張り出してなる領域を有している。背面の基板１のＸ方向に張り出して
なる領域の内面上には、走査線駆動回路４１２１が配置され、背面の基板１のＹ方向に張
り出してなる領域の内面上には、データ線駆動回路４１２２が配置されている。

Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３・・・、Ｓｎ（ｎ：自然数）で示す各データ線４１２５は、Ｙ方向に
対し延在すると共に、Ｘ方向に対し一定の間隔で配置されている。各データ線４１２５の
一端は、データ線駆動回路４１２２と電気的に接続されている。また、データ線駆動回路
４１２２は、ＦＰＣ４１２３と配線４１３２を介して電気的に接続されている。ＦＰＣ４
１２３は、図１に示す画像表示装置１の２画面合成部６に接続されており、データ線駆動
回路４１２２は、ＦＰＣ４１２３を介して、２画面合成部６からの画像信号（ＲＧＢ、同
期信号）を受信する。データ線駆動回路４１２２は、当該画像信号を基に、Ｓ１、Ｓ２、
Ｓ３・・・、Ｓｎで示す各データ線４１２５に対し、データ信号を供給する。

Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３・・・、Ｇｍ（ｍ：自然数）で示す各走査線４１２４は、Ｘ方向に対
し延在すると共に、Ｙ方向に対し一定の間隔で配置されている。各走査線４１２４の一端
は、走査線駆動回路４１２１と電気的に接続されている。また、走査線駆動回路４１２１
は、配線４１３３と電気的に接続され、配線４１３３は、２画面合成部６と電気的に接続
されている。走査線駆動回路４１２１は、配線４１３３を介して、２画面合成部６からの
画像信号を受信する。走査線駆動回路４１２１は、当該画像信号を基に、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ
３・・・、Ｇｍで示す各走査線４１２４に対し、走査信号を順次供給する。

対向電極４１７は、ＣＯＭで示す配線４１３４を介して、データ線駆動回路４１２２と
電気的に接続されている。データ線駆動回路４１２２は、２画面合成部６からの制御信号
を基に、配線４１３４を介して駆動信号を供給することにより、対向電極４１７を駆動す
る。

走査線駆動回路４１２１は、２画面合成部６からの制御信号を基に、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３
・・・、Ｇｍの順に走査線４１２４を順次排他的に選択すると共に、選択した走査線４１
２４には、走査信号を供給する。そして、データ線駆動回路４１２２は、２画面合成部６
からの画像信号を基に、選択された走査線４１２４に対応する位置に存在する画素電極４
１５に対し、表示内容に応じたデータ信号を、各データ線４１２５を介して供給する。こ
れにより、当該画素電極４１５に電圧が印加され、当該画素電極４１５と対向電極４１７
の間の液晶４１４の液晶分子の配向状態が、非表示状態または中間表示状態に切り替えら
れ、液晶パネル４１に所望の画像を表示することができる。即ち、２画面合成部６は、画
像信号を走査線駆動回路４１２１、データ線駆動回路４１２２に供給することで、複数の
走査線４１２４及び複数のデータ線４１２５に供給する走査信号及びデータ信号を制御す
ることができ、所望の画像を液晶パネル４１に表示することができる。

図５に示す如く、左入力画像が表示されるサブ画素ＳＧＬと、右入力画像が表示される
サブ画素ＳＧＲは、市松模様のようにＸ方向及びＹ方向に交互に設定される。従って、観
察者５０Ｌに対して表示される画像は、サブ画素ＳＧＬにおける画素電極４１５と対向電
極４１７の間の液晶４の液晶分子の配向状態が切り替えられることにより表示され、観察
者５０Ｒに対して表示される画像は、サブ画素ＳＧＲにおける画素電極４１５と対向電極
４１７の間の液晶４１４の液晶分子の配向状態が切り替えられることにより表示される。

［２画像の表示方法］
次に、本実施形態に係る画像表示装置１によって表示される表示画像について説明する
。

液晶パネル４１は８００画素（横）×４８０画素（縦）である。したがって、図１のナ
ビゲーション装置１００から出力される２つの個別画像（ナビゲーション画像とＤＶＤ再
生画像）は夫々８００画素（横）×４８０画素（縦）の画像である。夫々の画素はＲＧＢ
のサブ画素からなり、サブ画素のデータは階調を示す６ビットであり、ＲＧＢの輝度は２
の６乗の６４階調となる。走査線駆動回路４１２１及びデータ線駆動回路４１２２の輝度
の駆動制御は１階調単位である。即ち、整数でない階調を指定することはできない。１画
面（８００画素×４８０画素）の周期、即ちフレーム周期は６０Ｈｚである。

図１において、信号処理回路２のレンダリング部５に入力されたナビゲーション画像と
ＤＶＤ再生画像は夫々αを係数としてレンダリング処理される。レンダリング処理された
ナビゲーション画像とＤＶＤ再生画像は２画面合成部６で８００画素（横）×４８０画素
（縦）の表示画像に合成される。尚、ナビゲーション画像とＤＶＤ再生画像は夫々半分の
サブ画素が合成されないことになる。レンダリング処理は合成処理される前に、合成され
るサブ画素を合成されない同色のサブ画素で階調補正する。

図５は、左用入力画像と右用入力画像を合成して表示画像を作成する方法を概念的に示
す図である。ここで、左用入力画像は観察者５０Ｌに表示する画像であり、右用入力画像
は観察者５０Ｒに表示する画像である。表示画像は、左用入力画像と右用入力画像を合成
した画像であり、画像表示装置１における液晶パネル４１の表示画面に表示される画像で
ある。

図５において、右用入力画像は入力サブ画素データＲｉ１Ｒ〜Ｂｉ４Ｒを含む。ここで
、入力サブ画素データとは、サブ画素の階調を示す６ビットデータのことである。入力サ
ブ画素データにおける英字部Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉは、ＲＧＢ各色の入力サブ画素データであ
ることを示す。図５において、右用入力画像は、第１〜第４の４つのカラー画素を含んで
いる。第１のカラー画素はＲｉ１Ｒ、Ｇｉ１Ｒ、Ｂｉ１Ｒにより構成され、第２のカラー
画素はＲｉ２Ｒ、Ｇｉ２Ｒ、Ｂｉ２Ｒにより構成されている。第３及び第４のカラー画素
も同様である。同様に、左用入力画像は、第１〜第４の４つのカラー画素を含んでいる。
第１のカラー画素はＲｉ１Ｌ、Ｇｉ１ＬＬ、Ｂｉ１Ｌにより構成され、第２のカラー画素
はＲｉ２Ｌ、Ｇｉ２Ｌ、Ｂｉ２Ｌにより構成されている。第３及び第４のカラー画素も同
様である。

２画面合成部６は、左用入力画像と右用入力画像より表示画像を作成する際、左用入力
画像の入力サブ画素データと右用入力画像の入力サブ画素データを、サブ画素ＳＧＬとサ
ブ画素ＳＧＲの夫々に対応するように合成する。即ち、先に述べたように、サブ画素ＳＧ
Ｌとサブ画素ＳＧＲは、液晶パネル４１上でＸ方向及びＹ方向について交互に設定される
ので、２画面合成部６は、図５に示す如く、左用入力画像の入力サブ画素データと右用入
力画像の入力サブ画素データをサブ画素ＳＧＬとサブ画素ＳＧＲに対応して交互に合成す
る。

具体的には、２画面合成部６は、左用入力画像と右用入力画像より表示画像を作成する
際、左用入力画像及び右用入力画像の入力サブ画素データを行方向及び列方向において交
互に取り出して、表示画像を構成する表示サブ画素データとする。表示サブ画素データと
は、サブ画素の階調を示す６ビットデータのことである。図５に示す例では、右用入力画
像中の入力サブ画素データＲｉ１Ｒ、Ｂｉ１Ｒ、Ｇｉ２Ｒ、Ｇｉ３Ｒ、Ｒｉ４Ｒ、Ｂｉ４
Ｒが表示画像に用いられる。同様に、左用入力画像中の入力サブ画素データＧｉ１Ｌ、Ｒ
ｉ２Ｌ、Ｂｉ２Ｌ、Ｒｉ３Ｌ、Ｂｉ３Ｌ、Ｇｉ４Ｌが表示画像に用いられる。これらの入
力サブ画素データを図４に示す如く列及び行方向に交互に配置することにより、表示画像
が作成される。

２画面合成部６は、こうして作成された表示画像における入力サブ画素データの階調値
を基に各サブ画素ＳＧＬ、ＳＧＲの画素電極５に印加する電流のパルス幅を決定し、画像
信号としてデータ線駆動回路２２に供給する。

このようにして、図５に示す表示画像が画像表示装置１の液晶パネル４１に表示される
。図５に示す表示画像上には、視差バリア４２のスリット４２Ｓの位置も破線で示してい
る。観察者５０Ｌは、表示画像をスリット４２Ｓを通して見るので、表示サブ画素データ
Ｇｉ１Ｌ、Ｒｉ２Ｌ、Ｂｉ２Ｌ、Ｒｉ３Ｌ、Ｂｉ３Ｌ、Ｇｉ４Ｌのみを見ることができ、
左用入力画像を認識することができる。一方、観察者５０Ｒは、表示画像をスリット４２
Ｓを通して見るので、表示サブ画素データＲｉ１Ｒ、Ｂｉ１Ｒ、Ｇｉ２Ｒ、Ｇｉ３Ｒ、Ｒ
ｉ４Ｒ、Ｂｉ４Ｒのみを見ることができ、右用入力画像を認識することができる。

［色分離の問題］
次に、色分離について説明する。上記の基本表示方法において、入力画像に白線や白点
が含まれると、その部分に色分離が生じ、表示画像が部分的に色づいて見えるという不具
合が発生しうる。これについて具体的に説明する。

図６に示す如く、右用入力画像及び左用入力画像として、白黒の画素が上下及び左右に
配置された画像が入力される場合を考える。この場合、基本表示方法によれば、図６の右
上に示す如く、右用入力画像と左用入力画像を構成する入力サブ画素データは、上下左右
に交互に配置される。この表示画像を正面から見た場合には、図６中の正面表示画像のよ
うに、観察者には白黒の画素が正しく配置されてみえる。

しかし、右側の観察者１１Ｒは、表示画像中の白画素については、図６の右上に示す如
くＲ及びＢの表示画素しか見えないため、実際には白ではなくマゼンタがかった画素を見
ることになる。同様に、左側の観察者１１Ｌは、Ｇの表示画素しか見えないため、実際に
は白ではなく緑の画素を見ることになる。このように、白線や白点などを表示したときに
は、本来は白であるはずの部分が色づいて見える現象、即ち色分離が生じる。この色分離
は、上記の基本表示方法において、右用及び左用の入力画像の半分しか使用していないこ
とに起因している。よって、合成される入力サブ画素データを合成されていない隣接の入
力サブ画素データで補正することにより、色分離を抑制することができる。

［色分離の問題を解決するためのレンダリングの式］
そこで、本実施形態では、合成する前に、ナビゲーション画像とＤＶＤ再生画像の合成
される画素を合成されない隣接画素と所定の係数を用いてレンダリング（表示のための補
正演算処理）する。レンダリングに用いる隣接画素の位置は種々の選択方法がある。その
選択方法は、スリット４２Ｓが市松模様の視差バリア４２の場合は、隣接画素の左右、左
のみ、右のみ、上下、上のみ、下のみ、上下左右の４方向、２列を一対とする方法、２行
を一対とする方法などがある。左右の例を第１のレンダリング方法として、上下の例を第
２のレンダリング方法として、２列を一対とする例を第３のレンダリング方法として順に
説明する。他の方法は第１〜第３のレンダリング方法を適用することができる。尚、スリ
ット４２Ｓが市松模様ではない場合、例えば、ストライブ模様の場合には斜めの隣接画素
を選択する方法もある。

＜＜第１のレンダリング方法：左右＞＞
図７は、第１のレンダリング方法を示す。右用入力画像はナビゲーション画像であり、
左用画像はＤＶＤ再生画像である。図７の例においては、説明の便宜上、両方の入力画像
は８００画素（横）×４８０画素（縦）ではなく、３画素（横）×２画素（縦）により構
成されているものとする。各画素はＲＧＢの３つの入力サブ画素データを有する。

本願発明のレンダリングは、ある入力サブ画素データと、その入力サブ画素データに隣
接する１以上の画素の同色の入力サブ画素データの平均を、所定の係数αで合成すること
により、表示サブ画素データを作成する。具体的には次の式で演算する。

入力サブ画素データ＝（１−α）×入力サブ画素データ＋α×（入力サブ画素データに
隣接する画素の同色の入力サブ画素データの平均）・・・・・・・・・（基本式）
図７にしめすように、第１のレンダリング方法では、左右を隣接画素とするので、前記
基本式は次のようになる。
＜隣接画素が左右にある中間画素Ｒｏ２Ｌの場合＞
Ｒｏ２Ｌ＝（１−α）Ｒｉ２Ｌ＋α（Ｒｉ１Ｌ＋Ｒｉ３Ｌ）／２
＜隣接画素が左に無い左端画素Ｒｏ１Ｒの場合＞
Ｒｏ１Ｒ＝（１−α）Ｒｉ１Ｒ＋α（Ｒｉ２Ｒ）
＜隣接画素が右に無い右端画素Ｒｏ３Ｒの場合＞
Ｒｏ３Ｒ＝（１−α）Ｒｉ３Ｒ＋α（Ｒｉ２Ｒ）
尚、図７においては、対象となる画素が入力画素データの中間に位置している場合（即
ち端に位置していない場合）の各表示サブ画素データの式を式（１−１）で示し、左端に
位置している場合の各表示サブ画素データの式を式（１−２）で示し、右端に位置してい
る場合の各表示サブ画素データの式を式（１−３）で示している。

ここで、係数αについて説明する。上記の式から理解されるように、係数α＝０の場合
、表示サブ画素データは、対応する位置の入力サブ画素データと等しくなる。よって、係
数α＝０とすると、上記のように色分離が発生する。一方、係数＝０．５の場合、表示サ
ブ画素データは、対応する位置の入力サブ画素データに対して、その左右に位置する入力
サブ画素データの１／２を合成することとなる。これは、平滑化フィルタリングを施すの
と等価であるため、色分離は減少するものの、表示画像の解像感が低下してしまう。例え
ば、１ライン毎の白黒の縞を表示した場合に、平滑化効果によりベタのグレー画像となっ
てしまう。以上より、係数αは、０＜α＜０．５の範囲に設定することが望ましい。

さらに、発明者の実験による確認の結果、α＝０．４程度が最適であることがわかった
。上記のように、色分離を防止する観点からはα＝０．５が最適であるが、人間のカラー
画像に対する視覚感度は白黒（グレー）画像に対する感度より低いため、α＝０．４程度
としても、色分離の低減効果は十分である。また、α＝０．４であれば、解像感の低下も
抑えることができる。よって、係数は、０．３≦α＜０．５の範囲が好適であり、特にα
＝０．４が最適である。なお、係数αの値は、ＲＧＢ各色に対して異なる値としてもよく
、同一の値としてもよい。

＜＜第２のレンダリング方法：上下＞＞
図８は、第２のレンダリング方法を示す。図８の例においては、説明の便宜上、両方の
入力画像は８００画素（横）×４８０画素（縦）ではなく、２画素（横）×３画素（縦）
により構成されているものとする。図８にしめすように、第２のレンダリング方法では、
上下を隣接画素とするので、前記基本式は次のようになる。
＜隣接画素が上下にある中間画素Ｒｏ３Ｌの場合＞
Ｒｏ３Ｌ＝（１−α）Ｒｉ３Ｌ＋α（Ｒｉ１Ｌ＋Ｒｉ５Ｌ）／２
＜隣接画素が上に無い上端画素Ｒｏ１Ｒの場合＞
Ｒｏ１Ｒ＝（１−α）Ｒｉ１Ｒ＋α（Ｒｉ３Ｒ）
＜隣接画素が下に無い下端画素Ｒｏ５Ｒの場合＞
Ｒｏ５Ｒ＝（１−α）Ｒｉ５Ｒ＋α（Ｒｉ３Ｒ）
＜＜第３のレンダリング方法：２列ペア＞＞
図９は、第３のレンダリング方法を示す。図９の例においては、説明の便宜上、両方の
入力画像は８００画素（横）×４８０画素（縦）ではなく、２画素（横）×２画素（縦）
により構成されているものとする。図９にしめすように、第３のレンダリング方法では、
２列がペアとなり、一方の列の画素が他方の列の画素を隣接画素とするので、前記基本式
は次のようになる。
＜ペアの左画素Ｒｏ１Ｒの場合＞
Ｒｏ１Ｒ＝（１−α）Ｒｉ１Ｒ＋α（Ｒｉ２Ｒ）
＜ペアの右画素Ｒｏ２Ｌの場合＞
Ｒｏ２Ｌ＝（１−α）Ｒｉ２Ｌ＋α（Ｒｉ１Ｌ）
なお、第２,第３のレンダリング方法においても、係数αの好ましい値は第１のレンダ
リング方法と同様である。

［レンダリングの近似計算］
以上のように、２画面表示においては、適切な係数αを用いて上記基本式をレンダリン
グすることにより、表示画像の解像感を低下させることなく、色分離を抑制することがで
きる。このレンダリング処理は合成されるサブ画素を合成されない同色のサブ画素で階調
補正するものであり、許容誤差は５階調と大きい。本願発明はレンダリングが近似計算で
よいことに着眼して、レンダリング処理を早く行うものである。

左右を隣接画素とする上述の第１のレンダリング方法を例としてレンダリングの近似計
算を説明する。図１０は通常の演算と近似演算の対照表である。この対照表の近似演算を
図１１〜図１３のブロック図に示す回路が行う。尚、図１０の対照表は本願発明の近似演
算のほかに他の近似演算（１−αを近似的にβとする。）が含まれているために、補正後
の階調の誤差が４８．１２５−４５＝３．１２５となっている。前述のとおり、この誤差
は実用上問題ないが、本願発明の近似演算の誤差は後述する図１４、図１５に示す値であ
り、他の近似演算の誤差を除く分、更に小さな誤差となる。

図１１は図１のレンダリング回路（右画面Ｒ）１０のブロック図である。レンダリング
回路１０は左右夫々の画面用として、さらに各ＲＧＢ用として合計６つ（右画面Ｒ，右画
面Ｇ，右画面Ｂ，左画面Ｒ，左画面Ｇ，左画面Ｂ）の同一動作を行う回路がある。

図１２は図１１のレンダリング回路（右画面Ｒ）１０の第１の乗算回路１５であり、基
本式の（１−α）×入力サブ画素データを近似演算する。図１３は図１１のレンダリング
回路（右画面Ｒ）１０の３つの同一回路である第２の乗算回路１４Ａ〜１４Ｃであり、基
本式のα×（入力サブ画素データに隣接する画素の同色の入力サブ画素データの平均）を
近似演算する。

この例では係数αを小数点以下５ビットの値とする。図１４は２進法でのαの値と１０
進法のαとの対比表である。前述のとおりαは０．４程度が最適であるので、αを２進法
で０．０１１０１（１０進法で０．４０６２５）とする。係数αは図１のＥＥＰＲＯＭ３
に記憶され、ＥＥＰＲＯＭコントローラ７を介して出力される。また、係数αはナビゲー
ション装置１００からｉ２ｃバスレジスタ８を介してレンダリング部５に出力することも
できる。いずれの係数αをレンダリング部５に出力するかは、ナビゲーション装置１００
によって選択される。

図１５は図１２のブロック図の動作を示す図であり、（１−α）×入力サブ画素データ
の近似演算を示す。図１５において、演算の対象となる基準の入力サブ画素データＮ１を
１０１０００（１０進法で４０）とする。そして、Ｎ１を右シフトした整数を求める。さ
らに右シフトした整数を求め、これを１−αのビット数である５回繰り返す。１回目が０
１０１００、２回目が００１０１０、３回目が０００１０１、４回目が００００１０、５
回目が０００００１となる。係数αの５つのビット０１１０１をＮＯＴ回路（図１２の１
５１Ａ〜Ｅ）により反転させた１００１０をβとする。このβが近似的な１−αであり、
βは１−αよりも０．００００１（１０進法で０．０３１２５）少ない。Ｎ１の５つの右
シフト（ｎ１）とβの５ビットを論理積する。この５つの論理積の合計０１０１１０（１
０進法で２２）を求める。この右シフト整数による近似乗算と近似しない通常の乗算との
比較を図１５に示す。図１５に示す如く、本実施例の近似乗算は通常の乗算の小数部分を
無視したものである。図１５の実施例での、乗算の小数部分を無視した誤差は２進数で１
０１１０．１−１０１１０＝０．１（１０進数で０．５）である。

このように、小数部分を無視した近似演算を行っているために、演算処理を早くするこ
とができ、また、演算回路を小さくすることができる。

図１２の第１の乗算回路１５を図１５に対比して説明する。図１２のＲｉ［５：０］の
６ビットが図１５の基準サブ画素データである。図１２のＲｉ［５：１］はＲｉ［５：０
］の上位５ビットであり、この上位に１つの０のビット（１’ｈ０）が加えられて６ビッ
トになる。これが図１５の１回右シフト整数の０１０１００に対応する。順次、Ｒｉ［５
：２］に２’ｈ０、Ｒｉ［５：３］に３’ｈ０、Ｒｉ［５：４］に４’ｈ０、Ｒｉ［５］
に５’ｈ０が加えられて右シフト整数が生成される。

図１２のａｌｐｈａ［４：０］が図４の係数αである。Ｒｉ［５：０］に１’ｈ０が加
えられたものとａｌｐｈａ［４］のＮＯＴ回路１５１Ａによる反転がＡＮＤ回路１５２Ａ
により論理積される。ａｌｐｈａ［４］はａｌｐｈａ［４：０］の上位４ビット目であり
、このＮＯＴ回路１５１Ａによる反転が図１５のβの上位１ビット目の１に対応する。Ａ
ＮＤ回路１５２Ａによる論理積が図１５のｎ１×βの１回の０１０１００に対応する。Ａ
ＮＤ回路１５２Ａ〜１５２Ｅにより論理積されたものがＡｄｄｅｒ１５３により合計され
、０１０１１０となる。

図１６は図１３のブロック図の動作を示す図であり、α×（入力サブ画素データに隣接
する画素の同色の入力サブ画素データの平均）を近似演算する。図１６において、演算の
対象となる隣接サブ画素データ（平均）Ｎ２は、隣接サブ画素が左右２つある場合はその
平均値とする。ここではＮ２を１１１１００（１０進法で６０）とする。そして、図１５
と同様に、Ｎ２を右シフトした整数を求める。さらに右シフトした整数を求め、これをα
のビット数である５回繰り返す。１回目が０１１１１０、２回目が００１１１１、３回目
が０００１１１、４回目が００００１１、５回目が０００００１となる。Ｎ１の５つの右
シフト（ｎ１）とαの５ビットを論理積する。この５つの論理積の合計０１０１１１（１
０進法で２３）を求める。この右シフト整数による近似乗算と近似しない通常の乗算との
比較を図１６に示す。図１６に示す如く、本実施例の近似乗算は通常の乗算の小数部分を
無視したものである。図１６の実施例での、乗算の小数部分を無視した誤差は２進数で１
１０００．０１１−１０１１１＝１．０１１（１０進数で１．３７５）である。乗算の小
数部分を無視した誤差の合計は１０進法で０．５（図１５）＋１．３７５（図１６）＝１
．８７５となる。前述のとおり、色分離対策のための階調は、合成されるサブ画素を周辺
の合成されない同色のサブ画素で補正するものであるから５階調までの大きな誤差が許容
できる。したがって、乗算の小数部分を無視した誤差は実用上問題ない。

このように、小数部分を無視した近似演算を行っているために、演算処理を早くするこ
とができ、また、演算回路を小さくすることができる。

図１１の第２の乗算回路１４Ａ〜１４Ｃは図１２の第１の乗算回路１５よりＮＯＴ回路
１５１Ａ〜１５１Ｅを削除したものである。したがって、図１３の乗算の係数がαとなる
。

図１１のレンダリング回路（右画面Ｒ）１０は前記第１のレンダリング方法（左右）を
含んだ処理を行う。レンダリング回路（右画面Ｒ）１０に入力される入力サブ画像データ
Ｒｉ_ｎ＋１［５：０］はフリップフロップからなる第１のレジスタ１１Ａにより次の入力
サブ画素データが入力されるまで入力された入力サブ画素データを記憶保持する。更に、
第１のレジスタ１１Ａの後段には同様の第２のレジスタ１１Ｂを備える。これにより、ｎ
を画素の入力順とすると、Ｒｉ_ｎ＋１［５：０］が入力された状態では、第１のレジスタ
１１Ａの出力はＲｉ_ｎ［５：０］となり、第２のレジスタ１１Ｂの出力はＲｉ_ｎ−１［５
：０］となる。Ｒｉ_ｎ［５：０］がレンダリングされる基準の入力サブ画素データであり
、Ｒｉ_ｎ−１［５：０］が左側に隣接する画素の同色の入力サブ画素データであり、Ｒｉ
_ｎ＋１［５：０］が右側に隣接する画素の同色の入力サブ画素データである。

第１の乗算回路１５にＲｉ_ｎ［５：０］とａｌｈｐａ［４：０］が入力され、第１の乗
算回路１５は基準の入力サブ画素データにβ（β≒１−α）を近似的に乗算する。第２の
乗算回路１４ＡにＲｉ_ｎ−１［５：０］とａｌｈｐａ［４：０］が入力され、第２の乗算
回路１４Ａは左側に隣接する画素の同色の入力サブ画素データにαを近似的に乗算する。
第２の乗算回路１４ＢにＲｉ_ｎ＋１［５：０］とａｌｈｐａ［４：０］が入力され、第２
の乗算回路１４Ｂは右側に隣接する画素の同色の入力サブ画素データにαを近似的に乗算
する。第２の乗算回路１４Ｃに、Ｒｉ_ｎ−１［５：０］とＲｉ_ｎ＋１［５：０］の平均デ
ータとａｌｈｐａ［４：０］が入力され、第２の乗算回路１４Ｃは左右に隣接する画素の
同色の入力サブ画素データの平均にαを近似的に乗算する。

加算器１２Ｂに第１の乗算回路１５の出力と第２の乗算回路１４Ａの出力が入力され、
加算器１２Ｂはこれらを加算する。加算器１２Ｂの出力は、基準の入力サブ画素データが
図３の右端の画素のときの演算値である。加算器１２Ｃに第１の乗算回路１５の出力と第
２の乗算回路１４Ｂの出力が入力され、加算器１２Ｃはこれらを加算する。加算器１２Ｃ
の出力は、基準の入力サブ画素データが図３の左端の画素のときの演算値である。加算器
１２Ｄに第１の乗算回路１５の出力と第２の乗算回路１４Ｃの出力が入力され、加算器１
２Ｄはこれらを加算する。加算器１２Ｄの出力は、基準の入力サブ画素データが図３の中
間（両端以外）の画素のときの演算値である。尚、ｍｏｄｅ［１：０］と第１の選択回路
１６によって、中間の画素のときの出力を、加算器１２Ｄの出力以外の加算器１２Ｂの出
力や加算器１２Ｃの出力も選択可能にしている。

ＥＮ１，ＥＮ２＿７９９，ＥＮ８００と第２の選択回路１７によって、基準の入力サブ
画素データが右端の場合は加算器１２Ｂの出力を選択し、左端の場合は加算器１２Ｃの出
力を選択し、中間の場合は第１の選択回路１６を選択する。そして、第２の選択回路１７
の出力は他の信号と同期を取るために遅延回路１８で遅延されて、レンダリング部の出力
信号Ｒｏ_ｎ［５：０］となり、図１の２画面合成部６に入力される。

図１１の図１のレンダリング回路（右画面Ｒ）１０は右画面用であるナビゲーション画
像のＲのレンダリング処理であるが、同じ処理をナビゲーション画像のＧ，Ｂや左画面用
であるＤＶＤ再生画像のＲＧＢについても他のレンダリング回路（右画面Ｇ，右画面Ｂ，
左画面Ｒ，左画面Ｇ，左画面Ｂ）によって行われる。そして、夫々、図１の２画面合成部
６に入力される。

２画面合成部６に入力されたナビゲーション画像とＤＶＤ再生画像は前述の方法で合成
され、表示部４で視方向により判別可能に表示される。

尚、上述の近似演算は第１のレンダリング方法に関するものであったが、第２、第３の
レンダリング方法に適用することもできる。さらに、上述の実施例は市松模様のスリット
であったが、ストライブなどの他の模様のスリットにも適用することができる。

また、上述の実施例はレンダリングの許容精度が低い２画面について述べたが、他の階
調のレンダリングにも適用することができる。例えば、特許文献１のように、フレーム間
で異なる階調を４フレームの周期で表示するＦＲＣ（frame rate control）の場合は、目
の錯覚を利用して擬似的に中間調０．２５単位の階調表示を行うので、この階調のレンダ
リングは０．２５（２進数で小数点以下２位）単位の演算でよい。

また、上述の実施例の表示部は液晶であったが、ＥＬにも適用することができる。

本実施形態に係る画像表示装置の要部を示すブロック図である。 視差バリア方式による２画面表示の原理を示す表示部４の断面図。 液晶パネルの画素数を示す図である。 本実施形態に係る画像表示装置における液晶パネルの平面図である。 ２画面表示モードにおける表示画像の作成方法を示す。 色分離の説明図である。 第１のレンダリング方法を説明する図である。 第２のレンダリング方法を説明する図である。 第３のレンダリング方法を説明する図である。 通常の演算と近似演算の対照表である。 図１のレンダリング回路を示すブロック図である。 図１１の第１の乗算回路を示すブロック図である。 図１１の第２の乗算回路を示すブロック図である。 係数αの設定レジスタを示す図である。 図１２の演算方法を示す図である。 図１３の演算方法を示す図である。 従来の乗算器を示す図である。

符号の説明

１ 画像表示装置
２ 信号処理回路
３ ＥＥＰＲＯＭ
４ 表示部
４１ 液晶パネル
４１２１ 走査線駆動回路
４１２２ データ線駆動回路
４１２４ 走査線
４１２５ データ線
４２ 視差バリア
４２Ｓ スリット
４３ 上偏光板
４４ 下偏光板
４５ 照明装置
５ レンダリング部
６ ２画面合成部
１０ レンダリング回路
１１Ａ 第１のレジスタ
１１Ｂ 第２のレジスタ
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ 加算器
１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ 第２の乗算回路
１５ 第１の乗算回路
１６ 第１の選択回路
１７ 第２の選択回路
１８ 遅延回路
５０Ｌ、５０Ｒ 観察者
１００ ナビゲーション装置
１０１ ナビゲーション部
１０２ ＤＶＤ再生部

Claims (3)

1. ２つの個別画像を夫々レンダリングするレンダリング部と、該レンダリング部が出力す
   るレンダリングされた２つの個別画像から１つの表示画面分のデータを取り出して１つの
   混合画像を合成する２画面合成部と、該２画面合成部が出力する混合画像を視方向により
   夫々の個別画像が判別可能となるように表示する表示部とを備え、前記レンダリング部は
   合成される画素の階調を合成されない画素の階調に基づいて補正の乗算をする際に積の下
   位の桁の演算を省いた近似演算を行うことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記混合画像は２つの個別画像の画素を表示の横方向に交互に配置され、前記レンダリ
   ング部は隣接する合成されない画素の階調に係数αを近似的に乗算し、合成される画素の
   階調に（１−α）を近似的に乗算し、前記両乗算結果を加算したものを補正後の合成され
   る画素の階調とすることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 積の小数を除いた整数のみで演算することを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置
   。

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