JP2011242474A - 画像処理方法、画像処理装置、画像処理回路および画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クロストークの発生を低減することの可能な画像処理方法、画像処理装置、画像処理回路および画像表示装置を提供する。
【解決手段】映像信号Ｄｉｎが入力されると、ダイナミックレンジ制御部５１において、ルックアップテーブル５３Ａに基づいて、映像信号Ｄｉｎが、ダイナミックレンジの狭い映像信号Ｄ’ｉｎに変換される。このとき、映像信号Ｄ’ｉｎのダイナミックレンジが、オーバードライブ補正が飽和することのない程度に設定される。その後、オーバードライブ制御部５２において、ルックアップテーブル５３Ａを用いて、オーバードライブ補正を映像信号Ｄ’ｉｎに対して行うことにより映像信号Ｄｏｕｔが生成される。
【選択図】図４

Description

本発明は、シャッタメガネを用いた三次元表示（立体表示）に好適に適用可能な画像処理方法、画像処理装置および画像処理回路に関する。また、本発明は、上記画像処理装置を備えた画像表示装置に関する。

三次元表示の方法の１つとして、シャッタメガネを用いた時分割方式が知られている。この方式では、視差の互いに異なる左目用画像および右目用画像が交互に高速に切り替わりながら表示され、左目用画像がシャッタメガネを介して左目で視認され、右目用画像がシャッタメガネを介して右目で視認される（特許文献１参照）。その結果、観察者は、画像が立体的に表示されているように感じる。

特開２０１０−６２７６７号公報

上記の時分割方式を液晶表示装置に適用し、右目用画像および左目用画像を交互に表示するようにした場合に、右目で視認する画像に左目用画像が混ざったり、左目で視認する画像に右目用画像が混ざったりするクロストークが発生することがある。このクロストークは、表示が右目用画像から左目用画像に変化するのが完了する前にシャッタメガネの透過が右目から左目に切り替わったときや、表示が左目用画像から右目用画像に変化するのが完了する前にシャッタメガネの透過が左目から右目に切り替わったときに生じる。従って、このクロストークは、特に、室温が低下し、液晶の応答が遅くなったときに顕著に発生する。このクロストークが発生すると、視差の互いに異なる画像が混ざってしまうので、立体感が劣化したり、失われてしまったりする可能性がある。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、クロストークの発生を低減することの可能な画像処理方法、画像処理装置、画像処理回路および画像表示装置を提供することにある。

本発明の画像処理方法は、複数の画素がマトリクス状に配置された表示パネルを備え、右目用の映像信号に応じた信号電圧と、左目用の映像信号に応じた信号電圧とを１フレームごともしくは複数フレームごとに交互に複数の画素に印加することにより映像を表示する表示装置における画像処理方法である。この画像処理方法は、以下の２つのステップを含むものである。
（Ａ１）映像信号のダイナミックレンジを変換するダイナミックレンジ制御ステップ
（Ａ２）各画素において、変換された映像信号のフレーム間の画素値の差に応じて次フレームの目標の画素値を超えるオーバードライブ補正値を設定するオーバードライブ制御ステップ。

本発明の画像処理装置は、右目用の映像信号に応じた映像信号と、左目用の映像信号に応じた映像信号とを１フレームごともしくは複数フレームごとに交互に出力するものである。この画像処理装置は、以下の２つの構成要素を備えたものである。
（Ｂ１）映像信号のダイナミックレンジを変換するダイナミックレンジ制御部
（Ｂ２）各画素において、変換された映像信号のフレーム間の画素値の差に応じて次フレームの目標の画素値を超えるオーバードライブ補正値を設定するオーバードライブ制御部。

本発明の画像処理回路は、右目用の映像信号に応じた映像信号と、左目用の映像信号に応じた映像信号とを１フレームごともしくは複数フレームごとに交互に出力するものである。この画像処理回路は、以下の２つの構成要素を備えたものである。
（Ｃ１）映像信号のダイナミックレンジを変換するダイナミックレンジ制御部
（Ｃ２）各画素において、変換された映像信号のフレーム間の画素値の差に応じて次フレームの目標の画素値を超えるオーバードライブ補正値を設定するオーバードライブ制御部。

本発明の画像表示装置は、複数の画素がマトリクス状に配置された表示パネルと、複数の画素に信号電圧を印加する駆動回路とを備えたものである。この駆動回路は、上記の画像処理装置を有している。

本発明の画像処理方法、画像処理装置、画像処理回路および画像表示装置では、映像信号のダイナミックレンジを変換した上で、オーバードライブ補正がなされる。これにより、オーバードライブ補正値が飽和する可能性を低減することができる。その結果、例えば、オーバードライブ補正後の出力信号に基づいて生成された信号電圧を表示パネルに印加したときの階調レベルが、ダイナミックレンジ変換前の映像信号に対応する階調レベルに到達しない可能性を低減することができる。

本発明の画像処理方法、画像処理装置、画像処理回路および画像表示装置において、オーバードライブ補正値について記述されたルックアップテーブルを用いて映像信号のダイナミックレンジを変換するようにしてもよい。このようにした場合に、ルックアップテーブルがダイナミックレンジ変換前の映像信号のダイナミックレンジと等しいダイナミックレンジを有しているときには、ルックアップテーブルのうち、ダイナミックレンジ変換後の映像信号のダイナミックレンジと等しいダイナミックレンジの範囲内だけを用いて出力信号を生成することが可能である。また、ルックアップテーブルがダイナミックレンジ変換後の映像信号のダイナミックレンジと等しいダイナミックレンジを有しているときには、上記のような制限をせずにルックアップテーブルを用いて出力信号を生成することが可能である。

また、本発明の画像処理方法、画像処理装置、画像処理回路および画像表示装置において、ルックアップテーブルが、所定の温度ごとに設定された複数の温度対応ルックアップテーブルによって構成されていてもよい。この場合には、複数の温度対応ルックアップテーブルのうち、外部から入力された温度情報に対応するものを選択し、選択した温度対応ルックアップテーブルを用いて映像信号のダイナミックレンジを変換することが可能である。また、本発明の画像処理方法、画像処理装置、画像処理回路および画像表示装置において、上記のルックアップテーブルと、上記のルックアップテーブルを補正する補正係数とを用いて、外部から入力された温度情報に対応する温度対応ルックアップテーブルを作成するようにしてもよい。この場合には、作成した温度対応ルックアップテーブルを用いて映像信号のダイナミックレンジを変換することが可能である。

本発明の画像処理方法、画像処理装置、画像処理回路および画像表示装置によれば、オーバードライブ補正後の出力信号に基づいて生成された信号電圧を表示パネルに印加したときの階調レベルが、ダイナミックレンジ変換前の映像信号に対応する階調レベルに到達しない可能性を低減できるようにしたので、クロストークの発生を低減することができる。

また、本発明の画像処理方法、画像処理装置、画像処理回路および画像表示装置において、ダイナミックレンジ変換前の映像信号のダイナミックレンジと等しいダイナミックレンジを有するルックアップテーブルを用いてオーバードライブ補正を行う場合には、このルックアップテーブルのうち、ダイナミックレンジ変換後の映像信号のダイナミックレンジと等しいダイナミックレンジの範囲内だけを用いて出力信号を生成することにより、オーバードライブ補正値が飽和する可能性をなくすることができる。これにより、クロストークの発生を完全になくすることも可能となる。

また、本発明の画像処理方法、画像処理装置、画像処理回路および画像表示装置において、ルックアップテーブルがダイナミックレンジ変換後の映像信号のダイナミックレンジと等しいダイナミックレンジを有している場合には、上記のような制限をせずにルックアップテーブルを用いて出力信号を生成するだけで、オーバードライブ補正値が飽和する可能性をなくすることができる。れにより、クロストークの発生を完全になくすることも可能となる。

また、本発明の画像処理方法、画像処理装置、画像処理回路および画像表示装置において、所定の温度ごとに設定された温度対応ルックアップテーブルを用いてオーバードライブ補正を行う場合には、画素の応答速度が低くなるような環境下においても、オーバードライブ補正値が飽和する可能性をなくすることができる。これにより、クロストークの発生を完全になくすることも可能となる。また、本発明の画像処理方法、画像処理装置、画像処理回路および画像表示装置において、補正係数を用いて作成した温度対応ルックアップテーブルを用いてオーバードライブ補正を行う場合にも、画素の応答速度が低くなるような環境下においても、オーバードライブ補正値が飽和する可能性をなくすることができる。これにより、クロストークの発生を完全になくすることも可能となる。

本発明の一実施の形態の立体表示システムの概略構成図である。 図１の立体表示装置の機能ブロック図である。 図２の画素の概略構成図である。 図２のＸドライバの概略構成図である。 図４のルックアップテーブルの一例を表す図である。 図４のダイナミックレンジ制御部の入出力の一例を表す図である。 図４のダイナミックレンジ制御部およびオーバードライブ制御部におけるダイナミックレンジの変化の様子の一例を表す模式図である。 図３のＸドライバの動作の一例について説明するための流れ図である。 Ｙドライバのスキャンの様子およびシャッタメガネのオンオフの様子の一例を表す模式図である。 オーバードライブ補正の様子の一例を表す図である。 Ｙドライバのスキャンの様子およびシャッタメガネのオンオフの様子の他の例を表す模式図である。 オーバードライブ補正の様子の他の例を表す図である。 図４のＸドライバの一変形例の概略構成図である。 図１３のルックアップテーブルに含まれる温度対応ルックアップの一例を表す図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。

１．実施の形態
２．変形例

＜実施の形態＞
［概略構成］
図１は、立体映像表示システム１の全体構成の一例を表したものである。この立体映像表示システム１は、例えば、図１に示したように、本発明の一実施の形態に係る立体表示装置１００と、シャッタメガネ２００とを備えている。なお、立体表示装置１００が、本発明の「画像表示装置」の一具体例に相当する。この立体映像表示システム１は、シャッタメガネを用いた時分割方式の表示システムである。具体的には、この立体映像表示システム１は、視差の互いに異なる左目用画像および右目用画像を立体表示装置１００の画面に交互に高速に切り替えながら表示し、シャッタメガネ２００を介して左目用画像を左目で視認させ、シャッタメガネ２００を介して右目用画像を右目で視認させることで、観察者（図示せず）に、画像が立体的に表示されているように感じさせるものである。

立体表示装置１００は、例えば、図２に示したように、液晶表示パネル１０、バックライト２０、Ｘドライバ３０、Ｙドライバ４０、映像信号処理回路５０およびタイミング制御回路６０を備えたものである。Ｘドライバ３０、Ｙドライバ４０、映像信号処理回路５０およびタイミング制御回路６０からなる駆動回路は、右目用の映像信号Ｄｉｎに応じた信号電圧と、左目用の映像信号Ｄｉｎに応じた信号電圧とを１フレームごともしくは複数フレームごとに交互に、液晶表示パネル１０内の複数の画素１１（後述）に印加することにより液晶表示パネル１０に映像を表示させるものである。立体表示装置１００は、さらに、例えば、図示しないが、シャッタメガネ２００と通信を行う通信器（例えば、ＲＦ(radio frequency)トランスミッタ）を備えている。

なお、液晶表示パネル１０が、本発明の「表示パネル」の一具体例に相当する。また、Ｘドライバ３０、Ｙドライバ４０、映像信号処理回路５０およびタイミング制御回路６０が、本発明の「駆動回路」の一具体例に相当する。以下、シャッタメガネ２００、通信器、液晶表示パネル１０、バックライト２０、Ｘドライバ３０、Ｙドライバ４０、映像信号処理回路５０、タイミング制御回路６０の順に説明する。

（シャッタメガネ２００）
シャッタメガネ２００は、例えば、図１に示したように、左目レンズに対応する部分に左シャッタ２１０を有し、右目レンズに対応する部分に右シャッタ２２０を有している。シャッタメガネ２００は、通信器から送信されてきた電波を受信して、この電波に含まれる制御情報に基づいて、左シャッタ２１０および右シャッタ２２０を交互に開閉するようになっている。シャッタメガネ２００は、画像の垂直同期信号に同期して、左シャッタ２１０および右シャッタ２２０の開閉を行うようになっている。

左シャッタ２１０および右シャッタ２２０の開閉が、例えば１秒間に数十回以上、行われる場合には、観察者は、残像により、映像を両目で見ているように感じる。その結果、視差の異なる２つの画像が映像表示面の手前で結像し、画像が立体的に表示されているように観察者に感じさせることができる。

（通信器）
通信器は、制御情報（例えば、フレームまたはフィールドの区切りを示す垂直同期信号や、シャッタメガネ２００の開閉タイミングなどの情報）を電波でシャッタメガネ２００に送信するようになっている。なお、通信器は、立体表示装置１００に内蔵されていてもよいし、立体表示装置１００と別体となっていてもよい。

（液晶表示パネル１０）
液晶表示パネル１０は、例えば、図２に示したように、複数の画素１１が液晶表示パネル１０の映像表示面（図示せず）全体に渡ってマトリクス状に形成されたものであり、各画素１１をＸドライバ３０およびＹドライバ４０によってアクティブ駆動することにより、外部から入力された映像信号Ｄｉｎに基づく画像を表示するものである。上記の映像信号Ｄｉｎは、１フィールドごとに映像表示面に表示する映像のデジタル信号であり、画素１１ごとのデジタル信号を含んでいる。この映像信号Ｄｉｎは、立体表示を行う場合には、左目用の映像信号Ｄｉｎ−Ｌと、右目用の映像信号Ｄｉｎ−Ｒとを時系列に交互に含む信号となっている。この映像信号Ｄｉｎは、さらに、フレームまたはフィールドの区切りを示す垂直同期信号（図示せず）を含んでいる。なお、映像信号Ｄｉｎが本発明の「第１映像信号」の一具体例に相当する。

各画素１１は、例えば、図３に示したように、液晶素子１２およびＴＦＴ(thin film transistor)１３を含んで構成されている。液晶素子１２は、Ｘドライバ３０およびＹドライバ４０からの電圧印加に応じて配向状態が変化することにより、当該液晶素子１２への入射光の偏光軸を変調するものである。液晶素子１２は、例えば、ＶＡ（Vertical Alignment）モードの液晶分子を含んで構成されている。これにより、各画素１１は、ドライバ３０およびＹドライバ４０によってアクティブ駆動することが可能となっている。

（バックライト２０）
バックライト２０は、液晶表示パネル１０に対して光を照射する光源であり、例えばＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp：冷陰極蛍光ランプ）やＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）などを含んで構成されている。

（Ｘドライバ３０）
Ｘドライバ３０は、液晶表示パネル１０の各画素１１へ、映像信号処理回路５０から供給される１ライン分の映像信号Ｄｏｕｔに基づいた信号電圧Ｖｓｉｇを供給するものである。Ｘドライバ３０は、１ライン分の映像信号Ｄｏｕｔに対してＤ／Ａ変換を施すことにより、アナログ信号である信号電圧Ｖｓｉｇを生成し、信号線ＤＴＬ（図３参照）を介して各画素１１へ出力するようになっている。

（Ｙドライバ４０）
Ｙドライバ４０は、タイミング制御部６０によるタイミング制御に従って、液晶表示パネル１０内の各画素１１を走査線ＷＳＬ（図３参照）に沿って線順次駆動するものである。

（映像信号処理回路５０）
映像信号処理回路５０は、外部から入力された映像信号Ｄｉｎに対して所定の信号処理を施すと共に、所定の信号処理を施した後の映像信号ＤｏｕｔをＸドライバ３０に出力するものである。上記の映像信号Ｄｏｕｔは、映像信号Ｄｉｎと同様、画素１１ごとのデジタル信号を含んでいる。なお、映像信号処理回路５０における所定の信号処理については、後に詳述するものとする。

（タイミング制御回路６０）
タイミング制御回路６０は、Ｘドライバ３０、Ｙドライバ４０およびシャッタメガネ２００が連動して動作するように制御するものである。タイミング制御回路６０は、例えば、映像信号処理回路５０から入力された同期信号に応じて（同期して）、Ｘドライバ３０、Ｙドライバ４０および通信器に対して制御信号を出力するようになっている。

次に、映像信号処理回路５０の内部構成について説明する。図４は、映像信号処理回路５０を機能ブロックごとに分けて記述したものである。映像信号処理回路５０は、例えば、図５に示したように、ダイナミックレンジ制御部５１、オーバードライブ制御部５２および記憶部５３を有している。

（ダイナミックレンジ制御部５１）
ダイナミックレンジ制御部５１は、後段のオーバードライブ制御部５２においてオーバードライブ処理を行う際の、映像信号のダイナミックレンジのマージンを拡大するものである。ダイナミックレンジ制御部５１は、映像信号Ｄｉｎのダイナミックレンジを変換するようになっており、具体的には、映像信号Ｄｉｎを、映像信号Ｄｉｎのダイナミックレンジよりも狭いダイナミックレンジの映像信号Ｄ’ｉｎに変換するようになっている。ダイナミックレンジ制御部５１は、映像信号Ｄ’ｉｎのダイナミックレンジを、後段のオーバードライブ制御部５２においてオーバードライブ補正値が飽和することのない程度に設定することが好ましい。なお、映像信号Ｄ’ｉｎは本発明の「変換された映像信号」の一具体例に相当する。

ここで、ダイナミックレンジとは、映像信号として割り当てられたビットの下限値から上限値までの範囲を意味している。例えば、映像信号Ｄｉｎとして１０ビットが割り当てられている場合には、映像信号Ｄｉｎの下限値が１０ビットの下限値である０となり、映像信号Ｄｉｎの上限値が１０ビットの上限値である１０２３となるので、この場合には、映像信号Ｄｉｎのダイナミックレンジは０〜１０２３となる。また、ダイナミックレンジを狭くするというのは、割り当てられたビットの下限値から上限値までの範囲を狭めることを意味している。ダイナミックレンジを狭くする方法としては、例えば、割り当てられたビットの下限値を、下限値として採りうる値（例えば０）よりも大きくするか、または、割り当てられたビットの上限値を、上限値として採りうる値（例えば１０ビットにおける１０２３）よりも小さくする方法がある。また、ダイナミックレンジを狭くする方法としては、例えば、割り当てられたビットの下限値を、下限値として採りうる値よりも大きくするとともに、割り当てられたビットの上限値を、上限値として採りうる値よりも小さくする方法もある。以下では、上記の３つの方法のうち、割り当てられたビットの下限値および上限値の双方を修正する方法が採用されている場合を例にして説明する。なお、以下で説明する内容は、上述したいずれの方法にも適用可能である。

ダイナミックレンジ制御部５１は、例えば、ダイナミックレンジ情報（図示せず）を用いて映像信号Ｄｉｎを映像信号Ｄ’ｉｎに変換するようになっている。ここで、ダイナミックレンジ情報は、映像信号Ｄ’ｉｎのダイナミックレンジを設定する際に参照するダイナミックレンジに関する情報であり、例えば、オーバードライブ補正値について記述されたルックアップテーブル５３Ａである。ルックアップテーブル５３Ａは、上述の記憶部５３にあらかじめ記憶されたものであり、例えば、図５に示したようなＸＹマトリクスの数値データによって構成されている。

ルックアップテーブル５３Ａでは、例えば、ＸＹマトリクスのＸ軸およびＹ軸の双方の軸に、映像信号Ｄｉｎとして採りうる数値のうち、下限値および上限値を含む、いくつかの数値が座標として並んでいる。なお、ルックアップテーブル５３Ａにおいて、Ｘ軸およびＹ軸の双方の軸に、映像信号Ｄｉｎとして採りうる数値の全てが座標として並んでいてもよい。また、ルックアップテーブル５３Ａそのものに、ルックアップテーブル５３Ａの座標が記述されていてもよいし、省略されていてもよい。ただし、後者の場合には、ルックアップテーブル５３Ａを参照する側（例えば、ダイナミックレンジ制御部５１）でルックアップテーブル５３Ａの座標を把握している必要がある。

ルックアップテーブル５３ＡのＸ軸およびＹ軸の双方の軸の座標において、下限値から上限値までの範囲が、映像信号Ｄｉｎのダイナミックレンジに対応している。つまり、ルックアップテーブル５３Ａが、映像信号Ｄｉｎのダイナミックレンジと等しいダイナミックレンジを有している。また、例えば、図５のルックアップテーブル５３Ａ内に描かれた太枠内のＸ軸およびＹ軸の双方の軸の座標において、下限値から上限値までの範囲が、映像信号Ｄ’ｉｎのダイナミックレンジに対応している。なお、図５中の太枠は、概念的なものであり、太枠そのものがルックアップテーブル５３Ａに設けられているわけではない。ただし、太枠に対応するフラグ（図示せず）がルックアップテーブル５３Ａに付設されていてもよい。

ルックアップテーブル５３Ａは、オーバードライブ制御部５２においてオーバードライブ補正を実行する際に使用されるものであり、ルックアップテーブル５３Ａ内の個々のオーバードライブ補正値（特に上限値および下限値以外の数値）そのものは、ダイナミックレンジ制御部５１において必須な情報というわけではない。しかし、ルックアップテーブル５３Ａのオーバードライブ補正値における上限値または下限値が記述されている箇所には、オーバードライブ量が不足し、オーバードライブ補正値が飽和している箇所が含まれている。つまり、ルックアップテーブル５３Ａのうち、上限値または下限値が記述されている箇所は、オーバードライブ量が不足し、オーバードライブ補正値が飽和している箇所であることを示唆している。例えば、図５においては、網掛けのなされている箇所が、オーバードライブ補正値が飽和している箇所に対応している。

従って、ダイナミックレンジ制御部５１は、映像信号Ｄ’ｉｎのダイナミックレンジを、ルックアップテーブル５３Ａのうち、上限値および下限値が記述されている箇所を除いた範囲内となるように設定することが好ましい。ダイナミックレンジ制御部５１は、例えば、映像信号Ｄ’ｉｎのダイナミックレンジを、図５の太線で囲まれた範囲内となるように設定することが好ましい。このようにした場合には、後述のオーバードライブ制御部５２においてオーバードライブ補正を実行したときに、オーバードライブ補正値が飽和する可能性がなくなる。

なお、ルックアップテーブル５３Ａのうち、上限値または下限値が記述されている箇所において、オーバードライブ量が不足していない箇所（例えば、図５中の矢印αで指している箇所）が存在する場合には、その箇所ではオーバードライブ量が不十分であるとみなして、その箇所を映像信号Ｄ’ｉｎのダイナミックレンジから除外するようにしてもよい。また、上述したようなフラグがルックアップテーブル５３Ａに付設されている場合には、そのフラグを利用して、ルックアップテーブル５３Ａのうち、上限値または下限値が記述されている箇所であって、かつオーバードライブ量が不足していない箇所を映像信号Ｄ’ｉｎのダイナミックレンジに入れ込むようにしてもよい。

また、図示しないが、ルックアップテーブル５３ＡのＸ軸およびＹ軸の双方の軸の座標において、下限値から上限値までの範囲が、映像信号Ｄ’ｉｎのダイナミックレンジに対応していてもよい。つまり、この場合には、ルックアップテーブル５３Ａが、映像信号Ｄ’ｉｎのダイナミックレンジと等しいダイナミックレンジを有している。従って、この場合には、そもそも、ルックアップテーブル５３Ａ内に、オーバードライブ補正値が飽和する箇所が存在せず、ダイナミックレンジ制御部５１が、映像信号Ｄ’ｉｎのダイナミックレンジを見つけ出すなどの演算を行う必要がない。

ところで、ダイナミックレンジ情報は、必ずしもルックアップテーブル５３Ａである必要はなく、例えば、図６に概念的に記載したように、あらかじめ、映像信号Ｄｉｎを映像信号Ｄ’ｉｎに変換する対応関係が記述されたテーブル５３Ｂであってもよい。ここで、テーブル５３Ｂにおいて、映像信号Ｄ’ｉｎのダイナミックレンジが、上記したルックアップテーブル５３Ａのうち、上限値および下限値が記述されている箇所を除いた範囲内に対応していることが好ましい。この場合には、後述のオーバードライブ制御部５２においてオーバードライブ補正を実行したときに、オーバードライブ補正値が飽和する可能性がなくなる。このように、ダイナミックレンジ情報として、図６に記載したようなテーブル５３Ｂを用いた場合には、ダイナミックレンジ制御部５１は、映像信号Ｄ’ｉｎのダイナミックレンジを見つけ出すなどの演算を行う必要がない。なお、図６には、映像信号Ｄ’ｉｎのダイナミックレンジに１０ビットの数値が形式的に付与されている様子が例示されている。

次に、オーバードライブ制御部５２について説明する。オーバードライブ制御部５２は、映像信号Ｄ’ｉｎに対してオーバードライブ補正を行うものである。オーバードライブ制御部５２は、各画素１１において、映像信号Ｄ’ｉｎのフレーム間の画素値の差に応じて、次フレームの目標の画素値を超えるオーバードライブ補正値を設定するようになっている。例えば、オーバードライブ制御部５２は、各画素１１において、映像信号Ｄ’ｉｎのフレーム間の画素値の差に応じて、その差（映像信号Ｄ’ｉｎのフレーム間の差）をさらに大きくするオーバードライブ補正を映像信号Ｄ’ｉｎに対して行うことにより映像信号Ｄｏｕｔを生成するようになっている。オーバードライブ制御部５２は、例えば、図４に示したように、フィールドメモリ５２Ａと、映像信号補正部５２Ｂとを有している。

フィールドメモリ５２Ａは、ダイナミックレンジ制御部５１から入力された映像信号Ｄ’ｉｎを、次の映像信号Ｄ’ｉｎがダイナミックレンジ制御部５１から入力されるまでの間、保持するものである。従って、フィールドメモリ５２Ａは、オーバードライブ制御部５２に、映像信号Ｄ’ｉｎとして入力順番ｎの映像信号Ｄ’ｉｎ（ｎ）が入力された際には、映像信号Ｄ’ｉｎとして入力順番ｎ−１の映像信号Ｄ’ｉｎ（ｎ−１）を保持するようになっている。ここで、ｎは、映像信号Ｄ’ｉｎの入力順番を意味する正数である。従って、映像信号Ｄ’ｉｎ（ｎ−１）は、映像信号Ｄ’ｉｎ（ｎ）との関係では、１フィールド前の映像信号Ｄ’ｉｎに相当する。

映像信号補正部５２Ｂは、ルックアップテーブル５３Ａを用いて、映像信号Ｄｏｕｔを生成するようになっている。ここで、ルックアップテーブル５３Ａでは、ＸＹマトリクスの一方の軸が映像信号Ｄ’ｉｎ（ｎ−１）の座標となっており、ＸＹマトリクスの他方の軸が映像信号Ｄ’ｉｎ（ｎ）の座標となっている。さらに、ルックアップテーブル５３Ａ内の数値は、次フレームの目標の画素値を超えるオーバードライブ補正値となっている。ルックアップテーブル５３Ａ内の数値は、例えば、映像信号Ｄ’ｉｎ（ｎ）の数値を、映像信号Ｄ’ｉｎのフレーム間の差（Ｄ’ｉｎ（ｎ）−Ｄ’ｉｎ（ｎ−１））がさらに大きくなるような数値に変換するための数値となっている。

映像信号補正部５２Ｂは、ダイナミックレンジ制御部５１から入力された映像信号Ｄ’ｉｎ（ｎ）の数値を、フィールドメモリ５２Ａから読み出した映像信号Ｄ’ｉｎ（ｎ−１）の数値の列（例えば、図中の破線）と、ダイナミックレンジ制御部５１から入力された映像信号Ｄ’ｉｎ（ｎ）の数値の行（例えば、図中の一点鎖線）とが互いに交差する箇所（例えば、図中の矢印β）の数値に置き換える補正を行うことにより、映像信号Ｄｏｕｔ（ｎ）を生成するようになっている。

ここで、ルックアップテーブル５３Ａが映像信号Ｄｉｎのダイナミックレンジと等しいダイナミックレンジを有している場合には、映像信号補正部５２Ｂは、ルックアップテーブル５３Ａのうち、映像信号Ｄ’ｉｎのダイナミックレンジと等しいダイナミックレンジの範囲内だけを用いて映像信号Ｄｏｕｔ（ｎ）を生成するようになっている。また、ルックアップテーブル５３Ａが映像信号Ｄ’ｉｎのダイナミックレンジと等しいダイナミックレンジを有している場合には、映像信号補正部５２Ｂは、上記のような制限をせずに、ルックアップテーブル５３Ａをそのまま用いて映像信号Ｄｏｕｔ（ｎ）を生成するようになっている。

図７は、映像信号のダイナミックレンジＤＲが、ダイナミックレンジ制御部５１およびオーバードライブ制御部５２を経て変化する様子を模式的に表したものである。映像信号Ｄｉｎでは、図７（Ａ）に示したように、映像信号Ｄｉｎとして割り当てられたビット全体がダイナミックレンジＤＲとなっている。映像信号Ｄ’ｉｎでは、例えば、図７（Ｂ）に示したように、映像信号Ｄｉｎとして割り当てられたビットの下限値およびその近傍と、上限値およびその近傍が使用できなくなっており、映像信号Ｄ’ｉｎのダイナミックレンジＤＲは、映像信号ＤｉｎのダイナミックレンジＤＲよりも狭くなっている。そして、映像信号Ｄｏｕｔ（ｎ）では、例えば、図７（Ｃ）に示したように、映像信号Ｄｉｎとして割り当てられたビット全体がダイナミックレンジＤＲとなっており、映像信号Ｄｏｕｔ（ｎ）のダイナミックレンジＤＲが、映像信号ＤｉｎのダイナミックレンジＤＲと等しくなっている。

［動作］
次に、本実施の形態の立体表示装置１００における動作について説明する。

まず、映像信号Ｄｉｎが映像信号処理回路５０に入力されると、ダイナミックレンジ制御部５１が、ダイナミックレンジ情報（例えば、ルックアップテーブル５３Ａ、テーブル５３Ｂ）に基づいて、映像信号Ｄｉｎのダイナミックレンジを変換する。例えば、ダイナミックレンジ制御部５１は、映像信号Ｄｉｎを、ダイナミックレンジの狭い映像信号Ｄ’ｉｎに変換する（ステップＳ１０１）。このとき、映像信号Ｄ’ｉｎのダイナミックレンジを、オーバードライブ補正値が飽和することのない程度に設定することが好ましい。次に、オーバードライブ制御部５２が、ルックアップテーブル５３Ａを用いて、オーバードライブ補正を映像信号Ｄ’ｉｎに対して行うことにより映像信号Ｄｏｕｔを生成する（ステップＳ１０２）。その後、映像信号ＤｏｕｔがＸドライバ３０に入力されると、Ｘドライバ３０が、映像信号Ｄｏｕｔに基づいて信号電圧Ｖｓｉｇを生成し、各画素１１へ出力する（ステップＳ１０３）。

映像信号処理回路５０は、上記の動作を１フレーム単位もしくは複数フレーム単位で実行することにより、右目用の映像信号Ｄｉｎに応じた信号電圧Ｖｓｉｇ、または、左目用の映像信号Ｄｉｎに応じた信号電圧Ｖｓｉｇを１フレーム単位もしくは複数フレーム単位で各画素１１へ出力する。このとき、Ｙドライバ４０は、例えば、図９（Ａ）、図１１（Ａ）に矢印Ｓ_L、Ｓ_Rで模式的に示したように１フレーム全体を繰り返し走査している。なお、矢印Ｓ_Lは、映像信号処理回路５０が左目用の映像信号Ｄｉｎに応じた信号電圧Ｖｓｉｇを各画素１１へ出力しているときの走査を示しており、矢印Ｓ_Rは、映像信号処理回路５０が右目用の映像信号Ｄｉｎに応じた信号電圧Ｖｓｉｇを各画素１１へ出力しているときの走査を示している。また、図９（Ａ）、図１１（Ａ）中のΔＴは、Ｙドライバ４０が矢印Ｓ_L、Ｓ_Rで模式的に示したように１フレーム全体を繰り返し走査しているときの、液晶素子１２の応答時間に対応している。つまり、Ｙドライバ４０が走査してからΔＴだけ経過すると、液晶素子１２の応答が完了し、所望の階調の左目用画像または右目用画像が液晶表示パネル１０に表示される。

さらに、映像信号処理回路５０が、右目用の映像信号Ｄｉｎに応じた信号電圧Ｖｓｉｇと、左目用の映像信号Ｄｉｎに応じた信号電圧Ｖｓｉｇとを１フレームごともしくは複数フレームごとに交互に、液晶表示パネル１０内の各画素１１に印加すると共に、左シャッタ２１０および右シャッタ２２０が、Ｙドライバ４０の走査に同期して（画像の垂直同期信号に同期して）、開閉を行う（図９（Ｂ），（Ｃ）、図１１（Ｂ），（Ｃ））。これにより、例えば、図９（Ｄ）、図１１（Ｄ）に示したように、左シャッタ２１０が開いているときに、左目用画像が左シャッタ２１０を透過するとともに、右目用画像が右シャッタ２２０で遮断される。また、例えば、図９（Ｄ）、図１１（Ｄ）に示したように、右シャッタ２２０が開いているときに、右目用画像が右シャッタ２２０を透過するとともに、左目用画像が左シャッタ２１０で遮断される。その結果、１フレーム単位もしくは複数フレーム単位で、右目用画像が観察者の右目で視認されると共に、左目用画像が観察者の左目で視認されるので、画像が立体的に表示されているように観察者に感じさせることができる。

[効果]
ところで、本実施の形態において、映像信号処理回路５０が、右目用の映像信号Ｄｉｎに応じた信号電圧Ｖｓｉｇと、左目用の映像信号Ｄｉｎに応じた信号電圧Ｖｓｉｇとを１フレームごとに交互に、液晶表示パネル１０内の各画素１１に印加する際には、映像信号Ｄ’ｉｎのフレーム間の画素値の差は、例えば、図１０に示したように、右目用の映像信号Ｄ’ｉｎ（ｎ−１）と、左目用の映像信号Ｄｉｎ（ｎ）との画素値の差、または、左目用の映像信号Ｄ’ｉｎ（ｎ−１）と、右目用の映像信号Ｄｉｎ（ｎ）との画素値の差になる。また、本実施の形態において、映像信号処理回路５０が、右目用の映像信号Ｄｉｎに応じた信号電圧Ｖｓｉｇと、左目用の映像信号Ｄｉｎに応じた信号電圧Ｖｓｉｇとを複数フレームごとに交互に、液晶表示パネル１０内の各画素１１に印加する際には、映像信号Ｄ’ｉｎのフレーム間の画素値の差は、例えば、図１２に示したように、右目用の映像信号Ｄ’ｉｎ（ｎ−１）と、左目用の映像信号Ｄｉｎ（ｎ）との画素値の差、または、左目用の映像信号Ｄ’ｉｎ（ｎ−１）と、右目用の映像信号Ｄｉｎ（ｎ）との画素値の差になるときがある。

上記の差は、右目用の映像信号Ｄ’ｉｎ（ｎ−１）と、右目用の映像信号Ｄｉｎ（ｎ）との画素値の差、または、左目用の映像信号Ｄ’ｉｎ（ｎ−１）と、左目用の映像信号Ｄｉｎ（ｎ）との画素値の差よりも大きくなる傾向にある。そのため、オーバードライブ補正値が飽和している場合には、所望の階調レベルの右目用画像が表示されなかったり、所望の階調レベルの左目用画像が表示されなかったりする。その結果、それがクロストークの発生につながる。

しかし、本実施の形態では、映像信号Ｄｉｎのダイナミックレンジを一旦、狭くした上で、オーバードライブ補正がなされる。これにより、オーバードライブ補正値が飽和する可能性を低減することができる。これにより、例えば、オーバードライブ補正後の映像信号Ｄｏｕｔに基づいて生成された信号電圧Ｖｓｉｇを各画素１１に印加したときの階調レベルが、映像信号Ｄｉｎに対応する階調レベルに到達しない可能性を低減することができる。その結果、クロストークの発生を低減することができる。

また、本実施の形態において、映像信号Ｄｉｎのダイナミックレンジと等しいダイナミックレンジを有するルックアップテーブル５３Ａを用いてオーバードライブ補正を行う場合には、このルックアップテーブル５３Ａのうち、映像信号Ｄ’ｉｎのダイナミックレンジと等しいダイナミックレンジの範囲内だけを用いて映像信号Ｄｏｕｔを生成することにより、オーバードライブ補正値が飽和する可能性をなくすることができる。これにより、クロストークの発生を完全になくすることも可能となる。

また、本実施の形態において、ルックアップテーブル５３Ａが映像信号Ｄ’ｉｎのダイナミックレンジと等しいダイナミックレンジを有している場合には、上記のような制限をせずにルックアップテーブル５３Ａをそのまま用いて映像信号Ｄｏｕｔを生成するだけで、オーバードライブ補正値が飽和する可能性をなくすることができる。れにより、クロストークの発生を完全になくすることも可能となる。

＜変形例＞
上記実施の形態において、ダイナミックレンジ情報が、液晶表示パネル１０の温度を考慮した情報となっていてもよい。例えば、ルックアップテーブル５３Ａが、所定の温度ごとに設定された複数の温度対応ルックアップテーブルによって構成されていてもよい。例えば、図５に示したルックアップテーブル５３Ａが、液晶表示パネル１０の温度が通常の温度である場合の数値データとなっており、例えば、図１４に示したルックアップテーブル５３Ａが、液晶表示パネル１０の温度が通常よりも低温である場合の数値データとなっており、これら複数の温度対応ルックアップテーブルが、記憶部５３にあらかじめ格納されている。

この場合には、ダイナミックレンジ制御部５１が、複数の温度対応ルックアップテーブルのうち、液晶表示パネル１０の温度に対応するものを選択し、選択した温度対応ルックアップテーブルを用いて映像信号Ｄｉｎを映像信号Ｄ’ｉｎに変換することが可能である。

なお、例えば、図１４に示したルックアップテーブル５３Ａとともに、図１４に示したルックアップテーブル５３Ａを補正する補正係数（図示せず）が記憶部５３に格納されていてもよい。この場合には、ダイナミックレンジ制御部５１が、ルックアップテーブル５３Ａと、ルックアップテーブル５３Ａを補正する補正係数とを用いて、液晶表示パネル１０に対応する温度対応ルックアップテーブルを作成し、作成した温度対応ルックアップテーブルを用いて映像信号Ｄｉｎを映像信号Ｄ’ｉｎに変換することが可能である。

ところで、ダイナミックレンジ制御部５１において、液晶表示パネル１０の温度に対応するものを選択するためには、液晶表示パネル１０の温度についての情報または、温度対応ルックアップテーブルを特定する情報が必要となる。そのため、本変形例では、映像信号処理回路５０が、温度対応ルックアップテーブルを特定する情報をダイナミックレンジ制御部５１に出力する演算回路５４を有していることが好ましい。演算回路５４は、例えば、液晶表示パネル１０内または液晶表示パネル１０に隣接して設けられた、液晶表示パネル１０の温度を検出する温度検出部５５から液晶表示パネル１０の温度についての情報を取得することが好ましい。

本変形例において、所定の温度ごとに設定された温度対応ルックアップテーブルを用いてオーバードライブ補正を行う場合には、画素１１の応答速度が低くなるような温度環境下においても、オーバードライブ補正値が飽和する可能性をなくすることができる。これにより、クロストークの発生を完全になくすることも可能となる。また、本変形例において、補正係数を用いて作成した温度対応ルックアップテーブルを用いてオーバードライブ補正を行う場合にも、画素１１の応答速度が低くなるような温度環境下においても、オーバードライブ補正値が飽和する可能性をなくすることができる。これにより、クロストークの発生を完全になくすることも可能となる。

以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明はこれらに限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施の形態等では、立体映像表示装置１００は、液晶表示パネル１０を備えていたが、液晶表示パネル１０の代わりに、外部温度に応じて応答速度が鈍くなるような素子を用いた表示パネルを備えていてもよい。

１…立体表示システム、１０…液晶表示パネル、１１…画素、１２…液晶素子、１３…ＴＦＴ、２０…バックライト、３０…Ｘドライバ、４０…Ｙドライバ、５０…映像信号処理回路、５１…ダイナミックレンジ制御部、５２…オーバードライブ制御部、５２Ａ…フィールドメモリ、５２Ｂ…映像信号補正部、５３…記憶部、５３Ａ…ルックアップテーブル、５３Ｂ…テーブル、５４…演算部、５５…温度検出部、６０…タイミング制御部、１００…立体表示装置、２００…シャッタメガネ、２１０…左シャッタ、２２０…右シャッタ、Ｄｉｎ，Ｄｉｎ（ｎ−１），Ｄｉｎ（ｎ），Ｄｉｎ−Ｌ，Ｄｉｎ−Ｒ，Ｄ’ｉｎ，Ｄ’ｉｎ（ｎ−１），Ｄ’ｉｎ（ｎ），Ｄｏｕｔ…映像信号、ＤＲ…ダイナミックレンジ、Ｖｓｉｇ…信号電圧。

Claims (19)

1. 複数の画素がマトリクス状に配置された表示パネルを備え、右目用の映像信号に応じた信号電圧と、左目用の映像信号に応じた信号電圧とを１フレームごともしくは複数フレームごとに交互に複数の画素に印加することにより映像を表示する表示装置における画像処理方法であって、
   前記映像信号のダイナミックレンジを変換するダイナミックレンジ制御ステップと、
   各画素において、変換された映像信号のフレーム間の画素値の差に応じて次フレームの目標の画素値を超えるオーバードライブ補正値を設定するオーバードライブ制御ステップと
   を含む
   画像処理方法。
2. 前記ダイナミックレンジ制御ステップにおいて、前記映像信号のダイナミックレンジを、当該映像信号のダイナミックレンジよりも狭いダイナミックレンジに変換する
   請求項１に記載の画像処理方法。
3. 前記ダイナミックレンジ制御ステップにおいて、変換された映像信号のダイナミックレンジを、前記オーバードライブ補正値が飽和することのない程度に設定する
   請求項１または請求項２に記載の画像処理方法。
4. 前記ダイナミックレンジ制御ステップにおいて、前記オーバードライブ補正値について記述されたルックアップテーブルを用いて前記映像信号のダイナミックレンジを変換する
   請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の画像処理方法。
5. 前記ルックアップテーブルは、前記映像信号のダイナミックレンジと等しいダイナミックレンジを有しており、
   前記オーバードライブ制御ステップにおいて、前記ルックアップテーブルのうち、変換された映像信号のダイナミックレンジと等しいダイナミックレンジの範囲内だけを用いて前記オーバードライブ補正値を設定する
   請求項４に記載の画像処理方法。
6. 前記ルックアップテーブルは、変換された映像信号のダイナミックレンジと等しいダイナミックレンジを有しており、
   前記オーバードライブ制御ステップにおいて、前記ルックアップテーブルを用いて前記オーバードライブ補正値を設定する
   請求項４に記載の画像処理方法。
7. 前記ルックアップテーブルは、所定の温度ごとに設定された複数の温度対応ルックアップテーブルからなり、
   前記ダイナミックレンジ制御ステップにおいて、前記複数の温度対応ルックアップテーブルのうち、前記表示パネルの温度に対応するものを選択し、選択した温度対応ルックアップテーブルを用いて前記映像信号のダイナミックレンジを変換する
   請求項４ないし請求項６のいずれか一項に記載の画像処理方法。
8. 前記ダイナミックレンジ制御ステップにおいて、前記ルックアップテーブルと、前記ルックアップテーブルを補正する補正係数とを用いて、前記表示パネルの温度に対応する温度対応ルックアップテーブルを作成し、作成した温度対応ルックアップテーブルを用いて前記映像信号のダイナミックレンジを変換する
   請求項４ないし請求項６のいずれか一項に記載の画像処理方法。
9. 前記オーバードライブ補正値に基づいて信号電圧を生成する信号電圧生成ステップを含む
   請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の画像処理方法。
10. 右目用の映像信号に応じた映像信号と、左目用の映像信号に応じた映像信号とを１フレームごともしくは複数フレームごとに交互に出力する画像処理装置であって、
    前記映像信号のダイナミックレンジを変換するダイナミックレンジ制御部と、
    各画素において、変換された映像信号のフレーム間の画素値の差に応じて次フレームの目標の画素値を超えるオーバードライブ補正値を設定するオーバードライブ制御部と
    を備えた画像処理装置。
11. 前記ダイナミックレンジ制御部は、変換された映像信号のダイナミックレンジを、前記オーバードライブ補正値が飽和することのない程度に設定する
    請求項１０に記載の画像処理装置。
12. ダイナミックレンジ情報を記憶する記憶部をさらに備え、
    前記ダイナミックレンジ制御部は、前記ダイナミックレンジ情報を用いて前記映像信号のダイナミックレンジを変換する
    請求項１０または請求項１１に記載の画像処理装置。
13. 前記記憶部は、前記オーバードライブ補正値について記述されたルックアップテーブルを記憶しており、
    前記ダイナミックレンジ制御部は、前記ルックアップテーブルを前記ダイナミックレンジ情報として用いて前記映像信号のダイナミックレンジを変換する
    請求項１２に記載の画像処理装置。
14. 前記ルックアップテーブルは、前記映像信号のダイナミックレンジと等しいダイナミックレンジを有しており、
    前記オーバードライブ制御部は、前記ルックアップテーブルのうち、変換された映像信号のダイナミックレンジと等しいダイナミックレンジの範囲内だけを用いて前記オーバードライブ補正値を設定する
    請求項１３に記載の画像処理装置。
15. 前記ルックアップテーブルは、変換された映像信号のダイナミックレンジと等しいダイナミックレンジを有しており、
    前記オーバードライブ制御部は、前記ルックアップテーブルを用いて前記オーバードライブ補正値を設定する
    請求項１３に記載の画像処理装置。
16. 前記ルックアップテーブルは、所定の温度ごとに設定された複数の温度対応ルックアップテーブルからなり、
    前記ダイナミックレンジ制御部は、前記複数の温度対応ルックアップテーブルのうち、外部から入力された温度情報に対応するものを選択し、選択した温度対応ルックアップテーブルを用いて前記映像信号のダイナミックレンジを変換する
    請求項１３ないし請求項１５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
17. 前記記憶部は、前記ルックアップテーブルを補正する補正係数を記憶しており、
    前記ダイナミックレンジ制御部は、前記ルックアップテーブルと、前記補正係数とを用いて、外部から入力された温度情報に対応する温度対応ルックアップテーブルを作成し、作成した温度対応ルックアップテーブルを用いて前記映像信号のダイナミックレンジを変換する
    請求項１３ないし請求項１５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
18. 右目用の映像信号に応じた映像信号と、左目用の映像信号に応じた映像信号とを１フレームごともしくは複数フレームごとに交互に出力する画像処理回路であって、
    前記映像信号のダイナミックレンジを変換するダイナミックレンジ制御部と、
    各画素において、変換された映像信号のフレーム間の画素値の差に応じて次フレームの目標の画素値を超えるオーバードライブ補正値を設定するオーバードライブ制御部と
    を備えた画像処理回路。
19. 複数の画素がマトリクス状に配置された表示パネルと、
    右目用の映像信号に応じた信号電圧と、左目用の映像信号に応じた信号電圧とを１フレームごともしくは複数フレームごとに交互に前記複数の画素に印加する駆動回路と
    を備え、
    前記駆動回路は、
    前記映像信号のダイナミックレンジを変換するダイナミックレンジ制御部と、
    各画素において、変換された映像信号のフレーム間の画素値の差に応じて次フレームの目標の画素値を超えるオーバードライブ補正値を設定するオーバードライブ制御部と
    を有する
    画像表示装置。

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