JP2013148703A - 映像表示装置及び映像信号書き込み方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クロストークや動き量の大きい領域については、表示ディスプレイの特性によって、視聴者が違和感や二重像を知覚することがあった。
【解決手段】映像データが入力される入力部と、複数の画素を備え、画素に映像データに基づく映像を表示する表示部と、フレーム期間内において複数の画素に所定の順序で前記映像データを書き込む走査部と、第一のフレーム期間において表示される映像の信号レベルと第一のフレーム期間に引き続く第二のフレーム期間において表示される映像の信号レベルとの値の差が大きい画素に対して、第二のフレーム期間内に優先的に映像データを書き込むように走査部を制御する走査制御部と、を備える映像表示装置とする。
【選択図】図１

Description

本発明は映像表示装置に関する。より詳しくは、映像の特性に応じて映像信号の書き込み順序を制御する映像信号書き込み方法を用いることによって、クロストークの発生を抑制することが可能な映像表示装置に関する。

近年、テレビやディスプレイなどの表示部に液晶パネルを用いることが一般的になっている。液晶パネルは表面配置された複数の画素を用いて映像を表現する。液晶パネルに映像信号が入力されると、ドライバが画素を順次走査しながら映像信号を書き込む。映像信号が書き込まれると画素内に配置された液晶の様相が変化する。前記様相の変化した液晶は、別途設けられたバックライトからの光を選択的に透過する。このようにして、液晶パネルは映像を表現する。

また、液晶パネルを用いたテレビやディスプレイで立体映像を鑑賞することも一般的になっている。左目用映像と右目用映像を交互に表示する液晶パネルを、左目用シャッターと右目用シャッターが交互に開閉するメガネを介して鑑賞することにより、視聴者は立体映像を知覚することができる。

しかし、液晶パネルを用いて立体映像を鑑賞するとクロストークの問題が生じる。クロストークとは片目用の映像が他方の目用の映像に漏れこむ現象である。クロストークが起きると視聴者は立体映像を正しく知覚することができない。具体的には、映像のぼやけなどを知覚することになる。

クロストークが起きる要因の一つに、液晶パネルが走査によって映像を表示していることが挙げられる。通常、液晶パネルは上方から下方に向かって走査が行われる。つまり、画面の上側は下側より先に他方の目用の映像に書き換えられ、画面の下側は画面の上側より長く他方の目用の映像を保持している。よって、画面には左目用画像と右目用画像が混在する期間が存在する。このように左目用画像と右目用画像が混在する期間でメガネのシャッターが開くと、鑑賞者は左目用画像と右目用画像が混在した画像を鑑賞することになる。結果としてクロストークの問題が生じ、視聴者はぼやけた映像を知覚してしまう。

この点、走査の方式を制御することによってクロストーク発生の抑制を試る技術が存在する。一例として、特許文献１では画面の中央から上下に向かって走査を行う技術を提示している。このようにすれば、クロストークの発生しやすい領域を上下の隅に限定することができる。

特開２００１−４５５２４号公報

ところが、上記のような技術を用いても、画面の上下領域にはクロストークが発生する。映像のシーンによっては視聴者が画面の上部または下部に着目することもあり得る。そのような状況では、視聴者はクロストークによって映像がぼやけているように感じる。つまり、クロストークの問題は未だ根本的には解消されていない。

本発明は上記課題を解決し、クロストークの発生がより抑制された映像表示装置を提供することを目的とする。また、合せてクロストーク以外にも視聴者が感じる違和感を低減する映像表示装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決する為に、本発明の映像表示装置は映像データが入力される入力部と、複数の画素を備え、前記画素に前記映像データに基づく映像を表示する表示部と、フレーム期間内において前記複数の画素に所定の順序で前記映像データを書き込む走査部と、第一のフレーム期間において表示される映像の信号レベルと前記第一のフレーム期間に引き続く第二のフレーム期間において表示される映像の信号レベルとの値の差が大きい画素に対して、前記第二のフレーム期間内に優先的に前記映像データを書き込むように前記走査部を制御する走査制御部とを備えるものとした。

本発明の映像表示装置及び映像信号書き込み方法によれば、クロストークの発生が多い領域について優先的に走査を行うので、より確実にクロストークの発生が抑制できる。

実施の形態１にかかる映像表示装置の構成の一例を示すブロック図 実施の形態１におけるタイミングチャート図 実施の形態２にかかる映像表示装置の構成の一例を示すブロック図 実施の形態２にかかる映像表示装置の動作を示すタイミング図 実施の形態１、２にかかる効果を表す概念図 変形例にかかる効果を表す概念図

以下本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
以下図面を参照しながら、実施の形態１について説明する。

（機器の構成）
図１を参照しながら実施の形態１にかかる映像表示装置の構成を説明する。図１は実施の形態１にかかる映像表示装置の構成の一例を示すブロック図である。

映像表示装置１００は入力部１１０と、表示部１２０と、走査部１３０と、走査制御部１４０を備える。

以下各構成要素について説明する。

映像表示装置１００は入力部１１０に入力された映像信号に基づいて、映像を表示部１２０に表示する。

入力部１１０は映像信号を受け付ける。入力部１１０が受け付ける映像信号は様々な信号源から生成される。信号源から映像信号が生成される一例を述べると、デコードされた放送信号又は通信データ、外部接続端子（図示しない）から入力された信号、内部記憶装置（図示しない）から生成された信号などが含まれる。映像信号は映像データと同期信号を有する。映像データとは静止画である画像に対応するデータである。同期信号とは水平同期信号と垂直同期信号が含まれる。同期信号とは映像データ内の区切りを表す。例えば映像信号が水平解像度１９２０ピクセル、垂直解像度１０８０ラインのプログレッシブ映像を表すものであれば、一フレーム期間内に１０８０回の水平同期信号が入力される。ここで、フレーム期間とは１枚の映像を表示する為に確保される期間とする。例えば６０ｆｐｓ（ｆｒａｍｅｓ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）で入力される映像信号であればフレーム期間は６０分の１秒である。入力部で受け付けられた映像信号は走査制御部１４０に伝達される。

なお、近年液晶パネルは１フレームの映像を複数のフレームに分けて表示することがある。これは一般的には倍速駆動と呼ばれる技術である。ここで、本発明に関する用語においては、フレームという言葉を信号源が想定したフレームレートにおけるフレームを意味するものと定義する。また、画像処理の際に、当該フレームを複数に分割して扱う場合、分割されたフレームをサブフレームとして定義する。つまり、２倍速駆動によって、映像が１２０分の１秒に１回表示された場合であれば、１フレーム期間にサブフレームが２つ存在するという呼び方をする。

表示部１２０は、映像を表示する。ここでは一例として表示部１２０に液晶パネルを用いた場合について説明する。表示部１２０は表面に複数の画素を備える。各画素は赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）のサブピクセルを有する。複数の画素は表示部１２０の表面にマトリクス状に配置される。表示部１２０の左側の端部には複数の画素に映像データを受け付ける制御を行わせる為のゲート電極が配置されている。表示部１２０の上側の端部には複数の画素に映像データを書き込む為のデータ電極が配置されている。これらの電極は走査部１３０によって逐次制御される。走査部１３０の制御によって各サブピクセル内の液晶の様相が変化する。液晶の様相を適宜変化させることによって、ＲＧＢの階調が表現される。表示部１２０の近辺にはライト（図示しない）が配置される。このライトによって各サブピクセルが照射される。このようにして、表示部１２０に映像が表示される。

走査部１３０は、表示部１２０の走査を行う。走査部１３０はゲートドライバ１３１と、ソースドライバ１３２とを有する。ゲートドライバ１３１は表示部１２０のゲート電極を制御する。具体的にはマトリクス状に配置された複数の画素のうち、どのラインに属する画素に映像データを書き込むのかが、ゲートドライバ１３１からのアドレス信号によって特定される。アドレス信号が特定するラインの位置は、後述するゲートドライバ制御部によって制御される。ソースドライバ１３２は表示部１２０の各画素に映像データを伝達する。映像データはＲＧＢの各サブピクセルをどの程度駆動させるかという内容を含む。以上、ゲートドライバ１３１とソースドライバ１３２との関係をまとめると、ゲートドライバ１３１で特定されたラインの画素にソースドライバ１３２で指定される映像データが書き込まれるということになる。

走査制御部１４０は走査部１３０の制御を行う。走査制御部１４０は算出部１４１と、算出部１４１に含まれるクロストーク検出部１４２と加算部１４３と、書き込み順序決定部１４４と、表示データ制御部１４５と、ゲートドライバ制御部１４６と、を有する。算出部１４１は、映像信号から映像ライン毎のクロストーク量の総和であるラインクロストーク量を算出するものである。算出部１４１は、クロストーク検出部１４２と加算部１４３を有する。

クロストーク検出部１４２は第一のフレーム期間において表示される各画素の映像信号レベルと前記第一のフレーム期間に引き続く第二のフレーム期間において表示される各画素の映像信号レベルからクロストーク量を画素単位で検出する。このような検出を行う一例としては、第一のフレームにおける各画素の映像信号レベルと第二のフレームにおける各画素の映像信号レベルとの差分値を求めることが挙げられる。この処理では映像信号レベルの差分をクロストーク量とみなす。同様の検出を行う他の例としては、前記第一のフレームにおける各画素の映像信号レベルと前記第二のフレームにおける各画素の映像信号レベルを検出した後に、さらにクロストーク量を決定するＬＵＴ（ルックアップテーブル）を使用することが挙げられる。ＬＵＴとは特定の値に対応付けられた値を持つデータ構造である。ここでは左用映像信号レベルと右目映像用信号レベルに対応してクロストーク量を定義するＬＵＴが用いられる。ＬＵＴを用いる方式の方が差分値を求める方式よりも、より正確にクロストーク量を求めることができる。ＬＵＴの値は表示部の特性によって異なるが、前記第一のフレームにおける各画素の映像信号レベルと前記第二のフレームにおける各画素の映像信号レベルとの差分が大きいほどクロストーク量は大きくなる傾向は変わらない。

加算部１４３は１ライン単位で前記クロストーク量の総和をラインクロストーク量として書き込み順序決定部１４４へ出力する。具体的には水平同期信号毎にクロストーク量を加算してラインクロストーク量を計算する処理が行われる。また、そのラインクロストーク量が何ライン目であるかを示すライン番号を逐次算出し、書き込み順序決定部１４４へ併せて出力する。ライン番号とは画面上部１ライン目では０、２ライン目では１、・・・となる値である。

書き込み順序決定部１４４は前記ラインクロストーク量の大きいラインのライン番号を優先的に出力する。具体的には前記ラインクロストーク量と前記ライン番号を１フレーム分保持し、ラインクロストーク量の大きい順にソートを行い、ラインクロストーク量の大きい順にライン番号を書き込みライン信号として出力する。

表示データ制御部１４５は、書き込み順序決定部１４４から受け取った書き込みライン信号に応じた順序で映像信号をライン毎に逐次読み出す。具体的な処理として一例を挙げると、まず表示データ制御部１４５は入力された映像信号を順番にメモリに格納する。ここではアドレス０順に映像信号を格納するものとする。次に、水平同期信号に同期して０から水平ピクセル数−１までカウントアップするカウンタを用いて、前記書き込みライン信号の値に水平ピクセル数を乗じた値を読み出し開始アドレスとして、１ライン分の映像信号をメモリから読み出す。このようにすると、ライン単位で並べ替えられた映像信号が書き込み映像信号としてソースドライバ１３２に出力される。

ゲートドライバ制御部１４６は前記書き込みライン信号に該当するアドレス信号を出力するように前記ゲートドライバ１３１に制御信号を出力する。このようにして、所定のラインに対応した映像信号が書き込まれる。

（機器の動作）
図２を参照しながら実施の形態１にかかる映像表示装置の動作を説明する。図２は実施の形態１におけるタイミングチャート図である。

入力部１１０に同期信号である垂直同期信号、水平同期信号、イネーブル信号と映像信号が入力される。

算出部１４１は前述の垂直同期信号、水平同期信号、イネーブル信号と映像信号を入力し、各ラインのライン番号とラインクロストーク量を算出する。

書き込み順序決定部１４４はラインクロストーク量の大きい順にライン番号を並び替えて書き込みライン信号として出力する。

表示データ制御部１４５は、１フレーム分のメモリを備え、まずアドレス０から順に映像信号をメモリに格納する。次に、水平同期信号に同期して０から水平ピクセル数−１までカウントアップするカウンタを用いて、前記書き込みライン信号の値に水平ピクセル数を乗じた値を読み出し開始アドレスとして、１ライン分の映像信号をメモリから読み出す。このようにすると、ライン単位で並べ替えられた映像信号が書き込み映像信号としてソースドライバ１３２に出力される。

ゲートドライバ制御部１４６は前記書き込みライン信号に該当するアドレス信号を出力するように前記ゲートドライバ１３１に制御信号を出力する。

上述の動作により、クロストークの大きな領域から順番に表示部１２０に映像信号が表示される。

（実施の形態２）
以下図面を参照しながら、実施の形態２について説明する。

（機器の構成）
図３を参照しながら実施の形態２にかかる映像表示装置の構成を説明する。図３は実施の形態２にかかる映像表示装置の構成の一例を示すブロック図である。図３に記す番号と図１に記す番号が同一のものは図３と図１で共通の要素である。

映像表示装置１０１は入力部１１０と、表示部１２０と、走査部１６０と、走査制御部１５０を備える。

以下各構成要素について説明する。

走査部２３０は、表示部１２０の走査を行う。走査部２３０はゲートドライバ２３１と、ソースドライバ１３２とを有する。

ゲートドライバ２３１は表示部１２０のゲート電極を制御する。一例として表示部の上部、中部、下部の３領域を３つのゲートドライバでゲート電極を制御する。それぞれのゲートドライバは画面上方もしくは下方から順番にゲート電極を制御する。

走査制御部２４０は走査部２３０の制御を行う。走査制御部２４０は算出部２４１と、算出部２４１に含まれるクロストーク検出部１４２と加算部２４３と、書き込み順序決定部２４４と、表示データ制御部２４５と、ゲートドライバ制御部２４６とを有する。

算出部２４１は、映像信号から複数の映像ラインを有する領域毎のクロストーク量の総和である領域クロストーク量を算出するものである。算出部２４１は、クロストーク検出部１４２と加算部２４３を有する。

加算部２４３は複数ラインを有する領域単位で前記クロストーク量の総和を領域クロストーク量として書き込み順序決定部２４４へ出力する。具体的には水平同期信号毎にクロストーク量を加算して、それを領域に含まれるライン数の分だけ繰り返し、領域クロストーク量を計算する処理が行われる。また、その領域クロストーク量が何領域目であるかを示す領域番号を逐次算出し、書き込み順序決定部２４４へ併せて出力する。領域番号とは画面上部１領域目では０、２領域目では１、・・・となる値である。

書き込み順序決定部２４４は前記領域クロストーク量の大きい領域の領域番号を優先的に出力する。具体的には前記領域クロストーク量と前記領域番号を１フレーム分保持し、領域クロストーク量の大きい順にソートを行い、領域クロストーク量の大きい順に領域番号を書き込み領域信号として出力する。

表示データ制御部２４５は、書き込み順序決定部２４４から受け取った書き込み領域信号に応じた順序で映像信号を領域毎に逐次読み出す。具体的な処理として一例を挙げると、まず表示データ制御部２４５は入力された映像信号を順番にメモリに格納する。ここではアドレス０順に映像信号を格納するものとする。次に、垂直同期信号に同期して、イネーブル期間がＨｉの間だけカウントアップし、垂直同期信号の立ち上がりと、書き込み領域信号の変化でカウント値をリセットし、領域に含まれるピクセル数―１までカウントアップするカウンタを用いて、前記書き込み領域信号の値に領域に含まれるピクセル数を乗じた値を読み出し開始アドレスとして、１ライン分の映像信号をメモリから読み出す。このようにすると、領域単位で並べ替えられた映像信号が書き込み映像信号としてソースドライバ１３２に出力される。

ゲートドライバ制御部２４６は前記書き込み領域信号に該当するゲートドライバに対してアドレス信号を画面上方もしくは下方から順番に出力するように制御する。このようにして、所定の領域に対応した映像信号が書き込まれる。

（機器の動作）
図４を参照しながら機器の動作を説明する。図４は実施の形態２におけるタイミングチャート図である。

入力部１１０に同期信号である垂直同期信号、水平同期信号、イネーブル信号と映像信号が入力される。

算出部２４１は前述の垂直同期信号、水平同期信号、イネーブル信号と映像信号を入力し、各領域の領域番号と領域クロストーク量を算出する。

書き込み順序決定部２４４は領域クロストーク量の大きい順に領域番号を並び替えて書き込み領域信号として出力する。

表示データ制御部２４５は、入力された映像信号をアドレス０から順番にメモリに格納する。次に、垂直同期信号に同期して、垂直同期信号の立ち上がりと、書き込み領域信号の変化でカウント値をリセットし、イネーブル期間がＨｉの間だけカウントアップし、領域に含まれるピクセル数―１までカウントアップするカウンタを用いて、前記書き込み領域信号の値に領域に含まれるピクセル数を乗じた値を読み出し開始アドレスとして、１領域分の映像信号をメモリから読み出す。このようにすると、領域単位で並べ替えられた映像信号が書き込み映像信号としてソースドライバ１３２に出力される。

ゲートドライバ制御部１４６は前記書き込み領域信号に該当するアドレス信号を出力するように前記ゲートドライバ１３１に制御信号を出力する。

上述の動作により、クロストークの大きな領域から順番に表示部１２０に映像信号が表示される。

（実施の形態１、実施の形態２のまとめ）
上述した実施の形態によれば、ディスプレイ上においてクロストークの大きい領域を優先的に書き換えることができる。

このようにすると、仮に映像の書き換えが間に合わなかったときに悪影響の起きやすい領域について、優先的に正確な映像を書き込むことができる。

図５は実施の形態１、２にかかる効果を表す概念図である。

図５においては、ディスプレイに対して１つのフレームにつき２度にわけて書き込みが行われるものとする。ディスプレイの領域を上からＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄと定義する。まず最初の右目用映像が書き込まれる際にはＢ＞Ａ＞Ｃ＞Ｄの順でクロストークが大きいとする。すると、従来技術ではクロストークの大きいＢの領域が右眼シャッタの開口タイミングとほぼ同時に書き換えられる。よって、従来技術では当該Ｂの領域にクロストークの影響が出る可能性が高い。一方で、本実施の形態においては、Ｂの領域は右眼シャッタが開く前に余裕を持って書き換えられる。よってクロストークの影響は右眼シャッタが開く頃には低減されている。よって、視聴者はクロストークの影響を受けずに立体映像を視聴することができる。

なお、本実施の形態では立体映像を例に効果を説明したが、本発明はこれに限定されない。平面映像に対しても本発明は適用可能である。

（変形例）
ある領域を優先的に書き込むことによって、良質な映像を得られる場合は、クロストークの多い領域を優先的に書き込む場合に限らない。

例えば、動き量の多い領域を優先的に書き込むことによっても、良質な映像を得ることができる。

動き量とは、前フレームと現フレームとの間で映像中の物体が動いた量である。例えばボールが横方向に動いた映像では、当該ボールの領域の動き量が大きくなる。同じくカメラがパンした映像では全体の動き量が大きくなる。対照的に、静止画では全体的に動き量は少ないかゼロである。

動き量の多い領域は、液晶の応答時間が不足すると動きぼやけが発生するおそれがある。動きぼやけが生じると視聴者には像が二重に見えるなどの悪影響が生じる。

そこで、上記実施の形態においてクロストークを算出する代わりに動き量を検出することで、当該動きぼやけを抑制することができる。

また、本変形例は、バックライトがフレーム表示タイミングに合せて点滅する制御を行う場合に特に有効である。

図６は変形例にかかる効果を表す概念図である。

図６においては、ディスプレイに対して１つのフレームにつき１度の書き込みが行われるものとする。ディスプレイの領域を上からＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄと定義する。まず最初の映像（Ｆ１）が書き込まれる際にはＢ＞Ａ＞Ｃ＞Ｄの順で動き量が大きいとする。すると、従来技術では動き量の大きいＢの領域がバックライトの点灯タイミングの直前に書き換えられる。よって、従来技術では当該Ｂの領域に動きぼやけの影響が出る可能性が高い。一方で、本変形例においては、Ｂの領域はバックライトの点灯タイミングの前に余裕を持って書き換えられる。よって動きぼやけの影響は低減されている。よって、視聴者は動きぼやけの影響を受けずに二重像を気にすること無く映像を視聴することができる。

本発明は、一例として、家庭用テレビまたは業務用ディスプレイに適用可能である。

１００ 映像表示装置
１０１ 映像表示装置
１１０ 入力部
１２０ 表示部
１３０ 走査部
１３１ ゲートドライバ
１３２ ソースドライバ
１４０ 走査制御部
１４１ 算出部
１４２ クロストーク検出部
１４３ 加算部
１４４ 書き込み順序決定部
１４５ 表示データ制御部
１４６ ゲートドライバ制御部
１５０ 走査制御部
１６０ 走査部
２３０ 走査部
２３１ ゲートドライバ
２４０ 走査制御部
２４１ 算出部
２４３ 加算部
２４４ 書き込み順序決定部
２４５ 表示データ制御部
２４６ ゲートドライバ制御部

Claims (5)

1. 映像データが入力される入力部と、
   複数の画素を備え、前記画素に前記映像データに基づく映像を表示する表示部と、
   フレーム期間内において前記複数の画素に所定の順序で前記映像データを書き込む走査部と、
   第一のフレーム期間において表示される映像の信号レベルと前記第一のフレーム期間に引き続く第二のフレーム期間において表示される映像の信号レベルとの値の差が大きい画素に対して、前記第二のフレーム期間内に優先的に前記映像データを書き込むように前記走査部を制御する走査制御部と、
   を備える映像表示装置。
2. 前記走査部は、前記フレーム期間内において水平ライン単位で所定の順序に従って前記映像データを書き込み、
   前記走査制御部は、第一のフレーム期間において表示される映像の信号レベルと前記第一のフレーム期間に引き続く第二のフレーム期間において表示される映像の信号レベルとの値の差が大きい前記水平ラインに対して、前記第二のフレーム期間内に優先的に前記映像データを書き込むように前記走査部を制御する、
   請求項１に記載の映像表示装置。
3. 前記走査部は、前記フレーム期間内において複数の水平ラインで区画化された領域単位で所定の順序に従って前記映像データを書き込み、
   前記走査制御部は、第一のフレーム期間において表示される映像の信号レベルと前記第一のフレーム期間に引き続く第二のフレーム期間において表示される映像の信号レベルとの値の差が大きい前記領域に対して、前記第二のフレーム期間内に優先的に前記映像データを書き込むように前記走査部を制御する、
   請求項１に記載の映像表示装置。
4. 前記走査部は、
   前記表示部に映像データを伝達するソースドライバと、
   前記表示部において映像データが書き込まれるラインにアドレス信号を印加するゲートドライバと、
   を備え、
   前記走査制御部は、
   前記第一のフレーム期間において特定の前記領域に表示される映像の信号レベルと、前期第二のフレーム期間において前記特定の領域に表示される映像の信号レベルとの値の総和の差を計算する算出部と、
   前記算出された映像レベルの差が大きい画素に対して、前記第二のフレーム期間内に優先的に前記映像データを書き込むように前記映像データの順序を変えてソースドライバに出力する表示データ制御部と、
   前記算出された映像レベルの差が大きい画素に対して、前記第二のフレーム期間内に優先的に前記映像データを書き込むように前記領域単位で前記ゲートドライバの動作タイミングを制御するゲートドライバ制御部と、
   を備える、
   請求項３に記載の映像表示装置。
5. 映像データを画素に書き込む映像データ書き込み方法において、
   第一のフレーム期間において表示される映像の信号レベルと前記第一のフレーム期間に引き続く第二のフレーム期間において表示される映像の信号レベルとの値の差が大きい画素を特定するステップと、
   前記信号レベルの値の差が大きい画素に対して、前記第二のフレーム期間内に優先的に映像データを書き込むステップと、
   を有する映像データ書き込み方法。

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