JP2014032338A - 画像表示装置及び画像表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クロストークの影響を視認しづらくすることができる画像表示装置及び画像表示方法を提供すること。
【解決手段】第１画像及び第２画像を表示する画像表示装置であって、第１画像及び第２画像の少なくとも一方の画像において、第１画像及び第２画像の表示時にクロストークの発生により表示が乱れる領域を対象領域として検出する対象領域検出部５１４と、当該少なくとも一方の画像において、対象領域の境界に隣接する部分にグラデーション領域を設定する領域設定部５１６と、設定されたグラデーション領域に対して、対象領域側から離れるに従って、当該対象領域の階調から、当該対象領域とは反対側で当該グラデーション領域の外側の領域の階調に変化するように、グラデーション処理を実行するグラデーション処理部５１７とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像表示装置及び画像表示方法に関し、特に、第１画像と第２画像とを表示する画像表示装置及び画像表示方法に関する。

従来、第１画像及び第２画像をそれぞれ表示する表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載の表示装置は、例えば自動車に搭載されるナビゲーション装置等に用いられるものである。この表示装置では、第１画像を形成するサブ画素と第２画像を形成するサブ画素とが交互に配置され、液晶シャッターにより、第１画像としてのナビゲーション画像を表示装置に正対した場合の左右の一方の視方向から観察可能とし、第２画像としてのＤＶＤ（Digital Versatile Disk）画像を表示装置に正対した場合の他方の視方向から観察可能としている。

ところで、このような表示装置では、第１画像及び第２画像の一方に対して他方が混ざって観察されるクロストークという現象が生じる場合があり、このような場合には、画像の視認性が低下する。
例えば、全面グレーの第１画像と、中央の領域が黒で周囲の領域が白である第２画像とを表示する場合に、第２画像が第１画像に混ざり込むクロストークが生じると、第１画像において当該周囲の領域に対応する領域が、クロストーク量（クロストークの発生により、一方の画像に混ざり込む他方の画像の割合）に応じて明るく観察され、第１画像において当該中央の領域に対応する領域が、同様に暗く観察されてしまう。

これに対し、他方の画像が混ざり込んで観察される一方の画像をクロストーク量に基づいて補正して、クロストークの影響を視認しづらくする手法が提案されている。
例えば、上記第１画像及び第２画像を表示する場合には、クロストーク量に基づいて、第１画像における上記中央の領域に対応する領域の階調を下げ（輝度を高くし）、上記周囲の領域に対応する領域の階調を下げる（輝度を低くする）。これにより、第１画像における上記中央の領域に対応する領域と、上記周囲の領域に対応する領域との階調（輝度）が均一化され、クロストークの影響が視認されにくくなる。

特開２００９−１４５６４０号公報

しかしながら、上記手法を用いた場合でも、第１画像と第２画像との間で階調差がある領域の境界が目立ち易いという問題がある。例えば、上記の例では、第１画像における上記周囲の領域に対応する領域と、上記中央の領域に対応する領域との境界部分が目立ち易い。このため、クロストークの影響をより視認しづらくする構成が要望されてきた。

本発明の目的は、クロストークの影響を視認しづらくすることができる画像表示装置及び画像表示方法を提供することである。

本発明の第１態様に係る画像表示装置は、第１画像及び第２画像を表示する画像表示装置であって、前記第１画像及び前記第２画像の少なくとも一方の画像において、前記第１画像及び前記第２画像の表示時にクロストークの発生により表示が乱れる領域を対象領域として検出する対象領域検出部と、前記少なくとも一方の画像において、前記対象領域の境界に隣接する部分にグラデーション領域を設定する領域設定部と、前記グラデーション領域に対して、前記対象領域側から離れるに従って、当該対象領域の階調から、当該対象領域とは反対側で当該グラデーション領域の外側の領域の階調に変化するように、グラデーション処理を実行するグラデーション処理部とを備えることを特徴とする。

なお、第１画像及び第２画像は、それぞれ関連性のない画像であってもよく、また、視差画像である右目用画像及び左目用画像であってもよい。
上記第１態様では、対象領域検出部が、第１画像及び第２画像の少なくとも一方の画像において、当該第１画像及び第２画像の表示時にクロストークの発生により表示が乱れる領域を対象領域として検出する。そして、領域設定部が、当該対象領域の境界に隣接する部分にグラデーション領域を設定し、グラデーション処理部が、当該グラデーション領域に上記グラデーション処理を実行する。これによれば、クロストークの影響を受けて表示が乱れる対象領域の境界を不明確にすることができる。従って、クロストークの発生領域を認識しづらくすることができ、クロストークの影響を視認しづらくすることができる。

また、対象領域の境界が目立たなくなるので、対象領域を目立たなくするための処理として、上記少なくとも一方の画像における対象領域及びグラデーション領域以外の他の領域の階調を変更する処理を実施する必要がなくなる。これによれば、当該他の領域においては、元の画像に基づく階調が維持されることとなるので、画質（特にコントラスト）の低下を抑制できる。

上記第１態様では、前記第１画像及び前記第２画像を複数の分割領域に分割する領域分割部を備え、前記対象領域検出部は、前記複数の分割領域から前記対象領域を検出することが好ましい。
なお、分割領域の形状は、正方形状に限らず長方形状であってもよい。
上記第１態様によれば、対象領域検出部は、第１画像の各分割領域及び第２画像の各分割領域から対象領域を検出するので、全ての画素から対象領域を検出する処理を実行する場合に比べて、対象領域の検出処理を高速に実行できる。また、画素単位で対象領域を検出し、当該対象領域の境界に応じてグラデーション領域を設定すると、逆に画像が乱れてしまう。これに対し、比較的大きな分割領域の単位で対象領域を検出することにより、画像の乱れを抑制した上で、クロストークの影響を視認しづらくすることができる。

上記第１態様では、前記複数の分割領域のそれぞれの平均輝度レベルを算出する平均輝度レベル算出部を備え、前記対象領域検出部は、前記第１画像と前記第２画像とで前記平均輝度レベルの差が所定値である第１値以上である領域を、前記対象領域として検出することが好ましい。
なお、クロストークの影響が視認されやすい領域は、前述のように、第１画像と第２画像とで階調（輝度）の差が比較的大きい領域である。
上記第１態様によれば、対象領域検出部が、第１画像及び第２画像において互いに対応する分割領域の平均輝度レベルの差が第１値以上である領域を対象領域として検出する。これによれば、クロストークの発生により画像が乱れる領域、すなわち、クロストークの影響を視認しやすい領域を、対象領域として確実に検出でき、上記グラデーション領域を適切な位置に設定できる。従って、クロストークの影響を確実に視認しづらくすることができる。

上記第１態様では、前記領域設定部は、前記複数の分割領域のうち、前記対象領域に隣接し、かつ、前記第１画像と前記第２画像とで前記平均輝度レベルの差が所定値である第２値未満である分割領域に前記グラデーション領域を設定することが好ましい。
ここで、検出された対象領域に隣接する全ての分割領域にグラデーション領域を設定すると、当該グラデーション領域を設けなくても対象領域が目立たない画像であるにも関らず、グラデーション領域が設けられ、逆に境界が目立つ可能性がある。
これに対し、上記第１態様によれば、対象領域に隣接する複数の分割領域のうち、第１画像と第２画像とで平均輝度レベルの差が第２値未満である分割領域に、グラデーション領域を設定する。これによれば、対象領域の境界が目立つ部位にグラデーション領域を確実に設定できる。従って、クロストークの影響を確実に視認しづらくすることができる。

上記第１態様では、前記少なくとも一方の画像における前記対象領域の階調を、クロストーク量に基づいて、他方の画像における前記対象領域の階調に応じて増減させる階調補正部を備えることが好ましい。
上記第１態様によれば、クロストークの発生により上記少なくとも一方の画像が混ざり込んで他方の画像が観察される場合でも、当該他方の画像における対象領域の輝度変化を小さくすることができる。従って、クロストークの影響をより一層視認しづらくすることができる。

本発明の第２態様に係る画像表示方法は、第１画像及び第２画像を表示する画像表示装置を用いて行われ、前記第１画像及び前記第２画像を表示する画像表示方法であって、前記第１画像及び前記第２画像の少なくとも一方の画像において、前記第１画像及び前記第２画像の表示時にクロストークの発生により表示が乱れる領域を対象領域として検出する対象領域検出手順と、前記少なくとも一方の画像において、前記対象領域の境界に隣接する部分にグラデーション領域を設定する領域設定手順と、前記グラデーション領域に対して、前記対象領域側から離れるに従って、当該対象領域の階調から、当該対象領域とは反対側で当該グラデーション領域の外側の領域の階調に変化するように、グラデーション処理を実行するグラデーション処理手順とを含むことを特徴とする。
上記第２態様によれば、上記第１態様に係る画像表示装置と同様の効果を奏することができる。

本発明の一実施形態に係る画像表示システムの構成を示す模式図。 前記実施形態におけるプロジェクター及び眼鏡の構成を示すブロック図。 前記実施形態における画像処理部の機能部を示すブロック図。 前記実施形態におけるクロストーク抑制処理を示すフローチャート。 前記実施形態における左目用画像及び右目用画像を領域分割した状態を説明する図。 前記実施形態における対象領域が検出された左目用画像及び右目用画像の一例を示す図。 前記実施形態における対象領域の階調が補正された左目用画像及び右目用画像の一例を示す図。 前記実施形態におけるグラデーション領域が設定された左目用画像及び右目用画像の一例。 前記実施形態におけるグラデーション処理が施された右目用画像の一例を示す図。

［画像表示システムの構成］
以下、本発明の一実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係る画像表示システム１の構成を示す模式図である。
本実施形態に係る画像表示システム１は、スクリーンＳｃの被投射面に画像を投射して当該画像を表示する画像表示装置としてのプロジェクター２と、観察者に装着される眼鏡９とを備える。
これらのうち、プロジェクター２は、２次元画像を表示する場合と、第１画像及び第２画像を交互に表示する場合とを切替可能に構成されている。このような第１画像及び第２画像としては、それぞれ視差画像である右目用画像及び左目用画像を例示できる。そして、右目用画像及び左目用画像が交互に表示される場合には、眼鏡９を介して各画像を観察することで、視差により立体視可能な画像（以下「３次元画像」という）を観察できる。

［眼鏡の構成］
図２は、プロジェクター２及び眼鏡９の構成を示すブロック図である。
眼鏡９は、上記３次元画像表示時に観察者に装着され、右目用画像を観察者の右目に、左目用画像を観察者の左目に入射させる機能を有する。
このような眼鏡９は、図２に示すように、左目用選択部９１Ｌ及び右目用選択部９１Ｒと、受信部９２と、駆動制御部９３とを備える。

左目用選択部９１Ｌ及び右目用選択部９１Ｒのうち、左目用選択部９１Ｌは、観察者の左目に応じて設けられ、右目用選択部９１Ｒは、眼鏡９を装着した観察者の右目に応じて設けられる。これら各選択部９１Ｌ，９１Ｒは、本実施形態では、駆動制御部９３により駆動される液晶シャッターにより構成され、光を透過させる状態（透過状態）と、光をほぼ透過させない状態（遮蔽状態）とを速やかに切替可能な構成とされている。

そして、３次元画像表示時における左目用画像の表示期間に、左目用選択部９１Ｌが透過状態となり、右目用選択部９１Ｒが遮蔽状態となることで、当該左目用画像を左目のみに入射させる。また、右目用画像の表示期間に、右目用選択部９１Ｒが透過状態となり、左目用選択部９１Ｌが遮蔽状態となることで、当該右目用画像を右目のみに入射させる。これにより、左目用画像を左目にて、右目用画像を右目にて観察できる。

受信部９２は、プロジェクター２から送信される切替信号を受信する。この切替信号は、左目用選択部９１Ｌ及び右目用選択部９１Ｒの状態（透過状態及び遮蔽状態）を切り替えるタイミングを示す信号である。詳述すると、当該切替信号は、各選択部９１Ｌ，９１Ｒを透過状態に切り替えるタイミング及び遮蔽状態に切り替えるタイミングを通知する。このような受信部９２は、本実施形態では、赤外受光素子等を備え、プロジェクター２から出力されて受光された切替信号を電気信号に変換して駆動制御部９３に出力する。
なお、切替信号としては、透過状態及び遮蔽状態の一方から他方に切り替えるタイミングと、切り替えられた状態を維持する期間を示す情報とを含む信号としてもよい。

駆動制御部９３は、受信部９２から入力される信号に基づいて、左目用選択部９１Ｌ及び右目用選択部９１Ｒにオン電圧又はオフ電圧を印加して、当該各選択部９１Ｌ，９１Ｒの状態を切り替える。なお、駆動制御部９３による左目用選択部９１Ｌの駆動制御と、右目用選択部９１Ｒの駆動制御とは、それぞれ個別に実施可能である。

［プロジェクターの構成］
プロジェクター２は、前述のように、２次元画像を表示する場合と、３次元画像を表示する場合とを切替可能に構成されている。このプロジェクター２は、図２に示すように、表示手段３、送信手段４及び制御手段５を備える。また、図示を省略するが、プロジェクター２は、これらの他に、当該プロジェクター２を構成する電子部品に電力を供給する電源手段や、冷却対象を冷却する冷却手段を備える。

表示手段３は、制御手段５から入力される駆動信号に応じた画像を形成及び投射する。この表示手段３は、光源部３１、光変調部３２及び投射部３３を備える。
光源部３１は、光変調部３２の画像形成領域を照明する。このような光源部３１としては、超高圧水銀ランプ等の光源ランプと、当該光源ランプから出射された光を一方向に揃えて反射させる反射鏡とを有する構成を採用できる他、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）及びＬＤ（Laser Diode）等の固体光源を有する構成を例示できる。

光変調部３２は、光源部３１から入射される光を変調する。このような光変調部３２は、本実施形態では、光変調装置である液晶パネルと、当該液晶パネルに対する光の入射側及び出射側に配置された偏光板を有する。液晶パネルは、一対の基板と、基板間に封入された液晶とを備える。液晶は、印加された電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、そこを透過する偏光を変調し、階調表示を可能にする。このような光変調部３２では、上記駆動信号に応じて液晶パネルを透過する光は変調され、出射側偏光板を透過する光量が制御されることにより、画像が形成される。光変調部３２は、液晶への電圧非印加状態で白／明（光透過）状態となり、電圧印加状態で黒／暗（光遮断）状態となるノーマリーホワイトモード、又はその逆のノーマリーブラックモードのいずれも採用可能である。ノーマリーホワイトモードであれば、高い階調ほど液晶に印加される電圧が高くなり、印加された電圧が高いほど光変調部３２を透過する光量が減少する。ノーマリーブラックモードであれば、高い階調ほど液晶に印加される電圧が高くなり、印加された電圧が高いほど光変調部３２を透過する光量が増加する。なお、本実施形態では、光変調部３２にノーマリーホワイトモードが採用された場合を例示する。
投射部３３は、光変調部３２にて形成された画像を、スクリーンＳｃの被投射面上に拡大投射する投射レンズである。この投射部３３は、鏡筒と、当該鏡筒内に配置された複数のレンズとを有する組レンズとして構成されている。

送信手段４は、制御手段５の後述するタイミング制御部５２による制御の下、前述の切替信号を送信する。なお、本実施形態では、送信手段４は、赤外発光ＬＥＤ及び当該赤外発光ＬＥＤを発光させる駆動回路等を備え、当該ＬＥＤの発光時間及び発光パターンを変化させることで、切替信号を送信する。

制御手段５は、表示手段３を含むプロジェクター２全体の動作を制御する他、送信手段４に切替信号を送信させて眼鏡９の動作を制御する。この制御手段５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等が実装された回路基板として構成されている。そして、制御手段５は、当該ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することで、画像処理部５１、タイミング制御部５２及び表示制御部５３として機能する。

画像処理部５１は、外部から受信された画像データ（画像信号を含む）を処理する。このような画像データは、１フレーム毎のデータの集まりによってそれぞれ構成されており、当該画像データには、同期信号（垂直同期信号及び水平同期信号）が含まれている。これら画像データのうち３次元画像の画像データには、左目用画像のデータ及び右目用画像のデータが含まれている。なお、画像処理部５１の構成については、後に詳述する。

タイミング制御部５２は、画像処理部５１により処理された画像データに含まれる同期信号を読み取る。そして、タイミング制御部５２は、表示制御部５３及び送信手段４に制御信号をそれぞれ出力して、光変調部３２による画像形成タイミングと、送信手段４による切替信号の出力タイミングとを調整する。
表示制御部５３は、画像処理部５１により描画された画像を読み出して、当該画像に応じた駆動信号を光変調部３２に出力して、光変調部３２に当該画像を形成させる。

［画像処理部の詳細な構成及び処理］
図３は、画像処理部５１の機能部を示すブロック図である。
画像処理部５１は、前述のように、入力される画像データに基づいて、光変調部３２により形成される画像を描画する。この画像処理部５１は、図３に示すように、描画部５１１、領域分割部５１２、ＡＰＬ算出部５１３、対象領域検出部５１４、階調補正部５１５、領域設定部５１６及びグラデーション処理部５１７を機能部として備える。そして、画像処理部５１は、３次元画像の表示時に、当該各機能部５１２〜５１７により後述するクロストーク抑制処理を実行する。

描画部５１１は、前述の画像データを処理して、当該画像データに基づく１フレーム分の画像をフレームメモリー（図示省略）に描画する。この際、当該画像の解像度が光変調部３２の解像度と異なっている場合には、描画部５１１は、当該光変調部３２の解像度に合わせて、画像データに基づく画像を拡大又は縮小して、当該光変調部３２の解像度と描画される画像の解像度とを一致させる。なお、本実施形態では、光変調部３２が形成する画像の解像度は、横１０２４×縦７６８（ＸＧＡ）とされている。
更に、画像データが３次元画像の画像データである場合には、描画部５１１は、当該画像データから右目用画像のデータと左目用画像のデータとを抽出して、当該右目用画像及び左目用画像をそれぞれフレームメモリーに描画する。

図４は、クロストーク抑制処理を示すフローチャートである。
領域分割部５１２、ＡＰＬ算出部５１３、対象領域検出部５１４、階調補正部５１５、領域設定部５１６及びグラデーション処理部５１７は、３次元画像の表示時、すなわち、画像処理部５１が３次元画像の画像データを処理する際に機能し、これら機能部５１２〜５１７により、図４に示すクロストーク抑制処理を実行する。

図５は、当該クロストーク抑制処理中の左目用画像ＬＰ及び右目用画像ＲＰの一例を示す図であり、各画像ＬＰ，ＲＰを領域分割した状態を説明する図である。なお、図５以降に示す各画像ＬＰ，ＲＰのうち、左目用画像ＬＰは、全面黒の画像であり、右目用画像ＲＰは、中央部分が白で、他の部分が黒の画像である。また、各画像ＬＰ，ＲＰの分割数は１０８として簡略化して示す。
このクロストーク抑制処理では、まず、領域分割部５１２が、図５に示すように、描画部５１１により描画された左目用画像ＬＰ及び右目用画像ＲＰを複数の分割領域Ｒ１に分割する（図４に示すステップＳ１）。本実施形態では、領域分割部５１２は、縦横８画素を１つの単位とする複数の分割領域Ｒ１に分割する。

次に、ＡＰＬ算出部５１３が、領域分割部５１２により分割された各分割領域Ｒ１のＡＰＬ（Average Picture Level：平均輝度レベル）を算出する（図４に示すステップＳ２）。この際、ＡＰＬ算出部５１３は、左目用画像ＬＰにおける各分割領域Ｒ１のＡＰＬを算出するとともに、右目用画像ＲＰにおける各分割領域Ｒ１のＡＰＬを算出する。このようなＡＰＬ算出部５１３は、本発明の平均輝度レベル算出部である。

図６は、対象領域Ｒ２が検出された左目用画像ＬＰ及び右目用画像ＲＰの一例を示す図である。
そして、対象領域検出部５１４が、左目用画像ＬＰ及び右目用画像ＲＰにおいて互いに対応する分割領域Ｒ１のＡＰＬを比較して、それぞれの差が所定値（第１値）以上である分割領域Ｒ１を対象領域Ｒ２として検出する（図４に示すステップＳ３）。この対象領域Ｒ２は、３次元画像の表示時に、クロストークの発生により表示が乱れる領域である。

具体的に、対象領域検出部５１４は、左目用画像ＬＰにおける或る分割領域Ｒ１のＡＰＬと、右目用画像ＲＰにおいて当該分割領域Ｒ１に対応する分割領域Ｒ１のＡＰＬとを比較し、これらＡＰＬの差が第１値以上であれば、左目用画像ＬＰ及び右目用画像ＲＰの当該各分割領域Ｒ１を対象領域Ｒ２として検出する。一方、対象領域検出部５１４は、左目用画像ＬＰ及び右目用画像ＲＰにおいてそれぞれ対応する分割領域Ｒ１のＡＰＬの差が第１値未満であれば、当該各分割領域Ｒ１を非対象領域とする。
このような対象領域検出部５１４により、図６に示す左目用画像ＬＰ及び右目用画像ＲＰにおいて、点線で示された領域が対象領域Ｒ２（Ｒ２Ｌ，Ｒ２Ｒ）として検出される。

この後、階調補正部５１５が、検出された対象領域Ｒ２の階調を補正する（図４に示すステップＳ４）。これは、３次元画像表示時にクロストークが生じた場合に、左目用画像ＬＰ及び右目用画像ＲＰのうち、階調が低い（輝度が高い）対象領域Ｒ２が設定された一方の画像に、他方の画像における階調が高い（輝度が低い）対象領域Ｒ２が混ざり込むことで、当該一方の画像における対象領域Ｒ２の階調が高くなることを抑制するための補正である。

前述のように、クロストークが生じると、左目用画像ＬＰ及び右目用画像ＲＰの一方に対して他方が重なったように観察される。ここで、左目用画像ＬＰと右目用画像ＲＰとで階調の差（輝度の差）が比較的小さい領域では、クロストークが生じても輝度変化が小さいので、画質の劣化は目立たない。これに対し、左目用画像ＬＰと右目用画像ＲＰとで階調の差が比較的大きい領域（上記対象領域Ｒ２）では、階調が高い側の領域の階調が低くなり、階調が低い側の領域の階調が高くなるので、画質の劣化が目立つ。
このため、階調補正部５１５は、左目用画像ＬＰの対象領域Ｒ２と、右目用画像ＲＰの対象領域Ｒ２との階調差に基づいて、階調が高い対象領域Ｒ２の階調を下げる（輝度を上げる）。これにより、本来階調が低い対象領域Ｒ２と階調が高い対象領域Ｒ２との階調変化の幅を小さくして、クロストークの影響が視認されることを抑制する。

図７は、対象領域Ｒ２Ｌの階調が補正された左目用画像ＬＰ及び右目用画像ＲＰの一例を示す図である。
例えば、図６に示した左目用画像ＬＰ及び右目用画像ＲＰの例では、左目用画像ＬＰにおける対象領域Ｒ２（Ｒ２Ｌ）は、右目用画像ＲＰにおける対象領域Ｒ２（Ｒ２Ｒ）に比べて階調が高い（輝度が低い）。このため、図７に示すように、階調補正部５１５は、左目用画像ＬＰにおける対象領域Ｒ２Ｌの階調を、クロストーク量に基づいて下げる（輝度を上げる）。

このような補正処理を階調補正部５１５が実行することにより、クロストークの発生時に、右目用画像ＲＰを観察した場合における対象領域Ｒ２Ｒの輝度変化を小さくすることができる。従って、クロストークの発生によって右目用画像ＲＰにおける対象領域Ｒ２Ｒが元画像に比べて暗く観察されて、クロストークの影響が視認されることを抑制する。
なお、このような対象領域Ｒ２の補正値は、クロストーク量に応じて決定され、当該補正値は、図示しない記憶手段に記憶されたＬＵＴ（Lookup Table）に設定されている。このＬＵＴの詳しい内容については省略するが、当該ＬＵＴは、補正対象の画像における対象領域Ｒ２の階調値と、他方の画像における対象領域Ｒ２の階調値とに基づいて補正値を取得可能な構成となっている。

なお、左目用画像ＬＰ及び右目用画像ＲＰにおいては、それぞれ対応する対象領域Ｒ２Ｌ，Ｒ２Ｒの階調差が小さくなるように、当該対象領域Ｒ２Ｌ，Ｒ２Ｒの一方の階調が調整されれば、画像を観察した際の元画像に対する他方の階調変化の幅が小さくなる。このため、それぞれの対象領域Ｒ２Ｌ，Ｒ２Ｒの階調を調整しなくてもよい。
一方、図６に示した例において、階調補正部５１５が、クロストーク量に基づいて、右目用画像ＲＰにおける対象領域Ｒ２Ｒの階調を上げることで（輝度を下げることで）、左目用画像ＬＰを観察した場合における対象領域Ｒ２Ｌの階調の上げ幅を小さくできる。

図８は、グラデーション領域Ｒ３が設定された左目用画像ＬＰ及び右目用画像ＲＰの一例を示す図である。
次に、領域設定部５１６が、図８に示すように、対象領域Ｒ２の境界に隣接するように、グラデーション領域Ｒ３を設定する（図４に示すステップＳ５）。
このグラデーション領域Ｒ３は、当該対象領域Ｒ２の境界を目立たなくするための領域である。このグラデーション領域Ｒ３には、後述するグラデーション処理部５１７により、対象領域Ｒ２側の端部から反対側の端部に向かうに従って、隣接する対象領域Ｒ２の端部の階調から、当該対象領域Ｒ２とは反対側で、かつ、グラデーション領域Ｒ３の外側の領域の階調に連続的に変化するように、階調が設定される。

ここで、領域設定部５１６は、対象領域Ｒ２の周囲の分割領域Ｒ１のうち、当該対象領域Ｒ２に対して水平方向（画像の長手方向）及び垂直方向（画像の短手方向）に隣接する分割領域Ｒ１であり、かつ、左目用画像ＬＰと右目用画像ＲＰとでＡＰＬの差が所定値（第２値）未満である分割領域Ｒ１に、グラデーション領域Ｒ３を設定する。この第２値は、前述の対象領域検出部５１４が対象領域Ｒ２の検出に際して利用した第１値よりも小さい値である。

このようにして、左目用画像ＬＰと右目用画像ＲＰとで輝度差が第２値未満の分割領域Ｒ１にグラデーション領域Ｒ３を設定するのは、以下の理由による。
左目用画像ＬＰと右目用画像ＲＰとの間でＡＰＬの差が上記第２値以上の分割領域Ｒ１が対象領域Ｒ２に隣接していると、当該分割領域Ｒ１により、対象領域Ｒ２の境界が認識しづらくなる。このため、グラデーション領域Ｒ３を設定しなくても、クロストークの影響を視認しづらい。
一方、左目用画像ＬＰと右目用画像ＲＰとの間でＡＰＬの差が上記第２値未満の分割領域Ｒ１が対象領域Ｒ２に隣接していると、左目用画像ＬＰと右目用画像ＲＰとで対象領域Ｒ２のＡＰＬの差が目立つ。この場合、当該対象領域Ｒ２の境界が目立ち易くなり、クロストークの影響を視認しやすくなる。

このような問題から、領域設定部５１６は、対象領域Ｒ２に隣接する分割領域Ｒ１のうち、右目用画像ＲＰと左目用画像ＬＰとのＡＰＬの差が上記第２値未満である分割領域Ｒ１にグラデーション領域Ｒ３を設定する。また、互いに隣接した複数の対象領域Ｒ２が検出されている場合には、領域設定部５１６は、当該複数の対象領域Ｒ２を１つの対象領域Ｒ２とし、当該１つの対象領域Ｒ２に対して水平方向及び垂直方向に隣接する分割領域Ｒ１のうち、左目用画像ＬＰと右目用画像ＲＰとのＡＰＬの差が上記第２値未満である分割領域Ｒ１に、グラデーション領域Ｒ３を設定する。

なお、領域設定部５１６は、対象領域Ｒ２の大きさに応じて、上記グラデーション領域Ｒ３の大きさを設定する。
例えば、領域設定部５１６は、対象領域Ｒ２に対して水平方向に隣接する分割領域Ｒ１に設定されるグラデーション領域Ｒ３の水平方向の寸法は、対象領域Ｒ２の水平方向の寸法の１／３〜１／２とする。同様に、領域設定部５１６は、対象領域Ｒ２に対して垂直方向に隣接する分割領域Ｒ１に設定されるグラデーション領域Ｒ３の垂直方向の寸法は、対象領域Ｒ２の垂直方向の寸法の１／３〜１／２とする。
このため、図８に示した一例のように、対象領域Ｒ２の寸法によっては、グラデーション領域Ｒ３は、複数の分割領域Ｒ１に跨って設定される場合もある。

グラデーション領域Ｒ３が設定されると、グラデーション処理部５１７が、当該グラデーション領域Ｒ３にグラデーション処理を実行する（図４に示すステップＳ６）。
このグラデーション処理部５１７は、前述のように、グラデーション領域Ｒ３における対象領域Ｒ２側の端部から反対側の端部に向かうに従って、当該対象領域Ｒ２における最もグラデーション領域Ｒ３に近い画素の階調から、グラデーション領域Ｒ３の外側に位置し、かつ、当該対象領域Ｒ２とは反対側の端部に最も近い画素の階調に連続的に変化するように、当該グラデーション領域Ｒ３の階調を設定する。

図９は、グラデーション領域Ｒ３にグラデーション処理が施された右目用画像ＲＰの一例を示す図である。
例えば、図９に示す右目用画像ＲＰのように、対象領域Ｒ２Ｒの階調が低く（輝度が高く）、当該対象領域Ｒ２Ｒの周囲に位置する分割領域Ｒ１の階調が高い（輝度が低い）場合に設定されたグラデーション領域Ｒ３における対象領域Ｒ２Ｒ側の画素に対し、グラデーション処理部５１７は、当該画素に最も近い対象領域Ｒ２Ｒの画素の階調を設定する。これにより、グラデーション領域Ｒ３における対象領域Ｒ２側の画素の階調には、対象領域Ｒ２Ｒの階調と同様に低い値が設定される。

また、グラデーション処理部５１７は、当該グラデーション領域Ｒ３における対象領域Ｒ２側とは反対側の画素に対して、当該反対側の画素よりグラデーション領域Ｒ３の外側で、かつ、当該グラデーション領域Ｒ３に最も近い画素の階調を設定する。これにより、グラデーション領域Ｒ３における対象領域Ｒ２Ｒ側とは反対側の画素の階調には、当該最も近い画素と同様に高い値が設定される。
そして、グラデーション処理部５１７は、対象領域Ｒ２Ｒから離れるに従って、グラデーション領域Ｒ３の階調が連続的に高くなる（輝度が低くなる）ように、当該グラデーション領域Ｒ３の各画素に階調を設定する。これにより、図９に示す右目用画像ＲＰのように、対象領域Ｒ２Ｒの境界が不明確となる。

そして、グラデーション処理部５１７は、左目用画像ＬＰに設定されたグラデーション領域Ｒ３に対して、上記右目用画像ＲＰに設定されたグラデーション領域Ｒ３と同様にグラデーション処理を実行する。この際、前述の階調補正部５１５により、対象領域Ｒ２Ｌの階調が補正されている場合には、当該対象領域Ｒ２Ｌの補正後の階調に基づいて、グラデーション処理を実行する。
これにより、図示を省略するが、左目用画像ＬＰにおけるグラデーション領域Ｒ３の各画素には、対象領域Ｒ２Ｌから離れるに従って、当該対象領域Ｒ２Ｌの階調から、当該グラデーション領域Ｒ３における対象領域Ｒ２Ｌ側とは反対側の画素より外側で、かつ、当該グラデーション領域Ｒ３に最も近い画素の階調に変化するように、階調が設定され、対象領域Ｒ２Ｌの境界が不明確となる。

このようなグラデーション処理が施された右目用画像ＲＰ及び左目用画像ＬＰが交互に表示されることにより、各画像ＲＰ，ＬＰにおける対象領域Ｒ２の境界が不明確となり、クロストークの影響を視認しづらくすることができる。
そして、このようなクロストーク抑制処理は、３次元画像の表示時に、それぞれ交互に表示される左目用画像ＬＰ及び右目用画像ＲＰのそれぞれに対して実行される。

以上説明した本実施形態に係る画像表示システム１によれば、以下の効果がある。
対象領域検出部５１４が、左目用画像ＬＰ及び右目用画像ＲＰとの間でＡＰＬの差が大きく、クロストークの発生により表示が乱れる領域を、当該各画像ＬＰ，ＲＰから対象領域Ｒ２として検出する。そして、領域設定部５１６が、検出された対象領域Ｒ２の境界に隣接する部分にグラデーション領域Ｒ３を設定し、グラデーション処理部５１７が、設定されたグラデーション領域Ｒ３に対して上記グラデーション処理を実行する。
これによれば、クロストークの影響を受ける対象領域Ｒ２の境界を不明確にすることができる。従って、クロストークの発生領域を認識しづらくすることができ、クロストークの影響を視認しづらくすることができる。

また、このように設定されたグラデーション領域Ｒ３の階調を調整することで、各画像ＬＰ，ＲＰにおける対象領域Ｒ２を目立たなくするので、当該各画像ＬＰ，ＲＰにおける対象領域Ｒ２及びグラデーション領域Ｒ３以外の領域（他の領域）の階調は変更されない。これによれば、当該他の領域においては、元画像に基づく階調が設定されることとなるので、クロストーク量に応じて画像全体の階調を調整する場合に比べて、画質（特にコントラスト）の低下を抑制できる。

領域分割部５１２は、左目用画像ＬＰ及び右目用画像ＲＰを複数の分割領域Ｒ１に分割し、ＡＰＬ算出部５１３は、当該各分割領域Ｒ１のＡＰＬを算出する。そして、対象領域検出部５１４は、左目用画像ＬＰ及び右目用画像ＲＰにおいて同じ位置の分割領域Ｒ１のＡＰＬを比較して、対象領域Ｒ２を検出する。
これによれば、左目用画像ＬＰ及び右目用画像ＲＰにおける全ての画素の階調を比較して検出領域Ｒ２を検出する場合に比べて、対象領域Ｒ２の検出処理を高速に実行できる。また、画素単位で対象領域Ｒ２を検出し、当該対象領域Ｒ２の境界に応じてグラデーション領域Ｒ３を設定すると、逆に画像が乱れてしまう。これに対し、対象領域検出部５１４が、比較的大きな分割領域Ｒ１の単位で対象領域Ｒ２を検出し、当該対象領域Ｒ２に応じてグラデーション領域Ｒ３を設定することにより、画像の乱れを抑制した上で、クロストークの影響を視認しづらくすることができる。

クロストークの発生により表示が乱れる領域は、左目用画像ＬＰと右目用画像ＲＰとで輝度差が大きい領域である。このため、対象領域検出部５１４は、ＡＰＬ算出部５１３により算出された各分割領域Ｒ１のＡＰＬに基づいて、左目用画像ＬＰと右目用画像ＲＰとでＡＰＬの差が第１値以上である領域を対象領域Ｒ２として検出する。これによれば、クロストークの影響が視認されやすい対象領域Ｒ２を確実に検出でき、ひいては、グラデーション領域Ｒ３を適切な位置に設定できる。従って、クロストークの影響を確実に視認しづらくすることができる。

領域設定部５１６は、対象領域Ｒ２に対して水平方向及び垂直方向に隣接する分割領域Ｒ１のうち、左目用画像ＬＰと右目用画像ＲＰとでＡＰＬの差が第２値未満の分割領域Ｒ１にグラデーション領域Ｒ３を設定する。これによれば、対象領域Ｒ２の境界が目立つ位置にグラデーション領域Ｒ３を適切に設定できる。従って、クロストークの影響を確実に視認しづらくすることができる。

階調補正部５１５は、左目用画像ＬＰにおける対象領域Ｒ２Ｌの階調を、クロストーク量に基づいて、右目用画像ＲＰにおける対象領域Ｒ２Ｒの階調に応じて増減させる。これによれば、対象領域Ｒ２Ｒの階調が低い（輝度が高い）右目用画像ＲＰの観察時に、クロストークが発生して左目用画像ＬＰが混ざり込んだ場合でも、当該対象領域Ｒ２Ｒの輝度変化を小さくすることができる。従って、クロストークの影響をより一層視認しづらくすることができる。

［実施形態の変形］
本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記実施形態では、画像表示装置としてプロジェクター２が採用されたが、本発明はこれに限らない。例えば、液晶、プラズマ、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）及びＣＲＴ（Cathode Ray Tube）等の各種ディスプレイを採用してもよい。
また、左目用画像ＬＰを観察者の左目に、右目用画像ＲＰを観察者の右目に入射させる構成として、液晶シャッターにより構成された左目用選択部９１Ｌ及び右目用選択部９１Ｒを挙げたが、本発明はこのような構成に限らない。例えば、各画像を形成する光の偏光方向の違いや、当該光の波長の違いにより、左目用画像ＬＰと右目用画像ＲＰとを分離する構成としてもよい。更に、画像表示装置が上記ディスプレイである場合に、左目用画像ＬＰを形成する光及び右目用画像ＲＰを形成する光のそれぞれの進行方向を規制して、当該各画像ＬＰ，ＲＰを分離する遮光部材（視差バリアーや液晶シャッター）を採用してもよい。

前記実施形態では、第１画像及び第２画像として、視差画像である左目用画像ＬＰ及び右目用画像ＲＰを表示するとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、それぞれ関連性のない第１画像及び第２画像を表示してもよい。この場合、第１画像のみ観察者の左目及び右目に入射される第１画像用選択部が設けられた眼鏡と、第２画像のみ観察者の左目及び右目に入射される第２画像用選択部が設けられた眼鏡とを使用すればよい。
また、前記実施形態では、それぞれ第１画像及び第２画像である左目用画像ＬＰ及び右目用画像ＲＰを交互に表示するとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、前述の視差バリアー等が採用された画像表示装置では、画像形成領域に配置された各画素を、左目用画像ＬＰを形成する左目用画素と、右目用画像ＲＰを形成する右目用画素とに分け、これら左目用画素及び右目用画素により、左目用画像ＬＰ及び右目用画像ＲＰをそれぞれ同時に表示してもよい。

前記実施形態では、グラデーション領域Ｒ３は、対象領域Ｒ２に対して水平方向又は垂直方向に隣接する分割領域Ｒ１で、かつ、右目用画像ＲＰと左目用画像ＬＰとのＡＰＬの差が第２値未満である分割領域Ｒ１に設定されるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、左目用画像ＬＰと右目用画像ＲＰとの輝度差に関係なく、対象領域Ｒ２に隣接する分割領域Ｒ１にグラデーション領域Ｒ３を設定してもよい。この際、対象領域Ｒ２に対して水平方向又は垂直方向に隣接する分割領域Ｒ１に限らず、斜方に隣接する分割領域Ｒ１（すなわち、対象領域Ｒ２に対して右斜め上、右斜め下、左斜め上及び左斜め下に隣接する分割領域Ｒ１）にグラデーション領域Ｒ３を設定してもよい。すなわち、グラデーション領域Ｒ３が設定される分割領域Ｒ１は、対象領域Ｒ２（より詳しくは、対象領域Ｒ２の境界）に隣接する分割領域Ｒ１であればよい。

前記実施形態では、ＡＰＬ算出部５１３により算出された各分割領域Ｒ１のＡＰＬに基づいて、対象領域検出部５１４が、上記対象領域Ｒ２を検出するとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、当該分割領域Ｒ１を構成する各画素の階調に応じた輝度の積算値に基づいて、対象領域Ｒ２を検出する構成としてもよい。すなわち、対象領域Ｒ２を検出する際の方法は、他の方法でもよい。

前記実施形態では、対象領域Ｒ２の検出、及び、グラデーション領域Ｒ３の設定は、画像を分割する複数の分割領域Ｒ１に基づいて行われるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、これらを画素単位で実行してもよい。また、画像を分割する分割領域Ｒ１の数及び形状、並びに、当該分割領域Ｒ１を構成する画素の数は、前記実施形態の例に限らず、適宜設定してよい。更に、グラデーション領域Ｒ３の寸法も適宜設定してよい。例えば、グラデーション領域Ｒ３が隣接する対象領域Ｒ２の一辺に直交する方向における当該グラデーション領域Ｒ３の画素は１つであってもよい。この場合、当該グラデーション領域Ｒ３に最も近い対象領域Ｒ２の画素の階調と、当該対象領域Ｒ２側とは反対側の端部の外側で、かつ、グラデーション領域Ｒ３に最も近い画素の階調との間の階調を、当該グラデーション領域Ｒ３の階調として設定すればよい。

前記実施形態では、グラデーション領域Ｒ３において対象領域Ｒ２に最も近い画素には、当該対象領域Ｒ２においてグラデーション領域Ｒ３に最も近い画素の階調が設定され、また、グラデーション領域Ｒ３において対象領域Ｒ２とは反対側の端部の画素には、当該グラデーション領域Ｒ３の外側で、かつ、当該領域Ｒ３に最も近い画素の階調が設定されるとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。すなわち、対象領域Ｒ２から離れるに従って、対象領域Ｒ２においてグラデーション領域Ｒ３に最も近い画素の階調から、当該グラデーション領域Ｒ３の外側で、かつ、当該領域Ｒ３に最も近い画素の階調に変化するように、グラデーション領域Ｒ３の階調が設定されていればよい。更に、グラデーション領域Ｒ３の階調が段階的に変化するように設定してもよい。

前記実施形態では、階調補正部５１５が、クロストーク量に基づいて、対象領域Ｒ２の階調を補正するとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、階調補正部５１５による階調補正は実施しなくてもよい。一方、階調補正部５１５が、前述の特許文献１に記載の表示装置のように、画像全体の階調を補正する構成としてもよい。

前記実施形態では、左目用画像ＬＰ及び右目用画像ＲＰのそれぞれに、グラデーション領域Ｒ３を設定するとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、当該画像ＬＰ，ＲＰのうち、一方の画像に対してのみグラデーション領域Ｒ３を設定してもよい。
また、前記実施形態で示した左目用画像ＬＰ及び右目用画像ＲＰは、本発明の内容を理解しやすいように示したものであり、本発明における第１画像及び第２画像を限定するものではない。

前記実施形態では、左目用画像ＬＰ及び右目用画像ＲＰにおいて、階調が低いときに輝度が高いとし、階調が高いときに輝度が低いとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、階調が低いときに輝度が低くなり、階調が高いときに輝度が高くなるように、画像を形成及び表示してもよい。

前記実施形態では、光変調部３２は、液晶パネルを備えるとしたが、光源部３１から出射された光を変調して、表示制御部５３から入力される駆動信号に応じた画像を形成可能な構成であれば、他の構成を採用してもよい。例えば、液晶パネルに代えて、マイクロミラーを用いたデバイス等、液晶以外の光変調装置を光変調部３２に採用してもよい。

本発明は、画像表示装置に利用でき、視差画像である右目用画像及び左目用画像が例示される第１画像及び第２画像を表示する画像表示装置に好適に利用できる。

２…プロジェクター（画像表示装置）、５１２…領域分割部、５１３…ＡＰＬ算出部（平均輝度レベル算出部）、５１４…対象領域検出部、５１５…階調補正部、５１６…領域設定部、５１７…グラデーション処理部、ＬＰ…左目用画像（第１画像又は第２画像）、Ｒ１…分割領域、Ｒ２…対象領域、Ｒ３…グラデーション領域、ＲＰ…右目用画像（第１画像又は第２画像）。

Claims (6)

1. 第１画像及び第２画像を表示する画像表示装置であって、
   前記第１画像及び前記第２画像の少なくとも一方の画像において、前記第１画像及び前記第２画像の表示時にクロストークの発生により表示が乱れる領域を対象領域として検出する対象領域検出部と、
   前記少なくとも一方の画像において、前記対象領域の境界に隣接する部分にグラデーション領域を設定する領域設定部と、
   前記グラデーション領域に対して、前記対象領域側から離れるに従って、当該対象領域の階調から、当該対象領域とは反対側で当該グラデーション領域の外側の領域の階調に変化するように、グラデーション処理を実行するグラデーション処理部とを備える
   ことを特徴とする画像表示装置。
2. 請求項１に記載の画像表示装置において、
   前記第１画像及び前記第２画像を複数の分割領域に分割する領域分割部を備え、
   前記対象領域検出部は、前記複数の分割領域から前記対象領域を検出する
   ことを特徴とする画像表示装置。
3. 請求項２に記載の画像表示装置において、
   前記複数の分割領域のそれぞれの平均輝度レベルを算出する平均輝度レベル算出部を備え、
   前記対象領域検出部は、前記第１画像と前記第２画像とで前記平均輝度レベルの差が所定値である第１値以上である領域を、前記対象領域として検出する
   ことを特徴とする画像表示装置。
4. 請求項３に記載の画像表示装置において、
   前記領域設定部は、前記複数の分割領域のうち、前記対象領域に隣接し、かつ、前記第１画像と前記第２画像とで前記平均輝度レベルの差が所定値である第２値未満である分割領域に前記グラデーション領域を設定する
   ことを特徴とする画像表示装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の画像表示装置において、
   前記少なくとも一方の画像における前記対象領域の階調を、クロストーク量に基づいて、他方の画像における前記対象領域の階調に応じて増減させる階調補正部を備える
   ことを特徴とする画像表示装置。
6. 第１画像及び第２画像を表示する画像表示装置を用いて行われ、前記第１画像及び前記第２画像を表示する画像表示方法であって、
   前記第１画像及び前記第２画像の少なくとも一方の画像において、前記第１画像及び前記第２画像の表示時にクロストークの発生により表示が乱れる領域を対象領域として検出する対象領域検出手順と、
   前記少なくとも一方の画像において、前記対象領域の境界に隣接する部分にグラデーション領域を設定する領域設定手順と、
   前記グラデーション領域に対して、前記対象領域側から離れるに従って、当該対象領域の階調から、当該対象領域とは反対側で当該グラデーション領域の外側の領域の階調に変化するように、グラデーション処理を実行するグラデーション処理手順とを含む
   ことを特徴とする画像表示方法。