JP4594326B2

JP4594326B2 - 3D display device

Info

Publication number: JP4594326B2
Application number: JP2006545188A
Authority: JP
Inventors: 英夫越智
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 2004-11-18
Filing date: 2005-11-15
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2025-11-15
Also published as: WO2006054733A1; JPWO2006054733A1

Description

本発明は、三次元表示装置、特に、インテグラル・フォトグラフィ方式の三次元表示装置に関する。 The present invention relates to a three-dimensional display device, and more particularly to an integral photography type three-dimensional display device.

高精細度テレビ等に代表される放送技術や映像技術の進展に伴い、立体的に映像表示を行う三次元表示方式及び装置の研究開発が近年活発に進められている。
このような三次元（立体）映像の表示方法として、インテグラル・フォトグラフィ（ＩｎｔｅｇｒａｌＰｈｏｔｏｇｒａｐｈｙ：ＩＰ）が知られている。インテグラル・フォトグラフィを利用した立体表示装置としては、例えば、画像表示パネル及び表示制御パネルからなる三次元画像表示装置がある（例えば、特許文献１〜３参照）。このような三次元表示装置においては、表示制御パネルは多数の微小透光部を有し、その背面に該微小透光部に対応して小画像を表示する多数の画像表示部を有する画像表示パネルが設けられている。
かかる表示装置において三次元表示を行う場合、微小透光部（微小開閉部）の開口位置を移動（走査）するとともに、該微小透光部から見える小画像を該微小透光部の走査に合わせて更新させる。例えば、１立体画素のなかに、微小開閉部がＮ個あると、三次元画像（３Ｄ画像）のフレーム周波数が３０Ｈｚの動画表示を行うにはフレーム周波数のＮ倍の（３０×Ｎ）Ｈｚで画像更新をしなければならない。すなわち、１立体画素がＮ個の二次元画素（以下、二次元画像要素という）からなり、３Ｄ画像の１フレームがＮ個の二次元フレーム（以下、サブフレームという）からなるとき、サブフレーム周波数はフレーム周波数のＮ倍となる。
従って、画像更新の周期が１００〜１，０００Ｈｚとすれば、微小透光部の移動速度は１フレームあたり１〜１０ｍｓｅｃである。この程度の周期で画像更新及び微小透光部の移動を行った場合、画面のちらつき（フリッカ）が現れることが考えられる。
特許第２７６１８２９号公報特開平７−５６１１２号公報特開平９−７３１４３号公報 In recent years, research and development of a three-dimensional display method and apparatus for displaying images in three dimensions has been actively promoted with the progress of broadcasting technology and video technology represented by high-definition televisions.
As such a three-dimensional (stereoscopic) video display method, Integral Photography (IP) is known. As a stereoscopic display device using integral photography, for example, there is a three-dimensional image display device including an image display panel and a display control panel (see, for example, Patent Documents 1 to 3). In such a three-dimensional display device, the display control panel has a large number of minute light-transmitting portions, and an image display having a large number of image display portions that display small images corresponding to the minute light-transmitting portions on the back surface thereof. A panel is provided.
When performing three-dimensional display in such a display device, the aperture position of the micro light transmitting part (micro opening / closing part) is moved (scanned), and a small image seen from the micro light transmitting part is aligned with the scanning of the micro light transmitting part. To update. For example, if there are N minute open / close parts in one stereoscopic pixel, the frame frequency of a three-dimensional image (3D image) is 30 Hz, which is N times the frame frequency in order to display a moving image with a frame frequency of 30 Hz. The image must be updated. That is, when one stereoscopic pixel is composed of N two-dimensional pixels (hereinafter referred to as two-dimensional image elements) and one frame of a 3D image is composed of N two-dimensional frames (hereinafter referred to as subframes), the subframe frequency Is N times the frame frequency.
Therefore, if the image update period is 100 to 1,000 Hz, the moving speed of the minute translucent portion is 1 to 10 msec per frame. When the image is updated and the minute translucent part is moved at such a period, it is conceivable that flickering of the screen appears.
Japanese Patent No. 2761829 JP 7-56112 A JP-A-9-73143

本発明が解決しようとする課題には、上記した問題が１例として挙げられる。本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、フリッカが生じることなく、高速な表示更新が可能で、解像度に優れた三次元表示装置を提供することである。
本発明による立体画像表示装置は、異なる視点から見た対象物の複数の平面画像の各々を分割した複数の平面画像要素を含む立体画像信号に基づいて表示をなす画像表示パネルと、画像表示パネルの前方に配され、平面画像要素に対応する微小開口部を有する表示制御パネルと、からなるマルチプレックス・ピンホール・スキャニング型インテグラル・フォトグラフィ方式の立体画像表示装置であって、立体画像信号のフレーム期間内における微小開口部の開口順序がランダムであるように開口順序を定め、立体画像信号のサブフレーム期間ごとに微小開口部が選択的に開状態となるよう走査をなす制御パネルコントローラと、微小開口部の走査に同期して、同一視点の平面画像の異なる平面画像要素が当該開状態の微小開口部に対応するように画像表示パネルに表示される平面画像要素の更新をなす表示パネルコントローラと、を有することを特徴としている。The problems to be solved by the present invention include the above-described problem as an example. The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a three-dimensional display device that can update display at high speed without causing flicker and has excellent resolution. It is.
A stereoscopic image display device according to the present invention includes an image display panel that performs display based on a stereoscopic image signal including a plurality of planar image elements obtained by dividing each of a plurality of planar images of an object viewed from different viewpoints, and an image display panel A multiplex pinhole scanning integral photography type stereoscopic image display device comprising a display control panel arranged in front of the display control panel and having a minute opening corresponding to a planar image element, wherein a stereoscopic image signal A control panel controller that sets the opening order so that the opening order of the minute openings in the frame period is random, and performs scanning so that the minute openings are selectively opened in each subframe period of the stereoscopic image signal; In synchronism with the scanning of the microscopic aperture, different planar image elements of the planar image of the same viewpoint correspond to the microscopic aperture in the open state. A display panel controller constituting an update of the planar image element displayed on the image display panel, to have a are characterized in.

図１は、本発明の実施例１である三次元表示装置の構成を模式的に示すブロック図である。
図２は、画像表示パネル及び画像表示パネルの立体画像表示領域（３Ｄ表示要素）を模式的に示す図である。
図３は、画像表示パネルの３Ｄ表示要素Ｑｊｋ、及び当該３Ｄ表示要素を構成する２Ｄ表示要素を模式的に示す図である。
図４は、表示制御パネルの構成を模式的に示す図であり、画像表示パネルも併せて示している。
図５は、図４に示す３Ｄ制御要素Ｔｊｋの詳細な構成を模式的に示す図である。
図６は、図５に示す３Ｄ制御要素Ｔｊｋの線Ｗ−Ｗに関する断面図である。
図７は、１つの３Ｄ画像を８つの２Ｄ画像で表示する場合における２Ｄ画像要素を模式的に示す図である。
図８は、画像表示パネル及び表示制御パネルをｙ方向（すなわち、三次元表示装置を視る視聴者の上方）から見た図であり、視点ＶＰ１及びＶＰ８と、ＶＰ４について示す図である。
図９は、図８と同様な図であり、視点ＶＰ４から３Ｄディスプレイ装置を見る場合について示している。
図１０は、図９に示す状態から開口部の位置をＳ４からＳ５に移動させるとともに、当該開口部の移動に同期させて２Ｄ画像要素を更新した場合を示す図である。
図１１は、実施例１における画像表示パネル及び表示制御パネルの動作を説明するためのブロック図である。
図１２は、微小開口部（スリット）Ｓ１〜Ｓ８の開口順序を模式的に示す図である。
図１３は、スリットＳ１〜Ｓ８の開閉、ビデオＲＡＭからの画像データの読み出し及び２Ｄ画像要素の表示・更新のタイミングを示すタイミングチャートである。
図１４は、視点ＶＰ１からスリットＳ１〜Ｓ８を通して見える２Ｄ表示要素を模式的に示す図である。
図１５は、視点ＶＰ１からスリットＳ１〜Ｓ８を通して見える２Ｄ表示要素に表示される２Ｄ画像要素及び３Ｄ表示要素の関係を示す図である。
図１６は、実施例１である三次元表示装置におけるコントローラ、ＲＡＭ及びドライバの構成を模式的に示すブロック図である。
図１７は、実施例２である三次元表示装置におけるコントローラ、ＲＡＭ及びドライバの構成を模式的に示すブロック図である。
図１８は、実施例３である三次元表示装置におけるコントローラ、ＲＡＭ及びドライバの構成を模式的に示すブロック図である。
図１９は、実施例４における微小開口部（スリット）の開口順序を模式的に示す図である。FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a three-dimensional display device that is Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an image display panel and a stereoscopic image display area (3D display element) of the image display panel.
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the 3D display element Qjk of the image display panel and the 2D display elements constituting the 3D display element.
FIG. 4 is a diagram schematically showing the configuration of the display control panel, and also shows the image display panel.
FIG. 5 is a diagram schematically showing a detailed configuration of the 3D control element Tjk shown in FIG.
6 is a cross-sectional view of the 3D control element Tjk shown in FIG.
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating 2D image elements when one 3D image is displayed as eight 2D images.
FIG. 8 is a diagram of the image display panel and the display control panel as viewed from the y direction (that is, above the viewer viewing the 3D display device), and is a diagram illustrating viewpoints VP1, VP8, and VP4.
FIG. 9 is a view similar to FIG. 8 and shows a case where the 3D display device is viewed from the viewpoint VP4.
FIG. 10 is a diagram illustrating a case where the position of the opening is moved from S4 to S5 from the state illustrated in FIG. 9 and the 2D image element is updated in synchronization with the movement of the opening.
FIG. 11 is a block diagram for explaining operations of the image display panel and the display control panel according to the first embodiment.
FIG. 12 is a diagram schematically showing the opening order of the minute openings (slits) S1 to S8.
FIG. 13 is a timing chart showing timings of opening / closing of the slits S1 to S8, reading of image data from the video RAM, and display / update of 2D image elements.
FIG. 14 is a diagram schematically illustrating 2D display elements that can be seen from the viewpoint VP1 through the slits S1 to S8.
FIG. 15 is a diagram illustrating a relationship between the 2D image element and the 3D display element displayed on the 2D display element that is visible from the viewpoint VP1 through the slits S1 to S8.
FIG. 16 is a block diagram schematically illustrating configurations of a controller, a RAM, and a driver in the three-dimensional display device that is Embodiment 1.
FIG. 17 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a controller, a RAM, and a driver in the three-dimensional display device according to the second embodiment.
FIG. 18 is a block diagram schematically illustrating the configuration of the controller, the RAM, and the driver in the three-dimensional display device that is Embodiment 3.
FIG. 19 is a diagram schematically illustrating an opening order of minute openings (slits) in the fourth embodiment.

以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に示す実施例において、等価な構成要素には同一の参照符を付している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following embodiments, the same reference numerals are assigned to equivalent components.

図１は、本発明の実施例１である三次元表示装置１０の構成を模式的に示すブロック図である。
この三次元表示装置１０は、マルチプレックス・ピンホール・スキャニング（ＭｕｌｔｉｐｌｅｘＰｉｎｈｏｌｅＳｃａｎｎｉｎｇ）型インテグラル・フォトグラフィ（ＭＰＳ−ＩＰ）方式の三次元表示装置である。三次元表示装置１０は、画像表示パネル１１、表示制御パネル１２、及び画像表示パネル１１を駆動する表示パネル・行ドライバ（以下、ＤＰ・行ドライバという。）１５及び表示パネル・列ドライバ（以下、ＤＰ・列ドライバという。）１７、表示制御パネル１２を駆動する制御パネル・行ドライバ（以下、ＣＰ・行ドライバという。）２１及び制御パネル・列ドライバ（以下、ＣＰ・列ドライバという。）２３を有している。
画像表示パネル１１は、行信号線Ａ１〜Ａｍを介してＤＰ・行ドライバ１５により、また、列信号線Ｂ１〜Ｂｎを介してＤＰ・列ドライバ１７により駆動される。なお、行信号線Ａ１〜Ａｍ及び列信号線Ｂ１〜Ｂｎは後述する立体画像要素に対応している。従って、行信号線Ａ１〜Ａｍの各々は、画像表示パネル１１の１つ以上の走査線に対応し、列信号線Ｂ１〜Ｂｎの各々は画像表示パネル１１の１つ以上のデータ線に対応している。
表示制御パネル１２は、行信号線Ｃ１〜Ｃｍを介してＣＰ・行ドライバ２１により、また、列信号線Ｄ１〜Ｄｎを介してＣＰ・列ドライバ２３により駆動される。
また、三次元表示装置１０には、上記ドライバ１５、１７を制御して画像表示に関する制御を行う表示パネルコントローラ２５、及び上記ドライバ２１及び２３を制御する制御パネルコントローラ２５Ａが設けられている。
表示パネルコントローラ２５は、三次元表示装置１０の入力端１４から入力された３Ｄ画像データ信号（ビデオデータ信号）ＶＳに基づいて画像表示パネル１１の制御をなす。ＤＰ・列ドライバ１７は、入力端１４から入力された画像データが書き込まれるメモリである画像ＲＡＭ（ビデオＲＡＭ）１８を含む。また、ビデオＲＡＭ１８へのデータの書き込み、及びＲＡＭ１８からのデータの読み出し等のビデオＲＡＭ１８の制御は表示パネルコントローラ２５によってなされる。制御パネルコントローラ２５Ａは表示パネルコントローラ２５と相互接続され、三次元表示コントローラとしての機能を有する。すなわち、表示パネルコントローラ２５及び制御パネルコントローラ２５Ａの協働により画像表示パネル１１及び表示制御パネル１２間の同期、タイミング制御などを含む三次元表示装置１０全体の制御がなされる。
図２に示すように、画像表示パネル１１においては、ｍ行ｎ列のマトリクス状に微小な立体画像が表示される領域が配されている。以下においては、かかる微小な立体画像表示領域を３Ｄ表示要素（又は、単に３Ｄ要素）と称する。画像表示パネル１１は、図中に示すように、ｘ方向（走査方向）を水平方向、ｙ方向を垂直方向として視聴者が視聴するように設置される。以下においては、画像表示パネル１１が有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子を用いたモノクロームＥＬ表示パネルにより構成されている場合を例に説明する。ＥＬ素子は高速動作が可能であるため、特に３Ｄ表示パネルに適している。なお、他の種類の表示素子を用いた場合、及びＲＧＢ表示素子を用いたカラー表示パネル等にも容易に適用が可能である。
図３は、画像表示パネル１１の任意の第ｊ行第ｋ列（ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）の３Ｄ表示要素Ｑｊｋの構成を模式的に示している。図３に示すように、画像表示パネル１１の任意の第ｊ行第ｋ列（ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）の３Ｄ表示要素Ｑｊｋは、さらに複数の平面表示要素（２Ｄ表示要素）から構成されている。以下においては、１つの３Ｄ表示要素が、水平方向（ｘ方向）において区画された８個の２Ｄ表示要素Ｐ１−Ｐ８から構成されている場合を例に説明する。なお、以下において、添え字”ｊｋ”等について、記載の明確さのため、”ｊ，ｋ”等のようにも示す場合がある。
２Ｄ表示要素Ｐ１−Ｐ８は行信号線Ａｊに接続されている。また、２Ｄ表示要素Ｐｉ（ｉ＝１〜８）は列信号線Ｂｋｉに接続されている。画像表示パネル１１は、複数のＥＬ素子をｘｙ平面内に配置した構成を有し、各ＥＬ素子は走査線及びデータ線が交差する位置に配されている。２Ｄ表示要素Ｐｉの各々には微小な平面画像が表示される。従って、行信号線Ａｊ（Ｊ＝１〜ｍ）は、画像表示パネル１１における１つ以上の走査線からなる信号線群であり、また、列信号線Ｂｋｉ（ｉ＝１〜８）は１つ以上のデータ線からなる信号線群であり、列信号線Ｂｋ（ｋ＝１〜ｎ）は複数のデータ線からなる信号線群である。
図４は、表示制御パネル１２の構成を模式的に示す図であり、画像表示パネル１１も併せて示している。表示制御パネル１２は、画像表示パネル１１の３Ｄ表示要素Ｑｊｋ（ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）に対応して配された３Ｄ制御要素Ｔｊｋ（ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）から構成されている。そして、表示制御パネル１２は、３Ｄ制御要素Ｔｊｋが３Ｄ表示要素Ｑｊｋに対応するようにして画像表示パネル１１の前面に取り付けられている。すなわち、画像表示パネル１１及び表示制御パネル１２を組み合わせてディスプレイ装置が構成される。なお、以下の説明においては、かかるディスプレイ装置を３Ｄディスプレイ（装置）と称する。
図５は、上記した３Ｄ制御要素Ｔｊｋの詳細な構成を模式的に示す図である。表示制御パネル１２の３Ｄ制御要素Ｔｊｋ（ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）は、微小な透光部（以下、微小開口部という）であるスリットＳ１〜Ｓ８を有している。スリットＳ１〜Ｓ８は、画像表示パネル１１の２Ｄ表示要素Ｐ１−Ｐ８に対応し、垂直方向（ｙ方向）を長辺とする長方形状を有するスリット開口である。
なお、本実施例においては、微小開口部としてスリットを用いて３Ｄ表示を行う場合を例に説明するが、ピンホール、マイクロレンズ等を微小開口部として配した表示制御パネルを用いて３Ｄ表示を行うこともできる。
図６は、図５に示す３Ｄ制御要素Ｔｊｋの線Ｗ−Ｗに関する断面図である。３Ｄ制御要素Ｔｊｋ（ｊ＝１〜ｍ、ｋ＝１〜ｎ）には、スリットＳ１〜Ｓ８を開閉するシャッタＳＨ１〜ＳＨ８が設けられている。また、３Ｄ制御要素Ｔｊｋには、シャッタＳＨｉ（ｉ＝１〜８）の各々を駆動する圧電素子などのアクチュエータ（図示しない）に結合されている。当該アクチュエータは、行信号線Ｃｊ及び列信号線Ｄｋｉに接続され、これらの信号線を介してＣＰ・行ドライバ２１及びＣＰ・列ドライバ２３から供給されるシャッタ制御信号に基づいて、シャッタＳＨｉ（ｉ＝１〜８）を駆動するように構成されている。また、図に示すように、列信号線Ｄｋは、複数の列信号線Ｄｋｉ（ｉ＝１〜８）からなる信号線群である。
本実施例においては、３Ｄ制御要素Ｔｊｋの微小開口部（スリット）をメカニカルシャッタを用いて実現する場合を例に説明するが、他の方式の微小開口部を用いても良い。例えば、微小開口部の開閉を電気的に行うことが可能な液晶パネル等を用いることもできる。
次に、図面を参照して３Ｄ表示の原理及び駆動動作について説明する。図７は、１つの３Ｄ画像を８つの２Ｄ画像で表示する場合における３Ｄ表示の原理を模式的に示す図である。表示制御パネル１２の３Ｄ表示要素Ｑｊｋには、当該３Ｄ画像の要素である８つの２Ｄ画像要素が表示される。
より詳細には、表示しようとする対象物を異なる８方向（８視点）から見た場合の画像（２Ｄ画像）を用意する。これら８つの２Ｄ画像の各々は、３Ｄ表示要素Ｑｊｋに対応する大きさの２Ｄ画像Ｖｊｋに分割され、さらに、当該分割された２Ｄ画像（２Ｄ分割画像）Ｖｊｋ（ｐ）は、微小開口部（スリット）に対応させて、垂直方向（ｙ方向）を長辺とする矩形状（帯状）の２Ｄ画像要素Ｖｊｋ（ｐ，ｑ）に分割される。ここで、ｐは上記８視点（ＶＰ１〜ＶＰ８）に対応するインデックスであり、ｐ＝１〜８である。また、ｑは上記矩形状の２Ｄ画像要素の当該２Ｄ分割画像内の位置に対応するインデックスである。以下においては、３Ｄ表示要素Ｑｊｋに対応する２Ｄ分割画像Ｖｊｋ（ｐ）及び２Ｄ画像要素Ｖｊｋ（ｐ，ｑ）について一般的に説明するが、説明及び理解の容易さのため、２Ｄ分割画像Ｖｊｋ（ｐ）については、Ｖ（ｐ）と略記し、２Ｄ画像要素Ｖｊｋ（ｐ，ｑ）（ｐ＝１〜８，ｑ＝１〜８）については、Ｖ（ｐ，ｑ）と略記して説明する。従って、Ｖ（ｐ，ｑ）は、ｐ番目の視点ＶＰｐから見た場合の２Ｄ分割画像Ｖ（ｐ）における２Ｄ画像要素である。より具体的には、図７に示すように、例えば、ｐ番目の視点から見た場合の２Ｄ分割画像Ｖ（ｐ）は、８つの２Ｄ画像要素Ｖ（ｐ，１）〜Ｖ（ｐ，８）から構成されている。
図８は、画像表示パネル１１及び表示制御パネル１２をｙ方向（すなわち、三次元表示装置１０を視る視聴者の上方）から見た図であり、当該視聴者（ユーザ）のそれぞれ最も右側及び左側の視点ＶＰ１及びＶＰ８と、ＶＰ４とから微小開口部（例えば、スリットＳ４）を介して見える２Ｄ画像要素について示している。なお、スリットＳ４のみが開口しており、それ以外のスリットは閉じている。
画像表示パネル１１の３Ｄ表示要素Ｑｊｋにおける２Ｄ表示要素Ｐｉ（１＝１〜８）には、２Ｄ画像要素Ｖ（ｉ，ｉ）が表示される。従って、視点ＶＰ４、ＶＰ１及びＶＰ８からは、それぞれ２Ｄ表示要素Ｐ４、Ｐ１、Ｐ８に表示された２Ｄ画像要素Ｖ（４，４），Ｖ（１，１）、Ｖ（８，８）が見える。この状態においては、視る者には、両眼（左右）の視差により立体感が得られる。また、両眼視差に加え、視点を移動させることによっても立体感が得られ、運動視差も得られる。しかしながら、１の視点からは両眼視差による情報しか得られないので平面解像度は１／８と低い。
なお、スリットを介して見える画像は２Ｄ表示要素に表示される画像に対して点対称に１８０°反転した関係を有するため、予め反転した画像が２Ｄ表示要素に表示されるように画像表示パネル１１は駆動される。この場合、予め各２Ｄ画像要素が反転された３Ｄ画像データが三次元表示装置１０の入力端１４から入力される。あるいは、表示パネルコントローラ２５によって２Ｄ画像要素に対応した反転制御によってビデオＲＡＭ１８に書き込まれても良い。あるいは、ビデオＲＡＭ１８からの読み出しの際に表示パネルコントローラ２５によって反転制御がなされてもよい。
本実施例においては、高速で微小開口部のシャッタＳＨｉを順次切り換え、スリット開口位置を切り換え走査する（移動させる）とともに、当該開口部の走査に同期させて２Ｄ画像要素も更新させる。かかる動作について以下に説明する。
図９は、図８と同様な図であるが、視点ＶＰ４から３Ｄディスプレイ装置（画像表示パネル１１及び表示制御パネル１２）を見る場合について示している。ＳＨ４以外のシャッタは閉じられ、スリットＳ４のみが開口している。上記したように視点ＶＰ４に位置する視聴者からは、スリットＳ４を介して２Ｄ表示要素Ｐ４に表示された２Ｄ画像要素Ｖ（４，４）が見える。
次に、図１０に示すように、シャッタＳＨ５を開口し、ＳＨ５以外のシャッタを閉じた状態にする。すなわち、開口部の位置をＳ４からＳ５に移動させる。当該開口部の移動に同期させて２Ｄ画像要素を更新し、視点ＶＰ４から見える位置の２Ｄ表示要素Ｐ５に２Ｄ画像要素Ｖ（４，５）を表示させる。つまり、当該２Ｄ画像要素Ｖ（４，５）は、前回見えていた２Ｄ画像要素Ｖ（４，４）と同一の視点からの２Ｄ画像に対応する。
かかるスリット開口位置の切り換え（移動）及び２Ｄ画像要素の更新によって、視点ＶＰ４からは、２Ｄ画像要素Ｖ（４，４）、Ｖ（４，５）が見えることになる。上記した動作をスリット開口Ｓ１〜Ｓ８について順次行うことによって、視点ＶＰ４から８つの２Ｄ画像要素Ｖ（４，１）〜Ｖ（４，８）が見えることになる。この動作を眼の残像保持時間内に行うことにより、全体として２Ｄ分割画像Ｖ（４）が見えることになる。同様にして、他の視点ＶＰ１〜３及びＶＰ５〜８から見える２Ｄ画像要素を更新することによって、両眼視差及び視点移動による立体感に加え、平面解像度も大きく（８倍に）改善される。
次に、微小開口部（スリット）の開口動作及び２Ｄ画像要素の表示動作について図を参照して詳細に説明する。図１１は、本実施例における画像表示パネル１１及び表示制御パネル１２の動作を説明するためのブロック図である。画像表示パネル１１の駆動制御をなす表示パネルコントローラ（ＤＰコントローラ）２５には乱数生成手段が設けられている。当該乱数生成手段は、表示パネルコントローラ２５内にハードウエアの構成により乱数生成器２６として設けられている場合について説明するが、ソフトウエアとして設けられていてもよい。また、乱数生成器２６は、表示パネルコントローラ２５内に代わり、制御パネルコントローラ２５Ａ内に設けられていてもよく、あるいは、これらコントローラ２５、２５Ａの外部に設けられていてもよい。
表示パネルコントローラ２５及び制御パネルコントローラ２５Ａは、乱数生成器２６において生成された乱数を用いて微小開口部の開口順序をランダム化し、かかる開口順序に応じて２Ｄ画像要素の表示制御を行い、３Ｄ表示を行っている。かかる表示制御の方法について、図１２及び図１３を参照して以下に説明する。
図１２は、微小開口部（スリット）Ｓ１〜Ｓ８の開口順序を模式的に示す図であり、図１３は、スリットＳ１〜Ｓ８の開閉、ビデオＲＡＭ１８からの画像データの読み出し及び２Ｄ画像要素の表示・更新のタイミングを示すタイミングチャートである。なお、線順次方式によって表示画像データの表示がなされ、フレーム周波数が３０Ｈｚである場合を例に説明する。従って、微小開口部（スリット）の開閉及び画像更新（２Ｄ画像要素の更新）は２４０（＝３０×８）Ｈｚである。すなわち、フレーム期間及びサブフレーム期間はそれぞれ１／３０ｓｅｃ、１／２４０ｓｅｃである。
表示パネルコントローラ２５は、入力された３Ｄビデオデータ信号ＶＳからフレーム同期信号ＦＳを取り込み、当該フレーム同期信号に基づいて生成した走査線制御信号をＤＰ・行ドライバ１５に送出し、ＤＰ・行ドライバ１５を制御する。表示パネルコントローラ２５は、ＤＰ・列ドライバ１７及びビデオＲＡＭ１８を制御し、上記したように予め各２Ｄ画像要素が反転された３Ｄ画像データを画像表示パネル１１に表示する。
表示パネルコントローラ２５は、フレーム同期信号ＦＳからサブフレーム同期信号ＳＳを生成し、制御パネルコントローラ２５Ａにフレーム同期信号ＦＳ及びサブフレーム同期信号ＳＳを送出する。あるいは、制御パネルコントローラ２５Ａは、表示パネルコントローラ２５からフレーム同期信号ＦＳを受信し、これに基づいてサブフレーム同期信号ＳＳを生成してもよい。
まず、表示パネルコントローラ２５の制御の下、乱数生成器２６は、フレーム同期信号ＦＳに応答して、スリットＳ１〜Ｓ８のいずれか１を順次選択的に指定する乱数を生成する。例えば、数列（１，５，２，６，３，７，４，８）を生成する。
制御パネルコントローラ２５Ａは、第１サブフレーム（ＳＦ１）において、当該数列の第１の数（１）に基づいてスリットＳ１を開くよう制御する。第１サブフレーム（ＳＦ１）の開始に応じてビデオＲＡＭ１８から画像データの読み出しを行う。当該画像データの読み出しによって２Ｄ表示要素Ｐｉに２Ｄ画像要素の表示が行われる。この際、表示パネルコントローラ２５は、視点ＶＰ４からスリットＳ１を通して見える３Ｄ表示要素Ｑｊｋの２Ｄ表示要素Ｐ１に２Ｄ画像要素Ｖ（４，１）を表示させる制御をなす。
次に、制御パネルコントローラ２５Ａは、生成された乱数（上記した数列の第２の数（５））に基づいて、第２サブフレーム（ＳＦ２）において、スリットＳ５を開く。上記第１サブフレームの場合と同様に、視点ＶＰ４からスリットＳ５を通して見える３Ｄ表示要素Ｑｊｋの２Ｄ表示要素Ｐ５に２Ｄ画像要素Ｖ（４，５）を表示させる制御をなす。
同様にして、第３〜８サブフレーム（ＳＦ３〜８）において、それぞれスリットＳ２，Ｓ６，Ｓ３，Ｓ７，Ｓ４，Ｓ８を開き、これらのスリットを通して見える３Ｄ表示要素Ｑｊｋの２Ｄ表示要素Ｐ２，Ｐ６，Ｐ３，Ｐ７，Ｐ４，Ｐ８に２Ｄ画像要素Ｖ（４，２），Ｖ（４，６），Ｖ（４，３），Ｖ（４，７），Ｖ（４，４），Ｖ（４，８）を表示させる。上記した動作によって、視点ＶＰ４から８つの２Ｄ画像要素Ｖ（４，１）〜Ｖ（４，８）が見えることになる。この動作を眼の残像保持時間内に行うことにより、視点ＶＰ４から全体として２Ｄ分割画像Ｖｊｋ（４）が見えることになる。
前述のように、第１〜８サブフレーム（ＳＦ１〜８）におけるスリットＳ１〜Ｓ８の開閉（開口位置の移動）に応じて、２Ｄ画像要素の表示制御を他の視点ＶＰ１〜３、５〜８についても同様に行う。図１４は、スリットＳ１〜Ｓ８を通して見える２Ｄ表示要素を模式的に示している。なお、説明のため、スリットＳ１〜Ｓ８の全てを開口している場合を図示しているが、前述のように、表示中は何れかのスリットが開口され、他のスリットは閉じられているように制御される。例えば、視点ＶＰ１については、図１４に模式的に示すように、スリットＳ１〜Ｓ３を通して見える２Ｄ表示要素はそれぞれ、隣接する３Ｄ表示要素Ｑｊ，ｋ−１の２Ｄ表示要素Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８であり、スリットＳ４〜Ｓ８を通して見える２Ｄ表示要素はそれぞれ、３Ｄ表示要素Ｑｊ，ｋの２Ｄ表示要素Ｐ１〜Ｐ５である。従って、図１５に示すように、第１〜８サブフレーム（ＳＦ１〜８）のうち、第１〜３、第５、第７サブフレーム（ＳＦ１〜３、ＳＦ５、ＳＦ７）においては、それぞれ３Ｄ表示要素Ｑｊ，ｋの２Ｄ表示要素Ｐ１，Ｐ５，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４に２Ｄ画像要素Ｖ（１，１），Ｖ（１，５），Ｖ（１，２），Ｖ（１，３），Ｖ（１，４）を表示させる。また、第４、第６、第８サブフレーム（ＳＦ４、ＳＦ６、ＳＦ８）においては、隣接３Ｄ表示要素Ｑｊ，ｋ−１の２Ｄ表示要素Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８にそれぞれ２Ｄ画像要素Ｖ（１，６），Ｖ（１，７），Ｖ（１，８）を表示させる。なお、Ｖ（１，１）〜Ｖ（１，８）は全て２Ｄ分割画像Ｖｊｋ（１）の２Ｄ画像要素（＝Ｖｊｋ（１，１）〜Ｖｊｋ（１，８））である。かかる動作によって、視点ＶＰ１から８つの２Ｄ画像要素Ｖ（１，１）〜Ｖ（１，８）が１フレーム期間内に見えることになる。従って、視点ＶＰ１から眼の残像保持時間内に全体として２Ｄ分割画像Ｖｊｋ（１）が見えることになる。
さらに、以降のフレームについても同様にスリットＳ１〜Ｓ８の開口順序をランダム化するとともに、当該開口順序に応じて２Ｄ画像要素の表示制御を行う。また、かかる制御を全ての３Ｄ表示要素Ｑｊ，ｋ及び３Ｄ制御要素Ｔｊｋに関して行う。
上記した表示制御方法におけるデータ処理は、以下のように行うことができる。すなわち、表示パネルコントローラ２５は、微小開口部の開口順序に対応する２Ｄ画像要素の表示順序に基づいて画像データの並べ替え（ソーティング）を行いつつ画像データをＲＡＭ１８に格納するようＲＡＭ１８のアドレシング制御を行う。
あるいは、図１６に示すように、表示パネルコントローラ２５は、ソーティング回路（ソータ）２７Ａを有し、ソーティング後の画像データをＲＡＭ１８に格納するよう構成されていてもよい。より詳細には、表示パネルコントローラ２５は、入力された３Ｄビデオデータ信号ＶＳを受信する。表示パネルコントローラ２５のソーティング回路２７Ａは、スリットの開口順序に対応して２Ｄ画像要素データのソーティングを行う。表示パネルコントローラ２５は、当該ソーティング後の画像データＶＳ’をＲＡＭ１８に送出し、格納する。
上記スリットの開口順序はＲＡＭ１８に格納されてもよい。あるいは、当該開口順序は、表示パネルコントローラ２５、制御パネルコントローラ２５Ａに設けられた記憶領域（図示しない）、又は他の記憶領域に格納するようにしてもよい。なお、開口順序がＲＡＭ１８に格納されている場合には、図１６に示すように、当該開口順序を表すデータＰＤがＲＡＭ１８から制御パネルコントローラ２５Ａに送られる。
制御パネルコントローラ２５Ａは、当該格納された開口順序に基づいてスリットＳ１〜Ｓ８の開口制御を行う。表示パネルコントローラ２５は、ＲＡＭ１８、行ドライバ１５及び列ドライバ１７を制御することによって、前述の図１２，１３を参照して説明した２Ｄ画像要素の表示制御を行う。
このように、微小開口部の開口順序をランダム化し、かかる開口順序に応じて２Ｄ画像要素の表示制御を行うことにより、フリッカが生じることのない３Ｄ画像表示を行うことができる。また、微小開口部の開口順序に応じた２Ｄ画像要素の開口順序に基づいて画像データをＲＡＭに格納することによってデータ読み込みに時間を要することがないため高速に画像更新を行うことができる。従って、解像度が高く、高速な３Ｄ画像表示を行うことができる。FIG. 1 is a block diagram schematically showing a configuration of a three-dimensional display device 10 that is Embodiment 1 of the present invention.
The 3D display device 10 is a multiplex pinhole scanning type integral photography (MPS-IP) type 3D display device. The three-dimensional display device 10 includes an image display panel 11, a display control panel 12, a display panel / row driver (hereinafter referred to as DP / row driver) 15 and a display panel / column driver (hereinafter referred to as “DP”). DP / column driver) 17, control panel / row driver (hereinafter referred to as CP / column driver) 21 for driving the display control panel 12, and control panel / column driver (hereinafter referred to as CP / column driver) 23. Have.
The image display panel 11 is driven by the DP / row driver 15 via the row signal lines A1 to Am and by the DP / column driver 17 via the column signal lines B1 to Bn. The row signal lines A1 to Am and the column signal lines B1 to Bn correspond to stereoscopic image elements to be described later. Accordingly, each of the row signal lines A1 to Am corresponds to one or more scanning lines of the image display panel 11, and each of the column signal lines B1 to Bn corresponds to one or more data lines of the image display panel 11. ing.
The display control panel 12 is driven by the CP / row driver 21 via the row signal lines C1 to Cm and by the CP / column driver 23 via the column signal lines D1 to Dn.
The three-dimensional display device 10 is provided with a display panel controller 25 that controls the drivers 15 and 17 to control image display, and a control panel controller 25A that controls the drivers 21 and 23.
The display panel controller 25 controls the image display panel 11 based on the 3D image data signal (video data signal) VS input from the input terminal 14 of the three-dimensional display device 10. The DP / column driver 17 includes an image RAM (video RAM) 18 that is a memory in which image data input from the input terminal 14 is written. The display panel controller 25 controls the video RAM 18 such as writing data to the video RAM 18 and reading data from the RAM 18. The control panel controller 25A is interconnected with the display panel controller 25 and has a function as a three-dimensional display controller. That is, the overall control of the three-dimensional display device 10 including synchronization between the image display panel 11 and the display control panel 12, timing control, and the like is performed by the cooperation of the display panel controller 25 and the control panel controller 25A.
As shown in FIG. 2, the image display panel 11 is provided with a region where a minute stereoscopic image is displayed in a matrix of m rows and n columns. Hereinafter, such a small stereoscopic image display area is referred to as a 3D display element (or simply a 3D element). As shown in the figure, the image display panel 11 is installed so that a viewer can view with the x direction (scanning direction) as the horizontal direction and the y direction as the vertical direction. Below, the case where the image display panel 11 is comprised by the monochrome EL display panel using an organic electroluminescent (EL) element is demonstrated to an example. Since EL elements can operate at high speed, they are particularly suitable for 3D display panels. It should be noted that the present invention can be easily applied to other types of display elements and color display panels using RGB display elements.
FIG. 3 schematically shows the configuration of the 3D display element Qjk in an arbitrary j-th row and k-th column (j = 1 to m, k = 1 to n) of the image display panel 11. As shown in FIG. 3, the 3D display element Qjk in an arbitrary j-th row and k-th column (j = 1 to m, k = 1 to n) of the image display panel 11 further includes a plurality of planar display elements (2D display elements). ). Hereinafter, a case where one 3D display element is composed of eight 2D display elements P1 to P8 divided in the horizontal direction (x direction) will be described as an example. In the following, the subscript “jk” or the like may be indicated as “j, k” or the like for clarity of description.
The 2D display elements P1 to P8 are connected to the row signal line Aj. The 2D display element Pi (i = 1 to 8) is connected to the column signal line Bki. The image display panel 11 has a configuration in which a plurality of EL elements are arranged in the xy plane, and each EL element is arranged at a position where a scanning line and a data line intersect. A minute planar image is displayed on each of the 2D display elements Pi. Accordingly, the row signal line Aj (J = 1 to m) is a signal line group including one or more scanning lines in the image display panel 11, and one column signal line Bki (i = 1 to 8). The signal line group is composed of the above data lines, and the column signal line Bk (k = 1 to n) is a signal line group composed of a plurality of data lines.
FIG. 4 is a diagram schematically showing the configuration of the display control panel 12 and also shows the image display panel 11. The display control panel 12 includes 3D control elements Tjk (j = 1 to m, k = 1 to 1) arranged corresponding to the 3D display elements Qjk (j = 1 to m, k = 1 to n) of the image display panel 11. n). The display control panel 12 is attached to the front surface of the image display panel 11 so that the 3D control element Tjk corresponds to the 3D display element Qjk. That is, the display device is configured by combining the image display panel 11 and the display control panel 12. In the following description, such a display device is referred to as a 3D display (device).
FIG. 5 is a diagram schematically showing a detailed configuration of the 3D control element Tjk described above. The 3D control element Tjk (j = 1 to m, k = 1 to n) of the display control panel 12 includes slits S1 to S8 which are minute translucent parts (hereinafter referred to as minute openings). The slits S 1 to S 8 correspond to the 2D display elements P 1 to P 8 of the image display panel 11 and are slit openings having a rectangular shape with the long side in the vertical direction (y direction).
In this embodiment, a case where 3D display is performed using a slit as a minute opening will be described as an example. However, 3D display is performed using a display control panel in which pinholes, microlenses, and the like are arranged as minute openings. It can also be done.
6 is a cross-sectional view of the 3D control element Tjk shown in FIG. The 3D control element Tjk (j = 1 to m, k = 1 to n) is provided with shutters SH1 to SH8 that open and close the slits S1 to S8. The 3D control element Tjk is coupled to an actuator (not shown) such as a piezoelectric element that drives each of the shutters SHi (i = 1 to 8). The actuator is connected to the row signal line Cj and the column signal line Dki, and based on shutter control signals supplied from the CP / row driver 21 and the CP / column driver 23 via these signal lines, the shutter SHi (i = 1 to 8). As shown in the figure, the column signal line Dk is a signal line group including a plurality of column signal lines Dki (i = 1 to 8).
In this embodiment, the case where the minute opening (slit) of the 3D control element Tjk is realized by using a mechanical shutter will be described as an example. However, other types of minute openings may be used. For example, a liquid crystal panel or the like that can electrically open and close a minute opening can be used.
Next, the principle and driving operation of 3D display will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a diagram schematically illustrating the principle of 3D display when one 3D image is displayed as eight 2D images. In the 3D display element Qjk of the display control panel 12, eight 2D image elements that are elements of the 3D image are displayed.
More specifically, an image (2D image) when the object to be displayed is viewed from eight different directions (eight viewpoints) is prepared. Each of these eight 2D images is divided into 2D images Vjk having a size corresponding to the 3D display element Qjk, and the divided 2D images (2D divided images) Vjk (p) are divided into minute openings (slits). ) And 2D image elements Vjk (p, q) having a rectangular shape (band shape) having a long side in the vertical direction (y direction). Here, p is an index corresponding to the eight viewpoints (VP1 to VP8), and p = 1 to 8. Further, q is an index corresponding to the position in the 2D divided image of the rectangular 2D image element. In the following, the 2D divided image Vjk (p) and 2D image element Vjk (p, q) corresponding to the 3D display element Qjk will be generally described. However, for ease of explanation and understanding, the 2D divided image Vjk ( p) is abbreviated as V (p), and 2D image element Vjk (p, q) (p = 1-8, q = 1-8) is abbreviated as V (p, q). . Therefore, V (p, q) is a 2D image element in the 2D divided image V (p) when viewed from the p-th viewpoint VPp. More specifically, as illustrated in FIG. 7, for example, the 2D divided image V (p) viewed from the p-th viewpoint includes eight 2D image elements V (p, 1) to V (p, 8 ).
FIG. 8 is a view of the image display panel 11 and the display control panel 12 as viewed from the y direction (that is, above the viewer viewing the three-dimensional display device 10). A 2D image element viewed from the left viewpoints VP1 and VP8 and VP4 through a minute opening (for example, slit S4) is shown. Only the slit S4 is open, and the other slits are closed.
The 2D image element V (i, i) is displayed on the 2D display element Pi (1 = 1 to 8) in the 3D display element Qjk of the image display panel 11. Accordingly, the 2D image elements V (4, 4), V (1, 1), and V (8, 8) displayed on the 2D display elements P4, P1, and P8 can be seen from the viewpoints VP4, VP1, and VP8, respectively. In this state, the viewer can obtain a stereoscopic effect by parallax between both eyes (left and right). In addition to binocular parallax, a stereoscopic effect can be obtained by moving the viewpoint, and motion parallax can also be obtained. However, since only information by binocular parallax can be obtained from one viewpoint, the plane resolution is as low as 1/8.
Note that the image viewed through the slit has a relationship that is 180 degrees symmetrical with respect to the image displayed on the 2D display element, so that the image display panel 11 is displayed so that the previously inverted image is displayed on the 2D display element. Is driven. In this case, 3D image data obtained by inverting each 2D image element in advance is input from the input end 14 of the three-dimensional display device 10. Alternatively, it may be written in the video RAM 18 by the inversion control corresponding to the 2D image element by the display panel controller 25. Alternatively, inversion control may be performed by the display panel controller 25 when reading from the video RAM 18.
In this embodiment, the shutter SHi of the minute opening is sequentially switched at a high speed, the slit opening position is switched and scanned (moved), and the 2D image element is also updated in synchronization with the scanning of the opening. Such an operation will be described below.
FIG. 9 is a view similar to FIG. 8, but shows a case where the 3D display device (the image display panel 11 and the display control panel 12) is viewed from the viewpoint VP4. Shutters other than SH4 are closed, and only the slit S4 is open. As described above, the 2D image element V (4, 4) displayed on the 2D display element P4 can be seen through the slit S4 from the viewer located at the viewpoint VP4.
Next, as shown in FIG. 10, the shutter SH5 is opened and the shutters other than SH5 are closed. That is, the position of the opening is moved from S4 to S5. The 2D image element is updated in synchronization with the movement of the opening, and the 2D image element V (4, 5) is displayed on the 2D display element P5 that is visible from the viewpoint VP4. That is, the 2D image element V (4, 5) corresponds to a 2D image from the same viewpoint as the 2D image element V (4, 4) that was seen last time.
By switching (moving) the slit opening position and updating the 2D image element, the 2D image elements V (4, 4) and V (4, 5) can be seen from the viewpoint VP4. By sequentially performing the above-described operation for the slit openings S1 to S8, eight 2D image elements V (4, 1) to V (4, 8) can be seen from the viewpoint VP4. By performing this operation within the afterimage retention time of the eye, the 2D divided image V (4) can be seen as a whole. Similarly, by updating the 2D image elements that can be seen from the other viewpoints VP1 to VP3 and VP5 to VP8, in addition to the stereoscopic effect due to binocular parallax and viewpoint movement, the planar resolution is also greatly improved (8 times).
Next, the opening operation of the minute opening (slit) and the display operation of the 2D image element will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 11 is a block diagram for explaining the operation of the image display panel 11 and the display control panel 12 in this embodiment. The display panel controller (DP controller) 25 that controls the driving of the image display panel 11 is provided with random number generating means. The random number generation means will be described as a case where it is provided as the random number generator 26 in the display panel controller 25 by a hardware configuration, but may be provided as software. The random number generator 26 may be provided in the control panel controller 25A instead of in the display panel controller 25, or may be provided outside the controllers 25 and 25A.
The display panel controller 25 and the control panel controller 25A use the random number generated by the random number generator 26 to randomize the opening order of the minute openings, perform display control of 2D image elements according to the opening order, and perform 3D display It is carried out. This display control method will be described below with reference to FIGS.
FIG. 12 is a diagram schematically showing the opening order of the minute openings (slits) S1 to S8. FIG. 13 is a diagram illustrating opening and closing of the slits S1 to S8, reading of image data from the video RAM 18, and display of 2D image elements. -It is a timing chart which shows the timing of an update. The case where display image data is displayed by the line sequential method and the frame frequency is 30 Hz will be described as an example. Therefore, opening and closing of the minute opening (slit) and image update (2D image element update) are 240 (= 30 × 8) Hz. That is, the frame period and the subframe period are 1/30 sec and 1/240 sec, respectively.
The display panel controller 25 takes in the frame synchronization signal FS from the input 3D video data signal VS, and sends the scanning line control signal generated based on the frame synchronization signal to the DP / row driver 15. To control. The display panel controller 25 controls the DP / column driver 17 and the video RAM 18, and displays 3D image data in which each 2D image element is inverted in advance as described above on the image display panel 11.
The display panel controller 25 generates a subframe synchronization signal SS from the frame synchronization signal FS, and sends the frame synchronization signal FS and the subframe synchronization signal SS to the control panel controller 25A. Alternatively, the control panel controller 25A may receive the frame synchronization signal FS from the display panel controller 25 and generate the subframe synchronization signal SS based on this.
First, under the control of the display panel controller 25, the random number generator 26 generates a random number that selectively designates any one of the slits S1 to S8 in response to the frame synchronization signal FS. For example, a number sequence (1, 5, 2, 6, 3, 7, 4, 8) is generated.
The control panel controller 25A controls to open the slit S1 based on the first number (1) in the number sequence in the first subframe (SF1). Image data is read from the video RAM 18 in response to the start of the first subframe (SF1). By reading the image data, the 2D image element is displayed on the 2D display element Pi. At this time, the display panel controller 25 performs control to display the 2D image element V (4, 1) on the 2D display element P1 of the 3D display element Qjk that can be seen from the viewpoint VP4 through the slit S1.
Next, the control panel controller 25A opens the slit S5 in the second subframe (SF2) based on the generated random number (the second number (5) in the above-described number sequence). As in the case of the first subframe, control is performed to display the 2D image element V (4, 5) on the 2D display element P5 of the 3D display element Qjk that can be seen from the viewpoint VP4 through the slit S5.
Similarly, in the third to eighth subframes (SF3 to 8), the slits S2, S6, S3, S7, S4 and S8 are opened, and the 2D display elements P2, P6 and 3D of the 3D display element Qjk which can be seen through these slits. 2D image elements V (4,2), V (4,6), V (4,3), V (4,7), V (4,4), V (4, P3, P7, P4, P8 8) is displayed. With the above-described operation, eight 2D image elements V (4, 1) to V (4, 8) can be seen from the viewpoint VP4. By performing this operation within the afterimage retention time of the eye, the 2D divided image Vjk (4) can be seen as a whole from the viewpoint VP4.
As described above, the display control of the 2D image element is controlled by the other viewpoints VP1 to VP3, 5 to 8 in accordance with the opening / closing of the slits S1 to S8 (movement of the opening position) in the first to eighth subframes (SF1 to 8). Do the same for. FIG. 14 schematically shows 2D display elements that can be seen through the slits S1 to S8. For the sake of explanation, the case where all of the slits S1 to S8 are opened is illustrated, but as described above, one of the slits is opened and the other slits are closed during display. Controlled. For example, for the viewpoint VP1, as schematically shown in FIG. 14, the 2D display elements that can be seen through the slits S1 to S3 are the 2D display elements P6, P7, and P8 of the adjacent 3D display elements Qj and k−1, respectively. The 2D display elements that can be seen through the slits S4 to S8 are the 2D display elements P1 to P5 of the 3D display elements Qj and k, respectively. Accordingly, as shown in FIG. 15, in the first to eighth subframes (SF1 to 8), the first to third, fifth, and seventh subframes (SF1 to 3, SF5, and SF7) are each displayed in 3D. 2D image elements V (1,1), V (1,5), V (1,2), V (1,3), V on the 2D display elements P1, P5, P2, P3, P4 of the elements Qj, k (1, 4) is displayed. Further, in the fourth, sixth, and eighth subframes (SF4, SF6, and SF8), the 2D image elements V (1, 6) are respectively added to the 2D display elements P6, P7, and P8 of the adjacent 3D display elements Qj, k-1. ), V (1,7), V (1,8) are displayed. V (1,1) to V (1,8) are all 2D image elements (= Vjk (1,1) to Vjk (1,8)) of the 2D divided image Vjk (1). With this operation, eight 2D image elements V (1,1) to V (1,8) can be seen within one frame period from the viewpoint VP1. Accordingly, the 2D divided image Vjk (1) can be seen as a whole within the eye afterimage retention time from the viewpoint VP1.
Further, similarly for the subsequent frames, the opening order of the slits S1 to S8 is randomized, and display control of 2D image elements is performed according to the opening order. Such control is performed for all 3D display elements Qj, k and 3D control elements Tjk.
Data processing in the display control method described above can be performed as follows. That is, the display panel controller 25 performs addressing control of the RAM 18 so as to store the image data in the RAM 18 while rearranging (sorting) the image data based on the display order of the 2D image elements corresponding to the opening order of the minute openings. Do.
Alternatively, as shown in FIG. 16, the display panel controller 25 may include a sorting circuit (sorter) 27 A and store the image data after sorting in the RAM 18. More specifically, the display panel controller 25 receives the input 3D video data signal VS. The sorting circuit 27A of the display panel controller 25 sorts 2D image element data corresponding to the opening order of the slits. The display panel controller 25 sends the sorted image data VS ′ to the RAM 18 for storage.
The opening order of the slits may be stored in the RAM 18. Alternatively, the opening order may be stored in a storage area (not shown) provided in the display panel controller 25, the control panel controller 25A, or another storage area. When the opening order is stored in the RAM 18, data PD representing the opening order is sent from the RAM 18 to the control panel controller 25A as shown in FIG.
The control panel controller 25A performs opening control of the slits S1 to S8 based on the stored opening order. The display panel controller 25 controls the display of the 2D image elements described with reference to FIGS. 12 and 13 by controlling the RAM 18, the row driver 15, and the column driver 17.
Thus, by randomizing the opening order of the minute openings and performing display control of 2D image elements in accordance with the opening order, 3D image display without flicker can be performed. In addition, by storing image data in the RAM based on the opening order of 2D image elements corresponding to the opening order of the minute openings, it is possible to update the image at high speed because it does not take time to read the data. Therefore, high-resolution 3D image display with high resolution can be performed.

図１７は、本発明の実施例２である三次元表示装置１０におけるコントローラ、ＲＡＭ及びドライバの構成を模式的に示すブロック図である。
実施例１において説明した表示制御方法、すなわち微小開口部の開口順序をランダム化し、かかる開口順序に応じて２Ｄ画像要素の表示制御を行う方法は、例えば、複数の画面データを格納可能なビデオＲＡＭを用いて実行することも可能である。すなわち、図１６に模式的に示すように、前述のＲＡＭ１８に代わってＲＡＭ１８Ａ，１８Ｂが設けられている。例えば、ＲＡＭ１８Ａ，１８Ｂはそれぞれ少なくとも１サブフレーム分のメモリ容量を有している。
より詳細には、表示パネルコントローラ２５の制御の下、入力端１４から入力された３Ｄ画像データは一旦ＲＡＭ１８Ａに書き込まれる。表示パネルコントローラ２５は、乱数生成器２６からの乱数に基づいて、第１〜８サブフレーム（ＳＦ１〜８）におけるスリットの開口順序がランダムであるように定める。表示パネルコントローラ２５は、当該微小開口部の開口順序に応じた２Ｄ画像要素の表示順序に基づいて画像データのソーティング制御を行う。すなわち、ソーティングされた状態で画像データがＲＡＭ１８Ｂに格納されるようＲＡＭ１８のアドレシング制御を行う。つまり、サブフレームごとにＲＡＭ１８Ｂから画像データを順次読み出すことにより微小開口部の開口順序に応じた２Ｄ画像要素が表示されるような格納位置に画像データが格納される。
また、表示パネルコントローラ２５は、スリットの開口順序を制御パネルコントローラ２５Ａに送出する。制御パネルコントローラ２５Ａは、当該開口順序に基づいてスリットＳ１〜Ｓ８の開口を行う。すなわち、表示パネルコントローラ２５及び制御パネルコントローラ２５Ａは、協働してスリットＳ１〜Ｓ８の開口制御及び２Ｄ画像要素の表示制御を行う。かかる表示パネルコントローラ２５及び制御パネルコントローラ２５Ａの制御により、前述の図１２，１３を参照して説明した２Ｄ画像要素の表示制御を行うことができる。
従って、フリッカが生じることのない３Ｄ画像表示を行うことができる。また、微小開口部の開口順序に応じた２Ｄ画像要素の開口順序に基づいて画像データをＲＡＭに格納することによってデータ読み込みに時間を要することがないため高速に画像更新を行うことができる。従って、解像度が高く、高速な３Ｄ画像表示を行うことができる。FIG. 17 is a block diagram schematically illustrating the configuration of the controller, the RAM, and the driver in the three-dimensional display device 10 that is Embodiment 2 of the present invention.
The display control method described in the first embodiment, that is, the method of randomizing the opening order of the minute openings and performing the display control of 2D image elements in accordance with the opening order, for example, is a video RAM capable of storing a plurality of screen data. It is also possible to execute using That is, as schematically shown in FIG. 16, RAMs 18A and 18B are provided in place of the RAM 18 described above. For example, each of the RAMs 18A and 18B has a memory capacity for at least one subframe.
More specifically, under the control of the display panel controller 25, 3D image data input from the input terminal 14 is temporarily written in the RAM 18A. Based on the random number from the random number generator 26, the display panel controller 25 determines that the opening order of the slits in the first to eighth subframes (SF1 to 8) is random. The display panel controller 25 performs sorting control of image data based on the display order of 2D image elements corresponding to the opening order of the minute openings. That is, the addressing control of the RAM 18 is performed so that the image data is stored in the RAM 18B in the sorted state. That is, the image data is stored at a storage position where 2D image elements corresponding to the opening order of the minute openings are displayed by sequentially reading the image data from the RAM 18B for each subframe.
Further, the display panel controller 25 sends the opening order of the slits to the control panel controller 25A. The control panel controller 25A opens the slits S1 to S8 based on the opening order. That is, the display panel controller 25 and the control panel controller 25A cooperate to perform opening control of the slits S1 to S8 and display control of 2D image elements. The display control of the 2D image elements described with reference to FIGS. 12 and 13 can be performed by the control of the display panel controller 25 and the control panel controller 25A.
Therefore, 3D image display without flicker can be performed. In addition, by storing image data in the RAM based on the opening order of 2D image elements corresponding to the opening order of the minute openings, it is possible to update the image at high speed because it does not take time to read the data. Therefore, high-resolution 3D image display with high resolution can be performed.

図１８は、本発明の実施例３である三次元表示装置１０におけるコントローラ、ＲＡＭ及びドライバの構成を模式的に示すブロック図である。
本実施例においては、表示パネルコントローラ２５は、ソータ回路及びヘッダ生成器（以下、ソータ／ヘッダ生成器という）２７Ｂを有している。ソータ／ヘッダ生成器２７Ｂは、微小開口部（スリット）の開口順序に対応して２Ｄ画像要素データのソーティングを行うとともに、２Ｄ画像要素データに対応するスリットの開口順序を表すヘッダ情報（以下、単にヘッダという）を生成する。すなわち、ソータ／ヘッダ生成器２７Ｂは、ソーティングされた２Ｄ画像要素データに当該２Ｄ画像要素データに関連するヘッダを付随させた３Ｄ画像データ信号ＶＨを生成する。表示パネルコントローラ２５は、当該ソーティング後であってヘッダが付加された画像データＶＨをＲＡＭ１８に送出し、格納するよう制御を行う。
制御パネルコントローラ２５Ａは、ＲＡＭ１８に格納されたヘッダを読み出し、そのヘッダが表す開口順序に基づいてスリットＳ１〜Ｓ８の開口制御を行う。表示パネルコントローラ２５は、ＲＡＭ１８、行ドライバ１５及び列ドライバ１７を制御することによって、前述の図１２，１３を参照して説明したのと同様に２Ｄ画像要素の表示制御を行う。
このように、微小開口部（スリット）の開口順序をヘッダとして２Ｄ画像データに付加してメモリに格納し、画像データの読み出しの際に当該ヘッダ情報に基づいて開口位置（開口されるスリット）を判別できるので、開口順序をランダム化した表示制御を高速に行うことができる。従って、フリッカが生じることのない３Ｄ画像表示を高速に行うことができる利点を有する。さらに、メモリ容量も低減でき、低コストで解像度が高く、高速な３Ｄ画像表示を行うことができる。FIG. 18 is a block diagram schematically illustrating the configuration of the controller, the RAM, and the driver in the three-dimensional display device 10 that is Embodiment 3 of the present invention.
In this embodiment, the display panel controller 25 includes a sorter circuit and a header generator (hereinafter referred to as a sorter / header generator) 27B. The sorter / header generator 27B performs sorting of 2D image element data corresponding to the opening order of the minute openings (slits), and header information (hereinafter simply referred to as slit opening order corresponding to the 2D image element data). Header). That is, the sorter / header generator 27B generates the 3D image data signal VH in which the sorted 2D image element data is accompanied by a header related to the 2D image element data. The display panel controller 25 controls to send the image data VH to which the header is added after the sorting to the RAM 18 and store it.
The control panel controller 25A reads the header stored in the RAM 18, and performs opening control of the slits S1 to S8 based on the opening order represented by the header. The display panel controller 25 controls the RAM 18, the row driver 15, and the column driver 17 to control the display of 2D image elements in the same manner as described with reference to FIGS.
As described above, the opening order of the minute openings (slits) is added to the 2D image data as a header and stored in the memory, and the opening position (the slit to be opened) is determined based on the header information when the image data is read out. Since it can be determined, display control with a random opening order can be performed at high speed. Therefore, there is an advantage that 3D image display without flicker can be performed at high speed. Furthermore, the memory capacity can be reduced, and high-speed 3D image display can be performed at low cost with high resolution.

図１９は、本発明の実施例４である微小開口部（スリット）の開口順序を模式的に示す図である。
上記した実施例においては、スリットの開口順序をランダム化した表示制御について説明したが、必ずしもランダムである必要はない。例えば、奇数番目のスリットを順次開口した後、偶数番目のスリットを順次開口するインターレース表示制御を行ってもよい。以下に、視点ＶＰ４に対応する表示制御について図１９を参照しつつ説明する。
制御パネルコントローラ２５Ａは、第１サブフレーム（ＳＦ１）において、スリットＳ１を開くよう制御する。この際、表示パネルコントローラ２５は、視点ＶＰ４からスリットＳ１を通して見える３Ｄ表示要素Ｑｊｋの２Ｄ表示要素Ｐ１に２Ｄ画像要素Ｖ（４，１）を表示させる制御をなす。
次に、制御パネルコントローラ２５Ａは、第２サブフレーム（ＳＦ２）において、次の奇数番目のスリットＳ３を開く。表示パネルコントローラ２５は、視点ＶＰ４からスリットＳ３を通して見える３Ｄ表示要素Ｑｊｋの２Ｄ表示要素Ｐ３に２Ｄ画像要素Ｖ（４，３）を表示させる制御をなす。同様にして、制御パネルコントローラ２５Ａは、第３，４サブフレーム（ＳＦ３，ＳＦ４）において、スリットＳ５，Ｓ７を開き、表示パネルコントローラ２５はスリットＳ５，Ｓ７を通して見える２Ｄ表示要素Ｐ５，Ｐ７に２Ｄ画像要素Ｖ（４，５）、Ｖ（４，７）を表示させる。
奇数番目のスリットＳ１，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ７について表示制御が終了したら、偶数番目のスリットＳ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８について同様な表示制御を行う。
かかるインターレース表示制御によってもフリッカが生じることのない３Ｄ画像表示を行うことができる。さらに、開口順序が予め定められているので、高速かつ簡便に表示制御を行うことができる。従って、低コストで解像度が高く、高速な３Ｄ画像表示を行うことができる。
なお、上記した種々の実施例においては、２Ｄ表示要素Ｐｉを１次元（ｘ方向）に配した表示パネル、及び当該２Ｄ表示要素に対応する微小開口部（スリット）を制御パネルに設けた場合（図３）について説明したが、容易に２次元に配した場合に応用が可能である。例えば、表示パネルがｘ方向及びｙ方向に２Ｄ表示要素がマトリクス状に配された３Ｄ表示要素Ｑｊｋからなり、制御パネルが、当該２Ｄ表示要素に対応し、ｘ方向及びｙ方向に微小開口部（ピンホール等）がマトリクス状に配された３Ｄ制御要素Ｔｊｋからなる場合に容易に適用が可能である。
なお、上記した実施例は適宜組み合わせることができる。また、実施例中において示した数値は例示であって、適宜変更して適用することができる。FIG. 19 is a diagram schematically illustrating the opening order of the minute openings (slits) according to the fourth embodiment of the present invention.
In the above-described embodiments, the display control in which the opening order of the slits is randomized has been described. However, the display control is not necessarily random. For example, interlaced display control may be performed in which odd-numbered slits are sequentially opened and then even-numbered slits are sequentially opened. Hereinafter, display control corresponding to the viewpoint VP4 will be described with reference to FIG.
The control panel controller 25A controls to open the slit S1 in the first subframe (SF1). At this time, the display panel controller 25 performs control to display the 2D image element V (4, 1) on the 2D display element P1 of the 3D display element Qjk that can be seen from the viewpoint VP4 through the slit S1.
Next, the control panel controller 25A opens the next odd-numbered slit S3 in the second subframe (SF2). The display panel controller 25 performs control to display the 2D image element V (4, 3) on the 2D display element P3 of the 3D display element Qjk that can be seen from the viewpoint VP4 through the slit S3. Similarly, the control panel controller 25A opens the slits S5 and S7 in the third and fourth subframes (SF3 and SF4), and the display panel controller 25 displays a 2D image on the 2D display elements P5 and P7 that can be seen through the slits S5 and S7. Elements V (4,5) and V (4,7) are displayed.
When the display control is finished for the odd-numbered slits S1, S3, S5, and S7, the same display control is performed for the even-numbered slits S2, S4, S6, and S8.
Such interlaced display control can also perform 3D image display without causing flicker. Furthermore, since the opening order is determined in advance, display control can be performed quickly and easily. Therefore, high-speed 3D image display can be performed at low cost with high resolution.
In the various embodiments described above, the control panel is provided with a display panel in which the 2D display element Pi is arranged one-dimensionally (x direction) and a minute opening (slit) corresponding to the 2D display element ( Although FIG. 3) has been described, the present invention can be applied when it is easily arranged in two dimensions. For example, the display panel includes 3D display elements Qjk in which 2D display elements are arranged in a matrix in the x direction and the y direction, and the control panel corresponds to the 2D display elements and has a minute opening (in the x direction and the y direction). The present invention can be easily applied to a case where a pinhole or the like is made up of 3D control elements Tjk arranged in a matrix.
The above-described embodiments can be appropriately combined. In addition, the numerical values shown in the examples are merely examples, and can be appropriately changed and applied.

Claims

An image display panel that performs display based on a stereoscopic image signal that includes a plurality of planar image elements obtained by dividing each of a plurality of planar images of an object viewed from different viewpoints, and is disposed in front of the image display panel, the plane A display control panel having a minute opening corresponding to an image element, and a multiplex pinhole scanning type integral photography stereoscopic image display device comprising:
The opening order is determined so that the opening order of the minute openings within the frame period of the stereoscopic image signal is random, and the minute openings are selectively opened for each subframe period of the stereoscopic image signal. A control panel controller for scanning
In synchronization with the scanning of the microscopic aperture, the planar image element displayed on the image display panel is updated so that different planar image elements of the planar image of the same viewpoint correspond to the microscopic aperture in the open state. A stereoscopic image display device comprising: a panel controller;

A memory for storing the opening order of the minute openings together with the image data of the stereoscopic image signal; and the opening driver performs scanning of the minute openings based on the stored opening order, and the display panel controller The stereoscopic image display apparatus according to claim 1, wherein the planar image element is updated based on image data stored in the memory.

A sorter unit that rearranges the image data of the stereoscopic image signal in accordance with the opening order of the minute openings, and a memory that stores the rearranged image data, and the display panel controller is stored in the memory The stereoscopic image display apparatus according to claim 1, wherein the planar image element is updated based on the obtained image data.

A first memory for storing one subframe of image data of the stereoscopic image signal, and a first memory for storing image data obtained by rearranging the image data stored in the first memory in accordance with the opening order of the minute openings. 2. The stereoscopic image display apparatus according to claim 1, wherein the display panel controller updates the planar image element based on image data stored in the second memory.

A sorter unit for rearranging the planar image elements in accordance with the opening order of the minute openings;
Generating header information representing the opening order of the minute openings, and adding the header information to the corresponding planar image element;
A memory for storing image data to which the header information is added,
The stereoscopic image display apparatus according to claim 1, wherein the control panel controller performs opening control of the minute opening based on image data stored in the memory and to which the header information is added.