JP5203316B2 - 表示制御装置、および、モアレ解消方法 - Google Patents

Description

本発明は、空間的輝度変調によって表示用画像を表示するように液晶表示素子を制御する表示制御装置、そのモアレ解消方法、および、そのための画素分割配列パターンのデータ構造に関するものである。

従来から、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの携帯型情報機器のディスプレイとして液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）が広く利用されている。ＬＣＤは、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、プラズマディスプレイなどに比べて、視野角が狭いことが欠点とされてきたが、近時のＬＣＤ技術の進歩により、視野角の広角化が進められている。

しかしながら、上記携帯型情報機器は、電車やバスの車内などにおいて混雑した状況で利用すると、上記携帯型情報機器の表示画面に表示された内容が周囲の人に覗き見される虞がある。特に、電子メールの作成および閲覧を行う場合には、その内容が周囲の人に覗き見されることはプライバシー上好ましくない。

この問題に対応して、視野角を制御できるＬＣＤが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようなＬＣＤでは、通常の広視野角モード（パブリックモード）と、視野角の狭い狭視野角モード（プライベートモード）との何れか一方から他方に切り替え可能となっている。なお、狭視野角モードとは、ユーザのいる表示画面真正面からは通常どおりの表示画像が視認でき、斜め方向からは無地画像または別の画像が見えるモードである。

特許文献１に記載の表示装置では、液晶表示パネルが、視野角の狭い範囲では線形のデータ値／輝度応答性を有し、視野角の狭い範囲の外では非線形のデータ値／輝度応答性を有することを利用している。

具体的には、原画像における隣接するデータ値を、一方は分割値を加算し、他方は分割値を減算することにより修正する。修正された画像は、表示画面の法線に平行な軸上で上記表示画面を見た場合、人間の目が空間的平均化を行うため、上記原画像と同等の画像として視認されるが、軸外で上記表示画面を見た場合、上記分割値の要素が追加されることになる。上記分割値が上記修正された画像内でマスキング画像と比例した割合で変化する場合、軸外、すなわち上記表示画面に対して斜め方向では原画像とマスキング画像とがともに視認可能となる。マスキング画像が、格子縞模様や企業のロゴなどの攪乱パターンを有する場合、軸外の観察者に対しては、原画像は実質的に隠される。これにより、プライベートモードが実現され、軸上の観察者は覗き見されることなく原画像を見ることができる。なお、本明細書では、軸外の観察者によってのみ視認される上記マスキング画像をサイド画像と称する。また、上記原画像をサイド画像に対し、メイン画像と称する。

特開２００７−０１７９８８号公報（２００７年０１月２５日公開） 特開２０００−１６２９７９号公報（２０００年０６月１６日公開）

しかしながら、上述の特許文献１では、サイド画像の領域にモアレ（干渉縞）が発生するという虞がある。

モアレ発生のメカニズムは、以下のとおりである。すなわち、上述したとおり、軸外から視認される上記サイド画像は、メイン画像における隣接するデータ値を、一方は分割値を加算し、他方は分割値を減算するという変調を行うことによって得られる。したがって、サイド画像を見せるために上記変調が行われる変調領域は、データ値の加減に基づく周期的な画素分割配列パターンを有する。上記画素分割配列パターンを有する領域をＬＣＤパネルに反映することは、ＬＣＤパネルに対して、明暗の周期性（輝度の高低のパターン）をもたらすことになる。一方、ＬＣＤモジュールは、図１６または特許文献２などに示されるとおり、複数のプリズム部を有する周期構造（レンズシート１６２または導光体など）と、上述のＬＣＤパネル１６０とが積層された構成である。上記周期構造の断面は、鋸歯状である。このような周期構造においては、プリズム部の配置によって、観察者から見て規則性のある明暗が発生している。この周期構造（レンズシート１６２）による明暗の周期パターンと、画素分割配列パターンによってＬＣＤパネル１６０にもたらされる明暗の周期パターンとの間で、上記変調領域（サイド画像が視認される領域）においてモアレが発生する。変調領域にモアレが発生するということは、軸外でのみ視認されるべきサイド画像の影が、縞模様を呈して軸上でも視認されることになり、メイン画像を軸上で観察する観察者にとって視認性が低下するという問題が生じる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、サイド画像を実現するための分割のパターンを制御することにより、液晶表示パネルと周期構造との間で発生するモアレを解消する表示制御装置、そのモアレ解消方法、および、そのための画素分割配列パターンのデータ構造を実現することにある。

本発明の表示制御装置は、上記課題を解決するために、空間的輝度変調によって表示用画像を表示画面に表示するように、液晶表示モジュールの液晶表示パネルに含まれる液晶表示素子を制御する表示制御装置であって、上記表示制御装置は、上記液晶表示素子からの輝度に関して、上記表示画面の法線に平行な軸方向に対する輝度と軸外の方向に対する輝度との非線形な対応関係と、サイド画像の画像データとに基づいて、メイン画像の画像データを変調し、変調した画像データを上記表示用画像の画像データとすることによって、上記サイド画像を上記メイン画像に合成する画像合成部と、上記画像合成部がメイン画像の画像データを変調する際に参照する、画素のデータ値の２次元の増減パターンである画素分割配列パターンを記憶する配列パターン記憶部とを備え、上記画素分割配列パターンは、該画素分割配列パターンの増減パターンにしたがって上記画像合成部が変調した画像データにより上記表示画面に表示される、上記軸方向における輝度の高低パターンが、上記液晶表示モジュールの周期構造による明暗パターンと干渉しないようになっていることを特徴としている。

上記構成によれば、画像合成部は、画素分割配列パターンにしたがって、メイン画像の各画素のデータ値を増減することによって、メイン画像の画像データを変調する。画素分割配列パターンは、該画素分割配列パターンの増減パターンにしたがって上記画像合成部が変調した画像データにより上記表示画面に表示される、上記軸方向における輝度の高低パターンが、上記液晶表示モジュールの周期構造による明暗パターンと干渉しないようになっている。

したがって、画素分割配列パターンにしたがって変調されたメイン画像が表示画面に表示されたとしても、その変調領域において、上記周期構造による明暗パターンと干渉するような模様（例えば、縞模様）は発生しない。

以上のとおり、画素分割配列パターンにおいて、増減パターンをあらかじめ定めておくことにより、変調領域における表示画面上での軸方向における輝度の高低パターンが、上記液晶表示モジュールの周期構造との間でモアレを発生することを防ぐことが可能となる。

上記画素分割配列パターンは、横方向および縦方向の少なくとも一方に並ぶ画素について、データ値の増加が連続する複数の画素と、データ値の減少が連続する複数の画素とが、当該方向にて交互に並ぶパターンを増減パターンとして含むことが好ましい。

このように、増減パターンにおいて、増（＋）と減（−）とによって出来る周期パターンを変更すると、上記液晶表示モジュールの周期構造による明暗パターンと干渉する模様（＝モアレの原因となる模様）を解消することができる。

上記画素分割配列パターンは、横方向の画素において、データ値の増加または減少が交互に並ぶパターンと、縦方向の画素において、データ値の増加が連続する複数の画素と、データ値の減少が連続する複数の画素とが縦方向にて交互に並ぶパターンとを２次元の増減パターンとして含むことが好ましい。

縦方向のみにおいて周期性に変更を加え、横方向においては、増（＋）と減（−）とが交互となるパターンを維持することにより、メイン画像の正面視画質の低下を回避しつつ、モアレを解消することが可能となる。

上記画素分割配列パターンの１画素は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色のデータ値の増減を表す３つの要素からなっていてもよい。

これにより、モアレを解消するための画素分割配列パターンを、カラーのメイン画像、および、サイド画像を表示することが可能な表示制御装置に適用することが可能となる。

上記画素分割配列パターンの上記３つの要素は、それぞれ、上記液晶表示パネルの１画素において、横方向にＲ、Ｇ、Ｂ各色の要素が並ぶように配置されている当該各色の要素に対応しており、上記画素分割配列パターンは、同一画素内で隣接する各要素において、データ値の増加または減少が交互になるパターンを増減パターンとして含むことが好ましい。

これにより、モアレ解消パターンに基づいた変調領域において発生する粒状感を軽減することができる。

上記画素分割配列パターンは、さらに、異なる画素において横方向に隣接する要素同士で、データ値の増加または減少が連続しないパターンを増減パターンとして含むことが好ましい。

これにより、モアレ解消パターンに基づいた変調領域において発生する粒状感を回避することができる。

上記画素分割配列パターンの上記３つの要素は、それぞれ、上記液晶表示パネルの１画素において、横方向にＲ、Ｇ、Ｂ各色の要素が並ぶように配置されている当該各色の要素に対応しており、上記画素分割配列パターンは、横方向に隣り合う同一色の要素同士のデータ値の増加または減少が交互になるパターンを増減パターンとして含むことが好ましい。

これにより、モアレ解消パターンに基づいた変調領域において発生する、色ぼかしフィルタによる意図しない色にじみを軽減することができる。

上記画素分割配列パターンは、少なくとも８画素×８画素を最小単位とする２次元の増減パターンであってもよい。

これにより、モアレを解消するための画素分割配列パターンについて設計の自由度が向上し、より高品位な画素分割配列パターンを生成することが可能となる。

本発明のモアレ解消方法は、上記課題を解決するために、空間的輝度変調によって表示用画像を表示画面に表示するように、液晶表示モジュールの液晶表示パネルに含まれる液晶表示素子を制御する表示制御装置におけるモアレ解消方法であって、上記表示制御装置は、上記液晶表示素子からの輝度に関して、上記表示画面の法線に平行な軸方向に対する輝度と軸外の方向に対する輝度との非線形な対応関係と、サイド画像の画像データとに基づいて、メイン画像の画像データを変調し、変調した画像データを上記表示用画像の画像データとすることによって、上記サイド画像を上記メイン画像に合成する画像合成部を備え、上記画像合成部が、画素のデータ値の２次元の増減パターンである画素分割配列パターンにしたがって、メイン画像の画像データを変調し、当該表示制御装置が、上記増減パターンにしたがって上記画像合成部が変調した画像データを上記表示画面に表示することにより、上記軸方向における輝度の高低パターンが、上記液晶表示パネルの周期構造による明暗パターンと干渉しないようにすることを特徴としている。

本発明の画素分割配列パターンのデータ構造は、上記課題を解決するために、空間的輝度変調によって表示用画像を表示画面に表示するように、液晶表示モジュールの液晶表示パネルに含まれる液晶表示素子を制御する表示制御装置が、上記空間的輝度変調の処理に用いる画素分割配列パターンのデータ構造であって、上記表示制御装置は、上記液晶表示素子からの輝度に関して、上記表示画面の法線に平行な軸方向に対する輝度と軸外の方向に対する輝度との非線形な対応関係と、サイド画像の画像データとに基づいて、メイン画像の画像データを変調し、変調した画像データを上記表示用画像の画像データとすることによって、上記サイド画像を上記メイン画像に合成する画像合成部を備え、上記画素分割配列パターンのデータ構造は、４画素×４画素の２次元の画素領域を含み、各画素が、さらに、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色に対応する３つの要素を有し、各要素のデータ値の増加または減少を示す情報が、各画素の各要素に対応付けられており、上記各要素のデータ値の増減パターンは、横方向に隣り合う同一色の要素同士のデータ値の増加または減少が交互になるパターンと、縦方向に並ぶ画素において、データ値の増加が連続する同一色の複数の要素と、データ値の減少が連続する同一色の複数の要素とが縦方向にて交互に並ぶパターンと、同一画素内で隣接する各要素において、データ値の増加または減少が交互になるパターンと、異なる画素において横方向に隣接する要素同士で、データ値の増加または減少が連続しないパターンとを含み、上記データ値の増加または減少を示す情報は、上記画像合成部がメイン画像の画像データを変調する際に、メイン画像において対応する画素のデータ値を増減するのに利用されることを特徴としている。

なお、上記表示制御装置が備える、画素分割配列パターンを制御するための配列パターン制御部は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを、配列パターン制御部の各部として動作させることにより上記表示制御装置の配列パターン制御部をコンピュータにて実現させる画素分割配列パターン制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

本発明の表示制御装置は、空間的輝度変調によって表示用画像を表示画面に表示するように、液晶表示モジュールの液晶表示パネルに含まれる液晶表示素子を制御する表示制御装置であって、上記表示制御装置は、上記液晶表示素子からの輝度に関して、上記表示画面の法線に平行な軸方向に対する輝度と軸外の方向に対する輝度との非線形な対応関係と、サイド画像の画像データとに基づいて、メイン画像の画像データを変調し、変調した画像データを上記表示用画像の画像データとすることによって、上記サイド画像を上記メイン画像に合成する画像合成部と、上記画像合成部がメイン画像の画像データを変調する際に参照する、画素のデータ値の２次元の増減パターンである画素分割配列パターンを記憶する配列パターン記憶部とを備え、上記画素分割配列パターンは、該画素分割配列パターンの増減パターンにしたがって上記画像合成部が変調した画像データにより上記表示画面に表示される、上記軸方向における輝度の高低パターンが、上記液晶表示モジュールの周期構造による明暗パターンと干渉しないようになっていることを特徴としている。

本発明のモアレ解消方法は、空間的輝度変調によって表示用画像を表示画面に表示するように、液晶表示モジュールの液晶表示パネルに含まれる液晶表示素子を制御する表示制御装置におけるモアレ解消方法であって、上記表示制御装置は、上記液晶表示素子からの輝度に関して、上記表示画面の法線に平行な軸方向に対する輝度と軸外の方向に対する輝度との非線形な対応関係と、サイド画像の画像データとに基づいて、メイン画像の画像データを変調し、変調した画像データを上記表示用画像の画像データとすることによって、上記サイド画像を上記メイン画像に合成する画像合成部を備え、上記画像合成部が、画素のデータ値の２次元の増減パターンである画素分割配列パターンにしたがって、メイン画像の画像データを変調し、当該表示制御装置が、上記増減パターンにしたがって上記画像合成部が変調した画像データを上記表示画面に表示することにより、上記軸方向における輝度の高低パターンが、上記液晶表示パネルの周期構造による明暗パターンと干渉しないようにすることを特徴としている。

本発明の画素分割配列パターンのデータ構造は、空間的輝度変調によって表示用画像を表示画面に表示するように、液晶表示モジュールの液晶表示パネルに含まれる液晶表示素子を制御する表示制御装置が、上記空間的輝度変調の処理に用いる画素分割配列パターンのデータ構造であって、上記表示制御装置は、上記液晶表示素子からの輝度に関して、上記表示画面の法線に平行な軸方向に対する輝度と軸外の方向に対する輝度との非線形な対応関係と、サイド画像の画像データとに基づいて、メイン画像の画像データを変調し、変調した画像データを上記表示用画像の画像データとすることによって、上記サイド画像を上記メイン画像に合成する画像合成部を備え、上記画素分割配列パターンのデータ構造は、４画素×４画素の２次元の画素領域を含み、各画素が、さらに、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色に対応する３つの要素を有し、各要素のデータ値の増加または減少を示す情報が、各画素の各要素に対応付けられており、上記各要素のデータ値の増減パターンは、横方向に隣り合う同一色の要素同士のデータ値の増加または減少が交互になるパターンと、縦方向に並ぶ画素において、データ値の増加が連続する同一色の複数の要素と、データ値の減少が連続する同一色の複数の要素とが縦方向にて交互に並ぶパターンと、同一画素内で隣接する各要素において、データ値の増加または減少が交互になるパターンと、異なる画素において横方向に隣接する要素同士で、データ値の増加または減少が連続しないパターンとを含み、上記データ値の増加または減少を示す情報は、上記画像合成部がメイン画像の画像データを変調する際に、メイン画像において対応する画素のデータ値を増減するのに利用されることを特徴としている。

したがって、液晶表示パネルと周期構造との間で発生するモアレを解消するという効果を奏する。

本発明の一実施形態である電子機器におけるＬＣＤコントローラの概略構成を示すブロック図である。 上記電子機器の概略構成を示すブロック図である。 隣接する画素の輝度を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、階調値に対する輝度の応答性を示すグラフである。 上記電子機器におけるメイン画像の階調値と、表示用画像の階調値との対応関係を示すグラフである。 上記電子機器における正面視の画像と側面視の画像とを示す図である。 画素分割配列パターンに基づいて画像データが描画されたときの、サイド画像変調領域におけるＬＣＤパネルの輝度パターンの拡大図と、サイド画像非変調領域における輝度パターンの拡大図とを示す図である。 モアレの発生時における正面視の画像の一例を示す図である。 周期構造による縞模様と干渉が起こりやすい画素分割配列パターンの典型例と、該画素分割配列パターンに対応してＬＣＤパネルに出現する輝度パターンとを示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、周期構造による縞模様と干渉する可能性がある模様を解消した画素分割配列パターンの具体例と、それに対応する輝度パターンとを示す図である。 本発明の一実施形態であるＬＣＤコントローラにおける配列パターン制御部の要部構成の一例を示すブロック図である。 ＬＣＤモジュールにおけるＬＣＤパネルのパネル座標系を示す図である。 ＬＣＤコントローラにおける画像合成部に供給されるパターン情報の具体例を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、粒状感の発生時における正面視の画像の一例を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、図９、図１０（ａ）〜（ｃ）の各図に示す各画素分割配列パターンに基づいて、ＬＣＤパネルの各画素のパターン情報が求められた場合の、各画素のＲの要素における分割のパターンを示す図である。 ＬＣＤモジュールの断面を概略的に示す図である。 本発明の一実施例において、色ぼかしフィルタを備えるＬＣＤモジュールの概略構成を示すブロック図である。 （ａ）および（ｂ）は、色ぼかしフィルタが保持する各種フィルタの具体例、および、各フィルタとピクセルバッファにおいて検出される画素パターンとの対応関係を示す図である。 ＬＣＤコントローラが備えるラインバッファにおいて検出される画素パターンの類型を示す図である。 検出された上記画素パターンとＬＣＤコントローラが備える色ぼかしフィルタが保持する各種フィルタとの対応関係、および、各フィルタの具体例を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は、図９に示す典型的な画素分割配列パターンに基づく変調領域に、色ぼかしフィルタを適用した場合の処理過程および結果を説明する図である。 （ａ）〜（ｃ）は、メイン画像Ｍが、画素分割配列パターンに基づき変調され、さらに、色ぼかしフィルタが適用された場合に得られる結果を示す図である。 本発明の画素分割配列パターンの他の具体例を示す図である。

≪実施形態１≫
以下、本発明の一実施形態について図１〜図１６を参照して説明する。図２は、本実施形態の電子機器の概略構成を示している。この電子機器１０の例としては、携帯電話機、電子辞書、携帯型通信端末などの携帯型電子機器が挙げられるが、本発明は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）ユニット（液晶表示装置）を備えた任意の電子機器に適用することができる。

図２に示すように、電子機器１０は、ＣＰＵ（主制御装置）１１、バス１２、メモリ（主制御装置）１３、およびＬＣＤユニット（表示装置）１４を備える構成である。

ＣＰＵ１１は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やフラッシュメモリなどの記憶素子に記憶されたプログラムを実行することにより、各種の演算を行うと共に、電子機器１０内の各種ユニットの統括的な制御を、バス１２を介して行うものである。本実施形態では、ＣＰＵ１１は、バス１２を介してＬＣＤユニット１４に、メイン画像およびサイド画像の画像データ、各種指示などを送信している。ここで、サイド画像は、覗き見防止などの目的で、メイン画像を撹乱するためにメイン画像に重畳される画像をいう。

バス１２は、電子機器１０内の各種構成間でデータの送受信を行うための共通の信号線である。メモリ１３は、各種データおよびプログラムを記憶するものである。メモリ１３の例としては、ＣＰＵ１１が動作するときに必要なプログラム等の固定データを記憶する読出し専用の半導体メモリであるＲＯＭ（Read Only Memory）と、演算に使用するデータ及び演算結果等を一時的に記憶するいわゆるワーキングメモリとしてのＲＡＭとが挙げられる。

ＬＣＤユニット１４は、ＣＰＵ１１またはメモリ１３からバス１２を介して画像データを受信し、受信した画像データに基づいて画像を表示するものである。ＬＣＤユニット１４は、ＬＣＤモジュール２２およびＬＣＤコントローラ（表示制御装置）２１を備える構成である。

ＬＣＤモジュール２２は、表示用画像の画像データに基づいて表示素子に文字、記号、図形などの画像を表示させる機能単位であり、表示画素がマトリクス状に配列されたマトリクス型のＬＣＤ素子（液晶表示素子）と、該ＬＣＤ素子を駆動する駆動回路とを備えるものである。上記ＬＣＤ素子は、光源からの入射光の輝度を空間的に変調する空間的輝度変調によって画像を表示するものである。なお、画像には、静止画像および動画像が含まれる。ＬＣＤモジュール２２は、一例として、図１６に示すとおり、反射シート１６４、導光板１６３、レンズシート（周期構造）１６２、および、拡散シート１６１に、上記ＬＣＤ素子と上記駆動回路とを備えるＬＣＤパネル１６０が積層されている構成である。導光板１６３は、光源が出す光を伝播させる板状の部品であり、画面を均一に光らせるためのものである。反射シート１６４は、光源の洩光を防ぐためのものである。レンズシート１６２は、複数のプリズム部（周期構造）を有する板状の部品であり、前方（観察者の視点への方向）への集光効果を持つ。拡散シート１６１は、光源の光を均一に拡散させ、光の濃淡（ムラ）を取り除くものである。

ＬＣＤコントローラ２１は、ＬＣＤモジュール２２を制御するものである。具体的には、ＬＣＤコントローラ２１は、上記表示用画像の画像データをＬＣＤモジュール２２に送信すると共に、ＬＣＤモジュール２２を表示制御するための複数の制御信号を送信している。この制御信号の例としては、垂直同期信号、水平同期信号、表示用画像の画像データをＬＣＤ素子の各表示画素に転送するための転送クロック信号などが挙げられる。

本実施形態では、ＬＣＤモジュール２２のＬＣＤ素子の表示画面から該表示画面の法線方向に存在する領域（以下、この領域を「軸上の領域」と称する。）Ａ_ｏｎに位置する軸上観察者Ｖ_ｏｎは、メイン画像を視認するようになっている。一方、上記表示画面を視認可能な領域であって、上記軸上の領域以外の領域（以下、この領域を「軸外の領域」と称する。）Ａ_ｏｆｆに位置する軸外観察者Ｖ_ｏｆｆは、メイン画像とサイド画像とが合成された画像を視認するようになっている。この原理について以下に説明する。

一般に、観察者は、表示素子から離れるに従って、該表示素子における隣接する画素同士が判別し難くなり、ついには判別できなくなる。このとき、観察者は、上記隣接する画素における輝度の平均値（平均輝度）を知覚することになる。

このことから、図３に示すことが言える。図３は、隣接する画素の輝度を示している。まず、同図の（ａ）に示すように、隣接する画素ｐ_１・ｐ_２同士の輝度は等しく、Ｉ_０とする。次に、同図の（ｂ）に示すように、一方の画素ｐ_１は、元の輝度Ｉ_０から或る輝度Ｉ_１を減算した輝度に変更し、他方の画素ｐ_２は、元の輝度Ｉ_０に或る輝度Ｉ_１を加算した輝度に変更する。この場合、観察者は、上記隣接する画素ｐ_１・ｐ_２同士が判別できなくなると、同図の（ｃ）に示すように、上記隣接する画素ｐ_１・ｐ_２の領域ｐ_１２は、画素ｐ_１の輝度（Ｉ_０−Ｉ_１）と画素ｐ_２の輝度（Ｉ_０＋Ｉ_１）との平均輝度、すなわち元の輝度Ｉ_０を知覚することになる。

すなわち、隣接する画素の輝度を同図の（ｂ）のように変更しても、隣接する画素同士が判別できない程度に観察者が表示素子から離れると、該観察者にとっては、同図の（ａ）のような元の輝度が知覚されることになる。

ところで、通常の表示素子は、出力される輝度が、入力される階調値（例えば、画像データが８ビットデータの場合、０〜２５５）に比例応答せず、該階調値の定数乗（γ乗）に比例応答している。このため、通常の表示ユニットは、ガンマ補正が行われて、出力される輝度が、入力される階調値に比例応答するようになっている。

図４は、上記階調値に対する上記輝度の応答性を示すグラフである。ガンマ補正後の上記階調値と上記輝度とは、同図の（ａ）に示すように、比例しており、線形性を有している。この場合、階調値（原値）Ｄ_０に対応する輝度をＩ_０とすると、原値Ｄ_０から分割値Ｄ_１だけ加算および減算をそれぞれ行った階調値（Ｄ_０＋Ｄ_１）および階調値（Ｄ_０−Ｄ_１）に対応する輝度は、それぞれ輝度（Ｉ_０＋Ｉ_１）および輝度（Ｉ_０−Ｉ_１）となる。従って、平均輝度はＩ_０となり、原値Ｄ_０に対応する輝度Ｉ_０と同じとなる。

しかしながら、ＬＣＤ素子の場合、軸上の方向に通過する光と、軸外の方向に通過する光とは、液晶を通過する光路長が異なっているのみならず、光の進行方向に対する液晶分子の傾きの違いに起因した複屈折性が異なっている。このため、軸上の方向に通過する光に関しては、図４の（ａ）のように、上記階調値に対する上記輝度の応答性が線形となるようにガンマ補正を行ったとしても、軸外の方向に通過する光に関しては、上記応答性が非線形となる。

図４の（ｂ）は、上記応答性が非線形である場合を示している。同図の（ｂ）を参照すると、この場合、階調値（原値）Ｄ_０に対応する輝度Ｉ_２は、原値Ｄ_０から分割値Ｄ_１だけ加算した階調値（Ｄ_０＋Ｄ_１）に対応する輝度と、原値Ｄ_０から分割値Ｄ_１だけ減算した階調値（Ｄ_０−Ｄ_１）に対応する輝度との平均輝度Ｉ_３と異なることが理解できる。

そこで、メイン画像に対し、隣接する画素の一方は原値Ｄ_０から分割値Ｄ_１だけ加算し、他方は原値Ｄ_０から分割値Ｄ_１だけ減算するように階調値が変調され、変調された画像がＬＣＤ素子に表示される場合を考える。この場合、軸上観察者は、メイン画像と同等の画像（平均輝度Ｉ_３）を視認することになるが、軸外観察者は、メイン画像に対し、分割値Ｄ_１に対応して変調された画像（輝度Ｉ_２）を視認することになる。従って、本実施形態では、メイン画像の上記隣接する画素の分割値Ｄ_１を、サイド画像の対応する画素の階調値に対応付けている。これにより、軸外観察者は、メイン画像にサイド画像が合成された画像を視認することになる。

ところで、図４の（ｂ）を参照すると、分割値Ｄ_１が大きくなるほど、輝度Ｉ_２と平均輝度Ｉ_３との差が大きくなることが理解できる。本実施形態の場合、輝度Ｉ_２と平均輝度Ｉ_３との差が大きいと、軸外観察者はサイド画像をより明確に視認することになるので、メイン画像の覗き見防止の観点から望ましい。従って、分割値Ｄ_１は大きい方が望ましい。

一方、階調値は０以上である必要があるので、原値Ｄ_０から分割値Ｄ_１だけ減算した階調値（Ｄ_０−Ｄ_１）も０以上である必要がある。このため、階調値（Ｄ_０−Ｄ_１）は、０または０に近い正数となるような分割値Ｄ_１を設定することが望ましい。また、原値Ｄ_０から分割値Ｄ_１だけ加算した階調値（Ｄ_０＋Ｄ_１）は、階調値の最大値以下である必要がある。このため、メイン画像は、利用可能な階調値の範囲を圧縮する必要がある。

図５は、本実施形態におけるメイン画像の階調値と、表示用画像の階調値との対応関係を示すグラフであり、分割値Ｄ_１に関する上記条件を満たすものである。なお、図５は、サイド画像が２階調（０または２５５）の例を示している。ここで、階調値が０の場合、サイド画像はメイン画像を撹乱する度合が最も高い（最大撹乱）とし、階調値が２５５の場合、サイド画像はメイン画像を撹乱しない（無撹乱）とする。また、図５の例では、実線および破線が直線で表現されているが、実際には曲線であることが多い。

図５の実線は、サイド画像の階調値が２５５（無撹乱）の場合を示している。この場合、表示用画像の階調値は、メイン画像の圧縮された原値Ｄ_０’となる。また、図５の破線は、サイド画像の階調値が０（最大撹乱）の場合を示している。この場合、表示用画像における隣接する画素の階調値は、一方が、メイン画像の圧縮された原値Ｄ_０’から分割値Ｄ_１だけ加算された階調値（Ｄ_０’＋Ｄ_１）となり、他方が、メイン画像の圧縮された原値Ｄ_０’から分割値Ｄ_１だけ減算した階調値（Ｄ_０’−Ｄ_１）となる。なお、サイド画像が多階調である場合は、サイド画像の階調値に応じて図５の２つの破線と同様のグラフが、図５の実線と２つの破線との間に記載されることになる。

従って、本実施形態のＬＣＤコントローラ２１は、図５に示すような、メイン画像の階調値と分割値Ｄ_１との対応関係を分割パラメータとして記憶しておき、メイン画像の階調値を、サイド画像の階調値と上記分割パラメータとに基づいて変調し、これを表示用画像の階調値としてＬＣＤモジュール２２に送信している。これにより、軸上観察者は、メイン画像と同じ画像を視認する一方、軸外観察者は、メイン画像にサイド画像が合成された画像を視認することになる。その結果、軸外観察者は、メイン画像がサイド画像によって撹乱されて視認し難くなるので、メイン画像は、軸上観察者のみが視認できることになる。

図６は、軸外観察者から見てメイン画像がサイド画像によって撹乱される現象を示す図である。上述したとおり、表示画面を正面から見る軸上観察者には、メイン画像（図６の例では四葉のクローバー）のみが視認される。一方、表示画面を側面から見る軸外観察者は、上記メイン画像にサイド画像（図６の例では禁止マーク）が合成された画像を視認することになる。

〔サイド画像表示におけるモアレ発生のメカニズム〕
次に、ＬＣＤパネル１６０に周期的な明暗の縞（輝度パターン）をもたらす画素分割配列パターンについて説明する。

図７は、画素分割配列パターンに基づいて画像データが描画されたときの、サイド画像のための変調領域におけるＬＣＤパネル１６０の輝度パターン１７０の拡大図と、サイド画像非変調領域における輝度パターン１７１の拡大図とを示す図である。図７には、輝度パターン１７０に対応する画素分割配列パターン（＋と−とを配置した情報）が併せて記されている。

サイド画像変調領域Ａｒ１における画素分割配列パターンに基づく輝度パターン１７０は、サイド画像非変調領域Ａｒ２における元の輝度パターン１７１と比べて、以下の点で異なっている。すなわち、ＲＧＢの各色につき、隣接する画素同士のデータ値が、分割パラメータに基づいて元のデータ値から加算または減算されて配列されている。例えば、同図の輝度パターン１７０では、Ｒ（赤）の要素１７２は、元のＲの要素１７４からデータ値が加算された画素を示し、Ｒの要素１７３は、元のＲの要素１７５からデータ値が減算された画素を示している。この結果、データ値が加算されたＲの要素１７２の輝度は、元のＲの要素１７４・１７５の輝度より高く（明るく）なり、逆に、Ｒの要素１７３の輝度は低く（暗く）なる。

なお、図３（ａ）〜（ｃ）を参照して説明したとおり、隣接する画素の輝度を画素分割配列パターンにしたがって変更しても、隣接する画素同士が判別できない程度に観察者が表示素子から離れると、該観察者にとっては、輝度パターン１７１のような元の輝度が知覚されることになる。よって、軸上からは、サイド画像（禁止マーク）は見えない。

しかしながら、図７のように画素分割配列パターンが周期的なパターン（例えば、＋と−とが交互に配置されるパターン）を有する場合には、ＬＣＤパネル１６０（図１６）の各画素に反映された輝度に高低のパターン（輝度パターン１７０）ができてしまい、明暗の縞模様が発生する可能性がある。具体的には、同図の画素分割配列パターンにしたがってサイド画像変調領域Ａｒ１が描画されると、同図の輝度パターン１７０に示す斜線のような角度で、ＬＣＤパネルに明暗の縞模様が生じる。こうして、画素分割配列パターンに基づいてＬＣＤパネル１６０にもたらされる縞模様と、レンズシート１６２などの周期構造における縞模様とが重なり、特定のバイアス角にて交差すると、交点間の距離が最も短い方向にモアレ（干渉縞）が発生する。

図８は、軸上観察者から見て、サイド画像変調領域にモアレが発生した現象を示す図である。図８に示すとおり、サイド画像変調領域にモアレが発生すれば、正常時、表示画面に対して正面にいる軸上観察者からは見えないはずのサイド画像が視認される。これにより、軸上での観察者にとって、メイン画像の視認性が著しく低下するという問題が生じる。本発明は、上述の画素分割配列パターンに変更を加えて、レンズシート１６２などの模様と干渉する、特定の輝度パターン１７０を解消し、モアレを除去することを可能にする。

具体的には、画素分割配列パターンに現れる縞模様などのピッチ、および／または、バイアス角に変化をつけたり、縞模様そのものを変更したりして、輝度パターン１７０（ＬＣＤパネルにもたらされる表示画面の軸方向における輝度の高低のパターン）に変更を加える。

次に、モアレを解消する本発明の表示制御装置としてのＬＣＤコントローラ２１の詳細について説明する。

〔表示制御装置の構成〕
図１は、本発明のＬＣＤコントローラ２１において、メイン画像およびサイド画像を用いて表示用画像を作成することに関する概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、ＬＣＤコントローラ２１は、少なくとも、メイン画像用メモリ３０、サイド画像用メモリ３１、配列パターン記憶部３２、配列パターン制御部３３、分割パラメータ記憶部３８および画像合成部３９を備える構成であり、さらに、ＬＣＤコントローラ２１は、サイド画像を加工するための配色パターン記憶部３４、色切替部３５、拡縮率記憶部３６、画像拡縮部３７、回転・反転情報記憶部４０、および、回転・反転部４１を備えていてもよい。

メイン画像用メモリ３０は、ＣＰＵ１１またはメモリ１３からのメイン画像Ｍの画像データを取得して記憶するフレームバッファである。メイン画像用メモリ３０に記憶されたメイン画像Ｍの画像データは、所定のタイミングで画像合成部３９に送信される。

サイド画像用メモリ３１は、ＣＰＵ１１またはメモリ１３からのサイド画像Ｓの画像データを取得して記憶するものである。本実施形態では、メモリ容量の節約のために、サイド画像用メモリ３１の容量をメイン画像用メモリ３０の４分の１とし、サイド画像Ｓを、メイン画像Ｍの４分の１のサイズで記憶するようになっている。したがって、サイド画像Ｓは、メイン画像Ｍと合成されるときには、画像拡縮部３７によって、縦、横方向のそれぞれに２倍ずつ拡大される。なお、ＬＣＤコントローラ２１の構成は、これに限定されるものではない。

配色パターン記憶部３４は、複数の配色パターンのデータを記憶するものである。また、色切替部３５は、配色パターン記憶部３４における上記複数の配色パターンを利用して、サイド画像の配色パターンを所定のタイミングで切り替えるものである。サイド画像の配色パターンを変化させることにより、サイド画像の動画化を実現することができる。

具体的には、色切替部３５は、まず、配色パターン記憶部３４における複数の配色パターンの中から或る配色パターンを選択する。次に、色切替部３５は、選択された配色パターンのデータに基づいて、サイド画像用メモリ３１からのサイド画像の画像データの色情報を変更し、変更後のサイド画像の画像データを回転・反転部４１に送信する。そして、所定のタイミングで、色切替部３５は、上記或る配色パターンとは別の配色パターンを配色パターン記憶部３４における複数の配色パターンの中から選択し、上記動作を繰り返す。

回転・反転情報記憶部４０は、回転角の情報と、左右反転、上下反転などの反転方向の情報とを記憶するものである。また、回転・反転部４１は、回転・反転情報記憶部４０における回転角の情報に基づいてサイド画像を所定のタイミングで回転したり、回転・反転情報記憶部４０における反転方向の情報に基づいてサイド画像を所定のタイミングで反転したりするものである。サイド画像を回転または反転することによりサイド画像の動画化を実現することができる。

具体的には、回転・反転部４１は、色切替部３５からのサイド画像の画像データに対し、回転・反転情報記憶部４０における回転角の情報に基づいて回転し、回転したサイド画像の画像データを画像拡縮部３７に送信し、上記動作を繰り返す。或いは、回転・反転部４１は、色切替部３５からのサイド画像の画像データに対し、回転・反転情報記憶部４０における反転方向の情報に基づいて反転し、反転したサイド画像の画像データを画像拡縮部３７に送信し、上記動作を繰り返す。

拡縮率記憶部３６は、画像サイズの拡大率または縮小率である拡縮率を複数個記憶するものである。また、画像拡縮部３７は、拡縮率記憶部３６における複数の上記拡縮率を利用して、サイド画像の画像サイズを所定のタイミングで拡大または縮小するものである。サイド画像の画像サイズを拡大または縮小することにより、サイド画像の動画化を実現することができる。

具体的には、画像拡縮部３７は、まず、拡縮率記憶部３６における複数の拡縮率の中から或る拡縮率を選択する。次に、画像拡縮部３７は、回転・反転部４１からのサイド画像の画像データを、上記或る拡縮率で拡大または縮小されたサイド画像の画像データとなるように変更し、変更後のサイド画像の画像データを画像合成部３９に送信する。そして、所定のタイミングで、画像拡縮部３７は、上記或る拡縮率とは別の拡縮率を拡縮率記憶部３６における複数の拡縮率の中から選択し、上記動作を繰り返す。

分割パラメータ記憶部３８は、上述の分割パラメータを記憶するものである。また、画像合成部３９は、画像拡縮部３７からのサイド画像の画像データと、分割パラメータ記憶部３８における分割パラメータとに基づいて、メイン画像用メモリ３０からのメイン画像の画像データを変調するものである。画像合成部３９は、変調した画像データを上記表示用画像の画像データとしてＬＣＤモジュール２２に送信している。

変調した画像データがＬＣＤモジュール２２のＬＣＤパネル１６０に表示されると、軸上からは、メイン画像Ｍのみが、軸外からは、メイン画像Ｍに重畳されたサイド画像Ｓが視認される。

配列パターン記憶部３２は、サイド画像Ｓを合成するためにメイン画像Ｍを変調するときの、サイド画像変調領域における画素分割配列パターンを記憶するものである。配列パターン制御部３３は、配列パターン記憶部３２に記憶された画素分割配列パターンにしたがって、ＬＣＤパネル１６０の画素ごとにパターン情報を求めるものである。求めたパターン情報は画像合成部３９に供給され、画像合成部３９が、メイン画像Ｍを変調（サイド画像Ｓを合成）するときに参照する。

パターン情報とは、ＬＣＤパネル１６０の各画素において、分割パラメータに基づく加算後のデータ値を割り当てるのか、減算後のデータ値を割り当てるのかを示す情報である。例えば、図７のサイド画像変調領域Ａｒ１における、Ｒの要素１７２が含まれる左上の画素のパターン情報は、同図に示される画素分割配列パターンに基づいて、
（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（＋、−、＋）
と求められる。メイン画像Ｍを、サイド画像Ｓを合成するために変調するとき、画像合成部３９は、上記パターン情報を参照して、ＬＣＤパネル１６０の該当する上記画素のメイン画像Ｍの画素値に対して、分割パラメータを加減算する。すなわち、元の画素値のうち、Ｒのデータ値については加算後の値を、Ｇのデータ値には減算後の値を、Ｂのデータ値には加算後の値を、それぞれ、割り当てる。

なお、上述の説明では、ＬＣＤパネル１６０の１画素が、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３つの要素を有しているものとして、配列パターン制御部３３が、ＲＧＢの各要素に対応するパターン情報を生成するものとしたが、これに限定されない。配列パターン制御部３３は、ＬＣＤパネル１６０で再現する色がモノトーンの場合には、１つの画素について、単に、“＋”または“−”が記されたパターン情報を求める。

また、本実施形態では、ＬＣＤパネル１６０の各画素には、３つの要素が、左から右へＲ、Ｇ、Ｂの順に配置されているものとして説明する。つまり、正方形の画素を、各要素が横方向に並ぶように３等分したものを各要素のセルとし、各セルは縦長の長方形の形状を有するものとする。ただし、画素と各要素の形状、および、画素内のレイアウトは、これに限定されない。

配列パターン制御部３３がパターン情報を求めるための詳細構成および方法は後に詳述する。

〔画素分割配列パターン〕
次に、配列パターン記憶部３２に記憶される画素分割配列パターンについて具体例を挙げて説明する。以下の説明では、図９を参照して、モアレが発生しやすい画素分割配列パターンの典型例を説明し、図１０（ａ）〜（ｃ）を参照して、本発明にかかる、モアレを除去するための画素分割配列パターンについて説明する。

図９は、周期構造による縞模様と干渉が起こりやすい画素分割配列パターンの典型例と、該画素分割配列パターンに基づいてＬＣＤパネル１６０に出現する輝度パターン１７０とを示す図である。図９に示す画素分割配列パターンおよび輝度パターン１７０は、図７に示したものと同様のパターンである。

図１０（ａ）〜（ｃ）は、周期構造による縞模様と干渉する可能性がある模様を解消した画素分割配列パターンの具体例と、それに対応する輝度パターンとを示す図である。

画素分割配列パターンは、ＬＣＤパネル１６０の各画素に１対１で対応する各画素の集合から成っている。しかし、画素分割配列パターンを、ＬＣＤパネル１６０の画素数と同数になるように構成する必要はない。ＬＣＤパネル１６０において所望の輝度パターンを実現できる最小単位で構成すればよい。本実施形態では、ｘ軸方向、ｙ軸方向ともに、４画素×４画素を最小単位とする画素分割配列パターンについて説明する。ただし、本発明の画素分割配列パターンは、これに限定されず、配列パターン記憶部３２に許容される記憶容量があれば、上記最小単位を８画素×８画素としてもよい。最小単位を大きくすればするほど、周期性をくずすパターンを多様化することができ、且つ、均一性を加味した画素分割配列パターンを採用することが可能となる。

ＬＣＤパネル１６０が、ＲＧＢ信号に基づいて各色を再現可能な場合、画素分割配列パターンの各画素は、これもＬＣＤパネル１６０の各画素の構成と対応させて、ＲＧＢ各色の３つの要素を有している構成となっている。各図に示す画素分割配列パターンの１つのセルは、１つの画素の１つの要素に対応している。

画素分割配列パターンの各画素には、画素分割配列パターンの座標系における座標情報が付与されている。上述したとおり、本実施形態では、画素分割配列パターンのうち、最左上の画素のｘ、ｙ座標を（１、１）とする。各画素には、ｘ軸方向に１〜４、ｙ軸方向１〜４のいずれかの座標情報が付与される。この座標情報は、ＬＣＤパネル１６０の各画素の座標位置（パネル座標系における座標位置）と、パターン座標系における座標位置との対応付けを行う際に利用される。上述の画素分割配列パターンの座標系を、以下、パターン座標系と称する。

そして、各画素の要素ごとに、画像合成部３９がメイン画像Ｍの変調を行う際に、分割パラメータ加算後のデータ値を割り当てるか、減算後のデータ値を割り当てるかを示す二値の情報が付与される。図９および図１０（ａ）〜（ｃ）では、二値の情報を、“＋”と“−”とで表している。二値の情報は、“ＯＮ／ＯＦＦ”であってもよいし、“１／０”であってもよい。本実施形態では、“＋”は、当該画素の当該要素に対して、加算後のデータ値を割り当てることを意味し、“−”は減算後のデータ値を割り当てることを意味する。

図９に示す画素分割配列パターンにしたがってＬＣＤパネル１６０に表示された輝度パターン１７０は、同図に示す斜線の部分に輝度が低い要素が集まることにより、明暗の縞模様が発生してしまう。同図に示す破線に沿って周期構造に縞模様が形成されるとして、該縞模様との間でモアレが発生する場合には、例えば、同図に示すバイアス角θまたは縞模様の間隔（ピッチｄ）に変更を加えることにより、モアレを除去することが可能である。

上記変更は、配列パターン記憶部３２に記憶する画素分割配列パターンを図９に示す画素分割配列パターンから変更することによって実現する。

図１０（ａ）に示す画素分割配列パターンは、図９に示す画素分割配列パターンと比べると、ｙ座標における３行目と４行目とを入れ替えるという変更が行われている。この変更によって、“−”の要素（＝ＬＣＤパネル１６０の輝度が低い部分）の位置が変更されて、図９に示される縞模様が解消される。

図１０（ｂ）に示す画素分割配列パターンは、図９に示す画素分割配列パターンと比べると、ｘ座標における３列目と４列目とを入れ替えるという変更が行われている。この変更によって、“−”の要素（＝ＬＣＤパネル１６０の輝度が低い部分）の位置が変更されて、図９に示される縞模様が解消される。

図１０（ｃ）に示す画素分割配列パターンは、図１０（ｂ）に示す画素分割配列パターンと比べると、ｘ座標における偶数列の画素のＲの要素を、ｙ座標における奇数行の要素と偶数行の要素とで入れ替えるという変更が行われている。この変更によって、“−”の要素（＝ＬＣＤパネル１６０の輝度が低い部分）の位置がさらに変更されて、図９に示される縞模様が解消される。

なお、配列パターン記憶部３２に記憶される画素分割配列パターンは、上述した画素分割配列パターンに限定されず、周期構造による縞模様と干渉する可能性がある模様を解消する画素分割配列パターンであれば、どのような画素分割配列パターンであってもよい。ただし、本実施形態のように、サイド画像Ｓを２倍拡大処理にてＬＣＤパネル１６０に描画する場合には、サイド画像Ｓの１画素が、ＬＣＤパネル１６０における縦横方向にそれぞれ２画素×２画素の計４画素に対応する。したがって、画素分割配列パターン内においても、２画素×２画素の単位で“−”の要素と“＋”の要素とに偏りが出ないレイアウトとすることが好ましい。つまり、２画素×２画素内の合計１２要素のセルには、“−”の要素と“＋”の要素とがそれぞれ６つずつになるレイアウトとする。この均一性を加味した規則に則れば、画素分割配列パターンを図９に示すものからどのように変更しても、観察者によって正面視の輝度が正常に平均化され、表示品位を維持することが可能となる。

また、配列パターン記憶部３２は、ＬＣＤモジュール２２の周期構造に応じて、干渉を回避可能な画素分割配列パターンを１つ記憶しておく構成であってもよいし、画素分割配列パターンを複数記憶する構成であってもよい。

〔配列パターン制御部の要部構成〕
次に、配列パターン制御部３３が、上述の画素分割配列パターンを用いて、画像合成部３９に供給するパターン情報を求める方法、および、そのための配列パターン制御部３３の詳細構成について説明する。ただし、以下に示す方法および構成は、一例であって本発明を限定するものではない。

図１１は、配列パターン制御部３３のさらに詳細な要部構成の一例を示すブロック図である。

図１１に示すとおり、配列パターン制御部３３は、さらに、対象座標取得部７０、配列パターン選択部７１、最小単位取得部７２、パターン位置特定部７３、および、パターン情報出力部７４を含む構成となっている。これらの配列パターン制御部３３の各部は、ＣＰＵ（central processing unit）が不図示のＲＯＭ（read only memory）等の記憶装置に記憶されているプログラムをＲＡＭ（random access memory）等に読み出して実行することで実現できる。すなわち、上記各部は、上記ＣＰＵが上記記憶装置に格納されたプログラムを実行し、図示しない入出力回路などの周辺回路を制御することによって実現される機能ブロックである。

対象座標取得部７０は、パターン情報を求める対象となる、ＬＣＤパネル１６０上の画素のｘ、ｙ座標を取得するものである。本実施形態では、ＬＣＤパネル１６０の最左上の画素のｘ、ｙ座標を（１、１）として、そこから画素の位置が右方向に進むにつれてｘ座標の値は大きくなり、下方向に進むにつれてｙ座標の値は大きくなるものとする。このＬＣＤパネル１６０の座標系を、以下、パネル座標系と称する。対象座標取得部７０は、対象画素のパネル座標系におけるｘ、ｙ座標をパターン位置特定部７３に供給する。

配列パターン選択部７１は、配列パターン記憶部３２に記憶されている画素分割配列パターンを取得するものである。例えば、図１０（ａ）〜（ｃ）に記載されている画素分割配列パターンのいずれか１つが配列パターン記憶部３２に記憶されている場合にはそれを取得する。あるいは、複数の画素分割配列パターンが記憶されている場合には、いずれか１つを選択して取得する。

最小単位取得部７２は、取得された画素分割配列パターンの最小単位を取得するものである。例えば、配列パターン選択部７１が、図１０（ａ）に示す画素分割配列パターンを取得したときは、ｘ方向×ｙ方向＝４画素×４画素を最小単位として取得する。

パターン位置特定部７３は、ＬＣＤパネル１６０の上記対象画素に対応する、画素分割配列パターン内の画素の位置を特定するものである。ＬＣＤパネル１６０上には、最小単位の画素分割配列パターンが繰り返し敷き詰められることになるので、敷き詰められたときに、上記対象画素が画素分割配列パターンのどの画素に相当するのかを、パターン位置特定部７３が特定する。つまり、パネル座標系のｘ、ｙ座標と、パターン座標系のｘ、ｙ座標との紐付けを行う。

パターン情報出力部７４は、パターン位置特定部７３によって特定された、パターン座標系のｘ、ｙ座標に基づいて、対象画素のパターン情報を画素分割配列パターンから取得するものである。パターン情報出力部７４は、取得したパターン情報に対象画素のｘ、ｙ座標（パネル座標系）を関連付けて、画像合成部３９に供給する。例えば、パターン情報出力部７４は、「（ｘ、ｙ）＝（１、１）の画素の分割のパターンは、（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（＋、−、＋）である」というパターン情報を出力する。

上記構成によれば、画像合成部３９は、ＬＣＤパネル１６０上のすべての画素について、分割のパターンに関するパターン情報を得ることができる。パターン情報は、縞模様などのモアレの原因となる模様を解消した画素分割配列パターンに基づいて求められたものである。このパターン情報に基づいて、サイド画像Ｓの変調領域にかかるＬＣＤパネル１６０上の画素に反映されるメイン画像Ｍのデータ値を、分割パラメータによって加算、減算して、変調することが可能となる。

これにより、サイド画像Ｓ変調領域は、モアレの原因となる輝度パターンを形成しなくなり、結果として、サイド画像Ｓ変調領域におけるモアレを除去することが可能となる。

次に、上述の配列パターン制御部３３の各部および画像合成部３９によって実行されるモアレ除去方法について、以下の具体例を用いて説明する。なお、以下に説明するモアレ除去処理のフローは一例であって、本発明を限定するものではない。

図１２は、ＬＣＤパネル１６０のパネル座標系を示す図である。以下の説明では、具体例として、同図に示す画素Ｑを対象画素とした場合に、図１０（ａ）に示す画素分割配列パターンに基づいて、パターン情報を求めるものとする。画像合成部３９は、画素Ｑを含むサイド画像Ｓの変調領域における各画素のメイン画像Ｍのデータ値を、求められたパターン情報に基づいて、それぞれ変調する。

〔モアレ除去処理フロー〕
配列パターン制御部３３は、ＬＣＤパネル１６０上の各画素について、順次パターン情報を求める。対象画素が図１２に示す画素Ｑに移ると、対象座標取得部７０は、画素Ｑのパネル座標系におけるｘ座標およびｙ座標を取得するステップ（Ｓ１）を実行する。すなわち、（ｘ、ｙ）＝（１１、２０）を取得する。なお、図１２に示すパネル座標系の情報は、配列パターン制御部３３が内部に保持していてもよいし、別の記憶部から取得してもよい。

一方、配列パターン選択部７１は、配列パターン記憶部３２に記憶されている画素分割配列パターンを取得するステップ（Ｓ２）を実行する。ここでは、図１０（ａ）に示す画素分割配列パターンを取得するものとする。

次に、最小単位取得部７２は、取得された画素分割配列パターンから当該パターンの最小単位を取得するステップ（Ｓ３）を実行する。図１０（ａ）に示す画素分割配列パターンの例では、最小単位取得部７２は、「ｘ方向×ｙ方向＝４画素×４画素」を取得する。

続いて、パターン位置特定部７３は、上記対象画素Ｑに対応する、画素分割配列パターン上の画素を特定するステップ（Ｓ４）を実行する。具体的には、パターン位置特定部７３は、対象座標取得部７０が取得した、画素Ｑのパネル座標系のｘ、ｙ座標と、最小単位取得部７２が取得した最小単位とに基づいて、画素Ｑのパターン座標系におけるｘ、ｙ座標を求める。

例えば、整数ｋのｎを法とする剰余、すなわち、“ｋ ｍｏｄ ｎ”によって、パターン座標系におけるｘ、ｙ座標を求めることができる。ここで、“ｋ”は、画素Ｑのパネル座標系のｘ（ｙ）座標であり、“ｎ”は、取得された画素分割配列パターンのｘ（ｙ）方向の最小単位画素数である。本実施形態では、“ｋ ｍｏｄ ｎ＝０の場合は、ｘ（ｙ）座標＝ｎ”となる。

具体的には、
ｘ＝１１ ｍｏｄ ４＝３、および、
ｙ＝２０ ｍｏｄ ４＝０、より、
画素Ｑのパターン座標系におけるｘ、ｙ座標は、
（ｘ、ｙ）＝（３、４）
となる。

続いて、パターン情報出力部７４は、画素Ｑのパターン情報として、上記画素分割配列パターンにおける（ｘ、ｙ）＝（３、４）の位置の画素のパターンを取得し、画像合成部３９に出力するステップを実行する（Ｓ５）。具体的には、図１０（ａ）に示す画素分割配列パターンの（ｘ、ｙ）＝（３、４）には、（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（＋、−、＋）という分割のパターンが格納されているので、パターン情報出力部７４は、上記パターンを、画素Ｑのパネル座標系のｘ、ｙ座標と関連付けて、パターン情報１２０として画像合成部３９に供給する。図１３は、画像合成部３９に供給されるパターン情報１２０の具体例を示す図である。

なお、配列パターン制御部３３は、ＬＣＤパネル１６０上の全ての画素について、図１３に示すようなパターン情報を求める。パターン情報出力部７４は、画素ごとに求めたパターン情報を、その都度、順次、画像合成部３９に出力してもよいし、ＬＣＤパネル１６０の全ての画素についてパターン情報が求まってからまとめて画像合成部３９に出力してもよい。

最終的に、画像合成部３９は、パターン情報出力部７４から、ＬＣＤパネル１６０の全ての画素についてパターン情報を取得する。画像合成部３９は、各画素の上記パターン情報に基づいて、サイド画像変調領域におけるメイン画像Ｍのデータ値を変調するステップを実行する（Ｓ６）。具体的には、画像合成部３９は、サイド画像Ｓが表示される画素Ｑにおいては、図１３に示すパターン情報１２０に基づいて、メイン画像ＭのＲとＢのデータ値に、分割パラメータを加算し、Ｇのデータ値から分割パラメータを減算する変調を行って、サイド画像Ｓを合成する。画像合成部３９は、上記の変調を、図１２に示す、サイド画像Ｓの変調領域１２１に含まれる画素に対して実行する。

上記方法によれば、ＬＣＤパネル１６０のサイド画像Ｓの変調領域１２１に形成される輝度パターンを、図１０（ａ）の画素分割配列パターンとすることが可能となる。図１０（ａ）の画素分割配列パターンは、レンズシート１６２の周期構造に基づく縞模様と干渉しないパターンであるので、結果として、サイド画像Ｓの変調領域１２１に発生するモアレを除去することが可能となる。

〔画素分割配列パターンのバリエーション〕
配列パターン記憶部３２に記憶される画素分割配列パターンは、上述したものに限定されず、周期構造による縞模様と干渉する可能性がある模様を解消する画素分割配列パターンであれば、どのようなパターンであってもよい。

図２３は、周期構造による縞模様と干渉する可能性がある模様を解消した画素分割配列パターンの他の具体例を示す図である。

モアレを解消するためには、図９に示す典型的な画素分割配列パターンに変則的なパターンを加える、つまり、横方向および縦方向の少なくともいずれかの方向にＲＧＢの各要素の＋／−を連続させるパターンを加えればよい。

図２３（ａ）および（ｂ）は、横方向において、ＲＧＢ各色の要素の＋／−を交互に配置することを維持しつつ、縦方向において、＋／−を連続させる画素分割配列パターンである。図２３（ｃ）および（ｄ）は、縦方向において、＋／−を交互に配置することを維持しつつ、横方向において＋／−を連続させる画素分割配列パターンである。図２３（ｅ）は、横方向および縦方向にて、＋／−を連続させる画素分割配列パターンである。

これらの画素分割配列パターンによれば、周期的な＋／−の配置によって形成される縞模様を解消することが可能となる。

〔画素分割配列パターンと粒状感について〕
配列パターン記憶部３２に記憶される画素分割配列パターンは、周期構造による縞模様と干渉する可能性がある模様を解消する画素分割配列パターンであれば、どのような画素分割配列パターンであってもよい。しかしながら、周期性を加味して、“＋”または“−”のパターンが、隣接する要素間で連続しないような画素分割配列パターンとしたり、上述したとおり、均一性を加味して、“＋”または“−”のパターンが特定の範囲内で均一になるような画素分割配列パターンとしたりすることは、表示品位を維持する上で好ましい。

周期性および均一性を加味せずに画素分割配列パターンを構成すると、“＋”と“−”とが連続して配置されたり、“＋”と“−”とが偏って配置されたりすることによって、モアレは解消するものの、表示品位が低下する虞がある。具体的には、“＋”が固まっている場所と、“−”が固まっている場所とができると、縞模様は解消されるが、今度は明暗の粒模様が形成される。したがって、ＬＣＤパネル１６０上には、図１４（ａ）および（ｂ）に示すとおり、砂の粒のようなザラザラとした模様（粒状感）が残るという別の問題が生じる。

例えば、図１０（ｃ）に示す画素分割配列パターンでは、同一画素内の隣合う２要素で、“＋”または“−”（＋／−）が連続し、また、画素を跨げば横方向に連続する３つの要素で、＋／−が連続してしまう。図１０（ｃ）の輝度パターンは、他の図に示した輝度パターンと比較して、明暗の粒模様が目立つことが理解できる。したがって、サイド画像変調領域における粒状感を解消するためには、画素分割配列パターンを、同一画素内の隣合う２要素で＋／−が連続しない配置とすることが好ましい。

さらに、図１０（ｂ）に示す画素分割配列パターンでは、同一画素内で、＋／−は連続しないものの、画素を跨げば、横方向に連続する２つの要素で＋／−が連続してしまう。本実施形態において、縦長の長方形の各要素が横方向に連続するということは、各要素が長辺にて接して連続するということであり、縦方向に連続する場合にくらべて、＋／−の領域のかたまりが目立つ。したがって、画素を跨いでいるとはいえ、各要素で横方向に＋／−が連続してしまうことは粒状感が生じる原因となる。そこで、図１０（ａ）に示す画素分割配列パターンのように、画素を跨いでも、横方向に連続する２つの要素で＋／−が連続しない配置とすることが、粒状感を解消する上でさらに好ましい。以上のとおり、横方向に隣接する要素について、＋／−が連続しないように周期性を加味することによって、粒状感を解消することが可能となる。

さらに、既に述べたとおりであるが、サイド画像Ｓを何倍拡大にするのか、つまり、サイド画像Ｓの１画素が、画素分割配列パターンにおける何画素×何画素の区域に相当するのかを考慮して、当該区域における＋／−の均一性を加味した画素分割配列パターンとすることが好ましい。

図１５（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、図９、図１０（ａ）〜（ｃ）の各図に示す各画素分割配列パターンに基づいて、ＬＣＤパネル１６０の各画素のパターン情報が求められた場合の、各画素のＲの要素における分割のパターンを示す図である。なお、ＬＣＤパネル１６０の各画素には、ＲＧＢのそれぞれの要素について＋／−が格納されているが、説明の簡略化のために、Ｒの要素についてのみ図示する。

上述したとおり、本実施形態では、サイド画像Ｓは、メイン画像Ｍと比べて４分の１のサイズで格納されている。この場合、サイド画像Ｓは、縦横それぞれ２倍拡大されてＬＣＤパネル１６０に表示される。したがって、サイド画像Ｓの１画素は、ＬＣＤパネル１６０の画素（画素分割配列パターンの画素）の、２画素×２画素に相当する。図１５（ａ）〜（ｄ）の各図に示す、４画素を１単位とする破線枠は、サイド画像Ｓの１画素に相当する区域を示している。

サイド画像１画素の区域には、ＲＧＢ全ての要素について、＋／−が、均一に、偏ることなく配置されていることが好ましい。例えば、図１５（ｄ）に示す分割のパターンによれば、＋、＋、または、−、−と、横方向に隣り合う画素のＲのパターンが、しかも、同一区域（サイド画像Ｓ１画素）内にて連続してしまう。これにより、同図の他のパターンと比べて、Ｒの色の偏りが目立ち、これにより粒状感が生じる。一方、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すパターンでは、サイド画像１画素の区域には、ＲＧＢ全ての要素について、＋／−が交互に、偏りなく配置されているため、図１５（ｄ）のパターンと比べて各色の輝度が観察者によってうまく平均化されるので、粒状感による表示品位の低下を防ぐことが可能となる。さらに、図１５（ｂ）は、横方向に隣り合う区域（サイド画像Ｓの１画素）においても、＋／−が連続しないので、図１５（ｃ）と比較して、表示品位さらに高品位に維持することができる。

≪色ぼかしフィルタについて≫
配列パターン記憶部３２に記憶される画素分割配列パターンは、周期構造による縞模様と干渉する可能性がある模様を解消する画素分割配列パターンであれば、どのようなパターンであってもよい。しかしながら、ＬＣＤユニット１４が色ぼかしフィルタを備える構成である場合には、該色ぼかしフィルタの特性を考慮して、“＋”または“−”のパターンが、隣接する要素間で連続しないような画素分割配列パターンとすることが表示品位を維持する上で好ましい。以下では、色ぼかしフィルタの特性について説明し、どのような画素分割配列パターンとすれば、色ぼかしフィルタの成果を落とさずに、モアレを除去できるのかについて説明する。

色ぼかしフィルタとは、正面視のメイン画像の画質低下を改善するためのものである。サイド画像を表示するための変調領域では、メイン画像の元の１画素のデータ値を、複数の画素に分割し配置して、元の色味を再現する。そのため、メイン画像の色を再現する場合、特にメイン画像が細い線、細かな点、複雑な形状を含んでいる場合には、変調領域の１画素１画素が元の色味を正確に再現しきれずに、メイン画像の正面視の画質を低下させる虞があった。そこで、色ぼかしフィルタを、ＬＣＤコントローラ２１またはＬＣＤモジュール２２の駆動回路に設けて、注目画素のＲＧＢ各色の階調値を周囲の複数の画素に分散させる（ぼかす）という修正を画像データに施す。ぼかした複数の画素によって、元の色味をより正確に再現できるので、画質の低下を防ぐことが可能である。

色ぼかしフィルタのいくつかの実施例について、図１および図１７〜図２２を参照しながら説明する。色ぼかしフィルタには、大別して、ＬＣＤモジュール２２が備える駆動回路に設けられるドライバ用色ぼかしフィルタと、ＬＣＤコントローラ２１に設けられるコントローラ用色ぼかしフィルタとの２種類がある。

〔実施例１：ドライバ用色ぼかしフィルタの構成〕
図１７は、本実施例における色ぼかしフィルタを備えるＬＣＤモジュール２２の概略構成を示すブロック図である。図１７に示すとおり、ＬＣＤモジュール２２は、ＬＣＤパネル１６０のＬＣＤ素子を駆動するための、信号線駆動回路（ソースドライバＩＣ）２３および走査線駆動回路（ゲートドライバＩＣ）２４とを備えている。なお、本明細書において、横方向またはｘ軸方向とは、走査線の延びる方向を示し、縦方向／ｙ軸方向とは、信号線の延びる方向を示している。

また、ＬＣＤモジュール２２は、光源としての図示しないバックライトを備えている。ＬＣＤモジュール２２の構成は、以下で詳細に説明する点以外は、従来のアクティブマトリクス型ＬＣＤモジュールが備える構成を採用できる。よって、ここでは、ＬＣＤモジュール２２が備える従来の構成についての説明は省略する。

本実施例におけるＬＣＤモジュール２２において、信号線駆動回路２３は、ピクセルバッファ２３０および色ぼかしフィルタ２３１を備えている。

信号線駆動回路２３は、信号側の制御信号とともに、画素ごとのＲＧＢ各色の階調データを含む画像データ（各画素のデータ値）をＬＣＤコントローラ２１からピクセルバッファ２３０を介して取得する。

ピクセルバッファ２３０は、信号線駆動回路２３が取得する画像データを一時的に記憶するものである。一般に信号線駆動回路２３を実現するためのＩＣチップについては面積の制約が大きいことから、ピクセルバッファ２３０は、数画素分のデータ値を記憶するピクセルバッファとして実現される。本実施例では、横方向の画素４つ分のＲＧＢ各色の階調値を記憶できるものとする。したがって、信号線駆動回路２３は、画像データから、注目画素１画素ごとに、画素４つを１単位として順次取得したものをピクセルバッファ２３０に書き込む。

色ぼかしフィルタ２３１は、ピクセルバッファ２３０に記憶されている４つの画素の階調値のパターンに基づいて、注目画素のＲＧＢ各色の階調値を分散させるものである。色ぼかしフィルタ２３１による分散の結果、階調値が改められた後の画像データがＬＣＤパネル１６０に反映される。なお、本実施例では、横（左右）方向の４画素を参照しているので、縦（上下）方向の画素を参照して、上下方向にぼかしを入れることは行っていない。

色ぼかしフィルタ２３１のフィルタリングの動作について、具体例を用いて詳細に説明する。

図１８（ａ）および（ｂ）は、色ぼかしフィルタ２３１が保持する各種フィルタの具体例、および、当該各フィルタとピクセルバッファ２３０において検出される画素パターンとの対応関係を示す図である。

色ぼかしフィルタ２３１は、まず、ピクセルバッファ２３０に格納された、横方向４画素分の各色の階調値と、図１８（ａ）に示すモデルの画素パターンとのパターンマッチングを行って、現在ピクセルバッファ２３０に格納されている４つの画素の画素パターンを検出する。ここで、図１８（ａ）のモデルの画素パターンが示す、「白＝１」、「黒＝０」は、実際の色や階調値を表しているのではない。本実施例では、実際の階調値を所定の閾値（例えば、１２５）に基づいて２値化した場合に、高階調を「白＝１」、低階調を「黒＝０」と表すものとする。

次に、色ぼかしフィルタ２３１は、ピクセルバッファ２３０に格納された４画素において、例えば、「０、０、１、０」のパターンを検出したとする。この場合、色ぼかしフィルタ２３１は、図１８（ａ）に示す「画素パターン０２」に対応付けられているフィルタ「Ｐ_ｘ’＝ＷＮ＊Ｐ_ｘ＋（１−ＷＮ）＊Ｐ_ｘ＋１」に基づいて、注目画素Ｐ_ｘの階調値を修正する。

本実施例では、色ぼかしフィルタ２３１は、横方向に並ぶ４つの画素のうち左から２番目を注目画素Ｐ_ｘとし、その左右方向のみの周辺画素（Ｐ_ｘ−１および／またはＰ_ｘ＋１）に基づいて階調値の修正を行う。

各フィルタには、「ＷＮ」などのフィルタパラメータが含まれている。本実施例では、色ぼかしフィルタ２３１は、図１８（ｂ）に示すフィルタパラメータのリストを保持しており、このリストを参照してフィルタパラメータの値を取得し、注目画素Ｐ_ｘの階調値を求めることができる。なお、フィルタパラメータが固定されている場合には、フィルタに、「ＷＮ」の代わりに「１３／３２」という値が含まれていてもよい。

なお、ピクセルバッファ２３０に格納された画素のパターンが、図１８（ａ）に示すように色ぼかしフィルタ２３１があらかじめ保持しているモデルパターンのいずれとも一致しない場合には、色ぼかしフィルタ２３１は、そのときの注目画素Ｐ_ｘにはいずれのフィルタも適用しない構成としてもよい。

信号線駆動回路２３は、上述のように修正した後の（ぼかした）画像データに応じた階調電圧を、ＬＣＤパネル１６０の信号線の何れかに出力する。

上述のドライバ用色ぼかしフィルタ２３１の構成によれば、少なくとも、横方向において、注目画素のＲＧＢ各色の階調値が分散されるので、横方向に並ぶ複数の画素によって、元の１画素の色味をより正確に再現することができ、したがって、階調値が分割される変調領域において、メイン画像の画質の低下を防ぐことが可能となる。

〔実施例２：コントローラ用色ぼかしフィルタの構成〕
図１に、他の色ぼかしフィルタを備えるＬＣＤコントローラ２１の概略構成を示す。図１に示すとおり、ＬＣＤコントローラ２１は、さらに、メイン画像用メモリ３０から出力されるメイン画像Ｍの画像データにぼかしを加えるためのラインバッファ４２と、色ぼかしフィルタ４３とを備えていてもよい。

ラインバッファ４２は、メイン画像用メモリ３０から出力される画像データを一時的に記憶するものである。一般にＬＣＤコントローラ２１においては、上述の信号線駆動回路２３と比較して面積の制約が小さいことから、ラインバッファ４２は、画像データのうち複数ライン分のデータ値を記憶することが可能なラインバッファとして実現される。本実施例では、ラインバッファ４２は、少なくとも、横方向に画素３つ（または４つ）、縦方向に画素３つ、合計で９個（または１２個）の画素分のＲＧＢ各色の階調値を記憶できるものとする。画像データから、注目画素１画素ごとに、縦横３＊３＝９個（または３＊４＝１２個）の画素を１単位として順次取得したものが、ラインバッファ４２に順次書き込まれる。

色ぼかしフィルタ４３は、ラインバッファ４２に記憶されている９個または１２個の画素の階調値のパターンに基づいて、注目画素のＲＧＢ各色の階調値を分散させるものである。色ぼかしフィルタ４３による分散の結果、階調値が改められた後の画像データが画像合成部３９に出力される。なお、本実施例では、上述の実施例とは異なり、横方向および縦方向の３＊３の画素を参照しているので、左右方向に加えて上下方向にもぼかしを入れることが可能である。

色ぼかしフィルタ４３のフィルタリングの動作について、具体例を用いて詳細に説明する。

図１９は、一例として、ラインバッファ４２において検出される画素パターンの類型を示す図である。図２０は、検出された画素パターンと色ぼかしフィルタ４３が保持する各種フィルタとの対応関係、および、当該各フィルタの具体例を示す図である。

色ぼかしフィルタ４３は、まず、ラインバッファ４２に格納された、縦横３＊３（必要に応じて４）＝９（１２）個の画素分の各色の階調値と、図１９に示すモデルの画素パターンとのパターンマッチングを行って、現在ラインバッファ４２に格納されている縦横３＊３（４）の領域の画素パターンを検出する。

本実施例では、図１９に示すとおり、色ぼかしフィルタ４３は、ラインバッファ４２に格納されている領域について、考えられる無数の画素パターンを、ある条件に基づいて以下の６種類のいずれかの画素パターンに分類し、上記領域が、背景白地（高階調）の前景黒（低階調）なのか、背景黒地（低階調）の前景白（高階調）なのかを判定する。これらの判定結果に応じたフィルタを用いて画像データの“ぼかし”を実行する。上述の実施例と同様、ここでも、モデルの画素パターンが示す、「白＝１」は高階調を、「黒＝０」は低階調を表すものとし、これらは、実際の階調値が所定の閾値に基づいて二値化されたものである。

（１）色ぼかしフィルタ４３は、図１９に示す条件に基づいて、３＊３の領域において、左上の画素から順に、階調値（２値化後）が、０、１、０、１、０、１、０、１、０のチェック柄を検出した場合には、それを「パターン名：Ｃｈｅｑｕｅｒ１」の画素パターンであると判定する。

（２）色ぼかしフィルタ４３は、図１９に示す条件に基づいて、３＊３の領域において、左上の画素から順に、階調値（２値化後）が、１、０、１、０、１、０、１、０、１のチェック柄を検出した場合には、それを「パターン名：Ｃｈｅｑｕｅｒ２」の画素パターンであると判定する。

（３）色ぼかしフィルタ４３は、図１９に示す条件に基づいて、注目画素ｐ（ｘ、ｙ）を左から２番目、上から２番目の位置とする縦横３＊４の領域において、階調値１（二値化後）の画素が６個以上で、且つ、注目画素ｐ（ｘ、ｙ）の階調値が０の場合、当該領域を、背景白地に前景黒で、注目画素が前景黒であるパターン（すなわち、「パターン名：Ｂｌａｃｋ ｔｅｘｔ」）と判定する。

（４）色ぼかしフィルタ４３は、図１９に示す条件に基づいて、注目画素ｐ（ｘ、ｙ）を左から２番目、上から２番目の位置とする縦横３＊４の領域において、階調値１の画素が６個以上で、且つ、注目画素ｐ（ｘ、ｙ）の階調値が１の場合、当該領域を、背景白地に前景黒で、注目画素が背景白地であるパターン（すなわち、「パターン名：Ｂｌａｃｋ Ｔｅｘｔ Ｎｅｉｇｈｂｏｕｒ」）と判定する。

（５）色ぼかしフィルタ４３は、図１９に示す条件に基づいて、注目画素ｐ（ｘ、ｙ）を左から２番目、上から２番目の位置とする縦横３＊４の領域において、階調値１の画素が６個未満で、且つ、注目画素ｐ（ｘ、ｙ）の階調値が１の場合、当該領域を、背景黒地に前景白で、注目画素が前景白であるパターン（すなわち、「パターン名：Ｗｈｉｔｅ ｔｅｘｔ」）と判定する。

（６）色ぼかしフィルタ４３は、図１９に示す条件に基づいて、注目画素ｐ（ｘ、ｙ）を左から２番目、上から２番目の位置とする縦横３＊４の領域において、階調値１の画素が６個未満で、且つ、注目画素ｐ（ｘ、ｙ）の階調値が１の場合、当該領域を、背景黒地に前景白で、注目画素が背景黒地であるパターン（すなわち、「パターン名：Ｗｈｉｔｅ Ｔｅｘｔ Ｎｅｉｇｈｂｏｕｒ」）と判定する。

次に、色ぼかしフィルタ４３は、図２０に示すように、判定した上記６つのうちのいずれかの画素パターンに対応付けられているフィルタに基づいて、注目画素ｐ（ｘ、ｙ）のＲＧＢ各色の階調値を、周辺画素に分散する。図２０に示す例では、フィルタリング後の注目画素ｐ’（ｘ、ｙ）の階調値は、以下のフィルタ、
ｐ’（ｘ、ｙ）＝１／３２＊Σ
によって求まる。

ここで、Σは、図２０に示す適用フィルタにおいて、画素ごとにあらかじめ定められている重み付け値をその画素の階調値にかけて求めた各画素の積の総和を示す。すなわち、「パターン名：Ｃｈｅｑｕｅｒ１」の画素パターンにおいて用いられるフィルタは、
ｐ’（ｘ、ｙ）＝１／３２＊｛８＊ｐ（ｘ、ｙ）＋６＊ｐ（ｘ、ｙ−１）＋６＊ｐ（ｘ−１、ｙ）＋６＊ｐ（ｘ＋１、ｙ）＋６＊ｐ（ｘ、ｙ＋１）｝
となる。

画像合成部３９は、上述のように色ぼかしフィルタ４３が修正した後の（ぼかした）画像データを、分割パラメータに基づいて変調し、変調後の画像データをＬＣＤモジュール２２に出力する。

上述のコントローラ用色ぼかしフィルタ４３の構成によれば、横方向および縦方向において、注目画素のＲＧＢ各色の階調値が分散されるので、横方向および縦方向に及ぶ複数の画素領域によって、元の１画素の色味をより正確に再現することができ、したがって、階調値が分割される変調領域においても、メイン画像の画質の低下を防ぐことが可能となる。

〔画素分割配列パターンと色ぼかしフィルタとの関係〕
上述の各実施例にあるような色ぼかしフィルタを本発明のＬＣＤユニット１４に設けると、変調領域（階調値が分割されている領域）においては、採用されている画素分割配列パターンによって、色のぼかされ方が異なってくる。すなわち、色ぼかしフィルタによって意図したとおりに色をぼかす（元のメイン画像の色を正しく再現する）ことができるか否かは、画素分割配列パターンの内容に依存する。

図２１（ａ）〜（ｄ）は、図９に示す典型的な画素分割配列パターンに基づく変調領域に、色ぼかしフィルタを適用した場合の処理過程および結果を説明する図である。

例えば、図２１（ａ）に示すメイン画像Ｍがあるとする。一例として、このメイン画像Ｍは、背景の黒地（０階調）に、前景として白点が１画素で表現されているものであり、当該白点の“Ｌｖ１”はその階調がＲＧＢ各色共に２５５階調であることを示す。

このようなメイン画像Ｍに対して色ぼかしフィルタ（ここでは、一例としてコントローラ用色ぼかしフィルタ４３を採用するものとする）を適用すると、図２１（ａ）の白点１画素のＬｖ１の階調値は、一例として図２１（ｂ）に示すとおり、Ｌｖ１の白点があった画素を中心とする周辺画素へと分散される。具体的には、元々白点があった注目画素の階調値はＬｖ２に下げられ、該注目画素と上下左右方向で隣接する周辺画素の階調値はＬｖ３に上げられ、該注目画素と斜め（左上、右上、左下、右下）方向で隣接する周辺画素の階調値はＬｖ４に上げられる。例えば、Ｌｖ２は２３０階調、Ｌｖ３は１７８階調、Ｌｖ４は１２８階調であることを示しているものとするが、これに限定されない。

上述のように色ぼかしフィルタによって色がぼかされるメイン画像Ｍに対して、画像合成部３９によって、図９に示す画素分割配列パターンに基づく変調（階調値の分割）が行われる。このとき、画素分割配列パターンのうち、図２１（ｃ）に示す破線で囲まれた領域が、図２１（ｂ）に示すような、ぼかされた白点を再現するために参照される。

最終的に、ぼかされた白点を変調領域にて再現する図２１（ｄ）に示す結果が得られる。図２１（ｃ）の画素分割配列パターンの破線枠内の各画素（各要素）に、図２１（ｂ）の階調値の分散が適用されると、このような結果が得られる。例えば、図２１（ｄ）に示す結果において、元の白点があった注目画素のＲとＢの要素は階調がＬｖ２となり、該注目画素と上下左右方向で隣接する周辺画素のＧの要素の階調はＬｖ３となる。

結果として、注目画素を中心とする周辺画素を含んだ複数の画素において、階調値が分散され、且つ、ＲＧＢの各要素がバランスよく配置されているので、意図どおりに色をぼかすことが可能となる。こうして、分割パラメータによって階調値が＋／−で分割されているような変調領域においても、メイン画像の画質が低下するのを回避することができる。

一方、図１０（ａ）〜（ｃ）に示す、本発明のモアレを除去するための画素分割配列パターンに基づきメイン画像Ｍが変調される場合、図２１（ａ）のメイン画像Ｍに対して、図２１（ｂ）の色ぼかしフィルタが適用されたときは、上述の図２１（ｄ）に示すような意図どおりの結果が得られない虞がある。

図２２（ａ）〜（ｃ）は、図２１（ａ）のメイン画像Ｍが、図１０（ａ）〜（ｃ）に示す各画素分割配列パターンに基づき変調され、さらに、図２１（ｂ）の色ぼかしフィルタが適用された場合に得られる結果を示す図である。図２２（ａ）〜（ｃ）の各図において、右図は、採用された画素分割配列パターンを、左図は色ぼかしフィルタが適用されて最終的に得られる結果を示す。

図２２（ｂ）に示す例では、注目画素において、ＲおよびＢの要素がＬｖ２で強く出力されるのに加えて、当該注目画素の横方向に隣接する周辺画素（ここでは、右隣の画素）においても、ＲおよびＢの要素がＬｖ３で出力される。図２１（ｄ）の例において、隣接の周辺画素がＧをＬｖ３で出力することでバランスをとって白を再現していた結果と比べて、図２２（ｂ）に示す例では、横方向にＲとＢとが強く出力されている。この結果、色ぼかしフィルタによって白点を再現したかったはずが、横方向に紫がかった色が滲み出すという、意図しない色にじみが発生する。図２２（ｃ）に示す例では、図２２（ｂ）に示す例と比べて、ＲＧＢ各色および階調値のバランスは改善されているが、依然、Ｌｖ２、Ｌｖ３の領域にて横方向にＲとＢとが連続するために、横方向に青紫がかった色が滲み出すという意図しない色にじみが発生する。

このように、横方向にＲＧＢの各要素が連続する画素分割配列パターンでは、横方向の意図しない色にじみが顕著となり、縦方向に連続する場合と比較しても画質の低下が特に目立つ。なぜなら、粒状感が生じる原因について既に述べた事情と同様、縦長の長方形の各要素が横方向に連続するということは、各要素が長辺にて接して連続するということであり、縦方向に連続する場合にくらべて、色のかたまりが目立つからである。さらに、上述したとおり、ドライバ用色ぼかしフィルタ２３１では、バッファの制約から、横方向のみに色をぼかすようフィルタリングする。そのため、ドライバ用色ぼかしフィルタ２３１を設けた構成では、横方向にＲＧＢの各要素が連続する画素分割配列パターンは、意図しない色にじみをさらに助長する結果となる。これでは、モアレは解消できるものの、画質低下を防止するために設けられている色ぼかしフィルタを生かせない。

そこで、これまで述べてきたような色ぼかしフィルタの特性を考慮して、色ぼかしフィルタのメリットを可能な限り享受しつつ、モアレを除去することが可能な画素分割配列パターンを採用することが好ましい。すなわち、色ぼかしフィルタの特性を考慮すれば、少なくとも横方向においてはＲＧＢの各要素が連続しない画素分割配列パターンとするほうが好ましい。

例えば、図２２（ａ）に示す例では、注目画素においてＲおよびＢの要素がＬｖ２で出力されているが、少なくとも横方向に隣接する周辺画素については、すべて、ＧがＬｖ３で出力される。このため、横方向においては、ＲＧＢ各色および階調値のバランスをとって白を再現することが可能となり、図２２（ｂ）、（ｃ）に示す例と比べて意図しない色にじみを改善することが可能である。図２２（ａ）に示す例では、注目画素と縦方向に隣接する周辺画素との間でＲ（Ｂ）の要素が連続するが、縦長の要素の短辺にて隣接しているために、横方向にて各色の要素が連続する画素分割配列パターンと比較して、色にじみの影響は少ない。

以上のように、モアレを解消可能な複数の画素分割配列パターンが存在する場合には、粒状感、または、色ぼかしフィルタの特性を考慮して、モアレの解消と表示品位向上とを両立できるような適切な画素分割配列パターンを採用することが好ましい。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

最後に、ＬＣＤコントローラ２１の各ブロック、特に、配列パターン制御部３３およびそれに含まれる各部は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。

すなわち、ＬＣＤコントローラ２１は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである、ＬＣＤコントローラ２１の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記ＬＣＤコントローラ２１に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。

上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク系、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード系、あるいはマスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ系などを用いることができる。

また、ＬＣＤコントローラ２１を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを、通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（virtual private network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１無線、ＨＤＲ、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。

本発明は、サイド画像をメイン画像に合成するための画素分割配列パターンとして、液晶光学系の周期構造による模様と干渉する可能性がある模様を解消した画素分割配列パターンを記憶しているので、軸上にてサイド画像の領域にモアレが出現することを防止することができる。したがって、空間的輝度変調によってメイン画像とサイド画像とを合成して表示制御を行う表示制御装置を備えた任意の電子機器に適用することができる。

１０ 電子機器
１１ ＣＰＵ
１２ バス
１３ メモリ
１４ ＬＣＤユニット
２１ ＬＣＤコントローラ（表示制御装置）
２２ ＬＣＤモジュール（液晶表示モジュール）
２３ 信号線駆動回路
２４ 走査線駆動回路
３０ メイン画像用メモリ
３１ サイド画像用メモリ
３２ 配列パターン記憶部
３３ 配列パターン制御部
３４ 配色パターン記憶部
３５ 色切替部
３６ 拡縮率記憶部
３７ 画像拡縮部
３８ 分割パラメータ記憶部
３９ 画像合成部
４０ 回転・反転情報記憶部
４１ 回転・反転部
４２ ラインバッファ
４３ 色ぼかしフィルタ
７０ 対象座標取得部
７１ 配列パターン選択部
７２ 最小単位取得部
７３ パターン位置特定部
７４ パターン情報出力部
１２０ パターン情報
１２１ 変調領域
１６０ ＬＣＤパネル（液晶表示パネル／周期構造）
１６１ 拡散シート
１６２ レンズシート（周期構造）
１６３ 導光板
１６４ 反射シート
１７０ 輝度パターン
１７１ 輝度パターン
２３０ ピクセルバッファ
２３１ 色ぼかしフィルタ

Claims (7)

1. 空間的輝度変調によって表示用画像を表示画面に表示するように、液晶表示モジュールの液晶表示パネルに含まれる液晶表示素子を制御する表示制御装置であって、
   上記表示制御装置は、
   上記液晶表示素子からの輝度に関して、上記表示画面の法線に平行な軸方向に対する輝度と軸外の方向に対する輝度との非線形な対応関係と、サイド画像の画像データとに基づいて、メイン画像の画像データを変調し、変調した画像データを上記表示用画像の画像データとすることによって、上記サイド画像を上記メイン画像に合成する画像合成部と、
   上記画像合成部がメイン画像の画像データを変調する際に参照する、画素のデータ値の２次元の増減パターンである画素分割配列パターンを記憶する配列パターン記憶部とを備え、
   上記画素分割配列パターンの１画素は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色のデータ値の増減を表す３つの要素からなり、
   上記画素分割配列パターンの上記３つの要素は、それぞれ、
   上記液晶表示パネルの１画素において、横方向にＲ、Ｇ、Ｂ各色の要素が並ぶように配置されている当該各色の要素に対応しており、
   上記配列パターン記憶部に記憶されている上記画素分割配列パターンの少なくとも１つは、
   該画素分割配列パターンの増減パターンにしたがって上記画像合成部が変調した画像データにより上記表示画面に表示される、上記軸方向における輝度の高低パターンが、上記液晶表示モジュールの周期構造による明暗パターンと干渉しないように、
   同一画素内で隣接する各要素において、データ値の増加または減少が交互になるパターンを増減パターンとして含むことを特徴とする表示制御装置。
2. 上記画素分割配列パターンは、さらに、
   異なる画素において横方向に隣接する要素同士で、データ値の増加または減少が連続しないパターンを増減パターンとして含むことを特徴とする請求項１に記載の表示制御装置。
3. 空間的輝度変調によって表示用画像を表示画面に表示するように、液晶表示モジュールの液晶表示パネルに含まれる液晶表示素子を制御する表示制御装置であって、
   上記表示制御装置は、
   上記液晶表示素子からの輝度に関して、上記表示画面の法線に平行な軸方向に対する輝度と軸外の方向に対する輝度との非線形な対応関係と、サイド画像の画像データとに基づいて、メイン画像の画像データを変調し、変調した画像データを上記表示用画像の画像データとすることによって、上記サイド画像を上記メイン画像に合成する画像合成部と、
   上記画像合成部がメイン画像の画像データを変調する際に参照する、画素のデータ値の２次元の増減パターンである画素分割配列パターンを記憶する配列パターン記憶部とを備え、
   上記画素分割配列パターンの１画素は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色のデータ値の増減を表す３つの要素からなり、
   上記画素分割配列パターンの上記３つの要素は、それぞれ、
   上記液晶表示パネルの１画素において、横方向にＲ、Ｇ、Ｂ各色の要素が並ぶように配置されている当該各色の要素に対応しており、
   上記配列パターン記憶部に記憶されている上記画素分割配列パターンの少なくとも１つは、
   該画素分割配列パターンの増減パターンにしたがって上記画像合成部が変調した画像データにより上記表示画面に表示される、上記軸方向における輝度の高低パターンが、上記液晶表示モジュールの周期構造による明暗パターンと干渉しないように、
   横方向に隣り合う同一色の要素同士のデータ値の増加または減少が交互になるパターンを増減パターンとして含むことを特徴とする表示制御装置。
4. 上記画素分割配列パターンは、
   少なくとも８画素×８画素を最小単位とする２次元の増減パターンであることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の表示制御装置。
5. 上記画像合成部がメイン画像の画像データを変調する際に、メイン画像において対応する画素のデータ値を増減するために参照する画素分割配列パターンを、上記配列パターン記憶部に記憶されている複数の画素分割配列パターンの中から選択する配列パターン選択部を備えていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の表示制御装置。
6. 空間的輝度変調によって表示用画像を表示画面に表示するように、液晶表示モジュールの液晶表示パネルに含まれる液晶表示素子を制御する表示制御装置におけるモアレ解消方法であって、
   上記表示制御装置は、
   上記液晶表示素子からの輝度に関して、上記表示画面の法線に平行な軸方向に対する輝度と軸外の方向に対する輝度との非線形な対応関係と、サイド画像の画像データとに基づいて、メイン画像の画像データを変調し、変調した画像データを上記表示用画像の画像データとすることによって、上記サイド画像を上記メイン画像に合成する画像合成部を備え、
   上記画像合成部が、画素のデータ値の２次元の増減パターンである画素分割配列パターンにしたがって、メイン画像の画像データを変調し、
   上記画素分割配列パターンの１画素は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色のデータ値の増減を表す３つの要素からなり、
   上記画素分割配列パターンの上記３つの要素は、それぞれ、
   上記液晶表示パネルの１画素において、横方向にＲ、Ｇ、Ｂ各色の要素が並ぶように配置されている当該各色の要素に対応しており、
   上記画素分割配列パターンは、
   同一画素内で隣接する各要素において、データ値の増加または減少が交互になるパターンを増減パターンとして含み、
   当該表示制御装置が、上記増減パターンにしたがって上記画像合成部が変調した画像データを上記表示画面に表示することにより、上記軸方向における輝度の高低パターンが、上記液晶表示パネルの周期構造による明暗パターンと干渉しないようにすることを特徴とするモアレ解消方法。
7. 空間的輝度変調によって表示用画像を表示画面に表示するように、液晶表示モジュールの液晶表示パネルに含まれる液晶表示素子を制御する表示制御装置におけるモアレ解消方法であって、
   上記表示制御装置は、
   上記液晶表示素子からの輝度に関して、上記表示画面の法線に平行な軸方向に対する輝度と軸外の方向に対する輝度との非線形な対応関係と、サイド画像の画像データとに基づいて、メイン画像の画像データを変調し、変調した画像データを上記表示用画像の画像データとすることによって、上記サイド画像を上記メイン画像に合成する画像合成部を備え、
   上記画像合成部が、画素のデータ値の２次元の増減パターンである画素分割配列パターンにしたがって、メイン画像の画像データを変調し、
   上記画素分割配列パターンの１画素は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色のデータ値の増減を表す３つの要素からなり、
   上記画素分割配列パターンの上記３つの要素は、それぞれ、
   上記液晶表示パネルの１画素において、横方向にＲ、Ｇ、Ｂ各色の要素が並ぶように配置されている当該各色の要素に対応しており、
   上記画素分割配列パターンは、
   横方向に隣り合う同一色の要素同士のデータ値の増加または減少が交互になるパターンを増減パターンとして含み、
   当該表示制御装置が、上記増減パターンにしたがって上記画像合成部が変調した画像データを上記表示画面に表示することにより、上記軸方向における輝度の高低パターンが、上記液晶表示パネルの周期構造による明暗パターンと干渉しないようにすることを特徴とするモアレ解消方法。

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