JP5502899B2 - 画像表示装置および画像表示方法 - Google Patents

Description

本発明は、時分割シャッター方式の立体視画像表示装置等、画像を切り替えて表示する画像表示装置、画像表示回路、およびこの画像表示装置および画像表示回路で用いられる画像表示方法等に関する。

いわゆる時分割シャッター方式の立体視画像表示装置は、医療分野やアミューズメント分野を含む各種分野において広く普及している。立体視画像表示装置は、右目用画像と左目用画像とを交互に切り替えて表示する。ユーザは、画像表示の切り替えと同期して左右の目の視界を交互に遮蔽する遮蔽機構（以下「シャッター」という）を備えた眼鏡（以下「シャッター付き眼鏡」という）を用いて、立体視画像表示装置の画像を見ることにより、立体視画像を見ることができる。

ところが、シャッターの開閉状態の切り替え（以下「シャッター切替」という）には、ある程度の時間を要する。シャッター切替が開始されてから完了するまでの期間（以下「シャッター切替期間」という）には、両目に光が入射し得る。このシャッター切替期間に、右目用画像が表示されていた場合、左目にも右目用画像が入射し、左目用画像が表示されていた場合、右目にも左目用画像が入射する。すなわち、右目用画像と左目用画像とのクロストークが発生し、高品質な立体視画像表示を得ることができない。

そこで、右目用画像と左目用画像とのクロストークを防止する技術が、例えば特許文献１に記載されている。

図７は、特許文献１記載の立体視画像表示装置の動作タイミングチャートである。図７（ａ）は、各表示ラインの表示データに基づいた発光動作（以下単に「発光」という）の開始タイミングおよび終了タイミングを示す。図７（ｂ）は、各タイミングにおける右目用シャッターの開閉状態を示す。図７（ｃ）は、各タイミングにおける左目用シャッターの開閉状態を示す。

立体視画像表示装置のパネルは、例えば、垂直方向に平行に並べられた１０８０本の表示ラインから構成される。各表示ラインは、例えば、水平に直線的に並べられた複数の画素から構成される。図７（ａ）に示すように、立体視画像表示装置は、表示データの表示ラインごとの書込み走査を順次行い、各表示ラインを、その表示ラインに対する表示データの書込みが完了した直後に発光させ、一定時間経過後に発光を停止させる。

一方で、立体視画像表示装置は、全表示ラインの発光停止が完了する第１の時刻ｔ１に、透過状態にあった右目用シャッターを遮蔽状態に切り替え、かつ、遮蔽状態にあった左目用シャッターを透過状態に切り替えることを指示する制御信号を、シャッター付き眼鏡に対して出力する。立体視画像表示装置は、シャッター付き眼鏡のシャッター切替が完了する第２の時刻ｔ２になってから、次の左目用画像の表示データの書込み走査および発光を開始する。したがって、第１の時刻ｔ１から第２の時刻ｔ２までのシャッター切替期間Ｓｃは、画像は表示されない状態となる。

そして、立体視画像表示装置は、全表示ラインの発光停止が完了する第３の時刻ｔ３に、透過状態にあった左目用シャッターを遮蔽状態に切り替え、かつ、遮蔽状態にあった右目用シャッターを透過状態に切り替えることを指示する制御信号を出力する。その後、立体視画像表示装置は、シャッター切替期間Ｓｃを経て、第４の時刻ｔ４に、右目用画像の表示データの書込み走査および発光を開始する。

このような動作により、右目用画像の発光が行われる期間と、左目用画像の発光が行われる期間と、シャッター切替期間Ｓｃとを、時間軸上で重なることなく配置し、右目用画像と左目用画像とのクロストークを防止することができる。

特開昭６２−６１４９３号公報 特開２００３−６６９０８号公報

しかしながら、特許文献１記載の立体視画像表示装置では、明るい画像を表示することが困難であるという問題がある。この理由は以下の通りである。

全表示ラインの書込み走査および発光開始には、表示データとの関係で所定の時間Ｔｏｎを要する。また、原則として、各表示ラインの発光継続時間は同一であるため、全表示ラインの発光停止にもほぼ同一長さの所定の時間Ｔｏｆｆを要する。したがって、表示ラインごとの最大の発光継続時間Ｔｄは、１フレームを構成する右目用画像と左目用画像とが表示されるフレーム周期ｆとシャッター切替期間Ｓｃとの関係で、以下の式１で表される。

Ｔｄ ＝ ｆ／２ − Ｓｃ− Ｔｏｎ （式１）

すなわち、１フレームにおける左右の目ごとの最大の発光継続時間は、フレーム周期ｆの半分から、シャッター切替期間Ｓｃと全表示ラインの書込み走査および発光開始に要する時間Ｔｏｎとを差し引いた残りの範囲内でしか、確保することができない。また、画像が点滅して見えないようにするために、フレーム周期ｆを長くすることは難しい。

画像を明るくするための手法としては、総発光時間を長くする手法と、発光時の各画素の輝度を上げる手法とが考えられる。ところが、特許文献１記載の立体視画像表示装置では、上記式１で表される値よりも総発光時間を長くすることはできないため、更に画像の輝度を上げるためには、各画素の輝度を上げるしかない。しかしながら、画素の輝度を上げると、電力負荷が高くなるとともに、発光素子の寿命が短くなるという問題がある。

したがって、より明るい画像を得るためには、総発光時間をより長くすることが望ましい。

また、上述した問題は、立体視画像表示装置だけでなく、二次元画像を表示する二次元表示装置においても発生する場合がある。例えば、動画像の動きに対応させるために１フレームの線順次書き込みを行った後、画面全体を発光させる二次元表示装置を考える。この二次元表示装置の場合、発光期間は１フレームに割当てられる時間から１フレームを書き込む時間を減算した時間となる。要するに、二次元表示装置の場合、１フレームの書き込み時間が長くなるにつれ、発光期間が短くなってしまう。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、表示ラインごとの総表示期間をより長くすることができる画像表示装置、画像表示回路および画像表示方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像表示装置は、入力された表示データに対応した画像を表示する画像表示装置であって、表示画面を構成し、前記表示データの有する階調情報をラインごとに表示する複数の表示ラインと、前記複数の表示ラインのそれぞれに設けられた第１記憶手段に、前記表示データを順次書込む第１書込走査部と、前記複数の表示ラインのそれぞれに設けられた第２記憶手段に、前記第１記憶手段に書込まれた前記表示データを書込む第２書込走査部と、前記第２記憶手段に書込まれた前記表示データに基づいて、前記複数の表示ラインの光量を調整する光量調整部とを備え、前記第１書込走査部は、前記複数の表示ラインのうち少なくとも一部の表示ラインが前記光量調整部に従って前記階調情報を継続表示している期間内に、前記表示ラインの有する前記第１記憶手段へ次の画像の表示データを書込むことを特徴とする。

上記構成によれば、第１記憶手段に表示データを順次書込むプレ書込線走査と、第２記憶手段に、第１記憶手段に書込まれた表示データを書込む本書込線走査による発光とを独立に制御することができるので、任意の階調を表示中である表示ラインに対し、次の表示データをプレ書込走査することができる。これにより、フレームに占める総発光時間を長く確保することができ、明るい画像を表示することができる。

また、前記画像表示装置は、立体視画像を構成する左目用および右目用の画像の前記表示データが入力され、前記表示画面に前記左目用および右目用の画像を交互に繰り返し表示し、前記第１書込走査部は、前記複数の表示ラインのうち少なくとも一部の表示ラインが前記光量調整部に従って左目用および右目用の一方の前記階調情報を継続表示している期間内に、左目用および右目用の他方の前記表示データを前記第１記憶手段に書込んでもよい。

これにより、フレームに占める総発光時間を長く確保することができ、明るい立体視画像を表示することができる。すなわち、長期にわたる信頼性が高く、かつ、画像の明るい、時分割シャッター方式の立体視画像表示装置を提供することが可能となる。

また、前記光量調整部は、前記第２記憶手段に書込まれた前記表示データの階調情報に基づいて、前記複数の表示ラインを継続発光させる発光素子を有し、前記第１書込走査部は、前記複数の表示ラインのうち少なくとも一部の表示ラインが前記発光素子により継続発光している期間内に、前記表示ラインの有する前記第１記憶手段へ次の画像の表示データを書込んでもよい。

これにより、本発明を、電流駆動型発光素子を有する画像表示装置に適用することが可能となる。

また、前記第２書込走査部が前記複数の表示ラインにおける全ての前記第２記憶手段への書込みに要する時間は、前記第１書込走査部が前記複数の表示ラインにおける全ての前記第１記憶手段への書込みに要する時間よりも短いことが好ましい。

これにより、１フレーム期間における総発光時間を長く確保することが可能となる。

また、左右の目の視界を交互に遮蔽することが可能な眼鏡の遮蔽状態の切り替えタイミングを制御する遮蔽タイミング制御手段を更に有し、前記複数の表示ラインは、前記眼鏡の前記遮蔽状態が切り替わる期間には継続表示しないことが好ましい。

これにより、右目用画像の発光が行われる期間と、左目用画像の発光が行われる期間と、シャッター切替期間とが、時間軸上で重なることなく配置され、右目用画像と左目用画像とのクロストークを防止することが可能となる。

また、前記第２書込走査部は、前記複数の表示ラインにおける前記第２記憶手段への書込みを全て同時に行うことで、前記光量調整部による前記複数の表示ラインの前記継続表示の開始を同時としてもよい。

また、さらに、前記複数の表示ラインの継続発光を停止させるための発光停止部を備え、前記発光停止部は、前記複数の表示ラインの継続発光の停止を同時に行ってもよい。

これらにより、１フレーム期間における総発光時間を最大限に長く設定することが可能となる。

また、前記発光停止部は、前記複数の表示ラインにおける前記第２記憶手段に書込まれたデータを初期化することにより、前記複数の表示ラインの継続発光を停止させてもよい。

これにより、発光素子の発光を停止する機能と同時に、第２記憶手段に保持されている電位を一定の電位へ初期化することが可能となる。

また、前記発光素子は、有機ＥＬ素子であってもよい。

また、前記発光素子は、無機ＥＬ素子であってもよい。

また、前記発光素子は、発光ダイオードであってもよい。

また、前記第１書込走査部、前記第２書込走査部および前記発光停止部の少なくとも一つは、電流プログラム回路を構成する要素であってもよい。

また、前記第１書込走査部、前記第２書込走査部および前記発光停止部の少なくとも一つは、電圧プログラム回路を構成する要素であってもよい。

また、前記第１書込走査部、前記第２書込走査部および前記発光停止部の少なくとも一つは、クランプトインバータ回路を構成する要素であってもよい。

また、本発明は、上記のような特徴を有する画像表示装置として実現することができるだけでなく、このような画像表示装置を実現する画像表示回路としても、上記と同様の効果が奏される。

さらに、本発明は、このような特徴的な構成要素を備える画像表示装置として実現することができるだけでなく、画像表示装置に含まれる特徴的な構成要素をステップとする画像表示方法として実現することができる。

本発明によれば、表示ラインが表示データの階調情報を継続表示している期間に、当該表示ラインに対して次の画像の表示データを書込むことができるので、表示ラインごとの総表示時間をより長くすることができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像表示装置の構成の一例を示すブロック図である。 図２は、実施の形態における有機ＥＬ画素回路の構成の一例を示す回路図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る画像表示装置の動作タイミングチャートである。 図４は、本発明の実施の形態の第１の変形例に係る画像表示装置の動作タイミングチャートである。 図５は、本発明の実施の形態の第２の変形例に係る画像表示装置の動作タイミングチャートである。 図６は、本発明に係る電圧駆動型素子を用いた画素回路の構成の一例を示す回路図である。 図７は、従来の画像表示装置の動作タイミングチャートである。

以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

本実施の形態では、本発明を、画像表示の切り替えと同期して左右の目の視界を交互に遮蔽するシャッター付き眼鏡と共に使用され、かつ、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子を発光素子として用いた、立体視画像表示装置に適用した例である。

図１は、本発明の実施の形態に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。

図１において、画像表示装置１００は、表示パネル制御回路１１０と、第１のゲートドライバ１２０と、第２のゲートドライバ１３０と、第３のゲートドライバ１３１と、ソースドライバ１４０と、表示パネル１５０と、シャッター制御回路１６０と、シャッター付き眼鏡１７０とを備える。

表示パネル１５０は、有機ＥＬパネルであり、表示画面としての表示領域１５１を有する。また、表示パネル１５０は、互いに平行に配置されたＮ（例えばＮ＝１０８０）本の第１書込線１５２−１、１５２−２、…、１５２−Ｎと、Ｎ本の初期化制御線１５３−１、１５３−２、…、１５３−Ｎと、Ｎ本の第２書込線１５４−１、１５４−２、…、１５４−Ｎと、これらの第１書込線１５２、初期化制御線１５３および第２書込線１５４に対して直交して配置されたＭ本のソース信号線１５５−１、１５５−２、…、１５５−Ｍとを有する。更に、表示パネル１５０は、ソース信号線１５５と第１書込線１５２との各交点に、薄膜トランジスタと有機ＥＬ素子から構成される有機ＥＬ画素回路（図示せず）を有する。以下、同一の第１書込線１５２または第２書込線１５４に対応して配置された有機ＥＬ画素回路群を、適宜、「表示ライン」という。すなわち、表示パネル１５０は、Ｍ個の有機ＥＬ素子を有する表示ラインをＮ本並べた構成となっている。

表示パネル制御回路１１０は、表示データ信号Ｓ１に基づいてソースドライバ制御信号Ｓ２を生成し、生成したソースドライバ制御信号Ｓ２をソースドライバ１４０へ出力する。また、表示パネル制御回路１１０は、入力される同期信号に基づいて第１のゲートドライバ制御信号Ｓ３および第２のゲートドライバ制御信号Ｓ４と第３のゲートドライバ制御信号Ｓ５を生成する。そして、表示パネル制御回路１１０は、生成した第１のゲートドライバ制御信号Ｓ３を第１のゲートドライバ１２０へ出力し、生成した第２のゲートドライバ制御信号Ｓ４を第２のゲートドライバ１３０へ出力し、生成した第３のゲートドライバ制御信号Ｓ５を第３のゲートドライバ１３１へ出力する。

表示データ信号Ｓ１は、映像信号、垂直同期信号、および水平同期信号を含む表示データを示す信号である。映像信号は、フレームごとに左目用画像の各画素値および右目用画像の階調情報である各画素値を指定する信号である。垂直同期信号は、画面に対する垂直方向の処理のタイミングについて同期を取るための信号であり、ここでは、フレームごとの左目用画像および右目用画像のそれぞれの処理タイミングの基準となる信号である。水平同期信号は、画面に対する水平方向の処理のタイミングについて同期を取るための信号であり、ここでは、表示ラインごとの処理タイミングの基準となる信号である。

第１のゲートドライバ制御信号Ｓ３、第２のゲートドライバ制御信号Ｓ４および第３のゲートドライバ制御信号Ｓ５は、垂直同期信号および水平同期信号をそれぞれ含む。ソースドライバ制御信号Ｓ２は、映像信号および水平同期信号を含む。

ソースドライバ１４０は、表示パネル制御回路１１０で生成されたソースドライバ制御信号Ｓ２に基づいて、表示パネル１５０のソース信号線１５５−１〜１５５−Ｍを駆動する。より具体的には、ソースドライバ１４０は、映像信号および水平同期信号に基づいて、各有機ＥＬ画素回路にソース信号を出力する。

第１のゲートドライバ１２０は、表示パネル１５０の第１書込走査部であり、表示パネル制御回路１１０で生成された第１のゲートドライバ制御信号Ｓ３に基づいて、表示パネル１５０の第１書込線１５２−１〜１５２−Ｎを駆動する。より具体的には、第１のゲートドライバ１２０は、垂直同期信号および水平同期信号に基づいて、各有機ＥＬ画素回路にプレ書込信号を、少なくとも表示ライン単位で出力する。

第２のゲートドライバ１３０は、表示パネル１５０の発光停止部であり、表示パネル制御回路１１０で生成された第２のゲートドライバ制御信号Ｓ４に基づいて、表示パネル１５０の初期化制御線１５３−１〜１５３−Ｎを駆動する。より具体的には、第２のゲートドライバ１３０は、垂直同期信号および水平同期信号に基づいて、各有機ＥＬ画素回路に初期化制御信号を、少なくとも表示ライン単位で出力する。

第３のゲートドライバ１３１は、表示パネル１５０の第２書込走査部であり、表示パネル制御回路１１０で生成された第３のゲートドライバ制御信号Ｓ５に基づいて、表示パネル１５０の第２書込線１５４−１〜１５４−Ｎを駆動する。より具体的には、第３のゲートドライバ１３１は、垂直同期信号および水平同期信号に基づいて、各有機ＥＬ画素回路に本書込信号を、少なくとも表示ライン単位で出力する。

上述の表示パネル制御回路１１０は、まず第１書込線１５２−ｎ（ｎは１からＮまでの整数）が第１のゲートドライバ１２０によってプレ書込み走査されるように、信号制御を行う。その後、初期化制御線１５３−ｎが第２のゲートドライバ１３０によって初期化走査された後に、第２書込線１５４−ｎが第３のゲートドライバ１３１によって本書込み走査されるように、信号制御を行う。これにより、表示パネル１５０の表示領域１５１には、表示データに対応した画像が表示される。

シャッター制御回路１６０は、表示データ信号Ｓ１に基づいて、シャッター付き眼鏡１７０に対してシャッター切替を指示するためのシャッター制御信号Ｓ６を生成する。そして、シャッター制御回路１６０は、例えば赤外線通信により、生成したシャッター制御信号Ｓ６をシャッター付き眼鏡１７０へ送信する。つまり、シャッター制御回路１６０は、左右の目の視界を交互に遮蔽することが可能な眼鏡の、遮蔽状態の切り替えタイミングを制御する遮蔽タイミング制御手段である。

シャッター付き眼鏡１７０は、例えば、液晶シャッターを両目のレンズ部分に配置した眼鏡である。すなわち、シャッター付き眼鏡１７０は、シャッター制御信号Ｓ６に応じて左右のレンズの遮蔽状態を切り替えることにより、表示パネル１５０が表示する映像を、左右の目に対して交互に入力させる。

また、画像表示装置１００は、例えば、図示しないが、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、制御プログラムを格納したＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶媒体、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの作業用メモリ、および通信回路を有する。すなわち、表示データ信号Ｓ１は、例えば、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより生成される。また、ソースドライバ１４０、第１のゲートドライバ１２０、第２のゲートドライバ１３０、第３のゲートドライバ１３１、およびシャッター制御回路１６０は、例えば、電流プログラム回路、電圧プログラム回路、または発光期間制御方式であるクランプトインバータ回路を構成する要素である。

図２は、画像表示装置に配置される有機ＥＬ画素回路の構成の一例を示す回路図である。

図２において、有機ＥＬ画素回路１９０は、有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）１９１と、第１の記憶容量１９８と、第２の記憶容量１９２と、プレ書込トランジスタ１９７と、データ書込トランジスタ１９３と、階調制御トランジスタ１９４と、初期化制御トランジスタ１９５とを備える画像表示回路である。

第１の記憶容量１９８および第２の記憶容量１９２は、それぞれ、第１記憶手段および第２記憶手段の構成要素の一例であり、それぞれ第１記憶素子および第２記憶素子に相当する。

プレ書込トランジスタ１９７は、第１スイッチ素子であり、第１のゲートドライバ１２０が第１書込線１５２を介して出力したプレ書込信号に応じて、ソース信号線１５５と第１の記憶容量１９８とを導通させる。プレ書込トランジスタ１９７が導通状態となることにより、第１のゲートドライバ１２０は、ソース信号線１５５からのソース信号の電位に対応した第１電圧を、駆動電圧源１９６に接続された第１の記憶容量１９８へ書込む。

また、データ書込トランジスタ１９３は、第２スイッチ素子であり、第３のゲートドライバ１３１が第２書込線１５４を介して出力した本書込信号に応じて、第１の記憶容量１９８と第２の記憶容量１９２とを導通させる。データ書込トランジスタ１９３が導通状態となることにより、第３のゲートドライバ１３１は、第１の記憶容量１９８に保持されている第１電圧に対応した第２電圧を、駆動電圧源１９６に接続された第２の記憶容量１９２へ書込む。

ここで、プレ書込トランジスタ１９７による第１の記憶容量１９８への第１電圧の書込みは、ソース信号に合わせて各表示ラインを順次走査して行う必要がある。一方、データ書込トランジスタ１９３による第２の記憶容量１９２への第２電圧の書込みは、既に第１の記憶容量１９８に書込まれている電位を書込むため、各表示ラインを順次走査して行う必要は無い。そのため、全表示ラインにおける第１の記憶容量１９８への書込みに要する時間よりも、全表示ラインの第１の記憶容量から第２の記憶容量１９２への書込みに要する時間を短くすることができる。

階調制御トランジスタ１９４は、第２の記憶容量１９２で保持される第２電圧をゲート−ソース間電圧として、当該第２電圧をドレイン電流である駆動電流に変換する駆動素子である。

有機ＥＬ素子１９１は、階調制御トランジスタ１９４のドレイン電流が流れることにより、当該ドレイン電流に応じて発光する発光素子である。つまり、階調制御トランジスタ１９４と有機ＥＬ素子１９１とは、第２の記憶容量１９２に書込まれた第２電圧、すなわち表示データに基づいて各表示ラインの光量を調整する光量調整部として機能する。上記構成により、表示画面を構成する複数の表示ラインは、表示データの有する階調情報をラインごとに、かつ、短期間で表示することが可能となる。

初期化制御トランジスタ１９５は、階調制御トランジスタ１９４のゲートと基準電圧源１９９との間に配置されている。初期化制御トランジスタ１９５は、第２のゲートドライバ１３０が初期化制御線１５３に出力した初期化制御信号に応じて、階調制御トランジスタ１９４のゲートと基準電圧源１９９とを導通させる。初期化制御トランジスタ１９５が導通状態となることにより、階調制御トランジスタ１９４のゲート電位が基準電圧へ初期化され階調制御トランジスタ１９４はオフ状態となる。これにより、初期化制御トランジスタ１９５は、有機ＥＬ素子１９１の駆動、すなわち発光のスイッチ動作を行う。また、初期化制御トランジスタ１９５は、上記初期化制御信号を受けて、第２の記憶容量１９２に保持されている電位を一定の電位へ初期化する。このことにより、第１の記憶容量１９８に保持されている第１電圧に対応した第２電圧が第２の記憶容量１９２へ書込まれるにあたり、第２の記憶容量１９２へ書込まれる第２電圧が第１の記憶容量１９８に保持されている第１電圧で決定される。すなわち、初期化制御トランジスタ１９５は、有機ＥＬ素子１９１の発光を停止する機能と同時に、第２の記憶容量１９２に保持されている電位を一定の電位へ初期化する機能を有する。

このような構成の有機ＥＬ画素回路１９０は、表示ライン毎に順次ソース信号線から第１の記憶容量１９８へ書込む走査プロセスと、第１の記憶容量１９８から第２の記憶容量１９２へ書込み階調を設定するプロセスとを、独立に実行することができる。

すなわち、有機ＥＬ画素回路１９０は、例えば、各表示ラインに対して、対応する画像部分の表示データを第１の記憶容量へ書込むプレ書込走査の終了タイミングと、第２の記憶容量へ書込む本書込走査の開始タイミングとの間に、時間差を設けることができる。そのため、第２の記憶容量１９２の電位に応じて階調制御を行う階調制御トランジスタ１９４の駆動電流をある値に維持しながら、次に設定される表示データに応じて第１の記憶容量へのプレ書込み走査を行うことができる。すなわち、同一の表示ラインにおいて、有機ＥＬ素子１９１が継続発光している期間内に、第１書込み走査部は第１の記憶容量へ次の表示データを書込むことができる。

具体的には、本実施の形態では、画像表示装置１００は、シャッター切替期間が開始するときに初期化制御信号により発光を停止し、シャッター切替期間の終了後できるだけ早く第１の記憶容量から第２の記憶容量へ書込み階調を設定するプロセスを行うことで発光を開始し、次のシャッター切替期間の開始までその発光を継続する。このことにより、シャッター切替期間以外の期間を最大限に利用して発光を行う。また発光開始後から次のシャッター切替期間の終了までの期間に第１の記憶容量へ第１電圧を書込むプレ書込み走査プロセスを開始する。このことにより、ソース信号の電位の書込みを継続発光期間中に行うことが出来る。そのため、次の継続発光開始の準備を効率的に行うことができ、シャッター切替期間の終了後直ちに発光を開始することができる。

発光と各書込みとシャッターの切替を上述のように制御したときの画像表示装置１００の動作の一例について説明する。

図３は、本実施の形態に係る画像表示装置の動作タイミングチャートである。図３（ａ）は、各表示ラインの発光の開始タイミングおよび終了タイミングを示す。図３（ｂ）は、各タイミングにおける右目用シャッターの開閉状態を示す。図３（ｃ）は、各タイミングにおける左目用シャッターの開閉状態を示す。

図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すように、画像表示装置１００は、時刻ｔ１から、シャッター付き眼鏡１７０に対し、透過状態にあった右目用シャッターを遮蔽状態に切り替え、かつ、遮蔽状態にあった左目用シャッターを透過状態に切り替えさせる。

一方で、画像表示装置１００は、シャッター切替期間Ｓｃが終了する時刻ｔ２の直後に、線２２０に示すように全表示ラインの発光を同時に開始させ、左目用画像を表示させる。そして、第１のゲートドライバ１２０は、第３の時刻ｔ３から、線２１０に示すように最初の表示ラインに対して次の右目用画像の表示データのプレ書込みを開始する。この処理は、第１書込走査部が複数の表示ラインに対応した第１記憶手段に表示データを順次書込む第１書込走査ステップに相当する。

つまり、複数の表示ラインは、眼鏡の遮蔽状態を切り替えるシャッター切替期間Ｓｃには継続発光しない。

画像表示装置１００は、左目用画像の表示可能期間Ｓｌが終了し、再びシャッター切替期間Ｓｃが開始されるｔ４の直前に、線２３０に示すように全表示ラインの初期化走査を行い、発光を停止させる。線２１０で示すプレ書込みは、シャッター切替期間Ｓｃの間である時刻ｔ５に完了する。

そして、第３のゲートドライバ１３１は、シャッター切替期間Ｓｃが終了する時刻ｔ６の直後に、線２５０に示すようにすみやかに全表示ラインに対して第１の記憶容量から第２の記憶容量へ第２電圧を書込み、全表示ラインを発光させる。これにより、シャッター付き眼鏡１７０のうち右目用シャッターのみが光を透過する状態で、右目用画像が表示される。これらの処理は、それぞれ、第２書込走査部が複数の表示ラインに対応した第２記憶手段に第１記憶手段に書込まれた表示データを書込む第２書込走査ステップと、第２記憶手段に書込まれた表示データの階調情報に基づいて、光量調整部に複数の表示ラインを継続表示させる表示ステップとに相当する。

以上のステップより、光量調整部が複数の表示ラインを継続表示している間に、第１書込走査部が第１記憶手段へ次の画像の表示データの書込みを開始する。

特に、上記第２書込走査ステップでは、第２書込走査部が、複数の表示ラインにおける第２記憶手段への書込みを全て同時に行うことにより、光量調整部による複数の表示ラインの継続表示の開始を同時としている。

次いで、第１のゲートドライバ１２０は、時刻ｔ７から、線２４０に示すように最初の表示ラインに対して次の左目用画像の表示データのプレ書込みを開始する。画像表示装置１００は、右目用画像の表示可能期間Ｓｒが終了し、再びシャッター切替期間Ｓｃが開始される時刻ｔ８の直前に、線２６０に示すように全表示ラインの初期化走査を行い、発光を停止させる。線２４０で示すプレ書込みは、シャッター切替期間Ｓｃの間である時刻ｔ９に完了する。

そして、第３のゲートドライバ１３１は、シャッター切替期間Ｓｃが終了する時刻ｔ１０の直後に、線２８０に示すようにすみやかに全表示ラインに対して第１の記憶容量から第２の記憶容量へ第２電圧を書込み、全表示ラインを発光させる。これにより、シャッター付き眼鏡１７０のうち左目用シャッターのみが光を透過する状態で、左目用画像が表示される。

画像表示装置１００は、以下同様にして、プレ書込み走査、初期化走査による表示の停止、シャッター切替、および本書込み走査による表示データの表示の開始を繰り返す。

この結果、ユーザの両目のうち、左目にのみ左目用画像が入射する状態と、右目にのみ右目用画像が入射する状態とが、その切り替えが認識されない程度に短いフレーム周期ｆで交互に繰り替えされる。

例えば、１フレームを構成する１組の右目用画像および左目用画像が表示されるフレーム周期ｆは１６ｍｓ（ミリ秒）、シャッター切替期間Ｓｃは２ｍｓ、左目用画像を表示可能な期間Ｓｌおよび右目用画像を表示可能な期間Ｓｒはそれぞれ６ｍｓである。このような短いフレーム周期ｆでは、画像の表示と非表示との切り替え、および画像の切り替えは視認されない。したがって、上述の動作により、立体視画像の表示が実現される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、プレ書込線走査と本書込線走査による発光とを独立に制御することができるので、任意の階調で発光中であるにもかかわらず、次の表示データをプレ書込走査することができる。これにより、フレームに占める総発光時間を長く確保することができ、明るい立体視画像を表示することができる。すなわち、長期にわたる信頼性が高く、かつ、画像の明るい、時分割シャッター方式の立体視画像表示装置を提供することが可能となる。

なお、本実施の形態によれば、第１書込走査部である第１のゲートドライバ１２０によるプレ書込みの終了がシャッター切替期間Ｓｃの途中となる例を用いたが、これに限られない。

図４は、本発明の実施の形態の第１の変形例に係る画像表示装置の動作タイミングチャートである。例えば、図４に示すように、第１のゲートドライバ１２０によるプレ書込みの終了が継続発光期間の途中となるようなものであってもよい。複数の表示ラインのうち少なくとも一部の表示ラインにおいて、継続発光している期間内にプレ書込みが行われれば、従来例に比べて総発光時間を長くすることができる。

また、本実施の形態によれば、第２書込走査部である第３のゲートドライバ１３１による本書込みを、全表示ライン同時に行う例を用いたが、本発明はこれに限られない。

図５は、本発明の実施の形態の第２の変形例に係る画像表示装置の動作タイミングチャートである。例えば、図５に示すように、表示ライン毎に順次書込みを行って発光させてもよい。また、一部の表示ラインについて同時書込みし、他の表示ラインについて順次書込みしてもよい。同時書込みによって同時に発光させた場合には、一時的に電源やドライバの電力負荷が増大する。これに対して、図５のように順次本書込みを行えば、消費電力を分散させることにより電力負荷を低減させることができる。このとき、第３のゲートドライバ１３１による複数の表示ラインへの全書込みに要する時間が、第１のゲートドライバ１２０による複数の表示ラインへの全書込みに要する時間よりも短ければ、従来例に比べて総発光時間を長く確保することができる。

さらに、ソース信号線１５５を用いるプレ書込走査に要する時間Ｔｓは、フレーム周期ｆの１／２未満の範囲であれば、シャッター切替え期間以外の時間を全て発光させることができる。そのため、走査速度の遅い低コストで低消費電力のソースドライバを用いても、左目用画像および右目用画像を表示可能な期間を最大にすることができる。

なお、以上説明した実施の形態およびその変形例では、立体視画像を構成する右目用画像および左目用画像を交互に表示する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。複数の表示ラインにより構成される画面において画像の表示と非表示とを交互に繰り返す他の画像表示装置に対しても、本発明を適用することができる。

例えば、複数のユーザに対してユーザごとに異なる画像を表示する画像表示装置に、本発明を適用することができる。この場合、画像表示装置は、画像の表示切替に同期して、複数のシャッター付き眼鏡１７０の遮蔽状態を切り替えるようにすればよい。これにより、シャッター付き眼鏡１７０をかけた複数のユーザが、１つのディスプレイを用いて、それぞれ独立に映像やゲーム等の視聴内容を選択することが可能となる。

また、二次元画像を表示する二次元表示装置においても、実施の形態で示した装置構成および表示方法により、総発光時間を長くして各画素の輝度を上げることが実現される。つまり、上記実施の形態で説明した右目用画像の表示可能期間Ｓｒおよび左目用画像の表示可能期間Ｓｌを、連続した画像表示期間と置き換え、シャッター切替期間Ｓｃを黒挿入期間と置き換えた場合であっても、複数の表示ラインのうち少なくとも一部の表示ラインが光量調整部によって階調情報を継続表示している期間内に、第１書込み走査部が表示ラインに対応した第１記憶手段へ画像の表示データを書込むことにより、動画視認性を確保しつつ総発光時間を長くして各画素の輝度を上げることが可能となる。

また、動画像を表示させる場合、動画像が動く速度と表示ラインへの順次走査速度との関係によっては、例えば、画面上部と画面下部とで異なるフレームの画像が同時視認されてしまう不都合が発生する。本発明を二次元表示装置として用いた場合には、表示ラインへの順次走査のうち表示動作に関わる第２記憶手段への書込みが全ライン一斉に行われるため、画面上部と画面下部とで異なるフレームの画像が同時視認されてしまうような動画像の不都合は発生しない。

また、有機ＥＬパネルを用いる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、無機ＥＬ素子および発光ダイオード等の発光素子を用いた他の各種画像表示装置のうち、表示データの書込み走査と発光時間とを独立して設定することが可能な画像表示装置に対して、本発明を適用することができる。

また、本発明は、有機ＥＬ素子の代表される電流駆動型の発光素子を用いた画像表示装置に限定されず、液晶パネルや、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）などの電圧駆動型素子を用いた画像表示装置にも適用され、同様の効果が奏される。

図６は、本発明に係る電圧駆動型素子を用いた画素回路の構成の一例を示す回路図である。同図において、電圧駆動型画素回路３９０は、第１の記憶容量１９８と、第２の記憶容量１９２と、プレ書込トランジスタ１９７と、データ書込トランジスタ１９３と、初期化制御トランジスタ１９５と、光量調整素子３９１とを備える。電圧駆動型画素回路３９０は、実施の形態に記載された有機ＥＬ画素回路１９０と比較して、有機ＥＬ素子１９１および階調制御トランジスタ１９４の代わりに、光量調整素子３９１が配置されている点が異なる。以下、有機ＥＬ画素回路１９０と同じ点は説明を省略し、異なる点のみ説明する。

光量調整素子３９１は、第２の記憶容量１９２に記憶された第２電圧に応じて、バックライト等のような光源となる表示素子の光量を調整する機能を有する。

そして、第１のゲートドライバ１２０は、複数の表示ラインのうち少なくとも一部の表示ラインが光量調整素子３９１によって階調情報を継続表示している期間内に、表示ラインに対応した第１の記憶容量１９８へ画像の表示データを書込む。ここで、光量調整素子３９１によって階調情報を継続表示している期間とは、図３〜図５のタイミングチャートにおける期間Ｓｌおよび期間Ｓｒに相当する。

このような構成の電圧駆動型画素回路３９０は、表示ライン毎に順次ソース信号線から第１の記憶容量１９８へ書込む走査プロセスと、第１の記憶容量１９８から第２の記憶容量１９２へ書込み階調を設定するプロセスとを、独立に実行することができる。よって、本構成においても、フレームに占める総発光時間を長く確保することができ、明るい画像を表示することができる。すなわち、長期にわたる信頼性が高く、かつ、画像の明るい画像表示装置を提供することが可能となる。

以上、本発明に係る画像表示装置、画像表示回路および画像表示方法について実施の形態に基づき説明したが、本発明に係る画像表示装置、画像表示回路および画像表示方法は、上述した実施の形態に限定されるものではない。実施の形態に対して、本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本発明に係る画像表示装置および画像表示回路を内蔵した各種機器も本発明に含まれる。

本発明に係る画像表示装置、画像表示回路および画像表示方法は、表示ラインごとの総発光時間をより長くすることができる画像表示装置、画像表示回路および画像表示方法として有用である。

１００ 画像表示装置
１１０ 表示パネル制御回路
１２０ 第１のゲートドライバ
１３０ 第２のゲートドライバ
１３１ 第３のゲートドライバ
１４０ ソースドライバ
１５０ 表示パネル
１５１ 表示領域
１５２ 第１書込線
１５３ 初期化制御線
１５４ 第２書込線
１５５ ソース信号線
１６０ シャッター制御回路
１７０ シャッター付き眼鏡
１９０ 有機ＥＬ画素回路
１９１ 有機ＥＬ素子
１９２ 第２の記憶容量
１９３ データ書込トランジスタ
１９４ 階調制御トランジスタ
１９５ 初期化制御トランジスタ
１９６ 駆動電圧源
１９７ プレ書込トランジスタ
１９８ 第１の記憶容量
１９９ 基準電圧源
２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２８０ 線
３９０ 電圧駆動型画素回路
３９１ 光量調整素子

Claims (12)

1. 入力された表示データに対応した画像を表示する画像表示装置であって、
   表示画面を構成し、前記表示データの有する階調情報をラインごとに表示する複数の表示ラインと、
   前記複数の表示ラインのそれぞれに設けられた第１記憶手段に、前記表示データを順次書込む第１書込走査部と、
   前記複数の表示ラインのそれぞれに設けられた第２記憶手段に、前記第１記憶手段に書込まれた前記表示データを書込む第２書込走査部と、
   前記第２記憶手段に書込まれた前記表示データに基づいて、前記複数の表示ラインの光量を調整する光量調整部とを備え、
   前記第１書込走査部は、前記複数の表示ラインのうち少なくとも一部の表示ラインが前記光量調整部に従って前記階調情報を継続表示している期間内に、前記表示ラインの有する前記第１記憶手段へ次の画像の表示データを書込み、
   前記画像表示装置は、
   立体視画像を構成する左目用および右目用の画像の前記表示データが入力され、前記表示画面に前記左目用および右目用の画像を交互に繰り返し表示し、
   前記第１書込走査部は、前記複数の表示ラインのうち少なくとも一部の表示ラインが前記光量調整部に従って左目用および右目用の一方の前記階調情報を継続表示している期間内に、左目用および右目用の他方の前記表示データを前記第１記憶手段に書込む、
   画像表示装置。
2. 前記光量調整部は、前記第２記憶手段に書込まれた前記表示データの階調情報に基づいて、前記複数の表示ラインを継続発光させる発光素子を有し、
   前記第１書込走査部は、
   前記複数の表示ラインのうち少なくとも一部の表示ラインが前記発光素子により継続発光している期間内に、前記表示ラインの有する前記第１記憶手段へ次の画像の表示データを書込む、
   請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記第２書込走査部が前記複数の表示ラインにおける全ての前記第２記憶手段への書込みに要する時間は、前記第１書込走査部が前記複数の表示ラインにおける全ての前記第１記憶手段への書込みに要する時間よりも短い、
   請求項１に記載の画像表示装置。
4. 左右の目の視界を交互に遮蔽することが可能な眼鏡の遮蔽状態の切り替えタイミングを制御する遮蔽タイミング制御手段を更に有し、
   前記複数の表示ラインは、前記眼鏡の前記遮蔽状態が切り替わる期間には継続表示しない、
   請求項１に記載の画像表示装置。
5. 前記第２書込走査部は、前記複数の表示ラインにおける前記第２記憶手段への書込みを全て同時に行うことで、前記光量調整部による前記複数の表示ラインの前記継続表示の開始を同時とする、
   請求項１に記載の画像表示装置。
6. さらに、
   前記複数の表示ラインの継続発光を停止させるための発光停止部を備え、
   前記発光停止部は、前記複数の表示ラインの継続発光の停止を同時に行う、
   請求項２に記載の画像表示装置。
7. さらに、
   前記複数の表示ラインの継続発光を停止させるための発光停止部を備え、
   前記発光停止部は、前記複数の表示ラインにおける前記第２記憶手段に書込まれたデータを初期化することにより、前記複数の表示ラインの継続発光を停止させる、
   請求項２に記載の画像表示装置。
8. 前記発光素子は、有機ＥＬ素子である、
   請求項２に記載の画像表示装置。
9. 前記発光素子は、無機ＥＬ素子である、
   請求項２に記載の画像表示装置。
10. 前記発光素子は、発光ダイオードである、
    請求項２に記載の画像表示装置。
11. 入力された表示データに対応した画像を表示する画像表示装置の画像表示方法であって、
    前記表示データの有する階調情報をラインごとに表示する複数の表示ラインに対応して設けられた第１記憶手段に、前記表示データを順次書込む第１書込走査ステップと、
    前記複数の表示ラインに対応して設けられた第２記憶手段に、前記第１記憶手段に書込まれた前記表示データを書込む第２書込走査ステップと、
    前記第２記憶手段に書込まれた前記表示データの階調情報に基づいて、表示ラインの光量を調整する光量調整部に前記複数の表示ラインを継続表示させる表示ステップとを含み、
    前記表示ステップでは、
    前記複数の表示ラインのうち少なくとも一部の表示ラインが前記光量調整部に従って前記階調情報を継続表示している期間内に、前記表示ラインの有する前記第１記憶手段へ次の画像の表示データの書込みを開始し、
    前記画像表示装置は、
    立体視画像を構成する左目用および右目用の画像の前記表示データが入力され、前記複数の表示ラインで構成される表示画面に前記左目用および右目用の画像を交互に繰り返し表示し、
    前記第１書込走査部は、前記複数の表示ラインのうち少なくとも一部の表示ラインが前記光量調整部に従って左目用および右目用の一方の前記階調情報を継続表示している期間内に、左目用および右目用の他方の前記表示データを前記第１記憶手段に書込む、
    画像表示方法。
12. 前記第２書込走査ステップでは、
    前記複数の表示ラインにおける前記第２記憶手段への書込みを全て同時に行うことにより、前記光量調整部による前記複数の表示ラインの継続表示の開始を同時に行う、
    請求項１１に記載の画像表示方法。

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