JP5526029B2 - 画像表示装置および画像表示方法 - Google Patents

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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と、この画像表示装置で用いられる画像表示方法とに関する。
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、シャッター付き眼鏡を用いて、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。ここで、シャッター付き眼鏡とは、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）を備えた眼鏡である。
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区間（以下「シャッター切替区間」という）には、両目に光が入射し得る。このシャッター切替区間に、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１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１Ａ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１Ｂ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１Ｃ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１Ａ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う。そして、立体視画像表示装置は、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、各表示ラインの発光を停止させる。
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区間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、シャッター切替区間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区間と、左目用画像の発光が行われる区間と、シャッター切替区間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とシャッター切替区間Ｓｃとの関係で、以下の式（１）で表される。
[数１]
Ｔｄ ＝ ｆ／２ − Ｓｃ− Ｔｏｎ ・・・・・・（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、シャッター切替区間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は、フレーム周期ｆをあまり長くすることはできない。
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。
本発明の目的は、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および画像表示方法を提供することである。
本発明の一態様にかかる画像表示装置は、複数の表示ラインを有する画面に、立体視画像を構成する左目用および右目用の画像を交互に繰り返し表示する画像表示装置であって、前記表示ライン毎に設けられた書込線を駆動して前記複数の表示ラインに前記画像の表示データを順次書込む書込み走査手段と、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を継続発光させる発光手段と、前記表示ライン毎に設けられた発光制御線を駆動して前記複数の表示ラインの継続発光開始のタイミングを制御する発光タイミング制御手段と、を有し、前記複数の表示ラインの少なくともいずれかが継続発光を開始してから前記複数の表示ライン全ての継続発光が開始するまでに要する時間は、前記複数の表示ラインへの前記表示データの書込み走査に要する時間よりも短い。
本発明の一態様にかかる画像表示方法は、複数の表示ラインを有する画面に、立体視画像を構成する左目用および右目用の画像を交互に繰り返し表示する画像表示装置で用いられる画像表示方法であって、前記表示ライン毎に設けられた書込線を駆動し、前記複数の表示ラインへの前記画像の表示データの順次書込みを開始する書込み走査開始ステップと、前記表示ライン毎に設けられた発光制御線を駆動し、書込まれた前記表示データに基づいた前記複数の表示ラインの継続発光を開始させる発光開始ステップと、を有し、前記複数の表示ラインの少なくともいずれかが継続発光を開始してから前記複数の表示ライン全ての継続発光が開始するまでに要する時間は、前記複数の表示ラインへの前記表示データの書込み走査に要する時間よりも短い。
本発明によれば、全表示ラインの発光開始に要する時間を短縮した分の時間を、表示ラインごとの発光時間に充てることができ、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。
従来の画像表示装置の動作タイミングチャート 本発明の実施の形態１に係る画像表示装置の構成の一例を示すブロック図 実施の形態１における有機ＥＬ画素回路の構成の一例を示す回路図 実施の形態１に係る画像表示装置の第１の動作タイミングチャート 実施の形態１に係る画像表示装置の第２の動作タイミングチャート 本発明の実施の形態２に係る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 従来の画像表示装置および実施の形態２に係る画像表示装置における視認画像の状態を説明するための図 本発明の実施の形態３に係る画像表示装置の第１の動作タイミングチャート 各実施の形態における有機ＥＬ画素回路の構成の他の一例を示す回路図
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。
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１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２は、本発明の実施の形態１に係る画像表示装置の構成を示すブロック図である。
図２において、画像表示装置１００は、表示パネル制御回路１１０、第１のゲートドライバ１２０、第２のゲートドライバ１３０、ソースドライバ１４０、表示パネル１５０、シャッター制御回路１６０、およびシャッター付き眼鏡１７０を有する。
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）本の書込線１５２−１、１５２−２、…、１５２−ＮおよびＮ本の発光制御線１５３−１、１５３−２、…、１５３−Ｎを有する。そして、表示パネル１５０は、これらの書込線１５２および発光制御線１５３に対して直交して配置された、Ｍ本のソース信号線１５４−１、１５４−２、…、１５４−Ｍを有する。更に、表示パネル１５０は、書込線１５２と発光制御線１５３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、同一の書込線１５２に対応する有機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、Ｎ個の有機ＥＬ素子を有する表示ラインを、Ｍ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。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および第２のゲートドライバ制御信号Ｓ４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、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１５４−１〜１５４−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画素回路に入力されるソース信号を制御する。
第１のゲートドライバ１２０は、表示パネル１５０の書込走査部であり、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画素回路に入力される書込信号を、少なくとも表示ライン単位で制御する。
第２のゲートドライバ１３０は、表示パネル１５０の発光制御走査部であり、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の発光制御線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画素回路に入力される発光制御信号を、少なくとも表示ライン単位で制御する。
上述の表示パネル制御回路１１０は、発光制御線１５３−ｎ（ｎは１からＮまでの整数）が第２のゲートドライバ１３０によってオフ走査された後に、書込線１５２−ｎが第１のゲートドライバ１２０によって書込み走査されるように、信号制御を行う。そして、表示パネル制御回路１１０は、書込線１５２−ｎが書込み走査された後に、発光制御線１５３−ｎが第２のゲートドライバ１３０によってオン走査されるように、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、入力画像信号に基づく画像が表示される。
シャッター制御回路１６０は、表示データ信号Ｓ１に基づいて、シャッター制御信号Ｓ５を生成する。シャッター制御信号Ｓ５は、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信号である。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Ｓ５をシャッター付き眼鏡１７０へ送信する。
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Ｓ５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、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、またはクランプトインバータ回路を構成する要素である。
図３は、画像表示装置１００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３において、有機ＥＬ画素回路１９０は、有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ：organic light emitting diode）１９１、記憶容量１９２、データ書込トランジスタ１９３、階調制御トランジスタ１９４、および発光制御トランジスタ１９５を有する。
データ書込トランジスタ１９３は、書込線１５２からの書込信号に応じて、ソース信号線１５４からのソース信号の電位を、電圧源１９６に接続された記憶容量１９２へ書き込む。階調制御トランジスタ１９４は、記憶容量１９２の電位に応じて、有機ＥＬ素子１９１を駆動する。発光制御トランジスタ１９５は、階調制御トランジスタ１９４と有機ＥＬ素子１９１との間に配置され、発光制御線１５３からの発光制御信号を受けて、有機ＥＬ素子１９１の駆動のスイッチ動作を行う。
このような構成の有機ＥＬ画素回路１９０は、ソース信号と書込信号による走査（書込線走査）とに基づいて、有機ＥＬ素子１９１が発光する際の階調を設定する。また、有機ＥＬ画素回路１９０は、発光制御信号に基づいて、有機ＥＬ素子１９１の発光区間を設定する。すなわち、有機ＥＬ画素回路１９０は、有機ＥＬ素子１９１が発光する際の階調を設定するプロセスと、有機ＥＬ素子１９１の発光区間を設定するプロセスとを、独立に実行することが可能である。
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映像信号（以下、適宜「表示データ」という）の書込み走査の終了タイミングと、発光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。なお、同様の有機ＥＬ画素回路は、例えば特許文献２に記載されている。
このような有機ＥＬ画素回路１９０を有する画像表示装置１００によれば、表示データの書込み走査の終了から発光の開始までの時間差（以下「発光時間差」という）を、表示ライン単位で制御することができる。例えば、表示ラインごとに異なる長さの発光時間差を設定することが可能である。
発光時間差を特に設けない場合、または、全表示ラインの発光時間差を同一とした場合、上述の特許文献１と同一の範囲内でしか、左右の目ごとの総発光時間を確保することができない。
そこで、本実施の形態に係る画像表示装置１００は、発光開始所要時間が書込み走査時間よりも短い時間となるように、発光時間差を制御する。そして、その短縮された分の時間を、表示ラインごとの発光継続時間に充てる。ここで、発光開始所要時間とは、全表示ラインの発光開始に要する時間であり、書込み走査時間とは、全表示ラインに対する表示データの書込みに要する時間である。
具体的には、本実施の形態では、画像表示装置１００は、全表示ラインの書込み走査が完了したときに、全表示ラインを同時に発光開始させる。
また、シャッター切替区間を最大限に利用して書込み走査を行うことにより、シャッター切替区間以外の区間を最大限に利用した発光を行う。
具体的には、本実施の形態では、画像表示装置１００は、シャッター切替区間が開始するときに、書き込み走査を開始し、シャッター切替区間の終了後できるだけ早く発光を開始し、次のシャッター切替区間の開始までその発光を継続する。
発光時間差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４は、本実施の形態に係る画像表示装置１００の動作タイミングチャートである。図４Ａ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４Ｂ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４Ｃ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４Ｂおよび図４Ｃに示すように、画像表示装置１００は、第１の時刻ｔ１から、シャッター付きメガネに対し、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、図４Ａに示すように、画像表示装置１００は、第１の時刻ｔ１のシャッター切替区間Ｓｃの開始と同時に、最初の表示ラインに対する表示データの書込みを開始し、線２１０に示すように、複数の表示ラインに対する左目用画像の表示データの書込み走査を行う。このとき、画像表示装置１００は、全表示ラインの発光を停止したままとする。
書込み走査時間Ｔｓがシャッター切替区間Ｓｃよりも長い場合、シャッター切替区間Ｓｃが終了する第２の時刻ｔ２は、書込み走査時間Ｔｓが終了する第３の時刻ｔ３よりも前となる。この場合、画像表示装置１００は、線２２０に示すように、左目用画像を表示可能な区間Ｓｌの第３の時刻ｔ３に、全表示ラインを同時に発光開始させる。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。なお、書込み走査時間Ｔｓがシャッター切替区間Ｓｃよりも短い場合には、画像表示装置１００は、シャッター切替が完了する第２の時刻ｔ２以降に、表示ラインの発光を開始させる。
そして、画像表示装置１００は、シャッター付きメガネに対し、第４の時刻ｔ４から再びシャッター切替を開始させる。具体的には、画像表示装置１００は、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させる。
一方で、画像表示装置１００は、線２３０に示すように、再びシャッター切替区間Ｓｃが開始される第４の時刻ｔ４に、全表示ラインの発光を停止し、線２４０に示すように、右目用画像の表示データの書込み走査を行う。
次いで、画像表示装置１００は、線２５０に示すように、右目用画像を表示可能な区間Ｓｒの第６の時刻ｔ６に、全表示ラインを同時に発光開始させ、線２６０に示すように、更に次のシャッター切替区間Ｓｃが開始される第７の時刻ｔ７に、全表示ラインの発光を停止する。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。画像表示装置１００は、以下同様にして、シャッター切替、書込み走査、および発光を繰り返す。
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は１６ｍｓ（ミリ秒）、シャッター切替区間Ｓｃは２ｍｓ、左目用画像を表示可能な区間Ｓｌおよび右目用画像を表示可能な区間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。
また、表示ラインごとの左目用画像および右目用画像のそれぞれの最大の発光継続時間Ｔｄは、以下の式（２）で表される。
[数２]
Ｔｄ ＝ ｆ／２ − Ｔｓ ・・・・・・（２）
すなわち、１フレームにおける左右の目ごとの総発光時間として、フレーム周期ｆの半分から書込み走査時間Ｔｓを差し引いた残りを確保することができる。
従来技術における式（１）と比較すると、（Ｓｃ＋Ｔｏｎ）−Ｔｓの分だけ、発光継続時間Ｔｄが長くなる。また、従来技術における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、本実施の形態における書込み走査時間Ｔｓとは、ほぼ同一である。したがって、本実施の形態によれば、発光継続時間Ｔｄを、従来技術よりもシャッター切替区間Ｓｃの分だけ長くすることができ、総発光時間をより長くすることができる。
但し、書込み走査時間Ｔｓがシャッター切替区間Ｓｃよりも短い場合には、表示ラインごとの左目用画像および右目用画像のそれぞれの最大の発光継続時間Ｔｄは、以下の式（３）で表される。
[数３]
Ｔｄ ＝ ｆ／２ − Ｓｃ ・・・・・・（３）
次に、図４に示す動作を実現する信号制御の具体的内容の一例について説明する。
画像表示装置１００は、ソースドライバ１４０に、立体視画像を表示するための映像信号を入力する。また、画像表示装置１００は、第１のゲートドライバ１２０、第２のゲートドライバ１３０、およびシャッター制御回路１６０に、垂直同期信号を入力する。更に、画像表示装置１００は、第１のゲートドライバ１２０、ソースドライバ１４０、および第２のゲートドライバ１３０に、水平同期信号を入力する。ここでは、第１の時刻ｔ１および第４の時刻ｔ４に垂直同期信号が出力されるものとして説明を行う。
シャッター制御回路１６０は、垂直同期信号が入力されると、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シャッター制御信号Ｓ５を送信する。これにより、第１の時刻ｔ１に、シャッター付き眼鏡１７０のシャッター切替が開始される。なお、シャッター制御回路１６０は、映像信号に基づいて、右目用画像が次に表示される場合には、右目用シャッターを透過状態に切り替えるシャッター制御信号を出力することが望ましい。また、シャッター制御回路１６０は、左目用画像が次に表示される場合には、左目用シャッターを透過状態に切り替えるシャッター制御信号を出力することが望ましい。
ソースドライバ１４０は、水平同期信号が入力されると、有機ＥＬ画素回路１９０に対して、順次、映像信号に基づくソース信号を出力する。また、第１のゲートドライバ１２０は、垂直同期信号が入力されると、水平同期信号のカウントを開始し、カウント数に対応する表示ラインの有機ＥＬ画素回路１９０に対して、順次、書込信号をオンにする。これにより、第１の時刻ｔ１から第３の時刻ｔ３にかけて、全表示ラインに対する表示データの書込み走査が行われる。
一方、第２のゲートドライバ１３０は、垂直同期信号が入力されると、水平同期信号のカウントを開始する。そして、第２のゲートドライバ１３０は、カウント値が表示ラインの本数に達し、かつ最後の表示ラインの表示データ書込みが完了するのに十分な時間が経過すると、全表示ラインに対する発光制御信号を同時にオンにする。すなわち、第２のゲートドライバ１３０は、全表示ラインについて表示データの書込みが終了すると、全表示ラインに対する発光制御信号を同時にオンにする。これにより、第３の時刻ｔ３に、全表示ラインが同時に発光を開始する。
そして、再度の垂直同期信号の入力に対応して、同様に、シャッター制御信号、ソース信号、書込信号の制御が行われる。一方、第２のゲートドライバ１３０は、シャッター制御信号によって再度シャッター切替が開始される前に、全表示ラインに対する発光制御信号を同時にオフにする。これにより、第４の時刻ｔ４に、全表示ラインの発光が停止し、シャッター切替と表示データの書込み走査が開始される。
なお、発光制御信号をオフにするタイミングは、垂直同期信号の入力タイミングを基準としてもよいし、直前に発光制御信号をオンにしたタイミングを基準としてもよい。但し、所望の輝度との関係で適切な発光継続時間Ｔｄとなるように、発光制御信号は制御される必要がある。
このような信号制御により、画像表示装置１００は、最後に書き込み走査が完了する表示ライン（ここでは第１０８０ライン）の書込み走査完了のタイミング（例えば第３の時刻ｔ３および第６の時刻ｔ６）に、全ての表示ラインで同時に発光を開始することができる。また、画像表示装置１００は、シャッター切替区間の開始と同時に書き込み走査を開始し、画像表示区間内で発光を開始し、次のシャッター切替区間の開始まで発光を継続することができる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、書込線走査と発光とを同時かつ個別に制御することができるので、書込み走査の終了タイミングが同時ではないにもかかわらず、全表示ラインを同時に発光開始させることができる。そして、全発光ラインを同時に発光開始させるので、全表示ラインの発光開始に要する時間を短縮することができ、その短縮した分の時間を、表示ラインごとの発光時間に充てることができる。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、発光を開始するタイミングは、全表示ラインの書き込み走査の終了後できるだけ早いことが望ましいが、必ずしも全表示ラインの書き込み走査の終了と同時である必要はない。また、発光を停止するタイミングは、シャッター切替区間の開始前できるだけ遅いことが望ましいが、必ずしもシャッター切替区間の開始と同時である必要はない。
図５は、発光を開始するタイミングが全表示ラインの書き込み走査の終了と同時ではない場合の、動作タイミングチャートの一例である。
図５に示すように、この例では、画像表示装置１００は、書込み走査時間Ｔｓが終了する第３の時刻ｔ３よりも前の、シャッター切替区間Ｓｃが終了する第２の時刻ｔ２から、既に書き込み走査が終了している表示ラインの発光を開始させる。このような動作を実現するには、例えば、シャッター切替区間の長さおよび書込み走査時間から、各表示ラインの書込み走査完了から発光開始までの遅れ時間を予め決定し、決定した遅れ時間での発光制御を、第２のゲートドライバ１３０に設定しておけばよい。
このような場合であっても、図５に示すように、発光開始所要時間が書込み走査時間よりも短ければ、従来に比べて長い総発光時間を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。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、一部の表示ラインの発光区間を時間的にずらした例である。
実施の形態１の図４のように全表示ラインにおいて発光区間を一致させた場合、その区間の全てに亘って全表示ライン分の電力が必要となり、電力負荷が高くなる。一方、書込み走査時間がシャッター切替区間に比較して長い場合には、総発光時間を減ずることなく、一部の表示ラインの発光区間を時間的にずらすことが可能である。そこで、本実施の形態では、一部の表示ラインの発光区間を時間的にずらすことにより、電力負荷の軽減を図る。
図６は、本実施の形態に係る画像表示装置１００の動作タイミングチャートであり、実施の形態１の図４に対応するものである。図４と同一部分には同一符号を付し、これについての説明を省略する。図６Ａ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６Ｂ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６Ｃ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６Ａに示すように、シャッター切替区間Ｓｃが終了する第２の時刻ｔ２に、第８１０ラインまでの表示データの書込みが完了しているものとする。
本実施の形態に係る画像表示装置１００は、線２７０に示すように、第２の時刻ｔ２に、表示データの書込みが完了している第１〜第８１０ラインを同時に発光開始させる。そして、画像表示装置１００は、残りの第８１１〜第１０８０ラインについては、以降に表示データの書込みが完了し次第、順次、発光を開始させる。
また、画像表示装置１００は、線２８０に示すように、発光開始時刻の時間軸上のパターン（線２７０）と同じパターンで、かつ、次のシャッター切替が開始する第４の時刻ｔ４に最後の表示ライン（第１０８０ライン）の発光停止が完了するように、各表示ラインの発光を停止させる。画像表示装置１００は、以下同様にして、一部の表示ラインの発光区間をずらした状態での画像表示を繰り返す。
書込み走査時間Ｔｓが実施の形態１と同一である場合、表示ラインごとの左目用画像および右目用画像のそれぞれの最大の発光継続時間Ｔｄは同一となり、明るさも同一となる。一方で、第８１１〜第１０８０ラインの発光区間は、第１〜第８１０ラインの発光区間に対してずれている。これにより、例えば、第８１１〜第１０８０ラインの書込み走査が行われる非同時発光開始区間Ｔａ１と、第８１１〜第１０８０ラインの発光停止が行われる非同時発光停止区間Ｔａ２とにおいて、発光中の表示ラインの総数は少なくなる。したがって、本実施の形態に係る画像表示装置１００は、実施の形態１に係る画像表示装置１００に比べて、電力負荷を低減することができる。
ここで、図６に示す動作を実現する信号制御の内容のうち、実施の形態１の図４に示す動作を実現する信号制御の内容と異なる部分について説明する。
第２のゲートドライバ１３０は、シャッター切替区間Ｓｃが終了する第２の時刻ｔ２に、その時点で表示データの書込みが完了している表示ライン（ここでは第１〜第８１０ライン）に対する発光制御信号を、同時にオンにする。そして、第２の時刻ｔ２に表示データの書込みが完了していない表示ライン（ここでは第８１１〜第１０８０ライン）に対する発光制御信号を、それぞれの表示データの書込みが終了し次第、順次オンにする。
そして、第２のゲートドライバ１３０は、例えば、周期ｆの半分から書込み走査時間Ｔｓを差し引いた時間を予め発光継続時間Ｔｄとして設定し、表示ラインごとに、発光開始から発光継続時間Ｔｄが経過した時点で発光制御信号をオフにする。
このような信号制御により、画像表示装置１００は、一部の発光ラインの発光区間をずらすことができる。
このように、本実施の形態によれば、全表示ラインが同時に点灯する区間を短くし、画像表示装置１００の電力負荷の集中を抑え、消費電力ピークを低減することができる。なお、この効果は、実施の形態１の図５に示す動作においても得ることができる。
なお、発光を開始するタイミングは、シャッター切替区間の終了後できるだけ早いことが望ましいが、必ずしもシャッター切替区間の終了と同時である必要はない。また、全表示ラインの発光停止を完了するタイミングは、シャッター切替区間の開始前できるだけ遅いことが望ましいが、必ずしもシャッター切替区間の開始と同時である必要はない。また、同時に発光を開始させる表示ラインは、上述の例に限定されるものではない。
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３は、発光区間をずらす表示ラインをフレームごとに変化させる例である。
まず、水平方向に高速に図形が移動する動画像を表示したときの、従来の画像表示装置および実施の形態２に係る画像表示装置１００における視認画像について説明する。
図７は、従来の画像表示装置および実施の形態２に係る画像表示装置１００における視認画像の状態を説明するための図である。図７Ａは、入力画像を示す図である。図７Ｂは、従来の駆動方式の画像表示装置における、図７Ａに示す入力画像に対する視認画像を示す。図７Ｃは、実施の形態２に係る画像表示装置１００における、図７Ａに示す入力画像に対する視認画像を示す。
ここでは、図７Ａに示すように、画面の右から左へと長方形の図形３００が高速に移動する動画像を、入力画像とした場合について説明する。また、表示データの書込み走査は、図４および図６に示すように、上から下へと行われるものとする。
表示ラインごとの書込み走査は、画面下に行くほどより遅れて行われる。したがって、従来の画像表示装置のように、書込み走査完了後すぐに発光を行う場合、画像表示も、画面下に行くほど遅れる。その結果、図７Ｂに示すように、上記図形３００は、平行四辺形の図形３１０として視認される。
実施の形態１のように、全表示ラインで発光区間が一致する場合、このような現象は生じず、元の長方形の図形３００として視認される。ところが、実施の形態２のように、一部の表示ラインにおいて従来と同様に書込み走査完了後すぐに発光を行う場合、その部分では図７Ｂと同様に平行四辺形の図形として視認される。したがって、図７Ｃ全体的には、同時発光と逐次発光との境（ここでは第８１１ライン）において折れ曲がった形状の図形３２０に視認される。すると、従来の画像表示装置に比べて、元の図形に対する対応が取り難くなり、違和感を生じさせ易いという問題がある。
そこで、本実施の形態では、発光開始タイミングの時間軸上のパターンを変化させることにより、このような視認画像の違和感を軽減する。
図８は、本実施の形態に係る画像表示装置１００の動作タイミングチャートであり、実施の形態２の図６に対応するものである。図６と同一部分には同一符号を付し、これについての説明を省略する。図８Ａ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８Ｂ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８Ｃ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。
ここでは、説明の便宜上、全表示ラインを適宜、第１〜第２７０ライン（以下「第１ライン群」という）、第２７１〜第５４０ライン（以下「第２ライン群」という）、第５４１〜第８１０ライン（以下「第３ライン群」という）、および第８１１〜第１０８０ライン（以下「第４ライン群」という）に分けて扱う。
図８Ａに示すように、画像表示装置１００は、例えば、第１の時刻ｔ１から第７の時刻ｔ７までの第１のフレーム周期ｆ１では、第３ライン群、第４ライン群、第１ライン群、および第２ライン群の順に、表示データの書込み走査を行う。この結果、最後の第２ライン群において、図６の第８１１〜第１０８０ラインと同様の発光区間のずれが生じる。
次に、画像表示装置１００は、例えば、第７の時刻ｔ７から開始する次の第２のフレーム周期ｆ２では、第４ライン群、第１ライン群、第２ライン群、および第３ライン群の順に、表示データの書込み走査を行う。この結果、最後の第３ライン群において、図６の第８１１〜第１０８０ラインと同様の発光区間のずれが生じる。
第１のフレーム周期ｆ１と第２のフレーム周期ｆ２とを比較すると、発光区間がずれる表示ラインが異なる。このように発光開始タイミングの時間軸上のパターンを、例えばフレーム単位で変化させると、同時発光と逐次発光との境が固定位置ではなくなる。その結果、例えば、図７Ａに示す入力画像に対して、図７Ｃよりも違和感の少ない視認画像を得ることができる。
ここで、図８に示す動作を実現する信号制御の内容のうち、実施の形態２と異なる部分について説明する。
表示パネル制御回路１１０は、表示データの書込みの起点となる表示ラインを指定する起点ライン信号を生成し、ソースドライバ１４０、第１のゲートドライバ１２０、および第２のゲートドライバ１３０に入力する。なお、表示パネル制御回路１１０は、フレームごとに起点ラインが異なるように、起点ライン信号を生成する。ここでは、表示パネル制御回路１１０は、第１のフレーム周期ｆ１の起点ライン信号を、第５４１ラインを指定する内容とし、第２のフレーム周期ｆ２の起点ライン信号を、第８１１ラインを指定する内容とする。
ソースドライバ１４０は、例えば、フレームメモリを備え、少なくとも８１０ライン分の表示データを一時的に記憶する。そして、ソースドライバ１４０は、入力された起点ライン信号が指定する表示ラインを起点として、フレームメモリから順次表示データを読み出し、ソース信号を出力する。
第１のゲートドライバ１２０は、入力された起点ライン信号が指定する表示ラインを起点として、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１９０に入力される書込信号を制御する。
第２のゲートドライバ１３０は、入力された起点ライン信号に基づいて、シャッター切替区間Ｓｃが終了する時点で表示データの書込みが完了している表示ラインに対する発光制御信号を、同時にオンにする。そして、シャッター切替区間Ｓｃが終了する時点で表示データの書込みが完了していない表示ライン（に対する発光制御信号を、それぞれの表示データの書込みが終了し次第、順次オンにする。そして、第２のゲートドライバ１３０は、表示ラインごとに、発光開始から発光継続時間Ｔｄが経過した時点で発光制御信号をオフにする。
ここでは、第２のゲートドライバ１３０は、例えば、第１のフレーム周期ｆ１のシャッター切替区間Ｓｃが終了する第２および第５の時刻ｔ２、ｔ５に、第１、第３、および第４の表示ライン群に対する発光制御信号をオンにする。そして、第２のゲートドライバ１３０は、以降、第２の表示ライン群に対する発光制御信号を、それぞれの表示データの書込みが終了し次第、順次オンにする。また、第２のゲートドライバ１３０は、例えば、第２のフレーム周期ｆ２のシャッター切替区間Ｓｃが終了する第９の時刻ｔ９に、第１、第２、および第４の表示ライン群に対する発光制御信号をオンにする。そして、第２のゲートドライバ１３０は、以降、第３の表示ライン群に対する発光制御信号を、それぞれの表示データの書込みが終了し次第、順次オンにする。
このような信号制御により、画像表示装置１００は、発光区間をずらす発光ラインを、フレーム単位で変化させることができる。
このように、本実施の形態によれば、発光区間がずれた表示ラインをフレーム単位で変化させながら駆動させるので、動画像表示時の違和感を低減することができる。
なお、以上説明した各実施の形態では、図３に示すような有機ＥＬ画素回路１９０を用いたが、これに限定されるものではなく、例えば、図９に示すような有機ＥＬ画素回路を用いてもよい。
図９において、有機ＥＬ画素回路１９０は、図３に示す発光制御トランジスタ１９５を有していない。そして、有機ＥＬ画素回路１９０において、発光制御線１５３は、有機ＥＬ素子１９１のカソード側に接続され、有機ＥＬ素子１９１のカソード電圧を制御する手段となっている。このような構成によれば、発光制御線１５３は、有機ＥＬ素子１９１のカソード電圧を制御し、有機ＥＬ素子１９１の駆動のスイッチ動作を行うことができる。すなわち、図３に示す発光制御トランジスタ１９５を別途設けることなく、本発明の効果を得ることができる。
また、以上説明した各実施の形態では、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、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、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。
２００９年１月１９日出願の特願２００９−８８８５の日本出願に含まれる明細書、図面及び要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
本発明に係る画像表示装置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
１４０ ソースドライバ
１５０ 表示パネル
１５１ 表示領域
１５２ 書込線
１５３ 発光制御線
１５４ 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 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 発光制御トランジスタ
１９６ 電圧源

Claims (4)

  1. 複数の表示ラインを有する画面に、立体視画像を構成する左目用および右目用の画像を交互に繰り返し表示する画像表示装置であって、
    前記複数の表示ラインに前記画像の表示データを順次書込む書込み走査手段と、
    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を継続発光させる発光手段と、
    前記複数の表示ラインの継続発光開始のタイミングを制御する発光タイミング制御手段と、
    左右の目の視界を交互に遮蔽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と、を有し、
    前記書込み走査手段は、
    前記眼鏡の前記遮蔽状態が切り替わる区間に前記複数の表示ラインの内少なくとも一部に前記画像の表示データを書込み、
    前記発光タイミング制御手段は、
    前記眼鏡の前記遮蔽状態が切り替わる区間には前記複数の表示ラインを継続発光させず、前記複数の表示ラインのうち所定の表示ラインを除いた他の表示ラインの発光を同時とし、前記所定の表示ラインの発光を前記他の表示ラインよりも遅らせ、かつ、前記所定の表示ラインを前記立体視画像のフレームごとに異なる表示ラインとするように、前記複数の表示ラインの継続発光開始のタイミングを制御し、
    前記複数の表示ラインの少なくともいずれかが継続発光を開始してから前記複数の表示ライン全ての継続発光が開始するまでに要する時間は、前記複数の表示ラインへの前記表示データの書込み走査に要する時間よりも短い、
    画像表示装置。
  2. 複数の表示ラインを有する画面に、立体視画像を構成する左目用および右目用の画像を交互に繰り返し表示する画像表示装置で用いられる画像表示方法であって、
    左右の目の視界を交互に遮蔽可能な眼鏡の遮蔽状態の切り替えを開始させる遮蔽切替開始ステップと、
    前記複数の表示ラインへの前記画像の表示データの順次書込みを開始する書込み走査開始ステップと、
    書込まれた前記表示データに基づいた前記複数の表示ラインの継続発光を開始させる発光開始ステップと、を有し、
    前記書込み開始走査開始ステップは、
    前記眼鏡の前記遮蔽状態が切り替わる区間に前記複数の表示ラインの内少なくとも一部に対する前記画像の表示データの書込みを開始し、
    前記発光開始ステップは、
    前記眼鏡の前記遮蔽状態が切り替わる区間には前記複数の表示ラインを継続発光させず、前記複数の表示ラインのうち所定の表示ラインを除いた他の表示ラインの発光を同時とし、前記所定の表示ラインの発光を前記他の表示ラインよりも遅らせ、かつ、前記所定の表示ラインを前記立体視画像のフレームごとに異なる表示ラインとするように、前記複数の表示ラインの継続発光を開始させ、
    前記複数の表示ラインの少なくともいずれかが継続発光を開始してから前記複数の表示ライン全ての継続発光が開始するまでに要する時間は、前記複数の表示ラインへの前記表示データの書込み走査に要する時間よりも短い、
    画像表示方法。
  3. 複数の表示ラインを有する画面に左目用および右目用の画像を交互に繰り返し表示し、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により左右の目の視界を交互に遮蔽可能な眼鏡を用いて、前記画面に表示される左目用および右目用の画像を見ることにより立体視画像を見ることが可能な画像表示装置であって、
    前記表示ライン毎に設けられた書込線を駆動し、前記眼鏡の前記遮蔽状態の切り替えタイミングに対応させて前記複数の表示ラインに前記画像の表示データを順次書込む書込み走査手段と、
    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を継続発光させる発光手段と、
    前記表示ライン毎に設けられた発光制御線を駆動し、前記複数の表示ラインの継続発光開始のタイミングを制御する発光タイミング制御手段と、を有し、
    前記発光タイミング制御手段は、
    前記眼鏡の前記遮蔽状態が切り替わる区間には前記複数の表示ラインを継続発光させず、前記複数の表示ラインのうち所定の表示ラインを除いた他の表示ラインの発光を同時とし、前記所定の表示ラインの発光を前記他の表示ラインよりも遅らせ、かつ、前記所定の表示ラインを前記立体視画像のフレームごとに異なる表示ラインとするように、前記複数の表示ラインの継続発光開始のタイミングを制御し、
    前記複数の表示ラインの少なくともいずれかが継続発光を開始してから前記複数の表示ライン全ての継続発光が開始するまでに要する時間は、前記複数の表示ラインへの前記表示データの書込み走査に要する時間よりも短い、
    画像表示装置。
  4. 複数の表示ラインを有する画面に左目用および右目用の画像を交互に繰り返し表示し、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により左右の目の視界を交互に遮蔽可能な眼鏡を用いて、前記画面に表示される左目用および右目用の画像を見ることにより立体視画像を見ることが可能な画像表示方法であって、
    前記表示ライン毎に設けられた書込線を駆動し、前記眼鏡の前記遮蔽状態の切り替えタイミングに対応させて前記複数の表示ラインへの前記画像の表示データの順次書込みを開始する書込み走査開始ステップと、
    前記表示ライン毎に設けられた発光制御線を駆動し、書込まれた前記表示データに基づいた前記複数の表示ラインの継続発光を開始させる発光開始ステップと、を有し、
    前記発光開始ステップは、
    前記眼鏡の前記遮蔽状態が切り替わる区間には前記複数の表示ラインを継続発光させず、前記複数の表示ラインのうち所定の表示ラインを除いた他の表示ラインの発光を同時とし、前記所定の表示ラインの発光を前記他の表示ラインよりも遅らせ、かつ、前記所定の表示ラインを前記立体視画像のフレームごとに異なる表示ラインとするように、前記複数の表示ラインの継続発光を開始させ、
    前記複数の表示ラインの少なくともいずれかが継続発光を開始してから前記複数の表示ライン全ての継続発光が開始するまでに要する時間は、前記複数の表示ラインへの前記表示データの書込み走査に要する時間よりも短い、
    画像表示方法。
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