JP5889557B2

JP5889557B2 - 画像表示装置

Info

Publication number: JP5889557B2
Application number: JP2011150941A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　雄一; 雄一佐藤; 健次前田; 夏見　昌之; 昌之夏見; 辰雄渡辺; 高山　和也; 和也高山; 安本　隆; 隆安本; 良充稲森
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2011-07-07
Filing date: 2011-07-07
Publication date: 2016-03-22
Anticipated expiration: 2031-07-07
Also published as: WO2013005845A1; CN103650022B; KR101605641B1; US20140139915A1; KR20140039067A; CN103650022A; JP2013019954A

Description

本発明は３次元で画像を表示する画像表示装置に関し、より特定的には、４色で画像を表現する画像表示装置に関する。

４色のカラーフィルタを用いる画像表示装置は、ＲＧＢＷ（赤緑青白）やＲＧＢＹ（赤緑青黄）のような４色で構成されるストライプ配列構造を用いる。ストライプ配列構造は、水平方向に規則的に並ぶ４つのサブピクセル（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗ／Ｙ）で１画素を構成している。視差を形成する手段（たとえば、視差バリア方式、または、レンチキュラー方式）を用いて３次元で画像を表示する画像表示装置では、左目用画素と右目用画素とを、１サブピクセルおきに配置して画像を表示することで、３次元の画像表示を実現する。４色のサブピクセルを用いることで輝度が向上する場合もあるが、画像の品質が低下する場合もある。

３次元の画像表示に関し、特開２００８−１９１３１７号公報（特許文献１）や特開２００８−１９１３１９号公報（特許文献２）は、画像輪郭のシャギーを低減させつつ画像処理に要する計算量を削減させることが可能な画像処理装置を開示している（［要約］参照）。

特開２００８−１９１３１７号公報特開２００８−１９１３１９号公報

しかしながら、ＲＧＢＷやＲＧＢＹなどの４色構成の表示装置において、サブピクセル単位（ＲＧＢ一組を「ピクセル単位」、Ｒ／Ｇ／Ｂの色素単位を「サブピクセル単位」という）の立体視表示を構成する視差バリア方式を実現する場合、ＲＧＢの３色構成のサブピクセル方式と同じ方法で立体視表示を構成すると、正しい色で３次元の画像を視認できない場合がある。たとえば、左目には赤と青のみが、右目には緑と黄色のみが入射されるため、正しい色で立体視を行うことができない。

本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、３次元で表示される画像の品質の低下が抑制される画像表示装置を提供することである。

ある局面にしたがう３次元で画像を表示可能な画像表示装置は、画像表示装置の左目用の画像および右目用の画像を出力するための視差実現手段と、複数の画素からなる表示装置とを備える。各画素は複数のサブピクセルを有している。複数の画素のうちの一画素おきの各画素において、当該画素に含まれる複数のサブピクセルの配列は、当該画素に隣接する画素に含まれる複数のサブピクセルの配列に対して並べ替えられている。

好ましくは、各画素は、４色のサブピクセルとして、第１のサブピクセルと第２のサブピクセルと第３のサブピクセルと第４のサブピクセルとを有している。一画素おきに、第１のサブピクセルと第２のサブピクセルとの配列、および、第３のサブピクセルと第４のサブピクセルとの配列が入れ替わっている。

好ましくは、視差実現手段は、視差バリアを形成するように構成されている。
好ましくは、視差実現手段は、レンチキュラーレンズを含む。

ある局面にしたがうと、３次元で表示される画像の品質の低下が抑制され得る。
この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。

３色のカラーフィルタを有する画像表示装置の一態様である携帯電話機１００の構成の一部を表わす図である。４色のカラーフィルタを有する画像表示装置の一態様である携帯電話機２００の構成の一部を表わす図である。携帯電話機１００のハードウェア構成の表わすブロック図である。画像表示装置４００の構成の一部を表わす図である。４色のカラーフィルタ５００のバリエーションを示す図である。カラーフィルタの配列のバリエーションを示す図である。他の局面にしたがう画像表示装置８００の構成の一部を表わす図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

図１および図２を参照して、３次元で画像を表示可能な画像表示装置のサブピクセルの配列について説明する。図１は、３色のカラーフィルタを有する画像表示装置の一態様である携帯電話機１００の構成の一部を表わす図である。

なお、本実施の形態では、画像表示装置の一態様として携帯電話機１００が例示されるが、その他の電子機器、たとえば、ＰＤＡ、電子辞書その他の情報処理端末であって、３次元で画像を表示可能な情報処理端末に本発明を適用することができる。

携帯電話機１００は、バリア装置１１０と、表示装置１２０とを備える。表示装置１２０は、３色（ＲＧＢ）のカラーフィルタを含む。バリア装置１１０は、コントローラ（図示しない）からの指令に従って、視差バリアを形成し、また、視差バリアの形成を解除する。

携帯電話機１００の動作モードが３次元表示モードである場合、バリア装置１１０は、視差バリアを形成する。携帯電話機１００のユーザの右目１５０には、サブピクセル１３０，１３１，１３２，１３３，１３４，１３５からの光が入射する。ユーザの左目１５１には、サブピクセル１４０，１４１，１４２，１４３，１４４，１４５からの光が入射する。これにより、ユーザは、３次元の画像を認識することができる。

図２は、４色のカラーフィルタを有する画像表示装置の一態様である携帯電話機２００の構成の一部を表わす図である。携帯電話機２００は、バリア装置１１０と、表示装置２２０とを備える。表示装置２２０は、４色（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｘ）のカラーフィルタを含む。カラーフィルタＸの色は、たとえば、黄色であるが、この色に限られない。これ以降のカラーフィルタＸについては、別段言及しない限り黄色を例に述べる。

携帯電話機２００の動作モードが３次元表示モードである場合、バリア装置１１０は、図１に示される場合と同様に、視差バリアを形成する。携帯電話機２００のユーザの右目１５０には、サブピクセル２４０，２４１，２４２，２４３，２４４，２４５からの光が入射する。ユーザの左目１５１には、サブピクセル２３０，２３１，２３２，２３３，２３４，２３５からの光が入射する。この場合、右目１５０には、緑色の光と黄色の光のみが入射する。左目１５１には、赤色の光と青色の光のみが入射する。結果として、ユーザは、３次元の画像を正確な色で視認することができない。

図３を参照して、本実施の形態に係る携帯電話機１００のハードウェア構成について説明する。図３は、携帯電話機１００のハードウェア構成の表わすブロック図である。携帯電話機１００は、通信装置３０２と、チューナ３０４と、アンテナ３０６，３０８と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１０と、音声信号処理回路３１１と、測位処理部３１２と、測位信号受信フロントエンド部３１４と、ＧＰＳ（Global Positioning System）アンテナ３１６と、カメラ３２０と、スピーカ３４０と、フラッシュメモリ３４４と、ＲＡＭ（Random Access Memory）３４６と、ＲＯＭ（Read Only Memory）３４８と、ディスプレイ３５０と、バックライト３５１と、ボタン３６０と、マイク３７０と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）３７６と、メモリカード駆動装置３８０と、データ通信Ｉ／Ｆ（Interface）３７８と、バイブレータ３８４とを備える。メモリカード駆動装置３８０には、メモリカード３８２が装着され得る。

アンテナ３０６は、テレビジョン放送信号を受信する。チューナ３０４は、ＣＰＵ３１０の命令に従って番組を選局し、映像信号および音声信号をＣＰＵ３１０に伝送する。

アンテナ３０８によって受信された信号は、通信装置３０２によってフロントエンド処理が行なわれた後、処理後の信号は、ＣＰＵ３１０に送られる。ＣＰＵ３１０は、携帯電話機１００に対して与えられる命令に基づいて携帯電話機１００の動作を制御するための処理を実行する。ＣＰＵ３１０は、通信装置３０２から送られた信号に基づいて予め規定された処理を実行し、処理後の信号を音声信号処理回路３１１に送出する。音声信号処理回路３１１は、その信号に対して予め規定された信号処理を実行し、処理後の信号をスピーカ３４０に送出する。スピーカ３４０は、その信号に基づいて音声を出力する。

マイク３７０は、携帯電話機１００に対する発話を受け付けて、発話された音声に対応する信号を音声信号処理回路３１１に対して送出する。音声信号処理回路３１１は、その信号に基づいて通話のために予め規定された処理を実行し、処理後の信号をＣＰＵ３１０に対して送出する。ＣＰＵ３１０は、その信号を送信用のデータに変換し、変換後のデータを通信装置３０２に対して送出する。通信装置３０２は、そのデータを用いて送信用の信号を生成し、アンテナ３０８に向けてその信号を送出する。

フラッシュメモリ３４４は、ＣＰＵ３１０から送られるデータを格納する。また、ＣＰＵ３１０は、フラッシュメモリ３４４に格納されているデータを読み出し、そのデータを用いて予め規定された処理を実行する。

ＲＡＭ３４６は、ボタン３６０に対して行なわれた操作に基づいてＣＰＵ３１０によって生成されるデータを一時的に保持する。ＲＯＭ３４８は、携帯電話機１００に予め定められた動作を実行させるためのプログラムあるいはデータを格納している。ＣＰＵ３１０は、ＲＯＭ３４８から当該プログラムまたはデータを読み出し、携帯電話機１００の動作を制御する。

メモリカード駆動装置３８０は、メモリカード３８２に格納されているデータを読み出し、ＣＰＵ３１０に送出する。逆に、メモリカード駆動装置３８０は、ＣＰＵ３１０によって出力されるデータを、メモリカード３８２の空き領域に書き込む。

音声信号処理回路３１１は、上述のような通話のための信号処理を実行する。なお、図３に示される例では、ＣＰＵ３１０と音声信号処理回路３１１とが別個の構成として示されているが、他の局面において、ＣＰＵ３１０と音声信号処理回路３１１とが一体として構成されていてもよい。

ディスプレイ３５０は、ある局面においては、タッチパネル式のディスプレイであるが、タッチパネル式でないディスプレイが用いられてもよい。タッチパネルの機構は特に限られない。ディスプレイ３５０は、ＣＰＵ３１０から取得されるデータに基づいて、当該データによって規定される画像を表示する。たとえば、フラッシュメモリ３４４が格納している静止画、動画、音楽ファイルの属性（当該ファイルの名前、演奏者、演奏時間など）を表示する。

バックライト３５１は、ディスプレイ３５０に対して発光する。ある局面において、バックライト３５１は、ＣＰＵ３１０からの制御信号に基づいて光量を増加させ、または減少させることができる。

ＬＥＤ３７６は、ＣＰＵ３１０からの信号に基づいて、予め定められた発光動作を実現する。たとえば、ＬＥＤ３７６が複数の色を表示可能な場合には、ＬＥＤ３７６は、ＣＰＵ３１０から出力される信号に含まれるデータに関連付けられている色で発光する。発光の態様（間隔、発光する色の数、点滅パターンなど）は特に限られない。

データ通信Ｉ／Ｆ３７８は、データ通信用のケーブルの装着を受け付ける。データ通信Ｉ／Ｆ３７８は、ＣＰＵ３１０から出力される信号を当該ケーブルに対して送出する。あるいは、データ通信Ｉ／Ｆ３７８は、当該ケーブルを介して受信されるデータを、ＣＰＵ３１０に対して送出する。

バイブレータ３８４は、ＣＰＵ３１０から出力される信号に基づいて、予め定められた周波数で発振動作を実行する。

ＧＰＳアンテナ３１６は、ＧＰＳ衛星から発信される信号を受信し、受信した信号を測位信号受信フロントエンド部３１４に送出する。測位信号受信フロントエンド部３１４は、少なくとも３つ（望ましくは４つ以上）のＧＳＰ衛星から受信した各信号に基づいてパターンマッチングを行ない、各信号に含まれるコードパターンと携帯電話機１００が保持するコードパターンとが一致した場合に、その信号を測位処理部３１２に送出する。

測位処理部３１２は、その信号を用いて、測位処理を実行し、当該信号を受信した携帯電話機１００の位置を算出する。ＣＰＵ３１０は、その算出結果をディスプレイ３５０に表示する。ある局面において、ディスプレイ３５０は、測位処理部３１２が算出した携帯電話機１００の位置情報（たとえば緯度、経度、高度など）を地図上に重ねて表示してもよい。他の局面において、ディスプレイ３５０は、カメラ３２０によって撮影された場所の画像と、当該場所の位置情報とを重ねて表示してもよい。

図４を参照して、本発明の実施の形態に係る画像表示装置４００の構成について説明する。図４は、画像表示装置４００の構成の一部を表わす図である。画像表示装置４００は、バリア装置１１０と、表示装置４２０とを備える。

ここで、サブピクセル４３０とサブピクセル４４０の配列と、サブピクセル４５０とサブピクセル４６０の配列とは、図２に示される配列とは異なっている。具体的には、図２に示される、左目１５１用に赤色を表示するためのサブピクセル（Ｌｒ１）２３２と、右目１５０用に緑色を表示するためのサブピクセル（Ｒｇ１）２４２という配列は、図４に示されるように、左目１５１用に緑色を表示するためのサブピクセル（Ｌｇ１）４３０と、右目１５０用に赤色を表示するためのサブピクセル（Ｒｒ１）４４０という配列に入れ替えられている。

同様に、図２における、左目１５１用に青色を表示するためのサブピクセル（Ｌｂ１）２３３と、右目１５０用に黄色を表示するためのサブピクセル（Ｒｘ１）２４３という配列は、図４に示されるように、左目１５１用に黄色を表示するためのサブピクセル（Ｌｘ１）４５０と、右目１５０用に青色を表示するためのサブピクセル（Ｒｂ１）４６０という配列に入れ替えられている。

図４に示されるサブピクセルの配列は、このように配置された色素をフィルタ面に形成することにより実現される。形成の一例は、たとえば、印刷であるが、その他の方法によっても、サブピクセルの配列は形成され得る。

ここで、図５を参照して、４色のカラーフィルタの構成について説明する。図５は、４色のカラーフィルタ５００のバリエーションを示す図である。

図５に示されるように、４色のカラーフィルタ５００は、赤（ｒ）、緑（ｇ）、青（ｂ）に加えて、４色目のフィルタ部５１０，５２０を有する。フィルタ部５１０，５２０の色は、何色でもよく、たとえば、白色（ｗ）、黄色（ｙ）、シアン（ｃ）等が用いられる。４色のカラーフィルタ５００は、輝度または演色性をアップさせるために用いられる。

画像表示装置が視差バリアを用いて画像を３次元で表示する場合、輝度が犠牲になる。そのため、画像表示装置は、４色のカラーフィルタを有することが望ましい。

図６を参照して、カラーフィルタの配列について説明する。図６は、カラーフィルタの配列のバリエーションを示す図である。

パターン（Ａ）は、図２に示された、ストライプ型で配列されているカラーフィルタ６１０を示す。この場合、画像表示装置が２次元で画像を表示する場合には、当該画像の解像度は犠牲にならない。しかしながら、図２を参照して説明したように、この配列では、３次元表示時における左右の色のバランスが損なわれる。

パターン（Ｂ）は、配列が組み換えられたカラーフィルタ６２０を示す。この場合、複数のラインを視認すれば、左右の色味は良好なものとなる。しかしながら、画像表示装置が２次元で画像を表示している場合には、当該画像の解像度が犠牲にされる。たとえば、斜めの緑色の線、縦の緑線等の連続性が低下する。

パターン（Ｃ）は、他の態様で配列が組み換えられたカラーフィルタ６３０を示す。この場合、複数のラインを視認すれば、左右の色味は良好なものとなる。しかしながら、画像表示装置が２次元で画像を表示している場合には、当該画像の解像度が犠牲にされる。たとえば、縦の緑線等の連続性が低下する。

＜変形例＞
図７を参照して、本発明の実施の形態の変形例について説明する。図７は、他の局面にしたがう画像表示装置８００の構成の一部を表わす図である。画像表示装置８００は、バリア装置の代わりに、レンチキュラーレンズ８１０と、表示装置８２０とを備える。

このような構成において、ユーザの右目には、サブピクセル８３０，８３１，８３２，８３３からの光が入射し、左目には、サブピクセル８４０，８４１，８４２，８４３からの光が入射する。ここで、サブピクセル８３０，８４０，８３１，８４１の配列は、色の配列としては、赤（ｒ）、緑（ｇ）、青（ｂ）、黄（ｘ）である。一方、サブピクセル８３２，８４２，８３３，８４３は、色の配列としては、緑（ｇ）、赤（ｒ）、黄（ｘ）、青（ｂ）と入れ替えられている。これにより、レンチキュラーレンズが用いられる画像表示装置においても、色バランスの低下を防止することができる。

以上のようにして、本発明の実施の形態に係る画像表示装置によると、複数の画素のうちの一画素おきの各画素において、当該画素に含まれる複数のサブピクセルの配列は、当該画素に隣接する画素に含まれる複数のサブピクセルの配列に対して並べ替えられている。具体的には、各画素が、４色のサブピクセルを有している場合には、一画素おきに、第１のサブピクセルと第２のサブピクセルとの配列、および、第３のサブピクセルと第４のサブピクセルとの配列が入れ替わっている。

このような配列にしたがったカラーフィルタの透過光は、ユーザの両目に入射する。この配列によれば、いずれの目にも同じ色の光が入射するため、色バランスの低下が防止される。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、携帯電話機、スマートフォン、タブレット型コンピュータ、ノートブック型コンピュータ、電子書籍用端末その他の情報処理装置であって、視差を実現する手段（たとえば、視差バリア、レンチキュラー方式など）を用いて画像を３次元で表示可能な画像表示装置に適用することができる。

１００，２００携帯電話機、１１０バリア装置、１２０，２２０，４２０，８２０表示装置、１５０右目、１５１左目、３４０スピーカ、３５０ディスプレイ、３６０ボタン、３７０マイク、３０２通信装置、３０４チューナ、３０６，３０８，３１６アンテナ、３１１音声信号処理回路、３１２測位処理部、３１４測位信号受信フロントエンド部、３２０カメラ、３４４フラッシュメモリ、３４６ＲＡＭ、３４８ＲＯＭ、３５１バックライト、３７８データ通信Ｉ／Ｆ、３８０メモリカード駆動装置、３８２メモリカード、３８４バイブレータ、４００，７００，８００画像表示装置、５００，６１０，６２０，６３０カラーフィルタ、５１０，５２０フィルタ部、８１０レンチキュラーレンズ。

Claims

３次元で画像を表示可能な画像表示装置であって、
前記画像表示装置の左目用の画像および右目用の画像を出力するための視差実現手段と、
複数の画素からなる表示装置とを備え、各前記画素は一列に配置された複数のサブピクセルから構成されており、
各前記画素は、４色のサブピクセルとして、第１のサブピクセルと第２のサブピクセルと第３のサブピクセルと第４のサブピクセルとを有しており、
隣り合う画素において、前記第１のサブピクセルと前記第２のサブピクセルとの配列、および、前記第３のサブピクセルと前記第４のサブピクセルとの配列順が逆となっている、画像表示装置。
前記視差実現手段は、視差バリアを形成するように構成されている、請求項１に記載の画像表示装置。
前記視差実現手段は、レンチキュラーレンズを含む、請求項１に記載の画像表示装置。