JP2004253879A

JP2004253879A - 立体画像表示装置

Info

Publication number: JP2004253879A
Application number: JP2003039607A
Authority: JP
Inventors: Akimasa Yuki; 昭正結城; Tomohiro Sasagawa; 智宏笹川; Kyoichiro Oda; 恭一郎小田; Yutaka Suzuki; 裕鈴木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2003-02-18
Filing date: 2003-02-18
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】画像データの入力レートが低い立体画像表示装置において、フリッカやゴーストが発生せずメモリの必要容量が小さい立体画像表示装置を提供する。
【解決手段】左右の視差画像データを圧縮符号化し、圧縮画像データをフレームメモリに蓄積し、同一の表示ゲートラインに対応する右眼用圧縮画像データと左眼用画像データをそれぞれ１ゲートライン分ずつ読み出して復号化し、１回の左右の入力視差画像を１フレーム期間内に左右交互のフィールドとしてそれぞれ複数回表示する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は立体画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の時分割方式液晶立体表示装置の例を図４に示す。この液晶立体表示装置は、右眼と左眼に集光する２つの光源を備え、液晶表示パネルが右眼用の画像を表示する時にはそれに同期して右眼４に集光する光源２ａを点灯し、左眼用の画像を表示する時にはそれに同期して左眼３に集光する光源２ｂを点灯して、左右の視差像を右眼と左眼に交互に表示して立体像を表示するようにしている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−６６５４７号公報（３〜４頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の時分割方式液晶立体表示装置は、特に携帯電話機に使用する場合には無線通信の能力、消費電力、ＣＰＵの処理スピードの制限により画像入力データの入力レートが毎秒２４回（フレーム）程度と低いため、画像のフリッカが発生するという問題があった。立体表示においてフリッカを発生しない画像表示をするためには、左右の視差像のそれぞれを毎秒６０回に近いレートで画像を表示する必要があり、合計１２０回／秒に近いレートで画像を表示する必要がある。
【０００５】
また、このような高速の表示を行なうためには液晶の応答速度が不足し、液晶の応答遅れによるゴーストが発生するという問題もあった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の立体画像表示装置は、左右の視差画像データを左右交互に表示して立体表示を行なう時分割方式立体画像表示装置において、左右の視差画像データを圧縮符号化し、圧縮画像データをフレームメモリに蓄積し、同一の表示ゲートラインに対応する左眼用圧縮画像データと右眼用圧縮画像データをそれぞれ１ゲートライン分ずつ読み出して復号化し、１回の左右の入力視差画像データを１フレーム期間内に左右交互のフィールドとしてそれぞれ複数回表示するようにしたものである。
【０００７】
また、前記復号化時に読み出したそれぞれ１ゲートライン分の右眼用圧縮画像データと左眼用圧縮画像について、左右どちらか一方の最新入力画像データに対して１フィールド前に表示されていた左右の他方の画像データを、最新入力画像データの表示における液晶応答の階調値の補償に使用するようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
本発明の立体画像表示装置の実施の形態の構成を図１に示す。図１に示す構成は、本発明を立体画像表示の可能な携帯電話機に適用した場合を示しており、通信機モジュール１および表示モジュール２を備えている。
【０００９】
通信機モジュール１は、通信機ユニット１１、ＣＰＵユニット１２、エンコーダ１３、ＶＲＡＭ（ビデオメモリ）１４、電池などの電源１５を備えている。表示モジュール２は、制御回路２１、タイミングコントローラ２２、フレームメモリ２３、デコーダ２４、ＤＡＣ（デジタルアナログ変換器）２５、ゲートドライバ２６、ソースドライバ２７、液晶表示パネル２８および演算器２９を備えている。
【００１０】
液晶表示パネル２８は、図４に示したものと同様に左右の視差像を交互に表示する液晶表示部と、左右の視差像に同期して、左眼用画像を表示するときには左眼に集光する光源と、右眼用画像を表示する時には右眼に集光する光源の２つの光源を備えている。
【００１１】
通信機モジュール１の通信機ユニット１１は送信者からの右眼用画像と左眼用画像からなる立体画像データを受信し、ＣＰＵユニット１２により復号化され、一旦完全な右眼用画像データと左眼用画像データを得る。ここで、入力画像データの入力レートはＣＰＵの処理能力や通信速度で制限されており、ここでは左右それぞれ毎秒２４回とする。
【００１２】
ＣＰＵユニット１２のエンコーダ１３は、復号化された右眼画像データと左眼画像データを再度ランレングス符号化やハフマン符号化やディスクリートコサイン変換などによりそれぞれデータ圧縮符号化し、データ復号用のパラメータとともにＶＲＡＭ１４に記録する。
【００１３】
ここで、同じ表示位置、すなわち同じゲートラインに表示される右眼用画像データと左眼用画像データを１つのグループにして圧縮し、ＶＲＡＭ１４に記録する。この時、左右の画像データの圧縮・復号化パラメータとして共通のパラメータを使用すればデータ量を削減することができる。
【００１４】
つぎに、ＶＲＡＭ１４に記録した圧縮視差像データをデータ復号用パラメータとともに表示モジュール２のフレームメモリ２３に転送し、記録する。
【００１５】
表示モジュール２では、フリッカを抑制するために左右の画像をそれぞれ少なくとも毎秒４０回以上のレートで表示する必要があり、タイミングコントローラ２２のクロックに同期して、毎秒２４回（フレーム）の左右の入力視差像画像データを、１フレーム期間内にそれぞれ２回繰り返して表示することにより、左右画像のそれぞれを４８フィールド／秒のレートで表示し、合計９６フィールド／秒のフリッカのない画像を表示する。
【００１６】
フレームメモリ２３からのメモリの読み出しは、右眼用画像を表示する場合には、右眼用画像データを１ゲートラインずつ読み出し、記録されている復号用パラメータを用いてデコーダ２４で復号し、右眼用画像データを得る。復号された右眼用画像データはラインメモリに蓄積される。ラインメモリに蓄積されたデータは順次にＤＡ変換され、ソースドライバ２７のラッチ回路に蓄積され、タイミングコントローラ２２のクロックとゲートドライバ２６によるゲートラインの選択と同期してゲートライン上の画素に階調電圧として印加される。以上の動作をゲートライン毎に順次繰返し、右眼用画像フィールドを表示する。つぎに、左眼用画像データについて同様の処理を行なって左眼用画像フィールドを表示し、左右一対の１回の入力画像データを交互に２フィールドずつ表示して１フレームの画素表示とする。
【００１７】
ここでは、左右の画像データを圧縮する際に、それぞれ完全な画像として圧縮およびＶＲＡＭへの記録を行なったが、たとえば右眼用画像データは完全な画像データとして扱い、左眼用画像データは右眼用画像データとの差分として圧縮、記録することもできる。
【００１８】
この場合は、同じ表示位置、すなわち同じゲートラインに表示される右眼用画像データと左眼用画像データを１つのグループにして同一のパラメータで圧縮し、ＶＲＡＭ１４に記録する。この時、右眼用の画像データはそのまま記録し、左眼用の画像データは右眼用画像データとの差分データを記録する。
【００１９】
つぎに、ＶＲＡＭ１４に記録した圧縮視差像データをデータ復号用パラメータとともに表示モジュール２のフレームメモリ２３に転送し、記録する。
【００２０】
フレームメモリ２３からのメモリの読み出しは、１つのグループにまとめられた同一の表示位置（ゲートライン）に表示される右眼用圧縮画像データと左眼用圧縮画像データの２本のゲートライン分のデータをまとめて読み出し、記録されている復号用パラメータを用いてデコーダ２４で復号し、右眼用画像データおよび、右眼用画像と左眼用画像の差分データを得る。右眼用画像を表示する場合には、右眼用画像データをそのままラインメモリに蓄積する。左眼用画像を表示する場合には、右眼用画像データに差分データを加えて左眼用画像データとし、ラインメモリに蓄積する。ラインメモリに蓄積されたデータは順次にＤＡ変換され、ソースドライバ２７のラッチ回路に蓄積され、タイミングコントローラ２２のクロックとゲートドライバ２６によるゲートラインの選択と同期してゲートライン上の画素に階調電圧として印加される。以上の動作をゲートライン毎に順次繰返し、１フィールドの画像を表示する。左右１対の１回の入力画像データを交互に２フィールドずつ表示して１フレームの画像を表示する。
【００２１】
ここで、液晶表示パネル２８のバックライトは、右眼に集光するバックライトと左眼に集光するバックライトのそれぞれが、ゲートラインと平行方向に複数に分割されており、表示パネル２８への画像データの書き込みと同期して、上方のゲートラインから下方のゲートラインに向かって順次に点灯される。すなわち、右眼用の画像を表示パネル２８の上方のゲートラインから順次に書き込む際には、書き込みに同期して右眼に向けて集光するバックライトを上方から下方に順次に交替して点灯する。つぎに左眼用の画像を表示パネル２８の上方のゲートラインから書き込む際には、直前に右眼に集光するバックライトを消灯し、左眼用の画像を表示パネルの上方のゲートラインから順次に書き込むのに同期して、左眼に集光するバックライトを上方から下方に順次に交替して点灯する。これにより、液晶表示パネル２８の応答が完了した領域のみが上方から下方に向かって順次に視認されることになり、ゴーストや残像のないクリアな立体画像が表示できる。
【００２２】
本実施の形態の構成によれば、フレームメモリ２３は圧縮画像データを蓄積するものであるから、復号された完全な画像データを蓄積するフレーム画像メモリとは異なり、フレームメモリの必要容量を小さくすることができる。
【００２３】
ここで、通信モジュールからのそれぞれ２４回／秒の左右の入力画像データに対して、左右画像をそれぞれ４８回／秒表示するとしたが、この回数は、フリッカの抑制のためには少なくとも左右それぞれ４０回／秒以上必要であり、８０回／秒であれば充分である。
【００２４】
また、通信モジュールと表示モジュールの動作は、それぞれのモジュールにタイミングコントローラをもち、表示モジュールのタイミングコントローラにデータ転送タイミングの検出機能をもたせるなどの方法により、それぞれのモジュールを非同期動作させてもよい。
【００２５】
本実施の形態は、液晶表示パネルを用いた左右視差像を交互に表示する立体表示装置の携帯電話機への適用例として説明したが、画像表示装置は液晶パネルに限らず、有機ＥＬ表示装置などにも適用でき、電子装置としても携帯電話機に限らず、パーソナルコンピュータ、携帯ゲーム機、ＰＤＡなどにも適用できる。
【００２６】
実施の形態２
本実施の形態は、フレームの表示回数を増加してフリッカのない立体画像表示を液晶表示装置で行なう場合、高速化されたフレーム表示に対して液晶の応答速度が不足する問題点を解消するものである。
【００２７】
左右視差像を交互に表示して立体表示を行なう方式においては、右眼用の画像と左眼用の画像においては、一般に同一の表示対象が左右方向に互いに少しずれた位置に表示される。このように位置のずれた表示対象を交互に表示する場合には、静止画像であっても動画像の場合と同様に、右眼用画像と左眼用画像切替のたびに各画素において毎回輝度の変更が要求されることになり、液晶の応答速度が不足する場合にはゴーストや輪郭のボケといった問題が生じる。
【００２８】
このような問題を解消するための方法として、最新のフィールドの入力画像データと直前に表示されていたフィールドの画像データの階調値を比較し、最新フィールドの画像表示用の階調電圧信号として、前フィールドからつぎに表示すべき最新フィールドへの階調変化を強調した階調電圧信号を作成して液晶に印加し、階調変化に対する応答の遅れを加速するように補償することが可能である。階調変化を強調した階調電圧信号を作成するための手段として、図３に示すような階調値の変換テーブルを用いて図１の演算器２９で、現在の液晶の表示状態からつぎに表示すべき階調に変化させるために最適な階調電圧信号を作成する。たとえば、前フィールドのある画素の階調値が“１”であり、最新フィールドで同じ画素に表示すべき階調値が“２”であったときに、液晶に印加する階調電圧信号として、たとえば階調値“３”に相当する階調電圧信号を出力する。
【００２９】
実施の形態１の立体画像表示方法にこの階調補償の方法を適用するには、同一のゲートラインに表示する右眼用画像データと左眼用画像データをそれぞれ１ゲートラインずつのグループとし、それぞれ同一のパラメータで圧縮してＶＲＡＭ１４に記録する。左右の圧縮画像データは復号パラメータとともに表示モジュールのフレームメモリ２３に転送される。フレームメモリ２３から同一ゲートラインに表示する右眼用圧縮画像データと左眼用圧縮データを対にして読み出し、デコーダ２４によって復号して完全な右眼用画像データと左眼用画像データを得る。ラインメモリに蓄積する前に階調値変換テーブルを使用して階調値を補償する。このとき、右眼用画像データを補償するためには左眼用画像データを前フィールド画像データとして使用し、左眼用画像データを補償するためには右眼用画像データを前フィールド画像データとして使用する。
【００３０】
入力画像データが動画像である場合、同一のゲートラインに表示する右眼用画像データと左眼用画像データをそれぞれ１ゲートラインずつのグループとし、それぞれ同一のパラメータで圧縮してＶＲＡＭ１４に記録する。ＶＲＡＭに記録された圧縮視差画像データは表示モジュール２のフレームメモリ２３に転送されるが、この転送の際に、まず右眼用の１フィールドの画像データをフレームメモリに書き込み、その後、所定の時間差をおいて左眼用の１フィールドの圧縮画像データを書き込む。この時間差は、画像データの復号時に右眼用画像データと同時に読み出す同一表示位置の左眼用画像データとして、直前に表示されていた左眼用画像データを残しておくためであり、これによって、液晶の応答の加速のための階調補正を中断することなく実行できる。このため、右眼用の画像データの１フィールドの読み出しが完了したのちに左眼用画像データをフレームメモリに書き込み、データを更新する。このとき、同時に各グループの圧縮画像データを復号するための復号パラメータも転送し、フレームメモリに記録する。動画表示時のデータの書き込みと読み出しのタイミングを図２に示す。ここで、左右の画像データの入力順序は逆であってもよい。
【００３１】
表示のためのデータ処理の方法は実施の形態１の場合と同様に行なう。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、画像データの入力レートが低い立体画像表示装置においても、フリッカやゴーストが発生せず、フレームメモリの必要容量の小さい立体画像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の立体画像表示装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の立体画像表示装置の動画データ処理のタイミングを示す図である。
【図３】本発明の立体画像表示装置の階調値変換テーブルを示す図である。
【図４】本発明の立体画像表示装置で使用する立体画像表示パネルを説明する図である。
【符号の説明】
１通信機モジュール、２表示モジュール、１１通信機ユニット、１２ＣＰＵユニット、１３エンコーダ、１４ＶＲＡＭ、１５電源、２１制御回路、２２タイミングコントローラ、２３フレームメモリ、２４デコーダ、２５ＤＡＣ、２６ゲートドライバ、２７ソースドライバ、２８液晶表示パネル、２９演算器。

Claims

左右の視差画像データを左右交互に表示して立体表示を行なう時分割方式立体画像表示装置において、左右の視差画像データを圧縮符号化し、圧縮画像データをフレームメモリに蓄積し、同一の表示ゲートラインに対応する左眼用圧縮画像データと右眼用圧縮画像データをそれぞれ１ゲートライン分ずつ読み出して復号化し、１回の左右の入力視差画像データを１フレーム期間内に左右交互のフィールドとしてそれぞれ複数回表示する立体画像表示装置。
前記復号化時に読み出したそれぞれ１ゲートライン分の右眼用圧縮画像データと左眼用圧縮画像について、左右どちらか一方の最新入力画像データに対して１フィールド前に表示されていた左右の他方の画像データを、最新入力画像データの表示における液晶応答の階調値の補償に使用する請求項１記載の立体画像表示装置。