JP2012047963A - 三次元画像表示装置および表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】二次元画像表示の際に解像度の劣化を抑制することを可能にする。
【解決手段】マトリクス状に配列された画素を有する平面表示装置と、平面表示装置が射出する光線を制御する光線制御素子と、入力された画像信号を画像処理する画像処理部を有し、画像処理部によって画像処理された画像信号に基づいて平面表示装置を駆動する駆動回路と、を備え、画像処理部は、画像信号に付加された属性信号に基づいて、画像信号に対する三次元画像表示用の並べ替え処理または画像信号に対するフィルタ処理の少なくとも１つ以上の処理を行う。
【選択図】図８

Description

本発明の実施形態は、三次元画像表示装置および表示方法に関する。

通常、インテグラルフォトグラフィー（以下、ＩＰいう）方式、または多眼方式においても、有限な視距離に透視投影画像が実際に見えるように表示画像が作成される。水平視差のみで、垂直視差のないＩＰ方式で、視差バリアの水平方向ピッチを画素の水平方向ピッチの整数倍に設定した場合、平行光線の組が生じる（以下、平行光線一次元ＩＰともいう）。従って、平行光線の１組を構成する画素列を集積した視差成分画像は、垂直方向がある一定視距離の透視投影であり、水平方向が平行投影である画像である。垂直方向が透視投影で、水平方向が平行投影である各視差成分画像を画素列ごとに分割し、インターリーブ状に合成配置すれば視差合成画像が作成さる。これを表示面に表示して視差バリアを通して観察すると立体像が得られる。多眼方式では、単純な透視投影による画像を画素列ごとに分割しインターリーブ状に合成配置することにより、正しい投影の立体像が得られる。

撮像により、平行投影データを得るためには、透視投影の撮像データから平行投影データに変換する方法が現実的であり、ＥＰＩ（エピポーラ面）を用いた補間による方法である光線空間法などが知られている。

平行光線一次元ＩＰ方式は、二眼方式に比べ見やすいというメリットがあるが画像フォーマットが複雑である。二眼方式及び多眼方式は、画像フォーマットが単純で、各視点画像は、全て同一の縦横画素数で作成される。しかし、平行光線一次元ＩＰ方式では、略同一の解像度を与える多眼方式に比較し、視差成分画像の枚数が多くなり、各視差成分画像の横画素数（使用する水平範囲）も視差方向により異なり、画像フォーマットが複雑となっている。

二眼方式であれば２枚、九眼方式であれば９枚、平行光線一次元ＩＰ方式であれば分割して記録した画像データを、表示面に表示される画像形式である視差合成画像に合成する必要がある。

このような三次元画像表示装置で表示する画像の種類は、大きく分けて３種類に分類することができる。（１）視差合成画像を表示する三次元画像、（２）二次元画像、（３）二次元画像と三次元画像を合成した画像。（３）は、例えば、二次元画像の背景に三次元画像の人物などを合成した画像を作成し、上述した三次元画像表示装置に表示する。平面的に見える「二次元画像」と立体的に見える「三次元画像」を合成して表示することにより、三次元画像の印象を強めることが可能である。

上述したように、三次元画像を三次元画像表示装置で表示する時は、分割して記録した画像データを、表示面に表示される画像形式に合成された視差合成画像を使用する。このとき使用する「分割して記録した画像データ」は、水平視差を与えるために、「異なる」画像データとなる。同様に、二次元画像を三次元画像表示装置で表示する時も、分割して記録した画像データを、表示面に表示される画像形式に合成された視差合成画像を使用する。但し、二次元画像の視差合成画像は、水平視差を与える必要が無いため、「分割して記録した画像データ」は、全て、「同一の」画像データとなる。

二眼方式の三次元画像表示装置で、二次元画像を表示する例としては、右眼用画素及び左眼用画素が共同で同一の二次元画像を表示する方法が開示されている。

特開２００３−７００２２号公報 特許第４２０２９９１号公報 特許第３９６９２５２号公報

三次元画像表示装置に、二次元画像を表示する方法の一つとして、視差合成画像を使用した二次元画像を表示する方法がある。この場合、表示装置に具備されている視差バリアを考慮して表示画像を生成するので、視差バリアの影響による表示劣化を生じること無く表示できる。しかし、「分割して記録した画像データ」を使用するため、解像度は、「分割した」分だけ低下する。

本発明の実施形態の目的は、二次元画像表示の際に解像度の劣化を抑制することにある。

本実施形態の三次元画像表示装置は、マトリクス状に配列された画素を有する平面表示装置と、前記平面表示装置が射出する光線を制御する光線制御素子と、入力された画像信号を画像処理する画像処理部を有し、前記画像処理部によって画像処理された画像信号に基づいて前記平面表示装置を駆動する駆動回路と、を備え、前記画像処理部は、前記画像信号に付加された属性信号に基づいて、前記画像信号に対する三次元画像表示用の並べ替え処理または前記画像信号に対するフィルタ処理の少なくとも１つ以上の処理を行うことを特徴とする。

一実施形態による三次元画像表示装置を示す図。 図２（ａ）、２（ｂ）は、視差バリアとしてのレンチキュラーシート及びスリット板を概略的に示す斜視図。 図３（ａ）乃至図３（ｃ）は一実施形態による三次元表示画像装置における光学系の配置および視域空間における垂直面内の画角を概略的に示す図。 図４（ａ）乃至４（ｃ）は、平行光線１次元ＩＰ方式における視差成分画像に基づく視差合成画像の構成方法を説明する図。 図５（ａ）乃至５（ｃ）は、撮影時に取得された視差成分画像の視差合成画像への配分方法を概略的に説明する図。 一実施形態の三次元画像表示装置の一部分の構成を概略的に示す斜視図。 一実施形態の三次元画像表示装置の構成を概略的に示す図。 画像処理部の一具体例を示すブロック図。 画像処理の手順を示すフローチャート。 合成画像を説明する図。 ディスプレイ信号出力装置およびディスプレイ信号表示装置。 ディスプレイ信号の時間軸との関係の模式図。 図１２に示す波形の一部分を拡大した図。 図１４（ａ）、１４（ｂ）は、フィルタ処理を説明する図。 二次元画像と三次元画像との合成処理を行うために必要なビット数の割り当てを示す図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態の三次元画像表示装置は、マトリクス状に配列された画素を有する平面表示装置と、前記平面表示装置が射出する光線を制御する光線制御素子と、入力された画像信号を画像処理する画像処理部を有し、前記画像処理部によって画像処理された画像信号に基づいて前記平面表示装置を駆動する駆動回路と、を備え、前記画像処理部は、前記画像信号に付加された属性信号に基づいて、前記画像信号に対する三次元画像表示用の並べ替え処理または前記画像信号に対するフィルタ処理の少なくとも１つ以上の処理を行う。

本実施形態による三次元画像表示装置を、図１〜図６を参照して説明する。図１は、三次元画像表示装置の全体を概略的に示す斜視図である。図１に示す三次元画像表示装置１は、二次元画像としての視差合成画像を表示する平面型二次元画像表示装置（以下、平面表示装置ともいう）２１を備えている。この平面表示装置２１の前面には、この平面表示装置２１からの光線を制御する光線制御素子（視差バリアともいう）２２が設けられる。この視差バリアとしては、図２（ａ）に示すレンチキュラーシート３１或いは図２（ｂ）に示すスリット板３２が配置されている。ここで、レンチキュラーシート３１或いはスリット板３２は、総称して視差バリア２２と称する。ここで、視差バリアは、光学的開口を備え、視差バリアがレンチキュラーシート３１であれば、光学的開口は、各シリンドリカルレンズに相当し、視差バリアがスリット板３２であれば、光学的開口は、スリット板３２に設けられたスリットに相当する。この視差バリア２２の光学的開口は、立体画像が表示される視域に向けられる平面表示装置２１からの光線を実質的に制限し、平面表示装置２１上に表示される二次元的な画像を構成する各要素画像に対応して設けられている。従って、平面表示装置２１上に表示される視差合成画像は、視差バリア２２の光学的開口の数に対応した数の要素画像から構成されている。その結果、要素画像が夫々視差バリア２２の光学的開口を介して視域内の空間に向けて投影されることによって立体画像が三次元画像表示装置１の前面或いは背面に表示される。

尚、三次元画像表示装置１においては、必要に応じて拡散シート２３が平面表示装置２１と視差バリア２２との間に設けられても良い。また、視差バリア２２が、平面表示装置２１の背面側に設置されていてもよい。

この三次元画像表示装置１は、一次元ＩＰ方式であって、この一次元ＩＰ方式においては、想定視距離Ｌ上の視点２６から見ると、水平視差が与えられるが、垂直視差が与えられていない立体画像が観察される。ここで、図３（ａ）は、三次元画像表示装置１の正面を示し、図３（ｂ）は、三次元画像表示装置１の水平面内における光学系の配置並びに要素画像平均幅Ｐｅ、第２水平ピッチ（視差バリアの開口部の水平ピッチ）Ｐｓ、視距離Ｌ、視域幅Ｗの関係を示す光線群４１を示し、図３（ｃ）は、図３（ａ）に示す三次元画像表示装置１の平面表示装置２１を基準とする視域空間における垂直面内の画角を概略的に示している。

図１及び図３（ｂ）に示すように、三次元画像表示装置１は、上述したように液晶表示素子等の平面画像を表示する平面表示装置２１及び光学的開口を有する視差バリア２２を備えている。視差バリア２２は、図２（ａ）及び２（ｂ）に示すような垂直方向に光学的開口が直線状に伸び水平方向に周期的に配列される形状のレンチュキュラーシート３１或いはスリット板３２で構成される。投射型の表示装置にあっては、この視差バリア２２は、曲面鏡アレイなどで構成される。この三次元画像表示装置においては、水平方向の視角２４及び垂直方向の視角２５の範囲内において、眼の位置から視差バリア２２を介して平面表示装置２１が観察されて平面表示装置２１の前面及び背面に立体像を観察することができる。ここでは、平面表示装置２１の画素数は、正方形となる最小単位の画素群で数えた場合の一例として横方向（水平方向）が１４００であり、縦方向（垂直方向）が１０５０である。ここで、各最小単位の画素群は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の画素を含んでいるものとする。尚、この明細書において「画素」とは、表示面の１フレーム内で独立に輝度を制御できる最小単位を意味し、通常の直視透過型液晶パネルにおける赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のサブ画素が「画素」に該当することに注意されたい。

図３（ｂ）において、視差バリア２２から視距離面２６までの間の距離（想定視距離）Ｌ、視差バリアピッチ（視差バリア２２の光学的開口の水平ピッチ）Ｐｓ、視差バリアギャップｄが定められれば、各要素画像の幅が定められる。即ち、要素画像の平均ピッチＰｅは、視距離面２６上の視点からアパーチャ（視差バリア２２の光学的開口）の中心に向かう直線に沿ってアパーチャ中心を表示装置の表示面上に投影した点の間隔により決定される。符号４１は、視点位置と各アパーチャ中心とを結ぶ線を示し、視域幅Ｗは、表示装置の表示面上で要素画像が互いに重なり合わないとの条件から決定される。

既に説明したように、要素画像とは、視差バリア２２のある光学的開口を通過して視差バリア２２と視距離面２６上との間の視域に向けられる光線束を発生する画素の集合によって表示される二次元的な合成画像（視差合成画像の一部）に相当する。複数の要素画像が表示装置２０１に表示されてこれが投影されることによって立体画像が表示される。

アパーチャの水平ピッチＰｓが画素ピッチＰｐの整数倍に定められている平行光線一次元ＩＰ方式においては、各アパーチャに対応して定められる立体画像の表示に寄与する要素画像の平均ピッチＰｅは、画素ピッチＰｐの整数倍とはならず、この整数倍の値に端数を伴う。アパーチャの水平ピッチＰｓが画素ピッチＰｐの整数倍に定められていない（平行光線群を形成しない）広義の一次元ＩＰ方式にあっても、一般的に要素画像の平均ピッチＰｅは、同様に画素ピッチＰｐの整数倍からずれた端数を伴う。これに対して、多眼方式では、要素画像の平均ピッチＰｅは、画素ピッチＰｐの整数倍に定められる。一次元ＩＰ方式において、アパーチャの水平ピッチＰｓを画素ピッチＰｐで除した整数を「視差数」と呼ぶことにする。

各要素画像は、図４（ａ）、４（ｂ）及び４（ｃ）及び図５を参照して説明するように各平行光線群の方向に対応する視差成分画像５６から抜き出された画素列の集合で構成される。また、明らかなように１枚の立体画像を表示する為の視差合成画像は、要素画像の集合（要素画像アレイとも称する）でもあり、この要素画像を構成する多数の視差成分画像５６の集合（インターリーブ状に合成された集合）でもある。

図４（ａ）、４（ｂ）及び４（ｃ）は、平行光線一次元ＩＰ方式における視差成分画像に基づく視差合成画像の構成方法を示している。図４（ａ）に示されるように、表示される物体（被写体）５１は、実際に三次元画像表示装置の視差バリア２２が置かれる面に配置される投影面５２に投影される。一次元ＩＰにおいては、垂直方向が透視投影となり、水平方向が平行投影となるように、投影面５２に平行な面で、且つ、視距離Ｌの面の中央に定められ投影中心線５５に向かう投影線５４に向けて投影される。この投影では、投影線が水平方向では互いに交わらないが、垂直方向では投影中心線で交わる。この投影法により、投影面５２上に、垂直方向が透視投影され、水平方向が平行投影された図４（ａ）に示されるような被写体の像５３が作成される。図４（ａ）に示される被写体の像５３は、図４（ａ）においては、符号１で示される投影方向５８に投影される像に相当し、一次元ＩＰにあっては、図４（ａ）に示されるように複数の方向に投影される被写体の像５３が必要とされる。

投影面５２上に垂直方向が透視投影され、水平方向が平行投影される一方向分の画像に相当する投影画像すなわち視差成分画像５６は、図４（ｂ）に示すように、垂直方向に沿う各画素列に分割され、各光学的開口（アパーチャ）に対応させる各要素画像に分配され、視差合成画像５７内に配置される。視差成分画像５６は、平面表示装置の表示面における長さでいえば、アパーチャピッチＰｓ（光学的開口のピッチＰｓ）の間隔（視差数と同じ数のサブ画素列間隔）だけ間隔が空けられ、互いに分離して配置される。

各視差成分画像の必要解像度は、視差合成画像の１／（視差数）である。平面表示装置の表示面のカラー配列がモザイク配列である場合は、視差合成画像に対する各視差成分画像の水平解像度を３／（視差数）、垂直解像度を１／３にすると都合がよい（ただし視差成分画像は視差数が９でない限りアスペクト比が１でなくなる）。図５（ａ）、５（ｂ）、５（ｃ）は、視差数９の例であり、視差合成画像の水平画素数４２００（サブ画素数）に対し、視差成分画像の水平画素数は１／３の１４００（サブ画素数）である。図５（ａ）及び５（ｂ）に示すように撮影時に取得された視差成分画像５６（カメラ画像）の各ＲＧＢサブ画素は横方向（行方向）に配列されているが、各ＲＧＢのサブ画素からのサブ画素データは、視差合成画像において縦方向（列方向）に、例えば、縦方向に沿うサブ画素にＲＧＢサブ画素データが（縦方向に沿うＧＢＲ或いはＢＲＧサブ画素データの順序でも良い）並べ替えられて縦方向に沿う画素列に配分される。この変換配分によって、水平視差のみを持つ一次元ＩＰ方式における立体画像の表示における水平方向の解像度を高めることがでる。視差成分画像の水平隣接画素（ＲＧＢの１組と水平隣接するＲＧＢの１組）は、視差合成画像上において視差数と同じ数のサブ画素数だけ分離されて配置される。このような操作が他の投影方向５８についても夫々繰り返されて図５（ｃ）に示すように表示面５７に表示される二次元画像としての視差合成画像全体が完成される。投影方向５８は、図４（ａ）には、−４，−３，−２，−１，１，２，３，４の８方向のみが示されているが、視距離により数十方向が必要とされ、図５（ａ）、５（ｂ）、５（ｃ）および図６に示す視差数９の例では、１３方向が必要とされる。但し、投影された画像、即ち、視差成分画像５６は、視差合成画像の画素列数の３／（視差数）が取り得る最大の画素列数であるが、そのうち各投影方向ごとにそれぞれ必要な範囲の列のみ作成すれば良い。

図４（ａ）に示される各投影方向は、視差番号で特定される視差成分画像５６を観察する視差方向に対応し、各方向は、等角度と成すようには定められず、視距離面上で投影中心（カメラ位置）の間隔が等間隔になるように設定される。即ち、カメラを投影中心線５５上で等間隔に平行移動（向きは一定）して撮影することによって、投影中心の間隔が等間隔に設定される。

図６は、三次元画像表示装置の一部分の構成を概略的に示す斜視図である。液晶パネルなどの平面状の視差画像表示部の表示面の前面に、視差バリア２２として光学開口が垂直方向に延びるシリンドリカルレンズからなるレンチキュラーシート３１が配置されている場合を示している。このレンチキュラーシート３１の光学開口は、図６に示されるように直線状に延出される場合に限らず、斜め、或いは、階段状に配置形成されも良い。図６に示されるように平面表示装置の表示面には、縦横比が３：１の画素７１が横方向及び縦方向に夫々直線状にマトリクス状に配置され、各画素７１は、同一行で横方向に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）が並ぶように配列されている。この色配列は、一般に横ストライプ配列と呼ばれる。

図６に示される表示画面では、９列３行の画素７１で１実効画素７２が構成される。この１実効画素７２は、図６において黒枠で示されている。このような表示部の構造では、水平方向に９視差を与える立体画像表示が可能となる。

平面表示装置２１で表示する視差合成画像は、図７に示す駆動回路８２で作成されて表示される。駆動回路８２へ伝送される画像データは、ＰＣなどの信号源８１に記録されているが、この信号源８１に記録されている形式は、視差合成画像ではなく、分割された画像データである。駆動回路８２では、平面表示装置２１を駆動するのに必要な信号を発生させると共に、分割された画像データを視差合成画像への並べ替えも行う。

上述した三次元画像表示装置で表示する画像の種類は、大きく分けて３種類に分類することができる。ａ）上述した視差合成画像を表示する三次元画像、ｂ）二次元画像、ｃ）二次元画像と三次元画像を合成した画像である。

三次元画像を表示する場合は、入力画像を一定のルールに従って並べ替える必要がある。一方、二次元画像を表示する場合は、この並べ替えを行う必要はない。また、合成画像を表示する場合は、異なる２つ以上の画像を合成する処理が必要であるが、合成画像を表示しない場合は、合成処理は必要ない。

次に、本実施形態における画像処理部の構成およびその処理手順をそれぞれ図８および図９に示す。この画像処理部は、図７に示す駆動回路８２に内蔵されていても良いし、別に設けてもよい。この画像処理部は、図８に示すように、並べ替え判断部１０２と、並べ替え処理部１０３と、フィルタ処理部１０４と、合成処理判断部１０５と、合成処理部１０６と、メモリ１０８とを備えている。

次に、処理手順について説明する。図９に示すように、まず、画像信号が入力される（Ｓ１０１）。次に、入力された画像信号１０１に対し、並べ替え判断部１０２で、並べ替えが必要か不要かの判断を行う（Ｓ１０２）。並べ替えが必要な場合（主に三次元画像の場合）は、並べ替え処理部１０３へ送信され並べ替え処理を行う（Ｓ１０３）。並べ替えが不要な場合（主に二次元画像の場合）は、フィルタ処理部１０４へ送信されフィルタ処理を行う（Ｓ１０４）。並べ替え処理をした画像、もしくは、フィルタ処理をした画像は合成処理判断部１０５へ入力される。合成が必要か否かの判断が合成処理判断部１０５で行われる（Ｓ１０５）。合成が必要な場合、画像信号は合成処理部１０６へ送信されて合成処理が行われる（Ｓ１０６）。この合成処理部１０６では、例えば図１０に示すように、二次元画像の背景に三次元画像の物体を合成して表示する処理を行う。この処理は、「変化の無い背景上を物体が移動する」ことの表示、または「物体を飛び出させる」などの表示効果を得る時などに使用する。そして、合成された画像信号が合成処理部１０６から平面表示装置２１に送信されて表示される（Ｓ１０７）。合成処理が不要な場合、そのまま、画像信号として平面表示装置に送られる。なお、本実施形態においては、合成処理を行うために、メモリ１０８が使用される。これは、合成するための画像が、順次、伝送されてくるので、一旦、画像をメモリ１０８に保持する必要があるためである。

並べ替え処理判断部１０２や合成処理判断部１０５で、入力された画像信号に対し、どのような処理を行うのかを判断するのは、画像信号１０１に付与した属性情報に基づいて行う。属性情報は、データイネーブル（ＤＥ）信号の水平方向の有効期間（第一期間）の前（α１）または後（α２）、もしくはＤＥ信号の垂直方向の有効期間（第二期間）の前（α３）および後（α４）、もしくは画像信号の前および後に属性情報を付加する。これを、図１１および図１２を参照して説明する。

図１１は、ディスプレイ信号出力装置１１０１とディスプレイ信号表示装置１１０２とを示す図である。図１１では、ディスプレイ信号出力装置１１０１とディスプレイ信号表示装置１１０２の各ブロック間のデータの流れを矢印で示している。このディスプレイ信号出力装置１１０１およびディスプレイ信号表示装置１１０２はそれぞれ、図７に示す信号源８１および駆動回路８２に相当する。

ディスプレイ信号出力装置１１０１は、記憶装置部１１１１と、ディスプレイ信号生成部１１１２と、属性情報付加部１１１３と、ディスプレイ信号送信部１１１４とを有する。 ディスプレイ信号表示装置１１０２は、ディスプレイ信号受信部１１１５と、属性情報分離部１１１６と、ディスプレイコントローラ１１１７と、ディスプレイ１１１８とを有する。

記憶装置部１１１１は、ディスプレイ１１１８に表示するための画像の元となる画像データが保存されている。画像データは、放送波や画像コンテンツが保存された記憶ディスク、コンピュータネットワークから、記憶装置部１１１１に入力される。記憶装置部１１１１に入力された画像データは、画像データの全体である場合のほか、例えば放送波やコンピュータネットワークから入力される画像データ等の画像データ全体が時系列的に入力され、その画像データの一部が記憶装置部１１１１に保存される場合もある。

ディスプレイ信号生成部１１１２は、記憶装置部１１１１に保存された画像データに基づいて１フレーム毎の画像信号を生成する画像信号生成部、クロック信号（Ｃｌｏｃｋ）を生成するクロック信号生成部、データイネーブル信号（ＤＥ０）を生成するデータイネーブル生成部、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）を生成する垂直同期信号生成部、および水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）を生成する水平同期信号生成部などを有する。

属性情報付加部１１１３は、ディスプレイ信号生成部１１１２によって生成された信号に属性情報を付加する。

ディスプレイ信号送信部１１１４は、ディスプレイ信号生成部１１１２及び属性情報付加部１１１３で生成したディスプレイ信号を画像信号に変換し、ディスプレイ信号表示装置１１０２に送信する。

ディスプレイ信号受信部１１１５は、ディスプレイ信号送信部１１１４が送信した画像信号を受信し、ディスプレイ信号に変換する。

属性情報分離部１１１６は、属性情報付加部１１１３で付加された属性情報を判別、分離し、ディスプレイコントローラ１１１７へディスプレイ信号を送信する。

ディスプレイコントローラ１１１７は、受信した画像信号、同期信号、クロック信号、ＤＥ信号および属性情報に基づいて、ディスプレイ１１１８を制御する。

図１２は、ディスプレイ１１１８の表示面座標にディスプレイ信号生成部１１１２が生成するディスプレイ信号のうち、Ｃｌｏｃｋ信号、ＤＥ信号（ＤＥ０およびＤＥ１）、Ｖｓｙｎｃ信号、Ｈｓｙｎｃ信号を模式的に示す図である。

Ｃｌｏｃｋ信号は、常に、Ｈ期間とＬ期間を繰り返す。ＤＥ信号（ＤＥ０およびＤＥ１）、Ｖｓｙｎｃ信号、Ｈｓｙｎｃ信号、などの全てのディスプレイ信号は、Ｃｌｏｃｋ信号に同期している。図１２に示した例は、Ｃｌｏｃｋ信号の立ち上がりに同期した例である。

ＤＥ０信号は、画像信号の有効期間と非有効期間を規定する信号である。例えば、ＤＥ０信号は、ハイレベル（第１のデータイネーブル信号レベル）の期間（Ｈ期間）が有効期間、ローレベル（第２のデータイネーブル信号レベル）の期間（Ｌ期間）が非有効期間である。図１２では、ＤＥ０信号を、説明の便宜上、水平期間（ＤＥ０ｈ）と垂直期間（ＤＥ０ｖ）に分離して模式的に示しているが、水平期間と垂直期間を有する単一のＤＥ信号である。水平期間のＤＥ信号を模式的に示しているＤＥ０ｈ信号は、ＤＥ信号と同様に、Ｈ期間が有効表示期間、Ｌ期間が非有効表示期間である。また、垂直期間のＤＥ信号を模式的に示しているＤＥ０ｖ信号は、ＤＥ信号と同様に、Ｈ期間が有効表示期間、Ｌ期間が非有効表示期間である。

ＤＥ０信号は、Ｃｌｏｃｋ信号に同期して、Ｈ期間とＬ期間を繰り返す。図１３に、図１２の一部を拡大した例を示す。この例では、画面座標（１，１）に対応するＣｌｏｃｋ信号から画面座標（Ｒｘ，１）に対応するＣｌｏｃｋ信号迄がＨ期間、画面座標（Ｒｘ，１）に対応する次のＣｌｏｃｋ信号から画面座標（１，２）に対応する前のＣｌｏｃｋ信号迄がＬ期間、画面座標（１，２）に対応するＣｌｏｃｋ信号から画面座標（Ｒｘ，２）に対応するＣｌｏｃｋ信号迄がＨ期間、を繰り返す。画面座標（１，１）に対応するＨ期間開始から画面座標（Ｒｘ，Ｒｙ）に対応するＨ期間終了まで、Ｈ期間は、Ｃｌｏｃｋ数で換算すると、ＨＡ（個）をＶＡ（回）繰り返す。

Ｖｓｙｎｃ信号は、Ｌ期間とＨ期間とを有する。Ｌ期間は、垂直シンクパルス期間（ＶＳＰＷ期間ともいう）を有する。また、Ｈ期間は、ＶＳＰＷ期間のＬ期間終了から有効期間開始迄の垂直バックポーチ期間（以下、ＶＢＰ期間ともいう）、有効表示期間（ＶＡ）と、有効表示期間（ＶＡ）の終了後から次のＶＳＰＷ期間の開始迄の垂直フロントポーチ期間（ＶＦＰ）とを有する。

Ｈｓｙｎｃ信号はＬ期間とＨ期間とを有する。Ｌ期間は、水平シンクパルス期間（以下、ＨＳＰＷ期間ともいう）を有する。また、Ｈ期間は、ＨＳＰＷ期間のＬ期間終了から有効期間の開始迄の水平バックポーチ期間（ＨＢＰ）、有効表示期間（ＨＡ）と、ＨＡ期間の終了後から次のＨＳＰＷ期間の開始迄の水平フロントポーチ期間（ＨＦＰ）とを有する。

付加期間α１、α２、α３、α４は、属性情報を付加または送信する期間である。付加期間α１はＤＥ０ｈ信号の有効期間の直前、付加期間α２はＤＥ０ｈ信号の有効期間の直後の期間である。付加期間α３は画面座標（１，１）の直前の期間のうちＨＡ期間と付加期間α１およびα２とを加えた期間である。付加期間α４は画面座標（Ｒｘ，Ｒｙ）の直後の期間のうちＨＡ期間と付加期間α１およびα２とを加えた期間である。付加期間α３および付加期間α４はそれぞれ、必ずしも連続した期間である必要はなく、連続する複数のＨＡ期間に付加期間α１および付加期間α２を加えた期間にわたっても構わない。付加期間α１、α２、α３、α４は属性情報の量により、
α１：０≦α１≦ＨＢＰ
α２：０≦α２≦ＨＦＰ
α３：０≦α３≦ＶＢＰ
α４：０≦α４≦ＶＦＰ
の間で設定できる。たとえば、最大
｛（α１＋ＨＡ＋α２）×（α３＋ＶＡ＋α４）−（ＨＡ×ＶＡ）｝×階調数（ｂｉｔ）
の属性情報をユーザが任意に設定できる。

この方法で、例えば、Ｒの最上位ビットに並べ替え処理の有無の情報（例えば、並べ替えを行う場合は「１」、並べ替えを行わない場合は「０」）、その次のビットに合成処理の有無の情報（例えば、合成を行う場合は「１」、合成を行わない場合は「０」）とすれば良い。

画像信号１２０１は、赤、青、緑の、例えば各６ビットや各８ビットのデータを有する。ＤＥ０信号がＨ期間のとき、画像信号１２０１は有効な画像信号１２０２として扱われ、ディスプレイ１１１８に表示される。一方、ＤＥ０信号がＬ期間のとき、画像信号１２０１は無効な信号として扱われ、ディスプレイ１１１８に表示されない。

画像信号１２０１は、さらに属性情報を有する。ＤＥ０信号がＬ期間のときであって、ＤＥ１信号がＨ期間のとき、画像信号１２０１は有効な属性情報１２０３として扱われる。属性情報付加部１１１３で属性情報を付加したディスプレイ信号は、ディスプレイ信号送信部１１１４から送信され、ディスプレイ信号受信部１１１５で受信される。属性情報分離部１１１６で属性情報１２０３は分離され、有効な画像信号１２０２はディスプレイコントローラ１１１７へ送信され、画像がディスプレイ１１１８に表示される。

本実施形態の三次元画像表示装置において、三次元画像を表示する場合、上述したように、分割された画像データから視差合成画像を生成する処理が必要である。具体的な生成処理については、周知であり、例えば特許文献２に記載されている。また、本実施形態の三次元画像表示装置においては、図９で述べたフィルタ処理は、二次元画像を劣化少なく表示するための処理である。

次に、図１４（ａ）、１４（ｂ）を参照してフィルタ処理を説明する。このフィルタ処理は、図１４（ａ）に示す縦ストライプ配列用に作成された画像を、図１４（ｂ）に示す横ストライプ配列の画像表示で表示するための処理である。総画素数が同等である、縦ストライプ配列の画像表示と横ストライプ配列の画像表示では、縦と横の比率が異なる。例えば、横１４００画素（４２００サブ画素）×縦１０５０画素を有する通常の縦ストライプ配列の画像表示装置は、横４２００画素×縦３５０画素（１０５０サブ画素）を有する横ストライプ配列の画像表示装置と同等である。

図１４（ａ）に、３サブ画素、縦３列の縦ストライプ配列を示す。図１４（ａ）の「縦（Ｒ，１，１）」は、「縦配列、赤色、1画素目、１列目」であることを表す。同様に、「縦（Ｇ，１，１）」は「縦配列、緑色、1画素目、１列目」、「縦（Ｂ，１，１）」は「縦配列、青色、1画素目、１列目」などを表す。図１４（ｂ）に、横３画素、縦３サブ列の横ストライプ配列を示す。図中の「横（Ｒ，１，１）」は、「横配列、赤色、1画素目、１列目」であることを表す。同様に、「横（Ｇ，１，１）」は「横配列、緑色、1画素目、１列目」、「横（Ｂ，１，１）」は「横配列、青色、1画素目、１列目」などを表す。

図１４（ａ）の（３サブ画素、３列）を、図１４（ｂ）の（３画素、３サブ列）に対応させる。具体的な処理方法は、「縦（Ｒ，１，１）」、「縦（Ｒ，１，２）」、および「縦（Ｒ，１，３）」の３個のサブ画素分の輝度の平均値を、「横（Ｒ，１，１）」、「横（Ｒ，２，１）」、および「横（Ｒ，３，１）」に割り当てる。結果的に、「横（Ｒ，１，１）」、「横（Ｒ，２，１）」、および「横（Ｒ，３，１）」の輝度は、同じになる。同様に、「縦（Ｇ，１，１）」、「縦（Ｇ，１，２）」、および「縦（Ｇ，１，３）」の３個のサブ画素分の輝度の平均値を、「横（Ｇ，１，１）」、「横（Ｇ，２，１）」、および「横（Ｇ，３，１）」に割り当て、「縦（Ｂ，１，１）」、「縦（Ｂ，１，２）」、および「縦（Ｂ，１，３）」の３個のサブ画素分の輝度の平均値を、「横（Ｂ，１，１）」、「横（Ｂ，２，１）」、および「横（Ｂ，３，１）」に割り当てる。以上のような処理を行うことにより、縦ストライプ画像表示装置用に作成した画像を、横ストライプ画像表示装置に、あまり劣化せずに表示することができる。

図１０に記載した二次元画像と三次元画像との合成処理について説明する。この例では、表示する画像のサイズを、横１４００画素（４２００サブ画素）×縦１０５０画素とするが、発明の範囲はそれらに限定されない。まず、背景などとして使用する二次元画像は、フィルタ処理を施した横１４００画素（４２００サブ画素）×縦１０５０画素の画像を用意する。次に、二次元画像に貼り付けたい三次元画像は、並べ替え処理を施した任意のサイズの画像を用意する。この例では、横１５０画素×縦１５０画素（４５０サブ画素）とする。三次元画像を貼り付ける開始位置（例えば、横１００画素（３００サブ画素）、縦５００画素）と三次元画像のサイズを、図１２に示した属性情報に付与しておけば、この開始位置を基に、二次元画像と三次元画像との合成処理が行える。

三次元画像を貼り付けられる位置は、横方向はサブ画素を含む４２００画素のいずれか、縦方向は（Ｒ、Ｇ、Ｂ）が単位となるので３５０画素である。従って、横方向を規定するには１３ビット、縦方向を規定するには９ビット、必要である。同様に、三次元画像のサイズを規定するためにも、横方向で１３ビット、縦方向で９ビット、必要である。二次元画像と三次元画像を区別するために１ビット、合成処理を行うかの判断のために１ビット、三次元画像を貼り付ける開始位置を規定するために２２ビット、三次元画像のサイズを規定するために２２ビット、の計４６ビットが必要となる。ＤＤＷＧ（Digital Display Working Group）が策定したＤＶＩ（Digital Visual Interface）規格のインターフェースでは、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色に８ビットが割り当てられている。

図１５に、上記４６ビットの割り当ての一例を示す。画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の有効期間と非有効期間を規定する信号であるＤＥ０信号に対し、水平期間を２クロック分拡張したＤＥ２信号を作成する。この拡張した２クロック分の画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に４６ビットを割り当てる。ＤＥ０の２クロック前のＲの７ビットに二次元画像と三次元画像の判別信号１０５０１、ＤＥ０の２クロック前のＲの６ビットに合成処理の判別信号１０５０２を割り当てる。さらに、ＤＥ０の２クロック前のＲの０ビットから５ビットの６ビット分、ＤＥ０の２クロック前のＧの０ビットから７ビットの８ビット分、ＤＥ０の２クロック前のＢの０ビットから７ビットの８ビット分、計２２ビットを貼付開始位置１０５０３に割り当て、ＤＥ０の１クロック前のＲの０ビットから５ビットの６ビット分、ＤＥ０の１クロック前のＧの０ビットから７ビットの８ビット分、ＤＥ０の１クロック前のＢの０ビットから７ビットの８ビット分、計２２ビットを三次元画像のサイズ１０５０４に割り当てる。

以上説明したように、本実施形態によれば、二次元画像の表示の際に、視差合成画像を生成しないので、解像度の劣化を抑制することができるとともに画像の生成を高速に行うことができる。

実施形態は例示であり、発明の範囲はそれらに限定されない。

１ 三次元画像表示装置
２１ 平面表示装置
２２ 視差バリア
２４ 水平方向の視角
２５ 垂直方向の視角
２６ 視点
３１ レンチキュラーシート
３２ スリット板
４１ 光線
５１ 表示される物体（被写体）
５２ 投影面
５３ 投影面上に投影された被写体
５４ 投影線
５５ 投影中心線
５６ 投影面上に投影された一方向分の視差成分画像
５７ 一方向分の視差成分画像が分割配置された表示面の視差合成画像
５８ 投影方向
７１ 画素
７２ 立体画像表示時の実効画素
１０２ 並べ替え処理判断部
１０３ 並べ替え処理部
１０４ フィルタ処理部
１０５ 合成処理判断部
１０６ 合成処理部
１１０１ ディスプレイ信号出力装置
１１０２ ディスプレイ信号表示装置
１１１１ 記憶装置部
１１１２ ディスプレイ信号生成部
１１１３ 属性情報付加部、
１１１４ ディスプレイ信号送信部
１１１５ ディスプレイ信号受信部
１１１６ 属性情報分離部
１１１７ ディスプレイコントローラ
１１１８ ディスプレイ
１２０１ 映像信号
１２０２ 有効な映像信号
１２０３ 有効な属性情報
１０５０１ 二次元画像と三次元画像の判別信号
１０５０２ 合成処理の判別信号
１０５０３ 貼付開始位置
１０５０４ 三次元画像のサイズ

Claims (5)

1. マトリクス状に配列された画素を有する平面表示装置と、
   前記平面表示装置が射出する光線を制御する光線制御素子と、
   入力された画像信号を画像処理する画像処理部を有し、前記画像処理部によって画像処理された画像信号に基づいて前記平面表示装置を駆動する駆動回路と、
   を備え、
   前記画像処理部は、前記画像信号に付加された属性信号に基づいて、前記画像信号に対する三次元画像表示用の並べ替え処理または前記画像信号に対するフィルタ処理の少なくとも１つの処理を行う三次元画像表示装置。
2. 前記画像処理部は、前記フィルタ処理として、同じ色情報の複数の画素の輝度を平均し、この平均された輝度を複数の画素に割り当てる処理を行う請求項１記載の三次元画像表示装置。
3. 前記画像処理部は、前記並べ替え処理を施した画像信号と、前記フィルタ処理を施した画像信号とを合成して一つの合成画像信号を作成する処理を行う請求項１または２記載の三次元画像表示装置。
4. 前記画像処理部は、前記並べ替え処理をした画像信号、前記フィルタ処理をした画像信号、および前記合成画像信号のうちのいずれか一つの画像信号を選択し、前記平面表示装置に送ることを特徴とする請求項３記載の三次元画像表示装置。
5. マトリクス状に配列された画素を有する平面表示装置と、前記平面表示装置が射出する光線を制御する光線制御素子と、を備えた三次元画像表示装置の表示方法であって、
   画像信号に付加された属性信号に基づいて、前記画像信号に対する三次元画像表示用の並べ替え処理を行うか、または前記画像信号に対するフィルタ処理の少なくとも１つ以上の処理を行うステップと、
   前記少なくとも１つ以上の処理が行われた画像信号に基づいて前記平面表示装置を駆動するステップと、
   を備えたことを特徴とする三次元画像表示装置の表示方法。