JP4621795B1 - 立体視映像表示装置及び立体視映像表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】この発明は、同一画面内における表示映像の部分的な明暗に応じてバックライトを構成する複数の光源の発光量をそれぞれ制御する技術を用いて、相互に視差を有する２種類の映像を交互に表示して立体視を行なう際、表示映像が暗くならないように各光源の発光量を適切に制御して、画質の改善を図り得るようにした立体視映像表示装置及び立体視映像表示方法を提供することを目的としている。
【解決手段】表示パネル（１７）を照明する複数の光源（２４）に対応させて表示パネル（１７）面を分割した複数のエリア（２３）それぞれについて、立体視用の第１の映像を表示したときの輝度の最大値と立体視用の第２の映像を表示したときの輝度の最大値とのうち、実質的に大きい方の値を取得して各エリア（２３）に対応する光源（２４）の発光量を制御する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば液晶表示パネル等にバックライトからの照明光を照射して立体視映像の表示を行なう立体視映像表示装置及び立体視映像表示方法の改良に関する。

周知のように、従来より、平面的な映像表示画面を用いてユーザに立体感のある映像を認識させる技術の開発が進められている。この技術は、相互に人間の両目の間隔に対応した視差を有する２種類の映像を用意し、右目用映像をユーザの右目に視認させ、左目用映像をユーザの左目に視認させることにより立体視を行なうものである。

具体的には、右目用映像と左目用映像とを同一の映像表示画面に交互に表示させ、ユーザの掛けた立体視用眼鏡に対して、右目用映像が表示されているとき左目のシャッタを閉じ、左目用映像が表示されているとき右目のシャッタを閉じるように制御することで、ユーザに立体視映像を認識させる技術が存在している。

一方、近年では、映像の表示に液晶表示パネルを使用した映像表示装置が急速に普及してきている。この種の映像表示装置は、例えば蛍光管や放電灯のような冷陰極管等を光源とするバックライトからの照明光を、液晶表示パネルにその背面側から透過させることにより映像を表示している。

そして、現在では、バックライトを複数の光源で構成し、同一画面内における表示映像の部分的な明暗に応じて各光源の発光量をそれぞれ制御することにより、同一画面内で暗い部分はより暗く明るい部分はより明るくしてコントラストを高めるようにした、いわゆるローカルディミング技術が開発されている。

このため、当然のことながら、ローカルディミング技術の適用された映像表示装置を用いて、立体視映像を表示させるようにすることが考えられている。ところで、このようなローカルディミング技術は、まだまだ開発途上にある段階であって、立体視のための映像表示に使用するには種々の点で改良すべき余地が多々残されている。

例えば、立体視のために交互に表示される右目用映像と左目用映像とは、相互に視差を有するため、画面内の同じ位置の小領域同士を比べると、同じ被写体が存在している場合と存在していない場合とがある。この場合、その被写体の輝度が高いとすると、当該小領域については、輝度の高い映像と輝度の低い映像とが交互に表示されることになる。

ここで、上記バックライトを構成する複数の光源の発光量について考える。すなわち、上記した小領域に照明光を照射する光源は、被写体の存在する映像の表示時に発光量が大きく（明るく）なるように制御され、被写体の存在しない映像の表示時に発光量が少なく（暗く）なるように制御される。

しかしながら、バックライトを構成する複数の光源の発光量は、通常の動画映像の表示時に、表示映像の動きに合わせて各光源の発光状況が順次移り変わっていくのが、ユーザに認識されてしまうことを防止するために、時間軸方向に緩やかに変化するように制御されている。

このため、上記した小領域に照明光を照射する光源は、被写体の存在する映像の表示時の発光量と、被写体の存在しない映像の表示時の発光量とのほぼ中間程度の発光量で発光されるように制御されてしまうことになり、ユーザに表示映像が暗いと感じさせてしまうことになる。

特許文献１には、表示面を分割した複数の表示エリアに表示される画像の輝度値を取得して、各表示エリアのピーク輝度値を検出し、表示面に表示された画像を照明する照明手段から照射される照明光の明るさを、ピーク輝度値に応じて表示エリアごとに制御するようにした構成が開示されている。

また、特許文献２には、相互に視差を有する第１画像及び第２画像を立体視可能に表示する複数の単位表示領域が配列された表示手段を備え、第１画像及び第２画像のそれぞれを構成する複数の色成分の単色画像を複数の単位表示領域のうち１以上の単位表示領域毎に順次に表示させるようにした構成が開示されている。

特開２００７−２７９３９５号公報 特開２００８−２６８３９６号公報

そこで、この発明は上記事情を考慮してなされたもので、同一画面内における表示映像の部分的な明暗に応じてバックライトを構成する複数の光源の発光量をそれぞれ制御する技術を用いて、相互に視差を有する２種類の映像を交互に表示して立体視を行なう際、表示映像が暗くならないように各光源の発光量を適切に制御して、画質の改善を図り得るようにした立体視映像表示装置及び立体視映像表示方法を提供することを目的とする。

すなわち、この発明に係る立体視映像表示装置は、相互に視差を有する立体視用の第１及び第２の映像を交互に表示する表示パネルと、表示パネル面に対応して配列された複数の光源を有し、当該表示パネルにその背面側から照明光を照射する照明手段と、照明手段を構成する複数の光源に対応させて表示パネル面を分割した複数のエリアそれぞれについて、第１の映像を表示したときの輝度の最大値と第２の映像を表示したときの輝度の最大値とのうち大きい方の値を取得する取得手段と、取得手段で取得された複数のエリアそれぞれにおける輝度の値に対して、時間軸方向のフィルタリング処理を施すフィルタ手段と、フィルタ手段でフィルタリング処理が施された複数のエリアそれぞれにおける輝度の値に基づいて、各エリアに対応する光源の発光量を制御する制御手段とを備えるようにしたものである。

また、この発明に係る立体視映像表示方法は、相互に視差を有する立体視用の第１及び第２の映像を表示パネルに交互に表示する工程と、表示パネル面に対応して配列された複数の光源を有する照明手段によって当該表示パネルにその背面側から照明光を照射する工程と、照明手段を構成する複数の光源に対応させて表示パネル面を分割した複数のエリアそれぞれについて、第１の映像を表示したときの輝度の最大値と第２の映像を表示したときの輝度の最大値とのうち大きい方の値を取得する工程と、取得された複数のエリアそれぞれにおける輝度の値に対して、時間軸方向のフィルタリング処理を施す工程と、フィルタリング処理が施された複数のエリアそれぞれにおける輝度の値に基づいて、各エリアに対応する光源の発光量を制御する工程とを有するようにしたものである。

上記した発明によれば、表示パネルを照明する複数の光源に対応させて表示パネル面を分割した複数のエリアそれぞれについて、立体視用の第１の映像を表示したときの輝度の最大値と立体視用の第２の映像を表示したときの輝度の最大値とのうち大きい方の値を取得して各エリアに対応する光源の発光量を制御するようにしている。

このため、同一画面内における表示映像の部分的な明暗に応じてバックライトを構成する複数の光源の発光量をそれぞれ制御する技術を用いて、相互に視差を有する２種類の映像を交互に表示して立体視を行なう際、表示映像が暗くならないように各光源の発光量を適切に制御して、画質の改善を図ることができる。

この発明の実施の形態を示すもので、立体視映像表示器の信号処理系を説明するために示すブロック構成図。 同実施の形態における立体視映像表示器を構成するシリアル化処理部の動作を説明するために示す図。 同実施の形態における立体視映像表示器に表示される右目用及び左目用映像と立体視用眼鏡のシャッタ制御との関係を説明するために示すタイミング図。 同実施の形態における立体視映像表示器を構成する液晶表示パネルの一例を説明するために示す平面図。 同実施の形態における立体視映像表示器を構成するバックライトの一例を説明するために示す平面図。 同実施の形態における立体視映像表示器を構成する液晶表示パネルとバックライトとの関係を説明するために示す側面図。 同実施の形態における立体視映像表示器を構成するバックライト制御部の一例を説明するために示すブロック構成図。 同実施の形態におけるバックライト制御部を構成する全エリア最大値記憶部と制御値記憶部の一例を説明するために示すブロック構成図。 同実施の形態におけるバックライト制御部を構成するＬＰＦの一例を説明するために示すブロック構成図。 同実施の形態におけるＬＰＦの時間軸方向のフィルタリング処理を説明するために示す特性図。 同実施の形態における立体視映像表示器で表示される右目用映像とバックライトの点灯状態とを説明するために示す図。 同実施の形態における立体視映像表示器で表示される左目用映像とバックライトの点灯状態とを説明するために示す図。 同実施の形態における立体視映像表示器で生成される映像とバックライトの点灯状態とを説明するために示す図。 同実施の形態における立体視映像表示器の変形例を説明するために示すブロック構成図。 同実施の形態における立体視映像表示器の変形例が行なう動作の一例を説明するために示すタイミング図。 同実施の形態における立体視映像表示器の変形例が行なう動作の他の例を説明するために示すタイミング図。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、この実施の形態で説明する立体視映像表示器１１の信号処理系を示している。この立体視映像表示器１１は、２つの入力端子１２，１３を備えている。

このうち、一方の入力端子１２には、図２（ａ）に示すように、フレーム周期が１／６０秒の右目用映像を形成するための右目用映像信号が入力されている。また、他方の入力端子１３には、図２（ｂ）に示すように、フレーム周期が１／６０秒の左目用映像を形成するための左目用映像信号が入力されている。

この右目用及び左目用映像信号は、例えば、放送事業者が立体視用の映像信号として放送したものを受信することにより取得することができる。また、コンテンツ提供者からネットワーク等を介して取得することや、光ディスク等の記録媒体から再生して取得すること等もできる。

これらの入力端子１２，１３に供給された右目用及び左目用映像信号は、シリアル化処理部１４に供給される。このシリアル化処理部１４は、入力端子１２，１３に供給された右目用及び左目用映像信号を、図２（ｃ）に示すように、フレーム周期が１／１２０秒となるように１フレーム単位で交互に配列して出力している。そして、このシリアル化処理部１４から出力された映像信号は、液晶表示パネル制御部１５及びバックライト制御部１６にそれぞれ供給される。

このうち、液晶表示パネル制御部１５は、シリアル化処理部１４から出力された１フレーム分に対応する映像信号を、後段の液晶表示パネル１７を構成している複数の画素にそれぞれ書き込ませることにより、液晶表示パネル１７に１フレーム分の表示映像を形成させている。

また、上記バックライト制御部１６は、液晶表示パネル１７に背面側から照明光を照射して映像表示を行なわせる後段のバックライト１９を制御している。すなわち、このバックライト制御部１６は、シリアル化処理部１４から出力された映像信号に基づいて、液晶表示パネル１７に形成された１フレーム分の表示映像の部分的な輝度に対応するように、バックライト１９を構成している複数の光源の発光量（明るさ）をそれぞれ制御するための発光量制御値を算出している。

そして、このバックライト制御部１６で算出された発光量制御値は、バックライト駆動部１８に供給される。このバックライト駆動部１８は、バックライト制御部１６から供給された発光量制御値に基づいて、バックライト１９を構成する複数の光源の発光量をそれぞれ制御し、ここに、ローカルディミング技術の適用された映像表示が行なわれることになる。

なお、上記液晶表示パネル制御部１５には、バックライト制御部１６で算出された発光量制御値が供給されている。そして、液晶表示パネル制御部１５は、シリアル化処理部１４から出力された映像信号に対して、バックライト制御部１６で算出された発光量制御値に基づいた補正処理を施して、液晶表示パネル１７に出力している。

また、上記シリアル化処理部１４は、右目用及び左目用映像信号を１フレーム単位で交互に出力するタイミングを示す信号を眼鏡制御部２０に出力している。この眼鏡制御部２０は、シリアル化処理部１４から供給されたタイミング信号に基づいて、ユーザの掛けている立体視用眼鏡２１に対して、右目用シャッタ制御信号と左目用シャッタ制御信号とを生成している。

すなわち、この眼鏡制御部２０は、右目用映像が表示されているとき立体視用眼鏡２１の左目のシャッタを閉じ、左目用映像が表示されているとき立体視用眼鏡２１の右目のシャッタを閉じるように制御しており、これにより、ユーザに立体視映像を認識させるようにしている。

図３は、液晶表示パネル１７に表示される右目用及び左目用映像と、立体視用眼鏡２１の右目及び左目のシャッタ制御との関係を示している。すなわち、上記入力端子１２に、図３（ａ）に示すようなフレーム周期が１／６０秒の右目用映像信号Ｒ１，Ｒ２，……が供給され、上記入力端子１３に、図３（ｂ）に示すようなフレーム周期が１／６０秒の左目用映像信号Ｌ１，Ｌ２，……が供給されているとする。

すると、シリアル化処理部１４からは、図３（ｃ）に示すように、右目用映像信号と左目用映像信号とが１／１２０秒のフレーム周期で交互に出力され、これに基づいて、液晶表示パネル１７に右目用映像と左目用映像とが交互に表示される。

そして、上記眼鏡制御部２０からは、図３（ｄ）に示すように、右目用映像が表示されているタイミングでＨ（high）レベルとなって立体視用眼鏡２１の右目用シャッタを開放し、左目用映像が表示されているタイミングでＬ（low）レベルとなって立体視用眼鏡２１の右目用シャッタを閉じる右目用シャッタ制御信号が出力される。

また、眼鏡制御部２０からは、図３（ｅ）に示すように、左目用映像が表示されているタイミングでＨレベルとなって立体視用眼鏡２１の左目用シャッタを開放し、右目用映像が表示されているタイミングでＬレベルとなって立体視用眼鏡２１の左目用シャッタを閉じる左目用シャッタ制御信号が出力される。

ここで、図４は、上記液晶表示パネル１７の一例を示している。すなわち、この液晶表示パネル１７は、それぞれが液晶セルでなる複数の画素２２を、水平方向及び垂直方向にマトリクス状に配列することにより構成されている。この場合、液晶表示パネル１７のパネル面は、水平方向にｊ個、垂直方向にｋ個でなる複数（ｊ×ｋ個）のエリア２３に分割されている。そして、各エリア２３は、それぞれが、水平方向にｎ個、垂直方向にｍ個でなる複数（ｎ×ｍ個）の画素２２を含んでいる。

また、図５は、上記バックライト１９の一例を示している。すなわち、このバックライト１９は、上記液晶表示パネル１７の各エリア２３に対応させて、水平方向にｊ個、垂直方向にｋ個でなる複数（ｊ×ｋ個）の光源２４をマトリクス状に配列する構成となされている。これらの光源２４は、それぞれが例えばＬＥＤ（light emitting diode）等で構成されている。

より具体的に言えば、バックライト１９は、図６に示すように、白色ＬＥＤアレイ等でなる光源２４を水平方向にｊ個、垂直方向にｋ個配列し、それぞれの光源２４を反射板２５で覆い、光の照射面に拡散板２６を配置してエリア２３単位で均一な光照射が行なえるようにしている。そして、このバックライト１９は、液晶表示パネル１７の背面側に置かれ、液晶表示パネル１７にその背面側から光を照射して映像表示を行なわせている。

図７は、上記バックライト制御部１６の一例を示している。このバックライト制御部１６は、上記シリアル化処理部１４から出力されるＲ（red），Ｇ（green），Ｂ（blue）の映像信号が供給される入力端子２７，２８，２９を備えている。この入力端子２７〜２９に供給されたＲ，Ｇ，Ｂ信号は、輝度変換部３０に供給されて輝度信号Ｙに変換される。

この輝度変換部３０から出力される輝度信号Ｙは、ｎ画素最大値検出部３１に供給される。このｎ画素最大値検出部３１は、１水平ラインを構成している複数（ｎ×ｊ個）の画素の中からｎ画素毎に、つまり、１エリア２３毎に輝度の最大値を検出して、比較部３２の一方の入力端に出力している。

なお、このｎ画素最大値検出部３１は、１水平ラインについて、ｊ個のエリア毎にそれぞれ輝度の最大値を検出すると、その次の水平ラインを構成する複数（ｎ×ｊ個）の画素の中からｎ画素毎に、つまり、１エリア２３毎に輝度の最大値を検出する動作を繰り返している。

また、上記比較部３２の他方の入力端には、ｊエリア最大値記憶部３３に記憶された輝度の値が供給されている。このｊエリア最大値記憶部３３は、水平方向に配列されたｊ個分のエリア２３に対応する輝度最大値記憶領域を有している。そして、比較部３２は、ｎ画素最大値検出部３１から供給された所定のエリア２３の輝度の最大値と、当該所定のエリア２３に対応するｊエリア最大値記憶部３３の輝度最大値記憶領域から読み出した輝度の値とを比較し、大きい方の値を選択してｊエリア最大値記憶部３３の同じ輝度最大値記憶領域に記憶させている。

この場合、ｎ画素最大値検出部３１が各エリア２３における最初の水平ラインから検出した輝度の最大値と比較すべき、ｊエリア最大値記憶部３３に記憶された輝度の値を０とし、以後、比較部３２が同じエリア２３内で比較した結果については、ｊエリア最大値記憶部３３の対応するエリア２３の輝度最大値記憶領域に記憶するようにする。

これにより、ｎ画素最大値検出部３１によりｍ個の水平ライン分について、ｊ個のエリア毎にそれぞれ輝度の最大値の検出処理が終了したときには、その検出処理中において、比較部３２からは、水平方向のｊ個のエリア２３内それぞれにおける輝度の最大値が出力されることになる。

このようにして比較部３２から出力された水平方向のｊ個の各エリア２３内それぞれにおける輝度の最大値は、それぞれ全エリア最大値記憶部３４に書き込まれる。

以上の動作を垂直方向にｋ回繰り返すことにより、液晶表示パネル１７のｊ×ｋ個の全てのエリア２３における輝度の最大値が得られ、全エリア最大値記憶部３４に書き込まれる。

そして、この全エリア最大値記憶部３４に書き込まれた全てのエリア２３における輝度の最大値は、ＬＰＦ（low pass filter）３５により時間軸方向のフィルタリング処理が施された後、上記バックライト１９を構成する複数（ｊ×ｋ個）の光源２４の発光量を制御するための発光量制御値として制御値記憶部３６に書き込まれる。

その後、この制御値記憶部３６に書き込まれた各光源２４の発光量制御値が、出力端子３７を介して上記バックライト駆動部１８に供給されている。

なお、上記ＬＰＦ３５は、全エリア最大値記憶部３４から供給された輝度の最大値に対して、制御値記憶部３６に書き込まれている過去の発光量制御値に基づいたフィルタリング処理を施している。

図８は、上記全エリア最大値記憶部３４及び制御値記憶部３６の一例を示している。すなわち、全エリア最大値記憶部３４では、上記比較部３２から出力される各エリア２３の輝度の最大値が、入力端子３４ａに供給されている。この入力端子３４ａに供給された輝度の最大値は、書き込み読み出し制御部３４ｂに供給されて、各エリア２３に対応して用意された水平方向にｊ個、垂直方向にｋ個でなる複数（ｊ×ｋ個）の最大値記憶部３４ｃに、エリア２３別に記憶される。

この場合、各最大値記憶部３４ｃは、それぞれ、右目用映像に対する各エリア２３の輝度の最大値を記憶する右目用最大値記憶領域３４ｃ１と、左目用映像に対する各エリア２３の輝度の最大値を記憶する左目用最大値記憶領域３４ｃ２とを有している。

このため、各最大値記憶部３４ｃの右目用最大値記憶領域３４ｃ１と左目用最大値記憶領域３４ｃ２とには、上記シリアル化処理部１４から交互に出力される１フレーム分の右目用映像信号と左目用映像信号とにおける、各エリア２３の輝度の最大値が共に記憶される。

そして、上記書き込み読み出し制御部３４ｂは、各最大値記憶部３４ｃの右目用最大値記憶領域３４ｃ１と左目用最大値記憶領域３４ｃ２とにそれぞれ記憶されている輝度の最大値の中で、大きい方の値を選択し出力端子３４ｄを介して上記ＬＰＦ３５に出力している。

このＬＰＦ３５は、全エリア最大値記憶部３４から出力されるエリア２３毎の輝度の最大値に対して、制御値記憶部３６に書き込まれている過去の発光量制御値に基づいた時間軸方向のフィルタリング処理を施して、制御値記憶部３６に出力している。

この場合、上記制御値記憶部３６では、上記ＬＰＦ３５から出力される各エリア２３の輝度の最大値が、入力端子３６ａに供給されている。この入力端子３６ａに供給されたフィルタリング処理後の輝度の最大値は、書き込み読み出し制御部３６ｂに供給されて、各エリア２３に対応して用意された水平方向にｊ個、垂直方向にｋ個でなる複数（ｊ×ｋ個）の発光量制御値記憶部３６ｃに、発光量制御値としてエリア２３別に記憶される。

そして、上記書き込み読み出し制御部３６ｂは、各発光量制御値記憶部３６ｃにそれぞれ記憶されている発光量制御値を、出力端子３６ｄを介して上記バックライト駆動部３７に出力するとともに、ＬＰＦ３５に出力している。この場合、バックライト駆動部３７では、各発光量制御値記憶部３６ｃから読み出された発光量制御値に基づいて、各エリア２３に対応する光源２４の発光量をそれぞれ制御している。

すなわち、図７に示したバックライト制御部１６では、液晶表示パネル１７のパネル面を分割した複数（ｊ×ｋ個）のエリア２３毎に、右目用映像における輝度の最大値と左目用映像における輝度の最大値とをそれぞれ取得する。その後、エリア２３毎に、右目及び左目に対応する輝度の最大値のうち大きい方の値をそれぞれ選択し、その選択された輝度値を各エリア２３に対応する光源２４の発光量を制御するための発光量制御値としている。

ここで、バックライト制御部１６に対して上記した動作を行なわせる理由を説明するのに先立ち、上記ＬＰＦ３５の一例について図９を参照して説明する。すなわち、ＬＰＦ３５では、全エリア最大値記憶部３４から出力されるエリア２３毎の輝度の最大値が、入力端子３５ａに供給されている。この入力端子３５ａに供給された輝度の最大値は、乗算処理部３５ｂに供給されて、係数Ｋ１保持部３５ｃに保持された係数Ｋ１が乗算された後、加算処理部３５ｄの一方の入力端に供給される。

また、このＬＰＦ３５では、制御値記憶部３６に記憶されているエリア２３毎の光源２４に対する発光量制御値が、入力端子３５ｅに供給されている。この入力端子３５ｅに供給された発光量制御値は、乗算処理部３５ｆに供給されて、係数Ｋ２保持部３５ｇに保持された係数Ｋ２が乗算された後、加算処理部３５ｄの他方の入力端に供給される。

そして、上記加算処理部３５ｄでは、同じエリア２３について、乗算処理部３５ｂから出力される輝度値と乗算処理部３５ｆから出力される発光量制御値とを加算し、その加算結果を新たな発光量制御値として、出力端子３５ｈを介して制御値記憶部３６に出力している。このため、制御値記憶部３６では、ＬＰＦ３５から供給された新たな発光量制御値を、対応するエリア２３の発光量制御値記憶部３６ｃに書き込んで保持する。

上記したＬＰＦ３５の動作について、１つの所定のエリア２３について具体例をあげて説明する。係数Ｋ１を０．４、係数Ｋ２を０．６とした場合、入力端子３５ａに供給される値が０から１に変化すると、その入力値が０．４倍される。このとき、制御値記憶部３６の対応する発光量制御値記憶部３６ｃから入力端子３５ｅに供給される発光量制御値が０であるとすると、加算処理部３５ｄの出力は０．４となり、その値が新たな発光量制御値として制御値記憶部３６の対応する発光量制御値記憶部３６ｃに記憶される。

次の同じエリア２３においては、入力端子３５ａに供給された値である１が乗算処理部３５ｂで０．４倍される。このとき、制御値記憶部３６の対応する発光量制御値記憶部３６ｃから入力端子３５ｅに供給される発光量制御値は、先に記憶させた０．４である。このため、乗算処理部３５ｂから出力された０．４と、入力端子３５ｅに供給された０．４に乗算処理部３５ｆで０．６を乗算した０．２４とが加算処理部３５ｄで加算されることにより０．６４が得られる。そして、この０．６４が新たな発光量制御値として制御値記憶部３６の対応する発光量制御値記憶部３６ｃに記憶される。

このような動作が繰り返されることにより、図１０（ａ）に実線Ａで示すように、入力端子３５ａに供給される値が０から１に変化した場合、ＬＰＦ３５から出力される値は、図１０（ａ）に点線Ｂで示すように徐々に立ち上がる特性、つまり、時間軸方向にフィルタリング処理が施されたものとなる。

同様に、入力端子３５ａに供給される値が１から０に変化した場合も、ＬＰＦ３５の出力値は、徐々に立ち下がる特性となる。

ここで、図１１（ａ）は、液晶表示パネル１７に表示される右目用映像を示し、図１１（ｂ）は、この右目用映像に対応してバックライト１９を構成する各光源２４の発光状態を示している。また、図１２（ａ）は、液晶表示パネル１７に表示される左目用映像を示し、図１２（ｂ）は、この左目用映像に対応してバックライト１９を構成する各光源２４の発光状態を示している。

すなわち、右目用映像及び左目用映像のいずれにおいても、輝度の高い（明るい）部分（図では白で示している部分）では、対応する光源２４の発光量が大きく（明るく）、輝度の低い（暗い）部分（図では黒で示している部分）では、対応する光源２４の発光量が小さく（暗く）なるように、ローカルディミング技術が採用されている。

ここにおいて、先に述べたように、立体視映像における右目用映像と左目用映像とは、相互に人間の両目の間隔に対応した視差を有している。つまり、図１１（ａ）に示す右目用映像と図１２（ａ）に示す左目用映像とを見比べると分かるように、遠方に存在する被写体（図では家）は右目用映像と左目用映像とで位置に差がないが、近くに存在する被写体（図では白い丸）は、右目用映像では左に寄って見え、左目用映像では右に寄って見える。

このため、図１１（ａ）に示す右目用映像の中の所定のエリア２３ａに着目すると、この所定のエリア２３ａには、右目用映像では白丸で示す輝度の高い被写体が存在しているが、左目用映像では白丸で示す輝度の高い被写体が存在していないことが分かる。このことは、バックライト１９で言えば、右目用映像の表示時には所定のエリア２３ａに対応する位置の光源２４の発光量が大きく（明るく）なように制御され、左目用映像の表示時には所定のエリア２３ａに対応する位置の光源２４の発光量が小さく（暗く）なるように制御されるということである。

そして、立体視映像では、右目用映像と左目用映像とが交互に表示されるので、上記した所定のエリア２３ａに対応する位置の光源２４については、その発光量が大きくなる状態と、その発光量が小さくなる状態とに、交互に制御されることになる。

このため、上記シリアル化処理部１４から右目用映像信号と左目用映像信号とが交互に出力されるのに伴なって、上記した所定のエリア２３ａについて、右目用映像から取得した輝度の最大値と左目用映像から取得した輝度の最大値とを、単純に交互にＬＰＦ３５に供給したとする。

すると、ＬＰＦ３５の入力端子３５ａに供給される輝度の値は、図１０（ｃ）に実線Ａで示すように、右目用映像の表示時と左目用映像の表示時とで交互に大きく異なるものとなる。そして、ＬＰＦ３５では、先に述べたように、入力値に対して時間軸方向にフィルタリング処理を施すことにより、入力値に対して時間軸方向に緩やかに出力値を変化させるようにしている。

このため、ＬＰＦ３５の出力値は、図１０（ｃ）に点線Ｂで示すように、入力値のほぼ半分程度の値に抑えられてしまい、このＬＰＦ３５の出力値が、上記した所定のエリア２３ａに対応する位置の光源２４の発光量を制御する発光量制御値となる。これにより、当該光源２４の発光量が十分に大きくならず、所定のエリア２３ａにおける表示映像がユーザに暗いと感じられることになる。

そこで、上記したバックライト制御部１６のように、液晶表示パネル１７のパネル面を分割した複数（ｊ×ｋ個）のエリア２３について、それぞれ、右目用映像における輝度の最大値と左目用映像における輝度の最大値とのうち大きい方の値を選択し、その選択された輝度値をＬＰＦ３５に出力させるようにする。

このことは、取りも直さず、図１３（ａ）に示すように、図１１（ａ）に示した右目用映像と図１２（ａ）に示した左目用映像とから、各エリア２３で輝度の高い方を取り出した映像を生成したことである。そして、この図１３（ａ）に示す映像に対応してバックライト１９を構成する各光源２４の発光量をそれぞれ制御した状態を、図１３（ｂ）に示している。

このように右目用映像における輝度の最大値と左目用映像における輝度の最大値とのうち大きい方の値をＬＰＦ３５に供給することにより、先に述べた所定のエリア２３ａについて、右目用映像信号の最大輝度値と左目用映像信号の最大輝度値とが、図１０（ｂ）に点線Ａで示すように交互に大きく異なっている場合でも、ＬＰＦ３５に入力される輝度の値は図１０（ｂ）に実線Ｂで示すように大きい方の輝度値となる。

これにより、ＬＰＦ３５の出力値は、図１０（ｂ）に点線Ｃで示すように、時間軸方向にフィルタリング処理が施されていても、入力値以下に下がることがなくなり、上記した所定のエリア２３ａに対応する位置の光源２４の発光量を十分に大きくすることができ、当該所定のエリア２３ａにおける表示映像をユーザに暗いと感じさせることを防止することができる。

図１４は、この実施の形態で説明した立体視映像表示器１１の変形例を示している。図１４において、図１と同一部分には同一符号を付して説明すると、シリアル化処理部１４から交互に出力される右目用映像信号と左目用映像信号とを、ダブルフレーム処理部３８に供給している。このダブルフレーム処理部３８は、交互に入力される右目用映像信号と左目用映像信号とを、それぞれ倍速で２回ずつ出力するように機能している。

すなわち、上記入力端子１２に、図１５（ａ）に示すようなフレーム周期が１／６０秒の右目用映像信号Ｒ１，Ｒ２，……が供給され、上記入力端子１３に、図１５（ｂ）に示すようなフレーム周期が１／６０秒の左目用映像信号Ｌ１，Ｌ２，……が供給されているとする。

すると、シリアル化処理部１４からは、図１５（ｃ）に示すように、右目用映像信号と左目用映像信号とが１／１２０秒のフレーム周期で交互に出力され、ダブルフレーム処理部３８からは、図１５（ｄ）に示すように、１／２４０秒のフレーム周期で右目用映像信号と左目用映像信号とが２回ずつ交互に出力される。

図１５（ｅ），（ｆ），（ｇ）は、それぞれ縦軸が画面の高さ方向を示している。そして、ダブルフレーム処理部３８から１／２４０秒のフレーム周期で２回ずつ交互に出力された右目用映像信号と左目用映像信号とは、図１５（ｅ）に示すように、液晶表示パネル１７に１フレーム分ずつ順次書き込まれる。

この場合、液晶表示パネル１７への１フレーム分の映像信号の書き込みは、１水平ライン分ずつ画面の上方から下方に向けて順に行なわれる。このため、一番下の水平ラインへの書き込みが行なわれるのは、その次のフレームに対する書き込み開始タイミングに近い時刻となっている。なお、液晶は、フォールド型デバイスであるため、次の書き込み時まで同じ信号を保持している。

バックライト１９は、図１５（ｆ）に示すように、１フレーム毎に消灯される。この場合、バックライト１９を構成する複数の光源２４は、液晶表示パネル１７への映像信号の書き込みに同期して、エリア２３毎に点灯及び消灯が制御される。

そして、図１５（ｆ）に示すように制御されたバックライト１９により、図１５（ｅ）に示すように映像信号の書き込まれた液晶表示パネル１７を照明した、図１５（ｇ）に示す表示映像、つまり、交互に表示される右目用映像と左目用映像との間に１フレーム分の黒画面が挿入された映像を、ユーザが立体視用眼鏡２１で視認する。

この場合、上記眼鏡制御部２０からは、図１５（ｈ）に示すように、黒画面とそれに続く右目用映像とが表示されているタイミングでＬレベルとなって立体視用眼鏡２１の右目用シャッタを開放し、黒画面とそれに続く左目用映像とが表示されているタイミングでＨレベルとなって立体視用眼鏡２１の右目用シャッタを閉じる右目用シャッタ制御信号が出力される。

また、眼鏡制御部２０からは、図１５（ｉ）に示すように、黒画面とそれに続く左目用映像が表示されているタイミングでＬレベルとなって立体視用眼鏡２１の左目用シャッタを開放し、黒画面とそれに続く右目用映像が表示されているタイミングでＨレベルとなって立体視用眼鏡２１の左目用シャッタを閉じる左目用シャッタ制御信号が出力される。

この図１５で説明した動作を行なう場合、上記全エリア最大値記憶部３４を構成する各最大値記憶部３４ｃの右目用最大値記憶領域３４ｃ１と左目用最大値記憶領域３４ｃ２とに記憶される輝度の最大値は、２フレームおきに更新されることになる。

また、図１６は、図１４に示した立体視映像表示器１１の変形例に対する、他の動作例を示している。すなわち、上記入力端子１２に、図１６（ａ）に示すようなフレーム周期が１／６０秒の右目用映像信号Ｒ１，Ｒ２，……が供給され、上記入力端子１３に、図１６（ｂ）に示すようなフレーム周期が１／６０秒の左目用映像信号Ｌ１，Ｌ２，……が供給されているとする。

すると、シリアル化処理部１４からは、図１６（ｃ）に示すように、右目用映像信号と左目用映像信号とが１／１２０秒のフレーム周期で交互に出力され、ダブルフレーム処理部３８からは、図１６（ｄ）に示すように、１／２４０秒のフレーム周期で右目用映像信号と左目用映像信号とが、相互間に黒画面を挟んで交互に出力される。

図１６（ｅ），（ｆ），（ｇ）は、それぞれ縦軸が画面の高さ方向を示している。そして、ダブルフレーム処理部３８から１／２４０秒のフレーム周期で相互間に黒画面を挟んで交互に出力された右目用映像信号と左目用映像信号とは、図１６（ｅ）に示すように、液晶表示パネル１７に１フレーム分ずつ順次書き込まれる。

この場合、液晶表示パネル１７への１フレーム分の映像信号の書き込みは、１水平ライン分ずつ画面の上方から下方に向けて順に行なわれる。このため、一番下の水平ラインへの書き込みが行なわれるのは、その次のフレームに対する書き込み開始タイミングに近い時刻となっている。なお、液晶は、フォールド型デバイスであるため、次の書き込み時まで同じ信号を保持している。

バックライト１９は、図１６（ｆ）に示すように、１フレーム毎に消灯される。この場合、バックライト１９を構成する複数の光源２４は、液晶表示パネル１７への映像信号の書き込みに同期して、エリア２３毎に点灯及び消灯が制御される。

そして、図１６（ｆ）に示すように制御されたバックライト１９により、図１６（ｅ）に示すように映像信号の書き込まれた液晶表示パネル１７を照明した、図１６（ｇ）に示す表示映像、つまり、交互に表示される右目用映像と左目用映像との間に１フレーム分の黒画面が挿入された映像を、ユーザが立体視用眼鏡２１で視認する。

この場合、上記眼鏡制御部２０からは、図１６（ｈ）に示すように、黒画面とそれに続く右目用映像とが表示されているタイミングでＬレベルとなって立体視用眼鏡２１の右目用シャッタを開放し、黒画面とそれに続く左目用映像とが表示されているタイミングでＨレベルとなって立体視用眼鏡２１の右目用シャッタを閉じる右目用シャッタ制御信号が出力される。

また、眼鏡制御部２０からは、図１６（ｉ）に示すように、黒画面とそれに続く左目用映像が表示されているタイミングでＬレベルとなって立体視用眼鏡２１の左目用シャッタを開放し、黒画面とそれに続く右目用映像が表示されているタイミングでＨレベルとなって立体視用眼鏡２１の左目用シャッタを閉じる左目用シャッタ制御信号が出力される。

図１５（ｇ）及び図１６（ｇ）で説明したように、交互に表示される右目用映像と左目用映像との相互間に黒画面を挟むことにより、ユーザにとってコントラストの高い鮮明な立体視映像を視認させることが可能となる。

また、上記した実施の形態では、液晶表示パネル１７を用いて映像を表示させることについて説明したが、映像表示パネルとしては液晶に限らず、バックライト１９からの照射光を照明として映像を表示するパネルであれば、広くこの発明を適用することができる。

なお、この発明は上記した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を種々変形して具体化することができる。また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係る構成要素を適宜組み合わせても良いものである。

１１…立体視映像表示器、１２，１３…入力端子、１４…シリアル化処理部、１５…液晶表示パネル制御部、１６…バックライト制御部、１７…液晶表示パネル、１８…バックライト駆動部、１９…バックライト、２０…眼鏡制御部、２１…立体視用眼鏡、２２…画素、２３，２３ａ…エリア、２４…光源、２５…反射板、２６…拡散板、２７〜２９…入力端子、３０…輝度返還部、３１…ｎ画素最大値検出部、３２…比較部、３３…ｊエリア最大値記憶部、３４…全エリア最大値記憶部、３４ａ…入力端子、３４ｂ…書き込み読み出し制御部、３４ｃ…最大値記憶部、３４ｃ１…右目用最大値記憶領域、３４ｃ２…左目用最大値記憶領域、３４ｄ…出力端子、３５…ＬＰＦ、３５ａ…入力端子、３５ｂ…乗算処理部、３５ｃ…係数Ｋ１保持部、３５ｄ…加算処理部、３５ｅ…入力端子、３５ｆ…乗算処理部、３５ｇ…係数Ｋ２処理部、３５ｈ…出力端子、３６…制御値記憶部、３６ａ…入力端子、３６ｂ…書き込み読み出し制御部、３６ｃ…発光量制御値記憶部、３６ｄ…出力端子、３７…出力端子、３８…ダブルフレーム処理部。

Claims (9)

1. 相互に視差を有する立体視用の第１及び第２の映像を交互に表示する表示パネルと、
   前記表示パネル面に対応して配列された複数の光源を有し、当該表示パネルにその背面側から照明光を照射する照明手段と、
   前記照明手段を構成する複数の光源に対応させて前記表示パネル面を分割した複数のエリアそれぞれについて、前記第１の映像を表示したときの輝度の最大値と前記第２の映像を表示したときの輝度の最大値とのうち大きい方の値を取得する取得手段と、
   前記取得手段で取得された複数のエリアそれぞれにおける輝度の値に対して、時間軸方向のフィルタリング処理を施すフィルタ手段と、
   前記フィルタ手段でフィルタリング処理が施された複数のエリアそれぞれにおける輝度の値に基づいて、各エリアに対応する前記光源の発光量を制御する制御手段とを具備することを特徴とする立体視映像表示装置。
2. 前記取得手段は、
   前記表示パネル面を分割した複数のエリアそれぞれについて、前記第１の映像を表示したときの輝度の最大値を取得する第１の取得手段と、
   前記表示パネル面を分割した複数のエリアそれぞれについて、前記第２の映像を表示したときの輝度の最大値を取得する第２の取得手段と、
   前記表示パネル面を分割した複数のエリアそれぞれについて、前記第１の取得手段で取得された輝度の最大値と前記第２の取得手段で取得された輝度の最大値とのうち大きい方の値を選択して出力する選択手段とを具備することを特徴とする請求項１記載の立体視映像表示装置。
3. 前記取得手段は、
   前記表示パネル面を分割した複数のエリアそれぞれについて、前記第１の映像を表示したときの輝度の最大値を取得する第１の取得手段と、
   前記第１の取得手段で取得された複数のエリアそれぞれにおける輝度の最大値を記憶する第１記憶手段と、
   前記表示パネル面を分割した複数のエリアそれぞれについて、前記第２の映像を表示したときの輝度の最大値を取得する第２の取得手段と、
   前記第２の取得手段で取得された複数のエリアそれぞれにおける輝度の最大値を記憶する第２記憶手段と、
   前記表示パネル面を分割した複数のエリアそれぞれについて、前記第１の記憶手段に記憶された輝度の最大値と前記第２の記憶手段に記憶された輝度の最大値とのうち大きい方の値を選択して出力する選択手段とを具備することを特徴とする請求項１記載の立体視映像表示装置。
4. 前記取得手段は、前記表示パネル面を分割した複数のエリアそれぞれについて、そのエリアに含まれる複数の水平ラインから、水平ライン毎に複数の画素が有する輝度の中で最大値を検出し、検出された各水平ラインの輝度の最大値の中で最も大きい値を選択することを特徴とする請求項１記載の立体視映像表示装置。
5. 前記制御手段は、前記フィルタ手段でフィルタリング処理が施された複数のエリアそれぞれにおける輝度の値を、各エリアに対応する前記光源の発光量を制御するための発光量制御値として記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項１記載の立体視映像表示装置。
6. 前記制御手段は、前記フィルタ手段でフィルタリング処理が施された複数のエリアそれぞれにおける輝度の値を、各エリアに対応する前記光源の発光量を制御するための発光量制御値として記憶する記憶手段を備え、
   前記フィルタ手段は、前記表示パネル面を分割した複数のエリアそれぞれについて、前記取得手段で取得された輝度の値に、前記記憶手段に記憶されている対応するエリアの発光量制御値に基づいたフィルタリング処理を施すことを特徴とする請求項１記載の立体視映像表示装置。
7. 前記表示パネルに交互に表示される第１の映像と第２の映像との間に黒画面が挿入されることを特徴とする請求項１記載の立体視映像表示装置。
8. 前記表示パネルは液晶表示パネルであり、前記光源はＬＥＤであることを特徴とする請求項１記載の立体視映像表示装置。
9. 相互に視差を有する立体視用の第１及び第２の映像を表示パネルに交互に表示する工程と、
   前記表示パネル面に対応して配列された複数の光源を有する照明手段によって当該表示パネルにその背面側から照明光を照射する工程と、
   前記照明手段を構成する複数の光源に対応させて前記表示パネル面を分割した複数のエリアそれぞれについて、前記第１の映像を表示したときの輝度の最大値と前記第２の映像を表示したときの輝度の最大値とのうち大きい方の値を取得する工程と、
   取得された複数のエリアそれぞれにおける輝度の値に対して、時間軸方向のフィルタリング処理を施す工程と、
   フィルタリング処理が施された複数のエリアそれぞれにおける輝度の値に基づいて、各エリアに対応する前記光源の発光量を制御する工程とを有することを特徴とする立体視映像表示方法。

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