JP5702063B2 - 表示装置、表示方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、表示装置、表示方法及びコンピュータプログラムに関する。

時分割駆動方式による映像表示装置は、複数の映像ストリームを時分割的に順次切り換えて出力する映像表示装置である。このような時分割駆動方式を用いた映像表示装置としては、いわゆるシャッタ眼鏡を用いた時分割立体映像表示システム（例えば、特許文献１〜３参照）や、シャッタ眼鏡を用いて複数の観察者が画面を分割することなく異なる映像を観察するマルチ映像表示システム等が挙げられる。

時分割立体映像表示システムは、左眼用映像及び右眼用映像を非常に短い周期で画面全体に交互に表示すると同時に、左眼用映像及び右眼用映像の表示周期に同期して左眼及び右眼に映像を分離して提供する立体映像表示装置を用いた映像表示システムである。例えば、シャッタ眼鏡方式は、左眼用映像が表示される間はシャッタ眼鏡の左眼部が光を透過させ、右眼部が遮光する。また、右眼用映像が表示される間はシャッタ眼鏡の右眼部が光を透過させ、左眼部が遮光する。

立体映像信号の方式として、ＨＤＭＩ１．４規格において、Ｆｒａｍｅ Ｐａｃｋｉｎｇ、Ｓｉｄｅ ｂｙ Ｓｉｄｅなどが策定されている。これらの方式は、左眼用映像及び右眼用映像の情報を含む信号を、主に２４Ｈｚ、５０Ｈｚ、６０Ｈｚの周波数で入出力する。時分割方式の場合、従来は、上記の２４Ｈｚ、５０Ｈｚ、６０Ｈｚの信号に対して、それぞれ、９６Ｈｚ、１００Ｈｚ、１２０Ｈｚで左眼用映像及び右眼用映像の時分割表示を行い、シャッタ眼鏡の開閉周波数はそれぞれ、４８Ｈｚ、５０Ｈｚ、６０Ｈｚとなる。

特開平９−１３８３８４号公報 特開２０００−３６９６９号公報 特開２００３−４５３４３号公報 特開２００２−８２３０７号公報

「The Sense」HoraceBasil Barlow p154-157, J. D. Mollon著 - 1982

特に輝度が高い対象に対しては、シャッタ眼鏡の開閉周波数が６０Ｈｚより低い周波数では、フリッカを検知してしまう（例えば、非特許文献１参照）ため、シャッタ眼鏡の開閉周波数が４８Ｈｚ、５０Ｈｚでは、画面上の特に輝度が高い部分や、外光が明るい環境での周囲景色などにフリッカが認識されてしまう問題があった。

このような、シャッタ眼鏡の開閉周波数が４８Ｈｚや５０Ｈｚのような場合でのフリッカに対しては、メガネおよび表示装置の画面上に光学フィルムを貼る方法が考案されている（例えば、特許文献４参照）。しかし、光学フィルムを貼る方法は、シャッタ眼鏡及び表示装置の製造コストアップに繋がり、さらに画面上のフリッカは抑制することが出来ないという問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、シャッタ眼鏡及び表示装置の製造コストアップを抑え、かつ、画面上のフリッカも抑制することが可能なすることが可能な、新規かつ改良された表示装置、表示方法及びコンピュータプログラムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、映像を表示する映像表示部と、時系列に沿った複数の単位映像からなる複数の映像ストリームが入力され、各前記複数の映像ストリームの表示時間が前記複数の映像ストリームを含む入力信号の周期において異なる場合を含むように、前記入力信号に対する信号制御を実行し、該信号制御された入力信号に含まれる映像ストリームを時分割的に順次切り替えて前記映像表示部へ出力する映像信号制御部と、を備える、表示装置が提供される。

前記映像信号制御部は、同一の映像ストリームに属し、連続する単位映像から補間映像を生成する補間映像生成部を含んでいてもよい。

前記映像信号制御部は、入力信号の単位映像自体を出力しないフレームが存在する場合があるように信号制御を実行してもよい。

前記映像信号制御部は、入力信号の単位映像自体を出力しないフレームが複数の映像ストリーム毎に異なるように信号制御を実行してもよい。

前記映像信号制御部は、入力周波数が５０Ｈｚの入力信号に対して、前記複数の映像ストリームを前記映像表示部が１２５Ｈｚで時分割表示するよう信号制御を実行してもよい。

前記映像信号制御部は、入力周波数が２４Ｈｚの入力信号に対して、前記複数の映像ストリームを前記映像表示部が１２０Ｈｚで時分割表示するよう信号制御を実行してもよい。

前記映像信号制御部は、時分割された複数の映像ストリームをさらに複数のサブフレームに分割する信号制御を実行してもよい。

前記映像信号制御部は、少なくとも１つの前記サブフレームで前記映像表示部の全面に所定の階調を表示させる信号制御を実行してもよい。

前記映像表示部は、２６０Ｈｚ以下の駆動周波数で駆動してもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、時系列に沿った複数の単位映像からなる複数の映像ストリームの表示時間が、前記複数の映像ストリームを含む入力信号の周期において異なる場合を含むように前記入力信号に対する信号制御を実行し、該信号制御された入力信号に含まれる映像ストリームを時分割的に順次切り替えて出力する映像信号制御ステップと、前記映像信号制御ステップで信号制御された映像ストリームを時分割表示する映像表示ステップと、を含む、表示方法が提供される。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、コンピュータに、時系列に沿った複数の単位映像からなる複数の映像ストリームの表示時間が、前記複数の映像ストリームを含む入力信号の周期において異なる場合を含むように前記入力信号に対する信号制御を実行し、該信号制御された入力信号に含まれる映像ストリームを時分割的に順次切り替えて出力する映像信号制御ステップと、前記映像信号制御ステップで信号制御された映像ストリームを時分割表示する映像表示ステップと、を実行させる、コンピュータプログラムが提供される。

以上説明したように本発明によれば、シャッタ眼鏡及び表示装置の製造コストアップを抑え、かつ、画面上のフリッカも抑制することが可能なすることが可能な、新規かつ改良された表示装置、表示方法及びコンピュータプログラムを提供することができる。

本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の外観を示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の機能構成について示す説明図である。 従来の左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームの時分割表示について示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第１の動作例について示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第２の動作例について示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第３の動作例について示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第４の動作例について示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第５の動作例について示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第６の動作例について示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第７の動作例について示す説明図である。 従来の左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームの時分割表示について示す説明図である。 従来の左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームの時分割表示について示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第８の動作例について示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第９の動作例について示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第１０の動作例について示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第１１の動作例について示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第１２の動作例について示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第１３の動作例について示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第１４の動作例について示す説明図である。 映像信号制御部１２０の構成例を示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
＜１．本発明の一実施形態＞
［１−１．本発明の一実施形態にかかる表示装置の構成］
［１−２．本発明の一実施形態にかかる表示装置の機能構成］
［１−３．本発明の一実施形態にかかる表示装置の動作］
［１−３−１．入力信号の周波数が５０Ｈｚである場合］
［１−３−２．入力信号の周波数が２４Ｈｚである場合］
［１−４．補間映像生成時の映像信号制御部の構成］
＜２．まとめ＞

＜１．本発明の一実施形態＞
［１−１．本発明の一実施形態にかかる表示装置の構成］
以下において、本発明の一実施形態にかかる表示装置の構成について説明する。まず、本発明の一実施形態にかかる表示装置の外観について説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の外観を示す説明図である。また、図１には、表示装置１００が表示する画像を観察者が立体的な画像として知覚するために用いるシャッタ眼鏡２００も併せて示している。

図１に示した表示装置１００は、画像の表示が行われる画像表示部１１０を備えている。表示装置１００は、通常の画像を画像表示部１１０に表示するだけではなく、観察者に立体的な画像として知覚させる三次元画像を画像表示部１１０に表示することが可能な装置である。

画像表示部１１０の構成については詳述するが、ここで簡単に説明すると、画像表示部１１０は、光源、液晶パネル、及び液晶パネルを挟んで設けられる一対の偏光板を含んで構成される。光源からの光は液晶パネル及び偏光板を透過することで所定の方向に偏光された光となる。なお、本発明の適用範囲は液晶パネルに限定されるものでは無く、その他の表示装置、例えばプラズマディスプレイパネルを用いた表示装置、有機ＥＬ表示装置、プロジェクタ等に適用してもよい。

シャッタ眼鏡２００は、例えば液晶シャッタからなる右目用画像透過部２１２及び左目用画像透過部２１４を含んで構成されている。シャッタ眼鏡２００は、表示装置１００から送出される信号に応じて、右目用画像透過部２１２及び左目用画像透過部２１４の開閉動作を実行する。観察者は、シャッタ眼鏡２００の右目用画像透過部２１２及び左目用画像透過部２１４を通して、画像表示部１１０から発する光を見ることで、画像表示部１１０に表示される画像を立体的な画像として知覚することが出来る。

一方、通常の画像が画像表示部１１０に表示されている場合は、観察者はそのまま画像表示部１１０から出射される光を見ることで、通常の画像として知覚することができる。

なお、図１では、表示装置１００をテレビ受像機として図示していたが、本発明においては、表示装置の形状はかかる例に限定されないことは言うまでも無い。例えば、本発明の表示装置は、例えば、パーソナルコンピュータその他の電子機器と接続して用いられるモニタであってもよく、携帯型のゲーム機であってもよく、携帯電話や携帯型の音楽再生装置であってもよい。

以上、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の外観について説明した。次に、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の機能構成について説明する。

［１−２．本発明の一実施形態にかかる表示装置の機能構成］
図２は、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の機能構成について示す説明図である。以下、図２を用いて本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の機能構成について説明する。

図２に示したように、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００は、画像表示部１１０と、映像信号制御部１２０と、シャッタ制御部１３０と、タイミング制御部１４０と、フレームメモリ１５０と、バックライト制御部１５５と、を含んで構成される。

画像表示部１１０は、上述したように画像の表示が行われるものであり、外部から信号が印加されると、印加された信号に応じた画像の表示が行われる。画像表示部１１０は、表示パネル１１２と、ゲートドライバ１１３と、データドライバ１１４と、バックライト１１５と、を含んで構成される。

表示パネル１１２は、外部からの信号の印加に応じて画像を表示するものである。表示パネル１１２は、複数の走査線に対する順次走査により画像を表示する。表示パネル１１２は、ガラス等の透明板の間に所定の配向状態を有する液晶分子が封入されている。表示パネル１１２の駆動方式は、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式であってもよく、ＶＡ（Ｖｉｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式であってもよく、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｃｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式であってもよい。以下の説明では、表示パネル１１２の駆動方式は、特に断りが無ければＶＡ方式であるとして説明するが、本発明においてはかかる例に限られないことはいうまでも無い。なお、本実施形態にかかる表示パネル１１２は、高速なフレームレート（例えば１２０Ｈｚや２４０Ｈｚ）で画面の書き換えが可能な表示パネルである。そして、本実施形態では、右目用の画像と左目用の画像を、表示パネル１１２に所定のタイミングで交互に表示させることで、観察者に立体的な画像として知覚させることができる。

ゲートドライバ１１３は、表示パネル１１２のゲートバスライン（図示せず）を駆動するためのドライバである。ゲートドライバ１１３にはタイミング制御部１４０から信号が伝送され、ゲートドライバ１１３はタイミング制御部１４０から伝送された信号に応じてゲートバスラインへ信号を出力する。

データドライバ１１４は、表示パネル１１２のデータ線（図示せず）に印加するための信号を生成するためのドライバである。データドライバ１１４にはタイミング制御部１４０から信号が伝送され、データドライバ１１４はタイミング制御部１４０から伝送された信号に応じてデータ線へ印加する信号を生成して出力する。

バックライト１１５は、観察者側から見て画像表示部１１０の一番奥に設けられるものである。画像表示部１１０に画像を表示する際には、バックライト１１５からは偏光されていない（無偏光の）白色光が観察者側に位置する表示パネル１１２に出射される。バックライト１１５としては、例えば発光ダイオードを用いても良く、冷陰極管を用いてもよい。なお、図２では、バックライト１１５として面光源を示しているが、本発明においては光源の形態はかかる例に限定されない。例えば、表示パネル１１２の周辺部に光源を配置し、当該光源からの光を拡散板等で拡散することで表示パネル１１２に光を出射してもよい。また例えば、面光源の替わりに点光源と集光レンズを組み合わせてもよい。

映像信号制御部１２０は、映像信号制御部１２０の外部からの映像信号の伝送を受けると、受け取った映像信号を、画像表示部１１０における三次元画像の表示に適したものとなるように各種信号処理を実行して出力するものである。映像信号制御部１２０で信号処理が施された映像信号はタイミング制御部１４０に伝送される。また、映像信号制御部１２０で信号処理が実行されると、信号処理に応じてシャッタ制御部１３０に所定の信号を伝送する。映像信号制御部１２０における信号処理としては、例えば以下のようなものがある。

映像信号制御部１２０に、右目用の画像を画像表示部１１０に表示するための映像信号（右目用映像信号）と、左目用の画像を画像表示部１１０に表示するための映像信号（左目用映像信号）が伝送されると、映像信号制御部１２０は２つの映像信号から三次元画像のための映像信号を生成する。本実施形態においては、映像信号制御部１２０は、入力される右目用映像信号及び左目用映像信号から、表示パネル１１２に右目用画像→左目用画像→右目用画像→左目用画像→・・・の順で時分割に表示させるための映像信号を生成する。ここで、左目用画像と右目用画像をそれぞれ複数フレームずつ繰り返して表示させる場合もあり、この場合においては、映像信号制御部１２０は、例えば右目用画像→右目用画像→左目用画像→左目用画像→右目用画像→右目用画像→・・・の順に表示させるための映像信号を生成する。

シャッタ制御部１３０は、映像信号制御部１２０における信号処理に基づいて生成される所定の信号の伝送を受け、当該信号に応じてシャッタ眼鏡２００のシャッタ動作を制御するシャッタ制御信号を生成するものである。シャッタ眼鏡２００では、シャッタ制御部１３０で生成され、赤外線エミッタ（図示せず）から発せされるシャッタ制御信号に基づいて、右目用画像透過部２１２及び左目用画像透過部２１４の開閉動作が実行される。なお、本発明においては、シャッタ眼鏡２００と表示装置１００との間の通信手段は赤外線に限られない。例えば、高周波電磁波を用いてシャッタ眼鏡２００と表示装置１００との間の通信を行ってもよい。バックライト制御部１５５は、映像信号制御部１２０における信号処理に基づいて生成される所定の信号の伝送を受け、当該信号に応じてバックライトの点灯動作を制御するバックライト制御信号を生成するものである。

タイミング制御部１４０は、映像信号制御部１２０から伝送される信号に応じて、ゲートドライバ１１３およびデータドライバ１１４の動作に用いられるパルス信号を生成するものである。タイミング制御部１４０でパルス信号を生成して、ゲートドライバ１１３およびデータドライバ１１４がタイミング制御部１４０で生成されたパルス信号を受けることで、映像信号制御部１２０から伝送される信号に応じた画像が表示パネル１１２に画像が表示される。

フレームメモリ１５０は、映像信号制御部１２０における信号処理に基づいて生成される映像信号を一時的に記憶するものである。

以上、図２を用いて本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の機能構成について説明した。次に、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の動作について説明する。以下の説明では、表示装置１００に入力される入力信号が互いに視差を有する左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームからなる場合の例を示す。

［１−３．本発明の一実施形態にかかる表示装置の動作］
［１−３−１．入力信号の周波数が５０Ｈｚである場合］
まず、入力信号の周波数が５０Ｈｚである場合の例を示す。ここで、入力信号は、例えばＦｒａｍｅ Ｐａｃｋｉｎｇ、Ｓｉｄｅ ｂｙ Ｓｉｄｅなどの、左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームを含む信号であるとする。なお、インターレース信号はＩ／Ｐ変換により、プログレッシブ信号に変換されているものとする。

図３は、従来の左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームの時分割表示について示す説明図である。なお、図３に図示した入力と出力とを繋いでいる点線は時間幅を示すためのものであり、必ずしも点線で繋がれた時点が同時刻であるというわけではない。実際は、例えばＬ１、Ｒ１が表示装置１００に入力されてから、ある時間が経過した後にＬ１、Ｒ１が出力される場合もある。図３に示したように、従来の方式では１００Ｈｚで左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームの時分割表示が行われる。ここで、例えば、Ｌ１は左眼用映像ストリームの第一の単位映像、Ｌ２は左眼用映像ストリームの第二の単位映像を表している。また、Ｒ１は右眼用映像ストリームの第一の単位映像、Ｒ２は右眼用映像ストリームの第二の単位映像を表している。このとき、シャッタ眼鏡２００の開閉周波数は５０Ｈｚとなるが、上述したように、シャッタ眼鏡２００の開閉周波数が６０Ｈｚより低い周波数では、フリッカを検知してしまう。

そこで本実施形態は、フリッカを抑制するために、入力信号の周期に対して左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームの表示期間を異ならせることを特徴とする。以下、具体例を挙げて本実施形態における表示装置１００の動作について説明する。

図４は、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第１の動作例について示す説明図である。以下、図４を用いて本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第１の動作例について説明する。なお、図４に示した入力と出力とを繋いでいる点線は時間幅を示すためのものであり、点線で繋がれた時点が同時刻であるというわけではない。実際は、例えばＬ１、Ｒ１が表示装置１００に入力されてから、ある時間が経過したのちにＬ１、Ｒ１が出力される場合もある。

図４に示した例では、左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームが表示装置１００に入力されると、映像信号制御部１２０において、入力信号の周期に対して左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームの表示期間を異ならせるような処理を実行する。具体的には、映像信号制御部１２０は、入力が５０Ｈｚの左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームを用いて、左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームが１２５Ｈｚで時分割表示されるように信号を生成する。その結果、入力信号の周期に対して、左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームの表示期間が異なるように、左眼用映像と右眼用映像とを生成することができる。図４に示した例においては、入力信号の周期が２０ｍｓｅｃである場合において、例えば左眼用映像ストリームの表示期間は１２ｍｓｅｃである一方、右眼用映像ストリームの表示期間は８ｍｓｅｃとなり、左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームの表示期間がそれぞれ異なっている。

このように、映像信号制御部１２０が左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームが１２５Ｈｚで時分割表示されるように信号を生成することで、シャッタ眼鏡２００の開閉周波数を６２．５Ｈｚとすることができる。その結果、シャッタ眼鏡２００の開閉周波数が６０Ｈｚを上回ることから、シャッタ眼鏡２００を通した視聴の場合にフリッカの発生を抑制することが可能となる。

図４に示した例では、単に入力信号を１２５Ｈｚで時分割表示されるように映像信号制御部１２０で信号を生成していたが、映像信号制御部１２０は、入力信号から補間映像を生成してもよい。以下において、入力信号を用いて映像信号制御部１２０で補間映像を生成する場合について説明する。

図５は、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第２の動作例について示す説明図である。以下、図５を用いて本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第２の動作例について説明する。なお、図５に示した入力と出力とを繋いでいる点線は時間幅を示すためのものであり、点線で繋がれた時点が同時刻であるというわけではない。実際は、例えばＬ１、Ｒ１が表示装置１００に入力されてから、ある時間が経過したのちにＬ１、Ｒ１が出力される場合もある。以降の図についても同様である。

図５に示した例では、左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームが表示装置１００に入力されると、映像信号制御部１２０において、左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームから補間映像を生成して出力している。なお、映像信号制御部１２０が補間映像を生成する際には、フレームメモリ１５０に入力信号を一時的に格納しておいてもよい。

例えば、図５の“Ｌ１．８”は、左眼用映像ストリームの第一の単位映像Ｌ１および左眼用映像ストリームの第二の単位映像Ｌ２から生成した補間単位映像である。“１．８”という数字は、左眼用映像ストリームの第一の単位映像Ｌ１と左眼用映像ストリームの第二の単位映像Ｌ２との時間差を１とした場合に、Ｌ１から０．８経過した時点での補間単位映像であることを示している。以下同様である。入力が５０Ｈｚの場合、各映像ストリームの入力周期は２０ｍｓｅｃとなるので、例えば“Ｌ１．８”は、左眼用映像ストリームの第一の単位映像Ｌ１および左眼用映像ストリームの第二の単位映像Ｌ２から生成された、左眼用映像ストリームの第一の単位映像Ｌ１の１６ｍｓｅｃ後の補間単位映像であることを意味するものである。

このとき、図５に示したＬ２、Ｒ２、Ｌ３、Ｒ３、Ｌ４、Ｒ４の各入力信号はそのまま出力することはせず、単位映像から生成した補間映像を画像表示部１１０へ出力する。このように、単位映像から生成した補間映像を画像表示部１１０へ出力することで、入力信号の周期に対して左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームの表示期間が異なっている場合も、一定の時間間隔で出力することが可能となる。

なお、入力信号の単位映像自体を出力しないフレームは、複数の映像ストリーム毎に異なっていてもよい。図６は、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第３の動作例について示す説明図である。図６に示した第３の動作例は、図５に示した第２の動作例と異なり、映像信号制御部１２０において、右眼用映像ストリームの第一の単位映像Ｒ１および右眼用映像ストリームの第二の単位映像Ｒ２から補間映像“Ｒ１．４”を生成している。また、図５に示した第２の動作例では、映像信号制御部１２０において、右眼用映像ストリームの第二の単位映像Ｒ２および右眼用映像ストリームの第三の単位映像Ｒ３から補間映像“Ｒ２．６”を生成しているが、図６に示した第３の動作例では、映像信号制御部１２０において、当該時間帯において右眼用映像ストリームの第三の単位映像Ｒ３をそのまま出力している。図６に示した第３の動作例では、第三の単位映像Ｒ３を出力する際には補間映像の出力の必要が無いので、フレームメモリ１５０には第二の単位映像Ｒ２を入れておく必要が無く、フレームメモリ１５０を効率的に使用することができる。

なお、液晶表示装置等の、線順次の書き込みを行い、かつホールド型の表示装置では、画面の上下部で、連続する異なる映像ストリームの混ざり込みが生じてしまう。この混ざり込みはクロストークと呼ばれ、映像品質の劣化を招くものである。ここで、時分割された複数映像ストリーム表示期間をさらにサブフレームに分割することで、このクロストークの発生という問題を低減することが出来ることが知られている。例えば、液晶パネルを用いた表示装置においては、複数の映像ストリーム表示期間を２つのサブフレームに分割し、第１のサブフレームで所望の輝度に到達させ、第２のサブフレームでその輝度を保持するようオーバードライブ処理を行うことで、クロストークを低減することができる。そこで、次の本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の動作例では、補間映像を用いた場合にさらにサブフレームに分割して出力する場合について説明する。

図７は、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第４の動作例について示す説明図である。以下、図７を用いて本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第４の動作例について説明する。

図７に示した第４の動作例は、図５に示した第２の動作例の各出力を、映像信号制御部１２０において、１フレームあたり２つのサブフレームに分割し、分割したサブフレームの全てにおいて単位映像を繰り返し出力する場合について示したものである。この場合では、映像信号制御部１２０が左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームが１フレームあたり１２５Ｈｚで時分割表示されるように信号を生成している。このように、２つのサブフレームに分割して出力することで、クロストークの発生を抑えることができる。

図８は、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第５の動作例について示す説明図である。以下、図８を用いて本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第５の動作例について説明する。

図８に示した第５の動作例は、図６に示した第３の動作例の各出力を、映像信号制御部１２０において、１フレームあたり２つのサブフレームに分割し、分割したサブフレームの全てにおいて単位映像を繰り返し出力する場合について示したものである。この場合でも、第４の動作例と同様に、映像信号制御部１２０が左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームが１フレームあたり１２５Ｈｚで時分割表示されるように信号を生成している。このように、２つのサブフレームに分割して出力することで、クロストークの発生を抑えることができる。

図９は、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第６の動作例について示す説明図である。以下、図９を用いて本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第６の動作例について説明する。

図９に示した第６の動作例は、図５に示した第２の動作例の各出力を、映像信号制御部１２０において、１フレームあたり２つのサブフレームに分割し、分割したサブフレームの分割されたサブフレームの少なくとも１つのサブフレームで画像表示部１１０の全面に任意の階調の画像（例えば、黒あるいはグレーのような階調が低い画像）を表示する場合について示したものである。この場合では、映像信号制御部１２０が左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームが１フレームあたり１２５Ｈｚで時分割表示されるように信号を生成している。このように、２つのサブフレームに分割して出力することで、クロストークの発生を抑えることができる。

図１０は、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第７の動作例について示す説明図である。以下、図１０を用いて本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第７の動作例について説明する。

図１０に示した第７の動作例は、図６に示した第３の動作例の各出力を、映像信号制御部１２０において、１フレームあたり２つのサブフレームに分割し、分割したサブフレームの分割されたサブフレームの少なくとも１つのサブフレームで黒あるいはグレーのような階調が低い画像を表示する場合について示したものである。この場合では、映像信号制御部１２０が左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームが２５０Ｈｚで時分割表示されるように信号を生成している。このように、２つのサブフレームに分割して出力することで、クロストークの発生を抑えることができる。

５０Ｈｚの入力信号を１００Ｈｚで時分割するとフリッカが生じるため、従来方式の延長で、３倍の１５０Ｈｚで時分割した場合、シャッタ眼鏡２００の開閉周波数は７５Ｈｚとなり、フリッカは抑制できる。しかし、１５０Ｈｚの駆動周波数での時分割に加えて上記のサブフレーム分割を行うと、最低でも３００Ｈｚの駆動周波数が必要となる。特に液晶表示装置においては、駆動周波数はＴＦＴの移動度などによって制限されている（古田守「映像ディスプレイからみたＴＦＴ技術の今後の展望」、三井造船技報Ｎｏ．１９４）。フルＨＤ（１９２０×１０８０）を超える解像度を有し、３０インチを超える大きさの液晶表示装置では、（現在の技術では）おおよそ２６０Ｈｚ程度の駆動周波数が限界である（S.S.Kim et al., ”World's
First 240Hz TFT-LCD Technology for Full-HD LCD-TV and Its Application to 3D
Display”, SID Symposium Digest,p.424-427(2009)）。従って、最終的な駆動周波数は２６０Ｈｚ以下であることが望ましい。

上述したように、周波数が５０Ｈｚで入力される入力信号の周期に対して左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームの表示期間を異ならせることで、駆動周波数を抑えつつ、同時にシャッタ眼鏡２００の開閉周波数を上げて、フリッカを抑制することが可能となる。

［１−３−２．入力信号の周波数が２４Ｈｚである場合］
続いて、入力信号の周波数が２４Ｈｚである場合の例を示す。ここで、入力信号は、例えばＦｒａｍｅ Ｐａｃｋｉｎｇ、Ｓｉｄｅ ｂｙ Ｓｉｄｅなどの、左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームを含む信号であるとする。なお、インターレース信号はＩ／Ｐ変換により、プログレッシブ信号に変換されているものとする。

図１１及び図１２は、従来の左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームの時分割表示について示す説明図である。図１１に示したように、入力信号が２４Ｈｚである場合では、従来の方式では９６Ｈｚで左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームの時分割表示を行う。ここで、例えば、Ｌ１は左眼用映像ストリームの第一の単位映像、Ｌ２は左眼用映像ストリームの第二の単位映像を表している。また、Ｒ１は右眼用映像ストリームの第一の単位映像、Ｒ２は右眼用映像ストリームの第二の単位映像を表している。このとき、シャッタ眼鏡２００の開閉周波数は４８Ｈｚとなるが、上述したように、シャッタ眼鏡２００の開閉周波数が６０Ｈｚより低い周波数では、フリッカを検知してしまう。

また図１２のように、左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームを用いて補間映像を生成した場合も周波数９６Ｈｚで時分割表示を行っていたので、同様にシャッタ眼鏡２００の開閉周波数は４８Ｈｚとなり、シャッタ眼鏡２００の開閉周波数が６０Ｈｚより低くなってしまうので、フリッカを検知してしまうという問題があった。

そこで本実施形態では、フリッカを抑制するために、入力信号の周期に対して左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームの表示期間を異ならせることを特徴とする。以下、具体例を挙げて本実施形態における表示装置１００の動作について説明する。

図１３は、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第８の動作例について示す説明図である。以下、図１３を用いて本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第８の動作例について説明する。

図１３に示した例では、左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームが表示装置１００に入力されると、映像信号制御部１２０において、入力信号の周期に対して左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームの表示期間を異ならせるような処理を実行する。具体的には、映像信号制御部１２０は、入力が２４Ｈｚの左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームを用いて、左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームが１２０Ｈｚで時分割表示されるように信号を生成する。その結果、入力信号の周期に対して、左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームの表示期間が異なるように、左眼用映像と右眼用映像とを生成することができる。図１３に図示した例においては、入力信号の周期１／２４ｓｅｃ（約４１．７ｍｓｅｃ）において、例えば左眼用映像ストリームの表示期間は１／４０ｓｅｃ（約２５ｍｓｅｃ）、右眼用映像ストリームの表示期間は１／６０ｓｅｃ（１６．７ｍｓｅｃ）となり、左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームの表示期間がそれぞれ異なっている。

このように、映像信号制御部１２０が左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームが１２０Ｈｚで時分割表示されるように信号を生成することで、シャッタ眼鏡２００の開閉周波数を６０Ｈｚとすることができる。その結果、シャッタ眼鏡２００の開閉周波数が６０Ｈｚ以上となることから、シャッタ眼鏡２００を通した視聴の場合にフリッカの発生を抑制することが可能となる。

図１３に示した例では、単に入力信号を１２０Ｈｚで時分割表示されるように映像信号制御部１２０で信号を生成していたが、映像信号制御部１２０は、入力信号から補間映像を生成してもよい。以下において、入力信号を用いて映像信号制御部１２０で補間映像を生成する場合について説明する。

図１４は、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第９の動作例について示す説明図である。以下、図１４を用いて本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第２の動作例について説明する。

図１４に示したる表示装置１００の第９の動作例では、左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームが表示装置１００に入力されると、映像信号制御部１２０において、左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームから補間映像を生成して出力している。なお、映像信号制御部１２０は、補間映像を生成する際には、フレームメモリ１５０に入力信号を一時的に格納しておいてもよい。

例えば、図１４の“Ｌ１．４”は、左眼用映像ストリームの第一の単位映像Ｌ１および左眼用映像ストリームの第二の単位映像Ｌ２から生成した補間単位映像である。“１．４”という数字は、左眼用映像ストリームの第一の単位映像Ｌ１と左眼用映像ストリームの第二の単位映像Ｌ２との時間差を１とした場合に、Ｌ１から０．４経過した時点での補間単位映像であることを示している。図１４においては以下同様である。入力が２４Ｈｚの場合、各映像ストリームの入力周期は１／２４ｓｅｃ（約４１．７ｍｓｅｃ）となるので、例えば“Ｌ１．４”は、映像信号制御部１２０において、左眼用映像ストリームの第一の単位映像Ｌ１および左眼用映像ストリームの第二の単位映像Ｌ２から生成された、左眼用映像ストリームの第一の単位映像Ｌ１の１／６０ｓｅｃ（約１６．７ｍｓｅｃ）後の補間単位映像であることを意味するものである。

この場合において、映像信号制御部１２０は、図１４に示したＬ２、Ｒ２の各入力信号はそのまま出力することはせず、単位映像から生成した補間映像を画像表示部１１０へ出力する。このように、映像信号制御部１２０が単位映像から生成した補間映像を画像表示部１１０へ出力することで、入力信号の周期に対して左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームの表示期間が異なっている場合も、一定の時間間隔で出力することが可能となる。

なお、入力信号の単位映像自体を出力しないフレームは、複数の映像ストリーム毎に異なっていてもよい。図１５は、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第１０の動作例について示す説明図である。図１５に示した第１０の動作例は、図１４に示した第９の動作例と異なり、右眼用映像ストリームの第一の単位映像Ｒ１および右眼用映像ストリームの第二の単位映像Ｒ２から補間映像“Ｒ１．２”を生成している。

また、図１４に示した第９の動作例では、右眼用映像ストリームの第一の単位映像Ｒ１および右眼用映像ストリームの第二の単位映像Ｒ２から補間映像“Ｒ１．８”を生成しているが、図１５に示した第１０の動作例では、当該時間帯において右眼用映像ストリームの第二の単位映像Ｒ２をそのまま出力している。図１５に示した第１０の動作例では、第二の単位映像Ｒ２を出力する際には補間映像の出力の必要が無いので、フレームメモリ１５０には第一の単位映像Ｒ１を入れておく必要が無く、フレームメモリ１５０を効率的に使用することができる。

なお、入力が２４Ｈｚの場合であっても、上述した入力が５０Ｈｚの場合と同様に、時分割された複数映像ストリーム表示期間をさらにサブフレームに分割することでクロストークの発生という問題を低減することができる。そこで、次の本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の動作例では、補間映像を用いた場合にさらにサブフレームに分割して出力する場合について説明する。

図１６は、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第１１の動作例について示す説明図である。以下、図１６を用いて本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第１１の動作例について説明する。

図１６に示した第１１の動作例は、図１４に示した第９の動作例の各出力を、１フレームあたり２つのサブフレームに分割し、分割したサブフレームの全てにおいて単位映像を繰り返し出力する場合について示したものである。この場合では、映像信号制御部１２０が左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームが１フレームあたり１２０Ｈｚで時分割表示されるように信号を生成している。このように、２つのサブフレームに分割して出力することで、クロストークの発生を抑えることができる。

図１７は、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第１２の動作例について示す説明図である。以下、図１７を用いて本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第１２の動作例について説明する。

図１７に示した第１２の動作例は、図１５に示した第１０の動作例の各出力を、１フレームあたり２つのサブフレームに分割し、分割したサブフレームの全てにおいて単位映像を繰り返し出力する場合について示したものである。この場合でも、第１１の動作例と同様に、映像信号制御部１２０が左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームが１フレームあたり１２０Ｈｚで時分割表示されるように信号を生成している。このように、２つのサブフレームに分割して出力することで、クロストークの発生を抑えることができる。

図１８は、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第１３の動作例について示す説明図である。以下、図１８を用いて本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第１３の動作例について説明する。

図１８に示した第１３の動作例は、図１４に示した第９の動作例の各出力を、１フレームあたり２つのサブフレームに分割し、分割したサブフレームの分割されたサブフレームの少なくとも１つのサブフレームで画像表示部１１０の全面に任意の階調の画像（例えば、黒あるいはグレーのような階調が低い画像）を表示する場合について示したものである。この場合では、映像信号制御部１２０が左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームが１フレームあたり１２０Ｈｚで時分割表示されるように信号を生成している。このように、２つのサブフレームに分割して出力することで、クロストークの発生を抑えることができる。

図１９は、本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第１４の動作例について示す説明図である。以下、図１９を用いて本発明の一実施形態にかかる表示装置１００の第１４の動作例について説明する。

図１９に示した第１４の動作例は、図１５に示した第１０の動作例の各出力を、１フレームあたり２つのサブフレームに分割し、分割したサブフレームの分割されたサブフレームの少なくとも１つのサブフレームで画像表示部１１０の全面に任意の階調の画像（例えば、黒あるいはグレーのような階調が低い画像）を表示する場合について示したものである。この場合では、映像信号制御部１２０が左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームが１フレームあたり１２０Ｈｚで時分割表示されるように信号を生成している。このように、２つのサブフレームに分割して出力することで、クロストークの発生を抑えることができる。

上述したように、２４Ｈｚで入力される入力信号の周期に対して左眼用映像ストリームおよび右眼用映像ストリームの表示期間を異ならせることで、駆動周波数を抑えつつ、同時にシャッタ眼鏡２００の開閉周波数を上げて、フリッカを抑制することが可能となる。

［１−４．補間映像生成時の映像信号制御部の構成］
次に、上記各実施形態において、補間映像を生成する場合における映像信号制御部１２０の構成について説明する。図２０は、上記各実施形態において、補間映像を生成する場合の、映像信号制御部１２０の構成例を示す説明図である。以下、図２０を用いて映像信号制御部１２０の構成例について説明する。

図２０に示したように、映像信号制御部１２０は、映像分離部１２２と、補間映像生成部１２４と、フレームメモリ１２６（フレームメモリＢ）と、映像整列部１２８と、を含んで構成される。

映像分離部１２２は、複数の映像ストリーム（例えば左目用映像と右眼用映像）を含む入力信号を、それぞれの映像信号に分離し、時分割的に順番に出力するものである。映像分離部１２２が分離した映像信号は補間映像生成部１２４及びフレームメモリ１５０（フレームメモリＡ）に送られる。

補間映像生成部１２４は、フレームメモリ１５０に格納されている過去の単位映像と、映像分離部１２２が出力する単位映像とから、補間映像を生成するものである。補間映像生成部１２４は生成した補間映像はフレームメモリ１２６に送られる。

映像整列部１２８は、補間映像生成部で生成され、フレームメモリ１２６に一旦格納された映像信号を、複数の映像ストリームが時分割的に出力されるように並び替えるものである。

映像信号制御部１２０は、図２０に示すような構成を有することによって、例えば図５、図６等に示すような補完単位映像を生成することができる。なお、映像信号制御部１２０の構成は、補間映像を生成できるものであれば、図２０に示したものに限られないことは言うまでも無い。

＜２．まとめ＞
以上説明したように本発明の一実施形態によれば、入力信号の周期において、右眼用映像および左眼用映像の表示時間が異なる場合を含んで、画像表示部１１０に信号を供給し、画像を時分割表示する。これにより、シャッタ眼鏡２００及び表示装置１００の製造コストアップを抑え、かつ、画像表示部１１０に画像を表示する際に、フリッカの発生も抑制することが可能となる。

上述した一連の信号処理は、ハードウェアによって実行してもよく、ソフトウェアによって実行してもよい。ソフトウェアによって実行する場合には、例えばプログラムが格納された記録媒体を表示装置１００に内蔵してもよい。そして、かかるプログラムを、表示装置１００に内蔵したＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）その他の制御装置が読み出して順次実行するようにしてもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、立体的な映像を表示する表示装置１００を例に挙げて説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、時分割シャッタ方式を用いて、複数の対象者に異なる映像を表示する、いわゆるマルチビュー表示を実行する表示装置に本発明をしてもよい。マルチビュー表示は、立体視させる場合とは異なり、所定の期間においては特定のシャッタ眼鏡を通してのみ画像を見ることができるようにシャッタを制御することで、１つの表示装置で複数の画像を表示させることができる。

本発明は、表示装置、表示方法及びコンピュータプログラムに適用可能であり、特に時分割駆動方式によって映像を表示する表示装置、表示方法及びコンピュータプログラムに適用可能である。

１００ 表示装置
１１０ 画像表示部
１２０ 映像信号制御部
１２２ 映像分離部
１２４ 補間映像生成部
１２６ フレームメモリ
１２８ 映像整列部
１３０ シャッタ制御部
１４０ タイミング制御部
１５０ フレームメモリ
２００ シャッタ眼鏡
２１２ 右目用画像透過部
２１４ 左目用画像透過部

Claims (10)

1. 映像を表示する映像表示部と、
   時系列に沿った複数の単位映像からなる複数の映像ストリームが入力され、各前記複数の映像ストリームの表示時間が前記複数の映像ストリームを含む入力信号の周期において異なる場合を含むように、かつ入力信号の単位映像自体を出力しないフレームが存在する場合があるように前記入力信号に対する信号制御を実行し、該信号制御された入力信号に含まれる映像ストリームを時分割的に順次切り替えて前記映像表示部へ出力する映像信号制御部と、
   を備える、表示装置。
2. 前記映像信号制御部は、同一の映像ストリームに属し、連続する単位映像から補間映像を生成する補間映像生成部を含む、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記映像信号制御部は、入力信号の単位映像自体を出力しないフレームが複数の映像ストリーム毎に異なるように信号制御を実行する、請求項１に記載の表示装置。
4. 前記映像信号制御部は、入力周波数が５０Ｈｚの入力信号に対して、前記複数の映像ストリームを前記映像表示部が１２５Ｈｚで時分割表示するよう信号制御を実行する、請求項１に記載の表示装置。
5. 前記映像信号制御部は、入力周波数が２４Ｈｚの入力信号に対して、前記複数の映像ストリームを前記映像表示部が１２０Ｈｚで時分割表示するよう信号制御を実行する、請求項１に記載の表示装置。
6. 前記映像信号制御部は、時分割された複数の映像ストリームをさらに複数のサブフレームに分割する信号制御を実行する、請求項１に記載の表示装置。
7. 前記映像信号制御部は、少なくとも１つの前記サブフレームで前記映像表示部の全面に所定の階調を表示させる信号制御を実行する、請求項６に記載の表示装置。
8. 前記映像表示部は、２６０Ｈｚ以下の駆動周波数で駆動する、請求項１に記載の表示装置。
9. 時系列に沿った複数の単位映像からなる複数の映像ストリームの表示時間が、前記複数の映像ストリームを含む入力信号の周期において異なる場合を含むように、かつ入力信号の単位映像自体を出力しないフレームが存在する場合があるように前記入力信号に対する信号制御を実行し、該信号制御された入力信号に含まれる映像ストリームを時分割的に順次切り替えて出力する映像信号制御ステップと、
   前記映像信号制御ステップで信号制御された映像ストリームを時分割表示する映像表示ステップと、
   を含む、表示方法。
10. コンピュータに、
    時系列に沿った複数の単位映像からなる複数の映像ストリームの表示時間が、前記複数の映像ストリームを含む入力信号の周期において異なる場合を含むように、かつ入力信号の単位映像自体を出力しないフレームが存在する場合があるように前記入力信号に対する信号制御を実行し、該信号制御された入力信号に含まれる映像ストリームを時分割的に順次切り替えて出力する映像信号制御ステップと、
    前記映像信号制御ステップで信号制御された映像ストリームを時分割表示する映像表示ステップと、
    を実行させる、コンピュータプログラム。
    

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