JP6042805B2 - 映像表示装置 - Google Patents
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Description
第1実施形態では、周期的に開口幅を左右対称で変化させるように細かいノッチ構造をバリアパターンに持たせ、開口エッジを波形状としてバリアを通して見える画素のぼやけ量・範囲をコントロールするバリア構造をもつ装置について説明する。
映像表示装置10は、図1に示すように、映像表示部100、パララックスバリア(視差バリア)101、初期調整部105、バリア調整回路106、表示回路107及び記憶媒体108から構成されている。
パララックスバリア101は、映像を透過する透過領域(開口部分)と不透過領域(遮蔽部分)より構成されており、図39(b)と同様に、開口部分は所定ピッチ間で配置された斜め方向に傾いたスラントバリアである。なお、サブ画素サイズに合わせた矩形構造をしたステップバリア構造であってもよい。
パララックスバリア101は、映像表示部100の一例であるフラットパネルディスプレイ、プリント基板といった電子部品の製造工程で、配線や部品の回路パターン等を転写技術により被転写する際の原版となるフォトマスクを用いて作成される。この場合、フォトマスクに使用される材質には、ガラス上にクロム(または酸化クロム)の薄膜で遮光膜部分を作るハードマスクと、柔軟性のある透明な高分子フィルムやガラス上に黒化金属銀で遮光膜部分を作るエマルジョンマスクがある。なお、ガラスにおいて、プロセスルールが高精細プロセスの場合は、通常のソーダライム・ガラスに代わって合成石英ガラスを用いることもある。このマスクの遮蔽膜パターンは光学的技術により作成される。高平滑に磨かれたガラスの片側全面にスパッタリングによって、クロムやエマルジョンの遮光膜を作成し、その上にフォトレジストを塗布して光線によって描画する。描画装置にはレーザ描画装置と電子線を用いるビーム露光装置があり、この場合、ノッチ構造の幅やノッチ構造の頂点の角度(つまり高さ)は描画装置の光線径やピッチ精度に依存して決定され、例えば光線径よりも大きくなることが必要である。また、ノッチ構造を構成する波形状部分では、複数点でのレーザ描画が可能になるように所定角度以上が必要となる。つまり、描画に使用したレーザ描画装置等のレーザ径やレーザピッチで記述できる最小限のノッチ構造の幅や高さを満足するようにノッチ構造を生成することになる。
第2実施形態では、第1実施形態に、左右のノッチ構造の位相ずれやノッチ構造間の間隙、最大開口幅の変化パラメータを加えたことでより調整の幅を広げるとともに、ノッチ構造を実現するためのパラメータより推定されるモアレパターンと、所定のリファレンス用の角度をもつバリアより得られるモアレパターン間の周波数特性を比較して適正なパラメータを推定する映像表示装置10Aについて、図4から図12を用いて説明する。
図4は、映像表示装置10Aの構成を示すブロック図である。なお、第1実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を付して、その説明は省略する。
図6は、パララックスバリア201の開口部形状の一部分を拡大した図である。
ここでは、モアレパターン評価部200による評価値の算出手順について、説明する。
図8は、モアレパターン評価部200による評価値の算出の処理概要を示す流れ図である。
ここでは、図8に示すステップS2の処理について、図9に示す流れ図を用いて説明する。
ここでは、図8に示すステップS3の処理について説明する。
なお、第1実施例と同じようにノッチ構造の幅dsは垂直方向での幅で示しているが、バリアパターンの傾き角度θに沿った方向で幅を規定するとしてもよい。この場合は、ノッチ構造の幅はdsをcosθで除算した値になる。
第3実施形態では、バリアパターンの開口部を通して見える画素領域の割合が水平方向に並ぶ各バリア位置でできるだけ均一になるようにノッチ構造が付加されたパララックスバリアを有する映像表示装置について説明する。このパララックスバリアにより、クロストークを増やすことなくモアレのコントラストを減少させることができる。
以下、本実施形態に係るパララックスバリアの構造について説明する。
図13、14より通常のななめバリアパターンにおけるモアレパターンの発生しやすさに関して説明する。これらの図では、RGB画素の前に、所定の開口幅(開口率rhth=1.0)をもつ斜めストライプバリアによる開口部が数本示されている。これらの例では、視差数N=4の場合を示しているが、他の場合でも同様に示すことが可能である。傾き角度α=18.435度の場合、図13にあるように模式的に表現できる。ここで、開口部グループA300と開口部グループB301のを比較すると、開口部グループA300では、各開口部中心とその背後にあるRGBのサブ画素領域の中心が重なった関係をもつ場合が集結している場合を示す。それに対して、開口部グループB301では、各開口部中心とその背後にあるRGBのサブ画素領域の間にあるブラックマトリックス領域中心が重なった関係をもつ場合が集結している場合を示す。ストライプバリア中心間のピッチ距離は、視差数N×サブ画素サイズspに近い値を持つことが幾何学的計算で判明している。そのため、画面水平方向に対して対象とする開口部Ak(k=1、…、nA)の近傍では同じような開口部とサブ画素の関係が集結するが、そこから画面水平方向に対して大きく離れるにつれて対象とする開口部Akとはずれた開口部Bn(n=1、…、nB)が生じることとなる。そして、開口部グループA300内の開口部Akでは、各開口部中心とその背後にあるRGBのサブ画素領域の中心が重なった関係を多くもつため、所定の観察位置から見ると明るく感じることとなり、このグループ全体では明部パターンが観察されることとなる。それに対して、開口部グループB301内の開口部Bnでは、各開口部中心と背後にあるRGBのサブ画素領域の間にあるブラックマトリックス領域中心が重なった関係を多くもつため、所定の観察位置から見ると大きく暗く感じることとなり、このグループ全体では暗部パターンが観察されることとなる。その結果、α=18.435度のバリアパターンを所定位置より観察した場合に、水平方向に対して明暗部を周期的に繰り返すモアレパターンが強く発生することとなる。このように、各開口部を通して見た場合に、各開口部とその背後にあるRGBサブ画素領域の関係で同じような位置関係が集結することで、開口部ごとに明るさの不均一が生じやすくなり、結果としてモアレパターンが生じやすくなる可能性が推測される。これに対して、図14は、傾き角度α=23度の場合を模式的に表現したものである。この場合、スラントバリアを開口部グループA310と開口部グループB311を比較すると、開口部グループA310、開口部グループB311ともに、各開口部中心とその背後にあるRGBのサブ画素領域の中心が重なった関係をもつ場合が集結しておらず分散した場合を示す。その結果、開口部グループA310内の開口部Akでは、各開口部中心とその背後にあるRGBのサブ画素領域の中心が重なった関係が分散しているため、所定の観察位置から見ても大きく明るく感じことはない。同様に、開口部グループB311内の開口部Bnでも、各開口部中心とその背後にあるRGBのサブ画素領域の中心が重なった関係が分散しているため、所定の観察位置から見ても大きく明るく感じことはない。つまり、開口部グループA310と開口部グループB311の明暗パターン差が小さくなることでモアレパターンが発生しにくくなる。このように、各開口部を通して見た場合に、各開口部とその背後にあるRGBサブ画素領域の関係で同じような位置関係が集結せず分散することで、開口部ごとに明るさの不均一が生じにくく、結果としてモアレパターンが生じにくくなったことが推測される。
図15から図18は、図13のα=18.435度のバリアパターンにノッチ構造を加えたパララックスバリアの例を示すものである。なお、これらパララックスバリアの平均開口率Ave_rhは、図13のパララックスバリアの開口率rhthと同じになるものとする。そのため、最小開口幅のサブ画素サイズに対する比率はrhthより小さくなり、rhmin=rhth×Rminとなる(図15から図18ではrhmin<1.0)。
図15から図18で示すパララックスバリアの構造について説明したが、クロストークを増やすことなくモアレのコントラストを減少させるためには、以下のようなノッチ構造を有するパララックスバリアであることが望ましい。
第4実施形態では、欠如した位置関係を回復して、混在する位置関係のアンバランスを改善するようにノッチ構造を付加したパララックスバリアをもつ映像表示装置について説明する。このパララックスバリアにより、クロストークを増やすことなくモアレのコントラストを減少させることができる。
以下、本実施形態に係るパララックスバリアの構造について説明する。
図19(a)は、α=18.435度の傾きをもつ1つのスラントバリアを抽出したものを示す図である。このスラントバリアが図13における開口部グループA300に属するものである場合、開口部Am[s]と他の開口部Am[t](s≠t)から同じように画素中心が見えており、開口部Am[s]と他の開口部Am[t](s≠t)から見える画素配列は同じようになる。つまり、この角度では1つのスラントバリアに沿った場合、画素中心が見える位置にバリアがある場合、つねに画素中心とバリア中心が一致するような規則性があることを示す。同様に、図19(a)で示すスラントバリアが図13の開口部グループB301に属するものである場合には、開口部中心とブラックマトリックス領域中心が一致するような規則性となる位置関係を多くもつ状況が発生する。
図20は、左ノッチ構造の分割数nLと右ノッチ構造の分割数nRが一致するバリア(高さがピクセルに相当)があり、その間で左ノッチ構造の分割数nLと右ノッチ構造の分割数nRが一致していないバリア(高さがピクセルに相当)がsunit−1だけ続くように構成することで、図19(b)と同様の状況となる。つまり、左ノッチ構造の分割数nLと右ノッチ構造の分割数nRが一致するバリア(高さがピクセルに相当)では、左右のノッチ構造位相が一致するため画素中心とバリア中心が一致することとなり、sunit−1個のバリアでは左右のノッチ構造位相が一致しないため画素中心とバリア中心が一致しない(一致するバリアとは開口中心と画素中心の位置関係が異なる)こととなる。左ノッチ構造の分割数nLと右ノッチ構造の分割数nRが一致しないようにするためには、(数式5)のようにすればよい。
開口部、画素領域、ブラックマトリックスの位置関係がブラック部や画素内電極により欠落することでバリアごとにその混在関係にアンバランスが生じ、それがモアレパターンの原因になる。そこで、第5実施形態では、バリアパターンに沿って、左右のノッチ構造による位相が一致している画素群とパターン位相が一致していない複数の画素群より構成されるユニット構造を持たせたパララックスバリアを有する映像処理装置について説明する。このようなパララックスバリアの構造により、欠如した位置関係を回復して、混在する位置関係のアンバランスを改善するとともに、クロストークを増やすことなくモアレのコントラストを減少させることができる。
以下、本実施形態に係るパララックスバリアの構造について説明する。
ここでは、図24、図25を用いて、ノッチ構造を有しないパララックスバリアにおけるモアレのコントラストについて説明する。これらの図では、RGB画素の前に、所定の開口幅(開口率rhth=1.4)をもつ斜めストライプバリアによる開口部が数本示されている。この例では、視差数N=4の場合を示しているが、他の場合でも同様に示すことが可能である。図24は、傾き角度α=18.435度の場合において、各画素とブラック部や画素内電極との位置関係の一例を示すものである。ここで、開口部Aは開口中心が画素中心を通過するストライプバリアを示し、開口部Cは開口中心が画素間を通過するストライプバリアの例を示す。また、開口部Bは、開口部Aと開口部Cの中間に位置するストライプバリア例を示す。図24において、水平線は各々、対応する開口部の上か順番に番号付けられたものである(k=1、2、3、4、5、6)。これらの水平線は、各々、対応する開口部における水平位置での開口部、画素、ブラックマトリックスの位置関係を示すものとする。図24で示すように、以下に示す組み合わせが開口部、画素、ブラックマトリックスの位置関係について同じ位置関係を持つ。ここで、位置関係Akは、開口部Aに対する番号kの位置関係を示す水平線を表すものとする。また図24、25で同じ位置関係になるものは同じ線種で表現されているが、リブ領域、水平補助電極で欠落したものは、点線表示となっていることに注意する。
(関係2)位置関係A2と位置関係B4、そして位置関係C5
(関係3)位置関係A3と位置関係B5、そして位置関係C6
(関係4)位置関係A4と位置関係B6、そして位置関係C1
(関係5)位置関係A5と位置関係B1、そして位置関係C2
(関係6)位置関係A6と位置関係B2、そして位置関係C3
同じ位置関係上で見える画素の明るさは同じになる。そして、これらの多くの位置関係が1つのストライプ内で集結・混在化されることで、開口部AやB、そしてCで見える画素が混在化・平均化されることでモアレが薄くなる。それに対して、位置関係A6、位置関係B6、位置関係C6はブラックマトリックス領域にあり欠落してしまう位置関係である。この欠落してしまった位置関係が図24のように異なるため、ストライプAとストライプB、そしてストライプCに含まれる位置関係分布が一致せず、各開口部での混在化の状況に変化が生じ、その変化が明暗パターン(モアレ)として発生するのである。
上記の問題を解消するために、本実施形態では、ノッチ構造を最小開口幅hminをもつスラントバリアに付加させることで、この欠落した位置関係を別の個所で現れるようにする。そうすることで、開口部A、開口部B、開口部Cに含まれる位置関係分布を一致させ、各開口部での混在化の状況をできるだけ合わせることでモアレを低減させることができる。図26から図33を参照して、本実施形態におけるパララックスバリアの構造の概要を示す。
なお、第1実施形態の場合と同様に、波形状はノッチ構造から構成されるとしたが、波形状は、台形から構成されるものであっても、曲線的に変化する楕円弧で構成されるものであってもよいし、平行四辺形で構成されるものであってもよい。また、ノッチ構造は図2のように水平方向の持たせるのではなく、バリア中心軸に垂直になる方向にノッチ構造を付加してもよい。
第6実施形態では、所定の傾きをもつバリアをとおして見える画素面積と同じ程度になるように三角形(ノッチ構造)のパターンを複数用意して、その複数パターンを基準角度のななめストライプバリアに付加することで発生するノッチ構造が付加されたパララックスバリアを有する映像表示装置について説明する。このようなパララックスバリアの構造により、欠如した位置関係を回復して、混在する位置関係のアンバランスを改善するとともに、クロストークを増やすことなくモアレのコントラストを減少させることができる。
以下、本実施形態のパララックスバリアの構造について説明する。
以上、各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限られない。例えば、以下のような変形例が考えられる。
第1実施形態によれば、パララックスバリアにおいて、周期的に開口幅を左右対称で変化させるように細かいノッチ構造をバリアパターンに持たせ、開口部を波形状としてバリアを通して見える画素のぼやけ量・範囲をコントロールすることで、クロストークを増やすことなくモアレのコントラストを減少させることができる。
(1)本発明の一実施態様である、パララックスバリア方式により複数視差用の映像を表示する映像表示装置は、一の画像の画素列と、当該画像に対する少なくとも1つの視差画像の画素列とを一定順序で配した画像を表示する表示手段と、前記表示手段における画像の表示面から所定の距離を隔てて配置され、前記表示手段で表示される光線を透過する、長尺形状の透過領域を複数有するパララックスバリアとを備え、少なくとも1つの前記透過領域について、その外縁のうち長辺側は波形状に形成されており、少なくとも1つの波形状は波の幅又は高さが異なる2つの単位波形を含むことを特徴とする。
前記第2の傾きは、モアレの発生が最小となる角度であるとしてもよい。
100 映像表示部
101 パララックスバリア
105 初期調整部
106 バリア調整回路
107 表示回路
108 記憶媒体
200 モアレパターン評価部
201 パララックスバリア
202 バリアパラメータ記憶部
210 推定パターン生成部
211 リファレンスデータ記憶部
212 分析部
213 評価値算出部
214 最適バリアパラメータ特定部
Claims (13)
- パララックスバリア方式により複数視差用の映像を表示する映像表示装置であって、
一の画像の画素列と、当該画像に対する少なくとも1つの視差画像の画素列とを一定順序で配した画像を表示する表示手段と、
前記表示手段における画像の表示面から所定の距離を隔てて配置され、前記表示手段で表示される光線を透過する、長尺形状の透過領域を複数有するパララックスバリアとを備え、
少なくとも1つの前記透過領域について、その外縁のうち長辺側は波形状に形成されており、少なくとも1つの波形状は垂直方向の長さが互いに異なる2つの単位波形を含み、
前記単位波形は、透過領域の長辺の波形状の輪郭のうち、透過領域における中心軸から遠ざかる線部分と、中心軸に向けて近づく線部分とを連ねることで中心軸の反対側に凹部を形成するものであり、
単位波形の垂直方向の長さは、前記中心軸から遠ざかる線上の一点であって、もっとも中心軸に近い第1点から、前記中心軸に向けて近づく線上の一点であって、もっとも中心軸に近い第2点までの垂直方向の距離であり、画素の垂直方向の長さよりも短い
ことを特徴とする映像表示装置。 - 前記少なくとも1つの視差画像の画素列に含まれる一の画素の領域において垂直方向に明部の部分領域と暗部の部分領域とが交互に繰り返されており、
前記一の画素からの光を透過する透過領域について、その外縁のうち長辺側は複数の単位波形が連続して形成されており、前記連続して形成された複数の単位波形のうち前記一の画素の領域に応じた範囲に含まれる単位波形の数は、前記明部の部分領域の数と前記暗部の部分領域の数との合計よりも多い
請求項1記載の映像表示装置。 - 前記2つの単位波形群は、前記透過領域の一対の長辺のうち、一方の長辺側に形成されており、前記透過領域の一対の長辺のうち、他方の長辺側には、別の単位波形が形成されており、当該他方の長辺側に形成された別の単位波形の垂直方向の長さは、前記一方の長辺側に形成された前記2つの単位波形のうち、1つのものの垂直方向の長さと同一である
請求項1記載の映像表示装置。 - 前記透過領域における一対の長辺のうち一方の長辺が含む波形の位相と、他方の長辺が含む波形の位相とが不一致であり、前記各波形において、少なくとも1つの単位波形は、表示面の水平線又は垂直線を含まない
請求項1記載の映像表示装置。 - 前記複数の透過領域のうち、第1の透過領域から透過される画素の割合と、第2の透過領域から透過される画素の割合とが、略同一である
ことを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の映像表示装置。 - 前記複数の透過領域のうち、第1の透過領域から透過される画素領域の位置と、第2の透過領域から透過される画素領域の位置とが、略同一である
ことを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の映像表示装置。 - 前記映像表示装置は、単位波形のn通りのバリエーションを規定するn個のバリアパラメータを記憶しており、以下の(1)、(2)の処理を実行する
(1)n個のバリアパラメータのそれぞれについて以下の1−1)〜1−3)の処理を
繰り返す;
1−1)n個のバリアパラメータのうち、何れか1つをバリアパラメータ(i)として選ぶ
、バリアパラメータ(i)に対してモアレパターンの推定を行う、
1−2)バリアパラメータ(i)に対して得られたモアレパターンについて周波数分析を
行う、
1−3)バリアパラメータ(i)についての周波数分析の結果を、視差分離がよくクロストークが少ない第1の傾きをもつモアレパターンである第1リファレンスデータ、及び、モアレが薄く、第2の傾きをもつ第2リファレンスデータと比較することで、バリアパラメータ(i)によるパターンの評価値を算出する、
(2)n個のバリアパラメータそれぞれについて、評価値が得られると、最も評価の高
い評価値に対応するバリアパラメータを特定して、特定したバリアパラメータでパララックスバリアのバリア調整を行う
ことを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の映像表示装置。 - 前記第1リファレンスデータを規定する第1の傾きは、18.435°であり、第2リ
ファレンスデータを規定する第2の傾きは、23°の傾きである
ことを特徴とする請求項7記載の映像表示装置。 - 前記周波数分析は、バリアパラメータ(i)について推定されたモアレパターンについて
の所定周波数内の平均パワースペクトルと、第1リファレンスデータについての所定周波数内の平均パワースペクトルとの差分dPF1を算出すると共に、
バリアパラメータ(i)について推定されたモアレパターンについての所定周波数内の平均パワースペクトルと、第2リファレンスデータについての所定周波数内の平均パワースペクトルとの差分dPF2を算出することでなされ、
前記評価値Evalは、dPF1の最大値をDPFMax1、0から1までの重み係数をwとして、以下の式1に、dPF1、dPF2を適用することで算出され、当該評価値が最適となるバリアパラメータを用いて、パララックスバリアのバリア調整を行う
(式1)
Eval=(dPFMax1-dPF1)×(1.0-w)+w×dPF2
ことを特徴とする請求項8記載の映像表示装置。 - 前記波形状は、複数の三角形からなるノッチ構造であり、
前記単位波形の垂直方向の長さは、前記複数の三角形のうち、1の三角形の頂点から、その隣の三角形の頂点までの垂直方向の距離である
ことを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の映像表示装置。 - 前記透過領域それぞれは、前記列方向に対して角度θ傾いており、
前記一の画素の領域に応じた前記範囲とは、前記一の画素の領域の列方向における長さを、cosθで除算した単位長であり、
前記明部の部分領域数tに前記暗部の部分領域数t+1を加算して得られる値2t+1で当該
単位長を除算した値よりも小さい値を単位波形の垂直方向の長さとして、前記範囲に含まれる連続波形形状の単位波形の数は決定される
ことを特徴とする請求項2に記載の映像表示装置。 - 単位波形の垂直方向の長さが異なる2つの単位波形を含む波形形状が形成された透過領域は、2つ以上存在し、当該2つ以上の透過領域は、所定数おきに配置される
ことを特徴とする請求項1に記載の映像表示装置。 - 単位波形の垂直方向の長さが異なる2つの単位波形を含む波形形状が形成された透過領域は、2つ以上存在し、
当該2つ以上の透過領域は、
前記パララックスバリアにおいて、前記表示手段における表示領域の一部であって複数視差用の映像を表示するための部分領域に応じた領域に配置される
ことを特徴とする請求項1に記載の映像表示装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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