JP2012128357A - 映像表示装置及び映像表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】立体映像の表示においてよりクロストークを低減する技術を提供する。
【解決手段】第１の映像データおよび第２の映像データを入力する入力手段と、前記第１の映像データおよび第２の映像データから各画素の偏光方向と輝度値を算出する算出手段と、前記偏光方向と輝度値に基づいて前記各画素の集合として映像の表示を行う表示パネルとを備えた映像表示装置。また左目に映る映像データおよび右目に映る映像データを入力し、前記左目に映る映像データおよび右目に映る映像データから各画素の偏光方向と輝度値を算出し、前記偏光方向と輝度値に基づいて映像の表示を行う映像表示方法。
【選択図】 図２

Description

本発明の実施形態は、例えば偏光を利用し立体表示する映像表示装置及び映像表示方法に関する。

液晶ＴＶ等において、立体表示する映像表示装置が用いられ、関連する技術としてクロストークを小さくする工夫などがある。
例えば特許文献１には、通常のディスプレイ（液晶/PDP等）の外側に偏光方向制御フィルターを垂直方向に分割して施し、ラインの書き換えと共に同期して偏光方向を制御し、クロストークを小さくする技術が開示されている。しかしよりクロストークを低減する技術への要望がある。

特開２００７−２７９７１７号公報

本発明は、立体映像の表示においてよりクロストークを低減する技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、実施形態によれば映像表示装置は、第１の映像データおよび第２の映像データを入力する入力手段と、前記第１の映像データおよび第２の映像データから各画素の偏光方向と輝度値を算出する算出手段と、前記偏光方向と輝度値に基づいて前記各画素の集合として映像の表示を行う表示パネルとを備えた。

この発明の一実施形態を示すブロック構成図。 同実施形態の映像表示装置を備えたＴＶの構成例を示す機能ブロック構成図。 同実施形態の液晶パネルの表面の拡大図。 同実施形態における液晶パネルの断面図。 同実施形態に用いられる偏光眼鏡による原色光の左目と右目への分光の説明図。 同実施形態の原色光の左目と右目への分光のタイミングを説明するフローチャート。

以下、本発明の実施形態を説明する。
（第１の実施形態）
本発明による第１の実施形態を図１乃至図４及び図６を参照して説明する。
図１は、本発明に関する通信装置であるネットワーク機能を備えたデジタルテレビジョン放送受信装置１１１の外観と、このデジタルテレビジョン放送受信装置１１１を中心として構成されるネットワークシステムの一例を概略的に示している。

すなわち、デジタルテレビジョン放送受信装置１１１は、主として、薄型のキャビネット１１２と、このキャビネット１１２を起立させて支持する支持台１１３とから構成されている。そして、キャビネット１１２には、例えばＳＥＤ（Surface-conduction Electron-emitter Display）表示パネル，液晶表示パネル等でなる平面パネル型の映像表示器１１４、スピーカ１１５、操作部１１６、リモートコントローラ１１７から送信される操作情報を受ける受光部１１８等が設置されている。

また、このデジタルテレビジョン放送受信装置１１１には、例えばＳＤ（Secure Digital）メモリカード、ＭＭＣ（Multimedia Card）及びメモリスティック等の第１のメモリカード１１９が着脱可能となっており、この第１のメモリカード１１９に対して番組や写真等の情報の記録再生が行なわれるようになっている。

さらに、このデジタルテレビジョン放送受信装置１１１には、例えば契約情報等の記録された第２のメモリカード（ＩＣカード）１２０が着脱可能となっており、この第２のメモリカード１２０に対して情報の記録再生が行なわれるようになっている。

また、このデジタルテレビジョン放送受信装置１１１は、第１のＬＡＮ（Local Area Network）端子１２１、第２のＬＡＮ端子１２２、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）端子１２３及びｉ．ＬＩＮＫ端子１２４を備えている。

このうち、第１のＬＡＮ端子１２１は、ＬＡＮ対応ＨＤＤ専用ポートとして使用されるもので、接続されたＮＡＳ（Network Attached Storage）であるＬＡＮ対応のＨＤＤ１２５に対して、イーサネット（登録商標）により情報の記録再生を行なうために使用される。

このように、ＬＡＮ対応ＨＤＤ専用ポートとしての第１のＬＡＮ端子１２１を設けることにより、他のネットワーク環境やネットワーク使用状況等に影響されることなく、ＬＡＮ対応のＨＤＤ１２５に対してハイビジョン画質による番組の情報記録を安定して行なうことができる。

また、第２のＬＡＮ端子１２２は、イーサネット（登録商標）を用いた一般的なＬＡＮ対応ポートとして使用されるもので、例えばハブ１２６を介して、ＬＡＮ対応のＨＤＤ１２７、コンテンツサーバー１２８、ＨＤＤ内蔵のＤＶＤ（Digital Versatile Disk）レコーダ１２９等の機器を接続し、これらの機器と情報伝送を行なうために使用される。

なお、コンテンツサーバー１２８については、家庭内ネットワークにおいてコンテンツのサーバー機器として動作するための機能を持ち、さらにコンテンツのアクセスに必要なＵＲＩ（Uniform Resource Identifier）情報を提供するサービスを備えたＵＰｎＰ（ユニバーサルプラグアンドプレイ）対応機器として構成される。

なお、ＤＶＤレコーダ１２９については、第２のＬＡＮ端子１２２を介して通信されるデジタル情報が制御系のみの情報であるため、デジタルテレビジョン放送受信装置１１１との間でアナログの映像及び音声情報を伝送するために、専用のアナログ伝送路１３０を設ける必要がある。

さらに、この第２のＬＡＮ端子１２２は、ハブ１２６に接続されたブロードバンドルータ１３１を介して、例えばインターネット等のネットワーク１３２に接続し、このネットワーク１３２を介してコンテンツサーバー１３３や携帯電話１３４等と情報伝送を行なうために使用される。

なお、コンテンツサーバー１３３についてはコンテンツのサーバー機器として動作するための機能を持ち、さらにコンテンツのアクセスに必要なＵＲＩ情報を提供するサービスを備えたＵＰｎＰ対応機器として構成される。

また、上記ＵＳＢ端子１２３は、一般的なＵＳＢ対応ポートとして使用されるもので、例えばハブ１３５を介して、携帯電話１３６、デジタルカメラ１３７、メモリカードに対するカードリーダ／ライタ１３８、ＨＤＤ１３９、キーボード１４０等のＵＳＢ機器を接続し、これらのＵＳＢ機器と情報伝送を行なうために使用される。

さらに、上記ｉ．ＬＩＮＫ端子１２４は、例えばＡＶ−ＨＤＤ１４１、Ｄ（Digital）
−ＶＨＳ（Video Home System）１４２等をシリアル接続し、これらの機器と情報伝送を行なうために使用される。
図２は、上記したデジタルテレビジョン放送受信装置１１１の主要な信号処理系を示す機能ブロック構成図である。デジタルテレビジョン放送受信装置１１１は、アンテナ３０１、チューナ部３０２、デコーダ部３０３、左右映像分離部３０４、外部入力端子３０５（１２１〜１２４および１３０に相当）、偏光方向・輝度値算出部３０６および表示パネル３０７等から図２のように構成される。

まずアンテナ３０１から入力された放送波はチューナ部３０２、デコーダ部３０３を通ることで映像データとなり、左右映像分離部３０４へ入力される。（左右映像分離部３０４へ入力される映像データは外部入力端子３０５から入力されたものでもよい。）そして左右映像分離部３０４にて左目で見る映像データと右目で見る映像データに分離され、偏光方向・輝度値算出部３０６にて各サブピクセルでの偏光方向と輝度値を算出し、表示パネル３０７の各サブピクセルから算出した輝度値と偏光方向の光を放出する。

次に一般的な液晶パネルの構成について説明する。図３は、実施形態の液晶パネルの表面の拡大図である。液晶パネルの表面は、任意の色を表現する最小単位のブロック（以下、ピクセルと呼ぶ）が２次元平面上に格子状に配置されており、ピクセルPはさらにピクセルPの色を表現するための原色を呈色できる領域（以下、サブピクセルと呼ぶ）で構成されている。通常、これら領域は赤、緑、青（以下、Ｒ、Ｇ、Ｂと呼ぶ、夫々サブピクセルSr,サブピクセルSg,サブピクセルSb）の三原色で構成され、各サブピクセルの輝度値の組み合わせによって任意の色のピクセルを表現している。

各サブピクセルから出る任意の輝度の光は次のように実現している。図４は液晶パネルの断面図である。液晶パネルにはバックライトユニット４０１があり、ここから白色光が放出される。この光はＲＧＢの色フィルター４０２を通過し、それぞれ赤色光、緑色光、青色光となる。そして、電圧によって透過度が可変な液晶フィルター４０３によって任意の輝度へと減衰され、サブピクセルから任意の輝度の原色光を放出することを可能としている（ただしフィルターの順序はこの順でなくてもよい）。

次に本実施形態における特徴について続けて説明する。図４の断面図では、更に偏光方向調整フィルター４０４が追加され、偏光方向を調整することが可能である。これにより、本実施形態の液晶パネルでは、各サブピクセルから任意の輝度値で、かつ、任意の偏光方向を持った光を放出することが可能である（ただしフィルターの順序はこの順でなくてもよい）。この光方向調整フィルター４０４を加えた構成において、サブピクセル毎に輝度値と偏光方向を設定可能な液晶パネルを備えたＴＶの例を示した（液晶パネル以外にもＰＤＰや有機ＥＬパネル等、その他のホールド型表示パネルでも実施可能である。）。なお、サブピクセル毎ではなくピクセル毎に偏光方向を設定してもよい。

次に具体的な各サブピクセルにおける輝度値と偏光方向の算出例を説明する。ここで、左目が知覚する輝度値をLL、右目が知覚する輝度値をLR、パネルの輝度調整液晶フィルタで調整する輝度値をL、偏光方向（左目の偏光方向に対する相対角）をθとする。

本実施形態では次の「左目映像と右目映像を時分割で出力」する方法を説明する。
（左目映像と右目映像を時分割で出力）
この方法では、次の式１、式２のように設定する。

左目の画像にかける偏光方向が例えば水平偏光で、右目用にかける画像の偏光方向が例えば垂直偏光とする。これに合わせて、偏光眼鏡の方も左目のレンズの偏光方向が水平偏光で、右目のレンズの偏光方向が垂直偏光であるといった、左右が互いに偏光方向が９０度異なるものを用いる。

この各サブピクセルから放出された原色光は、左右が互いに偏光方向が９０度異なる偏光眼鏡を利用することで、偏光方向・輝度値算出部３０６により左目映像の表示時には（図６のステップＳ６１のYES）、左目に輝度２LLの光（図６のステップＳ６２）、右目に輝度0の光が届き、そして右目映像表示時には（図６のステップＳ６１のNOで図６のステップＳ６３のYES）左目に輝度0の光、右目に輝度２LRの光が届き（図６のステップＳ６４），この交互の表示により，左目は輝度LLとして知覚し，右目は輝度LRとして知覚し，立体映像を知覚することが可能である。

より詳しくはこの各サブピクセルが集まった表示パネル全体の映像として、立体映像を知覚する。
なお、パネル側に表示する映像を立体映像に代えて、２つの異なる平面映像を出力するようにし、左右のレンズが同じ偏光方向であって、互いに異なる偏光方向の偏光眼鏡を２つ用意すると、２人で異なる映像をみることができるようにしてもよい。

（第２の実施形態）
本発明による第３の実施形態を図１乃至図５を参照して説明する。実施形態１と共通する部分は説明を省略する。
（偏光方向を連続的に変化させ左目映像と右目映像を同時に出力）
この方法では、偏光フィルタによって光を分光できることを利用する。図５はサブピクセルから放出された原色光が、偏光眼鏡によって左目と右目へ分光する仕組みを表した図である。

ここで，あるサブピクセルから振幅A、偏光方向θの原色光が放出されたとする。するとこの光を偏光眼鏡で見ると、左目にはAcosθの振幅の光、右目にはAsinθの振幅の光として知覚することができる。ここで左目で知覚する振幅をAL、右目で知覚する振幅をARとすると式３、式４となる。

すなわち振幅と偏光方向は、式５、式６のように表現できる。

ここで光の輝度は振幅の２乗に比例することを考慮すると、パネルにて設定する輝度値と偏光方向は、式７、式８のように設定すればよい。

すると、この各サブピクセルから放出された原色光は、偏光眼鏡を利用することで、常に左目は輝度LLの光、右目は輝度LRとして知覚する。
実施形態１と実施形態２として、左目映像と右目映像を時分割で出力する場合との偏光方向を連続的に変化させ左目映像と右目映像を同時に出力する方法の２通りの例を説明した。

ただし実施形態２の手法はサブピクセル毎に偏光方向を設定する場合のみ可である。また実施形態２の偏光方向を連続的に変化させ左目映像と右目映像を同時に出力した場合は、左右の映像が常に見えている状態であるため、フリッカーを防ぐことができる。

一般的に、左目映像と右目映像を時分割で表示させることで立体表示を実現する場合、クロストーク対策のため、左目映像表示と右目映像表示の間に黒を挿入しなくてはならない。

しかし実施形態１でも実施形態２でもクロストークが発生しない。
そのため左右の画面切り替え時に黒挿入する必要がなくなるため、従来よりも明るさを確保できる。
なお白黒画像の場合は、ピクセルとサブピクセルの区別なしに実施形態１と実施形態２が適用できる。
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
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わる構成要素を適宜組み合わせても良いものである。

１…入力画像データ並び替え部、２…バッファメモリＡ、３…バッファ制御部、４…メガネシャッタ制御部、５…バッファメモリＢ、６…補正画像生成ブロック、１１１…デジタルテレビジョン放送受信装置、１１２…キャビネット、１１３…支持台、１１４…映像表示器、１１５…スピーカ、１１６…操作部、１１７…リモートコントローラ、１１８…受光部、１１９…第１のメモリカード、１２０…第２のメモリカード、１２１…第１のＬＡＮ端子、１２２…第２のＬＡＮ端子、１２３…ＵＳＢ端子、１２４…ｉ．ＬＩＮＫ端子、１２５，１２７，１３９…ＨＤＤ、１２６，１３５…ハブ、１２８，１３３…コンテンツサーバー、１２９…ＤＶＤレコーダ、１３０…アナログ伝送路、１３１…ブロードバンドルータ、１３２…ネットワーク、１３４，１３６…携帯電話、１３７…デジタルカメラ、１３８…カードリーダ／ライタ、１４０…キーボード、１４１…ＡＶ−ＨＤＤ、１４２…Ｄ−ＶＨＳ、３０６…偏光方向・輝度値算出部。

Claims (5)

1. 第１の映像データおよび第２の映像データを入力する入力手段と、
   前記第１の映像データおよび第２の映像データから各画素の偏光方向と輝度値を算出する算出手段と、
   前記偏光方向と輝度値に基づいて前記各画素の偏光方向と輝度の発光を制御して映像の表示を行う表示パネルと、
   を備えた映像表示装置。
2. 前記第１の映像データは左目用の映像データであり前記第２の映像データは右目用の映像データである請求項１に記載の映像表示装置。
3. 前記各画素とは、原色の呈色領域である請求項１に記載の映像表示装置。
4. 前記各画素毎に輝度値および偏光方向を設定する設定手段を更に備え、
   偏光眼鏡を利用して立体映像を視聴可能な請求項１に記載の映像表示装置。
5. 左目に映る映像データおよび右目に映る映像データを入力し、
   前記左目に映る映像データおよび右目に映る映像データから各画素の偏光方向と輝度値を算出し、
   前記偏光方向と輝度値に基づいて映像の表示を行う映像表示方法。

Images