JP2012095269A - 立体映像用シャッターメガネ及びこれを含むディスプレイシステム - Google Patents

Abstract

【課題】
信号受信率を向上させることができるような構造の立体映像用シャッターメガネ及びこれを含むディスプレイシステムに関する。
【解決手段】
立体映像用シャッターメガネ及びこれを含むディスプレイシステムが開示されている。
開示された立体映像用シャッターメガネは、左眼シャッターと；右眼シャッターと；ディスプレイ装置から照射された制御信号を受信する受光部と；受光部に対向されるように設置されて、ディスプレイ装置から照射された光は受光部に入射されて、ディスプレイ装置の周辺から照射された外部光は受光部を外れた位置に向かうように入射光の進行経路を変換させる光学要素と；受光部から受信された制御信号を基づき左眼シャッターと右眼シャッターの開閉を制御する制御部とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は立体映像用シャッターメガネ及びこれを含むディスプレイシステムに関するもので、詳しくは信号受信率を向上させることができるような構造の立体映像用シャッターメガネ及びこれを含むディスプレイシステムに関するものである。

技術の発展により立体映像を提供する構造のディスプレイ装置が開発されている。立体映像信号は２次元映像信号とは違って使用者の右眼及び左眼によってコンテンツが分離されることが必要で、分離されたイメージを使用者の左眼及び右眼に各々ディスプレイすることが必要である。

この時使用者が右眼及び左眼に各々分離された映像を利用して立体映像を経験するために、左眼用映像と右眼用映像を交番して視聴することができるように、シャッター方式のシャッターメガネが開発されている。このシャッターメガネの左眼シャッターと右眼シャッターはディスプレイ装置から受信された同期信号を基づいて開閉されるように制御される。

一方、使用者が立体映像を視聴する空間に蛍光灯、白熱電球のような室内照明灯が照明される場合、この外光がシャッターメガネの信号受信部に入射されることができてノイズに作用することができる。またディスプレイ装置から送信されるシャッターメガネ同期信号の信号感度が低い場合は信号受信部が受信される同期信号を正常的に感知することができない場合がある。これによってシャッターメガネのシャッター開閉時誤作動する問題点がある。

本発明は前記したような問題点を勘案して案出されたものとして、シャッターメガネの信号受信部に入射される光の中正面から入射される同期信号は集束させて、傾いて入射される外光は屈折させることで、受信信号の効率を向上させることと同時に外光による干渉を除去することができるような構造のシャッターメガネ及びこれを採用したディスプレイシステムを提供することに目的がある。

前記した目的を達成するために、本発明は立体映像用シャッターメガネにあって、左眼シャッターと；右眼シャッターと；ディスプレイ装置から照射された制御信号を受信する受光部と；前記受光部に対向されるように設置されて、前記ディスプレイ装置から照射された光は前記受光部に入射されて、前記ディスプレイ装置の周辺から照射された外部光は前記受光部を外れた位置に向かうように入射光の進行経路を変換させる光学要素と；前記受光部から受信された制御信号を基づいて前記左眼シャッターと前記右眼シャッターの開閉を制御する制御部とを含むことができる。

前記光学要素は、前記受光部をカバーするように設置されて、前記受光部に照射される光を透過させるウィンドウと；前記ウィンドウの少なくともある一面に形成されて、前記ディスプレイ装置から照射された光は前記受光部の方向に集束させて、前記ディスプレイ装置の周辺から照射された外部光は前記受光部を外れた位置に屈折させる集光部を含むことができる。

前記集光部は、フレネルレンズ、平凸レンズ、両凸レンズ、及び、メニスカスレンズの中少なくともある一つの集光レンズを含むことができる。

また、前記集光部は、前記ウィンドウの光入射面に設けられた第１レンズと、前記ウィンドウの光出射面に設けられた第２レンズとを含むことができる。

また、前記集光部は陽の屈折力をもつレンズで構成されることができる。

また、前記光学要素は、前記受光部をカバーするように設置されて、前記ディスプレイ装置から照射された光は前記受光部の方向に集束透過させて、前記ディスプレイ装置の周辺から照射された外部光は前記受光部を外れた位置に屈折透過させる集光部を含むことができる。

また、前記光学要素は、入射光を遮断する光遮蔽部と；前記光遮蔽部に設けられて、前記ディスプレイ装置から照射された光は前記受光部の方向に集束透過させて、前記ディスプレイ装置の周辺から照射された外部光は前記受光部を外れた位置に屈折透過させる集光部とを含むことができる。ここで、前記光遮蔽部と前記集光部は二重射出によって一体に形成されることができる。

また、前記制御信号は、前記左眼シャッターと前記右眼シャッターの開閉を制御する同期信号であることができる。

また、前記受光部は、入射光を受光する受光素子と、前記受光素子で入射される光を集束させる集光レンズとを含めて、前記光学要素は、前記集光部の光軸が前記集光レンズの光軸に対して所定距離離隔されるように設置されることができる。ここで、前記集光部の光軸が前記集光レンズの光軸に対して下方に所定距離離隔されるように前記光学要素が設置されて、前記ディスプレイ装置の設置位置より高い位置から照射された外部光が前記受光素子を外れた位置に進行するようにできる。

また、前記した目的を達成するために本発明によるディスプレイシステムは、左眼用映像と右眼用映像を含んだ立体映像を表示するディスプレイ部と、周辺機器と制御信号用の光を発光及び受光する受発光部とを具備するディスプレイ装置と；前記した立体映像用のシャッターメガネとを含むことができる。

本発明の実施例によるディスプレイシステムを示した概略的な斜視図である。 図１のディスプレイシステムの制御ブロック図である。 本発明の実施例による立体映像用のシャッターメガネの第１実施例による光学要素及び受光部の光学的配置を示した概略的な図面である。 本発明の実施例による立体映像用のシャッターメガネの第２実施例による光学要素及び受光部の光学的配置を示した概略的な図面である。 本発明の実施例による立体映像用のシャッターメガネの第２実施例による光学要素及び受光部の光学的配置を示した概略的な図面である。 本発明の実施例による立体映像用のシャッターメガネの第３実施例による光学要素及び受光部の光学的配置を示した概略的な図面である。 本発明の実施例による立体映像用のシャッターメガネの第４実施例による光学要素及び受光部の光学的配置を示した概略的な図面である。 本発明の実施例による立体映像用のシャッターメガネの第５実施例による光学要素及び受光部の光学的配置を示した概略的な図面である。

図１は本発明の実施例によるディスプレイシステムを示した概略的な斜視図で、図２は図１のディスプレイシステムの制御ブロック図である。

図面を参照すると、本発明の実施例によるディスプレイシステムはディスプレイ装置１００と、シャッターメガネ２００を含む。また本発明の実施例によるディスプレイシステムは無線制御端末機３００を更に含むことができる。

ディスプレイ装置１００は左眼用映像と右眼用映像で構成される立体映像を表示する。シャッターメガネ２００はメガネ本体２１０と、このメガネ本体２１０に設置されてディスプレイ装置１００に表示される左眼用映像と右眼用映像に同期して開閉される左眼シャッター２２１と右眼シャッター２２５を含む。左眼シャッター２２１はディスプレイ装置１００に右眼用映像が表示される場合は遮断されて、左眼用映像が表示される場合は映像を透過させる。つまり、左眼シャッター２２１は右眼用映像を遮断して、左眼用映像を透過させる。右眼シャッター２２５は左眼シャッター２２１の逆に作動する。つまり、右眼シャッター２２５は左眼用映像を遮断して、右眼用映像を透過させる。

ディスプレイ装置１００は左眼用映像と右眼用映像をフレーム別に分離して表示して、シャッターメガネ２００を着用した使用者は左眼シャッター２２１と右眼シャッター２２５の開閉を通じて分離された映像を立体映像で視覚的に認識することができる。ディスプレイ装置１００は映像を表示するディスプレイ部１１０と、周辺機器と制御信号用の光を発光及び受光する受発光部１２０を含む。ディスプレイ装置１００は映像ソースから３次元映像信号を受信してこれを表示することができるテレビ、モニター及びケータイのようなポータブル端末機に具現されることができる。

また、ディスプレイ装置１００は映像ソースから映像信号を受信する映像信号受信部（図示せず）、受信された映像信号を処理する映像信号処理部（図示せず）などを更に含むことができる。

ディスプレイ部１１０は処理された映像信号に基づいた映像を表示する。ディスプレイ部１１０は液晶層を含む液晶パネル、有機物で構成された発光層を含む有機発光パネル、プラズマ表示パネルなどを含むことができて、前記パネルを駆動するパネル駆動部を含むことができる。

受発光部１２０はディスプレイ部１１０に表示される映像に同期してシャッターメガネ２００の左眼シャッター２２１と右眼シャッター２２５が開閉されることができるように、同期信号用の光を生成してシャッターメガネ２００に照射する。同期信号用の光は一対の左眼用映像及び右眼用映像ごとに、つまり二つのフレームごとに照射されることもでき、一つのフレームごとに照射されることもできる。また受発光部１２０は無線制御端末機３００から制御信号用の光を受光する。

無線制御端末機３００は端末機本体３１０と、端末機本体３１０に設置されてディスプレイ装置１００の受発光部１２０に制御信号を送信する信号送信部３２０を含む。また無線制御端末機３００は信号送信部３２０を制御する制御部３５０及び無線制御端末機３００に電源を供給するバッテリー部３６０を含むことができる。ここで、信号送信部３２０は信号受信部１２０との間に赤外線通信ができるように、赤外線の光を送信する赤外線送信機を含むことができる。

シャッターメガネ２００はメガネ本体２１０、左眼シャッター２２１及び右眼シャッター２２５以外にもメガネ本体２１０に設置される受光部２３０、光学要素２４０及びこれを制御する制御部２５０を含む。また、シャッターメガネ２００は左眼シャッター２２１と右眼シャッター２２５を駆動するシャッター駆動部２２０及びバッテリー部２６０を含むことができる。

受光部２３０はディスプレイ装置１００から照射された制御信号用の光を受光して、これを制御信号に変換してシャッター駆動部２２０に出力する。ここで、制御信号は左眼シャッター２２１と右眼シャッター２２５を制御するための同期信号であることができる。この受光部２３０は入射光を受光する受光素子２３１と、受光素子２３１で入射される光を集光する集光レンズ２３５を含む。ここで、受光素子２３１は７９０ｎｍ乃至８９０ｎｍ範囲の赤外線の光を受信する赤外線受信機を含むことができる。

シャッター駆動部２２０は入力される同期信号を自動利得制御（Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）して、左眼シャッター２２１と右眼シャッター２２５を駆動する。シャッター駆動部２２０は同期信号を分周したり、分周された同期信号を遅延したり位相を変更させることができる。左眼シャッター２２１と右眼シャッター２２５は液晶シャッターメガネで構成されることができて、シャッター駆動部２２０の駆動によって開閉される。

図３を参照すると、集光レンズ２３５は受光素子２３１上に設置されて、受光素子２３１に入射される光を集束させることで信号感度を向上させる。一方、集光レンズ２３５は前記した同期信号用の光だけではなく、ディスプレイシステムが設置される場所の蛍光灯、白熱灯、ＬＥＤ灯のような室内照明の光を含んだ外部光を集束させる。これにより外部光に起因したノイズの強度が共に増加されることがある。

光学要素２４０は第１集光部２３５に対向されるように設置されて、第１集光部２３５による光の集束時外部光が共に集束される問題点を補完する。つまり、光学要素２４０はディスプレイ装置１００から照射された光Ｌ１は受光部２３０に入射されて、ディスプレイ装置１００の周辺から傾いて入射された外部光Ｌ２は受光部２３０を外れた位置に向かうように入射光の進行経路を変換させる。

図３を参照すると、第１実施例による光学要素２４０はメガネ本体（図１の２１０）の所定位置に受光部２３０をカバーするように設置されるウィンドウ２４１と、ウィンドウ２４１の少なくともある一面に形成される集光部２４５を含む。ウィンドウ２４１は受光部２３０をカバーして、受光部に照射される光Ｌ１、Ｌ２を透過させる。集光部２４５はディスプレイ装置（図１の１００）から照射された光Ｌ１は受光部２３０の方向に集束させて、ディスプレイ装置の周辺から照射された外部光Ｌ２は受光部２３０を外れた位置に屈折させる。図３は集光部２４５として集光レンズ２３５と対向されるウィンドウ２４１の一面つまり、光出射面に形成された陽の屈折力をもつフレネル（Ｆｒｅｓｎｅｌ）レンズ２４５ａを例と挙げて示した。ここで、フレネルレンズ２４５ａと集光レンズ２３５は同軸上に配置されて、ディスプレイ装置（図１の１００）から照射された光Ｌ１はフレネルレンズ２４５ａの光軸に対して並んだ方向に入射される。だから、光Ｌ１はフレネルレンズ２４５ａと集光レンズ２３５によって集束されて、受光素子２３１に照射される。反面、ディスプレイ装置１００から外れた位置から入射された外部光Ｌ２はフレネルレンズ２４５ａの光軸に傾いて入射されるので、受光素子２３１を外れた位置に屈折集束される。故に、外部光Ｌ２に起因した信号干渉を除去することができる。ここで、フレネルレンズ２４５ａはウィンドウ２４１の一面に形成されることに限定されることではなく、ウィンドウ２４１の他の面つまり光が入射される面に形成されたり、光入射面と光出射面の両面に形成されることができる。

また、第２実施例による集光部２４５は図４Ａ及び図４Ｂに各々図示されたように、平凸レンズ２４５ｂ、２４５ｃに構成されることができる。つまり、図４Ａは平凸レンズ２４５ｂがウィンドウ２４５の光出射面に形成されたことを例と挙げて示したもので、図４Ｂは平面凸レンズ２４５ｃがウィンドウ２４５の光入射面に形成されたことを例と挙げて示したものである。また、平凸レンズ２４５ｂ、２４５ｃを利用して集光部２４５を構成することにあって、光入射面と光出射面の両面に形成されることもできる。また、前記した集光部２４５は両凸レンズ又は陽の屈折力をもつメニスカスレンズに構成されることもできる。

また、本実施例にあって、前記した集光部２４５として、一枚のレンズで構成されたことを例と挙げて示したが、これに限定されることではなく２枚以上の複合レンズで構成されることもできる。

図５を参照すると、第３実施例による光学要素２４０はメガネ本体（図１の２１０）の所定位置に受光部２３０をカバーするように設置される集光部２４６を含む。集光部２４６は陽の屈折力をもつレンズで、ディスプレイ装置（図１の１００）から照射された光Ｌ１は受光部２３０の方向に集束透過させて、ディスプレイ装置の周辺で光軸に対して傾いて入射された外部光Ｌ２は受光部２３０を外れた位置に屈折透過させる。図５は集光部２４６の例として光入射面は陽の屈折力をもって、光出射面は陰の屈折力をもつレンズを示したがこれに限定されることではなく、陽の屈折力をもつレンズの範囲内で多様な変更が可能である。

図６を参照すると、第４実施例による光学要素２４０はメガネ本体（図１の２１０）の所定位置に設置される光遮蔽部２４３と、集光部２４７を含む。光遮蔽部２４３は受光部２３０をカバーして、集光部２４７を外れた位置に入射される光を遮断する。集光部２４７は光遮蔽部２４３に設けられて、ディスプレイ装置１００から照射された光Ｌ１は受光部２３０の方向に集束透過させて、ディスプレイ装置の周辺で光軸に対して傾いて入射された外部光Ｌ２は受光素子２３１を外れた位置に屈折透過させる。ここで、光遮蔽部２４３と集光部２４７は別途の部材を結合することによって形成したり、二重射出によって一体に形成されることができる。

図７を参照すると、第５実施例による光学要素２４０にあって、集光部２４５の光軸Ａ２が集光レンズ２３５の光軸Ａ１に対して所定距離Ｄ離隔されるように、設置されることができる。望ましくは集光部２４５の光軸Ａ２が集光レンズ２３５の光軸Ａ１に対して下方に所定距離離隔されるように、光学要素２４０が設置されることができる。これはディスプレイ装置が設置される室内空間にあって、大体の照明光がディスプレイ装置１００の設置位置より高い位置に設置されることを勘案したのである。このように光学要素２４０を配置する場合、第１乃至第４実施例による光学要素２４０の設置位置に比べてより確実にディスプレイ装置の設置位置より高い位置から照射された外部光が受光素子を外れた位置に進行するように案内することができる。

本発明によるシャッターメガネ及びこれを採用したディスプレイシステムは光学要素を含めて光軸に対して傾いて入射される外部光を受光部を外れた位置に進行するようにガイドすることで、外部光による信号干渉を除去することができる。これによって外部光の干渉を最小化することで、シャッターメガネとディスプレイ装置の誤動作を防止することができる。

前記した実施例は例示的なことに過ぎないもので、当該技術分野の通常の知識をもったものならこれを多様な変形及び均等な他実施例が可能である。故に、本発明の技術的な保護範囲は下記の特許請求範囲に記載された発明の技術的思想によって決められることである。

Claims (12)

1. 左眼シャッターと；
   右眼シャッターと；
   ディスプレイ装置から照射された制御信号を受信する受光部と；
   前記受光部に対向されるように設置されて、前記ディスプレイ装置から照射された光は前記受光部に入射されて、前記ディスプレイ装置の周辺から照射された外部光は前記受光部を外した位置に向かうように入射光の進行経路を変換させる光学要素と；
   前記受光部から受信された制御信号を基づき前記左眼シャッターと前記右眼シャッターの開閉を制御する制御部とを含むことを特徴とする立体映像用シャッターメガネ。
2. 前記光学要素は、
   前記受光部をカバーするように設置されて、前記受光部に照射される光を透過させるウィンドウと；
   前記ウィンドウの少なくともある一面に形成されて、前記ディスプレイ装置から照射された光は前記受光部の方向に集束させて、前記ディスプレイ装置の周辺から照射された外部光は前記受光部を外れた位置に屈折させる集光部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の立体映像用シャッターメガネ。
3. 前記集光部は、
   フレネルレンズ、平凸レンズ、両凸レンズ及びメニスカスレンズの中少なくともある一つの集光レンズを含むことを特徴とする請求項２に記載の立体映像用シャッターメガネ。
4. 前記集光部は、
   前記ウィンドウの光入射面に設けられた第１レンズと、前記ウィンドウの光出射面に設けられた第２レンズとを含むことを特徴とする請求項２に記載の立体映像用シャッターメガネ。
5. 前記光学要素は、
   前記受光部をカバーするように設置されて、前記ディスプレイ装置から照射された光は前記受光部の方向に集束透過させて、前記ディスプレイ装置の周辺から照射された外部光は前記受光部を外した位置に屈折透過させる集光部を含むことを特徴とする請求項１に記載の立体映像用シャッターメガネ。
6. 前記集光部は陽の屈折力をもつレンズであることを特徴とする請求項５に記載の立体映像用シャッターメガネ。
7. 前記光学要素は、
   入射光を遮断する光遮蔽部と；
   前記光遮蔽部に設けられて、前記ディスプレイ装置から照射された光は前記受光部の方向に集束透過させて、前記ディスプレイ装置の周辺から照射された外部光は前記受光部を外した位置に屈折透過させる集光部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の立体映像用シャッターメガネ。
8. 前記光遮蔽部と前記集光部は二重射出によって一体に形成されたことを特徴とする請求項７に記載の立体映像用シャッターメガネ。
9. 前記制御信号は、
   前記左眼シャッターと前記右眼シャッターの開閉を制御する同期信号であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の立体映像用シャッターメガネ。
10. 前記受光部は、入射光を受光する受光素子と、前記受光素子で入射される光を集束させる集光レンズとを含めて、
    前記光学要素は、前記集光部の光軸が前記集光レンズの光軸に対して所定距離離隔されるように設置されたことを特徴とする請求項２乃至９のいずれか一項に記載の立体映像用シャッターメガネ。
11. 前記集光部の光軸が前記集光レンズの光軸に対して下方に所定距離離隔されるように前記光学要素が設置されて、前記ディスプレイ装置の設置位置より高い位置から照射された外部光が前記受光素子を外れた位置に進行するように設置されたことを特徴とする請求項１０に記載の立体映像用シャッターメガネ。
12. 左眼用映像と右眼用映像を含んだ立体映像を表示するディスプレイ部と、周辺機器と制御信号用の光を発光及び受光する受発光部とを具備するディスプレイ装置と；
    請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のシャッターメガネとを含むことを特徴とするディスプレイシステム。

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