JP2012109706A - 立体映像表示装置及び立体映像表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】視差が小さいときにはバックライトの点灯期間を長くして、表示輝度を上げるように制御する映像表示システムを提供する。
【解決手段】立体映像表示装置は、左眼用画像及び右眼用画像の視差を調整する視差調整手段と、立体映像の表示を行なうための光源と、前記光源の点灯期間の変更を行なう光源制御手段とを備えており、前記視差調整手段により所定の視差に調整されたときに、前記光源の点灯期間を増加させる前記光源は、発光領域ごとに順次点灯される。
【選択図】図１

Description

本発明は、立体映像を表示する立体映像表示装置及び立体映像表示システムに関する。

近年、立体映像を表示する映像表示装置の開発が盛んに行なわれている。立体映像を表示する一例としては、映像表示装置から視差の異なる右眼用画像と左眼用画像を交互に観察者に到達させ、例えば立体視用の液晶シャッターを用いた３Ｄメガネを使用して、観察者の右眼には右眼用画像のみが、左眼には左眼用画像のみが到達されるように制御を行うことで、観察者は両眼視差を用いて立体視を行なっている。観察者は実際には存在しない立体映像を上述したような方法により、脳内で知覚することで擬似的に立体視を行なっているため、眼精疲労の原因となっている。該眼精疲労を軽減するための方法としては、右眼及び左眼用画像の視差を小さくすることで、表示画面からの立体映像の飛び出し量を制限して観察者に加わる目の負担を軽減することなどが行なわれている。

ところで、上述したように両眼視差を用いて立体視を行う場合には、クロストークという現象が生じる。クロストークとは、本来は右眼で観察されるべきである右眼用画像の一部が左眼用画像にもれこむ、あるいは左眼用画像の一部が右眼用画像にもれこむ現象であり、右眼用画像と左眼用画像とでは視差が異なるため、観察される立体映像の一部が二重に見えるといった問題が生じ、画質の低下を引き起こす。図７は、前記クロストークが生じるときの映像信号の書き込みのタイミングについて図示している。図７において、５つの矩形で囲まれた領域は表示画面を示していて、紙面に向かって上部が表示画面の上部を下部が表示画面の下部を示している。Ｒは時刻ｔ１において右眼用画像に係る映像信号が書き込まれており、時刻ｔ２には左眼用画像Ｌに係る映像信号の書き込みが上部から３分の１ほど行なわれている。時刻ｔ３には、Ｌに係る映像信号の書き込みが終了し、時刻ｔ４にはＲに係る映像信号が３分の１ほど書き込まれている。これらのうち、クロストークは、時刻ｔ２あるいは時刻ｔ４のような映像信号の書き込みが行なわれている途中に生じる。

しかしながら、前記クロストークは視差が大きいときには、画質低下に影響するが、視差が小さいときには、たとえクロストークが生じたとしても画質の低下に与える影響はほとんどない。

特許文献１では、図８に示すように、画像書き込みが完了し、且つ偏光変換素子の偏光状態の切り換えも完了している間で、所定のタイミングでのみバックライトを点灯することで、クロストークの軽減をはかっている。

特開２００３−２０２５１９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、視差が小さくクロストークの影響が小さいときのバックライトの点灯期間の制御については開示されておらず、バックライトの点灯に関しては、画像書き込みが完了し、且つ偏光変換素子による変更状態の切り換えも完了している間でのみ行なっているため、表示画面が暗くなるという問題がある。

そこで、本発明はかかる課題を解決する為になされたものであり、視差が小さくクロストークが生じても画質低下に係る影響が小さいときには、バックライトの点灯期間を長くして、表示輝度を上げるように制御する立体映像表示装置及び立体映像表示システムを提供することを目的とする。

本発明にかかる立体映像表示装置は、左眼用画像と右眼用画像の視差を用いて立体映像を表示する立体映像表示装置において、左眼用画像及び右眼用画像の視差を調整する視差調整手段と、立体映像の表示を行なうための光源と、前記光源の点灯期間の変更を行なう光源制御手段とを備えており、前記視差調整手段により所定の視差に調整されたときに、前記光源の点灯期間を増加させることを特徴とする。

また、本発明にかかる立体映像表示システムは、左眼用画像と右眼用画像の視差を用いて立体映像を表示する立体映像表示装置において、左眼用画像及び右眼用画像の視差を調整する視差調整手段と、立体映像の表示を行なうための光源と、前記光源の点灯期間の変更を行なう光源制御手段と、立体映像の観察を行なうための３Ｄメガネと、前記３Ｄメガネの開放期間を設定するメガネ制御手段とを備えており、前記視差調整手段により所定の視差に調整されたときに、前記光源の点灯期間を増加させるとともに前記３Ｄメガネの開放期間を増加させることを特徴とする。

本発明にかかる立体映像表示装置及び立体映像表示システムによれば、視差が小さくクロストークが生じても画質低下に係る影響が小さいときには、バックライトの点灯期間を長くして、表示輝度を上げるように制御する立体映像表示装置及び立体映像表示システムを提供することが出来る。

本発明の第１の実施例に関する立体映像表示システムのブロック構成図。 本発明の第１の実施例に関する視差と観察時間との関係を示した説明図。 本発明の第１の実施例に関する視差調整を行う様子を示した説明図。 本発明の第１の実施例に関する３Ｄメガネの開放期間と光源の点灯期間との関係を定めた説明図。 本発明の第２の実施例に関する光源の点灯期間と３Ｄメガネの開放期間との関係を定めた説明図。 本発明の第３の実施例に関する立体映像表示システムのブロック構成図。 クロストークが生じるときの様子を示した説明図。 従来技術に関する画像書き込み期間とバックライト点灯期間の説明図。

以下、本発明の実施例１について図１を用いて説明する。図１は、本発明の映像表示システムに係るブロック構成図であり、映像処理手段１と、視差調整手段２と、観察時間計測手段３と、光源制御手段４と、タイミングコントローラ５と、光源６と、表示手段７と、メガネ制御手段８と、赤外線発光手段９と、３Ｄメガネ１０から構成される。光源６は、表示手段７が液晶表示パネルの場合、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）や蛍光管などから構成される。３Ｄメガネ１０は、交互に送出される左眼用画像（以下、Ｌ画像と称する）と右眼用画像（以下、Ｒ画像と称する）に対し、左眼用及び右眼用それぞれ独立に組み込まれている液晶シャッターにより、左目あるいは右目に対して交互に光を透過させることで立体視を行なうためのメガネであり、赤外線発光手段９から送出される赤外線を受光する受光手段を備えている。なお、図１では３Ｄメガネ１０との通信方式として赤外線を用いた方式としているが、他の無線方式あるいは有線方式で通信を行なってもよい。

次に、本実施例の動作について説明する。映像処理手段１には、画像データ信号、同期信号等からなる映像信号が入力信号として入力され、所定の映像処理が行なわれる。該映像処理は、例えば画質調整に係るもので、前記画質調整は輝度やシャープネス、コントラストなどの調整を行う。また、映像処理手段１は２Ｄ／３Ｄ変換手段（図示しない）を備えており、入力される２次元の映像信号から、立体視を行うためのＬ画像データ及びＲ画像データの生成を行なう。該Ｌ画像データ及びＲ画像データの生成は、周知の手法を用いて生成され、例えば、画面の中央付近が奥行き方向で常に手前にあるものと仮定し、中心付近が常に手前に見えるように生成する方法がある。映像処理手段１は、Ｌ画像及びＲ画像データを視差調整手段２に出力し、光源６の照度を決定するために輝度信号を光源制御手段４に出力する。また、映像信号から同期信号の分離を行い、タイミングコントローラ５に出力する。

観察時間計測手段３は、後述する視差調整手段２にＬ画像及びＲ画像データの入力があったことにもとづき、立体映像の観察が開始されたものとみなして、立体映像の観察時間の計測を行い、所定時間経過ごとに時間経過に係る信号を視差調整手段２に出力する。

視差調整手段２は、入力されるＬ画像及びＲ画像データに関し、視差調整を行う。図２（Ａ）の線ａは、立体映像の観察時間と視差との関係について、観察時間が長くなるとともに徐々に視差を小さくすることを示している。観察時間がＴ１において視差を徐々に小さくしていき、所定の視差になったときから光源６の点灯期間の変更を開始する。つまり、前記所定の観察時間になったときから、視差を小さくしていき、光源６の点灯期間は長くしていくような構成とする。このような構成とするのは、既に上述したようにＬ画像及びＲ画像の視差が大きいときにはクロストークの影響も大きいため、画像データの書き込みを行なっている間は光源を消灯するように動作させるが、視差が小さいときには、クロストークが生じたとしても影響が小さいため、画像データの書き込みを行なっている間、光源を点灯させて表示輝度を増加させるためである。

図２（Ａ）と同様に、図２（Ｂ）の線ｂも立体映像の観察時間と視差との関係を示していて、観察時間がＴ１において視差を徐々に小さくしていき、所定の視差になったときに光源６の点灯期間の変更を開始し、Ｔ２において視差調整を終了し、光源６の点灯期間の変更も終了する。

図３は、視差調整を行う様子を模式的に示した図であり、Ｌ１及びＬ２は左眼用画像で、Ｒ１及びＲ２は右眼用画像を示している。図３に示すように、Ｌ１を紙面に向かって左側に、Ｒ１を紙面に向かって右側にそれぞれ平行移動させることで、視差を小さくさせている。Ｌ２及びＲ２は視差調整を行なった後の左眼及び右眼用画像を示している。また、Ｓ１は、Ｌ１及びＲ１により観察者に知覚される立体映像で、Ｓ２はＬ２及びＲ２によって知覚される立体映像を示していて、視差調整後の立体映像であるＳ２の方が、表示画面から観察者まで飛び出している距離が小さいことが分かる。前記飛び出している距離を本明細書では、立体度と称する。該立体度を観察時間の経過につれて徐々に小さくしていくことで、観察者の眼精疲労を軽減させることが出来る。

視差調整手段２は、観測時間が図２（Ａ）または図２（Ｂ）のＴ1になったことを観察時間計測手段３が計測したら、前記視差調整を行った画像データを表示手段７に出力する。また、前記視差調整を行った結果、所定の視差になった時点で、視差調整手段２は、３Ｄメガネの開放期間を定める同期信号ｄ１を生成し、メガネ制御手段８の開放のタイミングを制御するタイミングコントローラ５に出力する。また、視差調整手段２は、光源６の点灯期間を定める同期信号ｄ２の生成も行い、光源制御手段４の点灯のタイミングを制御するタイミングコントローラ５に出力する。前記所定の視差になった時点以降は、視差の大きさに応じて光源６の点灯期間及び３Ｄメガネの開放期間を定める。図４は、視差を小さくしていき所定の視差になった時点における、１フレーム期間内の光源の点灯期間と３Ｄメガネの開放期間との関係を定めた説明図であり、光源の点灯開始に合わせて３Ｄメガネの右眼あるいは左眼画像用のシャッターの開放を行なっている。図４（Ａ）は、従来の画像書き込み期間と光源の点灯期間と３Ｄメガネの開放期間との関係を定めている。図４（Ｂ）は、本発明の画像書き込み期間と光源の点灯期間と３Ｄメガネの開放期間との関係を示していて、図４（Ａ）と異なる点は、１フレーム期間内の光源点灯期間と３Ｄメガネ開放期間を長くしており、画像書き込み期間と重複していることである。このような構成することで、視差が小さくクロストークの影響がほとんどないときには、光源点灯期間を長くすることで、より表示輝度の高い映像を観察することが可能となる。

図１のタイミングコントローラ５は、入力される同期信号にもとづいて、光源制御手段４、表示手段７、メガネ制御手段８のそれぞれのタイミング制御を行う。また、特に所定の視差になった時点からは、入力される同期信号ｄ１及びｄ２にもとづいてメガネ制御手段８及び光源制御手段４のタイミング制御を行う。

光源制御手段４は、タイミングコントローラ５から入力されるタイミング信号及び映像処理手段１から入力される輝度信号に基づいて光源６の点灯タイミング及び照度の決定を行う。また、特に所定の視差になった時点からは、入力されるタイミング信号にもとづいて光源６を点灯させるタイミングの調整を行う。

メガネ制御手段８は、入力されるタイミング信号にもとづき、３Ｄメガネの開放期間を定める制御信号を赤外線発光手段９に出力し、該赤外線発光手段９から３Ｄメガネ１０に対して制御信号を送信する。特に所定の視差以下になった時点からは、メガネ制御手段８は入力されるタイミング信号にもとづいて３Ｄメガネの開放期間の制御を行う。３Ｄメガネ１０は、赤外線受光部（図示せず）を備えていて、赤外線発光手段９から受信した制御信号にもとづいて、３Ｄメガネの開放期間を設定する。

尚、本実施例では、光源６の点灯期間を長くすることに伴って、３Ｄメガネの開放期間も長くすることで、表示輝度の高い映像を表示するような構成としたが、これに限らず、例えばレンチキュラ方式や視差バリア方式などによる３Ｄメガネを用いずに裸眼で立体視を行なうような方式を用いた立体映像表示装置に本実施例の構成を適用してもよい。

上記構成により、左眼及び右眼用画像の視差が小さくクロストークの影響が小さいときに、視差の大きさに応じて光源の点灯期間を長くしたことで、表示輝度の高い映像を表示することが可能な立体映像表示装置及び立体映像表示システムを提供することが可能となる。

次に、本発明の実施例２について説明する。基本的には実施例１と同様の構成及び動作からなり、実施例１と異なる点について図１、図５を用いて説明する。図５は、光源の点灯期間と３Ｄメガネの開放期間との関係を定めた説明図である。黒塗り部は光源の点灯期間を、斜線部は３Ｄメガネの開放期間を示している。上述した図４（Ｂ）と異なる点は、光源の発光領域を表示画面の上部から下部に４分割している点である。

次に、実施例２の動作について説明する。図１の光源６を点灯するタイミングに関し、実施例１では１フレーム期間内に全ての光源を同時に点灯するという構成としたが、本実施例では図５で示したように光源６を４つの発光領域に分割し、表示画面の上部の領域から順次点灯させ、所定時間経過後に順次消灯させるように動作を行なう。

視差調整手段２で視差調整を行い、所定の視差になった時点で光源６の点灯期間を定める同期信号ｄ３を生成し、光源制御手段４の点灯のタイミングを制御するタイミングコントローラ５に出力する。

光源制御手段４は、入力されるタイミング信号にもとづいて４分割した光源６に関し、順次表示画面の上部の領域から点灯していくように動作を行なう。以下、実施例１と同様であるので省略する。

上記構成により、視差の小ささに応じて光源の点灯期間を長くしたことで、表示輝度の高い映像を表示できることに加え、光源の発光領域を分割して順次点灯させ、所定時間経過後に順次消灯させるように動作を行なうことで、動きぼけを防止できるため高画質化につながり、また消費電力の抑制にも寄与する立体映像表示装置及び立体映像表示システムを提供することが可能となる。

次に、本発明の実施例３について説明する。基本的には実施例１と同様の構成及び動作からなり、実施例１と異なる点について図６を用いて説明する。

図６は、図１で示したブロック構成図における観察時間計測手段３に代えて、リモコン受信手段１１を備えた構成としている。

実施例３の動作について説明する。実施例１では、観察時間計測手段３から入力される観察開始情報にもとづいて時間経過につれて、徐々に視差調整を行う構成としたが、本実施例では、リモコンから送信される制御信号をリモコン受信手段１１が受信し、該制御信号にもとづいて視差調整を行うという構成とする。具体的な構成としては、例えばリモコンに視差調整用の制御キーが備えられており、観察者が該制御キーを押すごとに視差調整が行われ、視差を変更していくような構成が望ましい。また、本実施例ではリモコンから視差調整を行うとしたが、これに限らず、機器の設定変更メニュー（図示せず）などから行なってもよい。

視差調整手段２は、入力される制御信号にもとづいて、所定の視差になった時点で該所定の視差に対応させた３Ｄメガネの開放期間を定める同期信号ｄ４及び光源６の点灯期間を定める同期信号ｄ５を生成し、タイミングコントローラ５に出力し、タイミング制御を行う。以下、実施例１と同様であるので省略する。

上記構成により、リモコンを用いて視差調整を行うことができるので、観察者が眼精疲労を感じたら任意の視差に変更できて、該変更後の視差に応じて光源の点灯期間を長くしたことで、表示輝度の高い映像を表示することが可能な立体映像表示装置及び立体映像表示システムを提供することが可能となる。

１ 映像処理手段
２ 視差調整手段
３ 観察時間計測手段
４ 光源制御手段
５ タイミングコントローラ
６ 光源
７ 表示手段
８ メガネ制御手段
９ 赤外線発光手段
１０ ３Ｄメガネ
１１ リモコン受信手段

Claims (5)

1. 左眼用画像と右眼用画像の視差を用いて立体映像を表示する立体映像表示装置において、
   左眼用画像及び右眼用画像の視差を調整する視差調整手段と、
   立体映像の表示を行なうための光源と、
   前記光源の点灯期間の変更を行なう光源制御手段とを備えており、
   前記視差調整手段により所定の視差に調整されたときに、前記光源の点灯期間を増加させることを特徴とする立体映像表示装置。
2. 前記光源は発光領域ごとに順次点灯されることを特徴とする請求項１に記載の立体映像表示装置。
3. 前記視差は立体映像の観察時間が長くなると小さくされることを特徴とする請求項１もしくは２のいずれかに記載の立体映像表示装置。
4. 前記視差はリモコンによって小さくされることを特徴とする請求項１〜３にいずれかに記載の立体映像表示装置。
5. 請求項１〜４に記載の立体映像表示装置と、
   立体映像の観察を行なうための３Ｄメガネと、
   前記３Ｄメガネの開放期間を設定するメガネ制御手段とを備えており、
   視差調整手段により所定の視差に調整されたときに、光源の点灯期間を増加させるとともに前記３Ｄメガネの開放期間を増加させることを特徴とする立体映像表示システム。