JP2012186681A - シャッター眼鏡、及び画像表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】画像面に対する視聴位置が変わっても、質の高い立体画像が鑑賞できるシャッター眼鏡、及び画像表示システムを提供する。
【解決手段】シャッター眼鏡１は、入射光を透過させる開状態と、入射光を遮断する閉状態と、を切り替え可能なシャッター部材２ａ，２ｂを、右眼に対応する位置と左眼に対応する位置とに配置する。シャッター部材２ａ，２ｂが開状態の時の光を透過する領域を調整可能に構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、シャッター眼鏡、及び画像表示システムに関する。

従来、例えば、特許文献１に記載されているように、シャッター眼鏡を用いた立体画像表示システムが知られていた。
この画像表示システムでは、人間の左右の視差に対応した右眼用画像と左眼用画像を交互に画像表示装置に表示し、右眼用画像と左眼用画像の表示タイミングと対応して右眼側、左眼側のシャッターが開閉するシャッター眼鏡を装着して画像を視ることで立体画像を視認するものである。
また、特許文献２に記載の偏光眼鏡には開口部を制限する構成が開示されている。

特開２０１０−６２７６７号公報 特開平３−４８８１０号公報

しかしながら、特許文献１に記載のシャッター眼鏡は、シャッターが開の状態ではシャッターの全面が光を透過する状態になってしまう。図１０に示すように、シャッター眼鏡１０１のシャッター部材１０２ｂの全面が光を透過する状態になったとき、視聴者が画像表示装置１１０の画像面１１１から離れた位置にいると、画像面１１１の外側の領域（図に矢印で示す）が視野に入ってしまう。
この画像面１１１の外側の領域では立体画像は表示されず、この部分に視点が合うと、画像面１１１の立体感が損なわれてしまう。その為、良好な立体感を味わうには常に画像面１１１に視点が合うように意識する必要がある。

特許文献２に記載の眼鏡は、開口部を制限する為の別部材を使用し、なおかつ、制限された開口部に合わせて視聴者が適切な視聴位置に移動することを推奨している。つまり、特許文献２のシステムでは、良好な視聴が可能な場所は、画像表示装置と、眼鏡の開口部を制限する部材によって決定され、視聴者はそれに合った場所に移動しなければならない、という不自由を強いられることになる。

本発明の目的は、画像面に対する視聴位置が変わっても、質の高い立体画像が鑑賞できるシャッター眼鏡、及び画像表示システムを提供する。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係るシャッター眼鏡は、入射光を透過させる開状態と、入射光を遮断する閉状態と、に切り替え可能なシャッター部材を、右眼に対応する位置と、左眼に対応する位置と、に配置したシャッター眼鏡であって、前記シャッター部材における前記開状態の時の前記入射光が透過する透過領域を調整可能であることを特徴とする。

本適用例によれば、シャッター眼鏡の開状態における透過領域を調整可能にしたため、画像面に対する視聴位置が変わっても、画像面が適切に視野に入るよう調整することができる。従って、視聴者が特に視点位置を意識的しなくとも、立体画像を表示した画像面が適切に視野に入り良好な立体感を得ることができるシャッター眼鏡を提供することができる。

［適用例２］上記適用例に係るシャッター眼鏡は、前記透過領域の、少なくとも形状、大きさ、位置のいずれか１つを調整可能であることを特徴とする。

本適用例によれば、透過領域の種種の領域情報を調整可能としたため、幅広い視聴環境で良好な立体感を得られるシャッター眼鏡を提供することができる。

［適用例３］上記適用例に係るシャッター眼鏡は、前記右眼に対応する前記透過領域と、前記左眼に対応する前記透過領域と、を同時に調整可能であることを特徴とする。

本適用例によれば、左右の透過領域を同時に調整可能としたため、両眼の調整を簡便に行うことができる。

［適用例４］上記適用例に係るシャッター眼鏡は、前記右眼に対応する前記透過領域と、前記左眼に対応する前記透過領域と、をそれぞれ独立に調整可能であることを特徴とする。

本適用例によれば、左右の透過領域を独立に調整可能としたため、左右の微妙な違いにも対応することができる。

［適用例５］上記適用例に係るシャッター眼鏡は、前記透過領域の少なくとも形状、大きさ、位置のいずれか１つを規定する領域情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段で記憶された領域情報を選択操作する操作手段と、を備えることを特徴とする。

本適用例によれば、領域情報を記憶し選択可能としたため、簡便な選択操作により透過領域の調整をすることができる。

［適用例６］上記適用例に係るシャッター眼鏡は、外部機器と通信して前記領域情報を取得する通信手段と、取得した前記領域情報を記憶する記憶手段と、を備えることを特徴とする。

本適用例によれば、通信手段により領域情報を取得可能としたため、より自由度の高い透過領域の調整をすることができる。

［適用例７］上記適用例に係るシャッター眼鏡は、該シャッター眼鏡から、該シャッター眼鏡を介して視聴する画像面までの距離を測定する距離測定装置を備え、前記距離測定装置の測定結果に応じて、前記透過領域を調整することを特徴とする。

本適用例によれば、測距結果に基づき透過領域を調整するようにしたため、視聴位置が変わった時に、自動で透過領域を調整することができる。

［適用例８］本適用例に係る画像表示システムは、上記に記載のシャッター眼鏡と、右眼用の画像と左眼用の画像を時分割で交互に表示する画像表示装置と、を備える画像表示システムであって、前記画像表示装置は、前記透過領域の領域情報を生成する情報生成手段と、生成された前記領域情報を送信する情報送信手段と、を備え、前記シャッター眼鏡は、前記情報送信手段から送信された前記領域情報を受信する情報受信手段と、前記情報受信手段で受信された領域情報に応じて、前記シャッター眼鏡の透過領域を設定する領域設定手段と、を備えることを特徴とする。

本適用例によれば、シャッター眼鏡の透過領域の領域情報の調整を画像表示装置の画面や操作部材を利用して行うので、より使いやすいユーザーインターフェイスを提供することができる。

実施形態１に係るシャッター眼鏡を用いた画像表示システムの概略図。 （ａ）〜（ｃ）は、実施形態１に係るシャッター眼鏡の透過領域形状の例を示す図。 実施形態１に係るシャッター眼鏡の制御ユニットの構成図。 実施形態１に係るシャッター眼鏡の領域情報を調整するフロー図。 （ａ）〜（ｃ）は、実施形態１に係るシャッター眼鏡の調整対象選択モード時の動作を示す図。 実施形態２に係るシャッター眼鏡の制御ユニットの構成図。 実施形態２に係るシャッター眼鏡の調整フローを示す図。 変形例１に係る画像表示装置の調整画面を示す図。 画像表示装置としてプロジェクターを用いた場合を示す図。 従来のシャッター眼鏡を用いた画像表示システムの概略図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るシャッター眼鏡を用いた画像表示システムであり、画像表示装置１０とシャッター眼鏡１により構成される。
図１では画像表示装置１０として直視型のテレビを例に示しており、立体画像を表示する画像面１１と画像面を支持する枠体１２、シャッター眼鏡１に信号を送信する送信ユニット１３、画像データの入力、及び処理を行なう処理ブロック（図示しない）などから構成されている。
画像表示装置１０は画像面１１に、左右の視差に対応した右眼用画像と左眼用画像を時分割で交互に表示すると共に、左右の画像に対応したシャッターの制御信号を送信ユニット１３からシャッター眼鏡１に送信する。

シャッター眼鏡１は、左眼用のシャッター部材２ａと右眼用のシャッター部材２ｂ、シャッター動作の制御ユニット３、耳に装着する為のつる４などから構成される。
シャッター部材２ａ、２ｂは、入射する光を透過する開状態と、入射する光を遮断する閉状態と、が切換可能である。
使用するシャッター部材の一例としては、液晶シャッターがある。

制御ユニット３は受信器２５（後述する）により受信した画像表示装置１０からのシャッターの制御信号に基づいて左右のシャッター部材２ａ、２ｂの開閉状態を制御する。
シャッター眼鏡１を装着して画像表示装置１０を視聴することで、画像表示装置１０に表示された右眼用画像、左眼用画像の表示状態に対応して左右のシャッター部材２ａ、２ｂの開閉状態が制御され、右眼用画像が視聴者の右眼に、左眼用画像が視聴者の左眼に透過し、視聴者は立体感のある画像として視認することができる。
図１は右眼用の画像を視る状態を表しており、左眼用のシャッター部材２ａが閉状態、右眼用のシャッター部材２ｂが開状態にある。この時、右眼用のシャッター部材２ｂは開状態であるが、視聴者の視野が画像面１１にほぼ一致するように調整された領域だけが光を透過する状態に制御されている。

図２に透過領域を調整する形状の例を示す。代表的なものとして（ａ）の円、（ｂ）の楕円、（ｃ）の四角があるが、本発明はこの形状に限定されるものでは無く、例えば、洋ナシ形のような非対称の形状を持ったものも考えられる。
これらの形状は、記憶手段である後述するメモリー２２に予め保存しておく、また、受信器２５を通して画像表示装置１０から受信してもよい。

制御ユニット３の構成を図３に示す。制御ユニット３は、制御全体を管理するＣＰＵ２１、記憶手段であるメモリー２２、画像表示装置１０からの信号を受信する受信器２５、操作パネル２６、左右の液晶シャッターを駆動するドライバー２３ａ、２３ｂ、そして、これら回路を駆動する電源ブロック（図示しない）などにより構成され、受信器２５で受信した信号に基づきドライバー２３ａ、２３ｂを制御することで、シャッター部材２ａ、２ｂの開閉状態を制御する。
メモリー２２には、ＣＰＵ２１の動作を規定するプログラムや各種データの他、シャッター部材２ａ、２ｂの開状態における透過領域を規定する領域情報を記憶する。領域情報は透過領域の形状、サイズ、位置などの情報を含み、操作パネル２６により調整され、メモリー２２に記憶された内容を更新する。メモリー２２に記憶された領域情報に基づきドライバー２３ａ，２３ｂを制御することで、シャッター部材２ａ、２ｂの透過領域を調整することができる。
操作パネル２６にはスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３が備えられ、押下することで各種の調整、または選択を行なうことができる。

図４に操作パネル２６を用いて領域情報を調整するフローを示す。
調整項目としては、調整対象、透過領域の形状、透過領域のサイズ、透過領域の上下位置、透過領域の左右位置について示す。

図４に示すように、スイッチＳＷ１を押下することで、調整対象選択処理モード（ステップＳ４１）になる。この状態では、左右のシャッター部材２ａ，２ｂの透過領域を同時に調整するか、右のシャッター部材２ｂのみ、又は左のシャッター部材２ａのみを調整するかを選択する。

調整対象選択処理モード時（ステップＳ４１）のシャッター眼鏡１の動作を図５に示す。調整対象選択処理モードに入ると、図５（ａ）のように、現在設定されている透過領域状態で左右のシャッター部材２ａ，２ｂが開閉を繰り返す点滅状態にさせる。図５（ａ）の状態でスイッチＳＷ１を押下すると、左右のシャッター部材２ａ，２ｂを同時に調整するモードに設定して、次の透過領域の形状選択処理モード（ステップＳ４２）に進む。

図５（ａ）の状態でスイッチＳＷ２を押下すると、図５（ｂ）のように、左のシャッター部材２ａは閉状態で、右のシャッター部材２ｂだけが現在設定されている透過領域状態で点滅する。図５（ｂ）の状態でスイッチＳＷ１を押下すると右のシャッター部材２ｂだけを調整するモードに設定して、次の透過領域の形状選択処理モード（ステップＳ４２）に進む。

図５（ｂ）の状態でスイッチＳＷ２を押下すると、図５（ｃ）のように、右のシャッター部材２ｂは閉状態で、左のシャッター部材２ａだけが現在設定されている透過領域状態で点滅する。図５（ｃ）の状態でスイッチＳＷ１を押下すると左のシャッター部材２ａだけを調整するモードに設定して、次の透過領域の形状選択処理モード（ステップＳ４２）に進む。

尚、上記例では、スイッチＳＷ２を押下することで、図５の（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の順に移動したが、スイッチＳＷ３を押下することで、逆順の（ａ）→（ｃ）→（ｂ）で移動する。
また、この調整対象選択処理モード（ステップＳ４１）で選択された左右のシャッター部材２ａ，２ｂの閉、又は点滅の表示形態は以降の設定、調整処理に引き継がれる。

次に、透過領域の形状選択処理モード（ステップＳ４２）では、スイッチＳＷ２、ＳＷ３を押下する毎に、点滅しているシャッターの透過領域の形状が順次切り替わる。希望の形状が表示された状態でスイッチＳＷ１を押下すると、その形状を選択して透過領域のサイズ調整処理モード（ステップＳ４３）に進む。

透過領域のサイズ調整処理モード（ステップＳ４３）では、スイッチＳＷ２を押下する毎に、点滅しているシャッター部材２ａ乃至２ｂの透過領域が大きくなり、スイッチＳＷ３を押下する毎に、点滅しているシャッター部材２ａ乃至２ｂの透過領域が小さくなる。所望のサイズになった状態でスイッチＳＷ１を押下すると、そのサイズに確定して透過領域の上下位置調整処理モード（ステップＳ４４）に進む。

透過領域の上下位置調整処理モード（ステップＳ４４）では、スイッチＳＷ２を押下する毎に、点滅しているシャッター部材２ａ乃至２ｂの透過領域が上へ移動し、スイッチＳＷ３を押下する毎に、点滅しているシャッター部材２ａ乃至２ｂの透過領域が下に移動する。所望の位置になった状態でスイッチＳＷ１を押下すると、その位置に確定して透過領域の左右位置調整処理モード（ステップＳ４５）に進む。

透過領域の左右位置調整処理モード（ステップＳ４５）では、スイッチＳＷ２を押下する毎に、点滅しているシャッター部材２ａ乃至２ｂの透過領域が、シャッター部材２ａの一端と、シャッター部材２ｂの一端と、が対向して隣接している内側方向へ移動し、スイッチＳＷ３を押下する毎に、点滅しているシャッター部材２ａ乃至２ｂの透過領域が、内側方向と反対方向となる外側に移動する。所望の位置になった状態でスイッチＳＷ１を押下すると、その位置に確定して終了処理モード（ステップＳ４６）に進む。

終了処理モード（ステップＳ４６）ではシャッター眼鏡１を、画像表示装置１０からの信号に基づいた動作に復帰させる。

以上述べたように、本実施形態のシャッター眼鏡１によれば、以下の効果がある。
本実施形態のシャッター眼鏡１によれば、シャッター眼鏡１の透過領域を調整可能に構成したので、画像面１１に対する視聴位置が変わっても、適切な視野を設定でき、視聴時に意識的に視点を合わせることなく、良好な立体画像を鑑賞することができる。
本実施形態のシャッター眼鏡１によれば、透過領域の種種の領域情報を調整可能としたため、幅広い視聴環境で良好な立体感を得られるシャッター眼鏡１を提供することができる。
本実施形態のシャッター眼鏡１によれば、左右の透過領域を同時に調整可能としたため、両眼の調整を簡便に行うことができる。
本実施形態のシャッター眼鏡１によれば、左右の透過領域を独立に調整可能としたため、左右の微妙な違いにも対応することができる。
本実施形態のシャッター眼鏡１によれば、領域情報を記憶し選択可能としたため、簡便な選択操作により透過領域の調整をすることができる。
本実施形態のシャッター眼鏡１によれば、通信手段により領域情報を取得可能としたため、より自由度の高い透過領域の調整をすることができる。

（実施形態２）
図６は、実施形態２に係る、シャッター眼鏡１の制御ユニット３の構成図、図７は調整フロー図である。本実施形態に係るシャッター眼鏡１について、これらの図を参照して説明する。尚、実施形態１と同一の構成部位については、同一番号を使用し、重複する説明は省略する。

本実施形態では、図６に示すように実施形態１に対し、シャッター眼鏡１の制御ユニット３に測距センサー６１を追加している。測距センサー６１は視聴者がシャッター眼鏡１を装着して画像面１１を視聴する際に、シャッター眼鏡１と画像面１１との間の距離を測定するようシャッター眼鏡１の前面に設置する。測距センサー６１としては、赤外線や超音波を照射してその反射波を検出するアクティブ方式のセンサーが考えられる。

制御ユニット３では、メモリー２２に、距離に対応する領域情報を記憶しておくことで、測距センサー６１で測定した画像面１１からの距離に応じて自動的にシャッター部材２ａ、２ｂの透過領域を調整できる。調整内容は、図４のフローで調整する全ての項目でも、またその一部でも良く、最良の立体感が得られるように事前に調整しておくことが望ましい。例えば、距離が近いときは形状を「楕円」に設定し、距離が遠いときは「円」に変更する、などの調整が可能になる。

図７は図６の制御ユニット３を用いた場合の調整フローを示す。
スイッチＳＷ１の押下により、まず調整法選択処理を行う（ステップＳ７１）。調整法は測距センサー６１の測定値に基づいてシャッターの透過領域を自動で決定する「オート」モードと、図４のフローに従って設定を行う「マニュアル」モードを選択する。
調整法選択処理（ステップＳ７１）では、スイッチＳＷ２、ＳＷ３の押下毎に、左右のシャッター部材２ａ、２ｂが全開、全閉を交互に繰り返す。全開の状態でスイッチＳＷ１を押下すると「オート」モードを選択、全閉の状態でスイッチＳＷ１を押下すると「マニュアル」モードを選択として判断処理（ステップＳＳ７２）に進む。

判断処理（ステップＳ７２）では「オート」モードか否かを判断する。「オート」モードであれば（ステップＳ７２：Ｙｅｓ）調整処理を終了してステップＳ７４に進みフローを終了する。
または、「マニュアル」モードであれば（ステップＳ７２：Ｎｏ）マニュアル調整処理（ステップＳ７３）に進む。マニュアル調整処理（ステップＳ７３）は図４のフローと一致する為ここでは省略する。
マニュアル調整処理（ステップＳ７３）終了後、ステップＳ７４に進みフローを終了する。

以上述べたように、本実施形態に係るシャッター眼鏡１によれば、画像面１１とシャッター眼鏡１の距離を測定し、自動でシャッターの透過領域を調整できるので、視聴位置を変更した時に煩わしい調整作業無く、最良の立体感を得ることができる。

（変形例１）
図８は変形例１として、シャッター部材２ａ、２ｂの透過領域を規定する領域情報の調整を画像表示装置１０上で行う場合の、メニュー画面の構成を示す。
まず、図４、図７のフローで調整した内容を、画像面１１上にＯＳＤ（オンスクリーンディスプレイ）で表示する。そして画像表示装置１０に付属しているリモートコントローラー（リモコン）などの操作部材を用いて調整の操作をする。
操作部材で調整された領域情報は、送信ユニット１３を通してシャッター眼鏡１に送信されるので、実際の画像面１１とシャッター眼鏡１の調整状態の両方を確認しながら調整作業を進めることができる。
尚、「形状」の項目に、図４には無い「外部」の項目を設けたが、これは予め用意された形状以外に、コンピューターなどで作成した形状データをメモリー装置や通信装置を用いて画像表示装置１０に取り込んで利用するもので、より自由度の高い透過領域を指定することができる。

以上述べたように、本変形例に係る画像表示装置１０とシャッター眼鏡１によれば、画像表示装置１０に表示されたメニューを用いてシャッター部材２ａ、２ｂの透過領域が調整できるので、シャッター眼鏡１単独で調整するよりも視認性が高く、操作性を向上させることができる。更に、コンピューターなどで作成した形状データの利用などが可能になり、視聴者の視聴環境や体格、嗜好に応じて、より自由度の高い調整が可能となる。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

上述では画像表示装置１０として、直視型のテレビを例に説明をしてきたが、本発明は画像表示装置の形態に制約されるものでは無い。図９に投射型のプロジェクター９１を用いた場合の構成を示す。この場合、画像面１１がプロジェクター９１の投射面９２に対応する他は上記実施形態となんら変わることは無い。

また、シャッター部材２ａ，２ｂとして液晶シャッターを想定して説明を行ったが、これに限らず、入射光の透過及び遮断を切り替えできる部材であれば、他の部材を用いることもできる。

更に、透過領域の領域情報として、形状、サイズ、位置を例に説明を行ったが、形状を部分的に変形させる調整や、透過領域と遮光部の境界処理の調整（例えばグラデーション）などを含めても良い。

１…シャッター眼鏡、２ａ，２ｂ…シャッター部材、３…制御ユニット，１０…画像表示装置、１１…画像面、１２…枠体、１３…送信ユニット、２１…ＣＰＵ、２２…メモリー、２５…受信器、２６…操作パネル、６１…測距離センサー。

Claims (8)

1. 入射光を透過させる開状態と、入射光を遮断する閉状態と、に切り替え可能なシャッター部材を、右眼に対応する位置と、左眼に対応する位置と、に配置したシャッター眼鏡であって、
   前記シャッター部材における前記開状態の時の前記入射光が透過する透過領域を調整可能であることを特徴とするシャッター眼鏡。
2. 請求項１に記載のシャッター眼鏡であって、
   前記透過領域の、少なくとも形状、大きさ、位置のいずれか１つを調整可能であることを特徴とするシャッター眼鏡。
3. 請求項１に記載のシャッター眼鏡であって、
   前記右眼に対応する前記透過領域と、前記左眼に対応する前記透過領域と、を同時に調整可能であることを特徴とするシャッター眼鏡。
4. 請求項１に記載のシャッター眼鏡であって、
   前記右眼に対応する前記透過領域と、前記左眼に対応する前記透過領域と、をそれぞれ独立に調整可能であることを特徴とするシャッター眼鏡。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のシャッター眼鏡であって、
   前記透過領域の少なくとも形状、大きさ、位置のいずれか１つを規定する領域情報を記憶する記憶手段と、前記記憶手段で記憶された領域情報を選択操作する操作手段と、を備えることを特徴とするシャッター眼鏡。
6. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のシャッター眼鏡であって、
   外部機器と通信して前記領域情報を取得する通信手段と、取得した前記領域情報を記憶する記憶手段と、を備えることを特徴とするシャッター眼鏡。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のシャッター眼鏡であって、
   該シャッター眼鏡から、該シャッター眼鏡を介して視聴する画像面までの距離を測定する距離測定装置を備え、前記距離測定装置の測定結果に応じて、前記透過領域を調整することを特徴とするシャッター眼鏡。
8. 請求項１から請求項４のいずれかに記載のシャッター眼鏡と、右眼用の画像と左眼用の画像を時分割で交互に表示する画像表示装置と、を備える画像表示システムであって、
   前記画像表示装置は、前記透過領域の領域情報を生成する情報生成手段と、生成された前記領域情報を送信する情報送信手段と、を備え、
   前記シャッター眼鏡は、前記情報送信手段から送信された前記領域情報を受信する情報受信手段と、前記情報受信手段で受信された領域情報に応じて、前記シャッター眼鏡の透過領域を設定する領域設定手段と、を備えることを特徴とする画像表示システム。

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