JP2015082695A - 電子機器及び表示補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】立体視映像を表示する電子機器及び表示補正方法を提供する。【解決手段】実施形態の電子機器は、映像信号出力手段と、表示手段と、照明手段と、駆動手段と、シャッタ制御手段と、を具備する。映像信号出力手段は、第一の映像信号と前記第一の映像信号と交互に視認すべき第二の映像信号とを交互に出力する。表示手段は、前記映像信号出力手段が出力する前記第一の映像信号及び前記第二の映像信号に対応する画像を表示する。照明手段は、前記表示手段が表示する前記画像を照明する。駆動手段は、前記照明手段による前記画像の照明タイミングを制御する。シャッタ制御手段は、前記第一の映像信号の視認を可能とする第一のシャッタと前記第二の映像信号の視認を可能とする第二のシャッタとを、前記第一のシャッタと前記第二のシャッタを同時に閉じている期間を含ませて、交互に開く。【選択図】図５

Description

この発明は、立体視映像を表示する電子機器及び表示補正方法に関する。

映像を表示する電子機器においては、右目と左目の視差を利用して立体像を知覚させる立体視映像を表示可能である。

立体視映像は、右目用映像及び左目用映像をユーザに視認させることにより、立体像を知覚させるもので、例えば右目用映像と左目用映像とを交互に表示し、シャッタ装置（立体視用メガネ）において、右目用映像の表示期間に左目用のシャッタを閉じ、左目用映像の表示期間に右目用のシャッタを閉じるシャッタ方式が実用化されている。

特開２０１３−８８７４１号公報

電子機器においては、映像を表示する表示パネルとしてＬＣＤ（液晶）パネルが、そのための照明装置（バックライト）として、ＬＥＤ照明装置が広く利用されている。

ＬＥＤ照明装置においては、白色光を提供する各色成分（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のＬＥＤ素子が出力する色（発光）の特性とシャッタ方式におけるシャッタの制御時間との影響により、立体視映像の品位が低下する恐れがある。

この発明の目的は、立体視映像を表示する電子機器及び表示補正方法を提供することである。

実施形態の電子機器は、映像信号出力手段と、表示手段と、照明手段と、駆動手段と、シャッタ制御手段と、を具備する。映像信号出力手段は、第一の映像信号と前記第一の映像信号と交互に視認すべき第二の映像信号とを交互に出力する。表示手段は、前記映像信号出力手段が出力する前記第一の映像信号及び前記第二の映像信号に対応する画像を表示する。照明手段は、前記表示手段が表示する前記画像を照明する。駆動手段は、前記照明手段による前記画像の照明タイミングを制御する。シャッタ制御手段は、前記映像信号出力手段による前記第一の映像信号と前記第二の映像信号との前記交互の出力タイミングに対応して、前記第一の映像信号の視認を可能とする第一のシャッタと前記第二の映像信号の視認を可能とする第二のシャッタとを、前記第一のシャッタと前記第二のシャッタを同時に閉じている期間を含ませて、交互に開く。

実施形態に係る電子機器（テレビジョン装置）の主要部の一例を示す。 実施形態に係る電子機器の立体視映像処理部の一例を示す。 実施形態に係る電子機器のシリアル化処理部の一例を示す。 実施形態に係る電子機器の液晶パネル、照明装置及びシャッタの駆動タイミングの一例を示す。 実施形態に係る電子機器の液晶パネル、照明装置及びシャッタの駆動タイミングの一例を示す。 実施形態に係る電子機器の液晶パネル、照明装置及びシャッタの駆動タイミングの一例を示す。 実施形態に係る電子機器のスキャニング方式のバックライトの一例を示す。 実施形態に係る電子機器の液晶パネル、照明装置及びシャッタの駆動タイミングの一例を示す。 実施形態に係る電子機器の液晶パネル、照明装置及びシャッタの駆動タイミングの一例を示す。 実施形態に係る電子機器のブリンキング方式のバックライトの一例を示す。

以下、図面を参照して、本発明の実施の一形態について説明する。

図１が示す電子機器、例えば立体映像（３Ｄ映像）表示装置（以下、テレビジョン装置、と称する）１においては、入力部（チューナ）１１が取得したコンテンツまたは外部入力信号は、分離部１２により、映像データ（ビデオ）と音声データ（オーディオ）とに分離される。入力部１１は、入力映像信号すなわちコンテンツが通常映像（２Ｄ）信号であるか、立体映像（３Ｄ）信号であるかを、入力映像信号に付属する制御信号に従い、識別できる。

分離部１２が分離した映像データ（ビデオ）は、映像処理ブロック２１の映像デコーダ２２によりデコードされ、デジタル映像信号（ビデオ出力）として出力される。このとき、入力部１１が受けつけるコンテンツまたは外部入力信号が、例えばビデオカメラからの映像及び音声である場合、信号の入力方式に依存するが、分離部１２による分離が必要ない（スルーできる）ことは、いうまでもない。

映像デコーダ２２がデコードしたデジタル映像信号は、映像処理部２３により後段のディスプレイ２６が表示可能に所定の解像度及び出力方式に変換され、表示装置制御部２５においてＯＳＤ処理部２４からのＯＳＤ（On Screen Display，オンスクリーンディスプレイ）映像信号と合成され、ディスプレイ２６による好適な表示（映像再生）が可能な表示駆動信号に変換されて、ディスプレイ２６に供給される。表示装置制御部２５の出力は、例えば外部モニタ装置あるいは投影装置（プロジェクタ装置）等が接続可能な、出力端２７に出力されてもよい。

ディスプレイ２６は、例えばＬＣＤ（液晶表示）パネルを含み、照明装置（バックライト）２８からの照明光を選択的に透過して、表示映像を表示（再生）する。照明装置２８は、白色光を提供するＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色の光を出力するＬＥＤ素子または複数のＬＥＤ素子を一体化したＬＥＤアレイを含み、点灯回路（駆動回路）２９からの駆動信号に従い、所定のタイミング及び強度（光強度）で発光する。

表示装置制御部２５と点灯回路２９は、前段に位置するバックライト制御部４３（図２参照）の制御の下で、図４、図５、図７、図８または図９により後段に説明する所定のタイミングで動作する。

分離部１２が分離した音声データ（オーディオ）は、の音声デコーダ３２によりデコードされ、デジタル音声信号（オーディオ出力）として出力される。

音声デコーダ３２がデコードしたデジタル音声信号は、音声処理部３３により、後段のスピーカ３５による好適な再生が可能な所定の形式に変換され、Ｄ−Ａコンバータ３４により、アナログ音声出力信号に変換される。Ｄ−Ａコンバータ３４からのアナログ音声出力信号は、ＡＶ（Audio Visual，オーディオ・ビジュアル）アンプ等が接続可能な出力端３６に分岐してもよい。

テレビジョン装置１はまた、上述した入力部１１、分離部１２、映像処理ブロック２１、音声処理ブロック３１及び立体視映像処理部４１、等の動作を制御する主制御ブロック５１を含む。主制御ブロック５１は、例えばＣＰＵ（主処理回路）５２、ＲＯＭ（読出専用メモリ）５３、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ（ワークメモリ））５４、ＮＶＭ（不揮発性（書き換え可能）メモリ）５５、等を含む。主制御ブロック５１には、ユーザからの制御指示入力を受け付ける操作入力部５６、外部ネットワークからのさまざまな情報の取得及びインターネット網へのアクセス、等を制御するネットワーク制御部５７、例えばＨＤＭＩ（High-definition Digital Media Interface）（登録商標）規格に準拠する他の映像記録装置や映像再生装置との間の制御信号及び映像データと音声データの受け渡しが可能なＨＤＭＩ制御部５８、等が接続する。

立体視映像処理部４１は、図２に示す通り、入力画像信号すなわち映像処理部２３により所定の解像度及び出力方式に変換されたデジタル映像信号である右目用映像信号と左目用映像信号とをシリアル信号処理するシリアル化処理部４２、シリアル化処理部４２がシリアル化処理した順に合わせて、ディスプレイ２６が表示する右目用映像信号と左目用映像信号と対応する照明光を得るためにバックライト制御信号を得るバックライト制御部４３、シリアル化処理部４２によりシリアル信号処理化された順に右目用映像信号と左目用映像信号と同期してシャッタ装置（立体視用メガネ）１１１のシャッタを制御する（右目用映像の表示期間に左目用シャッタを閉じ、左目用映像の表示期間に右目用シャッタを閉じる）シャッタ制御部４４、等を含む。バックライト制御部４３からの制御信号は、図１が示す表示装置制御部２５と点灯回路２８とに、入力される。

図３に、シリアル化処理部４２によりシリアル化処理された右目用映像信号と左目用映像信号と、シリアル化処理部４２への入力右目用映像信号及び左目用映像信号、及びシャッタ装置１１１へのシャッタ制御信号の一例を示す。

図３（ａ）〜図３（ｅ）は、ディスプレイ２６に表示される右目用映像及び左目用映像とシャッタ装置１１１の右目及び左目のシャッタ制御との関係を示している。

シリアル化処理部４２に、図３（ａ）に示すようなフレーム周期が１／６０秒の右目用映像信号Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，……，と図３（ｂ）に示すようなフレーム周期が１／６０秒の左目用映像信号Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，……，とが入力された場合、シリアル化処理部４２によるシリアル化処理により、図３（ｃ）に示すように、右目用映像信号と左目用映像信号とが１／１２０秒のフレーム周期で交互に出力される。従い、ディスプレイ２６には、右目用映像と左目用映像とが交互に表示される。

シャッタ制御部４４からは、図３（ｄ）に示すように、右目用映像が表示されているタイミングでＨ（Ｈｉｇｈ）レベルとなってシャッタ装置１１１の右目用シャッタを開放し、左目用映像が表示されているタイミングでＬ（Ｌｏｗ）レベルとなって同じく右目用シャッタを閉じる右目用シャッタ制御信号が出力される。同様に、左目用映像が表示されているタイミングでＨ（Ｈｉｇｈ）レベルとなってシャッタ装置１１１の左目用シャッタを開放し、右目用映像が表示されているタイミングでＬ（Ｌｏｗ）レベルとなって同じく左目用シャッタを閉じる左目用シャッタ制御信号が出力される（図３（ｅ））。

ところで、照明装置（バックライト）２７においては、白色光を提供するためのＬＥＤ素子またはＬＥＤアレイが出力する色（発光色域）の各色成分（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の改善が進み、より色味（色合い）がよい（高い）照明装置２７が入手可能である。しかしながら、図４（ａ）〜図４（ｄ）に一例を示す通り、より色味（色合い）がよい（高い）照明装置２７からの白色光は、例えば蛍光体を用いる２次発光、等の影響として残光が生じる場合のあることが報告されている。なお、図４（ａ）は、図３（ｃ）が示す右目用映像信号と左目用映像信号とを抜き出したＬＣＤ駆動信号（表示画像）を示し、図４（ｂ）は、対応するＬＣＤパネルのＬＣＤの立ち上がり（立下り）特性を模式的に示す。この場合、図４（ｃ）が示すように、シャッタ装置１１１の右目用シャッタ及び左目用シャッタを、図３（ｄ）及び図３（ｅ）が示すように、オン／オフを交互に繰り返した場合には、図４（ｄ）が示すように、所定のタイミングで順に駆動するバックライト（照明装置）２７からの照明光が一方の目のための映像の表示期間よりも長い期間維持され、他の一方の目のための映像の表示期間（照明光の期間）においても残って残光となる。この残光（照明光の回り込み）は、立体視映像の品位を低下する要素の一つである。

図５（ａ）〜図５（ｄ）は、上述した残光の影響を低減するもので、図５（ａ）が示すＬＣＤ駆動信号を図４（ａ）により示した例と同様とした例においても、図５（ｂ）が示すようにバックライト２７の点灯期間を、バックライト制御部４３の制御により、１フレームの画像の表示期間よりも一定期間短くし、図５（ｃ）が示すように、シャッタ装置１１１の右目用シャッタ及び左目用シャッタのオン／オフの間に、どちらのシャッタもオフになる期間（全オフ期間）を設ける。なお、図５（ｄ）は、バックライト２７の点灯期間を図４（ｄ）に示した例との比較を容易とするために、図４（ｄ）に示したバックライト２７の点灯例を併記したものである。

また、図５（ｂ）と図５（ｄ）との比較により明らかであるが、バックライト２７の点灯期間そのものも、図５（ｄ）が示す例に比較して短くしている。

図５（ａ）〜図５（ｃ）が示す通り、バックライト２７のスキャン（発光）タイミングを早くするとともに、バックライト２７の点灯期間そのものを短くし、表示画像（ＬＣＤパネルの画像表示）が安定した状態においてバックライト２７からの照明光を有益に利用するよう、バックライト２７を制御し、さらにシャッタ装置のオン期間を短くする、すなわち１フレームの画像の表示期間よりもバックライトの点灯期間を一定期間短くし、それぞれのシャッタに全オフ期間を設けることで残光の影響を除去したことにより、右目用画像と左目用画像との間のクロストークを低減でき、立体視画像の品位を向上できる。

なお、図５（ｂ）が示すバックライト２７のスキャン（発光）タイミングは、例えば４つのＬＥＤアレイ（ブロック）からなるバックライト２７を、図７に一例を示すように４つのＬＥＤアレイがＬＣＤパネル（ディスプレイ）２６の垂直走査方向の一端に位置するよう設けるテレビジョン装置（バックライトの駆動方式がスキャニング方式）に有益である。すなわち、現在実用化されている標準的なバックライト装置に、そのまま適用可能である。

図６（ａ）〜図６（ｄ）は、上述した残光の影響を低減するもので、図６（ａ）が示すＬＣＤ駆動信号を図４（ａ）及び図５（ａ）に示した例に比較して、１フレームの画像の表示期間よりも短くしている。すなわち、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、ＬＣＤは、画像書き換え後に安定するまでに時間がかかるため、バックライトは，ＬＣＤの書き換え後の一定期間経過に点灯することが望ましい。なお、図６（ｂ）が示すバックライト２７の点灯期間は、スキャニング方式のバックライトの最初のＬＥＤアレイの点灯により残光が生じたとしても、その残光が図６（ａ）に示す表示画像（ＬＣＤ駆動）の切り替わりまでに消滅するタイミングとしている。すなわち、図６（ｂ）に示すバックライトの点灯タイミングは、図５（ｂ）に示す点灯タイミングに比較して、ＬＣＤ書き換えタイミングに対して遅らせることができる。また、図６（ｃ）が示すように、シャッタ装置１１１の右目用シャッタ及び左目用シャッタのオン／オフの間に、どちらのシャッタもオフになる期間（全オフ期間）を設ける。なお、図６（ｄ）は、バックライト２７の点灯期間を図４（ｄ）に示した例との比較を容易とするため、図４（ｄ）に示したバックライト２７の点灯例を併記したものである。

図６（ａ）〜図６（ｃ）が示す通り、表示画像（ＬＣＤパネルの画像表示）が安定した状態でバックライト２７が点灯するため、よりいっそう、右目用画像と左目用画像との間のクロストークを低減でき、立体視画像の品位を向上できる。

なお、図６（ｂ）が示すバックライト２７のスキャン（発光）タイミングは、図５（ｂ）に示したと同様に、図７に一例を示すように４つのＬＥＤアレイがＬＣＤパネル（ディスプレイ）２６の垂直走査方向の一端に位置するよう設けるテレビジョン装置（バックライトの駆動方式がスキャニング方式）に有益である。すなわち、現在実用化されている標準的なバックライト装置に、そのまま適用可能であることは、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示した例と同様である。

図８（ａ）〜図８（ｄ）は、上述した残光の影響を低減するもので、図８（ａ）〜図８（ｃ）に一例を示す通り、図８（ａ）が示すＬＣＤ駆動信号を図６（ａ）に示した例と同様とし、図８（ｂ）が示すようにバックライト２７の点灯期間を、バックライト制御部４３の制御により、１フレームの画像の表示期間よりも一定期間短く、かつ、図１０に一例を示すようにＬＥＤアレイがＬＣＤパネル（ディスプレイ）２６の水平走査方向の一端に位置するよう設けるテレビジョン装置（バックライトの駆動方式がブリンキング方式）と組み合わせた発光（照明）タイミングとする例である。シャッタ装置１１１の右目用シャッタ及び左目用シャッタのオン／オフの間に、どちらのシャッタもオフになる期間（全オフ期間）を設けるが、図８（ｃ）が示すように、実質的に、バックライト２７がオンである（発光している）期間にのみシャッタをオンする（開く）。なお、図８（ｄ）は、バックライト２７の点灯期間を図４（ｄ）に示した例との比較を容易とするために、図４（ｄ）に示したバックライト２７の点灯例を併記したものである。

図８（ａ）〜図８（ｃ）が示す通り、バックライト２７がブリンキング方式である場合には、シャッタ装置のオン期間を実質的にバックライトの点灯（発光している）期間に一致させることにより、右目用画像と左目用画像との間のクロストークを低減でき、立体視画像の品位を向上できる。

なお、図８（ｂ）が示す発光タイミングを提供できるバックライト２７は、ＬＥＤアレイ（ブロック）の分割が必要ないブリンキング方式であるから、より安価なバックライトの構成が提供できる。

図９（ａ）〜図９（ｃ）は、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示した残光の影響を低減する方法において、バックライト２７の点灯期間を図９（ｂ）に示すように一層短くしたものであり、シャッタ装置１１１のシャッタをオンする（開く）タイミングを図９（ｃ）に示すようにバックライト２７のオン（発光）期間に一致させた場合には、さらに右目用画像と左目用画像との間のクロストークを低減でき、立体視画像の品位を向上できる。なお、図９（ｂ）が示すバックライト２７の点灯期間は、図８（ｂ）に示した例に比較すると非常に短い。このため、照明光の時間当たりの強度（バックライト２７の発光強度）を、図８（ｂ）に示した例に比較して高めることが好ましい。なお、図９（ｄ）は、バックライト２７の点灯期間を図４（ｄ）に示した例との比較を容易とするために、図４（ｄ）に示したバックライト２７の点灯例を併記したものである。

この方法により、液晶ディスプレイ２６の表示画像（ＬＣＤパネルの表示画素）がより安定したタイミングでバックライト２７をＯＮ（発光）できるため、クロストークをさらに確実に低減でき、立体視画像の品位を向上できる。

なお、図１〜図３に示した表示装置（電子機器）１は、テレビジョン装置に限らず、画像を表示可能であれば、どのような装置であってもよく、例えば放送を受信する機能を有するＰＣ（パーソナルコンピュータ）、放送受信装置を有する映像記録装置（レコーダ装置）と接続する映像表示装置（モニタ装置）、あるいは放送受信機能を有する携帯可能端末装置等への適用が可能である。また、画像は、空間を伝播する電波として放送事業者（放送局）が提供する放送が含む動画や静止画あるいはテキスト（コード化された符号列で示される文字や記号等で表される情報）ならびにその任意の組み合わせを含む。また、画像は、光ファイバ等を用いるケーブルシステムやＩＰ（インターネット・プロトコル）網等のネットワークにより配信事業者が配信するもの等、を含む。また、画像は、映像と音声および／または音楽等を含み、一定の時間（放送時間）を単位とする番組を、連続して、あるいは一定期間（時間）提供する。なお、画像は、コンテンツもしくはストリームあるいは番組と呼称される場合もある。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…テレビジョン装置（立体映像表示装置）、１１…入力部（チューナ）、２１…映像処理ブロック、２２…映像デコーダ、２３…映像処理部、２５…表示装置制御部、２６…ディスプレイ、２８…照明装置（バックライト）、２９…点灯回路（駆動回路）、３１…音声（オーディオ）処理ブロック、４１…立体映像処理部、４２…シリアル化処理部、４３…バックライト制御部、４４…シャッタ制御部。

Claims (7)

1. 第一の映像信号と前記第一の映像信号と交互に視認すべき第二の映像信号とを交互に出力する映像信号出力手段と、
   前記映像信号出力手段が出力する前記第一の映像信号及び前記第二の映像信号に対応する画像を表示する表示手段と、
   前記表示手段が表示する前記画像を照明する照明手段と、
   前記照明手段による前記画像の照明タイミングを制御する駆動手段と、
   前記映像信号出力手段による前記第一の映像信号と前記第二の映像信号との前記交互の出力タイミングに対応して、前記第一の映像信号の視認を可能とする第一のシャッタと前記第二の映像信号の視認を可能とする第二のシャッタとを、前記第一のシャッタと前記第二のシャッタを同時に閉じている期間を含ませて、交互に開くシャッタ制御手段と、
   を具備する電子機器。
2. 前記シャッタ制御手段が前記第一のシャッタと前記第二のシャッタを前記同時に閉じている期間は、前記照明手段が前記表示手段の表示する前記画像を照明した際の残光が前記映像信号出力手段による前記第一の映像信号及び前記第二の映像信号の前記交互の出力タイミングの切り替わり期間を含む請求項１の電子機器。
3. 前記シャッタ制御手段が前記第一のシャッタと前記第二のシャッタを前記同時に閉じている期間の終端は、前記照明手段が前記表示手段の表示する前記画像を照明した際の残光の消滅するタイミングに一致される請求項２の電子機器。
4. 前記第一の映像信号と前記第二の映像信号は、それぞれの映像信号に対応する表示画像の視認時に視差を生じる右目用映像信号及び左目用映像信号を含む請求項１〜３のいずれかの電子機器。
5. 第一の映像信号と第一の映像信号と交互に視認すべき第二の映像信号とを交互に出力し、
   第一の映像信号及び第二の映像信号に対応する画像を表示し、
   表示した画像を照明タイミングを制御して照明し、
   第一の映像信号と第二の映像信号の交互の出力タイミングに対応して、第一の映像信号の視認を可能とする第一のシャッタと第二の映像信号の視認を可能とする第二のシャッタを、第一のシャッタと第二のシャッタを同時に閉じている期間を含ませて、交互に開く
   表示補正方法。
6. 第一のシャッタと第二のシャッタを同時に閉じている期間は、表示した画像を照明した際の残光が第一の映像信号及び第二の映像信号の交互の出力タイミングの切り替わり期間を含む請求項５の表示補正方法。
7. 第一のシャッタと第二のシャッタを同時に閉じている期間の終端は、表示した画像を照明した際の残光の消滅するタイミングに一致される請求項６の表示補正方法。

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