JP5214020B2 - 立体表示システム - Google Patents

Description

本発明は、立体映像観察用の眼鏡を使用して立体映像を観察する立体表示システムに関する。

従来、立体映像を得るための立体表示装置としては、視差を有する左目用映像及び右目用映像を所定周期（例えば、フィールド周期）で交互にディスプレイに供給し、この画像を前記所定周期に同期して駆動される液晶シャッターを備える立体映像観察用眼鏡で観察する方法がある（例えば、特許文献１参照）。

図１に従来の立体表示システムのブロック図を示し、６０Ｈｚの左右映像信号が入力される場合について説明する。

立体映像処理部１０１は、６０Ｈｚの左右映像信号を入力し、１２０Ｈｚ周期の信号に変換して表示駆動部１０２へ出力する。表示駆動部１０２では１２０Ｈｚの左右映像信号を、表示ディスプレイ１０３で表示可能な形式に変換し、表示ディスプレイ１０３へ出力する。これにより、表示ディスプレイ１０３では、１２０Ｈｚ周期で左右交互に画像が表示される。

一方、立体映像処理部１０１における１２０Ｈｚの同期を基準にして、左側のメガネ位置制御回路１０４Ｌ、右側のメガネ位置制御回路１０４Ｒはそれぞれ、立体映像観察用眼鏡１０５の左側メガネシャッター１０５Ｌ、右側メガネシャッター１０５Ｒを制御する。メガネ位置制御回路１０４Ｌ、１０４Ｒは、メガネシャッター１０５Ｌ、１０５Ｒを、表示ディスプレイ１０３の左右交互の出力画像と同期する形でシャッターの開期間がそれぞれの映像期間の半分になるように開閉制御する。メガネシャッター１０５Ｌ、１０５Ｒを通した左右の画像は人の左右の眼にそれぞれ入力され、結果として人の頭の中で視覚的な立体像を生成する。

ところで、上記従来例に示した立体映像観察用眼鏡では、表示ディスプレイからの映像と共に、室内であれば、蛍光灯の光も入射されることになる。この蛍光灯は電源周波数に同期して点滅しており、この点滅の周期と立体映像観察用眼鏡の駆動の周期が特定の関係にあるときフリッカを生じることがある。

図２を用いてこのフリッカを説明する。図２は、従来の立体表示装置における制御タイミングチャートである。今、表示ディスプレイ１０３としてＣＲＴディスプレイを前提として説明する。図２において、図２Ａは表示ディスプレイ１０３における左右映像信号の走査タイミングを、図２Ｂはメガネシャッター１０５Ｌ、１０５Ｒの開閉タイミングを、図２Ｃは装置周辺の蛍光灯の光強度の時間変化を、図２Ｄはメガネシャッター１０５Ｌ、１０５Ｒを通過する蛍光灯の光強度を、それぞれ示している。商用電源周波数が５０Ｈｚの地区における蛍光灯は、その光強度の波形が５０Ｈｚの全波整流波形になる。よって、１００Ｈｚの周期で波形が繰り返される。この１００Ｈｚの蛍光灯の光強度波形と６０Ｈｚのメガネのシャッター開閉タイミング（図２では開閉のデューティ比が１：３（２５％））との成分で積分されたものが、図２Ｄのメガネシャッター１０５Ｌ、１０５Ｒそれぞれの通過光の波形である。図２Ｄの波形及び波形中に記載した数値で示されるように、例えば右シャッター通過光の積分値は５６％、４８％、２１％、５６％と変化し、２０Ｈｚの周期を持つ。（ここで、これらの数値は図９Ｄにおける蛍光灯の光強度変化の半周期分（５０Ｈｚ周期の半分の期間）の積分値で正規化しパーセントで表したものである。）こ
の２０Ｈｚ周期の波形の周波数成分がフリッカとして目に知覚されるため妨害となる。

これに対して、上記２０Ｈｚのフリッカを改善するため、メガネパルス幅制御回路を設け、メガネの開閉時間を変化させることで回避する方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。この方法は、図３に示すように、図１に示す従来例に対して、左側メガネパルス幅制御回路１４１Ｌ、右側メガネパルス幅制御回路１４１Ｒを追加したものである。左側メガネパルス幅制御回路１４１Ｌ、右側メガネパルス幅制御回路１４１Ｒによって、基本的にメガネが開いた状態（光透過）の開期間の幅を、１００Ｈｚの蛍光灯周期時間（１０ｍｓｅｃ）に合わせる。一方、メガネが閉じた状態（光遮蔽）の閉期間の幅を６０Ｈｚのメガネの周期時間（１６．７ｍｓｅｃ）の残時間（６．７ｍｓｅｃ）に合わせる。これによって、メガネの開期間が１００Ｈｚの蛍光灯の光強度波形の周期期間と一致するためフリッカは発生しない。

特開昭６２−１３３８９１号公報 特開平９−１３８３８４号公報

しかし、特許文献２の方法においては、以下のような課題がある。上述したような開閉期間幅にメガネのシャッターを設定すると左右のシャッター開期間が重なる。このため、左目用映像が右側メガネシャッターに、右目用映像が左側メガネシャッターに漏れ込み、クロストークと言われる妨害画像が左右の眼へそれぞれ入力されてしまうという課題が発生する。特許文献２では、開期間が重なってしまう期間を他方の映像（右なら左のフィールド映像、左なら右のフィールド映像）の有効映像が存在しないブランキング期間に合わせることで、開期間を１０ｍｓｅｃに近づけてクロストークとフリッカの双方の妨害をバランス良く低減している。

しかしながら、上記フリッカの低減方法はブランキング期間の長さによってはフリッカの低減効果が十分に得られない場合がある。一方シャッターの開期間を長く設定するとクロストークの妨害が大きくなってしまうという課題があった。

本発明の目的は、クロストークの増加を防ぎつつ、蛍光灯の影響によるフリッカを低減できる立体表示システム、立体表示装置および立体映像観察用眼鏡を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明に係る立体表示システムは、入力される左目用映像信号と右目用映像信号に基づく左目用映像と右目用映像とを時間的に切替えて表示する立体表示装置と、左目および右目へそれぞれ通過する光の量を調整する左目用および右目用のシャッターを有し、前記左目用映像と前記右目用映像とを観察する立体映像観察用眼鏡とを備えた立体表示システムであって、前記立体表示装置の周辺光を検出し、その周辺光から輝度変動を検出することにより、輝度変動の周期と前記シャッターの開閉周期との干渉によるフリッカの有無を検出するフリッカ検出部と、前記立体映像観察用眼鏡の左右のシャッターの開閉状態を左目用映像と右目用映像の表示周期に応じた開閉周期で制御するシャッター制御部と、前記左右のシャッター各々の光通過量に応じて前記立体表示装置が表示する前記左目用映像および右眼用映像の輝度を制御する映像輝度制御部を備え、前記立体表示装置は、前記左目用映像信号と前記右目用映像信号とに応じて背面から入射する光を変調して前記左目用映像と前記右目用映像とを表示する液晶パネル部と、前記液晶パネル部に背面から光を照射するバックライト部とを有し、かつ前記シャッター制御部は、前記フリッカ検出部でフリッカを検出した場合、前記左右のシャッターの各々において、時間的に連続する開期間に前記周辺光が通過する光量の変動が低減するように光通過量を制御するものであり、さらに前記映像輝度制御部は、前記液晶パネル部の通過率を制御することで前記左目用映像および右眼用映像の輝度を制御するか、または前記バックライト部の発光輝度を制御することで前記左目用映像および右眼用映像の輝度を制御するものであることを特徴とする。

本発明によれば、立体表示システムにおいて、クロストークの増加を防ぎつつ、蛍光灯の影響によるフリッカを低減することができる。

従来の立体表示システムのブロック図 従来の立体表示装置における制御タイミングチャートであり、図２Ａは左右映像信号の走査タイミングを示す図、図２Ｂはメガネシャッターの開閉タイミングを示す図、図２Ｃは装置周辺の蛍光灯の光強度を示す図、図２Ｄはシャッター通過光の光強度を示す図 従来のフリッカを改善する立体表示システムのブロック図 実施の形態１に係る立体表示システムの構成を示すブロック図 実施の形態１に係る立体表示システムの制御タイミングチャートであり、図５Ａは左右映像信号の走査タイミングを示す図、図５Ｂはバックライトの発光オンオフ制御タイミングと発光期間を示す図、図５Ｃはシャッターの開閉タイミングと光透過率を示す図、図５Ｄは装置周辺の蛍光灯の光強度を示す図、図５Ｅはシャッター通過光の光強度を示す図、図５Ｆは駆動された画面輝度を示す図、図５Ｇはシャッター通過後の画面輝度を示す図 実施の形態１の変形例の構成を示すブロック図 実施の形態２に係る立体表示システムの制御タイミングチャートであり、図７Ａは左右映像信号の走査タイミングを示す図、図７Ｂはバックライトの発光オンオフ制御タイミングと発光期間を示す図、図７Ｃはシャッターの開閉タイミングと光透過率を示す図、図７Ｄは装置周辺の蛍光灯の光強度を示す図、図７Ｅはシャッター通過光の光強度を示す図、図７Ｆは駆動された画面輝度を示す図、図７Ｇはシャッター通過後の画面輝度を示す図 実施の形態３に係る立体表示システムの構成を示すブロック図 実施の形態３に係る立体表示システムの制御タイミングチャートであり、図９Ａは左右映像信号の走査タイミングを示す図、図９Ｂはバックライトの発光オンオフ制御タイミングと発光期間を示す図、図９Ｃはシャッターの開閉タイミングと光透過率を示す図、図９Ｄは装置周辺の蛍光灯の光強度を示す図、図９Ｅはシャッター通過光の光強度を示す図、図９Ｆは駆動された画面輝度を示す図、図９Ｇはシャッター通過後の画面輝度を示す図 実施の形態３の変形例の構成を示すブロック図

以下に本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施
の形態において、同様の構成要素については同一の符号を付し、再度の説明を省略する場合がある。

（実施の形態１）
図４は、実施の形態１に係る立体表示システムの構成を示すブロック図である。立体表示システム１００は、立体表示装置１０と、立体表示装置１０によって左右のシャッター５Ｌ、５Ｒの開閉状態を左目用映像と右目用映像とに合わせて制御される立体映像観察用眼鏡５とからなる。

立体表示装置１０は、立体映像処理部１、液晶駆動部２、液晶パネル３１、バックライト３２、シャッター制御部４、バックライト制御部６、フリッカ検出部７、を備えている。

立体映像処理部１は、基本となる垂直同期周波数を有する左右映像信号（左目用映像信号、右目用映像信号）を入力する。そして、立体映像処理部１は、入力した左右映像信号を、基本となる垂直同期周波数のＮ倍（Ｎは１以上の正の整数）の周波数で左目用映像信号、右目用映像信号に分割して出力する。本実施の形態では、入力された６０Ｈｚの左右映像信号を、１２０Ｈｚ周期の信号に変換して液晶駆動部２、シャッター制御部４、バックライト制御部６およびフリッカ検出部７に出力する。なお、立体映像処理部１は、必要に応じて左右用映像信号の全てを出力しなくてもよい。例えば、シャッター制御部４やフリッカ検出部７に、１２０Ｈｚの同期信号のみが出力されてもよい。

液晶駆動部２は、１２０Ｈｚの左右映像信号を、液晶パネル３１で表示可能な形式に変換する。液晶駆動部２は、変換した左右映像信号を液晶パネル３１へ出力する。

液晶パネル３１は、入力した左目用映像信号と右目用映像信号とに応じて背面から入射する光を変調し、左目用映像と右目用映像とを順次表示する。液晶パネル３１は、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式や、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式など、様々な駆動方式のものを適用することが出来る。

バックライト３２は、液晶パネル３１に背面から光を照射する。バックライト３２は、二次元配列された複数の発光ダイオードを用いて面発光するものを用いることが出来る。また、バックライト３２は、複数の蛍光管を並べて配置することで面発光を得るものであってもよい。また、バックライト３２は、端部に発光ダイオードや蛍光管を配置したエッジタイプのものであってもよい。バックライト３２は、立体映像処理部１から出力された１２０Ｈｚの同期信号を基準としてバックライト制御部６から出力される発光制御信号に基づき発光する。

シャッター制御部４は、立体映像観察用眼鏡５の左右のシャッターの開閉状態を左目用映像と右目用映像の表示周期に応じた開閉周期で制御する。本実施の形態においては、シャッター制御部４は、左目用映像と右目用映像の表示周期１２０Ｈｚに応じて開閉状態を制御するため、左右のシャッターそれぞれの開閉周期を６０Ｈｚで制御する。シャッター制御部４は、左側メガネ位置制御回路４０Ｌ、右側メガネ位置制御回路４０Ｒ、左側メガネパルス幅制御回路４１Ｌ、右側メガネパルス幅制御回路４１Ｒ、左側メガネ光通過率制御回路４２Ｌ、および右側メガネ光通過率制御回路４２Ｒを有している。

フリッカ検出部７は、立体表示システム1の周辺光を検出する周辺光検出部である。本実施の形態においては、立体表示装置１０の周辺光を検出する。そして、フリッカ検出部７は、検出した立体表示装置１０の周辺光から、その輝度変動を検出し、輝度変動の周期
とシャッター開閉周期の干渉によるフリッカの有無を検出する。例えば、フリッカの振幅が所定の値以上の場合にフリッカ有りと判断し、所定の値以下の場合にフリッカ無しと判断してもよい。本実施の形態においては、フリッカ検出部７は、左右映像信号における周波数１２０Ｈｚの同期信号と蛍光灯からの周辺光とを入力し、５０Ｈｚ電源周波数地域での蛍光灯のフリッカを検出するものとする。

左右のメガネ光通過率制御回路４２Ｌ、４２Ｒは、フリッカ検出部７により検出された周辺光の輝度変動、および立体映像処理部１の１２０Ｈｚの同期を基準にしてシャッターの光通過率を決定する。左右のメガネパルス幅制御回路４１Ｌ、４１Ｒは、左右のメガネ光通過率制御回路４２Ｌ、４２Ｒの出力信号を入力し、左右それぞれのシャッター５Ｌ、５Ｒの開期間のパルス幅を決定する。左右のメガネ位置制御回路４０Ｌ、４０Ｒは、メガネパルス幅制御回路４１Ｌ、４１Ｒの出力信号を入力し、シャッター開期間の位相を決定する。そして、このメガネ位置制御回路４０Ｌ、４０Ｒの出力信号により、左右のシャッター５Ｌ、５Ｒの開閉状態を制御する。

シャッター制御部４において、液晶パネル３１の応答特性及び左目用映像と右目用映像の映像間のクロストークを考慮して、シャッター５Ｌ、５Ｒの開期間のパルス幅（開期間の幅）及びシャッター開閉位置（シャッター開期間の位相）を設定する。本実施の形態においては、シャッター５Ｌ、５Ｒのパルス幅は、左右映像信号６０Ｈｚの一周期期間（１６．７ｍｓｅｃ）の２５％（デューティ２５％）、シャッター５Ｌ、５Ｒの開位置は、左右それぞれの映像信号走査期間の半分の位置としている。これらのパルス幅、シャッター開閉位置はそれぞれメガネパルス幅制御回路４１Ｌ、４１Ｒ、メガネ位置制御回路４０Ｌ、４０Ｒによって制御される。

フリッカ検出部７でフリッカを検出した場合、商用電源周波数が５０Ｈｚの地域の蛍光灯でもフリッカが発生しないよう、メガネ光通過率制御回路４２Ｌ、４２Ｒは検出した周辺光である蛍光灯の輝度変動に応じてシャッター５Ｌ、５Ｒの光通過率を変化させる。つまり、シャッター制御部４は、シャッター５Ｌ、５Ｒの各々において、時間的に連続する開期間にその周辺光が通過する光量の変動が低減するように、光通過量を制御する。具体的には、シャッター制御部４は、通過する周辺光の光量が多い開期間ほど、光の通過率が低くなるようにシャッター５Ｌ、５Ｒの光通過率を制御する。

また、液晶駆動部２は、メガネ光通過率制御回路４２Ｌ、４２Ｒによる光通過率の変化を相殺するように画面輝度を変化させる。具体的には、液晶駆動部２は、シャッター５Ｌ、５Ｒの光の通過率に応じて、液晶パネル３１に出力する左右の映像信号にゲインを与え、液晶パネル３１の通過率を制御することで画面の輝度を制御する。液晶駆動部２は、光の通過率が低いシャッター開期間ほど、画面の輝度が高くなるように液晶パネル３１を制御する。

図５に、立体表示システム１００の制御タイミングチャートを示す。図５において、図５Ａは液晶パネル３１における左右映像信号の走査タイミングを、図５Ｂはバックライト制御部６によるバックライト３２の発光オンオフ制御のタイミングとバックライト３２の発光期間を、図５Ｃはシャッター５Ｌ、５Ｒの開閉タイミング及び光通過率を、図５Ｄは装置周辺の蛍光灯の光強度の時間変化を、図５Ｅはシャッター５Ｌ、５Ｒを通過する蛍光灯の光強度を、図５Ｆは液晶駆動部２によって駆動された液晶パネル３１の画面輝度を、図５Ｇはシャッター５Ｌ、５Ｒを通過した後の液晶パネル３１の画面輝度を、それぞれ示している。ここでは、電源周波数が５０Ｈｚであるため、蛍光灯の光強度は、図５Ｄに示すように光強度の波形ピークの周期が１００Ｈｚ（１０ｍｓｅｃ）となる。ここでは、メガネ光通過率制御回路４２Ｌ、４２Ｒは、検出した蛍光灯の光強度波形と左右映像の１２０Ｈｚ同期信号の位相関係から、シャッター通過後の蛍光灯光強度が連続する開期間で等
しくなるようにシャッター５Ｌ、５Ｒの開期間の光通過率を決定し、制御している。図５Ｃに示す数値はこの光通過率を示している。これにより、左右それぞれのシャッターを通過した蛍光灯の光強度は、図５Ｅに示すように一定にすることができ、フリッカにはならない。

この点について、数値例を用いて説明する。左右のシャッターの光通過率を制御しない場合、周辺光である蛍光灯からシャッターの開期間に通過する光の量は、例えば図２Ｄに示すようになる。つまり、右シャッターでは、シャッターの開期間に通過する光の量は、５６％、４８％、２１％、５６％と変化し、２０Ｈｚの周期を持つ。また、左シャッターでは、シャッターの開期間に通過する光の量は、６０％、２７％、３０％、６０％と変化し、こちらも２０Ｈｚの周期を持つ。ここで、シャッター制御部４は、このフリッカの変動周期に応じて光の通過量の変動を低減するように左右のシャッター５Ｌ、５Ｒを制御する。つまり、シャッター制御部４は、光の通過量の最も低い値である右シャッターの２１％に合わせて、他のシャッター開期間での光通過量が２１％になるようにシャッターの光通過率を制御する。具体的には、図５Ｃに示すように、シャッター制御部４は、右シャッターの光通過率を、３７．５％、４３．８％、１００％、３７．５％となるように制御する。また、シャッター制御部４は、左シャッターの光通過率を、３５％、７７．８％、５６．８％、３５％となるように制御する。このように制御することで、図５Ｅに示すように、全てのシャッター開期間において、周辺光である蛍光灯のからの光の通過量を２１％に揃えることができる。すなわち、フリッカを低減することができる。

また、この時同時に液晶駆動部２は、シャッター５Ｌ、５Ｒの開期間の光通過率の変化による左右映像の画面輝度がシャッター通過後に一定になるように液晶パネル３１の画面輝度を図５Ｆのように制御する。これにより図５Ｇに示すようにシャッター通過後の画面輝度は一定になるため、立体映像の輝度変化が生じることはない。

この点について、数値例を用いて説明する。シャッターの光通過率を上述のように制御した状態で、液晶駆動部２が液晶パネル３１の画面輝度を制御しない場合（図５Ｆの画面輝度が常に１００％の場合）、左右のシャッター通過後の画面輝度は、シャッターの通過率に応じて変動することになる。ここで、液晶駆動部２は、シャッターの光通過率が最も低い値である左シャッターの３５％に合わせて、他のシャッター開期間に対応する左右画像の画面輝度を制御する。具体的には、図５Ｆに示すように、液晶駆動部２は、右側映像の画面輝度を、９３．３％、８０％、３５％、９３．３％となるように制御する。また、液晶駆動部２は、左側映像の画面輝度を、１００％、４５％、６１．６％、１００％となるように制御する。上述したように左右シャッターの開期間のデューティは２５％であるので、最終的に左右のシャッターを通過する左右画像の画面輝度は、１フィールドで平均すると、図５Ｇに示すように８．７５％に揃えることができる。すなわち、シャッターの光通過率制御に伴う画面輝度の変動を低減することができる。なお、ここで、液晶駆動部２の画面輝度を表すパーセント表示は、シャッターの光通過率に合わせた制御を行わない場合を１００％とした場合の相対的な数値であり、画面輝度の絶対値を示すものではない。

フリッカ検出部７でフリッカを検出しない場合（たとえば商用電源周波数が６０Ｈｚの地域の場合）は、前述したシャッター５Ｌ、５Ｒの光通過率は変化させず１００％で一定とし、従って液晶駆動部２によってこれに応じた画面輝度を変化させる動作も行わない。これによりフリッカがない場合には、シャッター眼鏡越しの立体映像の輝度を高くすることができる。

また、本実施の形態の場合、右目用シャッター開期間と左目用シャッター開期間が重なっていないため、左右画像のクロストークの発生を抑えることができる。

なお、本実施の形態において、シャッター制御部４、フリッカ検出部７、液晶駆動部２が立体表示装置１０に備えられる構成としたが、これに限られない。例えば、図６に示すように、一部の構成を立体映像観察用眼鏡５側に設けてもよい。当然、シャッター制御部４、フリッカ検出部７、液晶駆動部２の全てを立体映像観察用眼鏡５側に設けてもよい。

（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態に係る立体表示システムは、実施の形態１と同じ図４の構成を有するが、実施の形態１と比べてシャッター制御部４の動作が異なる。

図７に、本実施の形態における立体表示システムのタイミングチャートを示す。図７において図５と異なる箇所についてのみ説明する。図７Ｃはシャッター５Ｌ、５Ｒの開閉タイミング及び光通過率を示しているが、図５Ｃに示す場合とは異なりシャッターのパルス幅は左右映像信号６０Ｈｚの一周期期間（１６．７ｍｓｅｃ）に対して可変となっており（デューティ可変）、左右それぞれのシャッターの閉位置は、左右それぞれの映像信号走査期間の最後の位置としている。これらのパルス幅、シャッター開閉位置はそれぞれメガネパルス幅制御回路４１Ｌ、４１Ｒ、メガネ位置制御回路４０Ｌ、４０Ｒによって制御される。またシャッターの光通過率は常に１００％となるよう、メガネ光通過率制御回路４２Ｌ、４２Ｒによって制御されている。

ここで、シャッターが開く期間は、検出した周辺光である蛍光灯の光強度波形と左右映像の１２０Ｈｚ同期信号の位相関係から、シャッター通過後の蛍光灯光強度が連続する開期間で等しくなるようにシャッター５Ｌ、５Ｒのパルス幅を決定し、シャッターを開く位置を制御する。図７Ｃに示す数値はこのパルス幅をデューティ（左右映像信号の一周期期間である１６．７ｍｓに対する割合）で示している。これにより、左右それぞれのシャッターを通過した蛍光灯の光強度は、図７Ｅに示すように一定にすることができ、フリッカにはならない。

この点について、数値例を用いて説明する。左右のシャッターの開期間幅を制御しない場合（開期間のデューティが２５％で一定の場合）、周辺光である蛍光灯からシャッターの開期間に通過する光の量は、例えば図２Ｄに示すようになる。つまり、右シャッターでは、シャッターの開期間に通過する光の量は、５６％、４８％、２１％、５６％と変化し、２０Ｈｚの周期を持つ。また、左シャッターでは、シャッターの開期間に通過する光の量は、６０％、２７％、３０％、６０％と変化し、こちらも２０Ｈｚの周期を持つ。ここで、シャッター制御部４は、このフリッカの変動周期に応じて光の通過量の変動を低減するように左右のシャッター５Ｌ、５Ｒを制御する。つまり、シャッター制御部４は、左右のシャッター開期間のそれぞれを通過する光の通過量が一定となるようにそれぞれの開期間幅を制御する。具体的には、例えば図７Ｃに示すように、シャッター制御部４は、右シャッターの開期間の幅を、３３％、５０％、４７％、３３％となるように制御する。また、シャッター制御部４は、左シャッターの開期間の幅を、３９％、５０％、４０％、３９％となるように制御する。本実施の形態では、シャッター制御部４は、シャッター開期間のオフタイミングを固定して、オンタイミングを制御している。本実施形態においてはシャッター開期間の幅の最大値が５０％で、かつ、通過する光の量が最大となるものように制御している。左右のシャッター開期間のそれぞれを通過する周辺光の通過量が一定となるシャッター開期間幅の組合せはその他のものでも構わない。このように制御することで、図７Ｅに示すように、全てのシャッター開期間において、周辺光である蛍光灯のからの光の通過量を７５％に揃えることができる。すなわち、フリッカを低減することができる。

また、この時同時に液晶駆動部２は、シャッター５Ｌ、５Ｒの開期間（デューティ）の変化による左右映像の画面輝度がシャッター通過後に一定になるように液晶パネル３１の画面輝度を図７Ｆのように制御する。これにより図７Ｇに示すようにシャッター通過後の画面輝度は一定になるため、立体映像の輝度変化が生じることはない。

この点について、数値例を用いて説明する。シャッターの開期間の幅を上述のように制御した状態で、液晶駆動部２が液晶パネル３１の画面輝度を制御しない場合（図７Ｆの画面輝度が常に１００％の場合）、左右のシャッター通過後の画面輝度は、シャッターの開期間の幅に応じて変動することになる。ここで、液晶駆動部２は、シャッターの開期間の幅が最も低い値である右シャッターの３３％の開期間幅に合わせて、他のシャッター開期間に対応する左右画像の画面輝度を制御する。具体的には、図７Ｆに示すように、液晶駆動部２は、右側映像の画面輝度を、１００％、６６％、７０％、１００％となるように制御する。また、液晶駆動部２は、左側映像の画面輝度を、８３．５％、６６％、８２．５％、８３．５％となるように制御する。結果として、左右のシャッターを通過する左右画像の画面輝度は、図７Ｇに示すように３３％に揃えることができる。すなわち、シャッターの光通過率制御に伴う画面輝度の変動を低減することができる。なお、ここで、液晶駆動部２の画面輝度を表すパーセント表示は、シャッターの開期間の幅に合わせた制御を行わない場合を１００％とした場合の相対的な数値であり、画面輝度の絶対値を示すものではない。

また、本実施の形態の場合、右目用シャッター開期間と左目用シャッター開期間が重なっていないため、左右画像のクロストークの発生を抑えることができる。

さらに本実施の形態の場合、実施の形態１に比べてフリッカの検出をした場合のシャッター開期間を広く取れる（デューティを大きくできる）。そのため、シャッター眼鏡越しの立体映像の輝度を高くできるという効果がある。

なお、上述した実施の形態１、２において、バックライトは常に点灯としたが、左右のメガネシャッターの開期間のみ点灯させてもよい。このようにすれば、消費電力を抑えることができる。

また、本実施の形態において、実施の形態１と同様に、シャッター制御部４、フリッカ検出部７、液晶駆動部２が立体表示装置１０に備えられる構成としたが、これに限られない。例えば、図６に示すように、一部の構成を立体映像観察用眼鏡５側に設けてもよい。当然、シャッター制御部４、フリッカ検出部７、液晶駆動部２の全てを立体映像観察用眼鏡５側に設けてもよい。

また、実施の形態１および２において、液晶駆動部２は、左右のシャッター各々の光通過量に応じて立体表示装置が表示する左目用映像および右眼用映像の輝度を制御する映像輝度制御部の一例である。

また、本実施の形態において、シャッター制御部４は、シャッターの開期間（デューティ）を制御することでシャッターの光通過量を制御する構成としたが、実施の形態１と組合せてシャッターの光通過率と開期間の幅とを両方制御することで光通過量を制御してもよい。

（実施の形態３）
次に本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態は、実施の形態１と比べて、バックライト制御部の動作が異なる。

本実施の形態に係る立体表示システムの構成を図８に示す。立体表示システム２００は、実施の形態１におけるバックライト制御部６に代えて、バックライト制御部６０を有している。また、立体表示システム２００は、実施の形態１におけるフリッカ検出部７に代えて、フリッカ検出部７０を有している。フリッカ検出部７０の動作は基本的に実施の形態１におけるフリッカ検出部７と同様であるが、検出結果の出力先がバックライト制御部６０である点で相違する。

図９に、本実施の形態における立体表示システム２００のタイミングチャートを示す。図９において図５と異なる箇所についてのみ説明する。図５Ｄは左右映像信号に同期する１２０Ｈｚの信号に同期して点灯するバックライトの輝度及び点灯タイミングを示している。バックライト３２はバックライト制御部６０によりシャッター５Ｌ、５Ｒの開閉タイミングに同期してそれぞれ左目用、右目用として点灯する。シャッター５Ｌ、５Ｒは実施の形態１で説明したのと同様に、蛍光灯のフリッカを検出した場合は図９Ｃに示すように光通過率を制御する。そのため、その結果左右それぞれのシャッターを通過した蛍光灯の光強度は、一定となり、図９Ｅに示すようにフリッカにはならない。

この時、バックライト制御部６０は、シャッター５Ｌ、５Ｒの開期間の光通過率の変化による左右映像の画面輝度の変化がシャッター通過後に一定になるようにバックライト３２の点灯輝度を図９Ｂのバックライト輝度（数値は標準輝度に対する割合）に示すように制御する。すなわち、バックライト制御部６０は、光通過率が低いシャッター開期間ほど、点灯輝度が高くなるようにバックライト３２を制御する。本実施の形態では、これにより図９Ｇに示すようにシャッター通過後の画面輝度は一定になるため、立体映像の輝度変化が生じることはない。

この点について、数値例を用いて説明する。シャッターの光通過率を上述のように制御した状態で、バックライト制御部６０がバックライト３２の点灯輝度を制御しない場合（図９Ｂのバックライト輝度が常に１００％の場合）、左右のシャッター通過後の画面輝度は、シャッターの光通過率に応じて変動することになる。ここで、バックライト制御部６０は、シャッターの光通過率が最も高い値である右シャッターの１００％に合わせて、他のシャッター開期間に対応するバックライトの点灯輝度を制御する。具体的には、図９Ｂに示すように、バックライト制御部６０は、右側映像に対応するバックライトの点灯輝度を、２６６％、２２８％、１００％、２６６％となるように制御する。また、バックライト制御部６０は、左側映像に対応するバックライトの点灯輝度を、２８６％、１２８％、１７６％、２８６％となるように制御する。上述したように左右シャッターの開期間のデューティは２５％であるので、最終的に左右のシャッターを通過する左右画像の画面輝度は、１フィールドで平均すると、図９Ｇに示すように２５％に揃えることができる。すなわち、シャッターの光通過率制御に伴う画面輝度の変動を低減することができる。なお、ここで、バックライト制御部６０の点灯輝度を表すパーセント表示は、シャッターの光通過率に合わせた制御を行わない場合を１００％とした場合の相対的な数値であり、バックライト点灯輝度の絶対値を示すものではない。

フリッカ検出部７０でフリッカを検出しない場合（例えば商用電源周波数が６０Ｈｚの地域の場合）は、前述したシャッター５Ｌ、５Ｒの光通過率は変化させず１００％で一定とし、バックライト制御部６０によって常時バックライト３２を点灯させてもよい。これによりフリッカがない場合には、バックライト３２の点灯による熱により、液晶パネル３１の温度低下を防ぐことができる。そのため液晶応答速度の低下を低減でき、左右画像のクロストークを低減することができる。

本実施の形態の場合、他の実施形態と同様に右目用シャッター開期間と左目用シャッター開期間が重なっていないため、左右画像のクロストークの発生を抑えることができる。
さらに本実施の形態の場合、フリッカを検出した場合において、実施の形態１と比べてバックライトの点灯輝度を高く設定できる。そのため、シャッター眼鏡越しの立体映像の輝度を高くできるという効果がある。

なお、本実施の形態において、シャッター制御部４、フリッカ検出部７０、バックライト制御部６０が立体表示装置１０に備えられる構成としたが、これに限られない。例えば、図１０に示すように、一部の構成を立体映像観察用眼鏡５側に設けてもよい。当然、シャッター制御部４、フリッカ検出部７０、バックライト制御部６０の全てを立体映像観察用眼鏡５側に設けてもよい。

また、本実施の形態において、バックライト制御部６０は、左右のシャッター各々の光通過量に応じて立体表示装置が表示する左目用映像および右眼用映像の輝度を制御する映像輝度制御部の一例である。

また、本実施の形態において、シャッター制御部４は、実施の形態１と同様にシャッターの光通過率を制御する構成としたが、実施の形態２と同様にシャッターの開期間の幅を制御する構成であってもよい。

また、本実施の形態において、バックライト制御部６０を制御することで立体表示装置が表示する左目用映像および右眼用映像の画面輝度を制御する構成としたが、実施の形態１と組合せてバックライト制御部と液晶駆動部とを両方制御することで画面輝度を制御してもよく、バックライト制御部または液晶駆動部の少なくとも一方を制御することで前記左目用映像および右眼用映像の輝度を制御すればよい。

以上、本発明に係る立体表示システム、立体表示装置および立体映像観察用眼鏡について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を当該実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

つまり、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２００９年１２月７日出願の特願２００９−２７７２７６の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

本発明は、クロストークの低減、フリッカの低減が可能な立体表示システムとして好適である。

１、１０１ 立体映像処理部
２ 液晶駆動部
３１ 液晶パネル
３２ バックライト
４ シャッター制御部
４０Ｌ、１０４Ｌ 左側メガネ位置制御回路
４０Ｒ、１０４Ｒ 右側メガネ位置制御回路
４１Ｌ、１４１Ｌ 左側メガネパルス幅制御回路
４１Ｒ、１４１Ｒ 右側メガネパルス幅制御回路
４２Ｌ 左側メガネ光通過率制御回路
４２Ｒ 右側メガネ光通過率制御回路
５、１０５ 立体画像観察用眼鏡
５Ｌ、１０５Ｌ 左シャッター
５Ｒ、１０５Ｒ 右シャッター
６、６０ バックライト制御部
７、７０ フリッカ検出部
１０ 立体表示装置
１００、２００ 立体表示システム

Claims (2)

1. 入力される左目用映像信号と右目用映像信号に基づく左目用映像と右目用映像とを時間的に切替えて表示する立体表示装置と、左目および右目へそれぞれ通過する光の量を調整する左目用および右目用のシャッターを有し、前記左目用映像と前記右目用映像とを観察する立体映像観察用眼鏡とを備えた立体表示システムであって、
   前記立体表示装置の周辺光を検出し、その周辺光から輝度変動を検出することにより、輝度変動の周期と前記シャッターの開閉周期との干渉によるフリッカの有無を検出するフリッカ検出部と、
   前記立体映像観察用眼鏡の左右のシャッターの開閉状態を左目用映像と右目用映像の表示周期に応じた開閉周期で制御するシャッター制御部と、
   前記左右のシャッター各々の光通過量に応じて前記立体表示装置が表示する前記左目用映像および右眼用映像の輝度を制御する映像輝度制御部を備え、
   前記立体表示装置は、前記左目用映像信号と前記右目用映像信号とに応じて背面から入射する光を変調して前記左目用映像と前記右目用映像とを表示する液晶パネル部と、前記液晶パネル部に背面から光を照射するバックライト部とを有し、
   かつ前記シャッター制御部は、前記フリッカ検出部でフリッカを検出した場合、前記左右のシャッターの各々において、時間的に連続する開期間に前記周辺光が通過する光量の変動が低減するように光通過量を制御するものであり、
   さらに前記映像輝度制御部は、前記液晶パネル部の通過率または前記バックライト部の発光輝度の少なくとも一方を制御することで前記左目用映像および右眼用映像の輝度を制御するものである
   ことを特徴とする立体表示システム。
2. 前記映像輝度制御部は、前記フリッカ検出部においてフリッカが検出されなかった場合、前記バックライト部の発光が常時オン状態となるように制御するものである
   ことを特徴とする請求項１記載の立体表示システム。

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