JP5561081B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、３次元（３Ｄ）映像信号のプロジェクタやテレビ等での３Ｄ表示において、左右の目に表示する画像の輝度差、色差を調整する際の表示態様に関するものである。

近年、エイチ ディー エム アイ ヴァー１．４エー（ＨＤＭＩ Ｖｅｒ１．４ａ）にてフレームパッキング、サイドバイサイド、トップアンドボトム、ラインアルタネイティブなど各種３Ｄフォーマットが定義され、また３Ｄ表示するディスプレイも増え、フレームバイフレームで高速駆動させて、アクティブシャッタメガネと同期し、左右の目にそれぞれ最適なステレオ映像を表示させることで、立体視させる表示方式が広まりつつある。

これらの表示にはフレームバイフレームで駆動させることが出来るテレビやプロジェクタを用いることが多いが、特にプロジェクタではスクリーンサイズが大きいため、入力映像信号の視差量が大きくなり、より立体感のある映像を提供することが出来る。しかしながら、画面サイズが大きくなればなるほど、視距離が短くなりやすいため映像酔いや、左目右目の映像差が生体的に不快感を与えることが多い。

一方、通常プロジェクタでは色調整機能やガンマ調整機能、輝度、コントラスト調整を高精度に調整する機能を有している。これらの機能は２次元（２Ｄ）信号に最適化された機能であるため、３Ｄの右目映像、左目映像に最適な調整機能がなく、この調整機能が望まれている。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開２００２−２６２２１８号公報

従来の色調整機能としては、ユーザの指示に応じて色を調整する特許文献１のものがある。

特許文献１の画像補正装置は、１つの表示画面に参照用ウィンドウと作業用ウィンドウを左右に並べて配置し、両方のウィンドウに同じ画像をウィンドウのサイズに合わせて縮小して表示する。ユーザは、参照用ウィンドウの画像をオリジナルの画像として参照しながら、作業用ウィンドウの画像の色をマウス操作で調整することができるが、あくまでも、２つのウィンドウは同一映像の補正前後の映像であり、左右の目に対応する３Ｄ映像信号の調整ができる構成ではない。

また、ＨＤＭＩ １．４ａで入力される様々な入力フォーマットに対して、サイドバイサイドやトップアンドボトムなど２つの目に対応する信号を１つのディスプレイ画面内に表示できる構成でないため、左目映像用信号と右目映像用信号とを同一画面内で調整することが困難であった。

また特許文献１の表示態様では、色の対比現象が生じやすく、色調整が難しいという問題もあった。

ここで対比現象とは、ある色が他の色に影響されて、実際の色とは違って見える現象で、人間の目の錯覚によって起こるものである。

対比現象にはいくつかのタイプがあるが、特許文献１の表示態様の場合は、特に、継続対比と面積対比を起し易い。継続対比とは、ある色を見た後で他の色を見ると、最初に見た色の補色が残像として目に映る現象である。例えば、白を見たあとには黒の残像が、赤を見たあとには緑の残像が映る。

特許文献１の表示態様の場合、参照用ウィンドウの画像をしばらく眺めてから、作業用ウィンドウの画像を見ると、継続対比によって、作業用ウィンドウの画像の上に参照用ウィンドウの残像が重なって見え、本来の色を認識することが難しくなる。また、参照用ウィンドウの残像と作業用ウィンドウの画像は、サイズや画像内の輪郭、形状等がぴったり一致して重なるので、２つのウィンドウを交互に見ることにより、残像が濃くなって行き、色調整が一層難しくなる。面積対比とは、面積が大きくなるにつれて、その色の持つ特徴が強まって見える現象であり、例えば暗い色はより重く、明るい色はより軽く見える。

特許文献１の表示態様の場合、装置は、表示画面全体に表示するための画像を、ウィンドウのサイズに合わせて縮小するので、画像の色の特徴が弱まって見え、これにより色を正しく認識することができなくなる。そこで本発明は、３Ｄ映像信号の左目用映像信号と右目用映像信号の輝度差、コントラスト差を抑え、かつ色差や色差調整時の色対比現象の発生を抑えた表示態様により色調整を行うことができる画像表示装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明の画像表示装置は、３次元映像信号が入力される入力部と、前記３次元映像信号の左目右目映像を左右または上下に分割して表示させるとともに、前記左目右目映像の輝度波形をそれぞれに付加して表示させる表示部と、前記左目右目映像の映像信号の輝度レベル及び信号振幅レベルを調整する調整部と、前記調整部によって調整された映像信号を所定の３次元映像信号に変換して表示デバイスを駆動するデバイス駆動部と、を備え、前記調整部により調整された後の結果は、３次元映像で表示されるように構成されていることを要旨とする。

この構成によれば、画像圧縮されていない連続した１枚の映像の中で、左右の目の映像に対して、ユーザが調整できるので、左右の目の映像バラツキを抑制させることができるとともに、色対比も発生させにくく調整できる。

上記の画像表示装置において、前記３次元映像信号をサイドバイサイド信号またはトップアンドボトム信号に変換するフォーマット変換部をさらに備え、前記表示部は、前記フォーマット変換部によって変換された映像に、前記輝度波形を付加して表示させるとよい。

この構成によれば、カメラなどの性能差による左右の目の映像信号の輝度差、コントラスト差を輝度レベル表示手段で表示させながら、ユーザが簡単に調整できるので生体的に疲労感の少ない左右の目に対する映像を表示できる。

さらに、前記表示部は、色調整用画面を付加して表示させ、前記調整部は、前記左目右目映像の少なくとも一方の映像に対して、彩度、色相または明度を調整するとよい。これにより、カラー成分を有する映像に対して正確な調整を行うことができる。

また、前記表示部は、ガンマ調整用画面を付加して表示させ、前記調整部は、前記左目右目映像の少なくとも一方の映像に対して、ガンマカーブを調整するとよい。これにより、すべての階調において、輝度レベルを合わせることができる。

また、他の態様にかかる本発明は、画像表示装置の制御方法であって、３次元映像信号が入力される入力ステップと、前記３次元映像信号の左目右目映像を左右または上下に分割して表示させるとともに、前記左目右目映像の輝度波形をそれぞれに付加して表示させる表示ステップと、前記左目右目映像の映像信号の輝度レベル及び信号振幅レベルを調整する調整ステップと、前記調整ステップにおいて調整された映像信号を所定の３次元映像信号に変換して表示デバイスを駆動するデバイス駆動ステップと、前記調整部により調整された後の結果を３次元映像で表示する調整結果表示ステップと、を有することを要旨とする。

上記の制御方法において、前記３次元映像信号をサイドバイサイド信号またはトップアンドボトム信号に変換するフォーマット変換ステップをさらに有しており、前記表示ステップでは、前記フォーマット変換ステップにおいて変換された映像に、前記輝度波形を付加して表示させるとよい。

上記構成によれば、カメラなどの性能差による左右の目の映像信号の輝度差、コントラスト差を輝度レベル表示手段で表示させながら、ユーザが簡単に調整できる。

また、画像圧縮されていない連続した１枚の映像の中でも、左右の目の映像に対して、ユーザが調整できるので、左右の目の映像バラツキを抑制させることができるとともに、色対比も発生させにくく調整できる。

本発明の一実施形態であるプロジェクタの利用形態を示す図 ３Ｄ出力映像信号のフォーマット例を示す図 ３Ｄ入力映像信号の入力フォーマット例を示す図 プロジェクタ１００の構成を示すブロック図 実施の形態１におけるリサイズ・波形モニタ発生回路及びキーストン・ガンマ・色変換回路を示す図 左右の目に対応する映像を表示させて、波形モニタにて調整する調整画面を示す図 実施の形態２におけるリサイズ・波形モニタ発生回路及びキーストン・ガンマ・色変換回路を示す図 実施の形態２における、左右の目に対応する映像を表示させて、色調整メニューにて色調整を示す図

以下では、本発明にかかる実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。

（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施形態であるプロジェクタの利用形態を示す図である。

同図においてプロジェクタ１００は、入力端子に接続されたＢＤプレーヤ１５０からの３Ｄ映像信号を内部で信号処理し、液晶パネルに展開してフレームバイフレームフォーマットにて映像出力し、スクリーン１６０に拡大表示するとともに、ユーザはフレームバイフレームの右目（以下Ｒと略す）、左目（以下Ｌと略す）に対応する映像に同期したアクティブシャッタメガネ１３０が開閉されて、３Ｄ映像を見ることができる。

図２は、このフレームバイフレームの出力方法を示す図である。

Ｌ、Ｒそれぞれの映像は１２０Ｈｚにて交互に切り換えられて、この交互の映像に合わせて、図１のアクティブシャッタメガネ１３０がＬ、Ｒ交互に開く。

図３はプロジェクタ１００に入力される３Ｄ映像信号のフォーマットを示すものである。同図（ａ）はサイドバイサイド方式で水平方向に映像が圧縮されて、Ｌ，Ｒが１画面に表示できるフォーマットとなり通常のＨＤ方式やＮＴＳＣ方式等で入力される。同図（ｂ）はトップアンドボトム方式である。これは垂直方向に映像が圧縮されてＬ，Ｒが１画面に表示できるフォーマットとなり、これも通常のＨＤ方式やＮＴＳＣ方式で入力される。同図（ｃ）はフレームパッキング方式であり、同図（ｂ）のトップアンドボトム方式のように垂直圧縮はされておらず、クロックレートが２倍で伝送されるフォーマットとなっている。このため、１画面でＬ、ＲをＨＤ方式やＮＴＳＣ方式で表示しようとすると、調整時フォーマット変換を必要とする。（ｄ）はラインアルタネイティブ方式であり、１ライン毎にＬ，Ｒが交互に表示されてしまうため、この方式も調整時、１画面で視差による映像ズレのジャギーに見えない映像とするためには、同図（ａ）や同図（ｂ）の方式のようなフォーマット変換を必要とする。

図４は、プロジェクタ１００の構成を示すブロック図である。プロジェクタ１００は、発明の主要部としてリサイズ・波形モニタ発生回路４０、キーストン・ガンマ・色変換回路５０、メインマイコン７０及びメモリ７１を備える。

以下では、前段部分と後段部分の関係について、構成を説明する。

前段部分の構成は、ビデオ入力端子１１、Ｓビデオ入力端子１２、カラーデコーダ２２、Ｙ／Ｃ分離回路２３、Ａ／Ｄコンバータ３０からなるアナログ入力への対応部分と、ＨＤＭＩ入力端子１３、ＨＤＭＩレシーバ２４からなるデジタル入力への対応部からなる。ビデオ入力端子１１、Ｓビデオ入力端子１２から入力される映像信号は、その信号のビデオ信号規格の種類に応じて、カラーデコーダ２２、Ｙ／Ｃ分離回路２３で処理されてＲＧＢ信号に変換された上で、Ａ／Ｄコンバータ３０に入力される。

カラーデコーダ２２は、Ｙ／Ｃ分離された信号または入力されたＹ／Ｃ信号をＹＰｂＰｒ信号にカラーデコードするためのデコーダである。

Ｙ／Ｃ分離回路２３は、カラーデコーダ２２によって入力されたコンポジットビデオ信号を、Ｙ信号とＣ信号とに分離するための回路である。Ａ／Ｄコンバータ３０は、入力セレクタ２５によって選択されたアナログ信号を、１０ｂｉｔのデジタル信号へ変換するためのコンバータである。

他方、ＨＤＭＩ入力端子１３からは、ＨＤＭＩ１．４ａで定義された各種３Ｄフォーマットの映像信号及び、２Ｄ映像信号が入力されて、ＨＤＭＩレシーバ２４でパラレル信号へ変換される。それぞれの入力は入力セレクタ２５で選択され、リサイズ・波形モニタ発生回路４０へ入力される。このとき本発明のＬＲ映像信号の輝度・コントラスト補正、及びガンマ・色変換を実施する場合は、あらかじめフォーマット変換回路２６にてサイドバイサイドもしくはトップアンドボトムフォーマットへ変換しておく。但し、入力信号そのものがサイドバイサイドもしくはトップアンドボトムフォーマットの場合は無変換のまま、リサイズ・波形モニタ発生回路４０へ入力される。２Ｄ信号はリサイズ・波形モニタ発生回路４０では通常通り、リサイズされてキーストン・ガンマ・色変換回路５０へ入力されて、補正処理を施し、後段部分のデジタル相展開回路８１、８２、８３へ入力される。３Ｄ信号の場合は調整時にはサイドバイサイドもしくはトップアンドボトムフォーマットになったＬＲ信号を各々キーストン補正後、波形モニタを発生させてメインマイコン７０から制御し、輝度・コントラスト（信号振幅）及びガンマ、色変換を行って、調整データをメモリ７１へ格納する。次いで波形モニタを解除し、また調整用に行ったフォーマット変換回路２６での変換を元に戻して、後段のフレームバイフレームで解像度の劣化のない最適なリサイズを行い、後段部分へ入力する。

後段部分の構成は、デジタル相展開回路８１、８２、８３、パネル駆動ＩＣ９０、ＬＣＤパネル９１、９２、９３から成る。

デジタル相展開回路８１〜８３は、ＬＣＤパネル９１〜９３の駆動ドライバ（不図示）の動作速度を考慮して、フレームバイフレームでデジタル信号を相展開するための回路である。

パネル駆動ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）９０は、ＬＣＤパネル９１〜９３を駆動するための回路である。

ＬＣＤパネル９１〜９３は、３Ｄ映像信号の場合１２０Ｈｚでデジタル相展開回路８１〜８３によって相展開されたデジタル信号をカラー表示するためのパネルである。

次に、主要部の動作について説明する。

本発明の波形モニタを表示させて輝度・コントラストを調整する場合、フォーマット変換回路２６であらかじめ、サイドバイサイドもしくはトップアンドボトムのフォーマットに変換しておく。図５はリサイズ・波形モニタ発生回路４０、キーストン・ガンマ・色変換回路５０の内部回路を示す図である。

フォーマット変換回路２６で変換されたＬＲの映像信号はそれぞれマトリックス回路（ＭＴＸ）４１でＹＰｂＰｒ信号に変換し次いで、リサイズ回路４２で表示画素数に最適な画素数と垂直周波数へ変換する。次いで、３Ｄ波形モニタ４４の回路にて図６に示すような波形モニタ１０を画面上部に表示させる。ここで、輝度・コントラスト調整部４３にて左右の画像を比較して、左画面を基準に右を調整したり、右画面を基準に左を調整したりすることができる。さらには、左右それぞれ調整することも可能である。

さらにはそれぞれのＬＲ信号をキーストン回路５１にてキーストン補正後ガンマ回路５２や色変換回路５３でそれぞれ、調整して、ＬＲの３Ｄ映像信号のカメラの撮影バラツキによる映像信号の差異をそれぞれ補正し、左右バランスのとれた３Ｄ映像をそれぞれの目に表示させることで、生体的に疲労感の少ない３Ｄ映像を提供できる。

（実施の形態２）
プロジェクタ１００の基本構成は図４に示す通り同じである。

ここでの実施の形態１との差異は図７に示すように１／２Ｈ切換器５４を有している点である。この１／２Ｈ切換器５４を有することで、サイドバイサイド信号のように視差だけが異なりほぼ同一映像が２つある映像ではなく、図８に示すように１つの画面を画面中央で切り換えて表示させるため、目に対する対比現象が発生しにくく色調整することができる利点を有する。キーストン補正、ガンマ調整実施後や色変換回路５３に入力された映像に対して、図７の色調整用画面１を表示させて、調整したい色をカーソル２で確定すると調整色パレット３にその色が表示される。次いで、目標色パレット５に目標色指定手段６のそれぞれのパラメータ色相６０１、色の濃さ６０２、明るさ６０３で調整された結果が表示されて、目標色を決定する。最後にこの色変換を解除した時点で１／２Ｈ切換器５４での切換を解除して、所定の３Ｄ信号としての出力フォーマットで出力する。

この場合出力時には先程の調整データがメモリ７１に格納されており、そのデータに基づいて、補正した状態で出力される。

以上のように、実施の形態１及び２いずれの場合の入力される３Ｄ映像信号において、ＬＲ映像の左右の輝度、コントラスト色が発生している場合でも極めて容易にそれぞれの差を抑制することができる効果を有する。

本発明にかかる画像表示装置は、３Ｄ映像の左右の映像の輝度差、色差を抑制させることができる効果を有し、プロジェクタ、テレビ等、３Ｄ表示ハイビジョンなど高精細かつ高解像に表示させるディスプレイの用途に適する。

１ 色調整用画面
２ カーソル
３ 調整色パレット
５ 目標色パレット
６ 目標色指定手段
１１ ビデオ入力端子
１２ Ｓビデオ入力端子
１３ ＨＤＭＩ入力端子
２１、２５ 入力セレクタ
２２ カラーデコーダ
２３ Ｙ／Ｃ分離回路
２４ ＨＤＭＩレシーバ
２６ フォーマット変換回路
３０ Ａ／Ｄコンバータ
４０ リサイズ・波形モニタ発生回路
５０ キーストン・ガンマ・色変換回路
７０ メインマイコン
７１ メモリ
８１〜８３ デジタル相展開回路
９０ パネル駆動ＩＣ
９１〜９３ ＬＣＤパネル
１００ プロジェクタ

Claims (6)

1. ３次元映像信号が入力される入力部と、
   前記３次元映像信号の左目右目映像を左右または上下に分割して表示させるとともに、前記左目右目映像の輝度波形をそれぞれに付加して表示させる表示部と、
   前記左目右目映像の映像信号の輝度レベル及び信号振幅レベルを調整する調整部と、
   前記調整部によって調整された映像信号を所定の３次元映像信号に変換して表示デバイスを駆動するデバイス駆動部と、
   を備え、
   前記調整部により調整された後の結果は、３次元映像で表示されるように構成されていることを特徴とする画像表示装置。
2. 請求項１記載の画像表示装置において、
   前記３次元映像信号をサイドバイサイド信号またはトップアンドボトム信号に変換するフォーマット変換部をさらに備え、
   前記表示部は、前記フォーマット変換部によって変換された映像に、前記輝度波形を付加して表示させることを特徴とする画像表示装置。
3. 請求項１または２記載の画像表示装置において、
   前記表示部は、色調整用画面を付加して表示させ、
   前記調整部は、前記左目右目映像の少なくとも一方の映像に対して、彩度、色相または明度を調整することを特徴とする画像表示装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の画像表示装置において、
   前記表示部は、ガンマ調整用画面を付加して表示させ、
   前記調整部は、前記左目右目映像の少なくとも一方の映像に対して、ガンマカーブを調整することを特徴とする画像表示装置。
5. 画像表示装置の制御方法であって、
   ３次元映像信号が入力される入力ステップと、
   前記３次元映像信号の左目右目映像を左右または上下に分割して表示させるとともに、前記左目右目映像の輝度波形をそれぞれに付加して表示させる表示ステップと、
   前記左目右目映像の映像信号の輝度レベル及び信号振幅レベルを調整する調整ステップと、
   前記調整ステップにおいて調整された映像信号を所定の３次元映像信号に変換して表示デバイスを駆動するデバイス駆動ステップと、
   前記調整部により調整された後の結果を３次元映像で表示する調整結果表示ステップと、
   を有することを特徴とする画像表示装置の制御方法。
6. 請求項５記載の画像表示装置の制御方法において、
   前記３次元映像信号をサイドバイサイド信号またはトップアンドボトム信号に変換するフォーマット変換ステップをさらに有しており、
   前記表示ステップでは、前記フォーマット変換ステップにおいて変換された映像に、前記輝度波形を付加して表示させることを特徴とする画像表示装置の制御方法。

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