JP5581932B2 - 画像表示装置及び画像表示システム - Google Patents
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Description
具体的に、図7(A)は、画像表示装置の各走査線への画像データの書込タイミングを示すタイミングチャートであり、画像表示装置の縦方向(最上部の走査線L1〜最下部の走査線Lnの各位置)を縦軸としている。また、図7(B)は、シャッター眼鏡を構成する左目用シャッター(図7(B)の下段)及び右目用シャッター(図7(B)の上段)における透過状態OP及び遮断状態CLの切替タイミングを示すタイミングチャートである。さらに、図7(C)は、第2期間T2でシャッター眼鏡を通して視認される画像を示す図である。
同様に、遮断状態CLへの切替を開始してから遮断状態CLとなるまでの遮断移行期間TD2が存在するものである。
このため、例えば、第2期間T2において、当該第2期間T2の開始段階での透過移行期間TD1、及び終了段階での遮断移行期間TD2については、他の期間よりも右目用シャッターにおける光の透過率が少ないものとなる。
したがって、第2期間T2でシャッター眼鏡を通して視認される画像は、図7(C)に示すように、透過移行期間TD1及び遮断移行期間TD2に応じて、上方側及び下方側の各領域Ar1,Ar2の輝度が他の領域の輝度よりも少ないものとなる。すなわち、視認される画像に輝度ムラが生じてしまう、という問題がある。第1期間T1でシャッター眼鏡を通して視認される画像も同様である。
このことにより、例えば、液晶シャッター眼鏡を通して観察者に表示画像を視認させる場合であっても、透過移行期間及び遮断移行期間に応じた液晶シャッター眼鏡の透過率の減少分を、光源光量の増加分で補うことができる。すなわち、液晶シャッター眼鏡を通して視認される画像において、上方側及び下方側の各領域の輝度を光源光量の増加により向上させることができ、輝度ムラを抑制できる。
本発明では、画像表示システムは、上述した画像表示装置を備えるので、上述した画像表示装置と同様の作用及び効果を享受できる。
このことにより、光量制御部は、透過移行期間及び遮断移行期間に応じてシャッター眼鏡の透過率が他の期間よりも減少する期間(切替期間)を適切に設定し、当該期間だけ、他の期間よりも光源光量を増加させることができる。
したがって、シャッター眼鏡を通して視認される画像の輝度ムラを適切に抑制できる。
ところで、シャッター眼鏡の透過率は、透過移行期間や遮断移行期間において、一定ではなく、時間に応じて変化するものである。
本発明では、光量制御部は、切替期間において、変化情報記憶部に記憶された変化情報に基づいて光源光量を調整する。
このことにより、透過移行期間や遮断移行期間でのシャッター眼鏡の透過率の変化を、光源光量を調整することで相殺することができ、シャッター眼鏡を通して視認される画像の輝度ムラをより確実に抑制できる。
以下、本発明の第1実施形態を図面に基づいて説明する。
〔画像表示システムの構成〕
図1は、画像表示システム1の使用形態を示す斜視図である。
図2は、画像表示システム1の構成を模式的に示すブロック図である。
画像表示システム1は、反射型のスクリーンSc(図1)上に投影画像を表示するとともに、観察者に投影画像を立体視させる。この画像表示システム1は、図1または図2に示すように、画像表示装置としてのプロジェクター2と、シャッター眼鏡3とを備える。
プロジェクター2は、画像情報(画像データ)に基づく画像を形成してスクリーンSc上に投射する。このプロジェクター2は、図1または図2に示すように、外装を構成する外装筐体2A(図1)と、外装筐体2Aに収納される光学ユニット2B(図2)及び制御装置2C(図2)とを備える。
光学ユニット2Bは、具体的な図示は省略したが、放電発光型の光源ランプを備えた光源部21(図2)と、光源部21から出射された光を変調して画像を形成する光変調部としての液晶パネル22(図2)、及び画像を投射する投射レンズ23(図1)を有する。
画像ROM24は、液晶パネル22に形成させる画像データを記憶する。
ここで、画像データは、第1画像としての左目用画像に関する左目用画像データと、第2画像としての右目用画像に関する右目用画像データと、黒画像に関する黒画像データとで構成されている。また、これら各画像データは、1フレーム毎のデータの集まりによってそれぞれ構成されている。
タイミングコントローラー25は、画像ROM24に記憶された画像データに含まれる同期信号(垂直同期信号、水平同期信号)を読み取って、表示制御部26、光量制御部27、及び送信部29の同期をとる。
表示制御部26は、画像ROM24に記憶された画像データを適宜、読み出し、これら画像データに所定の処理を施した後、液晶パネル22を線順次駆動させて、当該画像データに基づく画像を表示させる。
具体的に、表示制御部26は、タイミングコントローラー25から出力される同期信号に基づいて、図3に示すように、垂直走査期間内に、液晶パネル22における最上部の走査線L(L1)から最下部の走査線L(Ln)まで順次、各画素に画像データを書き込み(階調に応じた電圧を印加)、液晶パネル22に表示させる画像を更新する。そして、表示制御部26は、次の垂直走査期間内では、上記同様の処理を行い、次の画像に更新する。
第1メモリー28Aは、光量制御部27にて光源光量を調整する期間に関する期間情報を記憶する。
なお、期間情報については、後述する。
本実施形態では、送信部29は、具体的な図示は省略したが、赤外発光LED(Light Emitting Diode)、及び当該赤外発光LEDを発光させる駆動回路等を備え、上述した信号を、発光時間や発光パターンを変化させることで送信する。
シャッター眼鏡3は、観察者が装着するものであり、図1または図2に示すように、左目用選択部31と、右目用選択部32と、受信部33(図2)と、シャッター駆動部34(図2)とを備える。
なお、本実施形態では、左目用選択部31及び右目用選択部32は、上述したように、ON信号の入力で遮断状態、OFF信号の入力で透過状態に切り替わるTN(Twisted Nematic)液晶を用いている。
ここで、左目用選択部31及び右目用選択部32は、液晶の応答速度に起因し、OFF信号が入力されてから(透過状態OP(図4参照)への切替を開始してから)、透過状態OPとなるまでの透過移行期間TD1(図4参照)が存在するものである。
同様に、左目用選択部31及び右目用選択部32は、ON信号が入力されてから(遮断状態CL(図4参照)への切替を開始してから)、遮断状態CLとなるまでの遮断移行期間TD2(図4参照)が存在するものである。
そして、プロジェクター2の上述した第1メモリー28Aは、透過移行期間TD1に関する透過期間情報、及び遮断移行期間TD2に関する遮断期間情報を記憶する。
本実施形態では、受信部33は、具体的な図示は省略したが、赤外発光素子等を備え、送信部29から出射された赤外光を受光して信号に変換し、シャッター駆動部34に出力する。
シャッター駆動部34は、受信部33からの信号に基づいて、左目用選択部31及び右目用選択部32にON信号、OFF信号を出力し、左目用選択部31及び右目用選択部32の透過状態及び遮断状態を切り替える。
図4は、画像表示システム1の動作を説明するための図である。
具体的に、図4(A)及び図4(B)は、図7(A)及び図7(B)と同様のタイミングチャートを示した図である。また、図4(C)は、光源光量を縦軸としたタイミングチャートである。
次に、上述した画像表示システム1の動作について、図4を参照して説明する。
なお、以下では、説明の便宜上、画像表示システム1の動作として、表示制御部26の動作、シャッター眼鏡3の動作、及び光量制御部27の動作を順に説明する。
表示制御部26は、図4(A)に示すように、垂直走査期間Tv1〜Tv4(本実施形態では、1/240(秒))毎に、液晶パネル22に表示させる画像を、左目用画像、黒画像、右目用画像、及び黒画像の順に更新する。言い換えれば、表示制御部26は、液晶パネル22に表示させる画像を、交互に切り替わる第1期間T1(垂直走査期間Tv1,Tv2)及び第2期間T2(垂直走査期間Tv3,Tv4)のうち、第1期間T1で左目用画像及び黒画像の順に更新し、第2期間T2で右目用画像及び黒画像の順に更新する。
具体的には、表示制御部26は、タイミングコントローラー25からの垂直同期信号の出力タイミングVから所定期間(所謂、フロントポーチと呼ばれる期間)経過した書込開始タイミングWsで走査線L1への画像データの書き込みを開始し、順次、走査線Lnまで画像データを書き込み、液晶パネル22に表示させる画像を更新する。
先ず、送信部29は、図4(B)下段に示すように、左目用選択部31における透過状態OP及び遮断状態CLの切替タイミングを以下に示すように設定する。
すなわち、送信部29は、左目用画像に更新される垂直走査期間Tv1の開始時点(垂直同期信号の出力タイミングV)に合致したタイミングSL1を透過状態OPへの切替タイミングとする。
また、送信部29は、右目用画像に更新される垂直走査期間Tv3の開始時点よりも第1メモリー28Aに記憶された遮断期間情報に基づく遮断移行期間TD2だけ早いタイミングSL2を遮断状態CLへの切替タイミングとする。
すなわち、送信部29は、右目用画像に更新される垂直走査期間Tv3の開始時点に合致したタイミングSR1を透過状態OPへの切替タイミングとする。
また、送信部29は、左目用画像に更新される垂直走査期間Tv1の開始時点よりも第1メモリー28Aに記憶された遮断期間情報に基づく遮断移行期間TD2だけ早いタイミングSR2を遮断状態CLへの切替タイミングとする。
シャッター駆動部34は、受信部33からの信号に基づいて、左目用選択部31及び右目用選択部32における透過状態OP及び遮断状態CLの切替タイミングSL1,SR1,SL2,SR2を認識する。
そして、シャッター駆動部34は、図4(B)に示すように、切替タイミングSL1,SR1で左目用選択部31及び右目用選択部32にそれぞれOFF信号を出力する。すなわち、左目用選択部31及び右目用選択部32は、切替タイミングSL1,SR1でそれぞれ遮断状態CLから透過状態OPへと切替を開始する。
そして、左目用選択部31は、右目用画像に更新される垂直走査期間Tv3の開始時点よりも遮断移行期間TD2だけ早いタイミングSL2で遮断状態CLへの切替を開始するため、垂直走査期間Tv3の開始時点で遮断状態CLに切り替わりが完了し遮断状態CLになっていることとなる。
右目用選択部32も同様に、左目用画像に更新される垂直走査期間Tv1の開始時点で遮断状態CLに切り替わりが完了し遮断状態CLになっていることとなる。
また、第2期間T2内では、右目用選択部32が透過状態OPに切り替わり、左目用選択部31が遮断状態CLとなっているため、スクリーンSc上の投影画像(右目用画像及び黒画像)は、観察者の右目のみで視認されることとなる。
このため、観察者は、スクリーンSc上の投影画像を視差により立体視することとなる。
光量制御部27は、タイミングコントローラー25から出力される垂直同期信号、及び第1メモリー28Aに記憶された期間情報に基づいて、光源光量を増加させる切替期間TU(図4(C))を設定する。
具体的に、光量制御部27は、図4(C)に示すように、第1期間T1及び第2期間T2の切替時点Pよりも遮断期間情報に基づく遮断移行期間TD2だけ早いタイミングO1を、光源光量の増加を開始させる増加開始タイミングとする。
また、光量制御部27は、切替時点Pよりも透過期間情報に基づく透過移行期間TD1だけ遅いタイミングO2を、光源光量の増加を完了する増加完了タイミングとする。
そして、光量制御部27は、図4(C)に示すように、切替時点Pを跨ぐ増加開始タイミングO1から増加完了タイミングO2までの切替期間TUにおいて、他の期間よりも光源光量を増加させる。
本実施形態では、光量制御部27は、第1期間T1及び第2期間T2の切替時点を跨ぐ所定の切替期間TUにおいて、一時的に、他の期間よりも光源光量を増加させる。
このことにより、シャッター眼鏡3を通して観察者に投影画像を立体視させる場合であっても、透過移行期間TD1及び遮断移行期間TD2に応じたシャッター眼鏡3の透過率の減少分を、光源光量の増加分で補うことができる。すなわち、シャッター眼鏡3を通して立体視される投影画像において、上方側及び下方側の各領域Ar1,Ar2(図7参照)の輝度を光源光量の増加により向上させることができ、輝度ムラを抑制できる。
このことにより、光量制御部27は、透過移行期間TD1及び遮断移行期間TD2に応じてシャッター眼鏡3の透過率が他の期間よりも減少する期間(切替期間TU)を適切に設定し、当該期間TUだけ、他の期間よりも光源光量を増加させることができる。
したがって、シャッター眼鏡3を通して立体視される投影画像の輝度ムラを適切に抑制できる。
次に、本発明の第2実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第1実施形態と同様の構成及び同一部材には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図5は、第2実施形態における画像表示システム1の構成を模式的に示すブロック図である。
本実施形態では、前記第1実施形態に対して、図5に示すように、シャッター眼鏡3(左目用選択部31及び右目用選択部32)の透過率の経時変化に関する変化情報を記憶する変化情報記憶部としての第2メモリー28Bを制御装置2Cに設けている。また、第2メモリー28Bを設けたことに伴い、前記第1実施形態に対して、光量制御部27の動作を変更している。
なお、図6では、説明の便宜上、透過状態OPでの透過率を100%とし、切替期間TU以外の他の期間での光源光量を100%としている。
すなわち、切替期間TU以外の他の期間で、かつ、シャッター眼鏡3が透過状態OPでの透過光量(以下、基準透過光量)は、光源光量が100%であり、透過率が100%であることから、100%である。
例えば、図6に示すように、「0.25ms」、「0.5ms」、及び「0.75ms」の各時間での透過率が「60%」、「80%」、「95%」であれば、当該各時間での光源光量をそれらの逆数である「166%」、「125%」、「105%」にそれぞれ設定する必要がある。
そして、第2メモリー28Bに記憶された変化情報は、透過移行期間TD1及び遮断移行期間TD2でのシャッター眼鏡3の透過率の経時変化に基づいて予め算出された情報である。
具体的には、透過移行期間TD1における変化情報は、透過状態OPへの切替を開始してからの経過時間と、その経過時間での透過率の逆数(必要とされる光源光量)とが関連付けられた情報である。
また、遮断移行期間TD2における変化情報も同様に、遮断状態CLへの切替を開始してからの経過時間と、その経過時間での透過率の逆数とが関連付けられた情報である。
また、光量制御部27は、透過移行期間TD1における変化情報に基づいて、切替時点Pからの経過時間に応じて、当該経過時間に関連付けられた光源光量となるように光源部21の動作を制御する。
本実施形態では、光量制御部27は、切替期間TUにおいて、第2メモリー28Bに記憶された変化情報に基づいて光源光量を調整する。
このことにより、透過移行期間TD1や遮断移行期間TD2でのシャッター眼鏡3の透過率の変化を、光源光量を調整することで相殺することができ、シャッター眼鏡3を通して立体視される投影画像の輝度ムラをより確実に抑制できる。
前記各実施形態では、画像表示システム1は、第1画像及び第2画像をそれぞれ左目用画像及び右目用画像として表示画像を観察者に立体視させる構成としていたが、これに限らない。例えば、画像表示システムとして、第1画像及び第2画像をコンテンツの異なる画像とし、2つの表示画像(第1画像及び第2画像)を異なる観察者にそれぞれ視認させる構成を採用しても構わない。
このように構成した場合には、シャッター眼鏡3としては、左目用選択部31を左右に設けた眼鏡、及び右目用選択部32を左右に設けた眼鏡の2種類を設ければよい。
前記各実施形態では、光量制御部27は、例えば、光源部21に供給する電流量を調整することで光源光量を調整する構成としていたが、これに限らない。例えば、光量制御部27として、光源部21と液晶パネル22との間に配設され、光源部21から液晶パネル22に出射される光の一部を遮蔽する光学絞り装置の動作を制御し、光の遮蔽量を調整することで光源光量を調整する構成としても構わない。
また、前記各実施形態では、画像表示装置として、プロジェクター2を採用していたが、これに限らず、液晶ディスプレイ、プラズマテレビ、有機ELディスプレイ等を採用しても構わない。
Claims (5)
- 光源部と、
前記光源部から出射される光を変調して画像を表示する光変調部と、
前記光源部から前記光変調部に出射される光量を調整する光量制御部と、
前記光変調部に表示させる画像を、交互に切り替わる第1期間及び第2期間のうち、前記第1期間で第1画像及び黒画像の順に更新し、前記第2期間で第2画像及び前記黒画像の順に更新する表示制御部と、
第1シャッターおよび第2シャッターを有するシャッター眼鏡を制御するシャッター制御部と、を備え、
前記シャッター制御部は、
前記第1期間において、前記第1シャッターが光を透過させる透過状態になり、前記第2シャッターが光を遮断する遮断状態になるように、前記シャッター眼鏡を制御し、
前記第2期間において、前記第1シャッターが前記遮断状態になり、前記第2シャッターが前記透過状態になるように、前記シャッター眼鏡を制御し、
前記シャッター制御部は、
前記第1期間および前記第2期間の切替時点において、前記第1シャッターおよび前記第2シャッターのうち一方のシャッターの前記透過状態への切替を開始させるとともに、
前記切替時点よりも早いタイミングで他方のシャッターの前記遮断状態への切替を開始させて、前記切替時点において前記遮断状態を完了させ、
前記光量制御部は、前記切替時点を跨ぐ所定の切替期間において、他の期間よりも前記光源部から出射される光量を増加させることを特徴とする画像表示装置。 - 請求項1に記載の画像表示装置であって、
前記第1シャッターおよび前記第2シャッターが前記遮断状態において前記透過状態への切替を開始してから前記透過状態となるまでの透過移行期間に関する透過期間情報と、前記第1シャッターおよび前記第2シャッターが前記透過状態において前記遮断状態への切替を開始してから前記遮断状態となるまでの遮断移行期間に関する遮断期間情報と、を記憶する期間情報記憶部を備え、
前記光量制御部は、前記透過期間情報および遮断期間情報に基づいて、光量を増加させる前記切替期間を設定することを特徴とする画像表示装置。 - 光源から出射される光を変調して画像を表示する画像表示装置と、第1シャッターおよび第2シャッターを有するシャッター眼鏡と、を含む画像表示システムであって、
前記画像表示装置は、
前記光源から出射される光量を調整する光量制御部と、
表示させる画像を、交互に切り替わる第1期間及び第2期間のうち、前記第1期間で第1画像及び黒画像の順に更新し、前記第2期間で第2画像及び前記黒画像の順に更新する表示制御部と、
前記シャッター眼鏡を制御するシャッター制御部と、を備え、
前記シャッター制御部は、
前記第1期間において、前記第1シャッターが光を透過させる透過状態になり、前記第2シャッターが光を遮断する遮断状態になるように、前記シャッター眼鏡を制御し、
前記第2期間において、前記第1シャッターが前記遮断状態になり、前記第2シャッターが前記透過状態になるように、前記シャッター眼鏡を制御し、
前記シャッター制御部は、
前記第1期間および前記第2期間の切替時点において、前記第1シャッターおよび前記第2シャッターのうち一方のシャッターの前記透過状態への切替を開始させるとともに、
前記切替時点よりも早いタイミングで他方のシャッターの前記遮断状態への切替を開始させて、前記切替時点において前記遮断状態を完了させ、
前記光量制御部は、前記切替時点を跨ぐ所定の切替期間において、他の期間よりも前記光源から出射される光量を増加させることを特徴とする画像表示システム。 - 請求項3に記載の画像表示システムであって、
前記第1シャッターおよび前記第2シャッターが前記遮断状態において前記透過状態への切替を開始してから前記透過状態となるまでの透過移行期間に関する透過期間情報と、前記第1シャッターおよび前記第2シャッターが前記透過状態において前記遮断状態への切替を開始してから前記遮断状態となるまでの遮断移行期間に関する遮断期間情報と、を記憶する期間情報記憶部を備え、
前記光量制御部は、前記透過期間情報および前記遮断期間情報に基づいて、光量を増加させる前記切替期間を設定することを特徴とする画像表示システム。 - 請求項4に記載の画像表示システムであって、
前記画像表示装置は、前記透過移行期間および前記遮断移行期間における前記第1シャッターおよび前記第2シャッターの透過率の経時変化に関する変化情報を記憶する変化情報記憶部を備え、
前記光量制御部は、前記切替期間において、前記変化情報に基づいて前記光源から出射される光量を調整することを特徴とする画像表示システム。
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