JP5954002B2 - 信号処理装置、信号処理方法、および、表示システム - Google Patents
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本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、立体画像を構成する左目用の画像と右目用の画像とが交互に入力された場合に、負荷の軽い処理によって各画像の左右の判別を正確に行えるようにすることを目的とする。
本発明によれば、画像処理装置に対して左目用の画像データと右目用の画像データとともに入力される左右識別信号を利用して、例えば画像データの内容を解析する等の高負荷の処理を行うことなく、遅延を伴う画像処理が施された画像データについて左目用であるか右目用であるかを正確に判別できる。
本発明によれば、垂直同期信号と左右識別信号とを同期させることで、遅延を伴う画像処理が施された画像データを、適切なタイミングで表示させることができる。
本発明によれば、画像処理装置によって遅延を伴う処理が施された画像データについて正確に左目用と右目用とを判別し、表示させることができる。
本発明によれば、画像処理に伴う遅延量に基づいて左右識別信号を遅延させることにより、画像処理を経て出力される画像データと左右識別信号とを良好に同期させ、画像データの左右の切り替わりを正確に反映した左右識別信号を得られる。これにより、画像処理後の画像データについて、左右識別信号に基づいて左目用であるか右目用であるかを正確に判別できる。
本発明によれば、少ない情報に基づいて、左右識別信号を適切に遅延させて画像処理を経て出力される画像データと良好に同期させることができる。これにより、画像データの左右の切り替わりを正確に反映した左右識別信号を効率よく得ることができる。
本発明によれば、左右識別信号の周期を変更することにより、フレームレートの変更がなされた場合であっても左右識別信号と各フレームの画像データとを同期させ、画像データの左右の切り替わりを正確に反映した左右識別信号を得ることができる。
本発明によれば、画像処理装置に対して左目用の画像データと右目用の画像データとともに入力される左右識別信号を利用して、例えば画像データの内容を解析する等の高負荷の処理を行うことなく、遅延を伴う画像処理が施された画像データについて左目用であるか右目用であるかを正確に判別できる。
本発明によれば、画像処理装置に対して左目用の画像データと右目用の画像データとともに入力される左右識別信号を利用して、例えば画像データの内容を解析する等の高負荷の処理を行うことなく、遅延を伴う画像処理が施された画像データについて左目用であるか右目用であるかを正確に判別し、適切に立体画像を表示できる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明を適用した第1の実施形態に係るプロジェクター1(表示システム)の機能的構成を示す図である。
図1に示すプロジェクター1は、スクリーンSCに画像を投射するプロジェクターであり、プロジェクター1の動作を中枢的に制御する制御装置10と、制御装置10の制御により入力された画像を処理する画像処理装置30と、画像処理装置30により処理された画像をスクリーンSCに投射する投射部20(表示手段)とを備えている。
光源装置21は、キセノンランプ、超高圧水銀ランプ、LED等からなる光源を備えている。この光源装置21は、光源が発した光を液晶パネル22に導くリフレクター及び補助リフレクターを備えていてもよく、投射光の光学特性を高めるためのレンズ群(図示略)、偏光板、或いは光源が発した光を液晶パネル22に至る経路上で光量を減光させる調光素子等を備えたものであってもよい。
液晶パネル22は、RGBの各色に対応した3枚の透過型液晶パネルを備え、これら透過型液晶パネル上に画像処理装置30によって処理された画像が描画される。なお、液晶パネル22は、3枚の透過型液晶パネルを備えた構成に限らず、例えば、1枚の透過型液晶パネルとカラーホイールを組み合わせた方式で構成することもできる。
投射光学系23は、液晶パネル22で変調されたRGB3色の変調光を合成するプリズム、プリズムで合成された投射画像をスクリーンSCに結像させるレンズ群等を備えている。なお、光変調装置として、液晶パネルに代えて、RGB各色の色光を変調する3枚のデジタルミラーデバイス(DMD)を用いた方式を採用してもよく、1枚のDMDとカラーホイールを組み合わせた方式を採用することも可能である。また、液晶パネル22を1枚の透過型液晶パネルで構成することも可能であり、この場合、及び1枚のDMDを用いる場合、プリズムに相当する部材は不要である。
制御装置10には、制御装置10の制御に従って光源装置21に対して駆動電流を供給し、光源装置21を点灯/消灯させる光源駆動装置12が接続されている。また、制御装置10には、プロジェクター1の本体上面や背面に配置された操作パネル11が接続されている。操作パネル11は複数の操作子を備え、これら操作子の操作に対応する操作信号を生成して制御装置10に出力する。
立体映像データのフォーマットは、左目用の画像のフレーム(左画像フレーム)と右目用の画像のフレーム(右画像フレーム)とが交互に入力されるフレームシーケンシャル方式のほか、サイドバイサイド方式とすることができる。
入力インターフェース31には、上記画像ソースまたは画像供給装置から、入力画像データD1と同期信号S1とが入力される。入力画像データD1のフレームレートおよび解像度は、入力インターフェース31の仕様として予め設定された範囲内であればよい。
入力映像処理IC32は、入力画像データD1が平面画像データであると判別した場合、および、フレームシーケンシャル方式の立体画像データであると判別した場合には、入力画像データD1を、画像データD3として画像処理IC33に出力する。
また、入力映像処理IC32は、入力画像データD1がサイドバイサイド方式の立体画像データであると判別した場合、入力画像データD1の各フレームに対し、1フレームの左右に並ぶ左画像フレームと右画像フレームとをそれぞれ切り出して、切り出した画像の各々の一つのフレームとして順に並べる処理を行う。これにより、サイドバイサイド方式の立体画像データは、フレームシーケンシャル方式と同様に左画像フレームと右画像フレームとが交互に出力される形態とされ、この画像データD3を画像処理IC33に出力する。但し、この場合の画像データD3の各フレームは、水平解像度が入力画像データD1の半分となっている。
入力画像データD1がサイドバイサイド方式の立体画像データであると判別した場合には、画像データD3のフレーム数は入力画像データD1の2倍になる。この場合、入力映像処理IC32は、入力画像データD1の2倍のフレームレートで画像データD3を出力するとともに、このフレームレートに同期した垂直同期信号S3を生成して画像処理IC33に出力する。ここで、入力映像処理IC32は、サイドバイサイド方式の立体画像データから生成した画像データD3を、入力画像データD1と同じフレームレートで出力することも、異なるフレームレートで出力してもよい。この場合、入力映像処理IC32は、画像データD3に対応する同期信号S1に基づいて画像データD3に対応した垂直同期信号S3を生成して、画像処理IC33に出力する。
このように、入力映像処理IC32は、互いに同期する画像データD3、垂直同期信号S3および左右識別信号S2を、画像処理IC33に対して出力する。
また、入力映像処理IC32は、パネル駆動IC34に対して左右識別信号S2を出力する。パネル駆動IC34に出力される左右識別信号S2は、画像処理IC33に出力する左右識別信号S2と同じ信号である。
画像処理IC33は、画像データD3の各フレームに対して上記の画像処理を実行してから、処理後の画像データD5をパネル駆動IC34に出力する。また、画像処理IC33は、処理後の画像データD5の各フレームに同期する垂直同期信号S5をパネル駆動IC34に出力する。
しかしながら、画像データD5と垂直同期信号S5とを同期させることは画像処理IC33の通常の機能として実現されるが、画像処理IC33が画像データD5の遅延に同期して左右識別信号を出力する機能は実装されないことが多い。これは、左右識別信号の出力タイミングを、画像処理により発生する遅延に合わせて調整することが、回路構成が複雑になる等の理由により容易ではないためである。
このため、画像処理装置30においては、画像処理IC33が左右識別信号S2をパネル駆動IC34に出力する機能を持たず、入力映像処理IC32がパネル駆動IC34に対して左右識別信号S2を出力する。そして、パネル駆動IC34は、入力映像処理IC32から入力される左右識別信号S2に基づいて、上記のように液晶パネル22に描画するフレームが左画像フレームか右画像フレームかを判定する。
図2に示すように、画像処理IC33が出力する垂直同期信号S5は画像データD5に同期しており、画像処理IC33の画像処理に伴う幅W1の遅延を生じている。これに対し、パネル駆動IC34に入力される左右識別信号S2は遅延されていないため、画像データD5の左画像フレームと右画像フレームとが切り替わるタイミングと、左右識別信号S2のHiとLoとが切り替わるタイミングとがずれてしまう。このため、左右識別信号S2に基づいて画像データD5のフレームの左右を正確に判定することが困難な場合が生じ得る。画像処理IC33における遅延量は、図2に例示した幅W1に比べて各段に大きくなる可能性があるので、左右識別信号S2を画像データD5に適用することは容易ではない。
パネル駆動IC34は、内部にカウンター(図示略)を有し、カウントリフレッシュトリガー信号S11のパルスの立ち下がりに同期してカウントを開始する。パネル駆動IC34のカウンターのカウント値C1は、例えば時刻T5に示すように、カウントリフレッシュトリガー信号S11により0にリセットされ、その後、外部クロックS7に同期してカウントアップされる。
パネル駆動IC34は、カウント値C1がレジスターの値(この例では3)に達すると、左右識別信号S17の出力を切り換える。例えば時刻T9、T17、T19において、左右識別信号S17は左右識別信号S2から3クロック分遅れて切り替わる。
パネル駆動IC34は、信号生成処理を実行し、画像処理IC33から入力される垂直同期信号S5に基づいて内部的に垂直同期信号S21を生成する。垂直同期信号S21は、例えば時刻T13において、垂直同期信号S5の立ち下がりをトリガーとし、システムクロックS19に同期して立ち上がる信号であり、システムクロックS19の1クロック分のパルスを有する。
また、パネル駆動IC34は、垂直同期信号S21に同期して、画像処理IC33から入力される画像データD5を取得する。パネル駆動IC34が取得した画像データを、画像データD7とする。パネル駆動IC34は、画像データD7が立体画像データでない場合(平面画像データである場合)、左右識別信号S23の信号レベルを一定とする。このため、例えば時刻T1に示すように、垂直同期信号S21のパルスが立ち上がっても、画像データD7が立体画像データでない場合は、左右識別信号S23の出力を切り換えない。パネル駆動IC34は、画像データD7が立体画像データである場合は、左右識別信号S23の信号レベルを、そのときの左右識別信号S17の信号レベルに合わせるように切り換える。例えば時刻T15では、左右識別信号S17がLoであるため、左右識別信号S23はHiからLoに切り替わる。つまり、パネル駆動IC34は、判別処理を実行し、遅延させた左右識別信号S17に基づいて画像データD7の左右を判別し、左右識別信号S23を生成する。左右識別信号S23を生成する処理は信号遅延処理に相当する。
また、垂直同期信号S21と、遅延した左右識別信号S17の変化点とが一致しないことが好ましい。例えば時刻T15において、パネル駆動IC34が左右識別信号S17の値を参照する際に左右識別信号S17が切り替わることがないことが好ましい。このため、遅延量は、垂直同期信号S21と左右識別信号S17の変化点とが一致しない値に設定される。
このように、パネル駆動IC34が2つのレジスターに2つの値を保持することができれば、遅延量として設定される値は小さくてもよいので、例えば画像処理IC33における遅延量が画像データD5の1フレームより大きい場合であっても、第1のレジスターに保持する遅延量を1フレーム以下の値とすることができ、レジスターおよびカウンターのビット数を抑えることができる。
また、パネル駆動IC34は、画像処理IC33が出力する垂直同期信号S5をもとに、新たに垂直同期信号S21を生成し、この垂直同期信号S21に同期するように左右識別信号S23を生成するので、遅延を伴う画像処理が施された画像データD7を、適切なタイミングで表示させることができる。
また、パネル駆動IC34は、投射部20の液晶パネル22に接続され、画像データD7に基づいて液晶パネル22に左目用の画像と右目用の画像とを交互に表示させるので、画像処理IC33によって遅延を伴う処理が施された画像データについて正確に左目用と右目用とを判別し、表示させることができる。
図4は、本発明を適用した第2の実施形態に係る画像処理装置30の動作を示すタイミングチャートであり、(1)外部クロックS7、(2)垂直同期信号S3、(3)画像処理IC33が出力する垂直同期信号S31、および(4)左右識別信号S2を示す。
第2の実施形態では、液晶パネル22を倍速駆動する場合、4倍速駆動する場合等、画像処理IC33が画像データのフレームレートを逓倍する処理を行う。ここでは液晶パネル22を2倍速駆動する場合を例に挙げて説明する。なお、第1の実施形態で説明したプロジェクター1の各機能部については同符号を付して図示及び説明を省略する。また、第1の実施形態で説明した信号、画像データおよびカウント値についても同符号を付して説明を省略する。
これに対し、パネル駆動IC34に入力される左右識別信号S2は垂直同期信号S3に同期しており、その周期は垂直同期信号S31の2倍である。このため、左右識別信号S2の1周期に画像データD5が2フレーム出力されることになり、左右識別信号S2に基づいて画像データD5の左右を判別することはできない。
図5は、画像処理装置30の動作を示すタイミングチャートである。図中、(1)外部クロックS7、(2)左右識別信号S2、(3)左右識別信号S9、(4)カウントリフレッシュトリガー信号S11、(5)画像処理IC33が出力する垂直同期信号S31、(6)遅延させた左右識別信号S17、(7)システムクロックS19、(8)パネル駆動IC34が内部的に生成した垂直同期信号S33、および、(9)パネル駆動IC34が内部的に生成した左右識別信号S35を示す。
また、パネル駆動IC34は、システムクロックS19に従って、画像処理IC33から入力される垂直同期信号S31に基づいて内部的に垂直同期信号S33を生成する。この処理は信号生成処理に相当する。垂直同期信号S33は、垂直同期信号S31の立ち下がりをトリガーとし、システムクロックS19に同期して立ち上がる信号であり、システムクロックS19の1クロック分のパルスを有する(例えば、図5のT1、T3、T5、T7、…)。この垂直同期信号S33は垂直同期信号S31と同様の周波数の信号であり、画像処理IC33が出力する画像データD5のフレームレートに適合している。
また、パネル駆動IC34は、生成した垂直同期信号S33のパルスに同期して出力が切り替わる左右識別信号S35(遅延左右識別信号)を生成する。パネル駆動IC34は、画像データD7が立体画像データでない場合(平面画像データである場合)、左右識別信号S35の信号レベルを一定とする。
具体例を示す。図5のT5で画像データD7が立体画像データに切り替わると、パネル駆動IC34は、垂直同期信号S31が前回立ち上がったT3における左右識別信号S17の信号レベル(ここではHi)を検出する。次に、パネル駆動IC34は、左右識別信号S17のT5における信号レベルとT3における信号レベルとを比較し、一致した場合は、T5で左右識別信号S35をHiレベルとし、信号レベルが一致しない(変化した)場合はT5で左右識別信号S35をLoレベルに切り換える。
その後、パネル駆動IC34は、垂直同期信号S33が立ち上がる毎(例えば、図5のT7、T9,T11、T13、…)に、左右識別信号S35の出力のHiとLoを切り換える。
また、左右識別信号S35は、画像処理IC33における画像処理に伴う遅延量に対応して遅延されていて、かつ、画像処理IC33の画像処理に対応して周期も変更されているので、画像処理IC33が出力する画像データD5の左右を的確に反映している。そして、パネル駆動IC34は、左右識別信号S35を簡単な構成によって得ることができるので、回路構成の複雑化によるコスト増や遅延の発生等を防止できる。
また、上記各実施形態では液晶パネル22を駆動するパネル駆動IC34が、画像処理IC33によって遅延を伴う画像処理が施された画像データに対応する左右識別信号を生成する構成を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、画像処理IC33の処理後の画像データに対応する左右識別信号を本発明を適用して生成するICを、パネル駆動ICの前段に設けてもよい。
Claims (7)
- 左目用の画像データと右目用の画像データに画像処理を施して、前記画像処理後の前記左目用の画像データと前記右目用の画像データとを出力する画像処理装置に接続され、
前記画像処理装置の前段の装置から前記画像処理装置に対して入力される左右識別信号を受信する受信処理と、
前記画像処理装置における前記画像処理に伴う遅延量に基づき、前記受信処理で受信された前記左右識別信号を遅延させた遅延左右識別信号を生成する信号遅延処理と、
前記信号遅延処理により生成された前記遅延左右識別信号に基づき、前記画像処理装置から入力される画像データが前記左目用の画像データと右目用の画像データとのどちらであるかを判別する判別処理と、を実行すること、
を特徴とする信号処理装置。 - 請求項1記載の信号処理装置であって、
前記画像処理装置が出力する垂直同期信号をもとに、新たに垂直同期信号を生成する信号生成処理を実行するよう構成され、
前記信号遅延処理で、前記信号生成処理で生成された垂直同期信号に同期するように前記左右識別信号を遅延させることを特徴とする信号処理装置。 - 請求項1または2記載の信号処理装置であって、
画像を表示する表示手段に接続され、
前記判別処理の判別結果に従って、前記画像処理装置から入力される前記左目用及び右目用の画像データを取得し、取得した画像データに基づいて前記表示手段により左目用の画像と右目用の画像とを交互に表示させる表示制御処理を実行することを特徴とする信号処理装置。 - 請求項3記載の信号処理装置であって、
前記画像処理装置から前記左目用及び右目用の画像データが1フレーム毎に入力され、
前記信号遅延処理で、前記左右識別信号のレベルと前記左目用及び右目用の画像データの各々との対応を示す第1遅延情報と、1フレームの画像データが入力される期間における遅延量を示す第2遅延情報とに基づいて、前記受信処理により受信された前記左右識別信号を遅延させることを特徴とする信号処理装置。 - 請求項4記載の信号処理装置であって、
前記左右識別信号を遅延させた信号に基づいて、前記左右識別信号の周期を変更する周期変更処理を実行することを特徴とする信号処理装置。 - 左目用の画像データと右目用の画像データに画像処理を施して、前記画像処理後の前記左目用の画像データと前記右目用の画像データとを出力する画像処理装置に対し、その前段の装置から入力される左右識別信号を受信する受信ステップと、
前記画像処理装置における前記画像処理に伴う遅延量に基づき、前記受信ステップで受信された前記左右識別信号を遅延させた遅延左右識別信号を生成する信号遅延ステップと、
前記信号遅延ステップで生成された前記遅延左右識別信号に基づき、前記画像処理装置から入力される画像データが前記左目用の画像データと右目用の画像データとのどちらであるかを判別する判別ステップと、
を備えることを特徴とする信号処理方法。 - 入力画像データに基づいて、左目用の画像データと右目用の画像データとを交互に出力するとともに、出力する画像データの左右を識別する左右識別信号を出力する入力画像データ処理装置と、
前記入力画像データ処理装置が交互に出力する前記左目用及び右目用の画像データに画像処理を施し、処理後の前記左目用及び右目用の画像データを出力する画像処理装置と、
画像を表示する表示手段と、
前記画像処理装置が出力する前記左目用及び右目用の画像データに基づいて、前記表示手段により画像を表示させる表示制御装置と、を備え、
前記表示制御装置は、
前記入力画像データ処理装置から出力される左右識別信号を受信する受信処理と、
前記画像処理装置における前記画像処理に伴う遅延量に基づき、前記受信処理で受信された前記左右識別信号を遅延させた遅延左右識別信号を生成する信号遅延処理と、
前記信号遅延処理により生成された前記遅延左右識別信号に基づき、前記画像処理装置から入力される画像データが前記左目用の画像データと右目用の画像データとのどちらであるかを判別する判別処理と、
前記判別処理の判別結果に従って、前記画像処理装置から入力される前記左目用及び右目用の画像データを取得し、取得した画像データに基づいて前記表示手段により左目用の画像と右目用の画像とを交互に表示させる表示制御処理と、を実行すること、
を特徴とする表示システム。
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