KR100549970B1

KR100549970B1 - 영상표시방법및영상표시장치

Info

Publication number: KR100549970B1
Application number: KR1019980010421A
Authority: KR
Inventors: 시게루 하라다; 준지 가기타; 요시히토 오사와; 가츠히코 후지하라
Original assignee: 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 1997-03-28
Filing date: 1998-03-26
Publication date: 2006-06-14
Also published as: US6201566B1; CN1201338A; CN1195385C; MY116241A; JPH10276455A; KR19980080677A

Abstract

본 발명은 2차원 영상을 표시할 때 전후감, 입체감을 표현하는 것을 가능케 한다.

본 발명은 하이 패스 필터(25), 정류 회로(26)에 의해 에지 정보의 양에 대응하는 검출 신호(Sd)가 형성된다. 가변 지연 회로(14L)에 검출 신호(Sd)가 공급되고, 가변 지연 회로(14R)에 (Sd')가 공급된다. 에지 정보의 양에 따라서 좌안용 영상 및 우안용 영상이 역방향으로 이동하게 가변 지연 회로(14L, 14R)가 제어된다. 그에 의해 표시면보다 앞쪽 또는 뒤쪽에 허상이 맺힌다. 좌우의 영상이 CRT (20L, 20R)로 표시된다. 수평 편광 필터(21L), 수직 편광 필터(21R)를 투사광이 지나고 스크린(22) 상에서 좌우의 영상이 겹친다. 편광 필터(24L, 24R)를 갖는 안경(23)에 의해서 좌우의 영상을 분리해서 볼 수 있게 되고 입체감이 증강된다.

Description

영상 표시 방법 및 영상 표시 장치{Imgage display method and device}

발명의 분야

본 발명은 입력 영상 신호에 기초한 영상을 표시할 때, 표시되는 물체의 전후감(前後感), 입체감을 표현하는 것이 가능한 영상 표시 방법 및 영상 표시 장치에 관한 것이다.

발명의 배경

입체 표시 방식 중에서 가장 실현성이 높은 것으로 좌우 시차(視差) 정보를 이용한 입체 표시 방식이 있다. 이 방식은 촬영 시 2대의 카메라를 사용하여 시차 정보를 갖도록 좌안용(左眼用) 영상과 우안용(右眼用) 영상을 촬영한다. 그리고 2개의 화상이 좌우의 눈에 분리하여 투사하여 재생함으로써, 입체 표시가 가능하다.

도 1a 내지 도 1b는 양안(좌우) 시차를 이용한 입체적으로 보는 동작의 원리를 도시한다. 표시면(1) 상에서 좌안 영상(3L) 및 우안 영상(3R)을 수평 방향으로 어긋나게 한 것을 표시한다. 통상은 좌우 양안(2L, 2R)의 초점(좌우의 시선이 교차하는 점이며, 폭주(輻輳: vergence)가 맞는 점이라고 부른다)과, 각각의 눈(2L, 2R)의 초점(한쪽 눈으로의 눈의 조절이 맞는 점)은 같은 장소이다. 구체적으로, CRT 등에서는 CRT 면이 폭주와 조절이 맞는 장소이고, 프로젝터 등에서는 스크린이 폭주와 조절이 맞는 장소이다.

도 1a는 교차 폭주의 경우를 도시한다. 이 경우, 좌측 방향으로 어긋난 영상(3R)을 우안(2R)으로 보도록 하고 우측 방향으로 어긋난 영상(3L)을 좌안(2L)으로 보도록 한다. 이때, 좌우의 눈의 폭주가 맞는 위치에 마치 물체가 있는 것같이 머리 속에서 상이 맺힌다. 이 허상(4A)은 표시면(1)보다 앞으로 튀어나와 보인다. 한편, 도 1b는 병행(竝行) 폭주(비교차(非交差) 폭주)의 경우를 도시한다. 이 경우에선 좌측 방향으로 어긋난 영상(3L)을 좌안(2L)으로 보도록 하고 우측 방향으로 어긋난 영상(3R)을 우안(2R)으로 보도록 한다. 병행 폭주에선 허상(4B)이 표시면(1)보다 안쪽에 맺힌다.

상기 좌우 시차의 원리를 사용하여 통상의 2차원 화상에서도 입체감을 얻도록 한 것이 풀프리히(Pulfrich)의 효과를 이용한 입체감의 강조이다. 풀프리히의 진자 효과는 「눈 앞의 수직면 내를 좌우로 왕복 운동하는 물체를, 한쪽의 눈에 빛을 감소시킨 필터(ND 필터)를 붙여 양안으로 바라보면, 이 물체가 상기 면 내보다 앞쪽 및 뒤쪽으로 표시된, 거리를 갖는 타원상의 궤적을 그리며 운동하듯이 보인다」는 것이다. 예컨대, 도 2에 도시하듯이 좌안(2L)에 대해서 ND 필터(5)를 장착한 상태에서 면(6) 내에서 좌우로 왕복 운동을 하는 진자를 보면 진자가 우에서 좌로 움직일 때는 면(6)에서 앞을 지나고, 반대로 좌에서 우로 움직일 때는 면(6)보다 안쪽을 지나는, 진자의 궤적이 타원의 궤도(7)를 형성하는 것이 관찰된다.

이 같은 풀프리히의 진자 효과는, 대뇌에서 눈으로 신호를 전달할 때 빛을 약하게 한 좌안(2L)이 빛을 약하게 하지 않은 우안(2R)에 비해 시간 지연이 있기 때문에 생긴다. 즉, 도 2의 예에서 진자가 우에서 좌로 움직여서 q의 위치에 있을 때, 좌안(2L)의 신호가 늦어지기 때문에, 이 순간, 좌안(2L)은 마치 진자가 p의 위치에 있는 것같이 인식한다. 이같이 양안 시차가 생기고 상술한 도 1a에 도시하는 교차 폭주에 의해서 진자가 N의 위치에 있는 것같이 느껴진다. 반대로 진자가 좌에서 우로 움직여서 q의 위치에 있을 때, 좌안(2L)은 마치 진자가 r의 위치에 있는 것같이 인식한다. 이 양안 시차에 의해 도 1b에 도시한 병행 폭주에 의해 진자가 F의 위치에 있는 것처럼 느껴진다.

종래에는 통상의 2차원 영상의 입체감을 증가시키는 방법으로 상기 풀프리히의 효과를 이용한 것이 알려져 있다. 그러나 이 방법은 특정 방향으로 움직이고 있는 물체만 그 입체감(깊이감(奧行き感: depth feeling))이 표현될 뿐으로 정지 부분에서는 그 효과가 발휘되지 않는 결점이 있었다. 또, 이 방법은 물체의 움직임의 속도와 그 방향에 의해 입체감이 영향받는 결점이 있다. 즉, 움직임의 속도로 깊이감이 변화하고 또, 움직임 방향에서 앞과 뒤(奧: rear side)가 일방적으로 결정된다. 이같이 종래의 입체감 강조 방법은 특정 방향으로 움직이고 있는 물체만 그 입체감(깊이감)을 바르게 표현하는 것이 가능했었다.

본 발명은 2차원의 영상 신호 소스를 사용하고 정지 부분에서도 입체감을 표현하는 것이 가능한 영상 표시 방법 및 표시 장치를 제공한다.

본원 발명은, 영상 신호가 입력되고, 표시 장치에 표시하는 영상 신호를 생성하는 영상 표시 방법에 있어서, 입력 영상 신호의 에지 정보를 검출하고, 검출된 에지 정보에 따라 영상 중에서 피사체의 전후 관계를 검출하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 방법이다.

본원 발명은 이같이 영상을 표시하는 영상 표시 장치이다.

본원 발명은, 영상 신호가 입력되고, 표시 장치에 영상을 표시하는 영상 표시 방법에 있어서, 입력 영상 신호의 에지 정보를 검출하고, 검출된 에지 정보에 기초하여 영상 중에서 피사체의 전후 관계를 검출하고, 검출된 전후 관계에 근거해서 화상의 위치를 수평 방향으로 이동하도록 제어하고, 제어의 결과 생성된 좌우 시차를 갖는 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 방법이다.

본원 발명은, 이와 같은 영상을 표시하는 영상 표시 장치이다.

본원 발명은, 영상 신호가 입력되고, 표시 장치에 영상을 표시하는 영상 표시 방법에 있어서, 입력 영상 신호의 에지 정보를 검출하고, 검출된 에지 정보에 기초하여 영상 중에서 피사체의 전후 관계를 검출하고, 검출된 전후 관계에 기초하여 입체 정보로서의 깊이 정보(奧行き情報: depth information)를 변조하고 변조된 깊이 정보를 갖는 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는 영상 표시 방법이다.

본원 발명은 이같이 영상을 표시하는 영상 표시 장치이다.

영상 촬영은 통상 카메라를 사용해서 행해진다. 카메라는 그 포커스가 맞는 곳을 중심으로 해서 촬영하는 수가 많다. 이 포커스가 맞는 곳은 영상 신호의 고주파 성분의 진폭이 다른 영역에 표시해서 높아지고 있는 수가 많다. 비디오 카메라의 오토포커스 처리에서도, 고주파 성분의 진폭이 많은 점을 포커스가 맞는 점으로 이용하고 있다. 이 성질을 이용하여, 어느 정도 고주파 성분을 포함하고 있는가에 따라, 포커스가 맞는 영역인지 그렇지 않은 영역인지를 판단한다. 통상의 비디오 카메라로 촬영한 영상의 경우, 포커스가 맞는 영역을 전경(前景)의 영상으로서 판단해도 지장이 없다는 것이 통례다.

이 같은 성질을 이용하여, 본 발명에선 포커스가 맞는 곳에 상당하는 에지 정보(고주파 성분의 양, 에지의 경사와 진폭)가 많은 곳을 전경으로 하고, 그렇지 않은 영역을 후경(後景)으로 판단한다. 그 결과에 따라 화상의 수평 방향의 위치를 제어하고, 제어에 의해 좌우 시차를 발생시킨다. 또, 화상의 수평 방향의 위치 대신에, 입체 정보로서의 깊이 정보를 변조한다. 이같이 해서 입체감(또는 전후감)을 표현한다.

본 발명에 의하면, 2차원의 영상 신호 소스를 사용하여, 전후감, 입체감이 강조된 영상을 표시할 수 있다. 종래의 풀프리히의 법칙을 이용하는 방법으로는 움직이고 있는 물체만 입체감을 증가시킬 수 있었는데, 본 발명은 움직이고 있는 물체뿐 아니라 정지한 물체도 전후감, 입체감의 표현을 도모할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시의 한 형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다. 도 3은 본 발명의 제 1의 실시의 형태를 도시한다. 제 1의 실시의 형태는 좌우의 영상을 각각 표시하는 2개의 프로젝터를 사용한 투사형 디스플레이에 대해 본 발명을 적용한 예이다. 제 1의 실시의 형태는 입력 영상 신호의 에지 정보에 따라 수평 방향의 위치를 제어하고 그에 따라 좌우의 영상간에서 시차 정보를 발생하는 것이다.

도 3에서 (11)로 도시하는 입력 단자에 대해 2차원 영상 신호(복합 칼라 영상 신호)가 공급된다. 예컨대, 안테나 및 튜너에 의해 수신된 텔레비전 방송 신호는 2차원 영상 신호 소스의 일례이다. 그 이외에 아날로그 위성 방송, 디지털 방송, 디스크, 테이프 등의 매체를 사용한 영상 신호 재생 장치에서 2차원 영상 신호를 수신하도록 해도 좋다.

입력 칼러 영상 신호가 Y/C 분리 회로(12)에 공급되고 휘도 신호(Y) 및 색 신호(반송 색신호)(C)가 분리된다. 색 신호(C)가 색 복조 회로(13)에 공급되어 색 복조된다. 색 복조 회로(13)에서의 2개의 색차 신호(R-Y 및 B-Y)가 발생한다. 휘도 신호(Y)가 가변 지연 회로(14L)에 공급되며 색차 신호(R-Y 및 B-Y)가 고정의 지연 회로(15L 및 16L)에 각각 공급된다. 또, 좌안용 영상 신호 경로와 마찬가지로 우안용 영상 신호 경로에 가변 지연 회로(14R), 고정 지연 회로(15R, 16R)가 설치되어 있다. 본 명세서의 기재에서 L 및 R의 참조 기호는 좌안 영상 및 우안 영상과의 대응 관계를 나타내기 위해서 사용한다.

가변 지연 회로(14L), 지연 회로(15L 및 16L)의 출력 신호가 매트릭스 회로(17R)에 공급되고, 가변 지연회로(14R), 지연 회로(15R 및 16R)의 출력 신호가 매트릭스 회로(17R)에 공급된다. 매트릭스 회로(17L 및 17R)에 의해 3원색 신호(R, G, B)가 형성된다. 또한, 간단하게 하기 위해서 음성 신호 처리에 대해서는 생략되고 있다.

매트릭스 회로(17L)에서 형성된 3원색 신호(R, G, B)가 프리앰프(18L)를 거쳐 CRT 드라이브 회로(19L)에 공급된다. 매트릭스 회로(17R)에서 형성된 3원색 신호(R, G, B)가 프리앰프(18R)를 거쳐 CRT 드라이브 회로(19R)에 공급된다.

CRT 드라이브 회로(19L 및 19R)에 의해 투사용 CRT(20L 및 20R)가 각각 구동된다. 이들 CRT 드라이브 회로 및 CRT에 의해 2개의 프로젝터가 구성된다. 프로젝터로는 각 원색 신호로 드라이브되는 3개의 CRT를 사용하거나 CRT 대신에 액정을 사용하는 것도 가능하다. 또, 프로젝터는 반사형 및 투과형 중 어느 것도 사용할 수 있다.

프로젝터에 의해 발생한 좌안용 영상 및 우안용 영상이 스크린(22) 상의 동일 위치에 겹쳐서 표시된다. 이와 같이 겹칠 때, 영상의 위치가 어긋나지 않게 이뤄진다. CRT(20L)에 의해 투사된 좌안용 영상은, 수평 편광 필터(21L)를 통과한 것이고, 한편, CRT(20R)에 의해 투사된 우안용 영상은 수직 편광 필터(21R)를 통과한 것이다.

좌안에 수평 편광 필터(24L)를 갖고, 우안에 수직 편광 필터(24R)를 갖는 안경(23)을 사용함으로써, CRT(20L 및 20R)에 의해 스크린(22) 상에 투영된 영상을 분리해서 보는 것이 가능하게 된다. 또한, 수평/수직 편광 필터에 한하지 않고 편광 방향이 상이한 필터, 예컨대 우선회/좌선회 편광 필터를 이용해도 좋다.

제 1의 실시의 형태에선 가변 지연 회로(14L 및 14R)에 의해 입력 영상 신호중의 에지 정보에 따라 좌우 영상의 수평 위치를 역방향으로 어긋나게 제어함으로써 시차 정보를 갖는 좌우의 영상이 생성된다. 동시에 에지 정보가 많은 물체의 경우에는 전경으로 판단하고, 시차 정보에 의해서 맺힘이 앞에서 이뤄지며, 한편, 에지 정보가 적은 물체의 경우에는 후경이라고 판단하고 시차 정보에 의해서 맺힘이 뒤에서 이뤄지게 제어된다. 에지 정보의 양은 Y/C 분리 회로(12)에서의 휘도 신호(Y)에 따라 검출된다. 즉, 휘도 신호(Y)가 하이 패스 필터(25) 및 정류 회로(26)를 통과함으로써 검출 신호(Sd)가 형성된다.

하이 패스 필터(25)는 휘도 신호 중 고주파 성분을 검출한다. 이 고주파 성분(미분 성분)은 양극성과 음극성의 펄스를 포함한다. 정류 회로(26)는 하이 패스 필터(25)의 출력 신호를 정류하고, 양 및 음의 한쪽의 구성을 갖는 검출 신호(Sd) 를 발생한다. 에지 정보의 양을 검출하는 구성으로선 하이 패스 필터(25) 및 정류 회로(26) 이외의 구성이 가능하다. 예컨대, 디지털 신호 처리에 의해서 에지 부분을 추출하고 에지의 기울기의 크기와 에지의 진폭을 검출하고 에지 정보의 양에 따른 검출 신호(Sd)를 발생하게 해도 좋다.

검출 신호(Sd)가 가변 지연 회로(14L)에 그 지연량을 제어하는 신호로 공급되고, 또, 인버터(27)에 공급된다. 인버터(27)에 의해 반전된 검출 신호(Sd')가 가변 지연 회로(14R)에 그 지연량을 제어하는 신호로서 공급된다. 또한, 인버터(27)는 극성의 반전을 행하는 구성에 한하지 않으며 상보적인 출력을 발생하는 구성이어도 좋다. 상보적인 구성에선 검출 신호(Sd)의 레벨을(0 ≤ Sd의 레벨 ≤ 1)로 할 때 검출 신호(Sd')로서(1 - Sd의 레벨)의 레벨을 갖는 것을 발생한다. 검출 신호(Sd 및 Sd')가 가변 지연 회로(14L, 14R)에 공급됨으로써 좌우의 영상 신호중의 휘도 신호가 시간축 상에서 역방향으로 변조된다. 즉, 좌우의 영상의 수평 방향의 위치가 검출 신호(Sd, Sd')에 의해서 역방향으로 이동하도록 제어된다. 또한 에지 정보의 양을 반영하는 검출 신호(Sd, Sd')에 의한 제어는 그 에지를 갖는 피사체를 앞 및 뒤 중에서 한쪽에 맺히게 한다.

가변 지연 회로(14L, 14R)로서는 도 4에 도시하는 디지털 회로의 구성의 것을 사용할 수 있다. 도 4에서 (41)로 도시하는 입력 단자에는 도시하지 않은 A/D 변환기에 의해 디지털화된 휘도 신호가 공급된다. 소정의 샘플링 주파수로 휘도 신호가 샘플링되고 각 샘플이 8비트 데이터로 변환된다. (42)는 디지털 휘도 신호와 동기한 샘플링 클록(CK)의 입력 단자이다.

입력 단자(41)에 대해서, n단의 래치가 직렬 접속된다. 각 래치는 데이터 입력 단자(D), 데이터 출력 단자(Q) 및 클록 단자를 갖는다. n단(n : 1, 2, 3, ..., n)의 래치의 각각의 출력이 셀렉터(43)에 공급된다. n단의 래치의 출력은 입력 휘도 데이터에 대해서 T(T : 샘플링 클록의 1주기), 2T, ... , nT의 시간이 지연된 것이다. 따라서 셀렉터(43)에 의해 이들의 입력 휘도 데이터중 하나를 선택함으로써 클록 주기(T)의 정수 배의 시간이 지연된 휘도 데이터를 발생시킬 수 있다. 셀렉터(43)는 제 1의 제어 신호(CTLa)에 의해 제어된다.

또, 샘플링 클록(CK)이 지연 회로(44)에 공급된다. 지연 회로(44)는 1클록 주기(T)를 세분화한 시간만큼 샘플링 클록(CK)을 지연시킨다. 1클록 주기를 m등분한 시간을 △T라 하면(m : 1, 2, 3, ..., m), 지연 회로(44)는, 0, △T, 2△T, ... , (m-1)△T의 지연량을 각각 갖는 m개의 샘플링 클록을 출력한다. 지연 회로(44)는 복수의 지연선의 조합을 변화시키는 구성, 시정수(時定數) 회로를 이용한 구성, 샘플링 클록보다 높은 주파수의 클록을 사용하는 구성 등에 의해서 구성할 수 있다.

셀렉터(45)에서 선택된 샘플링 클록이 D/A 변환기(46)에 공급된다. 셀렉터(45)에는 m개의 샘플링 클록중의 하나를 선택하기 위한 제어 신호(CTLb)가 공급된다. D/A 변환기(46)에는 셀렉터(43)에서 선택되며 래치(47)를 거친 디지털 휘도 신호가 공급된다. D/A 변환기(46)의 출력 단자(48)에는 아날로그 휘도 신호가 출력된다.

상술한 도 4에 도시하는 구성에서 지연량이 0인 경우에 n/2·T의 지연량을 갖는 디지털 휘도 신호를 셀렉터(43)가 선택하게 제어 신호(CTLa)가 셀렉터(43)를 제어하며 m/2·△T의 지연량을 갖는 샘플링 클록을 셀렉터(45)가 선택하게 제어 신호(CTLb)가 셀렉터(45)를 제어한다. n/2·T 및 m/2·△T는 가변 지연의 중심값이다. 가변 지연 회로(14L)의 경우에선 제어 신호(CTLa 및 CTLb)는 검출 신호(Sd)에 의거해서 형성된다. 가변 지연 회로(14R)의 경우에서, 제어 신호(CTLa 및 CTLb)는 검출 신호(Sd')에 의거해서 형성된다.

인버터(27)가 설치되어 있으므로 가변 지연 회로(14L 및 14R)간에서 발생하는 지연량이 역극성으로 된다. 즉, 가변 지연 회로(14L)에서, (n/2·T) + a·T + (m/2·△T) + b·△T의 지연량이 발생되었을 때는, 가변 지연 회로(14R)에서, (n/2·T) - a·T + (m/2·△T) - b·△T의 지연량이 발생한다. 가변 지연 회로(14L, 14R)에 의한 지연은 시차 정보를 발생시키고 입체감을 증강시키기 위해서이며, 실제로는, 1μsec 정도의 지연량을 발생시키면 좋다. 또, △T로선, 수 nsec 정도로 좋다.

가변 지연 회로(14L 및 14R)로선, 도 5에 도시하는 아날로그 회로에 의해 구성할 수도 있다. 도 5는 아날로그 휘도 신호가 공급되는 입력 단자(51)와 트랜지스터(52)의 베이스가 접속된다. 트랜지스터(53)의 콜렉터 및 이미터가 동일한 값의 저항(R)을 통해 각각 양의 전원 단자(53) 및 접지에 접속된다. 트랜지스터(52)의 콜렉터가 코일(L) 및 콘덴서(C)를 거쳐서 트랜지스터(54)의 베이스에 접속된다. 코일(L) 및 콘덴서(C)의 직렬 회로와 병렬로 가변 저항 소자(Rc)가 접속된다. 트랜지스터(54)의 콜렉터가 전원 단자(53)에 접속되고, 그 이미터가 저항을 거쳐서 접지되는 동시에 이미터에서 출력 단자(55)가 도출된다.

트랜지스터(52)의 콜렉터 및 이미터에는 역위상의 휘도 신호가 발생한다. 콜렉터 출력이 코일(L) 및 콘덴서(C)에 의해 신호 위상이 이상(移相: phase shufted)되고 트랜지스터(54)의 베이스에 있어서 가변 저항 소자(Rc)를 거친 이미터가 출력과 합성된다. 그 이상량(移相量), 즉, 지연량은 가변 지연 소자(Rc)의 저항값에 의해서 제어된다. 따라서, 아날로그 검출 신호(Sd, Sd')에 따라서 가변 저항 소자(Rc)의 저항값을 제어함으로써 출력 단자(55)에 출력되는 휘도 신호의 지연량을 제어할 수 있다.

또한, 가변 지연 회로(14L, 14R)로서는, 도 4 또는 도 5에 도시된 구성 이외의 여러 가지 구성을 사용할 수 있다. 예컨대 CCD에 의해 구성된 아날로그 지연 회로의 구성을 사용해도 좋다. 다른 예로선, RAM을 이용한 디지털 회로의 구성도 사용 가능하다.

상술한 이 발명의 실시의 일 형태에 관해서 입체감을 증강시키는 처리를 도 6 및 도 7을 참조해서 설명한다. 도 6 및 도 7에서, 가로축은 시간축(즉, 수평 방향의 위치)이며, 세로축은 진폭 레벨이다. 도 6의 예에선, 입력 영상 신호중에 경사가 급격하고 진폭이 큰 앞 에지(E1) 및 뒤 에지(E2)를 갖는 신호(물체)(S1)에 대한 처리를 도시한다. 도 6에 도시된 신호(S1)는 가변 지연 회로(14L, 14R)의 중심의 지연량을 갖는다.

신호(S1)의 경우에선, 검출 신호(Sd)의 레벨이 큰 것으로 되고, 검출 신호(Sd)에 의해 가변 지연 회로(14L)의 지연량이 많은 것으로 되며, 검출 신호(Sd')에 의해 가변 지연 회로(14R)의 지연량이 적은 것으로 된다. 따라서 신호(S1)와 대응하는 우안 영상 신호(S1r)는 지연량이 적은 것으로 되며, 우측 영상(93R)은 왼쪽 방향으로 위치가 이동된다. 한편, 신호(S1)와 대응하는 좌안 영상 신호(S1l)는 지연량이 많은 것으로 되며, 좌측 영상(93L)은 오른쪽 방향으로 위치가 이동된다.

우안 영상(93R)이 우안(92R)에 비치게 되고, 좌안 영상(93L)이 좌안(92L)에 비치게 된다. 이같이 좌우의 눈(92L, 92R)이 접근하는 방향으로 됨으로써, 도 1a 의 경우와 마찬가지로, 교차 폭주에 의해 허상(94A)은 표시면(91)보다 앞쪽에 맺힌다. 이와 같이 에지 정보의 양이 많으면 검출된 물체는 표시면(91)보다 앞쪽으로 튀어나와 보이게 된다.

도 7은 작은 경사로 진폭이 작은 앞 에지(E11) 및 뒤 에지(E12)를 갖는 신호(물체)(S11)에 대한 처리를 도시한다. 도 7에 도시된 신호(S11)는 가변 지연 회로(14L, 14R) 중심의 지연량을 갖는다. 신호(S11)의 경우에선, 검출 신호(Sd)의 레벨이 작게 되며, 검출 신호(Sd)에 의해 가변 지연 회로(14L)의 지연량이 작게 되며 검출 신호(Sd')에 의해 가변 지연 회로(14R)의 지연량이 크게 된다. 따라서 신호(S11)에 대한 우안 영상 신호(S11r)는 지연량이 많은 것으로 되며 오른쪽 영상(93R)은 우방향으로 위치가 이동된다. 한편, 신호(S11)와 대응하는 좌안 영상 신호(S111)는 지연량이 적은 것으로 되며 좌쪽 영상(93L)은 좌방향으로 위치가 이동된다.

상술한 바와 같이 위치가 제어된 우안 영상(93R)이 우안(92R)에 비치게 되며 좌안 영상(93L)이 좌안(92L)에 비치게 된다. 이같이 좌우의 눈(92L, 92R)이 떨어지는 방향으로 됨으로써 도 1b의 경우와 마찬가지로, 병행 폭주에 의해서, 허상(94B)은 표시면(91)보다 안쪽에 맺힌다. 이같이 에지 정보의 양이 적으면 검출된 물체는 표시면(91)보다 안쪽에 보이게 된다.

또한, 도 7에선 신호(11)와 더불어, 펄스 상의 신호(S21 및 S22)도 포함된다. 이들 신호는 에지 정보의 양이 많다고 판단되며, 도 7에 도시하듯이 신호(S11)와는 반대의 지연량 제어가 된다. 즉, 가변 지연 회로(14R)에 의해, (S21r 및 S22r)로 도시하듯이 신호(S21 및 S22)는 좌방향으로 이동되며 가변 지연 회로(14L)에 의해서 (S211 및 S221)로 도시하듯이 신호(S21 및 S22)는 우방향으로 이동된다. 이상 말한 바와 같이, 에지 정보가 많은 에지는 포커스가 맞는 영역으로 판단하고 표시면보다 앞쪽에 맺히고, 에지 정보가 적은 에지는 포커스가 맞지 않는 영역으로 판단하고 표시면보다 안쪽에 맺히도록 제어된다.

도 8은 본 발명의 제 1의 실시의 형태의 변형예이다. 도 3과 대응하는 부분에는 동일 참조 부호를 붙인다. 도 3의 구성과 다른 점은 가변 지연 회로(14R)를 대신해서 고정 지연 회로(14R')를 사용하는 것이다. 도 3의 구성에선 좌안 영상 신호와 우안 영상 신호를 역방향으로 지연하도록 제어하고 있으나, 도 8의 구성에선 한쪽의 좌안 영상 신호만을 제어하고 우안 영상 신호에 대해서는 고정 지연을 부여한다. 한쪽 방향의 제어이므로 양방향의 제어에 비해서 지연량이 반분되지만, 가변 지연 회로는 1개로도 좋다.

또한, 휘도 신호에 대해서만 시간 축(수평 방향의 위치)의 제어를 행하고 있는데 2개의 색차 신호도 휘도 신호와 마찬가지로 제어해도 좋다. 일반적으로 휘도 신호에 비해서 색차 신호에 관해서는 해상도를 지각하기 어려우므로 휘도 신호만의 제어에 의해서도 입체감(전후감)을 증강시키는 효과가 생긴다.

다음에 본 발명의 제 2의 실시의 형태에 대해서 설명한다. 상술한 제 1의 실시의 형태는 2개의 프로젝터용 CRT를 사용하고 있는 것에 비해서, 제 2의 실시의 형태는 입력 영상 신호에 대해서 필드 배속화(倍速化) 처리를 실시하고 1개의 CRT를 사용한다. 일례로, 필드 배속한 영상 신호의 쌍이 되는 2개의 필드의 제 1의 필드를 좌안용 영상 신호로 하고 필드 배속한 제 2의 필드를 우안용 영상 신호로 한다.

도 9는 본 발명의 제 2의 실시의 형태의 구성을 도시한다. Y/C 분리 회로(12)에 의해 입력 단자(11)에서의 복합 칼라 영상 신호에 대응하는 휘도 신호(Y) 및 색 신호(C)가 얻어진다. 휘도 신호(Y)가 필드 배속화 회로(11)에 공급되고 색 신호(C)가 색 복조 회로(13)에 공급된다. 색 복조 회로(13)에서의 2개의 색차 신호가 필드 배속화 회로(61)에 공급된다. 필드 배속화 회로(61)는 입력 영상 신호에서 필드 주파수가 2배로 된 영상 신호를 생성한다.

도 10의 a 내지 c는 필드 배속화 회로(61)에 의한 처리를 도시한다. 도 10의 a 내지 c에서는 간단하게 하기 위해서 색차 신호에 대해선 생략한다. 필드 주기(Tv)(NTSC 방식이면 1/60 초, PAL/SECAM 방식이면 1/50 초)의 입력 휘도 신호(Y)(도 10의 a)가 공급되면 필드 주기가 1/2·Tv의 출력 휘도 신호(도 10의 b)가 형성된다. 즉, 입력 휘도 신호의 필드(A)에서 2배의 필드 주파수의 필드(A1 및 A2)의 쌍이 형성되고, 필드(B)에서 2배의 필드 주파수의 필드(B1 및 B2)의 쌍이 형성된다. 도 10의 c는 배속 필드마다 레벨이 반전하는 펄스 신호(2V)이다. 이 같은 배속화 처리는 영상 신호를 디지털화하고 디지털 메모리에 의해 시간축을 압축하는 구성으로 행할 수 있다.

제 2의 실시의 형태에선 배속 필드와 동기한 펄스 신호(2V)가 하이 레벨인 제 1 필드(A1, B1, ...)를 좌안용 영상 신호로 사용하고, 그것이 로우 레벨인 제 2 필드(A1, B2, ...)를 우안용 영상 신호로 사용한다. 필드 배속화 회로(61)에서 필드 배속 휘도 신호(2Y) 및 필드 배속 색차 신호(2(R-Y), 2(B-Y))가 발생한다.

배속 휘도 신호(2Y)가 가변 지연 회로(62)에 공급되고 배속 색차 신호(2(R-Y), 2(B-Y))가 각각 고정 지연 회로(63, 64)에 공급된다. 또, 배속 휘도 신호(2Y)가 하이 패스 필터(25)에 공급되고 하이 패스 필터(25)의 출력 신호가 정류 회로(26)에 공급된다. 하이 패스 필터(25) 및 정류 회로(26)는, 제 1의 실시의 형태와 마찬가지로 휘도 신호중의 에지 정보의 양에 따른 검출 신호(Sd)를 발생한다. 인버터(27)에 의해서 검출 신호(Sd)와 상보적인 검출 신호(Sd')가 형성된다.

검출 신호(Sd 및 Sd')가 스위칭 회로(65)의 2개의 입력 단자에 각각 공급된다. 스위칭 회로(65)의 출력이 가변 지연 회로(62)에 그 지연량을 제어하는 신호로서 공급된다. 스위칭 회로(65)는 펄스 신호(2V)가 하이 레벨의 기간, 즉, 좌안용 영상 신호의 기간에선 검출 신호(Sd)를 가변 지연 회로(62)에 공급하고, 펄스 신호(2V)가 로우 레벨의 기간, 즉, 우안용 영상 신호의 기간에선 인버터(27)에서 출력되는 검출 신호(Sd')를 가변 지연 회로(62)에 공급하도록 제어된다. 따라서, 가변 지연 회로(62)에선 좌안용 영상 신호가 검출 신호(Sd)에 의해서 지연되어 우안용 영상 신호가 검출 신호(Sd')에 의해서 지연된다.

가변 지연 회로(62)에서의 휘도 신호와 고정 지연 회로(63, 64)에서의 2개의 색차 신호가 매트릭스 회로(17)에 공급된다. 매트릭스 회로(17)에 의해서 필드 배속의 3원색 신호(2R, 2G, 2B)가 형성된다. 3원색 신호가 프리앰프 및 드라이브 회로(18)를 통해 CRT(200)에 공급된다. CRT(200)는 필드 배속의 칼라 영상 신호의 표시가 가능한 구성으로 되고 있다. 즉, CRT(200)의 수직 주사 주파수 및 수평 주사 주파수는 배속이 아닌 영상 신호를 표시하는 경우의 이들 주파수의 2배로 된다. CRT(200)에는 가변 지연 회로(62)에 의해서 생성된 시차 정보를 갖는 좌안용 영상과 우안용 영상 신호가 배속 필드로 표시된다.

또한, 좌우에 셔터(224L, 224R)가 설치된 안경(223)을 장착해서 보는 것에 의해서 좌안용 영상과 우안용 영상을 좌우의 눈이 각각 보게 된다. 셔터(224L, 224R)로선 전기적으로 온/오프가 가능한 셔터, 예컨대 액정 셔터를 사용할 수 있다. 셔터(224L, 224R)는 펄스 신호(2V)와 동기한 펄스 신호에 의해서 온/오프 동작을 하게 제어된다. 일례로서 수신기 측에서 적외선 전송에 의해서 펄스 신호(2V)로 받아들이고, 펄스 신호(2V)가 하이 레벨의 기간에서 셔터(224L)를 온으로 하는 동시에 셔터(224R)를 오프로 하고 펄스 신호(2V)가 로우 레벨의 기간에선 온/오프의 상태를 반전시킨다. 그에 의해서 CRT(200)에 의해 표시되는 좌안용 영상 및 우안용 영상을 각각 좌안 및 우안이 볼 수 있게 된다.

또한, 도 9에 도시하는 본 발명의 제 2의 실시의 형태에서도 좌안용 영상 신호와 우안용 영상 신호의 한쪽만의 지연량을 가변으로 하고 다른 쪽의 지연량을 고정으로 하게 제어해도 좋다.

상술한 이 발명의 제 1 및 제 2의 실시의 형태에서는 에지 정보에 의거해서 전후감을 검출하고 에지 정보는 휘도 신호에 의거해서 검출하는 구성이다. 본 발명은 휘도 신호 이외에 에지 정보의 검출을 3원색 신호(R, G, B)에 의거해서 행하도록 해도 좋다.

3원색 신호(R, G, B)에 의거해서 에지 정보를 검출하기 위한 구성의 일례를 도 11에 도시하고 기타의 예를 도 12에 도시한다. 이들 2개의 구성예는 도 3 또는 도 8에 도시한 본 발명의 제 1의 실시의 형태에 대해 본 발명을 적용한 것이다. Y/C 분리 회로(12)에서의 휘도 신호와 색 복조 회로(13)에서의 2개의 색차 신호가 매트릭스 회로(67)에 공급된다.

매트릭스 회로(67)에 의해 발생한 3원색 신호(R, G, B)가 최대치 검출 회로(68)에 공급된다. 최대치 검출 회로(68)는 3원색 신호(R, G, B)중의 최대치를 검출하고 검출된 최대치를 출력한다. 최대치 검출 회로(68)의 출력 신호가 하이 패스 필터(25)를 거쳐 정류 회로(26)에 공급되고 정류 회로(26)에서 검출 신호(Sd)가 발생한다. 검출 신호(Sd)는 3원색 신호 중에서 최대로 검출된 신호에 기초해서 생성된다.

정류 회로(20)에서의 검출 신호(Sd)에 의해서 가변 지연 회로(14L)의 지연량이 제어된다. 이 제어는 상술한 바와 같이 에지의 정보에 의거해서 입체감이 증강되게 된다. 가변 지연 회로(14L)에서의 휘도 신호(Y), 고정 지연 회로(15L)에서의 색차 신호(R-Y), 고정 지연 회로(15R)에서의 색차 신호(B-Y)가 매트릭스 회로(17)에 공급된다. 도 3의 구성에선 검출 신호(Sd)가 인버터를 거쳐 가변 지연 회로(14R)에 공급된다.

도 12에 도시하는 구성에선 매트릭스 회로(67)에서 형성된 3원색 신호가 하이 패스 필터(25R, 25G, 25B)에 각각 공급된다. 하이 패스 필터(25R, 25G, 25B)의 각각의 출력이 정류 회로(26R, 26G, 26B)에 공급된다. 정류 회로(26R, 26G, 26B)의 출력 신호가 최대치 검출 회로(69)에 공급된다. 정류 회로(26R, 26G, 26B)의 출력 신호증의 최대치가 최대치 검출 회로(69)의 출력에 검출 신호(Sd)로서 출력된다. 도 12의 구성은 3원색 신호 각각에 의거해서 검출 신호를 생성하는 처리를 행하고 생성된 신호중의 최대치를 검출 신호(Sd)로 출력한다.

3원색 신호(R, G, B)에 기초하여 전후감을 검출하는 방식은 휘도 신호에서 이들을 검출하는 방식과 비교해서 매트릭스 회로(67), 최대치 검출 회로(68, 69)를 필요로 하는데 보다 자연스러운 전후감을 발생시킬 수 있다. 도 11 또는 도 12에 도시하는 구성은 프로젝터를 사용한 제 1의 실시의 형태에 한하지 않으며 배속 필드 처리를 이용한 제 2의 실시의 형태에 대해서도 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 제 3의 실시의 형태에선 프로젝터, 필드 배속 CRT 이외에 안경형의 액정 표시 장치를 이용하게 된다. 도 13a 및 도 13b는 이 같은 표시 장치의 일례를 도시한다. 도 13a 및 도 13b는 상기 안경형 액정 표시 장치(참조 부호(70)로 도시한다)가 인간의 두부에 장착된 모양을 각각 상부 및 가로 방향에서 본 도면이다. 이 표시 장치(70)는 줄(71) 및 신축성의 밴드(72, 73)에 의해서 두부에 장착된다. 액정 디스플레이를 포함하는 광학계는 앞부분에 부착된 상자체(箱: casing)(74) 내부에 구성된다.

도 14는 상자체(74) 내에 구성된 광학계를 개략적으로 도시하다. (81)로 도시한 칼라 액정 표시 패널은 공급되는 비디오 신호에 기초해서 구동된다. 좌우의 눈이 각각 보듯이 된 2개의 액정 표시 패널이 사용된다. 도 14는 그 한쪽 측의 구성을 도시한다. (80)은 백색 형광관 등의 백라이트, (82)는 확산기(확산판)이다.

액정 표시 패널(81)의 표시광의 하프 미러(83)로 반사되고 凹면 하프 미러(84)에 입사된다. 凹면 하프 미러(84)로 반사된 영상광이 하프 미러(83)를 통해서 눈(85)에 입사된다. 따라서 액정 표시 패널(81)의 영상을 하프 미러(83)를 통해서 볼 수 있다. 凹면 하프 미러(84)를 설치하고 있으므로 실제의 凹면 하프 미러(84)의 위치에서 멀리, 보다 크게 영상이 표시되게 느낄 수 있다. 예컨대 눈(85)의 위치에서 2m 정도의 거리에 52인치형 화면 크기로 가상적인 영상(86)이 표시됨을 느낄 수 있다.

2개의 액정 표시 패널(81)이 좌우의 눈에 의해 분리해서 볼 수 있게 설치되고 있으며 각 액정 표시 패널에 대해서 상술한 제 1의 실시의 형태와 마찬가지로 처리된 좌안용 영상 및 우안용 영상을 각각 표시함으로써 입체감을 증강할 수 있다. 도 15는 이 같은 안경형 액정 디스플레이를 사용한 경우의 신호 처리계를 도시한다. 도 3의 구성과 마찬가지로 처리된 3원색 신호가 액정 드라이브 회로(28L 및 28R)에 공급된다. 이들의 드라이브 회로(28L 및 28R)의 출력에 의해서 각각 액정 표시 패널(29L 및 29R)이 드라이브된다. 또한, 액정 표시 패널이 1개인 경우에도 제 2의 실시의 형태와 같이 필드 배속 처리와 셔터를 사용하는 것에 의해서 입체감을 증강할 수 있다.

도 13a 및 도 13b의 형태는 약간 상이한 헤드밴드를 사용하지 않은, 두부 전체면에 내려진 또는 위치하는 2개의 소형 디스플레이(액정에 한하지 않음)에 의한 것이다. 그러나 2개의 소형 디스플레이를 사용하는 점에선 도 15와 같은 신호 처리 과정으로 된다(LCD → 소형 디스플레이로 변경).

본 발명의 제 4의 실시의 형태(도시하지 않음)에서 전후감의 검출은 휘도 신호 또는 3원색 신호를 사용하여 상기 제 1의 실시의 형태와 마찬가지로 행하고 검출 결과에 의해 수평 방향의 위치 대신에 깊이 정보를 제어(변조)한다. 예컨대 복수의 액정 표시 패널에 표시하게 된다. 다층 액정 표시 패널 이외의 다른 깊이 정보를 표시하는 것이 가능한 디스플레이를 써도 좋다.

본 발명에 의하면, 2차원의 영상 신호 소스를 사용하여, 전후감, 입체감이 강조된 영상을 표시할 수 있다. 종래의 풀프리히의 법칙을 이용하는 방법으로는 움직이고 있는 물체만 입체감을 증가할 수 있었는데, 본 발명은 움직이고 있는 물체뿐 아니라 정지한 물체도 전후감, 입체감의 표현을 도모할 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 시차 정보에 의한 입체감을 강조하는 방법을 설명하기 위한 개략선도.

도 2는 시차 정보에 의한 입체감을 강조하는 방법의 일 예로서의 풀프리히의 진자 효과를 설명하기 위한 개략선도.

도 3은 본 발명의 제 1의 실시의 형태를 도시하는 블록도.

도 4는 제 1의 실시의 형태중의 가변 지연 회로의 일예의 접속도.

도 5는 제 1의 실시의 형태중의 가변 지연 회로의 다른예의 접속도.

도 6은 본 발명의 제 1의 실시의 형태의 동작을 설명하기 위한 개략선도.

도 7은 본 발명의 제 1의 실시의 형태의 동작을 설명하기 위한 개략선도.

도 8은 본 발명의 제 1의 실시의 형태의 변형예를 도시하는 블록도.

도 9는 본 발명의 제 2의 실시의 형태를 도시하는 블록도.

도 10은 제 2의 실시의 형태에서의 필드 배속화의 처리를 설명하기 위한 타이밍도.

도 11은 전후감의 검출을 위한 구성의 다른예를 도시하는 블록도.

도 12는 전후감의 검출을 위한 구성의 또한 다른예를 도시하는 블록도.

도 13a 및 도 13b는 본 발명의 제 3의 실시의 형태에 사용하는 안경형 표시 장치의 설명에 쓰이는 개략선도.

도 14는 안경형 표시 장치의 광학적 설명을 위한 설명에 쓰이는 개략선도.

도 15는 안경형 표시 장치를 쓴 제 3 실시의 형태의 블록도.

*도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

12 : Y/C 분리 회로 13 : 색 복조 회로

14 : 가변 지연 회로 15, 16 : 고정 지연 회로

17 : 매트릭스 회로 18 : 프리앰프

Claims

영상 신호가 입력되고, 표시 장치에 표시하는 영상 신호를 생성하는 영상 표시 방법에 있어서,

입력 영상 신호의 에지 정보를 검출하고,

검출된 에지 정보에 기초하여 영상중의 피사체의 전후 관계를 검출하고,

검출된 전후 관계에 기초하여 상기 표시 장치에 표시된 화상의 표시 상태를 제어하는 것을 특징으로 하는, 영상 표시 방법.
영상 신호가 입력되고, 표시 장치에 영상을 표시하는 영상 표시 방법에 있어서,

입력 영상 신호의 에지 정보를 검출하고, 검출된 에지 정보에 기초하여 영상중의 피사체의 전후 관계를 검출하고,

검출된 상기 전후 관계에 기초하여 화상의 위치를 수평 방향으로 이동하도록 제어하고,

제어의 결과 생성된 좌우 시차를 갖는 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는, 영상 표시 방법.
영상 신호가 입력되고, 표시 장치에 영상을 표시하는 영상 표시 방법에 있어서,

입력 영상 신호의 에지 정보를 검출하고, 검출된 에지 정보에 기초하여 영상중의 피사체의 전후 관계를 검출하고,

검출된 상기 전후 관계에 기초하여 입체 정보로서의 깊이 정보를 변조하고,

변조된 상기 깊이 정보를 갖는 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는, 영상 표시 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 에지 정보는, 입력중의 에지의 경사와 진폭인 것을 특징으로 하는, 영상 표시 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 에지 정보는, 입력 영상 신호중의 고주파 성분의 양인 것을 특징으로 하는, 영상 표시 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 에지 정보를 칼라 영상 신호중의 휘도 신호로부터 검출하는 것을 특징으로 하는, 영상 표시 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 에지 정보를 3원색 신호로부터 검출하는 것을 특징으로 하는, 영상 표시 방법.
영상 신호가 입력되고, 표시 장치에 표시하는 영상 신호를 생성하는 영상 표시 장치에 있어서,

입력 영상 신호의 에지 정보를 검출하고, 검출된 에지 정보에 기초하여 영상중의 피사체의 전후 관계를 검출하고, 검출된 전후 관계에 기초하여 상기 표시 장치에 표시된 화상의 표시 상태를 제어하는 것을 특징으로 하는, 영상 표시 장치.
영상 신호가 입력되고, 표시 장치에 영상을 표시하는 영상 표시 장치에 있어서,

입력 영상 신호의 에지 정보를 검출하고, 검출된 에지 정보에 기초해서 영상중의 피사체의 전후 관계를 검출하는 검출 수단과,

검출된 상기 전후 관계에 기초하여 화상의 위치를 수평 방향으로 이동하도록 제어하는 수단을 가지며,

제어의 결과 생성된 좌우 시차를 갖는 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는, 영상 표시 장치.
영상 신호가 입력되고, 표시 장치에 영상을 표시하는 영상 표시 장치에 있어서,

입력 영상 신호의 에지 정보를 검출하는 수단과,

검출된 에지 정보에 따라서, 입체 정보로서의 거리 정보를 변조하는 수단을 갖고,

변조된 상기 깊이 정보를 갖는 영상을 표시하는 것을 특징으로 하는, 영상 표시 장치.
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 장치는, 2개의 프로젝터용 음극선관(CRT)을 사용한 투사형 디스플레이인 것을 특징으로 하는, 영상 표시 장치.
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 영상 표시 장치는, 입력 영상 신호에 대해서 필드 배속화의 처리를 실시한 한 개의 음극선관(CRT)인 것을 특징으로 하는, 영상 표시 장치.
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 영상 표시 장치는, 안경형의 액정 표시 장치인 것을 특징으로 하는, 영상 표시 장치.