(57)【要約】【課題】  立体画像表示装置において、経時変化等に起因する表示バランスの劣化を抑止する。【解決手段】  右目用画像と左目用画像とからなる視差画像を表示面１８上に表示する画像表示手段１と、上記視差画像のうち上記右目用画像の画像光のみを鑑賞者の右目に到達させかつ上記視差画像のうち上記左目用画像の画像光のみを鑑賞者の左目に到達させる視差画像選択手段２と、を有する立体画像表示装置であって、鑑賞者の目に直接到達する画像光を受光する受光手段２３，２４と、上記受光手段の受光結果から上記視差画像の表示バランスを検出する表示バランス検出手段と、上記表示バランス検出手段の検出結果に基づいて上記視差画像の表示バランスを補正する表示バランス補正手段とを備える。【選択図】              図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
右目用画像と左目用画像とからなる視差画像を表示面上に表示する画像表示手段と、前記視差画像のうち前記右目用画像の画像光のみを鑑賞者の右目に到達させかつ前記視差画像のうち前記左目用画像の画像光のみを鑑賞者の左目に到達させる視差画像選択手段と、を有する立体画像表示装置であって、
鑑賞者の目に直接到達する画像光を受光する受光手段と、
前記受光手段の受光結果から前記視差画像の表示バランスを検出する表示バランス検出手段と、
前記表示バランス検出手段の検出結果に基づいて前記視差画像の表示バランスを補正する表示バランス補正手段と
を備えることを特徴とする立体画像表示装置。
【請求項２】
前記表示バランスは、カラーバランスであることを特徴とする請求項１記載の立体画像表示装置。
【請求項３】
前記表示バランスは、輝度バランスであることを特徴とする請求項１記載の立体画像表示装置。
【請求項４】
前記受光手段は、鑑賞者の右目に直接到達する画像光を受光する右目用受光手段と、鑑賞者の左目に直接到達する画像光を受光する左目用受光手段とを備えて構成されることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の立体画像表示装置。
【請求項５】
前記画像表示手段は、視差画像光を表示面上に投写することによって表示面上に前記視差画像を表示するプロジェクタを備えていることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の立体画像表示装置。
【請求項６】
前記視差画像選択手段は、右目用透過部と左目用透過部とで異なる偏光方向の偏光光を透過する偏光眼鏡であることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の立体画像表示装置。
【請求項７】
前記視差画像選択手段は、右目用透過部と左目用透過部とが交互に光を透過する状態と透過しない状態とに変化される液晶シャッター眼鏡であることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の立体画像表示装置。
【請求項８】
前記受光手段は、前記偏光眼鏡あるいは前記液晶シャッター眼鏡における前記右目用透過部あるいは／及び左目用透過部の鑑賞者側に配置されていることを特徴とする請求項６または７記載の立体画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像を表示面上に表示する表示装置においては、鑑賞者に所望の画像を鑑賞してもらうために、経時的な理由等に起因する表示バランスの劣化を抑止することが好ましい。
例えば、特許文献１には、プロジェクタによって投写された画像を、プロジェクタ本体に設置された撮像装置によって撮像し、この撮像結果に基づいて表示バランスを補正する技術が開示されている。このように、表示された画像を撮像し、その撮像結果に応じて表示バランスを補正することによって、鑑賞者に所望の画像を容易に鑑賞してもらうことが可能となる。
【０００３】
ところで、近年、単一の表示面上に、右目用画像と左目用画像とからなる視差画像を表示し、この視差画像のうち右目用画像の画像光のみを鑑賞者の右目に到達させ、この視差画像のうち左目用画像の画像光のみを鑑賞者の左目に到達させることによって、鑑賞者に立体画像を視認させる立体画像表示装置が提案されている。そして、このような立体画像表示装置においても、従来の平面画像表示装置と同様に、経時的な理由等に起因する表示バランスの劣化を抑止することが好ましい。
【特許文献１】特開２００１−１３４２５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、立体画像表示装置においては、表示面と鑑賞者の間に、右目用画像の画像光のみを鑑賞者の右目に選択的に到達させ、左目用画像の画像光のみを鑑賞者左目に選択的に到達させる視差画像選択手段を配置する必要がある。このため、表示面上に表示された画像と鑑賞者の目に到達する画像が必ずしも同一とは限らない。
したがって、表示面上に表示された画像を撮像し、この撮像結果に応じて表示バランスを補正した場合であっても、鑑賞者に所望の画像を必ずしも鑑賞してもらえるとは限らない。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、立体画像表示装置において、経時変化等に起因する表示バランスの劣化を抑止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の立体画像表示装置は、右目用画像と左目用画像とからなる視差画像を表示面上に表示する画像表示手段と、上記視差画像のうち上記右目用画像の画像光のみを鑑賞者の右目に到達させかつ上記視差画像のうち上記左目用画像の画像光のみを鑑賞者の左目に到達させる視差画像選択手段と、を有する立体画像表示装置であって、鑑賞者の目に直接到達する画像光を受光する受光手段と、上記受光手段の受光結果から上記視差画像の表示バランスを検出する表示バランス検出手段と、上記表示バランス検出手段の検出結果に基づいて上記視差画像の表示バランスを補正する表示バランス補正手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
このような特徴を有する本発明の立体画像表示装置によれば、受光手段によって鑑賞者の目に直接到達する画像光が受光され、この受光結果から視差画像の表示バランスが検出され、さらに検出された視差画像の表示バランスから当該視差画像の表示バランスが補正される。すなわち、最終的に、鑑賞者に到達される画像に基づいて、表示バランスの補正が行われる。したがって、本発明の立体画像表示装置によれば、立体画像表示装置において、経時変化等に起因する表示バランスの劣化を抑止することが可能となる。
【０００８】
また、本発明の立体画像表示装置においては、上記表示バランスが、カラーバランスであるという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、立体画像表示装置において、経時変化等に起因するカラーバランスの劣化を抑止することが可能となる。
【０００９】
また、本発明の立体画像表示装置においては、上記表示バランスが、輝度バランスであるという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、立体画像表示装置において、経時変化等に起因する輝度バランスの劣化を抑止することが可能となる。
【００１０】
また、本発明の立体画像表示装置においては、上記受光手段は、鑑賞者の右目に直接到達する画像光を受光する右目用受光手段と、鑑賞者の左目に直接到達する画像光を受光する左目用受光手段とを備えて構成されるという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、視差画像のうち、右目用画像あるいは左目用画像のいずれの画像の表示バランスが劣化しているかを容易に判別することが可能となる。
【００１１】
また、本発明の立体画像表示装置においては、具体的には、上記画像表示手段が、視差画像光を表示面上に投写することによって表示面上に上記視差画像を表示するプロジェクタを備えているという構成を採用することができる。
また、上記視差画像選択手段が、右目用透過部と左目用透過部とで異なる偏光方向の偏光光を透過する偏光眼鏡であるという構成を採用することができる。
また、上記視差画像選択手段は、右目用透過部と左目用透過部とが交互に光を透過する状態と透過しない状態とに変化される液晶シャッター眼鏡であるという構成を採用することもできる。
【００１２】
また、視差画像選択手段が、偏光眼鏡あるいは液晶シャッター眼鏡である場合には、上記受光手段が、上記偏光眼鏡あるいは上記液晶シャッター眼鏡における上記右目用透過部あるいは／及び左目用透過部の鑑賞者側に配置されているという構成を採用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明に係る立体画像表示装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態である立体画像表示装置Ｓ１の概略構成図である。この図に示すように、本実施形態の立体画像表示装置Ｓ１は、画像表示装置１と、眼鏡２（視差画像選択手段）とを備えて構成されている。
【００１５】
画像表示装置１は、右目用画像と左目用画像とからなる視差画像を表示するものである。この画像表示装置１の内部構造を図２のブロック図に示す。図２に示すように、画像表示装置１は、筐体の内部に、表示バランス検出部１１（表示バランス検出手段）、視差画像処理部１３（表示バランス補正手段）と、左目画像用プロジェクタ１４（プロジェクタ）及び右目画像用プロジェクタ１５（プロジェクタ）を構成されている。
【００１６】
また、画像表示装置１は、受信部１７及びスクリーン１８（表示面）を備えており、図１に示すように、これらの受信部１７及びスクリーン１８は、画像表示装置１の表面に配置されている。
【００１７】
表示バランス検出部１１は、後述する撮像素子（受光手段）の撮像結果（受光結果）が受信部１７を介して入力され、この入力された撮像結果から鑑賞者の目に直接到達する視差画像の画像光の表示バランスを検出する。具体的には、撮像結果から、ＲＧＢの色強度及び輝度を算出し、この算出結果と、予め記憶する閾値を比較することによって、表示バランスを検出する。
【００１８】
視差画像処理部１３は、表示バランス検出部１１の検出結果に基づいて視差画像を補正する。具体的には、鑑賞者の目に直接到達する視差画像の画像光、すなわち撮像素子の撮像結果が所望の表示バランスとなるように、外部から入力される視差画像の信号を変換（補正）する。
【００１９】
左目画像用プロジェクタ１４は、視差画像処理部１３によって処理された視差画像のうち左目用画像を投写し、スクリーン１８上に表示するものである。
また、右目画像用プロジェクタ１５は、視差画像処理部１３によって処理された視差画像のうち右目用画像を投写し、スクリーン１８上に表示するものである。
これらの左目画像用プロジェクタ１４及び右目画像用プロジェクタ１５としては、光変調素子として３つの液晶ライトバルブを用いた３板式の液晶プロジェクタを用いることができる。また、光変調素子として１つの液晶ライトバルブを用いた単板式の液晶プロジェクタや、光変調素子として微小ミラーアレイデバイスを用いたプロジェクタを用いることもできる。
【００２０】
なお、図２に示すように、左目画像用プロジェクタ１４及び右目画像用プロジェクタ１５の後段には、各々円偏光板１４１，１５１が配置されている。これらの円偏光板１４１，１５１は、各々異なる回転方向の偏光光に透過光を偏光するものであり、本第１実施形態の立体画像表示装置Ｓ１においては、左目画像用プロジェクタ１４の後段に配置される円偏光板１４１が透過光を画像表示装置１から眼鏡２の方向に見て左回転方向の偏光光に偏光するものであり、右目画像用プロジェクタ１５の後段に配置される円偏光板１５１が透過光を画像表示装置１から眼鏡２の方向に見て右回転方向の偏光光に偏光するものである。
【００２１】
図１に戻り、眼鏡２は、鑑賞者が装着するものである。この眼鏡２の構成を図３に示す。なお、図３において、（ａ）が眼鏡２の平面図であり、（ｂ）が眼鏡２の正面図である。この図に示すように、眼鏡２は、スクリーン１８上に表示された視差画像のうち、右目用画像の画像光のみを透過する右目用透過部２１と、スクリーン１８上に表示された視差画像のうち、左目用画像の画像光のみを透過する左目用透過部２２とを有している。そして、鑑賞者が眼鏡２を装着した際に、右目用透過部２１が鑑賞者の右目の前に配置され、左目用透過部２２が鑑賞者の左目の前に配置されるように、右目用透過部２１及び左目用透過部２２が配置されている。
【００２２】
具体的には、本第１実施形態の立体画像表示装置Ｓ１における眼鏡２は、右目用透過部２１と左目用透過部２２とで異なる回転方向の円偏光光を透過する円偏光眼鏡であり、本第１実施形態においては、右目用透過部２１が画像表示装置１から眼鏡２の方向に見て右回転方向の円偏光光のみを透過する円偏光板として構成されており、左目用透過部２２が画像表示装置１から眼鏡２の方向に見て左回転方向の円偏光光のみを透過する円偏光板として構成されている。
【００２３】
なお、円偏光光は、反射されることによって、その回転方向が変化するため、画像表示装置１内において、左目画像用プロジェクタ１４及び右目画像用プロジェクタ１５から投写された画像光が反射される場合には、その反射回数に応じて右目用透過部２１及び左目用透過部２２が透過する偏光光の回転方向を変化させる。つまりは、左目画像用プロジェクタ１４から射出された画像光が鑑賞者の左目のみに到達し、右目画像用プロジェクタ１５から射出された画像光が鑑賞者の右目のみに到達するように、右目用透過部２１及び左目用透過部２２が選択される。
【００２４】
また、本実施形態の立体画像表示装置Ｓ１においては、撮像素子２３，２４が眼鏡２における右目用透過部２１及び左目用透過部２２の鑑賞者側に配置されている。なお、以下の説明において、右目用透過部２１の鑑賞者側に配置された撮像素子２３を右目用撮像素子２３、左目用透過部２２の鑑賞者側に配置された撮像素子２４を左目用撮像素子２４と称する場合がある。
【００２５】
このように、撮像素子２３，２４を眼鏡２における右目用透過部２１及び左目用透過部２２の鑑賞者側に配置することによって、撮像素子２３，２４は、鑑賞者の目に直接到達される画像光を受光する。このため、撮像素子２３，２４によって、鑑賞者が視認する画像と同様の撮像画像を得ることができる。
より詳細には、右目用透過部２１がスクリーン１８上に表示された視差画像の画像光のうち右目用画像の画像光のみを透過するため、右目用撮像素子２３は、鑑賞者の右目に直接到達される画像光を受光する。このため、右目用撮像素子２３によって、鑑賞者の右目が視認する画像と同様の撮像画像を得ることができる。一方、左目用透過部２２がスクリーン１８上に表示された視差画像の画像光のうち左目用画像の画像光のみを透過するため、左目用撮像素子２４は、鑑賞者の左目に直接到達される画像光を受光する。このため、左目用撮像素子２４によって、鑑賞者の左目が視認する画像と同様の撮像画像を得ることができる。
【００２６】
なお、本実施形態の立体画像表示装置Ｓ１においては、図３に示す撮像素子２３，２４の内部には、撮像素子２３，２４において撮像された画像のデータを出力するためのアンテナが配置されている。そして、このアンテナを介して、右目用撮像素子２３によって撮像された撮像画像及び左目用撮像素子２４によって撮像された撮像画像が、画像表示装置１側の受信部１７に入力される。
【００２７】
次に、このように構成された本実施形態の立体画像表示装置Ｓ１の動作について説明する。
【００２８】
まず、左目画像用プロジェクタ１４及び右目画像用プロジェクタ１５を用いてスクリーン１８上に画像を表示する。なお、この際にスクリーン１８上に表示される画像は、外部から視差画像処理部１３に入力される視差画像の信号に基づく視差画像であっても良いし、また、テストパターン画像のデータを予め視差画像処理部１３に記憶させておき、このデータに基づくテストパターンであっても良い。
【００２９】
続いて、右目用撮像素子２３及び左目用撮像素子２４によって、スクリーン１８上に表示された画像を撮像する。ここで、本実施形態の立体画像表示装置Ｓ１においては、右目用撮像素子２３が眼鏡２の右目用透過部２１の鑑賞者側に配置されおり、左目用撮像素子２４が眼鏡２の左目用透過部２２の鑑賞者側に配置されている。このため、右目用撮像素子２３には、鑑賞者の右目のみに直接到達される画像光（本実施形態においては、スクリーン１８上に表示された画像のうち、右目画像用プロジェクタ１５によって投写された画像の画像光であり、さらに右目用透過部２１を透過した画像光）が入射し、この結果、右目用撮像素子２３によって鑑賞者の右目に視認される画像と同様の撮像画像が得られる。また、左目用撮像素子２４には、鑑賞者の左目のみに直接到達される画像光（本実施形態においては、スクリーン１８上に表示された画像のうち、左目画像用プロジェクタ１４によって投写された画像の画像光であり、さらに左目用透過部２２を透過した画像光）が入射し、この結果、左目用撮像素子２４によって鑑賞者の左目に視認される画像と同様の撮像画像が得られる。
【００３０】
そして、右目用撮像素子２３及び左目用撮像素子２４において撮像された画像は、画像データとして、右目用撮像素子２３及び左目用撮像素子２４の内部に配置されたアンテナを介して画像表示装置１側の受信部１７に入力される。
【００３１】
受信部１７に入力された画像データは、その後、表示バランス検出部１１に入力する。そして、表示バランス検出部１１においては、この入力される画像に基づいてスクリーン１８上に表示される画像の表示バランスを検出する。具体的には、表示バランスとして、カラーバランスを検出する場合には、表示バランス検出部１１は、予め記憶したカラーバランスと検出したカラーバランスとを比較し、この比較結果から補正値を算出し、この算出した補正値を検出結果として出力する。また、輝度バランスを検出する場合には、表示バランス検出部１１は、予め記憶した輝度バランスと検出した輝度バランスとを比較し、この比較結果から補正値を算出し、この算出した補正値を検出結果として出力する。
そして、本実施形態の立体画像表示装置Ｓ１においては、表示バランス検出部１１に入力される画像データは、鑑賞者の目に視認される画像と同様の撮像画像に基づくものであるため、鑑賞者が視認する画像そのものの表示バランスを表示バランス検出部１１において検出することができる。
【００３２】
続いて、表示バランス検出部１１において検出された検出結果は、検出データとして視差画像処理部１３に入力する。そして、視差画像処理部１３においては、この入力される検出データに基づいて、外部から入力される視差画像の表示バランスを補正する。ここで、視差画像処理部１３において表示バランスの補正に用いられる補正値は、鑑賞者の目に視認される画像と同様の撮像画像に基づくものであるため、視差画像処理部１３において視差画像の表示バランスを補正することによって、所望の表示バランスの画像を鑑賞者に視認させることができる。
【００３３】
なお、視差画像処理部１３において補正された視差画像の信号のうち、左目用画像の信号が左目画像用プロジェクタ１４に入力し、右目用画像の信号が右目画像用プロジェクタ１５に入力する。その結果、左目画像用プロジェクタ１４から左目用画像がスクリーン１８上に投写され、右目画像用プロジェクタ１５から右目用画像がスクリーン１８上に投写される。
ここで、左目画像用プロジェクタ１４からスクリーン１８上に投写される左目用画像の画像光は、円偏光板１４１において、画像表示装置１から眼鏡２の方向に見て左回転方向の偏光光に偏光され、右目画像用プロジェクタ１５から投写された右目用画像の画像光は、円偏光板１５１において、画像表示装置１から眼鏡２の方向に見て右回転方向の偏光光に偏光される。
本実施形態の立体画像表示装置Ｓ１においては、眼鏡２の右目用透過部２１が画像表示装置１から眼鏡２の方向に見て右回転方向の円偏光光のみを透過する円偏光板として構成されており、左目用透過部２２が画像表示装置１から眼鏡２の方向に見て左回転方向の円偏光光のみを透過する円偏光板として構成されているため、右目用画像が鑑賞者の右目のみに到達し、左目画像のみが鑑賞者の左目のみに到達する。この結果、鑑賞者の脳が右目用画像と左目用画像とを合成し、鑑賞者に立体像が視認される。
なお、この際に、さらに撮像素子２３，２４によって視差画像を撮像し、上述の処理を行うことによって、常に最適な表示バランスの立体画像を鑑賞者に提供することができる。
【００３４】
このように本実施形態の立体画像表示装置Ｓ１によれば、鑑賞者の目に直接到達する画像光に基づいて、視差画像の表示バランスが補正される。このため、プロジェクタ１４，１５や右目用透過部２１、左目用透過部２２の経時変化に起因する視差画像の表示バランスの変化が生じた場合であっても、常に、鑑賞者が直接視認する画像に対して最適な補正を行うことができる。したがって、立体画像表示装置において、経時変化等に起因する表示バランスの劣化を抑止することが可能となる。
【００３５】
また、本実施形態の立体画像表示装置Ｓ１によれば、右目用撮像素子２３を右目用透過部２１の鑑賞者側に備え、左目用撮像素子２４を左目用透過部２２の鑑賞者側に備えているため、スクリーン１８上に表示された画像のうち、右目画像用プロジェクタ１５から投写された画像あるいは左目画像用プロジェクタ１４から投写された画像のいずれの画像の表示バランスが劣化しているかを容易に判別することができる。
【００３６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本第２実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００３７】
図４は、本実施形態の立体画像表示装置Ｓ２における画像表示装置３の内部構造と眼鏡４とを示した図である。この図に示すように、本実施形態の立体画像表示装置Ｓ２においては、画像表示装置３がプロジェクタ３１を１つのみ備えており、プロジェクタ３１の後段に円偏光板が配置されていない。
また、眼鏡４は、右目用透過部４１と左目用透過部４２とが交互に光を透過する状態と透過しない状態とに変化される液晶シャッター眼鏡である。そして、上記第１実施形態と同様に、右目用透過部４１の鑑賞者側には右目用撮像素子２３、左目用透過部４２の鑑賞者側には左目用撮像素子２４が配置されている。
【００３８】
このような構成を有する本実施形態の立体画像表示装置Ｓ２においては、プロジェクタ３１から左目用画像と右目用画像とが交互にスクリーン１８上に表示される。そして、これに同期して眼鏡４の右目用透過部４１と左目用透過部４２とが交互に光を透過する状態と透過しない状態とに変化されることによって、鑑賞者の右目のみに右目用画像の画像光を到達させ、鑑賞者の左目のみに左目用画像の画像光を到達させることができる。
【００３９】
そして、本実施形態の立体画像表示装置Ｓ２においても、鑑賞者の右目に直接到達する画像光が右目用撮像素子２３によって捉えられ、鑑賞者の左目に直接到達する画像光が左目用撮像素子２４によって捉えられるため、上記第１実施形態の立体画像表示装置Ｓ１と同様の効果を奏することができる。
【００４０】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る立体画像表示装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４１】
例えば、上記実施形態においては、画像を表示するための表示手段としてプロジェクタを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＣＲＴ、液晶表示装置、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬ表示装置、無機ＥＬ表示装置、フィールドエミッションディスプレイ、Surface-Conduction electron emitter displayなど各種の表示装置を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態である立体画像表示装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態である立体画像表示装置が備える画像表示装置の内部構造を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態である立体画像表示装置が備える眼鏡の構成図である。
【図４】本発明の第２実施形態である立体画像表示装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４３】
Ｓ１，Ｓ２……立体画像表示装置、１，３……画像表示装置、２，４……眼鏡（視差画像選択手段）、１１……表示バランス検出部（表示バランス検出手段）、１３……視差画像処理部（表示バランス補正手段）、１４……左目画像用プロジェクタ、１５……右目画像用プロジェクタ、１８……スクリーン（表示面）、２１，４１……右目用透過部、２２，４２……左目用透過部、２３，２４……撮像素子（受光手段）
【図１】
2006250999.tif 000003
【図２】
2006250999.tif 000004
【図３】
2006250999.tif 000005
【図４】
2006250999.tif 000006