(57)【要約】【課題】シャッター眼鏡を用いた視差式立体画像表示では、クロストークの発生を抑制するようにシャッターを制御すると画面の輝度が暗くなりやすい。【解決手段】画像の内容を判別し、例えば空や海などの平坦な画像や高速に移動する物体のある画像では、クロストークの発生が少ないのでシャッター眼鏡の開時間を長くし、シャッター眼鏡開時間に応じて表示画面の輝度を低減することで、消費電力を低減する。画像の上部と下部のいずれにシャッター眼鏡開時間を長くするかを、画像の内容の判別結果に応じて定める。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体映像をシャッター眼鏡方式で表示する立体映像表示装置であって、
表示する画像を分析する画像分析回路と、
該画像分析回路での画像分析結果に基づき前記シャッター眼鏡のシャッターの開閉タイミングを制御して立体画像を表示する画像表示回路
を有することを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の立体映像表示装置において、前記画像表示回路は、表示画面の上部または下部または上部と下部の双方における画像を表示しないモードを有し、前記表示画面の一部を不表示とするモード時には全画面に表示するモード時よりもシャッター眼鏡の開時間を長くすることを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の立体映像表示装置において、表示する画像に立体表示のための視差を与えて前記画像表示回路に供給する画像変換回路を有し、
該画像変換回路は、
表示画面の上部または下部または上部と下部の双方における画像に与える前記視差量を低減するモードを有し、前記表示画面の一部の視差量を低減するモード時には視差量を低減しないモード時よりもシャッター眼鏡の開時間を長くする
ことを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の立体映像表示装置において、前記画像表示回路は、前記シャッター眼鏡開閉タイミングにおける開タイミングが所定値よりも長い場合には表示する画像の輝度を低減することを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項５】
請求項１に記載の立体映像表示装置において、前記画像分析回路は、表示する画像を分析して高速で移動する物体が含まれるか否かを判定することを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項６】
請求項１に記載の立体映像表示装置において、前記画像分析回路は、表示する画像を分析して前記画像の上部または下部または上部と下部の双方が平坦な画像であるか否かを判定することを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項７】
請求項１に記載の立体映像表示装置において、前記画像表示回路は、表示画面の上部または下部または上部と下部の双方において視差の無い文字表示のみを行うモードを有し、前記表示画面の一部を文字表示のみとするモード時には全画面に通常画像を表示するモード時よりもシャッター眼鏡の開時間を長くすることを特徴とする立体映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は立体映像表示装置に係り、特に消費電流の増大を抑えながら画面の輝度を増加した立体映像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、立体映像を表現する技術については種々の試みがなされており、写真、映画及びテレビジョン等の画像を扱う多くの分野で、立体映像に関する画像表示方法が研究され、実用化されてきている。
【０００３】
この立体映像の画像表示方法として、視差式と呼ばれる立体映像の表示方式は、視差のある映像光線を視聴者の左右の眼にそれぞれ分離して入射させ、その視差の付け方によって視聴者に立体的な映像を認識させるものである。視差式の実現方法としては眼鏡方式と無眼鏡方式に大別されるが、メガネ方式の方法として、特許文献１などに開示されている偏光メガネを用いる方法と、特許文献２などに開示されているシャッター眼鏡を用いる方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１５７４２５号公報
【特許文献２】特開２００２−８２３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
シャッター眼鏡方式の立体映像表示装置は、例えば、画像表示部において、右眼用画像信号と左眼用画像信号が１フレーム毎に交互に供給され、表示面において左眼用画像と右眼用画像が１フレーム毎に交互に再生される。視聴者は、例えば液晶で構成される左右が交互に開閉する眼鏡を通してこの画像を視聴することで、左眼用画像は左眼のみで、右眼用画像は右眼のみで画像を視聴する。例として液晶ＴＶを画像表示部、シャッター眼鏡のシャッターとして液晶シャッターを用いたシャッター眼鏡方式における画像表示部とシャッター眼鏡の駆動方法を図１のタイミング図（横軸は時間）に示す。画像表示部においてはＦ１（Ｌ：左眼用画像）、Ｆ２（Ｒ:右眼用画像）、Ｆ３（Ｌ）、Ｆ４（Ｒ）と左眼用画像と右眼用画像が１フレーム毎に交互に再生される。１２０Ｈｚ駆動の場合はこの各フレームに配される時間は１／１２０秒となる。この各フレームにおいて、まず映像信号に従って画面の上部から順に線順次書込み１が行われ、画面の下部まで走査が行われる。この画面の上部から下部まで走査するのに要する時間が画面内書き込み時間差２である。さらに映像信号を受け取ってから液晶が実際に反応するまでの時間がセル応答時間３である。この「画面内書き込み時間差２＋セル応答時間３」が一つ前のフレームから当該フレームに画像が切り替わるのに要する時間である。各フレームに割り当てられた１／１２０秒からこの「画面内書き込み時間差２＋セル応答時間３」を引いた時間分だけシャッター眼鏡の片側のシャッターを開状態、すなわち透過状態にするのが理想のタイミングである。なぜならこれよりも早いタイミングでシャッターを開くと前のフレームの映像が残り、遅いタイミングでは次のフレームの映像が映り始めるからである。前後のフレームは逆の眼用の映像であるから、本来意図した方の眼では見えてはいけない映像である。このように本来意図した方の眼では見えてはいけない映像が見える状態がクロストークである。クロストークの多い映像は映像が２重に見える状態となり、映像酔いや眼精疲労、いらいら感といった健康に対する悪影響を助長する。このようなクロストークが発生しないシャッタータイミングを図１では「４」の線で示している。
【０００６】
クロストークを無くすには上記の「書き込み時間差２＋セル応答時間３」の間は完全にシャッターを閉じておき、各フレームの残りの時間のみシャッターを開く必要がある。しかし、各フレームの時間は１／１２０秒＝８．３ｍ秒、書き込み時間差が２．０ｍ秒、セル応答時間が４．０ｍ秒であった場合、シャッターの開時間は２．３ｍ秒となりフレーム全体の３割未満の時間しかシャッター開時間を取ることができない。その結果、眼鏡を介さずに視聴する２Ｄ表示と比べて、著しく画面の輝度が低下するという問題がある。
【０００７】
例えば液晶ディスプレイの場合には、バックライトの輝度を上げることにより前記した画面の輝度の低下を補うことができるが、その代わりに消費電流が増大する問題が起こる。プラズマディスプレイなどにおいても同様な問題がある。
本発明の目的は前記した問題に鑑み、消費電流の増大を抑えながら画面の輝度を増加した立体映像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記した輝度低下を改善する手法として本発明では、健康に悪影響の出ない範囲でのクロストークを容認することでシャッター開時間を長く取れるようにする。そのためにシャッターの開タイミング、閉タイミングをコンテンツの内容によって制御できる仕組みとする。
【０００９】
クロストークの発生は視聴者の健康に悪影響を及ぼすものであるが、全ての映像が等しく同程度の健康影響を及ぼすものではない。特に、元々立体映像として認識しにくい映像や元々視差をつけていない場合などにおいては、クロストークを低減すること自体があまり意味をなさない。そのような映像シーンを検出した場合にはシャッター眼鏡の開時間を長くして眼鏡を通して見るディスプレイの輝度を明るくする。クロストークが発生すると健康に悪影響を及ぼすシーンではディスプレイの輝度を上げることでシーン間の明るさバラツキの発生を抑える。
【００１０】
以上述べたように、前記目的を達成するため本発明は、立体映像をシャッター眼鏡方式で表示する立体映像表示装置であって、表示する画像を分析する画像分析回路と、該画像分析回路での画像分析結果に基づき前記シャッター眼鏡のシャッターの開閉タイミングを制御して立体画像を表示する画像表示回路を有することを特徴としている。
【００１１】
また本発明は、前記した立体映像表示装置において、前記画像表示回路は、表示画面の上部または下部または上部と下部の双方における画像を表示しないモードを有し、前記表示画面の一部を不表示とするモード時には全画面に表示するモード時よりもシャッター眼鏡の開時間を長くすることを特徴としている。
【００１２】
また本発明は、前記した立体映像表示装置において、表示する画像に立体表示のための視差を与えて前記画像表示回路に供給する画像変換回路を有し、該画像変換回路は、表示画面の上部または下部または上部と下部の双方における画像に与える前記視差量を低減するモードを有し、前記表示画面の一部の視差量を低減するモード時には視差量を低減しないモード時よりもシャッター眼鏡の開時間を長くすることを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、前記した立体映像表示装置において、前記画像表示回路は、前記シャッター眼鏡開閉タイミングにおける開タイミングが所定値よりも長い場合には表示する画像の輝度を低減することを特徴としている。
また本発明は、前記した立体映像表示装置において、前記画像分析回路は、表示する画像を分析して高速で移動する物体が含まれるか否かを判定することを特徴としている。
また本発明は、前記した立体映像表示装置において、前記画像分析回路は、表示する画像を分析して前記画像の上部または下部または上部と下部の双方が平坦な画像であるか否かを判定することを特徴としている。
また本発明は、前記した立体映像表示装置において、前記画像表示回路は、表示画面の上部または下部または上部と下部の双方において視差の無い文字表示のみを行うモードを有し、前記表示画面の一部を文字表示のみとするモード時には全画面に通常画像を表示するモード時よりもシャッター眼鏡の開時間を長くすることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、消費電流の増大を抑えながら画面の輝度を増加した立体映像表示装置を提供でき、ユーザの視聴環境の改善に寄与できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】クロストークが発生しない場合のシャッタータイミングを示す図。
【図２】クロストークが発生する場合のシャッタータイミングを示す図。
【図３】画面の一部のみを表示する例を示す表示画面の図。
【図４】本発明における映像信号の信号処理回路の一例を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、クロストークが発生しない場合のシャッタータイミングを示す図であり、前記したように、「書き込み時間差２＋セル応答時間３」の間は完全にシャッターを閉じておき、残りの時間のみシャッターを開くようにした場合を示す。
図２は、クロストークが発生する場合のシャッタータイミングを示す図であり、「書き込み時間差２＋セル応答時間３」の間にも、その一部においてシャッターを開くようにした場合を示す。
【００１７】
図１に示したクロストークが発生しない場合のシャッタータイミングに対して、図２の「５」に示すようにシャッターの開タイミングが早くなれば、表示画面の下部にクロストークが発生する。また、図２の「６」に示すようにシャッターの閉タイミングが遅くなれば、表示画面の上側にクロストークが発生する。すなわち、表示画面の上部および下部はクロストークが発生しやすい位置であり、中央部はクロストークが発生しにくいことになる。
【００１８】
図３は、画面の一部のみを表示する例を示す表示画面の図であり、「７」で示す通常の表示画面に対して、「８」は画面の上部と下部には映像を表示しない場合、及び「９」は画面の下部には映像を表示しない場合という二つの例を示している。
【００１９】
図３の「８」に示すように、３Ｄ表示時に画面の上部と下部には映像を表示せず縦方向に中央部分だけを使って表示すれば、クロストークは低減できることになる。映像コンテンツのアスペクト比を維持しなければならない場合は、左右端も表示せずに縦横方向に画面の中央だけを表示する。これにより、画面の全体に表示する場合よりもシャッターの開時間を長くしてもクロストークを抑えることが出来る。また、シャッター開タイミングだけを早めて、シャッター閉タイミングは元のクロストークが起きないタイミングのままというように設定できるならば、図３の「９」に示すように、画面の下部のみ表示せず残りの上部を使って表示しても良い。その逆にシャッター閉タイミングだけを遅くして、画面の上部のみ表示しないという方法をとっても良い。また、画面の上下部分を表示しなければ、図1の「画面走査位置」が短くなることから「２」の書き込み時間差が短くなる。その結果シャッター眼鏡閉としなければならない「書き込み時間差２＋セル応答時間３」が短くなることでシャッター開時間を伸ばすことが出来る。
【００２０】
また、前述のように表示画面の上部と下部はクロストークを発生しやすいことから、画面の上部と下部にも画像を表示しながら視差をつけないように画像補正を行っても良い。視差補正は画面の上部と下部の一定の幅だけ行っても良いが、その場合境界部に不連続的な変化が生じるため、画面の上下端に向かって徐々に視差が減少していく方が不自然さを解消できる。特に画面の下部は字幕などの文字表示に使われる可能性が高いので、表示画面の下部のみ視差を無くした上でシャッター開タイミングを早めることで、クロストークの影響を抑えながらシャッター開時間を長く取ることが出来る。図３の「９」において「ＡＢＣＤ」で示したように、画面の下部を字幕表示のみに使って他の画像は表示せず、字幕には視差を付けないで表示し、さらにシャッター開タイミングを早めることも有効である。
【００２１】
また、水しぶきや木の葉といった微細なものが多数折り重なるように存在するコンテンツは視差融合を行うことがそもそも困難である。また全面青(空や海など)のように視差をつけることの意味の無いシーンの場合、左右眼で同時に画面を見ても差し支えなくなる。このようなコンテンツを検出した場合には、眼鏡のシャッター開時間を増やしてクロストークが発生しても、視聴者が認識する映像はクロストークが無い場合とほとんど変わりが無い。このため、クロストークを許容してシャッター開時間を長く取ることができる。また、そのような視差融合しにくいコンテンツや、視差をつける必要の無いシーンが画面全体に渡っているときは、より完全に両眼を開にするかそれに近い状態にできる。視差融合しにくいコンテンツや視差をつける必要の無いシーンが画面の上部にだけ存在する場合は、シャッター閉タイミングを適度に遅らせて画面の上部にのみクロストークが発生する状態にすることで、クロストークの影響を抑えることが出来る。同様に視差融合しにくいコンテンツや視差をつける必要の無いシーンが画面の下部にだけ存在する場合は、シャッター開タイミングを適度に早めて画面の下部にのみクロストークが発生する状態にすることで、クロストークの影響を抑えることが出来る。
【００２２】
また、シャッター方式３Ｄ映像は動画視認性が２Ｄ時に比べて劣るため、物体が高速で移動するシーンではクロストークの発生有無に関わらず、映像の認識が困難である。そこで物体が高速で動くシーンでは、シャッター開時間を長くしてもクロストークの影響は少ないので、シャッター開時間を長く取ることができる。高速移動物体が画面の上下に偏って存在する場合は、それに従ってシャッターの開閉タイミングを制御しても良い。
【００２３】
図４は、本発明における映像信号の信号処理回路の一例を示すブロック図である。入力端子１０に入力された画像信号は、画像分析回路１１で表示する画像の内容を分析される。ここで、上述したようなクロストークの発生しやすい画像であるかどうかを判断する。前記したように、例えば画面の上部や下部が空や海のような平坦な画像であるか否か、高速に移動する物体があるか否かなどにより、これを判断する。画像分析回路１１は、この画像分析結果信号１０１を画像表示回路１３に送信する。
【００２４】
また、画像分析回路１１は画像分析結果信号１０１を画像変換回路１２にも送信する。画像変換回路１２は、この情報を元に入力端子１０に入力された画像信号の視差を必要に応じて変換する。例えば高速に移動する物体がある場合には、画面全体または画面の上部や下部における左眼と右眼の視差を低減する。画像変換回路１２は、この変換された画像を画像表示回路１３に送信する。また画像変換回路１２は、行った画像変換の内容を示す（例えば画面の上部の視差を低減したことを示す）画像変換結果信号１０２を画像表示回路１３に送信する。
【００２５】
画像表示回路１３は画像表示回路１２から供給された画像信号を、画像の表示部（図示せず）に供給する。さらに画像表示回路１３は、画像分析結果信号１０１、画像変換結果信号１０２のいずれかまたは双方を総合的に判断してクロストークが発生しにくい画像であると判断した場合に、シャッタータイミングを制御してシャッター開時間を適切に長く設定する。このシャッタータイミングの設定であるシャッター眼鏡同期信号発生装置制御信号１０３をシャッター眼鏡同期信号発生装置１４に送信する。シャッター眼鏡同期信号発生装置１４はシャッター眼鏡同期信号発生装置制御信号１０３を元に、シャッター眼鏡同期信号２０１をシャッター眼鏡１５に送信する。
【００２６】
シャッター眼鏡１５はクロストークの発生しにくい画像においてはシャッター開時間を長くし、クロストークの発生しやすい画像においてはシャッター開時間を短くする。前者の場合、シャッター開時間を前後いずれの方向に長くするかに関しては、クロストークの発生しにくい画像が、画像の下部に多い場合には前方向に長くし画像の上部に多い場合には後方向に長くする。もちろん、画像の上部と下部とも多い場合には双方向に長くしても良い。
【００２７】
画像表示回路１３は、シャッター開時間の長いときには表示輝度を暗く、シャッター開時間の短いときには表示輝度を明るくすることで、消費電力を抑えながら表示輝度を増加することが出来る。例えば液晶ディスプレイの場合は、バックライトの輝度を制御することによりこれを実施することができる。
【００２８】
図４では画像のコンテンツに対応した適切なシャッタータイミングの判定を、画像表示回路１３で行ったが、別にシャッタータイミング判定回路（図示せず）を設けても良いし、またシャッター眼鏡同期信号発生装置１４において行っても良い。前者の場合はシャッタータイミング判定結果を画像表示回路１３およびシャッター眼鏡同期信号発生装置１４に送信し、画像表示回路１３は表示輝度を決めるためにこの判定結果を活用し、シャッター眼鏡同期信号発生装置１４はシャッタータイミングを決めるシャッター眼鏡同期信号１０３を生成する際にこの判定結果を活用する。後者の場合は、判定結果を画像表示回路１３に送信し、画像表示回路１３は表示輝度を決めるためにこの判定結果を活用する。
【００２９】
図４の入力端子１０から画像変換回路１２を介することなく画像表示回路１３に映像信号を供給する経路がある場合には、画像表示回路１３は入力端子１０からの信号と画像変換回路１２からの信号を、切替えて処理しても良い。例えば全画面にわたり視差をつける必要がない場合には、画像表示回路１３は入力端子１０からの信号を処理すると良い。
また、シャッター眼鏡同期信号発生装置１４は画像表示回路１３に内蔵されていても良く、双方を併せて画像表示回路と称する一つの回路ブロックとして扱っても良い。
【００３０】
以上説明した実施形態は、本発明を限定するものではない。例えば図４の回路ブロック図では、本発明に係る回路ブロックを選択して示したため、画像分析回路１１と画像変換回路１２の入力が同じ入力端子１０から供給されている。もちろんこれは一例であり、他の回路ブロックを介した別なノードから供給されても良い。このほかにも本発明の趣旨を変えない範囲で異なる実施形態を考えることができるが、いずれも本発明の範疇にある。
【符号の説明】
【００３１】
１０：入力端子、１１：画像分析回路、１２：画像変換回路、１３：画像表示回路、１４：シャッター眼鏡同期信号発生装置、１５：シャッター眼鏡。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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