(57)【要約】【課題】３次元立体映像を鑑賞する鑑賞者に応じて最適にタイミング信号の出力を制御することができるようにする。【解決手段】表示装置１１が３次元立体映像を知覚させる左眼用画像と右眼用画像を時分割で表示した場合に、赤外線出力部２１R、２１L、２１U、および２１Dは、左眼用画像を左眼に、右眼用画像を右眼に入力させるための左眼用シャッタと右眼用シャッタを駆動させるタイミング信号を複数方向に出力する。表示装置１１は、３次元立体映像を鑑賞する鑑賞者を撮像して得られる画像から、鑑賞者の位置情報および人数情報を検出する。そして、表示装置１１は、検出された位置情報および人数情報に基づいて、赤外線出力部２１R、２１L、２１U、および２１Dと出力レベルを制御する。本発明は、例えば、３次元立体映像を表示し、タイミング信号を出力する表示装置に適用できる。【選択図】図１
2011049644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元立体映像を知覚させる左眼用画像と右眼用画像を時分割で表示した場合に、左眼用画像を左眼に、右眼用画像を右眼に入力させるための左眼用シャッタと右眼用シャッタを駆動させるタイミング信号を複数方向に出力するタイミング信号出力手段と、
前記３次元立体映像を鑑賞する鑑賞者を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された画像から、前記鑑賞者の位置情報および人数情報を検出する検出手段と、
検出された前記位置情報および人数情報に基づいて、前記タイミング信号出力手段における前記タイミング信号の出力方向および出力レベルを制御する出力制御手段と
を備える表示装置。
【請求項２】
前記出力制御手段は、前記位置情報が表す方向と前記人数情報に基づいて前記タイミング信号の出力方向を、前記位置情報が表す距離に基づいて前記タイミング信号の出力レベルを制御する
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記撮像手段は、表示パネルの背面側の中央部に配置される
請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記タイミング信号出力手段は、左方向、中央方向、右方向の方向ごとに配置される
請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記左眼用シャッタと右眼用シャッタを備えるシャッタメガネの個数および大きさを検出することにより、前記鑑賞者の位置情報および人数情報を検出する
請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
３次元立体映像を知覚させる左眼用画像と右眼用画像を時分割で表示した場合に、左眼用画像を左眼に、右眼用画像を右眼に入力させるための左眼用シャッタと右眼用シャッタを駆動させるタイミング信号を複数方向に出力するタイミング信号出力手段を備える表示装置が、
前記３次元立体映像を鑑賞する鑑賞者を撮像し、
撮像された画像から、前記鑑賞者の位置情報および人数情報を検出し、
前記タイミング信号出力手段における前記タイミング信号の出力方向および出力レベルを、検出された前記位置情報および人数情報に基づいて制御する
制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置および制御方法に関し、特に、３次元立体映像を鑑賞する鑑賞者に応じて最適にタイミング信号の出力を制御することができるようにする表示装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、映像を立体的に視認できる３次元立体映像コンテンツが注目されている。３次元立体映像を鑑賞する方式としては、メガネ方式と裸眼方式の大きく２種類の方式が挙げられる。
【０００３】
メガネ方式の一例としては、フィールドシーケンシャル方式とも呼ばれ、左眼用映像と右眼用映像とが時分割で表示される方式がある。鑑賞者は、液晶シャッタ付きのシャッタメガネを装着して、左眼用映像は左眼で、右眼用映像は右眼で認識する。左眼用映像と右眼用映像には視差が設けられており、この左眼用映像と右眼用映像が有する視差によって、鑑賞者は映像を立体的に知覚することができる。
【０００４】
メガネ方式では、液晶シャッタの開閉動作を左眼用映像と右眼用映像の表示に同期させるため、タイミング信号をシャッタメガネに送信する必要がある。タイミング信号の送受信には、赤外線や電波などによる無線通信を採用するのが一般的である。
【０００５】
裸眼方式は、左眼用映像と右眼用映像を所定の分離手段により分離させ、メガネを装着せずに３次元立体映像を認識する方式である。裸眼方式には、分離手段としてレンティキュラーレンズを採用したレンティキュラー方式や、パララックスバリアを採用したパララックスバリア方式などがある。
【０００６】
裸眼方式において、３次元立体映像を鑑賞する鑑賞者の頭部位置を検出し、立体視可能範囲を変更させる制御を行うものがある（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３００６１０号公報
【特許文献２】特開平１０−３３３０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来、メガネ方式においてタイミング信号をシャッタメガネに出力する場合、出力方向が１方向に固定されているか、または広角に拡散するように固定されており、鑑賞者の位置や人数に応じて最適な方向に変更することは行われていなかった。また、信号の出力レベルも一定に固定されており、人数の大小などに応じて出力レベルを自動的に変更することは行われていなかった。
【０００９】
出力方向が１方向に固定されている場合や出力レベルが低レベルに固定されている場合には、個人または少人数で、狭い範囲で３次元立体映像を鑑賞するのであれば問題ない。しかし、鑑賞範囲が限られてしまうため、鑑賞範囲を外れると液晶シャッタが動作しなくなり、３次元立体映像を知覚できなくなってしまうという問題があった。
【００１０】
反対に、出力方向が広角に固定されている場合や出力レベルが高レベルに固定されている場合には、鑑賞範囲は広く確保されることになる。しかし、例えば、タイミング信号を赤外線により出力している場合、赤外線受光部を持つ他の電子機器がタイミング信号を受信し、誤動作を引き起こす可能性がある。また、不必要に出力レベルが高いことは無駄に電力を消費していることにもなり、省エネルギーの観点からも好ましくない。
【００１１】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、３次元立体映像を鑑賞する鑑賞者に応じて最適にタイミング信号の出力を制御することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一側面の表示装置は、３次元立体映像を知覚させる左眼用画像と右眼用画像を時分割で表示した場合に、左眼用画像を左眼に、右眼用画像を右眼に入力させるための左眼用シャッタと右眼用シャッタを駆動させるタイミング信号を複数方向に出力するタイミング信号出力手段と、前記３次元立体映像を鑑賞する鑑賞者を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像から、前記鑑賞者の位置情報および人数情報を検出する検出手段と、検出された前記位置情報および人数情報に基づいて、前記タイミング信号出力手段における前記タイミング信号の出力方向および出力レベルを制御する出力制御手段とを備える。
【００１３】
本発明の一側面の制御方法は、３次元立体映像を知覚させる左眼用画像と右眼用画像を時分割で表示した場合に、左眼用画像を左眼に、右眼用画像を右眼に入力させるための左眼用シャッタと右眼用シャッタを駆動させるタイミング信号を複数方向に出力するタイミング信号出力手段を備える表示装置が、前記３次元立体映像を鑑賞する鑑賞者を撮像し、撮像された画像から、前記鑑賞者の位置情報および人数情報を検出し、前記タイミング信号出力手段における前記タイミング信号の出力方向および出力レベルを、検出された前記位置情報および人数情報に基づいて制御する。
【００１４】
本発明の一側面においては、３次元立体映像を鑑賞する鑑賞者が撮像され、撮像された画像から、鑑賞者の位置情報および人数情報が検出され、３次元立体映像を知覚させる左眼用画像と右眼用画像を時分割で表示した場合に、左眼用画像を左眼に、右眼用画像を右眼に入力させるための左眼用シャッタと右眼用シャッタを駆動させるタイミング信号の出力方向および出力レベルが、検出された位置情報および人数情報に基づいて制御される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一側面によれば、３次元立体映像を鑑賞する鑑賞者に応じて最適にタイミング信号の出力を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用した３次元立体映像表示システムの一実施の形態の構成例を示す図である。
【図２】赤外線出力部を説明する図である。
【図３】赤外線出力部を説明する図である。
【図４】３次元立体映像の表示制御について説明する図である。
【図５】３次元立体映像の表示制御について説明する図である。
【図６】タイミング信号送信制御についての機能構成例を示す図である。
【図７】タイミング信号送信制御を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［３次元立体映像表示システムの構成例］
図１は、本発明を適用した３次元立体映像表示システムの一実施の形態の構成例を示している。
【００１８】
図１の３次元立体映像表示システムは、表示装置１１、記録再生装置１２、信号伝送ケーブル１３、および、シャッタメガネ１４により構成される。
【００１９】
表示装置１１は、記録再生装置１２から信号伝送ケーブル１３を介して供給される映像信号に基づいて、３次元立体映像を表示する。本実施の形態において、表示装置１１は、例えば、有機EL(Electro Luminescent)ディスプレイで構成される。なお、表示装置１１は、記録再生装置１２から受信する他、放送信号を受信するなどにより３次元立体映像の映像信号を取得してもよい。
【００２０】
表示装置１１は、右端、左端、中央上部、中央下部のそれぞれに、赤外線出力部（エミッタ）２１R、２１L、２１U、２１Dを備えている。なお、以下において、赤外線出力部２１R、２１L、２１U、および２１Dそれぞれを特に区別する必要がない場合には、単に、赤外線出力部２１と称する。
【００２１】
赤外線出力部２１は、例えば、図２に示されるように３方向に対応させて配置した３個の送信器２２1乃至２２3からなり、図１において点線の矢印で示される方向を中心とする所定の角度を放射範囲として、タイミング信号を赤外線により出力する。なお、３個の送信器２２1乃至２２3それぞれは、図３に示すように、出力レベルを「強」または「弱」のいずれかを選択（制御）することができるようになっている。
【００２２】
記録再生装置１２は、記録媒体に記憶されている３次元立体映像（コンテンツ）を再生し、その映像信号を信号伝送ケーブル１３を介して表示装置１１に供給する。記録再生装置１２は、例えば、DVD（Digital Versatile Disc）、Blu-Ray Disc（商標）などの光ディスク、ハードディスク等を記録媒体として有するレコーダ、パーソナルコンピュータなどに相当する。
【００２３】
シャッタメガネ１４は、３次元立体映像を鑑賞する場合に鑑賞者に装着される。シャッタメガネ１４は、表示装置１１の赤外線出力部２１から出力されるタイミング信号を受信する受光部３１を備える。また、シャッタメガネ１４は、左眼用シャッタ３２Lと右眼用シャッタ３２Rを備え、受信したタイミング信号に同期して左眼用シャッタ３２Lと右眼用シャッタ３２Rの開閉動作を行う。
【００２４】
［３次元立体映像の表示制御］
図４および図５を参照して、３次元立体映像の表示制御について説明する。
【００２５】
表示装置１１には、左眼用映像と右眼用映像が時分割で表示される。具体的には、図４に示されるように、左眼用映像Ｌ１、右眼用映像Ｒ１、左眼用映像Ｌ２、右眼用映像Ｒ２、・・・のように、左眼用映像と右眼用映像が交互に表示される。
【００２６】
シャッタメガネ１４は、左眼用シャッタ３２Lのオープンかつ右眼用シャッタ３２Rのクローズと、左眼用シャッタ３２Lのクローズかつ右眼用シャッタ３２Rのオープンの２つの状態を、タイミング信号に同期させて交互に繰り返す。
【００２７】
表示装置１１では、図５に示されるように、左眼用映像と右眼用映像の干渉（クロストーク）を防止するための黒表示期間を挟んで、左眼用映像または右眼用映像が表示される。黒表示期間には、映像信号のVブランキング期間も含まれる。
【００２８】
赤外線出力部２１からは、左眼用映像の表示期間では左眼用シャッタ３２Lの選択を表す信号が、右眼用映像の表示期間では右眼用シャッタ３２Rの選択を表す信号が、タイミング信号として出力される。左眼用シャッタ３２Lと右眼用シャッタ３２Rの選択の切り替えは、黒表示期間の最初に実行される。図５の例では、タイミング信号がハイ（High）である場合に左眼用シャッタ３２Lの選択を、タイミング信号がロウ（Low）である場合に右眼用シャッタ３２Rの選択をそれぞれ表している。
【００２９】
シャッタメガネ１４は、受信したタイミング信号に応じて、左眼用シャッタ３２Lと右眼用シャッタ３２Rの切り替え動作を行う。左眼用シャッタ３２Lと右眼用シャッタ３２Rの切り替え動作は、黒表示期間の間に完了する。そして、左眼用映像の表示期間では左眼用シャッタ３２Lのオープン状態が、右眼用映像の表示期間では右眼用シャッタ３２Rのオープン状態が保持される。
【００３０】
その結果、図４において矢印で示されるように、鑑賞者の右眼には右眼用映像のみが、左眼には左眼用映像のみが入力される。左眼用映像と右眼用映像には視差が設けられており、この左眼用映像と右眼用映像が有する視差によって、鑑賞者は映像を立体的に知覚することができる。
【００３１】
［表示装置１１のタイミング信号送信制御］
図６は、表示装置１１のタイミング信号送信制御についての機能構成例を示している。
【００３２】
表示装置１１に含まれる有機ELパネル４１の略中央部であって、有機ELパネル４１の背面側に、撮像素子４２が配置されている。撮像素子４２は、例えば、VGAと呼ばれる６４０×４８０等の画素数を有する撮像素子であり、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサ等で構成される。
【００３３】
撮像素子４２は、有機ELパネル４１において行列方向に複数配列されている画素回路の空きスペース部分を通過してきた光を受光することにより、３次元立体映像を鑑賞している鑑賞者を撮像する。撮像素子４２は、有機ELパネル４１の略中央部に配置されているので、鑑賞者の位置を正確（均等）に捉えることができる。撮像素子４２は、撮像の結果得られる画像を鑑賞者情報生成部４３に供給する。
【００３４】
鑑賞者情報生成部４３は、撮像素子４２から供給される画像に対して所定の画像処理を行うことにより、３次元立体映像を鑑賞している鑑賞者の位置および人数を検出し、位置情報および人数情報として赤外線出力決定部４４に供給する。
【００３５】
鑑賞者の位置情報は、例えば、上下方向（上・中・下）、左右方向（左・中・右）、距離（遠・近）の３つのパラメータで構成される。例えば、鑑賞者が表示装置１１に対して、左側の遠方にいると検出された場合には、「上下方向、左右方向、遠近」＝「中、左、遠」を表す情報が位置情報として出力される。また例えば、鑑賞者が表示装置１１に対して、大人数で右側・中央・左側のいずれにも広がって遠方で鑑賞している場合、「上下方向、左右方向、遠近」＝「中、左中右、遠」を表す情報が位置情報として出力される。
【００３６】
一方、鑑賞者の人数情報は、例えば、大、中、小の３つのパラメータで構成される。例えば、鑑賞者が１人で鑑賞している場合には「小」が、２、３人で鑑賞している場合には「中」が、４人以上で鑑賞している場合には「大」が人数情報として出力される。
【００３７】
鑑賞者の位置および人数の検出は、例えば、次のような画像処理により行うことができる。即ち、３次元立体映像を鑑賞している鑑賞者は特殊なメガネであるシャッタメガネ１４を必ずかけている。そこで、パターンマッチング等によりシャッタメガネ１４の個数および大きさを検出することにより、鑑賞者の位置および人数を検出することができる。また、デジタルカメラ等で一般的に行われている顔検出処理等により、鑑賞者の位置および人数を検出してもよい。
【００３８】
なお、上述した位置情報および人数情報の検出および出力は、あくまで一例であり、これに限定されるものではない。
【００３９】
赤外線出力決定部４４は、鑑賞者情報生成部４３から供給される位置情報および人数情報から、赤外線出力部２１R、２１L、２１U、２１Dの出力オンオフと出力レベルを決定する。ここで、赤外線出力部２１R、２１L、２１U、２１Dの出力オンオフは、赤外線出力の出力方向を決定することに相当する。
【００４０】
赤外線出力決定部４４は、赤外線出力部２１Rを表示装置１１からみて右方向にいる鑑賞者用、赤外線出力部２１Lを表示装置１１からみて左方向にいる鑑賞者用として割り当てている。また、赤外線出力決定部４４は、赤外線出力部２１Uを表示装置１１の中央方向遠距離にいる鑑賞者用、赤外線出力部２１Dを表示装置１１の中央方向近距離にいる鑑賞者用として割り当てている。
【００４１】
例えば、位置情報として「上下方向、左右方向、遠近」＝「中、中、近」を表す情報が、人数情報として「小」が供給された場合、赤外線出力決定部４４は、赤外線出力部２１Dのみを出力レベル「弱」で出力することを決定する。
【００４２】
また例えば、位置情報として「上下方向、左右方向、遠近」＝「中、左中右、遠」を表す情報が、人数情報として「大」が供給された場合、赤外線出力決定部４４は、すべての赤外線出力部２１を出力レベル「強」で出力することを決定する。
【００４３】
赤外線出力決定部４４は、決定した赤外線出力部２１についての情報を、出力部選択情報として赤外線出力制御部４５に供給する。
【００４４】
赤外線出力制御部４５は、赤外線出力決定部４４から供給される出力部選択情報に基づいて、赤外線出力部２１R、２１L、２１U、および２１Dを制御する。
【００４５】
［タイミング信号送信制御のフローチャート］
図７は、タイミング信号送信制御のフローチャートを示している。この処理は、例えば、３次元立体映像の表示制御の開始に合わせて、開始することができる。
【００４６】
初めに、ステップＳ１において、撮像素子４２は、３次元立体映像を鑑賞している鑑賞者を撮像する。撮像の結果得られた画像は、鑑賞者情報生成部４３に供給される。
【００４７】
ステップＳ２において、鑑賞者情報生成部４３は、撮像素子４２から供給される画像に基づいて、鑑賞者の位置および人数を検出する。そして、鑑賞者情報生成部４３は、検出結果を位置情報および人数情報として赤外線出力決定部４４に供給する。
【００４８】
ステップＳ３において、赤外線出力決定部４４は、鑑賞者情報生成部４３から供給される位置情報および人数情報から、各赤外線出力部２１の出力オンオフと出力レベルを決定する。決定結果は、出力部選択情報として、赤外線出力制御部４５に供給される。
【００４９】
ステップＳ４において、赤外線出力制御部４５は、赤外線出力決定部４４から供給される出力部選択情報に基づいて、赤外線出力部２１R、２１L、２１U、および２１Dを制御する。
【００５０】
ステップＳ５において、赤外線出力部２１R、２１L、２１U、および２１Dは、赤外線出力制御部４５の制御にしたがい、設定された出力レベルでタイミング信号を赤外線により出力する。
【００５１】
ステップＳ５の後、処理はステップＳ１に戻り、３次元立体映像の表示制御が終了されるまで、上述したステップＳ１乃至Ｓ５の処理が繰り返し実行される。
【００５２】
以上のように、表示装置１１は、３次元立体映像を鑑賞している鑑賞者の鑑賞位置および人数を検出し、その検出結果に応じて複数の赤外線出力部２１の出力を制御する。これにより、３次元立体映像を鑑賞する鑑賞者に応じて最適にタイミング信号の出力を制御することができる。
【００５３】
また、表示装置１１によれば、鑑賞者のいない方向の赤外線出力部２１からはタイミング信号を送出しないように制御することができ、また、出力レベルも鑑賞者の距離に応じて制御（可変）することができる。これにより、表示装置１１の消費電力を低減することができる。また、表示装置１１の周辺に設置されている、赤外線を受信して動作する機器の誤動作を防止することもできる。
【００５４】
さらに、表示装置１１は、右方向、左方向、中央方向などの各方向に応じて複数の赤外線出力部２１を備えているので、画面の視野角に対応して、タイミング信号の出力範囲も広角にすることができる。
【００５５】
本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【００５６】
例えば、上述した実施の形態では、赤外線出力のオンオフおよび出力レベルを、赤外線出力部２１単位で制御するようにした。しかしながら、赤外線出力部２１は、図２に示したように、３個の送信器２２1乃至２２3で構成されているので、赤外線出力部２１の送信器２２1乃至２２3それぞれのオンオフおよび出力レベルも制御するようにしてもよい。
【００５７】
また、本実施の形態において、出力レベルは「強」および「弱」の２段階としたが、３段階以上に出力レベルを設定してもよく、あるいは検出された鑑賞者までの距離に応じた出力レベルなど、任意の出力レベルに設定可能としてもよい。
【００５８】
上述した実施の形態では、表示装置１１が有機ELディスプレイである例について説明した。しかしながら、本発明は、有機ELディスプレイ以外に、表示パネルの背面側に撮像素子４２を配置した場合であっても撮像素子４２が撮像可能となる、光の透過性のある表示パネルを採用したディスプレイに適用することができる。なお、透過性のない表示パネルであれば、撮像素子４２を表示パネル周辺の額縁部に配置することができる。
【００５９】
さらに、上述した実施の形態では、赤外線によりタイミング信号を出力するようにしたが、電波等のその他の無線通信を採用することもできる。また、表示装置１１が備える赤外線出力部２１の個数は４個に限らず、１個、２個または５個以上とすることができる。
【００６０】
なお、本明細書において、フローチャートに記述されたステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる場合はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで実行されてもよい。
【００６１】
本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
【符号の説明】
【００６２】
１１  表示装置，  １４  シャッタメガネ，  ２１R，２１L，２１U，２１D  赤外線出力部，  ３２L  左眼用シャッタ，  ３２R  右眼用シャッタ，  ４２  撮像素子，  ４３  鑑賞者情報生成部，  ４４  赤外線出力決定部，  ４５  赤外線出力制御部
【図１】
2011049644.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2011049644.tif 000006
【図５】
2011049644.tif 000007
【図６】
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【図７】
2011049644.tif 000009