(57)【要約】【課題】フィールド毎のフィールド判別信号が含まれていない映像信号であっても、フィールド判別制御信号を別系統で持つことなく、左右目に映し出される映像を立体視できる立体表示装置を提供するものである。【解決手段】映像信号の一部にフィールド判別のための信号を付加し、当該信号によって左右目のどちらに映し出す映像かを判断し、フィールド判別制御信号を別系統で持たなくても立体視できるようにする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィールド毎に切り替わるフィールド判別制御信号が含まれていない映像信号を第１の画像表示装置と第２の画像表示装置に切り替えて表示する表示装置であって、前記第１の画像表示部と前記第２の画像表示部を指定するための判別信号を前記映像信号の輝度信号に重畳し、前記判別信号に従って前記映像信号を前記第１の画像表示部と前記第２の画像表示部にそれぞれ表示することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記判別信号は、外部機器からの映像信号に対応して、前記映像信号の輝度信号に重畳したことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記判別信号は、垂直同期信号に同期してレベルが切り替わり、前記判別信号に従って前記映像信号を前記第１の画像表示部と前記第２の画像表示部にそれぞれ表示することを特徴とした請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
フィールド毎に切り替わるフィールド判別制御信号が含まれていない映像信号を第１の画像表示装置と第２の画像表示装置に切り替えて表示する表示装置であって、前記映像信号の同期信号に前記第１の画像表示部と前記第２の画像表示部を指定するための判別信号を付加し、前記判別信号に従って前記映像信号を前記第１の画像表示部と前記第２の画像表示部にそれぞれ表示することを特徴とした請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記判別信号は、外部機器からの映像信号の同期信号に、同期信号の信号幅を前記第１の画像表示部と前記第２の画像表示部に応じて変更した信号とし、前記判別信号に従って前記映像信号を前記第１の画像表示部と前記第２の画像表示部にそれぞれ表示することを特徴とした請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記判別信号は、外部機器からの映像信号の同期信号の後に、同期信号の信号幅を前記第１の画像表示部と前記第２の画像表示部に応じてパルス信号を付加し、前記判別信号に従って前記映像信号を前記第１の画像表示部と前記第２の画像表示部にそれぞれ表示することを特徴とした請求項４に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号を立体的に見るための立体視方法及び立体表示装置に関するものであり、特にノンインターレース走査の映像信号を扱う場合に、当該信号を左右目に映し出す特徴を有するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＮＴＳＣ／ＰＡＬ方式は２：１等のインターレース走査を用いているために、映像信号にはフィールド毎に偶数フィールド、奇数フィールドを判別できるフィールド判別制御信号が含まれた構成になっている。映像信号を立体的に見るためには、視差を考慮した右目用映像信号と左目用映像信号をそれぞれの目に映し出す必要がある。そのためには、まず、左右目に映し出すそれぞれの映像信号を、左右交互に一系統で転送し、次に、前記フィールド判別制御信号により、左右目のどちらに映し出すフィールド映像であるかを判断していた。このようにすれば、左右のフィールド映像を正しく判別することができるので、フィールド映像を左右交互に映し出すことが可能となり、結果的に、映像信号の立体視が実現できた。
【０００３】
しかしながら、ＶＧＡ（Ｖｉｄｅｏ　Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ａｒｒａｙ）等で構成されている、所謂パソコン映像信号はノンインターレースモードモニタ（表示画面）に表示しているため、同期信号に左右のフィールドを判別する機能が存在しない。このため、左右画像を交互に転送しても、左右を判別することができないので、左右目にフィールド映像を映し出せないという問題がある。これを解決する一手段としては、特開平１１−２７５６０５が提案されている。当該装置では、映像信号に同期して切り替わるフィールド判別制御信号を別系統で持ち、当該フィールド判別制御信号を用いてヘッドマウントディスプレイにおける左右のＬＣＤパネルに映し出される左右の映像信号を交互に切り換えるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ノンインターレース走査の映像信号は、インターレース走査のように、フィールド映像が左右のどちらのものであるかを区別することは不可能である。そのため、当該映像信号を立体視するためには、映像信号とは別に、新たにフィールド判別制御信号を設け、当該フィールド判別制御信号によって、左右のフィールド映像を制御する必要があった。
【０００５】
従って、現存の規格をそのまま用いるだけでは、ノンインターレース走査の映像信号を立体視することは不可能であるため、フィールド判別制御信号として、一本信号線を新たに設けなければならなかった。また、当該信号を制御するための制御部も新たに設ける必要があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の立体表示装置は、フィールド判別制御信号が含まれていない映像信号をフィールド毎に切り替えて左右目に映し出す立体表示装置であって、フィールド判別制御信号に相当する左右を判別するための信号（左右判別信号）を、当該映像信号の一部、もしくは同期信号に付加するようにしたものである。また、当該信号は同期信号に同期しながら付加するものとし、前記左右目に映し出される映像信号を左右交互に切り替えて表示するようにしたものである。
【０００７】
本発明によれば、ノンインターレース走査の映像信号であっても、新しくフィールド判別制御信号を別途生成せずとも、左右フィールド判別するための信号を映像信号の一部、もしくは映像信号の同期信号に付加することにより、左右目に映し出される左右の映像信号を交互に切り替えることができる立体表示装置を提供できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の表示装置は、フィールド毎に切り替わるフィールド判別制御信号が含まれていない映像信号を第１の画像表示装置と第２の画像表示装置に切り替えて表示する表示装置であって、前記第１の画像表示部と前記第２の画像表示部を指定するための判別信号を前記映像信号の輝度信号に重畳し、前記判別信号に従って前記映像信号を前記第１の画像表示部と前記第２の画像表示部にそれぞれ表示することを特徴とする表示装置であり、ノンインターレース走査の映像信号であっても、左右判別信号を映像信号の一部に付加することにより、別途フィールド判別制御信号を生成することなく、前記映像信号を左右目に交互に切り替えることを実現し得るものである。
【０００９】
次に、本発明の請求項２に記載された表示装置は、前記判別信号は、外部機器からの映像信号に対応して、前記映像信号の輝度信号に重畳したことを特徴とする請求項１に記載の表示装置であり、当該信号を外部機器からの映像信号の一部に適切に付加することにより、左右判別信号と左右の映像信号の切り替えを確実に対応付けることを実現し得るものである。
【００１０】
次に、本発明の請求項３に記載された表示装置は、前記判別信号は、垂直同期信号に同期してレベルが切り替わり、前記判別信号に従って前記映像信号を前記第１の画像表示部と前記第２の画像表示部にそれぞれ表示することを特徴とした請求項１に記載の表示装置であり、左右判別信号を垂直同期信号に同期させて付加することにより、エラーを起こすことなく確実に、左右判別信号を付加することを実現し得るものである。
【００１１】
次に、本発明の請求項４に記載された表示装置は、フィールド毎に切り替わるフィールド判別制御信号が含まれていない映像信号を第１の画像表示装置と第２の画像表示装置に切り替えて表示する表示装置であって、前記映像信号の同期信号に前記第１の画像表示部と前記第２の画像表示部を指定するための判別信号を付加し、前記判別信号に従って前記映像信号を前記第１の画像表示部と前記第２の画像表示部にそれぞれ表示することを特徴とした請求項１に記載の表示装置であり、ノンインターレース走査の映像信号であっても、左右判別信号を映像信号の同期信号に付加することにより、別途フィールド判別制御信号を生成することなく、前記映像信号を左右目に交互に切り替えることを実現し得るものである。
【００１２】
次に、本発明の請求項５に記載された表示装置は、前記判別信号は、外部機器からの映像信号の同期信号に、同期信号の信号幅を前記第１の画像表示部と前記第２の画像表示部に応じて変更した信号とし、前記判別信号に従って前記映像信号を前記第１の画像表示部と前記第２の画像表示部にそれぞれ表示することを特徴とした請求項４に記載の表示装置であり、信号幅を映像信号の規格の範囲内で変化させることにより、規格を逸脱することなく、左右判別信号を付加することができる。
【００１３】
次に、本発明の請求項６に記載された表示装置は、前記判別信号は、外部機器からの映像信号の同期信号の後に、同期信号の信号幅を前記第１の画像表示部と前記第２の画像表示部に応じてパルス信号を付加し、前記判別信号に従って前記映像信号を前記第１の画像表示部と前記第２の画像表示部にそれぞれ表示することを特徴とした請求項４に記載の表示装置であり、パルスを映像信号の規格の範囲内で発生させることにより、規格を逸脱することなく、左右判別信号を付加することができる。
【００１４】
（実施の形態１）
以下に、本発明の請求項１及び請求項２及び請求項３に記載された発明の実施の形態について、図１を用いて説明する。
【００１５】
図１において、１は２個のカメラを備えた外部機器であり、フィールド毎のフィールド判別制御信号が含まれていない撮像信号を出力する撮像装置であって、当該外部機器から出力された映像信号は、左右判別信号付加回路５に転送される。
【００１６】
外部機器１は、第１及び第２のカメラ２及び３と、これら第１及び第２のカメラ２及び３からの第１及び第２撮像信号を交互に出力するスイッチ部４とから構成されている。
【００１７】
左右判別信号付加回路５は、垂直同期信号に同期して、左右を交互に映し出すために転送されてくるフィールド映像信号の一部分にハイレベル、もしくはローレベルの信号を交互に付加するものであり、当該左右判別信号付加回路５により、映像信号の左右を判別するための左右判別信号が付加される。図２に示すように、左右判別信号付加回路５は、第１のカメラ（左のカメラ）からの信号の場合、垂直同期信号に同期して、映像信号の一部をハイレベルの状態にする。また、第２のカメラ（右のカメラ）からの信号の場合は、映像信号の一部をローレベルの状態にする。
【００１８】
スイッチ部４は、第１及び第２のカメラ２及び３で生成された第１及び第２の撮像信号を第１もしくは第２の映像信号における垂直同期信号のタイミングに同期して交互に切り替え、第１及び第２のカメラ２及び３の撮像信号を交互に左右判別信号付加回路５側に出力する。
【００１９】
フィールド判別回路６は、垂直同期信号に同期して、前記左右判別信号付加回路５により映像信号の一部に付加された左右判別信号を読み取り、当該左右判別信号がハイレベルかローレベルかによって、フィールド判別回路６に送信したフィールド映像信号を左右目のどちらに映し出すかを切り替える。
【００２０】
立体表示装置は、ヘッドマウントディスプレイ装置７のようなものであり、映像を映し出し、且つ左右判別信号に基づいて映し出す映像を交互に切り替える制御部８と、左右の目に対応したＬＣＤパネル部９から構成されている。ＬＣＤパネル部９は、左右のＬＣＤパネル１０及び１１から構成されている。
【００２１】
制御部８は、フィールド判別回路６において、検出されたハイレベルもしくはローレベルの左右判別信号、及びスイッチ部４により交互に切り替えた第１及び第２の撮像信号を取り入れる。そして、当該撮像信号を左右のＬＣＤパネル１０及び１１に映し出す左右の映像信号とし、左右判別信号に基づいてフィールド映像を映し出すＬＣＤを左右交互に切り替えながら、左右のフィールド映像を正確に左右のＬＣＤパネルに映し出すよう制御する。
【００２２】
図２において、上段に示しているのが垂直同期信号であり、下段に示しているのが左右判別信号を付加した後の映像信号である。映像信号には、垂直同期信号に同期してハイレベル、もしくはローレベルの信号を付加している。この図では、左右判別信号がハイレベルのときに左目に映し出すフィールド映像信号、ローレベルのときに右目に映し出すフィールド映像信号をあらわすようになっている。
【００２３】
このような構成からなるヘッドマウントディスプレイ装置７における左右のＬＣＤパネル１０及び１１に映し出される左右の映像信号は、垂直同期信号に同期した左右判別信号の切り替えによって、左右のＬＣＤパネル１０及び１１に第１及び第２のカメラ２及び３で撮影された第１及び第２の撮像信号が、左右にそれぞれ対応付けられて映し出される。つまり、左右判別信号がハイレベルのときは、左のＬＣＤパネル１０に第１のカメラ２で撮影した映像が映し出され、次の垂直同期信号時には、左右判別信号がローレベルになり、右のＬＣＤパネル１１に第２のカメラ３で撮影した映像が映し出されるような制御することができる。
【００２４】
すなわち、新たに別信号として、フィールド判別制御信号を設けなくても、左右のフィールド映像を左右それぞれに対応したＬＣＤパネルに交互に映し出すことができるので、左右の映像判別が可能である。
【００２５】
また、この手法は映像部分にハイレベルかローレベルの信号を付加するだけで実現できる。そのため、現存するヘッドマウントディスプレイ装置のハードウェア構成は替える必要はなく、映像信号を処理している部分のソフトウェアを一部変更するのみで実現可能であるので、ハードウェア構成から変更してシミュレーションを行う手間は必要としない。
【００２６】
このようにして、左右のＬＣＤパネル１０及び１１に第１及び第２のカメラ２及び３で撮影した第１及び第２の撮像信号が交互に映し出されるため、全体として立体視できるようになる。
【００２７】
（実施の形態２）
つぎに、本発明の請求項４及び請求項５に記載された発明の実施の形態について説明する。なお、前述した実施の形態１とハードウェア構成は同じである。そこで、構成については同じ符号を用いて説明を省略し、特徴的な部分のみを図１、図３を用いて説明する。
【００２８】
図１において、左右判別信号付加回路５は、垂直同期信号のパルス幅を変化させることにより、左右目のどちらに対応する映像かを判断するための情報を左右判別信号として付加する。
【００２９】
フィールド判別回路６は、左右判別信号付加回路５による垂直同期信号におけるパルス幅を検出し、交互に切り替えた第１及び第２の撮像信号を取り入れる。そして、当該撮像信号を左右のＬＣＤパネル１０及び１１に映し出す左右の映像信号とし、垂直同期信号のパルス幅に基づいて交互に切り替えながら左右のＬＣＤパネルに映し出すように制御する。
【００３０】
図３において、上段に示しているのが、一般的な垂直同期信号であり、下段に示しているのが、左右判別信号付加回路５により、パルス幅を変化させた垂直同期信号である。このようにして、垂直同期信号のパルス幅を変化すれば、当該パルス幅により左右のどちらのフィールド画像であるかを判断することができる。
【００３１】
フィールドを切り替える際には、垂直同期信号のパルスを発生するが、ＶＥＳＡ　ＰＬＵＧ　ａｎｄ　ＤＩＳＰＬＡＹ　ＳＴＡＮＤＡＲＤ　Ｖｅｒｓｉｏｎ１（１９９７）には、当該垂直同期信号の一規格が掲載されている。それによると、映像信号においては、水平及び垂直の帰線期間時にはローレベル、その他の映像表示期間時にはハイレベルを示す信号（基準信号）が存在する。フィールド切り替え時は、映像表示期間から帰線期間、及び帰線期間から映像表示期間に推移する期間に相当するため、当該信号も垂直同期信号と同様に変化する。しかしながら、垂直同期信号と基準信号とは、同時には変化せずに、基準信号の変化後、１５〜４０ナノ秒の範囲で時間的な余裕がある。
【００３２】
この時間を用いてパルス幅を変化することで、当該パルス幅を左右判別信号として付加することができる。例えば、左目用フィールド映像時には、基準信号から１５ナノ秒後に、右目用フィールド映像時には基準信号から４０ナノ秒後に垂直同期信号がハイレベルからローレベルに変化するように設定すれば、パルス幅によって左右を判別することができ、当該パルス幅を左右判別信号として用いることができる。
【００３３】
このような構成からなるヘッドマウントディスプレイ装置７における左右のＬＣＤパネル１０及び１１に映し出される左右の映像信号は、垂直同期信号のパルス幅の変更及び検出によって、左右のＬＣＤパネル１０及び１１に第１及び第２のカメラ２及び３で撮影された第１及び第２の撮像信号が映し出される。
【００３４】
つまり、図３のように、垂直同期信号のパルス幅を変化させることで、左のＬＣＤパネル１０には第１のカメラ２で撮影した映像が映し出され、その次の垂直同期信号時には、右のＬＣＤパネル１１に第２のカメラ３で撮影した映像が映し出されるような制御が可能となる。このようにして、新たに別信号として、フィールド判別制御信号を設けなくとも左右の映像判別が可能となり、左右のＬＣＤパネル１０及び１１に第１及び第２のカメラ２及び３で撮影した第１及び第２の撮像信号が交互に映し出されるため、全体として立体視できるようになる。
【００３５】
（実施の形態３）
つぎに、本発明の請求項６に記載された発明の実施の形態について説明する。なお、前述した実施の形態１とハード構成は同じである。そこで、構成については同じ符号を用いて説明を省略し、特徴的な部分のみを図１、図４を用いて説明する。
【００３６】
図１において、左右判別信号付加回路５は、垂直同期信号１回おきに、当該垂直同期信号の直後に一つのパルスを１つ発生することによる、左右目のどちらに対応する映像かを判断するための情報を左右判別信号として付加する。
【００３７】
フィールド判別回路６は、左右判別信号付加回路５により発生したパルスの有無を検出し、スイッチ部４で交互に切り替えた第１及び第２の撮像信号を取り入れる。そして、この切り替えた第１及び第２の撮像信号を左右のＬＣＤパネル１０及び１１に映し出す左右の映像信号とする。このとき、垂直同期信号の直後におけるパルスの有無に基づいて、制御部８でＬＣＤパネルの左右を交互に切り替え、フィールド映像の左右に対応して、左右のＬＣＤパネルに映像信号を映し出すように制御する。
図４において、上段に示しているのが、一般的な垂直同期信号であり、下段に示しているのが、左右判別信号付加回路５により、垂直同期信号の直後にパルスを１回おきに発生させた垂直同期信号である。このようにして、垂直同期信号の後にパルスを１回おきに付加することで、左右のどちらのフィールド画像であるかを判断する情報を付加することができる。
【００３８】
フィールドを切り替える際には、垂直同期信号のパルスを発生するが、ＶＥＳＡ　ＰＬＵＧ　ａｎｄ　ＤＩＳＰＬＡＹ　ＳＴＡＮＤＡＲＤ　Ｖｅｒｓｉｏｎ１（１９９７）には、当該垂直同期信号の一規格が掲載されている。それによると、映像信号においては、水平及び垂直の帰線期間時にはローレベル、その他の映像表示期間時にはハイレベルを示す信号（基準信号）が存在する。フィールド切り替え時は、映像表示期間から帰線期間、及び帰線期間から映像表示期間に推移する期間に相当するため、当該信号も垂直同期信号と同様に変化する。
【００３９】
しかしながら、垂直同期信号と基準信号とは、同時には変化せずに、基準信号の変化後、１５〜４０ナノ秒の範囲で時間的な余裕がある。
この時間を用いて垂直同期信号の後にパルスを発生することで、当該パルスを左右判別信号として付加することができる。例えば、左目用フィールド映像時には、垂直同期信号後にパルスを発生し、右目用フィールド映像時には垂直同期信号後にパルスを発生しなければ、パルスの有無によって左右を判別することができ、当該パルスを左右判別信号として用いることができる。
【００４０】
このような構成からなるヘッドマウントディスプレイ装置７における左右のＬＣＤパネル１０及び１１に映し出される左右の映像信号は、垂直同期信号の直後におけるパルスの有無によって、左右のＬＣＤパネル１０及び１１に２個の第１及び第２のカメラ２及び３で撮影された第１及び第２の撮像信号が映し出される。
【００４１】
つまり、図４のように、垂直同期信号の後にパルスを発生させることで、フィールド判別回路６により、パルスが検出されたときには、左のＬＣＤパネル１０に第１のカメラ２で撮影した映像が映し出される。また、次の垂直同期信号時（パルス非検出時）には、右のＬＣＤパネル１１に第２のカメラ３で撮影した映像が映し出されるような制御が可能となる。
【００４２】
本手法を用いることで、新たに別信号として、フィールド判別制御信号を設けなくても、左右の映像判別が可能となり、確実に左右のフィールド映像を左右目に映し出すことができる。このようにして、左右のＬＣＤパネル１０及び１１に第１及び第２のカメラ２及び３で撮影した第１及び第２の撮像信号が交互に映し出されるため、全体として立体視できるようになる。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の立体表示装置によれば、フィールド毎に切り替わるフィールド判別制御信号が含まれていない映像信号を映し出す立体表示装置であっても、フィールド判別制御信号を別系統で持つことなく、左右目に映像信号を映し出して立体視することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における立体表示装置の説明図
【図２】本発明の実施の形態１における左右判別信号付加回路の説明図
【図３】本発明の実施の形態２における左右判別信号付加回路の説明図
【図４】本発明の実施の形態３における左右判別信号付加回路の説明図
【符号の説明】
１　撮像装置
２　第１カメラ
３　第２カメラ
４　スイッチ部
５　左右判別信号付加回路
６　フィールド判別回路
７　ヘッドマウントディスプレイ装置
８　制御部
９　ＬＣＤパネル部
１０　ＬＣＤパネル（左）
１１　ＬＣＤパネル（右）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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