(57)【要約】【課題】本発明は、視聴者に最適な立体映像を提供する同時に解像度が高い映像を提供する。【解決手段】一つ以上の時差映像をディスプレイするディスプレイパネル４０と、水平方向に沿って交互に配列された透明領域５１と変換領域５２とで構成され、 前記ディスプレイパネル４０の前面に備えられるマスクを備える。観察者１００の右眼Ｒと左眼Ｌに見える画像は、観察者とマスクとの距離Ｄにより、マスクの透明領域５１と変換領域５２の数及び大きさが自動的に変えられる。【選択図】図４
2004320781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つ以上の時差映像をディスプレイするディスプレイパネルと、
水平方向に沿って交互に配列された透明領域と変換領域とで構成され、前記ディスプレイパネルの前面に備えられたマスクを含む立体映像表示装置。
【請求項２】
前記マスクは、ＬＣＤパネルであることを特徴とする請求項１に記載の立体映像表示装置。
【請求項３】
前記ＬＣＤパネルは、前記透明領域と前記変換領域とで構成されたＬＣＤ片からなることを特徴とする請求項２に記載の立体映像表示装置。
【請求項４】
前記マスクの透明領域は、垂直方向に沿って整列されないことを特徴とする請求項１に記載の立体映像表示装置。
【請求項５】
上部透明領域の左側面は、隣接する下部透明領域の右側面と整列されることを特徴とする請求項４に記載の立体映像表示装置。
【請求項６】
上位透明領域の右側面は、隣接する下位透明領域の左側面と整列されることを特徴とする請求項４に記載の立体映像表示装置。
【請求項７】
前記マスクの透明領域の大きさは、前記ディスプレイパネルの画素の大きさの１/３以下であることを特徴とする請求項１に記載の立体映像表示装置。
【請求項８】
前記時差映像の数により、前記変換領域全体又は一部を透明な領域で変換させる制御部を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の立体映像表示装置。
【請求項９】
前記時差映像の数が一つであるか、あるいは前記時差映像のない場合、前記制御部は前記変換領域全体を透明な領域に変換させることを特徴とする請求項８に記載の立体映像表示装置。
【請求項１０】
前記時差映像の個数が既に設定された数より少ない場合、前記制御部は前記変換領域の一部を透明な領域に変換させることを特徴とする請求項１に記載の立体映像表示装置。
【請求項１１】
前記制御部は観察者と前記マスクとの間の距離に従って、前記ディスプレイパネルと前記マスクとの間の間隔を調節することを特徴とする請求項８に記載の立体映像表示装置。
【請求項１２】
多数個の時差映像を同時にディスプレイするディスプレイパネルと、
前記ディスプレイパネルの前面に備えられ、選択的に一部領域が透明になるマスクと、
前記時差映像の数により前記マスクの透明領域と不透明領域とを設定する制御部を含む立体映像表示装置。
【請求項１３】
前記制御部は、前記観察者の位置によって前記ディスプレイパネルと前記マスクとの間の間隔を調節することを特徴とする請求項１２に記載の立体映像表示装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記時差映像の数が少なければ少ないほど前記透明領域及び前記不透明領域の数を増加させ、前記時差映像の数が多ければ多いほど前記透明領域及び前記不透明領域の数を減少させることを特徴とする請求項１２に記載の立体映像表示装置。
【請求項１５】
前記制御部は、前記時差映像の数が少なければ少ないほど前記不透明領域の大きさを縮小させ、前記時差映像の数が多ければ多いほど前記不透明領域の大きさを増大させることを特徴とする請求項１２に記載の立体映像表示装置。
【請求項１６】
前記制御部は、前記不透明領域の大きさを前記透明領域の大きさより更に大きく設定することを特徴とする請求項１２に記載の立体映像表示装置。
【請求項１７】
前記制御部は、前記時差映像の中で時差がない部分を検出することを特徴とする請求項１２に記載の立体映像表示装置。
【請求項１８】
前記制御部は、前記時差映像の中で時差がない部分に対応する前記マスクの一部を、透明な領域で設定することを特徴とする請求項１７に記載の立体映像表示装置。
【請求項１９】
前記制御部は、水平方向に沿って前記マスク内に前記透明領域と前記不透明領域を交互に配列し、垂直方向に沿って前記透明領域が整列されないように配列することを特徴とする請求項１２に記載の立体映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関するものであり、特に三次元画像（立体映像）表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、臨場感があり実感のある映像を表現するために、三次元画像を表示する装置が広い範囲で使用されている。観察者が三次元画像を経験するためには、観察者の左右の目に互いに違う映像が入って後、観察者の頭の中で左右の目を通じて入力された映像が合成される。
【０００３】
このような三次元画像表示装置を作るためには、観察者の左右の目に互いに違う画像を供給する装置が必要である。そのような装置として、立体メガネ（３Ｄメガネ）を利用して、左眼映像と右眼映像とを分離する偏光方式立体映像表示装置がある。 しかし、このような偏光方式立体映像表示装置は、使用者が必ずメガネをかけなければならないという不便がある。
【０００４】
また、液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display） あるいはプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）のようなフラットディスプレイ装置と、観察者が観る方向別に映像を分離する素子が結合された立体映像表示装置（三次元画像表示装置）がある。
観察者が観る方向別に映像を分離する素子によって、レンティキュラレンズシート(Lenticular Lens Sheet)を利用するレンティキュラ方式、スリットアレイシート(Slit Array Sheet)を利用するパラレックスバリヤ方式、 マイクローレンズアレイシート(Micro-Lens Array Sheet)を利用するインテグラルフォトグラフィー方式、 そして干渉現象を利用するホログラフィー方式など多様な方式が提案された。 これらの方式は、それぞれそれなりの長所、短所を有している。
【０００５】
その中で、インテグラルフォトグラフィー方式とホログラフィー方式は、水平時差(horizontal parallax)だけで立体を具現する他の方式に比べ、水平時差を含むすべての方向の時差を表す特性がある。 従って、この両方式は、観察者が観る３次元実際空間の中の物体などを最もよく表す方式の一つとして知られている。
しかし、これらの方式は、処理しなければならないデータの量が多すぎるので、現実的には遠い将来に実現可能な方式と見られている実情である。
【０００６】
一方、レンティキュラレンズを利用するレンティキュラ方式の三次元画像は、２場面以上の方向別時差画像を、周期的にサンプリングし、マルチプレックシングして作られる。この時、できるだけ多くの方向別時差映像を使用してのみ使用者が立体的に感じられる。しかし、一般的に映像を表示する２次元フラットディスプレイ装置は画素数が決まっているため、使われる方向別時差映像の個数が多くなると、三次元画像の解像度は減少する。従って、使われる方向別時差映像の個数は、フラットディスプレイ装置の解像度(画素数)を考慮して決めなければならない。
【０００７】
このような従来のレンティキュラ方式の短所を補うために、一定角度に傾斜したレンティキュラレンズを利用した立体映像表示装置が提案された。この傾斜したレンティキュラレンズは水平解像度の損失を減らすことになる。しかし、方向別時差映像が正確に水平方向に沿って分離されるものではなく、一定角度に傾斜して分離されるため、観察者が最適な立体映像を見るためには、頭を一定角度に傾けなければならないという短所がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は観察者に最適な立体映像（三次元画像）を提供すると同時に、解像度が高い映像を提供するための立体映像（三次元画像）表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記技術的課題を解決するための本発明の立体映像表示装置は、一つ以上の時差映像を表示するディスプレイパネルと、水平方向に沿って交互に配列された透明領域と変換領域とから構成され、前記ディスプレイパネルの前面に形成されたマスクを含む。
【００１０】
前記マスクはＬＣＤパネルであり、具体的に前記ＬＣＤパネルは、前記透明領域と前記変換領域で構成されたＬＣＤセグメントからなる。前記マスクの透明領域は、垂直方向に沿って整列されない。前記マスクの上部透明領域の左側面は、隣接する下部透明領域の右側面と整列するか、又は上部透明領域の右側面が隣接する下部透明領域の左側面と整列する。
【００１１】
本発明は、時差映像の数によって、変換領域全体又は一部を透明な領域に変換させる制御部を更に含む。時差映像の数が一つであるか、あるいは時差映像がない場合、制御部は変換領域全体を透明領域に変換させ、時差映像の数が既に設定された数より少ない場合、制御部は前記変換領域の一部を透明領域に変換させる。又、制御部は、観察者と前記マスクとの間の距離によって、ディスプレイパネルとマスクの間の間隔を調節する。
【００１２】
本発明の他の形態は、複数の時差映像を同時に表示するディスプレイパネルと、 前記ディスプレイパネルの前面に備えられ、選択的に一部領域が透明になるマスクと、 前記時差映像の数により、前記マスクの透明領域と不透明領域とを設定する制御部を含む。
前記制御部は、前記時差映像の数が少ないとき、前記透明領域及び前記不透明領域の数を増加させ、前記時差映像の数が多いとき、前記透明領域及び前記不透明領域の数を減少させる。そして、前記制御部は前記時差映像の数が少なければ少ないほど前記不透明領域の大きさを縮小させ、前記時差映像の個数が多ければ多いほど前記不透明領域の大きさを増大させる。
【００１３】
また、前記制御部は水平方向に沿って前記マスク内に前記透明領域と前記不透明領域を交互に配列し、垂直方向に沿って前記透明領域が整列されないように配列する。そして、前記制御部は前記時差映像のうち、時差がない部分を検出し、前記時差映像のうち、時差がない部分に対応する前記マスクの一部を透明な領域で設定する。
【発明の効果】
【００１４】
マスクの透明領域が垂直方向に整列(align)されず、単層形態として配列され、前記マスクの変換領域の一部が時差映像の個数により透明領域に変換されることができるから、観察者に解像度の高い映像を提供することができる。
【００１５】
また、観察者の位置によってディスプレイパネルとマスクとの間の距離を調節するので、観察者に最適な立体映像を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図１と図２は本発明による立体映像表示装置を表した図面である。図１に示したように、本発明は観察者(viewer)１００に立体映像を提供するために、一定間隔に配列された透明領域５１と変換領域５２とを有するマスク５０を含む。 マスク５０は、ディスプレイパネル４０の前方に所定距離(ｄ)を置いて配置される。観察者１００が映像を見る時、観察者１００の右眼(R)と左眼(L)は、ディスプレイパネル４０で提供される映像を、マスク５０の透明領域５１を通じて見るようになる。この時、ディスプレイパネル４０の画素(PR、PL)は、それぞれ右眼(R)と左眼(L)にあたる時差映像(parallax images)を表示する。
【００１７】
透明領域５１と変換領域５２は水平方向に沿って交互に配列され、透明領域５１は垂直方向に沿って単層形態（ずれた形態）で配列される。
マスク５０の透明領域５１の横及び縦の長さ(Lt)は、 Ｌｔ＝ｐ（Ｌ−ｄ）／Ｄで示される。 ここで、pは一つのサブピクセル（画素）の長さである。言い替えれば、透明領域５１の大きさは、一つの画素(ｐ)の大きさの１/３以下でなければならない。 マスク５０の変換領域５２の大きさは、時差映像の数により変わる。従って、マスク５０の変換領域)５２の横の長さ(Ｌc)は、Ｌｃ＝（ｎ−１）ｐ（Ｄ−ｄ）で示され、縦の長さは透明領域５１の縦の長さと等しい。 ここで、nは時差映像の個数である。
【００１８】
図３は、透明領域５１と変換領域５２で構成されたＬＣＤセグメントからなるマスク５０の一例を示す。８個の時差映像を表現するために、前記ＬＣＤセグメントの大きさは、８個のサブピクセルの面積にあたる大きさではなければならない。即ち、ＬＣＤセグメントの水平の長さ(Ｐｈ) 及び垂直の長さ(Ｐｖ)は、それぞれＰｈ＝８ｐ（Ｄ−ｄ）／Ｄ、Ｐｖ＝ｐ（Ｄ−ｄ）／Ｄである。 透明領域５１は水平方向(列方向)に沿って一定間隔に配列される。 そして、上部透明領域５１ａと、それらと接する下部透明電極５１ｂは垂直方向に整列されず、映像の解像度を高めるために、上部透明領域と隣接する下部透明領域５１ｂは、上部透明領域５１ａの右側又は左側に、ずれた位置に配置される。 例えば、図３のように、上部透明領域５１aの左側は、隣接する下位透明領域５１ｂの右側に配列されるか、上部透明領域５１aの右側は、隣接する下位透明領域５１ｂの左側に配列される。本発明の趣旨を脱しない範囲で、上部透明領域５１ａと下部透明領域５１ｂの配列の変更が可能である。
【００１９】
マスク４０の他の例として、一部領域が選択的に透明になるＬＣＤパネルが利用することができる。 時差映像の数によって、マスク４０の透明領域と不透明領域の数及び大きさは自動に設定される。
【００２０】
図２に示したように、本発明には、観察者１００の位置、及びマスク５０と観察者１００の距離(D)を、感知するためのセンサー１０が含まれる。 センサー１０が観察者１００の位置を感知すれば、制御部３０は前記マスク５０と観察者１００の距離(D)によって、ディスプレイパネル４０とマスク５０ の間の距離(ｄ)を調節する。
【００２１】
制御部３０は、マスク５０の透明領域５１と変換領域５２を制御する。例えば、 マスク５０がＬＣＤパネルの場合に、制御部３０は透明領域５１及び変換領域５２を通じて光が選択的に透過するように、透明領域５１及び変換領域５２の液晶を制御する。即ち、透明領域５１を通じて光を透過させるために、制御部３０は変換領域５２を不透明に維持させるか、透明領域５１と変換領域５２の層を通じて光を透過させるために、制御部３０は変換領域５２を透明に変換させる。また、制御部３０は、時差映像の数により、マスク５０の透明な領域と不透明な領域の数及び大きさを調節することができる。
【００２２】
上記のように、本発明の立体映像表示装置を利用して立体映像を表現する方法を説明すれば次のとおりである。
立体映像表示装置に提供される時差映像とは、イメージの撮影時カメラを少しずつ左右に移動させながら撮影するか、被写体を少しずつ回転させながら撮影して得た映像のことを言う。
【００２３】
図４と図５では、一例として８個の時差映像をディスプレイする画素(P)を現わす。 各画素はR、G、Bのサブピクセルからなる。時差映像の数は、本発明の原理に基づきその数を増加又は減少させることができる。しかし、 時差映像の数が増加すれば、 観察者１００が立体映像を楽しめる空間範囲は広くなるが、映像の解像度はそれほど減少するようになる。従って、時差映像の数は、観察者１００の視野角(viewing angle)と解像度を考慮して設定しなければならない。
【００２４】
図６に示したように、ビデオ信号を含む時差映像の時差映像のデータが、立体映像表示装置に入力されれば(Ｓ１１)、映像プロセッサ２０はビデオ信号（Ｓ１２）をサンプリング及びマルチプレクシングする。前記サンプリング及びマルチプレクシングされたビデオ信号を、表示可能な映像（ビデオ）データ又は映像（ビデオ）フレームに変換する。
【００２５】
センサー１０は観察者１００の位置を感知し、前記式を利用して制御部３０は観察者１００の位置によって、ディスプレイパネル４０とマスク５０との間の距離(ｄ)を調節する(Ｓ１３)。 例えば、 観察者１００とマスク５０との間の距離(Ｄ)が長ければ長いほど、ディスプレイパネル４０とマスク５０との間の距離(ｄ)は長くなければならないし、観察者１００とマスク５０との間の距離(D)が短ければ短いほど、ディスプレイパネル４０とマスク５０との間の距離(ｄ)は短くなければならない。
【００２６】
さらに、制御部３０は時差映像の数を確認し、時差映像の数により透明領域５１の一部を不透明な領域に変換するか、又は変換領域５２の一部を透明な領域に変換する。例えば、時差映像の数が設定された数より少ない場合、制御部３０は光が通過することができる透明な領域の数を伸ばし、不透明な領域の大きさを減らすために、変換領域５２の一部分を透明な領域に変換する。反対に、時差映像の個数が設定された数より多い場合、制御部３０が透明な領域の数を減らして不透明な領域の大きさを伸ばすために、透明領域５１のうちの一部を不透明な領域に変換することも可能である。
【００２７】
また、制御部３０は時差を持たない映像があるかどうかを判断してこれを検出するために、サンプリング及びマルチプレクシングされた信号を互いに比べる(Ｓ１４)。 もし信号の中に等しい部分があったら、制御部３０は時差を持たない映像が存在するものと判断し、時差を持たない映像を表示する画素に対応するマスク５０の一部を透明領域に切り換える(Ｓ１５)。また、時差映像を含まない２次元映像を表示するためには、解像度損失を無くすために変換領域５２階を透明領域に変換する。
【００２８】
映像フレームが前記ディスプレイパネル４０に提供されれば、ディスプレイパネル４０の各画素にあたる映像が表示される(Ｓ１６)。 観察者１００の両方の目は、互いに違う時差映像を認知し、これを頭の中で融合させて立体映像に認識するようになる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明による立体映像装置には次のような効果がある。
マスクの透明領域が垂直方向に整列されず、単層形態として配列され、マスクの変換領域の一部が時差映像の個数により透明領域に変換されることができるから、観察者に解像度の高い映像を提供することができる。
【００３０】
また、観察者の位置によってディスプレイパネルとマスクとの間の距離を調節するので、観察者に最適な立体映像を提供することができる。
以上本発明の好適な一実施態様について説明したが、上記実施態様に限定されず、本発明の技術思想に基づいて種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の立体映像表示装置を概略的に表した図面である。
【図２】本発明の立体映像表示装置のブロック図である。
【図３】本発明のマスクを表した図面である。
【図４】本発明の立体映像を表現する方法を説明するための図面である。
【図５】本発明の立体映像を表現する方法を説明するための図面である。
【図６】本発明の立体映像の表現方法を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００３２】
１０  センサー              ２０：映像プロセッサ
３０  制御部                ４０：ディスプレイパネル
５０  マスク                ５１：透明領域
５２：変換領域
【図１】
2004320781.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図４】
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【図５】
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