(57)【要約】【課題】距離測定用の光源を設けることなく、ユーザまでの距離に応じた画像を表示させる。【解決手段】表示装置１は、光信号を放射する発光部６と、発光部６が放射した光信号が３Ｄメガネ５０の反射膜５５で反射した反射光を受光する受光部５と、発光部６を制御して、シャッター同期信号と距離算出用信号とを含む光信号を放射させる発光制御部１１と、受光部５が受光した反射光から上記距離算出用信号を検出する距離算出用信号検出部１２と、上記距離算出用信号の送信から、上記距離算出用信号検出部１２による該距離算出用信号の検出までの時間に基づき、上記ユーザまでの距離を算出する距離算出部１４と、距離と画像の表示設定とが対応付けられた映像調整情報２０を参照して、距離算出部１４が算出した距離に応じた表示設定で画像を表示する３Ｄ画像表示処理部１０とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示する画像の切り替えタイミングと、立体視用のメガネのシャッターの開閉タイミングとを同期させて、上記メガネを着用しているユーザに上記画像を立体視させる表示装置であって、
自装置の外部に光信号を放射する発光部と、
上記発光部が放射した光信号の上記ユーザまたは上記メガネからの戻り光を受光する受光部と、
上記発光部を制御して、上記シャッターの開閉タイミングを示すシャッター同期信号と、自装置から上記ユーザまでの距離を測定するための距離算出用信号とを含む光信号を放射させる発光制御手段と、
上記受光部が受光した戻り光から上記距離算出用信号を検出する距離算出用信号検出手段と、
上記距離算出用信号検出手段が検出した距離算出用信号に基づき、上記ユーザまでの距離を算出する距離算出手段と、
距離と、画像の立体表示に関する表示設定とが対応付けられた対応情報を参照して、上記距離算出手段が算出した距離に応じた表示設定で画像を表示する表示画像調整手段とを備えていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
上記距離算出手段は、上記距離算出用信号の送信から、上記距離算出用信号検出手段による該距離算出用信号の検出までの時間に基づき、上記ユーザまでの距離を算出することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
上記発光制御手段は、上記距離算出用信号を含む光信号を放射させ、該距離算出用信号を上記距離算出用信号検出手段が検出した後に、上記距離算出用信号を含む光信号を再び放射させることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
上記発光制御手段は、上記シャッター同期信号の一定周期ごとに上記距離算出用信号が含まれる光信号を放射させることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
上記発光制御手段は、上記シャッター同期信号の信号波形を、シャッター同期信号としての情報を欠落させることなく変形させることにより、該変形部分を上記距離算出用信号検出手段が上記距離算出用信号として検出可能とした光信号を放射させることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
上記対応情報は、予め定めた下限値以下の距離、及び予め定めた上限値以上の距離の少なくとも何れかに、二次元画像を表示する表示設定が対応付けられたものであることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
上記発光部が発する光信号の一部を遮ることにより、上記発光部が発する光信号が放射される領域内に該光信号の届かない非照射領域を生じさせる遮光部と、
上記遮光部を移動させる駆動部と、
上記駆動部が上記遮光部を移動させている間に、上記受光部が受光した光信号の光量が減少したときの遮光部の位置に基づいて、上記ユーザが自装置に対して何れの方向に位置しているかを特定する方向特定手段とを備え、
上記表示画像調整手段は、上記方向特定手段が特定した方向が、予め定めた範囲外の方向である場合に、表示する画像を二次元画像に切り替えることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項８】
請求項１から７の何れか１項に記載の表示装置と、上記立体視用のメガネとを含む表示システム。
【請求項９】
請求項１から７の何れか１項に記載の表示装置が表示する画像を立体視するためのメガネであって、
上記光信号から上記距離算出用信号の周波数成分を除去する周波数フィルタを備え、
上記周波数フィルタを通過した上記光信号から検出したシャッター同期信号に従ってシャッターを開閉させることを特徴とするメガネ。
【請求項１０】
請求項１から７の何れか１項に記載の表示装置が表示する画像を立体視するためのメガネであって、
上記シャッター同期信号と上記距離算出用信号との信号強度の相違に基づき、上記光信号から上記シャッター同期信号を識別して検出することを特徴とするメガネ。
【請求項１１】
表示する画像の切り替えタイミングと、立体視用のメガネのシャッターの開閉タイミングとを同期させて、上記メガネを着用しているユーザに上記画像を立体視させる表示装置の制御方法であって、
上記表示装置は、自装置の外部に光信号を放射する発光部と、上記発光部が放射した光信号の上記ユーザまたは上記メガネでからの戻り光を受光する受光部とを備え、
上記発光部を制御して、上記シャッターの開閉タイミングを示すシャッター同期信号と、自装置から上記ユーザまでの距離を測定するための距離算出用信号とを含む光信号を放射させる発光制御ステップと、
上記受光部が受光した戻り光から上記距離算出用信号を検出する距離算出用信号検出ステップと、
上記距離算出用信号検出ステップで検出した距離算出用信号に基づき、上記ユーザまでの距離を算出する距離算出ステップと、
距離と、画像の立体表示に関する表示設定とが対応付けられた対応情報を参照して、上記距離算出ステップで算出した距離に応じた表示設定で画像を表示する表示画像調整ステップとを含むことを特徴とする表示装置の制御方法。
【請求項１２】
請求項１から７の何れか１項に記載の表示装置を動作させるための制御プログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるための制御プログラム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体視用のメガネの左右のシャッターの開閉と、右目用画像と左目用画像との切り替えとを同期させることによって立体視を可能にする表示装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、映像を三次元（３Ｄ）で視聴することのできる表示装置が注目を集めている。立体視を可能にする方式としては、様々なものが知られているが、一般家庭向けのテレビなどでは、液晶シャッターを備えた立体視用メガネ（３Ｄメガネ）を用いる方式（フレーム・シーケンシャル方式）が採用されることが多い。
【０００３】
この方式では、表示装置は、左右異なる角度から撮影した映像（左目用映像と右目用映像）を交互に表示すると共に、３Ｄメガネの液晶シャッターの開閉を、上記映像の交互表示と同期させるための信号を発信する。これにより、右目用の映像は右目に、左目用の映像は左目のみに見せることができ、３Ｄメガネを着用したユーザは立体感が得られることになる。
【０００４】
このような方式の表示装置において、より快適に３Ｄ画像を視聴させるための技術が提案されている。例えば、下記の特許文献１には、上記の３Ｄメガネを用いることによって、３Ｄ映像を視聴できる映像表示装置において、ユーザが３Ｄメガネを着用しているか否かを検出し、着用していれば３Ｄ映像を表示し、着用していなければ二次元（２Ｄ）映像を表示する技術が開示されている。
【０００５】
具体的には、特許文献１では、映像表示装置が発する３Ｄメガネの液晶シャッター同期用の信号が、３Ｄメガネに設けた反射体で反射した反射光を、映像表示装置に設けたフォトダイオードで検出する構成としている。そして、フォトダイオードが反射光を検出した場合には、ユーザが３Ｄメガネを着用していると判断して３Ｄ表示を行い、反射光が検出されない場合には、ユーザが３Ｄメガネを着用していないと判断して３Ｄ表示から２Ｄ表示に切り替えている。これにより、３Ｄメガネを着用していないときに、３Ｄ表示が行われる煩わしさを解消することができる。
【０００６】
また、下記の特許文献２には、立体視用メガネを用いず、裸眼で立体視が可能な表示装置において、赤外線距離センサを用いて表示装置からユーザまでの距離を測定し、測定した距離に応じて、立体画像を表示するために用いられる２つの画像伝達パネル間の角度を調整する技術が開示されている。この技術によれば、ユーザが表示装置に近付いたり、表示装置から遠ざかったりした場合であっても、画像伝達パネルからの光をユーザの両目に正しく入射させることができ、十分な立体感を与えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−００４４５３号公報（２０００年１月７日公開）
【特許文献２】特開２００６−２０１５１７号公報（２００６年８月３日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、立体視を行う場合には、適正な位置から視聴しなければ、不快感を覚えたり、視覚疲労を生じたりすること（いわゆる３Ｄ酔い）があることが知られているが、上述の従来技術では、立体視によるこのような健康への影響が考慮されていない。
【０００９】
すなわち、３Ｄ画像の視聴には適正な距離があるので、表示装置の間近で視聴した場合には、健康に影響が出る可能性があるが、特許文献１の技術では、ユーザが３Ｄメガネを着用してさえいれば、表示装置の間近で視聴していたとしても、３Ｄ表示が行われてしまうので、このような健康への影響を防止することができない。
【００１０】
そこで、例えば特許文献２の技術を応用して、表示装置に赤外線距離センサを設け、このセンサによってユーザまでの距離を測定し、測定した距離から、ユーザが表示装置に近付き過ぎていると判断される場合には、３Ｄ表示を行わないようにすることが考えられる。
【００１１】
しかしながら、表示装置に赤外線距離センサを設けた場合、表示装置の部品点数が増加して、構成が複雑化し、製造コストも増大してしまうという問題がある。
【００１２】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、立体視を可能にする表示装置において、距離測定用の光源を設けることなく、ユーザまでの距離に応じた画像を表示させる表示装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明の表示装置は、表示する画像の切り替えタイミングと、立体視用のメガネのシャッターの開閉タイミングとを同期させて、上記メガネを着用しているユーザに上記画像を立体視させる表示装置であって、自装置の外部に光信号を放射する発光部と、上記発光部が放射した光信号の上記ユーザまたは上記メガネからの戻り光を受光する受光部と、上記発光部を制御して、上記シャッターの開閉タイミングを示すシャッター同期信号と、自装置から上記ユーザまでの距離を測定するための距離算出用信号とを含む光信号を放射させる発光制御手段と、上記受光部が受光した戻り光から上記距離算出用信号を検出する距離算出用信号検出手段と、上記距離算出用信号検出手段が検出した距離算出用信号に基づき、上記ユーザまでの距離を算出する距離算出手段と、距離と、画像の立体表示に関する表示設定とが対応付けられた対応情報を参照して、上記距離算出手段が算出した距離に応じた表示設定で画像を表示する表示画像調整手段とを備えていることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明の表示装置の制御方法は、上記課題を解決するために、表示する画像の切り替えタイミングと、立体視用のメガネのシャッターの開閉タイミングとを同期させて、上記メガネを着用しているユーザに上記画像を立体視させる表示装置の制御方法であって、上記表示装置は、自装置の外部に光信号を放射する発光部と、上記発光部が放射した光信号の上記ユーザまたは上記メガネからの戻り光を受光する受光部とを備え、上記発光部を制御して、上記シャッターの開閉タイミングを示すシャッター同期信号と、自装置から上記ユーザまでの距離を測定するための距離算出用信号とを含む光信号を放射させる発光制御ステップと、上記受光部が受光した戻り光から上記距離算出用信号を検出する距離算出用信号検出ステップと、上記距離算出用信号検出ステップで検出した距離算出用信号に基づき、上記ユーザまでの距離を算出する距離算出ステップと、距離と、画像の立体表示に関する表示設定とが対応付けられた対応情報を参照して、上記距離算出ステップで算出した距離に応じた表示設定で画像を表示する表示画像調整ステップとを含むことを特徴としている。
【００１５】
上記の構成によれば、シャッター同期信号と距離算出用信号とを含む光信号を発光部から放射させ、この光信号の戻り光を受光部で受光して、該戻り光から距離算出用信号を検出する。そして、検出した距離算出用信号に基づき、ユーザまでの距離を算出し、算出した距離に応じた表示設定で画像を表示する。
【００１６】
ここで、発光部から放射される光信号には、シャッター同期信号が含まれているので、これを受光した立体視用のメガネでは、表示する画像の切り替えタイミングと同期させて、シャッターを開閉させることができる。
【００１７】
すなわち、上記の構成によれば、距離測定のための光源を設けることなく、ユーザまでの距離に応じた画像を表示させることができる。
【００１８】
なお、上記戻り光としては、例えば上記メガネまたはユーザで反射した反射光や、上記メガネまたはユーザで散乱した散乱光が挙げられる。また、画像の立体表示に関する表示設定とは、ユーザから表示装置までの距離に応じて変更することが望ましい表示設定である。例えば、ユーザから表示装置までの距離が近すぎる場合には、立体強調度を下げることが望ましいため、上記表示設定として立体強調度を適用することもできる。なお、立体強調度の調整には、立体強調度を０にする（二次元画像として認識される画像に切り替える）ことも含まれる。
【００１９】
また、上記距離算出手段は、上記距離算出用信号の送信から、上記距離算出用信号検出手段による該距離算出用信号の検出までの時間に基づき、上記ユーザまでの距離を算出することが好ましい。
【００２０】
光信号の伝達速度は、光速に等しいため、上記構成のように、距離算出用信号の送信から検出までの時間に基づいて、表示装置からユーザまでの距離を算出することができる。具体的には、表示装置からメガネまたはユーザまでの距離Ｌは、２Ｌ＝ｃｔ（ｃ：光速、ｔ：距離算出信号の送信から受信までの時間）の式で算出することができる。
【００２１】
また、上記発光制御手段は、上記距離算出用信号を含む光信号を放射させ、該距離算出用信号を上記距離算出用信号検出手段が検出した後に、上記距離算出用信号を含む光信号を再び放射させることが好ましい。
【００２２】
上記の構成によれば、先に送信した距離算出用信号の検出前に、次の距離算出用信号が送信されることによって、次の距離算出信号の方が先に検出されて、誤った距離が算出されることを防ぐことができる。
【００２３】
また、上記発光制御手段は、上記シャッター同期信号の一定周期ごとに上記距離算出用信号が含まれる光信号を放射させることが好ましい。
【００２４】
上記の構成によれば、一定周期ごとに距離算出用信号が検出されるので、一定周期ごとにユーザまでの距離を算出して、それに応じた表示設定とすることができる。これにより、ユーザが移動した場合であっても、移動先から表示装置までの距離に応じた適切な画像を表示させることが可能になる。
【００２５】
また、上記発光制御手段は、上記シャッター同期信号の信号波形を、シャッター同期信号としての情報を欠落させることなく変形させることにより、該変形部分を上記距離算出用信号検出手段が上記距離算出用信号として検出可能とした光信号を放射させることが好ましい。
【００２６】
上記の構成によれば、シャッター同期信号の信号波形を、シャッター同期信号としての情報を欠落させることなく変形させることにより、該変形部分を距離算出用信号として検出可能な光信号を放射させる。
【００２７】
つまり、信号波形を変形させた変形部分は、変形されているがゆえに、検出することが可能である。このため、距離算出用信号検出手段は、受光部が受光した戻り光における上記変形部分を距離算出用信号として検出することができる。
【００２８】
また、シャッター同期信号の信号波形は、シャッター同期信号としての情報を欠落させることなく変形されている。つまり、シャッター同期信号の変形された信号波形は、その波形の一部の形状がシャッター同期に用いられているので、変形されていない波形部分と同様にシャッターを同期させることができる。
【００２９】
したがって、上記の構成によれば、立体視用のメガネにおけるシャッター開閉動作に影響を与えることなく、シャッター同期信号に距離算出信号を含めることができる。
【００３０】
また、上記対応情報は、予め定めた下限値以下の距離、及び予め定めた上限値以上の距離の少なくとも何れかに、二次元画像を表示する表示設定が対応付けられたものであることが好ましい。
【００３１】
上記の構成によれば、ユーザから表示装置までの距離が、予め定めた下限値以下である場合、及び予め定めた上限値以上である場合の少なくともいずれかの場合に、二次元画像が表示される。なお、ここで、二次元画像とは、ユーザが二次元の画像と認識する画像であり、立体視されない画像である。
【００３２】
したがって、立体視が可能な限界距離を上記上限値とし、不快感等を覚えずに視聴可能な限界距離を上記下限値とすることにより、立体視が不可能なほど離れているにもかかわらず三次元表示が行われる無駄を防ぐことができ、ユーザに立体視による不快感等を与えることを防ぐことができる。
【００３３】
また、上記表示装置は、上記発光部が発する光信号の一部を遮ることにより、上記発光部が発する光信号が放射される領域内に該光信号の届かない非照射領域を生じさせる遮光部と、上記遮光部を移動させる駆動部と、上記駆動部が上記遮光部を移動させている間に、上記受光部が受光した光信号の光量が減少したときの遮光部の位置に基づいて、上記ユーザが自装置に対して何れの方向に位置しているかを特定する方向特定手段とを備え、上記表示画像調整手段は、上記方向特定手段が特定した方向が、予め定めた範囲外の方向である場合に、表示する画像を二次元画像に切り替えることが好ましい。
【００３４】
上記の構成によれば、遮光部を移動させることによって、非照射領域を移動させる。ここで、非照射領域にユーザが入ったときには、ユーザまたは立体視用のメガネからの戻り光が、受光部に受光されなくなる。
【００３５】
つまり、受光部が受光した光信号の光量が減少したときには、非照射領域内にユーザが居ると考えられる。そして、非照射領域は、光源である発光部と遮光部とを結ぶ直線上に生じるので、受光部が受光した光信号の光量が減少したときの遮光部の位置から、ユーザが自装置に対して何れの方向に位置しているかを特定することができる。
【００３６】
そして、上記の構成によれば、このようにして特定した方向が、予め定めた範囲外の方向である場合に、表示する画像を二次元画像に切り替える。したがって、上記の範囲を、視聴が健康に悪影響を与えない範囲とすることによって、立体視による健康被害を防ぐことができる。
【００３７】
また、上記表示装置と、上記立体視用のメガネとを含む表示システムであれば、上記表示装置と同様の効果を奏する。
【００３８】
ここで、シャッター同期信号と距離算出用信号とを含む光信号を放射する場合、立体視用のメガネにおいては、距離算出用信号がシャッター同期信号の検出の妨げとなることも考えられる。例えば、距離算出用信号をシャッター同期用信号と誤検出してしまった場合には、正常なタイミングでシャッターの開閉が行われなくなる可能性がある。
【００３９】
そこで、本発明のメガネは、上記表示装置が表示する画像を立体視するためのメガネであって、上記光信号から上記距離算出用信号の周波数成分を除去する周波数フィルタを備え、上記周波数フィルタを通過した上記光信号から検出したシャッター同期信号に従ってシャッターを開閉させることを特徴としている。
【００４０】
上記の構成によれば、周波数フィルタを通過することによって距離算出用信号の周波数成分が除去された光信号から検出したシャッター同期信号に従ってシャッターを開閉させるので、距離算出用信号をシャッター同期用信号と誤検出することを防ぎ、正常なタイミングでシャッターの開閉を行うことができる。
【００４１】
また、上記メガネは、上記シャッター同期信号と上記距離算出用信号との信号強度の相違に基づき、上記光信号から上記シャッター同期信号を識別して検出するものであってもよい。
【００４２】
上記の構成によれば、距離算出用信号をシャッター同期用信号の信号強度が異なっている場合に、距離算出用信号とシャッター同期用信号とを識別して検出することができ、正常なタイミングでシャッターの開閉を行うことができる。
【００４３】
なお、信号強度の相違に基づいて検出する方法としては、例えば、距離算出用信号が検出されず、シャッター同期用信号が検出されるような閾値で光信号を二値化する（強度フィルタを用いる）方法が考えられる。また、距離算出用信号の信号強度がシャッター同期用信号よりも弱い場合には、距離算出用信号の信号強度より大きい信号強度を検出の下限値とすることによって、シャッター同期用信号を検出してもよい。
【００４４】
なお、上記表示装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記表示装置の各手段として動作させることにより、上記表示装置をコンピュータにて実現させる制御プログラム、及びそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も本発明の範疇に入る。
【発明の効果】
【００４５】
以上のように、本発明の表示装置は、自装置の外部に光信号を放射する発光部と、上記発光部が放射した光信号の上記ユーザまたは上記メガネからの戻り光を受光する受光部と、上記発光部を制御して、上記シャッターの開閉タイミングを示すシャッター同期信号と、自装置から上記ユーザまでの距離を測定するための距離算出用信号とを含む光信号を放射させる発光制御手段と、上記受光部が受光した戻り光から上記距離算出用信号を検出する距離算出用信号検出手段と、上記距離算出用信号検出手段が検出した距離算出用信号に基づき、上記ユーザまでの距離を算出する距離算出手段と、距離と、画像の立体表示に関する表示設定とが対応付けられた対応情報を参照して、上記距離算出手段が算出した距離に応じた表示設定で画像を表示する表示画像調整手段とを備えている構成である。
【００４６】
また、本発明の表示装置の制御方法は、以上のように、発光部を制御して、シャッターの開閉タイミングを示すシャッター同期信号と、自装置からユーザまでの距離を測定するための距離算出用信号とを含む光信号を放射させる発光制御ステップと、受光部が受光した戻り光から上記距離算出用信号を検出する距離算出用信号検出ステップと、上記距離算出用信号検出ステップで検出した距離算出用信号に基づき、上記ユーザまでの距離を算出する距離算出ステップと、距離と、画像の立体表示に関する表示設定とが対応付けられた対応情報を参照して、上記距離算出ステップで算出した距離に応じた表示設定で画像を表示する表示画像調整ステップとを含む構成である。
【００４７】
したがって、距離測定のための光源を設けることなく、ユーザまでの距離に応じた画像を表示させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態を示す図であり、表示システムを構成する表示装置及び３Ｄメガネの要部構成を示すブロック図である。
【図２】上記表示システムの概要を示す図である。
【図３】ユーザが表示装置に対して何れの方向に位置しているかを特定する方法を説明する図である。
【図４】従来のシャッター同期信号の一例を示し、同図（ａ）はピークの立ち上がりを右目画像用のシャッター同期信号とし、ピークの立下りを左目画像用のシャッター同期信号とした例を示し、同図（ｂ）はピークの立ち上がりを交互に右目画像用のシャッター同期信号及び左目画像用のシャッター同期信号とした例を示している。
【図５】発光制御部が発光部に発信させる信号の一例を示す図であり、同図（ａ）はシャッター同期信号の１つのパルス中に生じさせた立ち下がり部分を距離算出用信号とした例を示し、同図（ｂ）はシャッター同期信号の１つのパルス中に生じさせた立ち下がり部分及び立ち上がり部分を距離算出用信号とした例を示し、同図（ｃ）はシャッター同期信号の１つのパルス中に生じさせた立ち上がり部分を距離算出用信号とした例を示している。
【図６】上記表示装置が格納する映像調整情報の一例を示す図である。
【図７】視距離と視差角の対応関係を示す図である。
【図８】表示装置までの距離から反射膜の好ましい角度を求める方法を示す図である。
【図９】上記３Ｄメガネにおける反射膜の配置例を示す図である。
【図１０】上記表示装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】上記表示装置が実行する角度算出処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１１に基づいて詳細に説明する。
【００５０】
〔システムの概要〕
まず、本実施形態の表示システムの概要を図２に基づいて説明する。図２は、表示システム１００の概要を示す図である。図示のように、表示システム１００には、表示装置１と３Ｄメガネ（立体視用のメガネ）５０とが含まれている。
【００５１】
表示装置１は、３Ｄ画像を表示することのできる表示装置である。３Ｄ画像を表示する方式には様々なものが知られているが、ここでは、フレーム・シーケンシャル方式で３Ｄ画像を表示することを想定している。
【００５２】
このため、表示装置１は、左右異なる角度から撮影した映像を交互に表示すると共に、３Ｄメガネ５０のシャッターの開閉を、上記映像の交互表示と同期させるためのシャッター同期用信号を発光部６から発信する。そして、３Ｄメガネ５０は、シャッター同期用信号を受信する受光部５４を備えており、受光部５４で受信したシャッター同期信号に従ってシャッターの開閉を制御する。
【００５３】
また、発光部６が発する信号には、表示装置１から表示装置１の画面を見ているユーザまでの距離を算出するための距離算出用信号が含まれている。
【００５４】
表示システム１００では、発光部６が発する信号に含まれる距離算出用信号が、３Ｄメガネ５０の反射膜５５で反射した反射光を、表示装置１が受光部５で受光する。そして、表示装置１は、距離算出用信号の送信から受信までの時間から、発光部６から反射膜５５までの距離、すなわち表示装置１から３Ｄメガネ５０を着用したユーザまでの距離を算出する。さらに、表示装置１は、表示装置１から３Ｄメガネ５０を着用したユーザまでの距離に応じた、ユーザに３Ｄ酔い等の健康被害が発生しないような画像を表示する。
【００５５】
これにより、ユーザが表示装置１に近付きすぎていた場合であっても、ユーザに健康被害を与えることを防ぐことができる。また、３Ｄ画像をユーザに見せるために必要なシャッター同期信号と同じ発光部６から距離算出用信号を発信しているので、距離測定のための光源を設ける必要がない。なお、受光部５で受光する光は、発光部６が発する信号がメガネ５０またはそのユーザで反射または散乱した戻り光であればよく、反射膜５５からの反射光に限られないが、以下では、受光部５が反射膜５５からの反射光を受光する場合について説明する。
【００５６】
〔ユーザ位置の特定〕
表示装置１が表示する画像は、基本的に表示装置の正面から見られることを想定したものであり、表示装置１の表示面に対して斜め方向から視聴することは好ましくない。
【００５７】
そこで、表示装置１は、ユーザが表示装置１に対して何れの方向に位置しているかを特定し、ユーザが表示装置１の正面から大きく外れた方向に位置している場合には、３Ｄ表示を２Ｄ表示に切り替える。
【００５８】
ここでは、表示装置１が、ユーザが表示装置１に対して何れの方向に位置しているかを特定する方法を図３に基づいて説明する。図３は、ユーザが表示装置１に対して何れの方向に位置しているかを特定する方法を説明する図である。
【００５９】
同図では、発光部６が発する信号の放射される範囲を範囲Ａとして示している。範囲Ａに入った３Ｄメガネ５０は、受光部５４で受光したシャッター同期信号に従ってシャッターを開閉させる。また、範囲Ａに３Ｄメガネ５０が入ったときには、３Ｄメガネ５０の反射膜５５で反射した光が、表示装置１の受光部５で受光される。
【００６０】
ここで、範囲Ａの中には、範囲Ｂが含まれている。範囲Ｂは、発光部６が発する信号が含まれない範囲である。これは、発光部６の表面に遮光部を設けることによって生じる影の範囲である。つまり、発光部６の発する光が遮光部で遮られることによって、発光部６の光源と遮光部とを結ぶ直線上に、発光部６が発する信号が含まれない範囲Ｂが生じる。
【００６１】
この範囲Ｂは、遮光部を移動させることによって、範囲Ａの中で移動させることができる。そして、３Ｄメガネ５０が範囲Ｂに入ったときには、発光部６が発する信号の、３Ｄメガネ５０の反射膜５５からの反射がなくなるので、受光部５が受光する光量が減少する。
【００６２】
したがって、受光部５が受光する光量が減少したときの範囲Ｂの方向に３Ｄメガネ５０、つまり表示装置１を視聴しているユーザが存在すると判断することができる。そして、ユーザが存在する方向と、表示装置１の正面方向とがなす角度θを求めることができる。これにより、角度θが閾値より大きい場合に、３Ｄ表示を２Ｄ表示に切り替えることも可能になる。
【００６３】
〔表示装置１及び３Ｄメガネ５０の要部構成〕
続いて、表示装置１及び３Ｄメガネ５０の要部構成を図１に基づいて説明する。図１は、表示システム１００を構成する表示装置１及び３Ｄメガネ５０の要部構成を示すブロック図である。図示のように、表示装置１は、制御部２、記憶部３、表示部４、受光部５、発光部６、遮光部８、及び駆動部７を備えている。
【００６４】
制御部２は、表示装置１の動作を統括して制御するものであり、記憶部３は、制御部２が使用するデータ等を格納するものである。また、表示部４は画像を表示するものである。
【００６５】
受光部５は、上述の距離算出用信号を受光するためのものである。受光部５は、距離算出用信号を受光できるものであればよく、例えばフォトダイオードなどで構成することもできる。なお、距離算出用信号は、その信号単体で受光されるのではなく、シャッター同期信号と距離算出用信号とを含む信号として受光される。
【００６６】
受光部５は、この信号を受光可能な位置に設けられていればよく、配置及び形状は特に限定されない。例えば、発光部６の近傍に配置してもよいし、発光部６から離れた位置に配置してもよい。また、受光部５は、複数設けてもよく、複数の受光部５を表示画面に沿って配列させてもよいし、表示画面を囲むように設けてもよい。
【００６７】
発光部６は、上述のシャッター同期信号と距離算出用信号とを含む信号を発する。発光部６は、３Ｄメガネ５０で反射もしくは散乱する光信号を発信可能なものであればよく、例えば赤外光を発するＬＥＤを発光部６として適用することもできる。なお、この信号を３Ｄメガネ５０で受信しなければ、ユーザは立体視を行うことができないので、発光部６は、表示装置１の周囲のユーザが存在すると考えられる範囲に上記信号を放射することが好ましい。
【００６８】
遮光部８は、発光部６が発する信号を部分的に遮断するものであり、駆動部７は遮光部８を発光部６上で移動させる。これらの構成により、発光部６が発する光が照射される領域に、遮光部８による影を作ることができ、この影をこの領域内で移動させることができる。
【００６９】
また、制御部２には、３Ｄ画像表示処理部（表示画像調整手段）１０、発光制御部（発光制御手段）１１、距離算出用信号検出部（距離算出用信号検出手段）１２、駆動制御部（駆動制御手段）１３、距離算出部（距離算出手段）１４、及び角度算出部（方向特定手段）１５が含まれており、記憶部３には、映像調整情報（対応情報）２０が含まれている。
【００７０】
３Ｄ画像表示処理部１０は、３Ｄ画像を表示させるための処理を行う。具体的には、３Ｄ画像表示処理部１０は、左目用画像と、右目用画像とを一定の周期で交互に表示部４に表示させると共に、発光制御部１１に指示して、これらの画像の切り替えの周期で３Ｄメガネ５０のシャッターが開閉するようなシャッター同期信号を発生させる。
【００７１】
また、３Ｄ画像表示処理部１０は、３Ｄ画像の立体強調度を調整する。立体強調度とは、画像が飛び出して（あるいは奥行きがあるように）見える程度を示すものであり、立体強調度を大きくすることにより、画像がより飛び出して（あるいは奥行きがあるように）見えることになる。さらに、３Ｄ画像表示処理部１０は、立体強調度を０にする（２Ｄ表示に切り替える）こともできる。
【００７２】
なお、立体強調度は、左目用画像と、右目用画像のずれ量に対応し、ずれ量が大きいと立体強調度が大きく、ずれ量が小さいと立体強調度が小さく、ずれ量がない場合は、立体強調度が０（２Ｄ表示）になる。つまり、３Ｄ画像表示処理部１０は、左目用画像と、右目用画像のずれ量を調整することによって、立体強調度を調整する。
【００７３】
発光制御部１１は、発光部６の発光を制御することによって、シャッター同期信号を発生させる。また、発光制御部１１は、発光部６の発光を制御することによって、距離算出用信号を含むシャッター同期信号を発生させる。なお、発光制御部１１が発光部６に発信させる信号の詳細については後述する。
【００７４】
距離算出用信号検出部１２は、受光部５が受光した信号から、距離算出用信号を検出する。受光部５が受光した信号には、シャッター同期信号と距離算出用信号とが含まれているので、距離算出用信号検出部１２は、この信号から距離算出用信号を識別して検出する。詳細は後述するが、シャッター同期信号と距離算出用信号は、波形及び周波数が異なっているので、これらの差異に基づいて距離算出用信号を識別して検出する。例えば、シャッター同期信号の周波数成分を除去する周波数フィルタを用いることによって、距離算出用信号を識別して検出してもよい。また、強度フィルタ（二値化）を用いることによって、距離算出用信号を識別して検出してもよい。なお、二値化の閾値は、距離算出信号及びシャッター同期信号の何れか一方が検出され、他方が検出されないような値とすればよい。
【００７５】
駆動制御部１３は、駆動部７を制御して遮光部８を移動させることによって、発光部６が発信する信号が放射されない領域（遮光部８によって生じる影の領域）を移動させる。
【００７６】
距離算出部１４は、距離算出信号に基づいて、表示装置１から３Ｄメガネ５０を着用したユーザまでの距離を算出する。具体的には、距離算出部１４は、表示装置１から３Ｄメガネ５０までの距離Ｌを、２Ｌ＝ｃｔ（ｃ：光速、ｔ：距離算出信号の送信から受信までの時間）の式で算出する。
【００７７】
ここで、現在リビング用に販売されているテレビは、２０型以上がほとんどである。このサイズのテレビの視聴適正距離は１ｍ程度であり、少なくともこの適正距離の半分以上離れての視聴が好ましいことが知られている。そして、表示装置１から５０ｃｍ離れた位置に３Ｄメガネ５０があった場合、距離算出信号の送信から受信までの時間ｔは、ｔ＝２×０．５／（３×１０８）＝３．３ｎｓとなる。
【００７８】
したがって、距離算出信号の送信から受信までの、少なくとも３．３ｎｓの時間差を検出できるように、受光部５、距離算出用信号検出部１２、距離算出部１４を構成すればよいことになる。なお、ディスプレイのサイズが大きければ、適正な距離の下限も長くなるため、時間分解能は、長くてよいことになる。
【００７９】
また、発光制御部１１は、先に送信した距離算出用信号の検出前に、次の距離算出用信号が送信されることによって、次の距離算出信号の方が先に検出されて、誤った距離が算出されることを防ぐため、距離算出用信号を放射させる間隔を、距離算出用信号の送信から、この距離算出用信号を距離算出用信号検出部１２が検出するまでの間隔以上とするのが好ましい。例えば、上記の場合、３．３ｎｓ以上の間隔を空けて、距離算出用信号を送信すればよい。
【００８０】
角度算出部１５は、３Ｄメガネ５０を着用したユーザが、表示装置１の正面方向に対してどの程度傾いた位置にいるかを検出する。具体的には、角度算出部１５は、表示装置１の水平方向の中心部から正面方向に向かう直線と、該中心部と３Ｄメガネ５０とを結ぶ直線とがなす角度を特定する。
【００８１】
映像調整情報２０は、３Ｄ画像表示処理部１０が、距離算出部１４が算出した距離に応じた表示を行うために用いる情報であり、距離毎に表示設定が対応付けられた情報である。これにより、距離算出部１４が算出した距離に応じた表示設定を特定し、その表示設定に従った表示を行うことができる。
【００８２】
続いて、３Ｄメガネ５０の要部構成について説明する。３Ｄメガネ５０は、シャッター５１、偏光板５２、映像分離制御部５３、受光部５４、及び反射膜５５を備えている。
【００８３】
シャッター５１は、ユーザの目に届く光を遮る閉状態と光を遮らない開状態とを、映像分離制御部５３の制御に従って切り替えるものである。なお、図１では簡単のため、シャッター５１を１つ示しているが、シャッター５１は、右目用と左目用の２つ設けられる。偏光板５２も同様である。シャッター５１としては、例えば液晶によって偏光方向を切り替え、偏光板５２で透過（開状態）または遮光（閉状態）とする液晶シャッターを用いることもできる。
【００８４】
偏光板５２は、シャッター５１を通過した光のうち、一定の偏光方向の光のみをユーザの目に到達させる。
【００８５】
映像分離制御部５３は、受光部５４で受信したシャッター同期信号に従って、シャッター５１の開閉を制御する。具体的には、映像分離制御部５３は、受光部５４で受信したシャッター同期信号から、右目画像用のシャッター同期信号を検出したときに、右目のシャッター５１を開状態とし、左目のシャッター５１を閉状態とする。また、左目画像用のシャッター同期信号を検出したときに、左目のシャッター５１を開状態とし、右目のシャッター５１を閉状態とする。
【００８６】
受光部５４は、シャッター同期信号を受光するためのものである。受光部５４は、フォトダイオード等で構成することもできる。
【００８７】
３Ｄメガネ５０では、受光部５４で受信したシャッター同期信号に従って、映像分離制御部５３がシャッター５１の開閉を制御することにより、表示装置１の表示部４が発する光のうち、所定の光のみがシャッター５１及び偏光板５２を通過してユーザの目に届き、立体画像として認識される。
【００８８】
反射膜５５は、距離算出用信号を表示装置１に反射させるためのものである。このため、反射膜５５は、距離算出用信号を反射する材料で構成する必要がある。また、反射膜５５は、反射光が表示装置１に向かうような形状・配置で設けられることが好ましい。反射膜５５の形状・配置については後述する。
【００８９】
なお、ここでは、３Ｄメガネ５０に反射膜５５を設ける例を説明するが、表示装置１は、ユーザまたは３Ｄメガネ５０から、何らかの戻り光を検出できればよいので、ユーザが反射膜５５に相当する反射材を身に着けていても、ユーザまでの距離を算出することができる。また、反射膜５５がない場合でも、シャッター５１などからの戻り光を検出できれば、ユーザまでの距離を算出することができる。よって、反射膜５５を有さない３Ｄメガネ５０を適用することもできる。ただし、反射膜５５を設けることにより、戻り光が検出しやすくなり、３Ｄメガネ５０は、３Ｄ画像を見るために必然的に身に着けるものであるから、３Ｄメガネ５０に反射膜５５を設けることが望ましい。
【００９０】
〔発光部６に発信させる信号について〕
ここで、発光制御部１１が発光部６に発信させる信号について、図４及び図５に基づいて説明する。ここでは、対比のため、図４に基づいて従来のシャッター同期信号について説明し、続いて図５に基づいて発光制御部１１が発光部６に発信させる信号について説明する。
【００９１】
図４は、従来のシャッター同期信号の一例を示し、同図（ａ）はピークの立ち上がりを右目画像用のシャッター同期信号とし、ピークの立下りを左目画像用のシャッター同期信号とした例を示し、同図（ｂ）はピークの立ち上がりを交互に右目画像用のシャッター同期信号及び左目画像用のシャッター同期信号とした例を示している。
【００９２】
図示のように、シャッター同期信号は、一定の周期で強度が増減するパルス信号である。同図（ａ）のシャッター同期信号の場合、最大強度と最小強度の中間付近を基準として、信号強度が増大したときに右目のシャッターを開放して左目のシャッターを閉じ、信号強度が減少したときに左目のシャッターを開放して右目のシャッターを閉じることにより、一定の周期で左右のシャッターを開閉することができる。
【００９３】
また、同図（ｂ）のシャッター同期信号の場合、最初に信号強度の増大を検出したときに、右目のシャッターを開放して左目のシャッターを閉じ、次に信号強度の増大を検出したときに左目のシャッターを開放して右目のシャッターを閉じることにより、一定の周期で左右のシャッターを開閉することができる。
【００９４】
このような、通常のシャッター同期用信号は、同じ波形が連続する信号であるため、この信号を受光部５で受光したとしても、どのピークを時間差算出の基準とすればよいかが判別できず、距離を算出することができない。
【００９５】
続いて、発光制御部１１が発光部６に発信させる信号について図５に基づいて説明する。図５は、発光制御部１１が発光部６に発信させる信号の一例を示す図である。
【００９６】
同図（ａ）はシャッター同期信号の１つのパルス中に生じさせた立ち下がり部分（変形部分）を距離算出用信号とした例を示している。図示のように、この例では、ピークの立ち上がりを右目画像用のシャッター同期信号とし、ピークの立ち下りを左目画像用のシャッター同期信号としている。
【００９７】
また、この例では、左から４番目のピークが、他のピークと比べて早いタイミングで、最大強度と最小強度の中間付近まで立ち下がり、その後、他のピークと同じタイミングで完全に立ち下がっている。これにより、左から４番目のピークの形状は、右肩部分が欠落したような形状となっている。
【００９８】
このような、ピークの途中における立ち下がりは、距離算出用信号として利用することができる。つまり、ピークの立ち上がりが検出された後、通常の立ち下がりのタイミングよりも早く、立ち下がりが検出されたときには、距離算出用信号を受信したと判断することができる。
【００９９】
なお、３Ｄメガネ５０が、この立ち下がりをシャッター同期用信号として検出しないようにするため、直前の立ち上がりからこの立ち下がりまでのパルス幅は、３Ｄメガネ５０がシャッター同期信号を検出する帯域より高い帯域とする。言い換えれば、３Ｄメガネ５０でシャッター同期信号を検出する時間分解能よりも短いパルス幅とする。
【０１００】
このように、３Ｄメガネ５０が検出できない程度に早いタイミングで立ち下がりを生じさせ、この立ち下がりを距離算出用信号検出部１２で検出できるように構成することによって、距離算出用信号の追加がシャッター同期に影響を与えないようにすることができる。
【０１０１】
また、この立ち下がりは、最大強度と最小強度の間の強度で止まり、その後、他のピークと同じタイミングで完全に立ち下がっているので、距離算出用信号の次の左目画像用のシャッター同期信号も検出が可能である。
【０１０２】
なお、３Ｄメガネ５０が、この立ち下がりをシャッター同期用信号として検出しないようにするため、強度の減少量を、３Ｄメガネ５０によるシャッター同期信号の検出感度より小さくしてもよい。この場合には、例えば、シャッター同期信号は検出されるが、距離算出用信号は検出されないような閾値を設定し、この閾値でシャッター同期信号を二値化して検出することにより、変形部分の強度変化を３Ｄメガネ５０が認識しないようにすることができる。
【０１０３】
つまり、シャッター同期信号と距離算出用信号との信号強度が相違している場合には、その相違に基づいて、シャッター同期信号と距離算出用信号とを含む信号から、シャッター同期信号を識別して検出することができる。
【０１０４】
また、シャッター同期信号と距離算出用信号とのパルス幅が相違している場合には、表示装置１が放射する光信号から距離算出用信号に対応する周波数成分を除去する周波数フィルタを３Ｄメガネ５０に設けてもよい。
【０１０５】
この場合、３Ｄメガネ５０は、周波数フィルタを通過することによって距離算出用信号の周波数成分が除去された光信号からシャッター同期信号を検出してシャッターを開閉させるので、距離算出用信号をシャッター同期信号と誤検出する可能性が低減される。
【０１０６】
例えば、距離算出用信号のパルス幅がシャッター同期信号より短い場合には、ローパスフィルタを用いることにより、距離算出用信号をほぼ完全に除去することができる。また、ローパスフィルタとハイパスフィルタを組み合わせて、シャッター同期信号の成分のみを検出できるようにしてもよい。これにより、距離算出用信号が、映像分離制御部５３で検出されなくなるので、シャッター同期信号を確実に検出することが可能になる。
【０１０７】
同図（ｂ）はシャッター同期信号の１つのパルス中に生じさせた、立ち下がり部分及び立ち上がり部分を距離算出用信号とした例を示している。この例では、ピークの立ち上がりを交互に右目画像用のシャッター同期信号及び左目画像用のシャッター同期信号としている。
【０１０８】
また、この例では、左から４番目のピークが、他のピークと比べて早いタイミングで立ち下がって、また立ち上がり、その後、他のピークと同じタイミングで完全に立ち下がっている。これにより、左から４番目のピークの形状は、中央部分が欠落したような形状となっている。
【０１０９】
このような、ピークの途中における立ち下がりは、距離算出用信号として利用することができる。つまり、ピークの立ち上がりが検出された後、通常の立ち下がりのタイミングよりも早く、立ち下がりが検出されたときには、距離算出用信号を受信したと判断することができる。
【０１１０】
なお、同図（ａ）の場合と同様に、３Ｄメガネ５０が、この立ち下がり及び立ち上がりをシャッター同期用信号として検出しないようにするため、この立ち下がりから立ち上がりまでのパルス幅は、３Ｄメガネ５０がシャッター同期信号を検出する帯域より高い帯域とする。また、３Ｄメガネ５０を、シャッター同期信号を二値化して検出する構成とすることにより、変形部分の強度変化を３Ｄメガネ５０が認識しないようにしてもよい。
【０１１１】
また、ピークの途中における立ち上がりを距離算出用信号として利用することもできる。つまり、ピークの立ち上がりが検出された後、通常の立ち下がりのタイミングよりも早く、一度立ち下がり、その後の立ち上がりが検出されたときには、距離算出用信号を受信したと判断することができる。
【０１１２】
さらに、この立ち下がり及び立ち上がりの後は、他のピークと同じ強度となっており、他のピークと同じタイミングで立ち下がっているので、距離算出用信号の次のシャッター同期信号も検出が可能である。つまり、距離算出用信号の追加は、シャッター同期信号に影響を与えることがない。
【０１１３】
上記図５（ａ）（ｂ）の例のように、シャッター同期信号に含まれる１つのパルスの一部を変形（欠落）させた部分を距離算出用信号とすることが好ましいが、同図（ｃ）のような態様も可能である。同図（ｃ）はシャッター同期信号の１つのパルス中に生じさせた立ち上がり部分を距離算出用信号とした例を示している。
【０１１４】
この例では、ピークの立ち上がりを右目画像用のシャッター同期信号とし、ピークの立ち下りを左目画像用のシャッター同期信号としている。また、この例では、左から４番目のピークが立ち上がった後、立ち下がるまでの間に、もう一つのピークが出現している。これにより、左から４番目のピークの形状は、中央部が突出したような形状となっている。
【０１１５】
このような、ピークの途中における立ち上がりは、距離算出用信号として利用することができる。つまり、ピークの立ち上がりが検出された後、通常の立ち下がりのタイミングよりも早く、立ち上がりが検出されたときには、距離算出用信号を受信したと判断することができる。同様に、ピークの途中における立ち下がりを距離算出用信号として利用することもできる。
【０１１６】
なお、３Ｄメガネ５０が、この突出部分の立ち上がり及び立ち下がりをシャッター同期用信号として検出しないようにするため、この突出部分のパルス幅は、３Ｄメガネ５０がシャッター同期信号を検出する帯域より高い帯域とする。言い換えれば、３Ｄメガネ５０でシャッター同期信号を検出する時間分解能よりも短いパルス幅とする。また、３Ｄメガネ５０を、シャッター同期信号を二値化して検出する構成とすることにより、変形部分の強度変化を３Ｄメガネ５０が認識しないようにしてもよい。
【０１１７】
また、この突出部分を過ぎると、他のピークと同じタイミングで完全に立ち下がっているので、距離算出用信号の次の左目画像用のシャッター同期信号も検出が可能である。つまり、距離算出用信号の追加は、シャッター同期信号に影響を与えることがない。
【０１１８】
ただし、同図（ｃ）のように、ピークの上にさらにピークが形成されるような信号形状として距離算出用信号を追加するためには、発光部６のパワーを上げるか、あるいは３Ｄメガネ５０におけるシャッター同期信号の検出感度を上げる必要がある。発光部６のパワー増大は、消費電力の増大を招くので、同図（ａ）（ｂ）のような信号を発生させる方がより好ましい。
【０１１９】
以上のように、図５（ａ）〜（ｃ）の例では、シャッター同期信号における、右目用シャッターの開閉及び左目用シャッターの開閉の契機となる連続的な波形部分を保持しつつ、シャッター開閉に影響を与えない部分の信号波形を変形させ、この変形させた部分を距離算出用信号としている。これにより、シャッター同期信号に影響を与えることなく、距離算出信号を含めることができる。
【０１２０】
このような波形の信号は、例えば発光部６を印加される電圧に応じた強度の光を発するように構成し、発光制御部１１が発光部６への印加電圧を制御することによって生成可能である。
【０１２１】
なお、上記の例では、複数のパルスの１つを変形させる例を示したが、変形させるパルスは、複数であってもよい。例えば、４つおきに変形させる等のように、所定の個数のパルスに対して１つのパルスを変形させてもよい。これにより、距離算出用信号が定期的に送信されることになり、定期的な距離算出が可能になる。なお、変形させるパルスの周期（変形させるパルス間の間隔）は、少なくとも左目画像用のシャッター同期信号及び右目画像用のシャッター同期信号の周期（間隔）よりも長いことが好ましい。
【０１２２】
また、発光制御部１１は、距離算出用信号を放射させる間隔を、距離算出用信号の送信から、この距離算出用信号を距離算出用信号検出部１２が検出するまでの間隔以上とすることが好ましい。これにより、先に送信した距離算出用信号の検出前に、次の距離算出用信号が送信されることによって、次の距離算出信号の方が先に検出されて、誤った距離が算出されることを防ぐことができる。
【０１２３】
〔映像調整情報２０の例〕
ここで、映像調整情報２０について、具体例を挙げて説明する。図６は、映像調整情報２０の一例を示す図である。なお、図６において、ａ、ｂは予め定めた定数、Ｘ１、Ｘ２は予め定めた立体強調度、Ｌは表示装置１からユーザまでの距離である。
【０１２４】
図６の映像調整情報２０は、距離と立体強調度とが対応付けられたものであり、具体的には、ｂ以上の距離Ｌに対して立体強調度Ｘ１が対応付けられており、ｂより小さくａより大きい距離Ｌに対して立体強調度Ｘ２が対応付けられている。また、ａ以下の距離Ｌに対しては、立体強調度０が対応付けられている。すなわち、ａ以下の距離Ｌに対しては、２Ｄ表示を行うことを示す情報が対応付けられている。
【０１２５】
したがって、この映像調整情報２０を用いる場合には、距離算出部１４が算出した距離がｂ以上であれば立体強調度Ｘ１で３Ｄ画像を表示し、算出した距離がｂより小さくａより大きければ立体強調度Ｘ２で３Ｄ画像を表示し、算出した距離がａ以下であれば２Ｄ表示に切り替える。つまり、ａは、不快感等を覚えずに視聴可能な限界距離（不快感等を覚えずに視聴可能な距離の下限値）である。
【０１２６】
なお、Ｘ１はＸ２よりも立体強調度が大きいものとする。すなわち、立体強調度Ｘ１で表示する方がＸ２で表示するよりも、飛び出した（あるいは奥行きのある）映像が視認される。
【０１２７】
このように、距離に応じて立体強調度を変えることにより、どのような距離からでも安全に視聴させることができる。また、表示装置１から遠ざかる程、ユーザから視認される立体像の立体感は低下するが、距離に応じて立体強調度が高くなる映像調整情報２０を用いることにより、表示装置１までの距離にかかわらず、常に一定の立体感を与えることも可能になる。
【０１２８】
なお、図示の例では、ｂ以上の距離の場合に、立体強調度をＸ１としているが、予め定めた上限値（立体視が可能な限界距離）以上の距離の場合には、立体強調度を０としてもよい。余りに離れた位置からの視聴では、立体視の効果がなくなるためである。これにより、立体視の効果がないような状況では、３Ｄ表示時よりも消費電力の小さい２Ｄ表示に自動的に切り替えることができるので、表示装置１の消費電力を低減することができる。
【０１２９】
また、映像調整情報２０は、コンテンツ毎に用意されてもよい。これにより、ユーザは、表示装置１からの距離にかかわらず、コンテンツ製作者の意図に沿った立体強調度でコンテンツを視聴することが可能になる。
【０１３０】
〔視聴の適正距離について〕
上記のような映像調整情報２０を作成する場合、どの程度の距離から視聴することが適当であり、どの程度近付くと問題があるかを把握しておく必要がある。
【０１３１】
ここで、例えば、ハイビジョンテレビの場合には、画面の高さの３倍の距離だけ離れた位置から視聴することを想定してコンテンツが作成されている。このため、画面の高さの３倍の距離よりも、画面に近付きすぎると視差角が過大となり、視覚疲労や不快感が生じることがある。
【０１３２】
これについて、図７に基づいて説明する。図７は、視距離と視差角の対応関係を示す図である。なお、視距離は、表示装置からそれを見るユーザまでの距離を示しており、視差角は、表示画面上の一点を見たときの輻輳角（ユーザの右目と表示画面上の一点とユーザの左目とをこの順番で結んで生じる線分のなす角、図７で実線同士のなす角）と、両眼視差により決まる立体を見たときの輻輳角（ユーザの右目と立体像が見える位置とユーザの左目とをこの順番で結んで生じる線分のなす角、図７で点線同士のなす角）との差を示す。つまり、視差角が大きいほど、画像は飛び出して（あるいは奥行きがあるように）見える。
【０１３３】
図示のように、視差角は、視距離が短くなるほど大きくなり、視距離が長くなるほど小さくなる。一般に、視差角は、２°以下とすることが好ましく、１°以下とすれば、より安全であると言われている。
【０１３４】
したがって、映像調整情報２０における「距離」は、視差角が２°となる視距離及び視差角が１°となる視距離の何れかまたは両方に基づいて設定すればよい。例えば、視差角が２°となる視距離を図６のａとし、視差角が１°となる視距離を図６のｂとしてもよい。なお、上記の説明では、距離の範囲をｂ以上、ｂより小さくａより大きい、ａ以下の３つに区分したが、距離の範囲の区分は２区分としてもよいし、４区分以上としてもよい。
なお、３Ｄ映像の視聴による不快感、疲労等の発生には個人差があり、また、コンテンツの内容、視聴時間等の影響もある。このため、映像調整情報２０における「距離」を設定する際の基準とする視差角は、上記の例に限られない。
【０１３５】
〔反射膜５５の形状・配置について〕
反射膜５５の好ましい形状・配置について、図８及び図９に基づいて説明する。図８は、表示装置１までの距離から反射膜５５の好ましい角度を求める方法を示す図であり、図９は反射膜５５の配置例を示す図である。
【０１３６】
図９では、表示装置から３Ｄメガネまでの距離Ｌを、ハイビジョンテレビの視聴に適した３×Ｈとしている（Ｈは表示装置の画面の垂直方向の幅）。また、３Ｄメガネが表示装置の表示面の中心に対して真正面に位置していることを想定している。つまり、表示装置の下端から３Ｄメガネまでの垂直方向の距離ＤはＨ／２ということになる。さらに、ここでは、受光部が表示装置の下端に設けられていることを想定している。
【０１３７】
このような位置の３Ｄメガネからの反射光が、表示装置の下端に設けられている受光部に受光されるようにするためには、図示のように、３Ｄメガネの面（反射膜）が垂直方向に対してなす角度をθとしたときに、θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｄ／Ｌ）となるようにすればよい。ここでは、Ｄ＝Ｈ／２であり、Ｌ＝３Ｈであるから、θ＝９．５°となる。なお、受光部が表示装置の上端に設けられている場合にも、同様にθ＝９．５°となる。
【０１３８】
以上のことから、受光部が表示装置の下端に設けられている場合には、３Ｄメガネの反射膜は、垂直方向に対して、表示装置側に９．５°傾いて設けられることが好ましい。
【０１３９】
例えば、３Ｄメガネ５０を図９（ａ）のような構成としてもよい。図９（ａ）は、反射膜５５を傾斜させた３Ｄメガネ５０の構成例を示している。図示の３Ｄメガネ５０は、点Ｐを境にユーザ側に傾斜した形状となっており、この傾斜した部分に反射膜５５が設けられている。この構成では、傾斜角度θを９．５°とすることによって、反射膜５５からの反射光を、表示装置の下端に設けられている受光部に受光させやすくなる。
【０１４０】
また、３Ｄメガネ５０を図９（ｂ）のような構成としてもよい。図９（ｂ）は、反射膜５５を湾曲させた３Ｄメガネ５０の構成例を示している。図示の３Ｄメガネ５０は、点Ｐを境にユーザ側に湾曲した形状となっており、この湾曲した部分に反射膜５５が設けられている。
【０１４１】
この構成では、湾曲部分と垂直方向とがなす角度θを９．５°とすることによって、反射膜５５からの反射光を、表示装置の下端に設けられている受光部に受光させやすくなる。また、反射膜５５の表面を湾曲させることによって、反射光を拡散させることができるので、同図（ａ）の場合と比べて、より反射光を受光部５に受光させやすい。
【０１４２】
なお、図９（ａ）（ｂ）の例では、３Ｄメガネ５０自体の形状を傾斜または湾曲させているが、３Ｄメガネ５０に対して反射膜５５を傾斜させて固定してもよいし、湾曲した形状の反射膜５５を用いてもよい。また、反射膜５５として、コーナー・キューブ・ミラーを適用してもよい。この場合、入射光と同じ方向に反射するので、発光部６と受光部５とを近接した位置に配置する。
【０１４３】
また、図９（ａ）（ｂ）の例では、３Ｄメガネ５０の偏光板の表側の面に反射膜５５を固定した例を示しているが、反射膜５５の固定位置は、３Ｄメガネ５０を着用したユーザが表示装置１の方向を向いた状態において、表示装置１の発光部６からの光を受光できる位置であればよく、特に限定されない。例えば、偏光板の内側の面（ユーザに面している側の面）に固定してもよいし、図２等の例のように、偏光板と偏光板の間に固定してもよいし、偏光板の上側や３Ｄメガネ５０の「つる」の部分に固定してもよい。
【０１４４】
〔３Ｄ画像表示時の処理の流れ〕
続いて、表示装置１が３Ｄ画像を表示しているときに行う処理の流れを図１０に基づいて説明する。図１０は、表示装置１が実行する処理の一例を示すフローチャートである。なお、図１０の処理は、表示装置１に３Ｄ画像の表示を開始させる操作（表示装置１の電源を入れる操作または２Ｄ表示から３Ｄ表示に切り替える操作等）を行った直後に行われる処理である。
【０１４５】
まず、３Ｄ画像表示処理部１０は、表示部４に３Ｄ画像を表示させる（Ｓ１）。また、３Ｄ画像表示処理部１０は、シャッター同期信号を含むパルス信号を送信するように、発光制御部１１に指示する。
【０１４６】
また、距離算出部１４は、距離算出用信号を送信するように、発光制御部１１に指示する。これらの指示を受信した発光制御部１１は、シャッター同期信号と距離算出用信号とを含むパルス信号を発光部６から発生させる（Ｓ２）。発光部６が発生させた信号は、３Ｄメガネ５０の受光部５４で受光されると共に、反射膜５５で反射されて、表示装置１の受光部５で受光される（Ｓ３）。
【０１４７】
受光部５４でこの信号を受光した３Ｄメガネ５０では、映像分離制御部５３が、受光した信号から右目画像用のシャッター同期信号と、左目画像用のシャッター同期信号とを検出し、その検出結果に応じてシャッター５１の開閉を制御する。これにより、ユーザの右目には右目用画像を、左目には左目用画像を見せる。
【０１４８】
一方、表示装置１の距離算出用信号検出部１２は、受光部５で受光されたパルス信号から、距離算出用信号を検出し、その距離算出信号が検出された時刻を示す受信時刻情報を距離算出部１４に送信する。
【０１４９】
距離算出用信号検出部１２から受信時刻情報を受信した距離算出部１４は、距離算出用信号の送信を指示した時刻と上記受信時刻情報から、表示装置１から３Ｄメガネ５０までの距離を算出する（Ｓ４）。
【０１５０】
具体的には、距離算出部１４は、受信時刻情報が示す時刻から、距離算出用信号の送信を指示した時刻を減算して、距離算出用信号の送信から受信までの時間を求める。そして、表示装置１から３Ｄメガネ５０までの距離Ｌを、２Ｌ＝ｃｔ（ｃ：光速、ｔ：求めた時間）の式で算出する。
【０１５１】
なお、距離算出部１４は、距離算出用信号の送信を指示したときにタイマーをスタートさせ、距離算出用信号検出部１２から距離算出用信号を受信した旨の通知を受信したときにタイマーをストップさせることにより、距離算出用信号の送信から受信までの時間を特定してもよい。この場合には、距離算出用信号検出部１２は、受信時刻情報を送信する代わりに、距離算出用信号を受信した旨の通知を距離算出部１４に送信する。
【０１５２】
また、複数人で表示装置１の表示する画像を見ている場合には、各人が使用している３Ｄメガネ５０のそれぞれで反射した距離算出用信号が検出される。このような場合には、最も早いタイミングで受信した距離算出用信号に基づいて距離を算出する。これは、最も表示装置１の近くで見ているユーザが、最も健康被害を受ける可能性が高いと考えられるためである。
【０１５３】
そして、距離算出部１４は、以上のようにして算出した距離を３Ｄ画像表示処理部１０に通知する。距離算出部１４から距離の通知を受信した３Ｄ画像表示処理部１０は、通知された距離に応じて表示画像を調整する（Ｓ５）。
【０１５４】
具体的には、３Ｄ画像表示処理部１０は、記憶部３に格納されている映像調整情報２０を参照して、距離算出部１４から通知された距離に対応する表示設定を特定し、特定した表示設定に従って画像の表示を行う。例えば、図６の映像調整情報２０を用いた場合には、距離Ｌがｂ以上であれば立体強調度をＸ１とする。
【０１５５】
ここで、例えば、図６の映像調整情報２０を用いた場合に、距離Ｌがａ以下であったときのように、表示画像の調整によって３Ｄ画像から２Ｄ画像への切り替えが行われることがある。
【０１５６】
このため、３Ｄ画像表示処理部１０は、３Ｄ表示を終了したか否かを確認する（Ｓ６）。ここで３Ｄ表示の終了を確認した場合（Ｓ６でＹＥＳ）には、３Ｄ画像表示処理は終了する。一方、３Ｄ表示の継続を確認した場合（Ｓ６でＮＯ）には、処理はＳ１に戻る。
【０１５７】
なお、３Ｄ表示を終了すべき距離が通知された場合、３Ｄ画像表示処理部１０は、視聴位置に問題があることをユーザに通知するために警告を行ってもよい。警告は、文字等を表示部４に表示させることによって行ってもよいし、音や光を発することで行ってもよい。
【０１５８】
また、Ｓ６からＳ１に遷移した後のＳ２では、発光制御部１１は、前回の距離算出用信号の送信から検出までの時間よりも長い時間が経過したときに、シャッター同期信号と距離算出用信号とを含む信号を送信することが好ましい。前回の距離算出用信号が検出される前に次の距離算出用信号を送信した場合には、検出された距離算出用信号が何れのタイミングで送信したかの判別が困難になり、正確な距離算出ができないおそれがあるためである。
【０１５９】
すなわち、発光制御部１１は、距離算出用信号を放射させる間隔を、距離算出用信号の送信から、この距離算出用信号を距離算出用信号検出部１２が検出するまでの間隔以上とすることが好ましい。これにより、先に送信した距離算出用信号の検出前に、次の距離算出用信号が送信されることによって、次の距離算出信号の方が先に検出されて、誤った距離が算出されることを防ぐことができる。
【０１６０】
また、Ｓ６からＳ１に遷移しないように構成することもできる。つまり、一度距離を測定した後は、３Ｄ表示終了まで再度距離を測定しない構成としてもよい。ただし、視聴中にユーザが移動することも考えられるので、上記の例のように、３Ｄ表示中は、一定期間ごとに距離を測定し、その結果に応じて立体強調度の調整を行うことが好ましい。
【０１６１】
さらに、上記では、距離が算出できることを前提として説明を行ったが、視聴者がいない場合や、表示装置１までの距離が近すぎる場合等には、距離の算出ができないことも考えられる。このため、距離算出部１４は、距離算出用信号の送信後、所定の時間が経過しても距離算出信号の受信が検出されない場合には、３Ｄ画像表示処理部１０に指示して２Ｄ表示に切り替えさせてもよいし、画像の表示を終了させる（電源を切る）制御を行ってもよい。
【０１６２】
〔角度算出処理の流れ〕
続いて、表示装置１の正面方向に対して、３Ｄメガネ５０を着用したユーザがどのような角度に位置しているかを算出する角度算出処理の流れを図１１に基づいて説明する。図１１は、角度算出処理の一例を示すフローチャートである。なお、角度算出処理は、距離の測定と同様に、３Ｄ画像の表示中に行われる。
【０１６３】
まず、角度算出部１５は、発光部６からの信号が放射される領域のスキャンを開始する（Ｓ１０）。具体的には、角度算出部１５は、駆動制御部１３に指示して、遮光される領域（非照射領域）が、発光部６からの信号が放射される領域の水平方向の一端から他端まで、一定の速度で移動するように、発光部６上で遮光部８を移動させる。
【０１６４】
つまり、駆動制御部１３は、発光部６の水平方向の一端から他端まで一定速度で遮光部８を移動させる。また、角度算出部１５は、遮光部８の移動開始から終了までの間、受光部５が検出した信号を取得する。なお、遮光される領域に入った３Ｄメガネ５０は、シャッター同期信号を受信できなくなるため、遮光される領域の移動速度は、シャッターの切り替え速度より速く設定することが好ましい。あるいは、３Ｄメガネ５０が遮光される領域に入った場合でも、同期信号の一部を受信できる程度の小さなサイズの遮光部を用いることによって、シャッター同期信号の受信と、遮光による反射光の強度変化の検出とが両立されるようにしてもよい。
【０１６５】
発光部６からの信号が放射される領域の水平方向の一端から他端までのスキャンが終了する（Ｓ１１）と、角度算出部１５は、スキャンの間に取得した信号から、反射光が弱くなったときの遮光部８の位置を特定する。そして、特定した位置に基づき、反射光が弱くなったときの角度を特定する（Ｓ１２）。
【０１６６】
具体的には、角度算出部１５は、表示装置１の水平方向の中心部から正面方向に向かう直線と、該中心部と３Ｄメガネ５０とを結ぶ直線とがなす角度を特定する。なお、角度算出部１５は、演算によってこの角度を算出してもよいし、予め遮光部８の位置と角度とを対応付けた対応情報を格納しておき、この対応情報から角度を特定してもよい。遮光部８の位置は、遮光部８の移動速度と移動開始からの時間から求めることができる。
【０１６７】
続いて、角度算出部１５は、算出した角度が閾値以上であるか否か確認する（Ｓ１３）。閾値は予め定められたものであり、例えば３５°程度としてもよい。無論、閾値はこの例に限られず、表示するコンテンツ、視聴するユーザ等に応じて３５°より大きい値としてもよいし、小さい値としてもよい。
【０１６８】
ここで、算出した角度が閾値より小さいことが確認された場合（Ｓ１３でＮＯ）には、角度算出部１５は、角度算出処理を終了する。一方、算出した角度が閾値以上であることが確認された場合（Ｓ１３でＹＥＳ）には、角度算出部１５は、３Ｄ画像表示処理部１０に指示して３Ｄ表示を終了させる（Ｓ１４）。
【０１６９】
なお、この指示を受信した３Ｄ画像表示処理部１０は、３Ｄ表示を２Ｄ表示に切り替えてもよいし、画像の表示を終了してもよい。また、３Ｄ画像表示処理部１０は、視聴位置に問題があることをユーザに通知するために警告を行ってもよい。警告は、文字等を表示部４に表示させることによって行ってもよいし、音や光を発することで行ってもよい。
【０１７０】
そして、上記の例では、角度が閾値以上であるか否かに応じて３Ｄ表示の可否を判断しているが、角度の値に応じた立体強調度を予め定めておき、特定された角度に応じた立体強調度で３Ｄ表示を行うようにしてもよい。
【０１７１】
さらに、上記の例では、水平方向の位置を特定しているが、同様にして垂直方向の位置を特定することもできる。垂直方向の角度（表示装置１の水平方向の中心部から正面方向に向かう直線と、該中心部と３Ｄメガネ５０とを結ぶ直線とがなす角度）の閾値は、例えば２０°としてもよい。
【０１７２】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１７３】
最後に、表示装置１の各ブロック、特に制御部２は、集積回路（ＩＣチップ）上に形成された論理回路によってハードウェア的に実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェア的に実現してもよい。
【０１７４】
後者の場合、表示装置１は、各機能を実現するプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである表示装置１の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記表示装置１に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【０１７５】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ類、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク類、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード類、マスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ類、あるいはＰＬＤ（Programmable logic device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の論理回路類などを用いることができる。
【０１７６】
また、表示装置１を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークは、プログラムコードを伝送可能であればよく、特に限定されない。例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（Virtual Private Network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な媒体であればよく、特定の構成または種類のものに限定されない。例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＩＥＥＥ８０２．１１無線、ＨＤＲ（High Data Rate）、ＮＦＣ（Near Field Communication）、ＤＬＮＡ（Digital Living Network Alliance）、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【産業上の利用可能性】
【０１７７】
本発明は、立体視用のメガネの左右のシャッターの開閉と、右目用画像と左目用画像との切り替えとを同期させることによって立体視を可能にする表示装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１７８】
１  表示装置
５  受光部
６  発光部
７  駆動部
８  遮光部
１０  ３Ｄ画像表示処理部（表示画像調整手段）
１１  発光制御部（発光制御手段）
１２  距離算出用信号検出部（距離算出用信号検出手段）
１３  駆動制御部（駆動制御手段）
１４  距離算出部（距離算出手段）
１５  角度算出部（方向特定手段）
２０  映像調整情報（対応情報）
５０  ３Ｄメガネ（立体視用のメガネ）
５１  シャッター
１００  表示システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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