(57)【要約】【課題】赤外線通信機器に対して干渉妨害を起こすことの無い、新規な方式のワイヤレスシャッター眼鏡を具備する立体映像表示システムを提供する。【解決手段】表示装置は、一部のフレームを所定の左右判別用フレームに置き換えて表示を行う。シャッター眼鏡は、表示装置の表示光を検知し光強度に対応する信号を出力する受光手段と、受光手段から出力される信号から右眼用画像及び左眼用画像の各フレームに対応する部分の周期を判別し、その判別した周期に基づいて右シャッター及び左シャッターの透過状態を切り換えるタイミングを決定する手段と、前記受光手段から出力される信号から左右判別用フレームに対応する部分を検知することにより、その左右判別用フレームに続くフレームが右眼用画像のフレームか左眼用画像のフレームかを判別する手段と、を有する。【選択図】図３
2012204980.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
右眼用画像のフレームと左眼用画像のフレームを交互に表示する表示装置と、右眼用画像の表示にあわせ透過状態となる右シャッターと左眼用画像の表示にあわせ透過状態となる左シャッターを有するシャッター眼鏡と、を備える立体映像表示システムにおいて、
前記表示装置は、一部のフレームを所定の左右判別用フレームに置き換えて表示を行うものであり、
前記シャッター眼鏡は、
前記表示装置の表示光を検知し光強度に対応する信号を出力する受光手段と、
前記受光手段から出力される信号から右眼用画像及び左眼用画像の各フレームに対応する部分の周期を判別し、その判別した周期に基づいて右シャッター及び左シャッターの透過状態を切り換えるタイミングを決定する手段と、
前記受光手段から出力される信号から左右判別用フレームに対応する部分を検知することにより、その左右判別用フレームに続くフレームが右眼用画像のフレームか左眼用画像のフレームかを判別する手段と、を有する
ことを特徴とする立体映像表示システム。
【請求項２】
前記左右判別用フレームは全黒画像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システム。
【請求項３】
右眼用画像のフレームと左眼用画像のフレームを交互に表示する表示装置と、右眼用画像の表示にあわせ透過状態となる右シャッターと左眼用画像の表示にあわせ透過状態となる左シャッターを有するシャッター眼鏡と、を備える立体映像表示システムにおいて、
前記表示装置は、右眼用画像のフレームとその次の左眼用画像のフレームの間のブランク期間の長さと、左眼用画像のフレームとその次の右眼用画像のフレームの間のブランク期間の長さが互いに異なるように、各フレームの表示を行うものであり、
前記シャッター眼鏡は、
前記表示装置の表示光を検知し光強度に対応する信号を出力する受光手段と、
前記受光手段から出力される信号から右眼用画像及び左眼用画像の各フレームに対応する部分の周期を判別し、その判別した周期に基づいて右シャッター及び左シャッターの透過状態を切り換えるタイミングを決定する手段と、
前記受光手段から出力される信号からブランク期間の長さが長い方か短い方かを判別することにより、当該ブランク期間に続くフレームが右眼用画像のフレームか左眼用画像のフレームかを判別する手段と、を有する
ことを特徴とする立体映像表示システム。
【請求項４】
右眼用画像のフレームと左眼用画像のフレームを交互に表示する表示装置と、右眼用画像の表示にあわせ透過状態となる右シャッターと左眼用画像の表示にあわせ透過状態となる左シャッターを有するシャッター眼鏡と、を備える立体映像表示システムにおいて、
前記表示装置は、フレーム間のブランク期間の一部で左右判別用パルスを瞬間的に表示するものであり、
前記シャッター眼鏡は、
前記表示装置の表示光を検知し光強度に対応する信号を出力する受光手段と、
前記受光手段から出力される信号から右眼用画像及び左眼用画像の各フレームに対応する部分の周期を判別し、その判別した周期に基づいて右シャッター及び左シャッターの透過状態を切り換えるタイミングを決定する手段と、
前記受光手段から出力される信号から左右判別用パルスを検知することにより、その左右判別用パルスに続くフレームが右眼用画像のフレームか左眼用画像のフレームかを判別する手段と、を有する
ことを特徴とする立体映像表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャッター眼鏡を通して立体映像を視聴する立体映像表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビジョン受像機では、赤外線のリモートコントロール（以下、リモコンと略する。）が用いられる。リモコン信号の受信部は、通常、テレビジョン受像機の前面の所定位置（一般に、蛍光灯の光照射による影響を受けにくい位置）に赤外線透過フィルターを介して配置されている。
【０００３】
一方、再生映像を立体映像として見る立体映像表示システムとしてはいくつかの方式が提案されており、例えば、シャッター眼鏡方式のものは既に家庭用のテレビジョン受像機などにも実用されている。シャッター眼鏡方式とは、表示装置で左眼用画像と右眼用画像を交互に表示する一方、画像切換に同期させてシャッター眼鏡の左右の液晶シャッターの透過／非透過を切り換えることで、右眼には右眼用画像のみ、左眼には左眼用画像のみを見せる方式である。
【０００４】
ワイヤレスのシャッター眼鏡において切換同期信号（シャッター制御信号と呼ぶ。）の送信に赤外線通信を使用すると、リモコン信号の受信部がシャッター制御信号の干渉を受けることによって正しいリモコン信号を受信できないという課題が生じる。特許文献１には、その課題に対しての回避方法が提案されているが、シャッター制御信号が他の赤外線通信機器に対して干渉妨害を与え得る問題は依然として残る。
【０００５】
よって、シャッター制御信号は、赤外線通信以外の方法を利用して送信することが望まれる。特許文献２では、音響信号を電波で送受信するワイヤレスヘッドホンを備える立体映像再生システムにおいて、この音響信号にシャッター制御信号を多重化して伝送することが提案されている。しかしこの構成は、ワイヤレスヘッドホンと一体となったシャッター眼鏡にしか適用できないと共に、表示装置に電波の発信装置を設ける必要があるため、コストアップになってしまうという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３１７４２７号公報
【特許文献２】特開昭６３−１５３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、赤外線通信機器に対して干渉妨害を起こすことの無い、新規な方式のワイヤレスシャッター眼鏡を具備する立体映像表示システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１態様は、右眼用画像のフレームと左眼用画像のフレームを交互に表示する表示装置と、右眼用画像の表示にあわせ透過状態となる右シャッターと左眼用画像の表示にあわせ透過状態となる左シャッターを有するシャッター眼鏡と、を備える立体映像表示システムにおいて、前記表示装置は、一部のフレームを所定の左右判別用フレームに置き換えて表示を行うものであり、前記シャッター眼鏡は、前記表示装置の表示光を検知し光
強度に対応する信号を出力する受光手段と、前記受光手段から出力される信号から右眼用画像及び左眼用画像の各フレームに対応する部分の周期を判別し、その判別した周期に基づいて右シャッター及び左シャッターの透過状態を切り換えるタイミングを決定する手段と、前記受光手段から出力される信号から左右判別用フレームに対応する部分を検知することにより、その左右判別用フレームに続くフレームが右眼用画像のフレームか左眼用画像のフレームかを判別する手段と、を有する立体映像表示システムを提供する。
【０００９】
本発明の第２態様は、右眼用画像のフレームと左眼用画像のフレームを交互に表示する表示装置と、右眼用画像の表示にあわせ透過状態となる右シャッターと左眼用画像の表示にあわせ透過状態となる左シャッターを有するシャッター眼鏡と、を備える立体映像表示システムにおいて、前記表示装置は、右眼用画像のフレームとその次の左眼用画像のフレームの間のブランク期間の長さと、左眼用画像のフレームとその次の右眼用画像のフレームの間のブランク期間の長さが互いに異なるように、各フレームの表示を行うものであり、前記シャッター眼鏡は、前記表示装置の表示光を検知し光強度に対応する信号を出力する受光手段と、前記受光手段から出力される信号から右眼用画像及び左眼用画像の各フレームに対応する部分の周期を判別し、その判別した周期に基づいて右シャッター及び左シャッターの透過状態を切り換えるタイミングを決定する手段と、前記受光手段から出力される信号からブランク期間の長さが長い方か短い方かを判別することにより、当該ブランク期間に続くフレームが右眼用画像のフレームか左眼用画像のフレームかを判別する手段と、を有する立体映像表示システムを提供する。
【００１０】
本発明の第３態様は、右眼用画像のフレームと左眼用画像のフレームを交互に表示する表示装置と、右眼用画像の表示にあわせ透過状態となる右シャッターと左眼用画像の表示にあわせ透過状態となる左シャッターを有するシャッター眼鏡と、を備える立体映像表示システムにおいて、前記表示装置は、フレーム間のブランク期間の一部で左右判別用パルスを瞬間的に表示するものであり、前記シャッター眼鏡は、前記表示装置の表示光を検知し光強度に対応する信号を出力する受光手段と、前記受光手段から出力される信号から右眼用画像及び左眼用画像の各フレームに対応する部分の周期を判別し、その判別した周期に基づいて右シャッター及び左シャッターの透過状態を切り換えるタイミングを決定する手段と、前記受光手段から出力される信号から左右判別用パルスを検知することにより、その左右判別用パルスに続くフレームが右眼用画像のフレームか左眼用画像のフレームかを判別する手段と、を有する立体映像表示システムを提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、赤外線通信機器に対して干渉妨害を起こすことの無い、新規な方式のワイヤレスシャッター眼鏡を具備する立体映像表示システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る立体映像表示システムの構成を示すブロック図。
【図２】第１実施形態においてシャッター眼鏡の同期を取るための映像信号の例。
【図３】第１実施形態における光信号からシャッター制御信号への変換過程の例。
【図４】第１実施形態における光信号からシャッター制御信号への変換過程の例。
【図５】シャッター眼鏡の構造を示す図。
【図６】第２実施形態に係る立体映像表示システムの構成を示すブロック図。
【図７】第２実施形態における表示装置の垂直同期のタイミングを示す図。
【図８】第２実施形態における光信号からシャッター制御信号への変換過程の例。
【図９】第３実施形態に係る立体映像表示システムの構成を示すブロック図。
【図１０】第３実施形態においてシャッター眼鏡の同期を取るための発光の例。
【図１１】第３実施形態における光信号からシャッター制御信号への変換過程の例。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付する図面を参照して本発明に係るシャッター眼鏡方式の立体映像表示システムの実施形態を説明する。シャッター眼鏡方式とは、表示装置で左眼用画像と右眼用画像を交互に表示する一方、画像切換に同期させてシャッター眼鏡の左右の液晶シャッターの透過／非透過を切り換えることで、右眼には右眼用画像のみ、左眼には左眼用画像のみを見せる方式である。シャッター眼鏡方式の立体映像表示システムの基本的な構成については公知の技術を利用できるため詳しい説明は割愛し、以下では、本発明の特徴部分であるワイヤレスシャッター眼鏡の同期を取るための構成を主に説明する。
【００１４】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態は、映像表示の中に特殊な左右判別用フレームを挿入することによって、シャッター眼鏡の同期を取る構成である。なお、本実施形態では、左右判別用フレームとして全黒画像を用いる。ただし左右判別用フレームは必ずしも全黒画像である必要はなく、通常の表示映像と比べたときにその表示輝度に有意な差（判別可能な程度の差）がある画像であればよい。例えば、通常の表示映像に比べて十分低い輝度の画像や逆に十分高い輝度の画像などを、左右判別用フレームとして用いることができる。
【００１５】
図１Ａ、図１Ｂは、本発明の第１実施形態に係る立体映像表示システムの構成を模式的に示すブロック図である。図１Ａは、表示装置の主要な構成を示しており、図１Ｂは、シャッター眼鏡の主要な構成を示している。
【００１６】
図１Ａに示すように、表示装置は、映像処理回路１１、パネル制御回路１２、表示パネル１３を備えている。映像処理回路１１は、１フレームにパッキングされている３Ｄ表示用映像信号から２フレーム分の映像信号（右眼用画像と左眼用画像）を生成する回路である。なお、「右眼用画像」「左眼用画像」を以下単に「右画像」「左画像」とも記す。パネル制御回路１２は、映像同期信号から表示パネル１３のパネル制御信号を生成すると共に、映像処理回路１１から出力される映像信号に基づき表示パネル１３を駆動するための駆動信号を生成する回路である。表示パネル１３は、パネル制御回路１２から出力されるパネル制御信号及び駆動信号に基づき映像を表示するパネルモジュールである。本実施形態では、液晶モジュールとバックライトとそれらの駆動回路から構成されるＬＣＤパネルを用いるが、プラズマディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなど他のタイプの表示パネルモジュールを用いてもよい。
【００１７】
図１Ｂに示すように、シャッター眼鏡は、受光装置（受光手段）１４、バンドパスフィルター１５、コンパレータ１６、同期調整回路１７、シャッター制御回路１８、右眼用の右シャッター１９、左眼用の左シャッター２０を備えている。受光装置１４は、所定の波長域の光（ここでは可視光）を受信し、電気信号に変換するセンサである。バンドパスフィルター１５は、特定の周波数をもつ電気信号のみを通過させる回路である。コンパレータ１６は、閾値以上の電気信号を判定する回路である。同期調整回路１７は、右シャッター１９と左シャッター２０の開閉のタイミングを調整するための回路である。シャッター制御回路１８は、右シャッター１９と左シャッター２０それぞれの開閉（透過／非透過）を制御する回路である。右シャッター１９、左シャッター２０はいわゆる液晶シャッターである。
【００１８】
３Ｄ表示用映像信号には、１フレームの左右にそれぞれの映像を配置するサイドバイサイド型や、上下に配置するライン分離型、またどちらか片方の映像に左右の相違部分を圧縮するパッキング型、などの方式がある。本実施形態の表示装置にはいずれの方式の映像信号を入力することもできる。
【００１９】
映像処理回路１１は、入力された映像信号の方式を自動判別し、その方式に応じて３Ｄ
表示用映像信号から右画像と左画像を分離し、右画像のフレーム（右フレーム）と左画像のフレーム（左フレーム）を交互に出力する。例えば、入力された映像信号のフレーム周波数が６０Ｈｚであった場合は、１２０Ｈｚの映像信号が出力され、入力された映像信号が５０Ｈｚであった場合は、１００Ｈｚの映像信号が出力される。この１２０Ｈｚ（又は１００Ｈｚ）の映像信号に基づき駆動される結果、表示パネル１３では１２０Ｈｚ（又は１００Ｈｚ）のフレーム周波数で右画像と左画像が交互に表示される。
【００２０】
視聴者は、表示パネル１３の映像をシャッター眼鏡を通して見る。そのシャッター眼鏡は、右画像と左画像の切り換えに同期して、右シャッター１９と左シャッター２０の透過／非透過を切り換えるために、以下のように動作する。
【００２１】
受光装置１４は、表示パネル１３の表示光を検知し、その光強度を電気信号に変換して出力する。なお、受光装置１４は、環境光の影響を少なくし画面の光信号を効果的に受光するため、メガネの向きと平行に取り付けられ、且つ、狭い指向性を持つようにすることが好ましい。
【００２２】
後に説明するが、光信号には環境光の成分と表示光の成分が混合している。そこで、受光装置１４から出力される電気信号に含まれる環境光成分を、バンドパスフィルター１５によって除去する。このとき併せて、表示光の高周波成分についてもバンドパスフィルター１５により除去する。
【００２３】
次に、コンパレータ１６を用いて、フィルター出力のアナログ信号を、デジタルのパルス信号に変換する。コンパレータ１６の閾値は、受光装置１４で検知される光強度に応じて、適切な値にフィードバック制御するとよい。同期調整回路１７では、パルス信号の長さ（パルス幅）を、映像信号のフレーム期間（発光期間）に合わせて調整するとともに、以降に述べる方法により、左右のシャッターのどちらを透過状態にすべきかをシャッター制御回路１８に知らせる。
【００２４】
シャッター制御回路１８は、同期調整回路１７から出力されるパルス信号を用いて、右シャッター１９および左シャッター２０の開閉を制御し、左右のシャッターの透過状態と非透過状態を適切なタイミングで切り換える。
【００２５】
以下、図２、図３、図４を用いて、以上の構成における、映像信号の具体的な一例を用いることにより、その動作を説明する。
【００２６】
図２Ａ、図２Ｂは、第１実施形態において、シャッター眼鏡の同期を取るために利用される映像信号を模式的に示している。図２Ａは、一例としてサイドバイサイド方式の入力映像信号を示している。２１〜２３はそれぞれ左画像（Ｌ）と右画像（Ｒ）を含む各フレームの画像を示す。このうち画像２２では、左画像が全黒画像となっている。図２Ｂは、パネル制御回路１２に入力される映像信号の各フレームを示している。右画像２４と左画像２５が画像２１に対応し、右画像２６と左画像２７が画像２２に対応し、右画像２８と左画像２９が画像２３に対応している。
【００２７】
図２Ｂのような映像信号を生成する方法として、映像処理回路１１の二通りの動作を説明する。
一つ目は、入力された３Ｄ表示用映像信号の中に、画像２２に示すように、特殊な左右判別用フレームの画像（ここでは全黒画像）が埋め込まれている場合である。この場合は、映像処理回路１１は、一般的な立体映像表示装置と同じように、入力された各フレームの画像２１〜２３を表示用の左右のフレームの画像２４〜２９に変換する。
【００２８】
二つ目は、入力された３Ｄ表示用映像信号の中に左右判別用フレームの画像が埋め込まれていない場合、すなわち、通常の３Ｄ表示用映像信号の場合である。この場合は、映像処理回路１１が左右判別用フレーム（全黒画像）を生成する。左右判別用フレームは、表示用の映像信号に対し、一定の周期で挿入することもできるが、好ましくは、シーンチェンジのタイミングで挿入するとよい。シーンチェンジのときであれば、左右判別用フレームを挿入することによる妨害感・違和感が視聴者にほとんど検知されないからである。シーンチェンジの検出は、例えば、映像処理回路１１が映像信号の各フレームのＡＰＬ（平均輝度レベル）を求め、ＡＰＬ値が所定の閾値以上（例えば１０％以上）変動したときにシーンチェンジと判定するという方法を利用できる。他にも、動きベクトルの変化、音声の変化などからシーンチェンジを検出してもよい。なお、図２Ｂの例では、左画像２７のフレームのみ左右判別用フレーム（全黒画像）に置き換えているが、右画像のフレームを左右判別用フレームに置き換えてもよいし、右画像と左画像の両方のフレームとも左右判別用フレームに置き換えてもよい。
【００２９】
図３Ａ〜図３Ｇは、シャッター眼鏡において行われる、光信号からシャッター制御信号への変換過程を説明する図である。図３Ａは、受光装置１４で検知した光信号の強度の時間変化を示し、横軸は時間、縦軸は光強度である。図３Ｂは、図３Ａの光信号の強度に比例した電気信号の周波数特性を示し、横軸は周波数、縦軸は強度である。図３Ｃは、バンドパスフィルター１５を通した電気信号の周波数特性を示している。図３Ｄは、バンドパスフィルター１５を通した電気信号の時間変化を示し、横軸は時間、縦軸は電圧である。図３Ｅは、コンパレータ１６を通した電気信号、図３Ｆは、同期調整回路１７を通した電気信号、図３Ｇは、右シャッター１９のシャッター制御信号、図３Ｈは、左シャッター２０のシャッター制御信号を示す。
【００３０】
受光装置１４で受光した光信号（図３Ａ）には、照明などの環境光の成分および表示パネル１３の表示光の高周波成分が含まれているので、その周波数特性は図３Ｂのようになっている。そこで、バンドパスフィルター１５を使用して、表示画像の周波数成分だけを取り出す。例えば、表示映像のフレーム周波数が１２０Ｈｚの場合は、１２０Ｈｚ±２０Ｈｚの周波数範囲を帯域とするバンドパスフィルター１５を通せば、図３Ｃのような周波数特性を持つ電気信号（図３Ｄ）を抽出することができる。
【００３１】
この電気信号をコンパレータ１６にてパルス化する（図３Ｅ）。この時の閾値は、電気信号の強さに応じて適応的に決められる。例えば、受光装置１４又はバンドパスフィルター１５から出力されるアナログ電気信号の数秒間の平均電圧を積分回路で作成し、その平均電圧を閾値とすればよい。
【００３２】
同期調整回路１７において、コンパレータ１６から出力されたパルス信号（図３Ｅ）のパルス幅を、映像信号のフレーム期間（発光期間）に対応するパルス幅に直す。なお、映像信号のフレーム期間の時間幅は、映像信号のフレーム周波数や表示パネル１３の表示モードなどから一意に決まるので、同期調整回路１７はその時間幅に合わせて、パルス信号の立ち上がりと立ち下りのタイミングを伸縮する。このようにして得られた同期調整パルス信号が図３Ｆである。
【００３３】
シャッター制御回路１８は、同期調整パルス信号を１つおきに分離して、右シャッター制御信号（図３Ｇ）と左シャッター制御信号（図３Ｈ）を得る。そして、シャッター制御回路１８は、右シャッター制御信号のＨｉ／Ｌｏｗに従って右シャッター１９を開／閉し、左シャッター制御信号のＨｉ／Ｌｏｗに従って左シャッター２０を開／閉する。これにより、表示映像（図３Ａ）のフレーム切換に同期して、左右のシャッターの透過／非透過を切り換えることができる。
【００３４】
上記方法によれば、シャッター眼鏡側で検知した表示映像の明暗の周期により、シャッターの開閉タイミングを決定することができる。しかしながら、これだけでは、右画像か左画像かの判別ができないため、右シャッター１９と左シャッター２０のいずれを開く（閉じる）べきかの判断がつかない。そこで本実施形態では、図２Ｂに示した左右判別用フレームを利用して左右の判別を行う。
【００３５】
図４Ａ〜図４Ｆは、シャッター眼鏡において行われる、左右判別用フレームがあるときの光信号からシャッター制御信号への変換過程を説明する図である。図４Ａは、受光装置１４で検知した光信号の強度の時間変化、図４Ｂは、バンドパスフィルター１５を通した電気信号の時間変化、図４Ｃは、コンパレータ１６を通した電気信号、図４Ｄは、同期調整回路１７を通した電気信号である。また、図４Ｅは、右シャッター１９のシャッター制御信号、図４Ｆは、左シャッター２０のシャッター制御信号である。図４Ａ〜図４Ｆの横軸及び縦軸は、図３Ａ〜図３Ｇの対応する図と同じである。
【００３６】
第１実施形態における左右判別用フレームは、図２Ｂで説明したように、全黒画面である。全黒画面が表示されると、当然その時の表示輝度は小さいので、受光装置１４で検知される光強度は図４Ａに示すように、４１の部分で一部が欠けたような時間変化になる。
【００３７】
この光強度を変換した電気信号を、バンドパスフィルター１５に通せば、図４Ｂに示すように、サインカーブが４２の部分で一回分欠けたような時間変化になる。この電圧波形をコンパレータ１６に通したら、図４Ｃに示すようなパルス信号が得られる。このパルス信号は、４３の部分で１回パルスが欠けている。このパルス信号を同期調整回路１７に通せば、図４Ｄに示すようになる。
【００３８】
シャッター制御回路１８は、パルスが欠けるまでは、図３Ｇと図３Ｈに示すように右シャッター１９と左シャッター２０のＬＣＤが交互に透過状態になるように制御する。そして、シャッター制御回路１８は、図４Ｄの４４のようにパルスが欠けたことを検知すると、次のパルスが右画像に対応するものであると理解し、そのパルスで右シャッター１９が透過状態になるように制御する。
【００３９】
すると、パルスの欠けた部分４４で、図４Ｅのパルス４５のように右シャッター１９が透過状態であったとしても、次のパルスでは、左シャッター２０が透過状態になるのではなく、図４Ｅのパルス４６のように右シャッター１９が透過状態になる。それ以降は、また左右のシャッターが交互に透過状態となるよう制御される。
【００４０】
以上述べた構成によれば、シーンチェンジなどに所定の左右判別用フレームを挿入することによって、シャッターの開閉と画像表示のタイミングを合わせることはもちろんのこと、左右の判別もできるようになる。よって、もしシャッター眼鏡の左右と表示装置の左右が不一致になってしまったとしても、自動的にシャッター眼鏡と表示装置の左右を同期させることができる。
【００４１】
図５は、シャッター眼鏡の構造を示す図である。図中、５１は立体映像表示が可能な表示装置であり、１３は表示パネルである。５２はシャッター眼鏡であり、１４は受光装置、１９と２０は左右のＬＣＤシャッター、５３は受光装置１４への導光路、５４は回路部のケースである。また、５５は視聴者の眼であり、５６は照明装置である。
【００４２】
上記で説明した動作を実現するためには、受光装置１４で検知する光信号において、表示パネル１３の発する光と照明装置５６の発する光とが弁別できるようにする必要がある。照明装置５６として、白熱電球やインバーター方式蛍光灯、ＬＥＤ照明、などを使用する場合には、回路部ケース５４内のバンドパスフィルター１５にて照明光の成分を除去で
きるので問題とはならない。特に問題となるのは、照明装置５６の発光周波数と表示パネル１３のフレーム周波数とが同じ場合である。この場合、バンドパスフィルター１５で照明光成分を取り除くのは困難である。
【００４３】
そこで本実施形態では、受光装置１４の前に導光路５３を付加することによって、受光装置１４の指向性を良くして、照明装置５６からの光が受光装置に少ししか入らないようにする方法をとっている。
【００４４】
更に、表示装置の発光スペクトルが既知の場合は、表示装置の各原色の発光スペクトルに対応する、光学フィルターを受光装置１４の前に設置すると外光の受光強度を下げることが可能になる。例えば、三原色ＬＥＤバックライト等の各原色の発光スペクトルが狭帯域の場合、有効な方法である。
【００４５】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態は、左画像と右画像の表示のタイミング（垂直同期）を通常の表示装置とは変える事で、シャッター眼鏡の同期を取る構成である。
【００４６】
図６Ａ、図６Ｂは、本発明の第１実施形態に係る立体映像表示システムの構成を模式的に示すブロック図である。図６Ａは、表示装置の主要な構成を示しており、図６Ｂは、シャッター眼鏡の主要な構成を示している。
【００４７】
本実施形態の表示装置は同期変調回路２１１を有している。また、シャッター眼鏡は、第１実施形態のバンドパスフィルター１５とは特性の異なるバンドパスフィルター２１２と、第１実施形態のシャッター制御回路１８とは動作が異なるシャッター制御回路２１３を有している。それ以外の構成については第１実施形態のものと同様であるため、図１Ａ、図１Ｂと同一の符号を付して、説明を省略する。
【００４８】
図７Ａ〜図７Ｃは、シャッター眼鏡での左右判別を可能とするために、同期変調回路２１１が表示装置の同期信号のタイミングを変更する動作について示している。図７Ａは、同期変調回路２１１に入力された垂直同期（Ｖｓｙｎｃ）信号である。図７Ｂは、同期変調回路２１１から出力されるデータイネーブル信号である。図７Ｃは、パネル制御回路１２から出力される駆動信号（データ信号）である。
【００４９】
映像処理回路１１は、第１実施形態と同じように、元の３Ｄ表示用映像信号から右画像と左画像を分離して、各画像を１２０Ｈｚのフレーム周波数で交互に出力する。
【００５０】
同期変調回路２１１に入力される垂直同期信号（図７Ａ）は、１２０Ｈｚの均等な周期である。同期変調回路２１１は、この垂直同期信号を元に、新たなデータイネーブル信号（図７Ｂ）を発生する。新たなデータイネーブル信号は、垂直同期信号からの遅延量（バックポーチ）の長さが、右画像の場合と左画像の場合とで異なる。具体的には、右画像の場合は２２１のようにバックポーチを長くし、左画像の場合は２２２のようにバックポーチを短くする。
【００５１】
それによって、パネル制御回路１２から出力される駆動信号（図７Ｃ）のブランク期間（２つのフレームの間の非表示期間）の幅が異なる。このような駆動信号に基づき表示パネル１３を駆動することで、長いブランク期間２２３の後に右画像が表示され、短いブランク期間２２４の後に左画像が表示されるようになる。その結果、表示光の無い暗期間（非表示期間）の長い部分と短い部分が交互に発生する。これをシャッター眼鏡で検知し、左右の判別を行う。
【００５２】
図８Ａ〜図８Ｇは、シャッター眼鏡において行われる、光信号からシャッター制御信号への変換過程を説明する図である。図８Ａは、受光装置１４で検知した光信号の強度の時間変化を示し、横軸は時間、縦軸は光強度である。図８Ｂは、図８Ａの光信号の強度に比例した電気信号の周波数特性を示し、横軸は周波数、縦軸は強度である。図８Ｃは、バンドパスフィルター２１２を通した電気信号の周波数特性を示している。図８Ｄは、バンドパスフィルター２１２を通した電気信号の時間変化を示し、横軸は時間、縦軸は電圧である。図８Ｅは、コンパレータ１６を通した電気信号、図８Ｆは、同期調整回路１７を通した電気信号、図８Ｇは、右シャッター１９のシャッター制御信号、図８Ｈは、左シャッター２０のシャッター制御信号を示す。
【００５３】
受光装置１４で受光した光信号（図８Ａ）には、照明などの環境光の成分および表示パネル１３の表示光の高周波成分が含まれている。本実施形態の表示光は、右画像と左画像に対応する山２３１、２３２のペアが６０Ｈｚの周期で現れるような波形になっている。それゆえ、その周波数特性では、図８Ｂのように、６０Ｈｚと１２０Ｈｚの部分に二つの山が現れる。
【００５４】
そこで、バンドパスフィルター２１２を使用して、表示画像の周波数成分だけを取り出す。例えば４０〜１４０Ｈｚの周波数範囲を帯域とするバンドパスフィルター２１２を通せば、図８Ｃのような周波数特性を持つ、図８Ｄのような電気信号が得られる。この電気信号は周期的に電圧が変化する信号となるが、電圧の低い部分が短時間であるところ２３５と、電圧の低い部分が長時間であるところ２３６が交互に現れる。
この電気信号を第１実施形態と同じようにコンパレータ１６にてパルス化する（図８Ｅ）。この時の閾値は、第１実施形態と同様の手段で決められる。
【００５５】
同期調整回路１７において、コンパレータ１６から出力されたパルス信号（図８Ｅ）のパルス幅を、映像信号のフレーム期間（発光期間）に対応するパルス幅に直す。パルス幅の伸縮の方法は第１実施形態と同様である。
そして、シャッター制御回路２１３は、同期調整パルス信号を１つおきに分離して、右シャッター制御信号（図８Ｇ）と左シャッター制御信号（図８Ｈ）を得る。このとき、シャッター制御回路２１３は、同期調整パルス信号のブランク期間の長さ（広さ）を調べ、広い方のブランク期間２３７に続くパルスは右シャッター用のパルス、狭い方のブランク期間２３８に続くパルスは左シャッター用のパルスと判別する。
【００５６】
以上述べた構成によれば、垂直同期の周期を調整することによって、シャッターの開閉と画像表示のタイミングを合わせることがもちろんのこと、左右の判別もできるようになる。また、第１実施形態のように映像信号の１フレームを左右判別用フレームに置き換える必要が無いため、映像の欠落を防止することもできる。
【００５７】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態は、映像信号の垂直ブランク期間に表示画面を一瞬発光させること（この瞬間的な発光を左右判別用パルスと呼ぶ。）によって、シャッター眼鏡の同期を取る構成である。
【００５８】
図９Ａ、図９Ｂは、本発明の第３実施形態に係る立体映像表示システムの構成を模式的に示すブロック図である。図９Ａは、表示装置の主要な構成を示しており、図９Ｂは、シャッター眼鏡の主要な構成を示している。
【００５９】
本実施形態の表示装置は、第１実施形態のものとは動作が異なるパネル制御回路３１１を有している。また、シャッター眼鏡は、ハイパスフィルター３１２、信号の差分をとる差分回路３１３、差分回路３１３の出力をパルス化するコンパレータ３１４、第１実施形
態のものとは動作が異なるシャッター制御回路３１５を有している。それ以外の構成については第１実施形態のものと同様であるため、図１Ａ、図１Ｂと同一の符号を付して、説明を省略する。
【００６０】
図１０Ａ、図１０Ｂは、シャッター眼鏡の同期及び左右判別を行うための表示パネル１３の発光タイミングについて説明した図である。図１０Ａは、垂直同期信号の時間変化を表す図であり、横軸は時間、縦軸は電圧である。図１０Ｂは、表示パネル１３の発光輝度の時間変化を表す図である。図１０Ｂの３２１はブランク期間であり、３２２はブランク期間中に設けられた発光期間である。
【００６１】
映像処理回路１１は、第１実施形態と同じように、元の３Ｄ表示用映像信号から右画像と左画像を分離して、各画像を１２０Ｈｚのフレーム周波数で交互に出力する。その垂直同期信号は、図１０Ａのように１２０Ｈｚ周期になっている。
【００６２】
パネル制御回路３１１は、垂直同期信号（図１０Ａ）のブランク期間のうち、右画像の後のブランク期間は通常のブランク期間３２１とし、左画像の後のブランク期間では、時々、３２２のようにブランク期間中の一瞬のみ発光させる。
【００６３】
発光させるための手段は、表示パネル１３の種類により異なる。例えば、液晶ディスプレイにおいては、バックライト制御により、通常のブランク期間中を黒画面としておき、発光させる期間のみ、バックライトを一瞬だけ点灯させることで行なう。プラズマディスプレイにおいては、サブフィールドによって表示を行なうので、ブランク期間中の点灯として、ブランク期間中に１回だけサブフィールド点灯させて、全面白またはグレー画面を表示させる。フィールドエミッションディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどのライン駆動型の表示パネルにおいては、データ側ドライブＩＣにはグレー階調を書き込んでおき、スキャン側ドライブＩＣを上から下まで高速にスキャンすればよい。
このブランク期間中の発光は、目立たないように１０秒程度の間隔を空けて、行うのが望ましい。
【００６４】
なお、ブランク期間中に発光させることが表示の妨害として感じられないように、視聴者にわかりにくいようにすると良い。そのためにシーンチェンジを検出し、シーンチェンジしているフレーム間におけるブランク期間において、左右判別用パルスを発光させるのが望ましい。
【００６５】
図１１Ａ〜図１１Ｋは、シャッター眼鏡において行われる、光信号からシャッター制御信号への変換過程を説明する図である。図１１Ａは、受光装置１４で検知した光信号の強度の時間変化、図１１Ｂは、図１１Ａの光信号の強度に比例した電気信号の周波数特性を示す。図１１Ｃは、バンドパスフィルター１５を通した電気信号の周波数特性、図１１Ｄは、ハイパスフィルター３１２を通した電気信号の周波数特性を示す。図１１Ｅは、バンドパスフィルター１５を通した電気信号の時間変化、図１１Ｆは、ハイパスフィルター３１２を通した電気信号の時間変化を示す。図１１Ｇは、差分回路３１３を通した電気信号の時間変化を示し、図１１Ｈは、コンパレータ３１４を通した電気信号の時間変化を示す。図１１Ｉは、同期調整回路１７を通した電気信号、図１１Ｊは、右シャッター１９のシャッター制御信号、図１１Ｋは、左シャッター２０のシャッター制御信号を示す。
【００６６】
受光装置１４で受光した光信号（図１１Ａ）には、破線で示したように、ブランク期間に瞬間的な発光（左右判別用パルス）が含まれている。それゆえ、その周波数特性では、図１１Ｂにおいて破線で示したように左右判別用パルスに対応する高周波成分が現れる。
【００６７】
まず、第１実施形態と同様に、バンドパスフィルター１５を通して、表示画像の周波数
成分だけを取り出す（図１１Ｃ、図１１Ｅ）。例えば１２０Ｈｚ±２０Ｈｚの周波数範囲を抽出するバンドパスフィルターを用いればよい。
【００６８】
他方、ハイパスフィルター３１２を通して、ブランク期間中の左右判別用パルスに対応する周波数成分を取り出す（図１１Ｄ、図１１Ｆ）。例えば１ｋＨｚ以上の周波数範囲のみを抽出するハイパスフィルターを用いればよい。
【００６９】
次に、図１１Ｆの電気信号から表示内容による高周波成分を除去するために、差分回路３１３において図１１Ｆの信号から図１１Ｅの信号を減算し、図１１Ｇの信号が得られる。左右判別用パルスに対応する部分３３３が抽出されていることが分かる。この電気信号をコンパレータ３１４でパルス化すると、図１１Ｈのパルス信号が得られる。このパルス信号には、左右判別用パルスに対応するパルス３３４が含まれる。本実施形態ではこのパルス３３４をシャッター眼鏡の左右の判別に用いるのである。
【００７０】
シャッター制御回路３１５は、パルス３３４を検知するまでは、図３Ｇと図３Ｈに示すように右シャッター１９と左シャッター２０のＬＣＤが交互に透過状態になるように制御する。そして、シャッター制御回路３１５は、パルス３３４を検知すると、同期調整回路１７の出力信号（図１１Ｉ）における次のパルスが右画像に対応するものであると理解する。
【００７１】
すると、パルス３３４の時点で、図１１Ｊのパルス３３５のように右シャッター１９が透過状態であったとしても、次のパルスでは、左シャッター２０が透過状態になるのではなく、図１１Ｊのパルス３３６のように右シャッター１９が透過状態になる。それ以降は、また左右のシャッターが交互に透過状態となるよう制御される。
【００７２】
本実施形態の構成によれば、垂直ブランク期間に一瞬画面を発光させ、それをシャッター眼鏡側で検知することによって、第１実施形態と同様、自動的にシャッター眼鏡と表示装置の左右を同期させることができる。なお、シャッター眼鏡同期用の発光は、シーンチェンジがあるフレーム間の垂直ブランク期間に行うとよい。シーンチェンジがあると表示画像の内容が大きく変わるため、シャッター眼鏡同期用の発光に視聴者が気づきにくいという利点があるからである。
【００７３】
以上述べたように、本発明の各実施形態の構成では、立体視用のシャッター眼鏡の同期を表示装置の表示画像（表示光）を利用して行うため、リモコンをはじめとする赤外線通信機器に対して干渉妨害を起こすことが無い。また、音響信号に多重化したり、電波により信号送信したりする構成に比べると、通常の２Ｄ用表示装置の映像処理回路を小変更するだけで実現できるため、低コストで立体映像表示システムを作製できる、という利点もある。
【００７４】
なお、上記実施形態では、テレビジョン装置で３Ｄ動画を表示する場合を想定しているが、本発明は、コンピュータのモニタなど各種のディスプレイ装置に適用可能であり、また表示コンテンツも動画に限らず静止画にも適用可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１１：映像処理回路、１３：表示パネル、１４：受光装置、１８：シャッター制御回路、１９：右シャッター、２０：左シャッター
【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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