JP2010098479A - 表示装置、表示方法及び表示システム - Google Patents
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Abstract
【課題】ユーザーが視差量を調整せずとも最適化された視差量を得るようにする。
【解決手段】表示サイズ算出部106で算出された映像の表示サイズと視差量検出部105で検出された視差量の情報とを使用して視差量を調整する視差量調整部102を備え、この視差量調整部102は、調整された視差量に基づいて映像表示部103に映像信号を送信する。これにより、ユーザーが視差量を調整せずとも最適化された視差量が得られるので、自動的に当該視差量を調整することができる。
【選択図】図2
【解決手段】表示サイズ算出部106で算出された映像の表示サイズと視差量検出部105で検出された視差量の情報とを使用して視差量を調整する視差量調整部102を備え、この視差量調整部102は、調整された視差量に基づいて映像表示部103に映像信号を送信する。これにより、ユーザーが視差量を調整せずとも最適化された視差量が得られるので、自動的に当該視差量を調整することができる。
【選択図】図2
Description
本発明は、3次元立体映像を表示させる前面投影型のプロジェクタ装置に適用可能な表示装置、表示方法及び表示システムに関するものである。
詳しくは、左眼用及び右眼用映像の視差量の情報と投影距離から求められる映像の表示サイズとを使用して視差量を調整することで、最適化された視差量が得られ、自動的に視差量を調整できるようにしたものである。
近年、前面投影型のプロジェクタ装置の高精細化及び高画質化が進んでおり、家庭のリビングに当該プロジェクタ装置を設置して、ホームシアターを構築するユーザーが増えている。また、左右視差映像を利用した立体映像コンテンツの上映可能な設備を備える映画館が増えていることから、今後は、家庭でも立体映像コンテンツの鑑賞可能なプロジェクタ装置が増えてくるものと思われる。
左右視差映像の鑑賞方法は、あるずれ量(視差量)をもった左眼用映像と右眼用映像とを表示装置で表示させ、鑑賞者の左眼に左眼用映像を入力させ、右眼に右眼用映像を入力させることで鑑賞可能になされる。左右視差映像は、左眼用映像と右眼用映像とが視差量を水平方向にもったものである。その視差量が大きいほど鑑賞者は飛び出し感や奥行き感を感じることができる。
図14は、鑑賞者の左右の眼と左右視差映像の関係例(その1)を示す説明図である。図14(A)に示すように、鑑賞者の左眼160の視線と右眼170の視線とが交差するように、左眼用映像131及び右眼用映像141をスクリーン20に表示させる。鑑賞者は、鑑賞者の左眼160で左眼用映像131を見て、鑑賞者の右眼170で右眼用映像141を見ることで、立体映像151がスクリーン20より手前側に表示されていると感じる。つまり、鑑賞者は飛び出し感のある映像を鑑賞することができる。
また、図14(B)に示すように、鑑賞者の左眼160の視線と右眼170の視線とが交差しないように、左眼用映像132及び右眼用映像142をスクリーン20に表示させる。すると、鑑賞者は、立体映像152がスクリーン20より奥側に表示されていると感じる。つまり、鑑賞者は奥行き感のある映像を鑑賞することができる。
しかしながら、飛び出し感や奥行き感等の立体感が得られる立体映像の視差量には限界があり、視差量が大きすぎると、鑑賞者は眼精疲労を引き起こしたり、表示された映像が立体映像として認識できないことがある。
図15は、鑑賞者の左右の眼と左右視差映像の関係例(その2)を示す説明図である。図15(A)に示すように、鑑賞者の左眼160及び右眼170の視線が当該左眼160及び右眼170よりも外側になるように、左眼用映像133及び右眼用映像143がスクリーン20に表示されている。このように表示された映像は、人間の左右の眼は同時に外側を向くことができないために鑑賞することができない。
また、図15(B)に示すように、スクリーン20に表示された左眼用映像134及び右眼用映像144の視差量が大きすぎると当該映像134,144は融合せず、鑑賞者は、眼精疲労を引き起こす可能性がある。
特許文献1には立体画像表示装置が開示されている。この立体画像表示装置によれば、左右視差画像の視差量を調整するために画面表示サイズや画素数等の情報をユーザーが入力し、その入力した情報に基づいて左右視差画像を拡大又は縮小させて当該視差量を調整するようにしたものである。
このように、引用文献1に記載の立体画像表示装置は、入力された視差量の情報に基づいて左右視差映像の視差量を調整することで、鑑賞者の眼精疲労を低減させることができる。しかしながら、当該装置がプロジェクタ装置の場合、ユーザーによってプロジェクタ装置の設置状況が異なることが多く、また、視差量はスクリーン等に表示させた映像の表示サイズによって大きく依存するため、引用文献1に記載の立体画像表示装置では視差量の調整が困難である。
本発明は、このような課題を解決したものであって、ユーザーが視差量を調整せずとも最適化された視差量を得るようにし、設置環境に依存しない視差量自動調整機能付き表示装置を提供することを目的とする。
上述した課題は、左眼用映像と右眼用映像の視差量の情報を含む映像信号を映像に変換して当該映像をスクリーンに表示する映像表示部と、映像表示部とスクリーンとの距離である投影距離を検出する投影距離検出部と、投影距離検出部によって検出された投影距離を用いてスクリーンに表示される映像の表示サイズを算出する表示サイズ算出部と、映像信号から視差量の情報を検出する視差量検出部と、スクリーンに表示される映像の表示サイズと視差量検出部で検出された視差量の情報とを使用して視差量を調整する視差量調整部とを備える表示装置によって解決される。
本発明に係る表示装置によれば、映像表示部は、左眼用映像と右眼用映像の視差量の情報を含む映像信号を映像に変換して当該映像をスクリーンに表示する。投影距離検出部は、映像表示部とスクリーンとの距離である投影距離を検出する。表示サイズ算出部は、投影距離検出部によって検出された投影距離を用いてスクリーンに表示される映像の表示サイズを算出する。視差量検出部は、映像信号から視差量の情報を検出する。視差量調整部は、スクリーンに表示される映像の表示サイズと視差量検出部で検出された視差量の情報とを使用して視差量を調整する。この構成より、最適化された視差量を得ることができる。
本発明に係る表示方法は、左眼用映像及び右眼用映像をスクリーンに表示する表示装置が、左眼用映像と右眼用映像の視差量の情報を含む映像信号を受信して映像信号から前記視差量の情報を検出する第1のステップと、当該表示装置とスクリーンとの間の距離である投影距離を検出する第2のステップと、検出された投影距離を用いてスクリーンに表示される映像の表示サイズを算出する第3のステップと、算出された映像の表示サイズと検出された視差量の情報とを使用して視差量を調整する第4のステップと、調整された視差量で映像をスクリーンに表示する第5のステップとを有するものである。
本発明に係る表示システムは、左眼用映像と右眼用映像の視差量の情報を含む映像信号を映像に変換して当該映像をスクリーンに表示する第1の映像表示部と、第1の映像表示部とスクリーンとの距離である投影距離を検出する第1の投影距離検出部と、第1の投影距離検出部によって検出された投影距離を用いてスクリーンに表示される映像の表示サイズを算出する第1の表示サイズ算出部と、映像信号から視差量の情報を検出する第1の視差量検出部と、スクリーンに表示される映像の表示サイズと第1の視差量検出部で検出された視差量の情報とを使用して視差量を調整する第1の視差量調整部とを有する第1の表示装置と、左眼用映像と右眼用映像の視差量の情報を含む映像信号を映像に変換して当該映像をスクリーンに表示する第2の映像表示部と、第2の映像表示部とスクリーンとの距離である投影距離を検出する第2の投影距離検出部と、第2の投影距離検出部によって検出された投影距離を用いてスクリーンに表示される映像の表示サイズを算出する第2の表示サイズ算出部と、映像信号から視差量の情報を検出する第2の視差量検出部と、スクリーンに表示される映像の表示サイズと第2の視差量検出部で検出された視差量の情報とを使用して視差量を調整する第2の視差量調整部とを有する第2の表示装置とを備えるものである。
本発明に係る表示装置、表示方法及び表示システムによれば、映像の表示サイズと視差量の情報とを使用して視差量を調整する。これにより、ユーザーが視差量を調整せずとも最適化された視差量が得られるので、自動的に当該視差量を調整することができる。
発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態とする)について説明する。なお説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態(表示装置の構成例)
2.第2の実施の形態(2台の表示装置を用いる場合 その1)
3.第3の実施の形態(2台の表示装置を用いる場合 その2)
1.第1の実施の形態(表示装置の構成例)
2.第2の実施の形態(2台の表示装置を用いる場合 その1)
3.第3の実施の形態(2台の表示装置を用いる場合 その2)
<第1の実施の形態>
[表示装置の構成例]
以下、図面を参照しながら、本発明に係る表示装置について説明する。図1は、第1の実施の形態に係る表示装置100の構成例を示す説明図である。図1に示す表示装置100は、3次元立体映像を表示させる前面投影型のプロジェクタ装置等に適用可能なものである。
[表示装置の構成例]
以下、図面を参照しながら、本発明に係る表示装置について説明する。図1は、第1の実施の形態に係る表示装置100の構成例を示す説明図である。図1に示す表示装置100は、3次元立体映像を表示させる前面投影型のプロジェクタ装置等に適用可能なものである。
図1に示すように、表示装置100には映像信号Sinが入力される。映像信号Sinは、左眼用画像信号L1,L2,L3、右眼用画像信号R1,R2,R3及び図示しない視差量の情報で構成されている。表示装置100には、左眼用画像信号L1、右眼用画像信号R1、左眼用画像信号L2、右眼用画像信号R2、左眼用画像信号L3、右眼用画像信号R3というように左眼用画像信号と右眼用画像信号が時分割多重されて入力される。その入力された順番でスクリーン20に映像が表示される。
表示装置100は、入射信号D1をスクリーン20に放射し、当該スクリーン20から反射された反射信号D2を受信することで当該表示装置100とスクリーン20との間の距離(以下、投影距離という)を検出する。表示装置100は、この検出された投影距離と映像信号Sinに含まれる視差量の情報とを使用して視差量を調整し、視差量が調整された左右視差映像をスクリーン20に表示させる。
鑑賞者は、液晶シャッター眼鏡40をかけてスクリーン20に表示された映像を見る。液晶シャッター眼鏡40は、左眼側のシャッターがOFFの時に右眼側のシャッターをON、左眼側のシャッターがONの時に右眼側のシャッターをOFFといったように交互に左眼側のシャッターと右眼側のシャッターのON/OFF動作を繰り返す。液晶シャッター眼鏡40のON/OFF動作は,表示装置100から出力される垂直同期信号Svに同期して行われる。この構成により、鑑賞者の左眼には左眼用映像のみを入力させることができ、右眼には右眼用映像のみを入力させることができる。
このようにスクリーン20に表示された左右視差映像を、鑑賞者は、液晶シャッター眼鏡40をかけてスクリーン20に表示された映像を見ることで3次元立体映像を鑑賞することができる。
図2は、表示装置100の構成例を示すブロック図である。図2に示すように、表示装置100は、視差量調整部102、映像表示部103、視差量検出部105、表示サイズ算出部106及び投影距離検出部108で構成されている。また、表示装置100は、映像信号入力部101及びズーム量検出部107をさらに備えている。
左眼用映像と右眼用映像の視差量の情報を含む映像信号Sinが外部装置60から映像信号入力部101に入力される。映像信号入力部101には視差量検出部105が接続されている。視差量検出部105は、映像信号Sinに含まれる視差量の情報を検出する。
映像信号入力部101及び視差量検出部105には視差量調整部102が接続されている。視差量調整部102は、映像信号入力部101から出力された映像信号Sinを受信し、視差量検出部105から出力された視差量の情報を受信し、後述する表示サイズ算出部106から映像の表示サイズを受信する。視差量調整部102は、視差量の情報と映像の表示サイズとを使用して視差量を算出し、その算出された視差量に基づいて映像信号Sinから得られる左右視差映像の視差量を調整する。
視差量調整部102には映像表示部103が接続されている。映像表示部103は、視差量が調整された左右視差映像の情報を受信し、各種処理を施してその左右視差映像の情報を映像に変換する。また、映像表示部103は図示しないズームレンズを備えており、映像を当該ズームレンズで拡大してスクリーン20に表示させる機能を有する。
投影距離検出部108は投影距離を検出する。例えば、入射信号D1をスクリーン20に放射し、当該スクリーン20から反射された反射信号D2を受信することで投影距離を検出する。この入射信号D1には、超音波を用いても良いし、赤外線レーザー又は赤色レーザーを用いても良い。
投影距離検出部108には表示サイズ算出部106が接続されている。表示サイズ算出部106は、投影距離の情報と後述するズーム量検出部107から検出されるズーム量の情報とを使用してスクリーン20に表示される映像の表示サイズを算出する。
前述の映像表示部103にはズーム量検出部107が接続されている。ズーム量検出部107は、ズームレンズの拡大倍率であるズーム量を検出する。また、ズーム量検出部107は、ズーム量の情報を保持する機能を有しており、例えば、ズームレンズにより映像が1.5倍に拡大されている場合には、「1.5倍」という情報を保持する。ズーム量検出部107には表示サイズ算出部106が接続されており、当該ズーム量検出部107はズーム量の情報を表示サイズ算出部106に出力する。
このような構成により、ユーザーが視差量を調整せずとも最適化された視差量が得られるので、自動的に当該視差量を調整することができる。
さらに、表示装置100の各部の機能について詳細に説明する。映像信号入力部101は、例えば、Blu−ray(登録商標)プレーヤーやDVDプレーヤー等の再生機器である外部装置60との接続が可能なDVI(Digital Visual Interface)やHDMI(High-Definition Multimedia Interface)等のインターフェースを有している。表示装置100と外部装置60がDVI又はHDMI端子で接続された場合、電気信号の伝送は差動信号を用いる。
その差動信号には、例えば、TMDS(Transition Minimized Differential Signaling)が使用される。TMDSを使用することにより、複数のパラレルの映像信号をシリアライズすることで信号の本数を削減することができる。映像信号入力部101は、そのTMDSで入力された映像信号をデシリアライズすることでパラレルの映像信号に変換することができる。
視差量検出部105は、映像信号入力部101に入力された映像信号Sinに含まれる左右視差映像の視差量の情報を検出する。左右視差映像の視差量の情報が外部装置60で判別されている場合、視差量検出部105は、その視差量の情報を検出する機能を有する。また、視差量検出部105は、外部装置60から検出された視差量の情報を保持する。
図3は、視差量のイメージ例を示す説明図である。視差量の情報は長さで表してもよいし、ピクセル数で表してもよい。図3に示すように、視差量を長さで表す場合、左眼用映像130と右眼用映像140とはd1ずれているので、視差量はd1となる。また、視差量をピクセル数で表す場合、左眼用映像130と右眼用映像140とは4ピクセルずれているので、視差量は4ピクセルとなる。視差量検出部105は、視差量の情報をd1又は4ピクセルとして保持する。
投影距離検出部108は、投影距離を計測する機能を有する。投影距離は、超音波による距離計測や赤外線レーザー又は赤色レーザーによる距離計測で検出される。
超音波による距離計測について説明する。投影距離検出部108がスクリーン20に向けて超音波を入射信号D1として発信する。発信された入射信号D1がスクリーン20で反射し、その反射された信号を反射信号D2として投影距離検出部108が受信する。また、投影距離検出部108は、入射信号D1を発信してから反射信号D2を受信するまでの時間(超音波の伝搬時間)を計測して当該時間から投影距離を算出するようになされる。このようにして、投影距離検出部108は投影距離を計測することができる。
次に、赤外線レーザー又は赤色レーザーによる距離計測について説明する。投影距離検出部108がスクリーン20に向けて赤外線又は赤色のレーザー光を入射信号D1’として照射する。照射された入射信号D1’がスクリーン20で反射し、その反射された信号を反射信号D2’として投影距離検出部108が受信する。
赤外線レーザー又は赤色レーザーによる距離計測方法には、タイムオブフライト方式や三角測距方式等がある。タイムオブフライト方式は、超音波による距離計測と同様に、投影距離検出部108が入射信号D1’を発射してから反射信号D2’を受信するまでの時間(光の伝搬時間)を計測して当該時間から投影距離を算出する方式である。三角測距方式は、投影距離検出部108に直線状の受光素子が設けられ、反射信号D2’が当該受光素子のどの位置で受光されたかを検知して投影距離を算出する方式である。
投影距離の計測は、表示装置100の電源が投入された時に行ってもよいし、映像信号Sinが入力された時に行ってもよいし、数秒又は数分程度の周期で行ってもよい。また、投影距離計測の分解能及び測定距離範囲は、例えば、数十cmから10m以上の範囲内で、当該分解能が約1cmである。
表示サイズ算出部106は、スクリーン20に表示される映像の表示サイズを算出する機能を有する。図4は、投影距離と表示サイズの関係例を示すグラフである。図4に示すように、横軸は投影距離、縦軸は表示サイズである。図4の黒丸の直線は、ズームレンズの拡大倍率が1倍に固定されたときの投影距離と表示サイズの関係例を示し、三角の破線は、ズームレンズの拡大倍率が2倍に固定されたときの投影距離と表示サイズの関係例を示している。
ズームレンズの拡大倍率が一定のとき、投影距離と表示サイズとは比例関係にある。表示サイズ算出部106は、図3に示すような投影距離と表示サイズとの比例関係に基づいて検出された投影距離を所望の表示サイズに換算することができる。
映像表示部103は、視差量調整部102から出力された映像信号Sinに基づいて映像を生成し、当該映像表示部103が備えるズームレンズでスクリーン20に表示させる機能を有する。また、映像表示部103は、スクリーン20に表示される水平及び垂直の解像度の情報を保持する機能を有する。
図5は、映像表示部103の構成例を示す説明図である。図5に示すように、映像表示部103は、光源111、ダイクロイックミラー112,113、反射ミラー114,115,116、赤色用液晶パネル(以下、液晶パネル117という)、緑色用液晶パネル(以下、液晶パネル118という)、青色用液晶パネル(以下、液晶パネル119という)、ダイクロイックプリズム120及びズームレンズ104で構成されている。
視差量調整部102から出力された映像信号Sinは、光源111及び液晶パネル117,118,119に送出される。光源111は、映像信号Sinにより点灯を開始又は終了したり、発光強度を調整したりするような点灯制御がなされる。例えば、光源111には、メタルハライドランプ、ハロゲンランプ及びキセノンランプ等で構成される。
図5に示すように、光源111から放出された光がダイクロイックミラー112で透過及び反射される。ダイクロイックミラー112を透過した光は反射ミラー115で反射され液晶パネル117を照射する。また、ダイクロイックミラー112で反射された光は、ダイクロイックミラー113で透過及び反射される。ダイクロイックミラー113で反射された光は、液晶パネル118を照射する。また、ダイクロイックミラー113を透過した光は反射ミラー114を反射する。反射ミラー114で反射された光は、反射ミラー116によって反射され、液晶パネル119を照射する。
液晶パネル117,118,119は、受信した映像信号Sinを映像に変換する機能を有する。液晶パネル117,118,119は、映像信号Sinに基づいて画像を当該液晶パネル117,118,119内に形成する。光源111より放出された光を画像が形成された液晶パネル117,118,119に照射することで、当該液晶パネル117,118,119に照射された光は当該液晶パネル117,118,119を透過する。
このように、液晶パネル117,118,119は、画像が形成された当該液晶パネル117,118,119内に光を透過させて、赤色、緑色及び青色の画像をダイクロイックプリズム120に出力する。ダイクロイックプリズム120は、液晶パネル117,118,119から赤色、緑色及び青色の映像をそれぞれ受信し、当該映像を合成することで、ズームレンズ104に映像を出力する。ズームレンズ104は、出力された映像をスクリーン20に表示させる。
視差量調整部102は、視差量検出部105で検出された視差量の情報と表示サイズ算出部106で算出された表示サイズとを用いて視差量を調整する。視差量検出部105で検出された視差量の情報をdp1[pixel]、表示サイズ算出部106で算出されたスクリーン20に表示される映像の水平方向の長さをW[mm]、スクリーン20に表示される映像の水平解像度をH[pixel]、視差量を調整する前の視差量をdl1[mm]、視差量を調整した後の視差量をdl2[mm]とする。
視差量調整部102では、視差量検出部105で検出された視差量の情報dp1と、表示サイズ算出部106で算出された映像の水平方向の長さWと、映像表示部103で保持された水平解像度Hが記憶される。視差量調整部102は、視差量の情報dp1、映像の水平方向の長さW及び水平解像度Hを用いて、視差量dl1を下記の(1)式より算出する。
視差量調整部102は、算出されたdl1に基づいて視差量を調整するか否かを判定する。図15で示したように、視差量が大きすぎる場合には視差量の調整を行う。例えば、人間の左右の眼の間隔の平均は、約65mmであるため、65mmを視差量の調整を行う基準値とし、dl1が65mmを超える場合に視差量の調整を行う。また、鑑賞者が、視差量の調整を行う基準値を任意に設定しても良い。
視差量調整部102は、視差量を調整した後の視差量dl2を例えば65mm以下になるように予め設定しておく。また、鑑賞者が任意に視差量dl2を設定しても良い。また、視差量調整部102は、設定された視差量dl2となるように左右視差映像を水平方向にシフトさせる。視差量を調整しないと判定された場合、視差量調整部102は視差量の調整を行わず、視差量はdl2=dl1とする。
図6は、視差量調整部102の動作例を示すフローチャートである。図6に示すようにステップST1で、視差量調整部102は、視差量の情報dp1と、映像の水平方向の長さWと、映像の水平解像度Hとを取得する。
次にステップST2に移行し、視差量調整部102は、取得した視差量の情報dp1、映像の水平方向の長さW及び映像の水平解像度Hを用いて前述の数1を用いて視差量dl1を算出する。
ステップST3に移行し、視差量調整部102は、算出された視差量dl1から視差量の調整が必要か否かを判定する。例えば、視差量dl1>65mmかどうかを判定する。
視差量の調整が必要である(例えば、視差量dl1>65mmである)場合、ステップST4に移行し、視差量調整部102は、左右視差映像をdl2となるように水平方向に映像をシフトさせてST1に移行する。例えば、視差量dl2は、dl2<65mmに予め設定されて保持されている。
視差量の調整が必要でない(例えば、視差量dl1≦65mmである)場合、ステップST5に移行し、視差量調整部102は、視差量の調整は行わず、dl2=dl1に設定してST1に移行する。
次に、本発明に係る表示方法について説明する。図7は、表示装置100の動作例を示すフローチャートである。図7に示すように、ステップST11で、映像信号入力部101は、左眼用映像と右眼用映像の視差量の情報dp1を含む映像信号Sinを受信する。
ステップST12に移行し、視差量検出部105は、受信した映像信号Sinから視差量の情報dp1を検出する。
ステップST13に移行し、投影距離検出部108は、表示装置100又は映像表示部103と映像が表示されるスクリーン20との間の距離である投影距離を超音波やレーザーを用いて検出する。
ステップST14に移行し、ズーム量検出部107は、映像表示部103が有しているズームレンズの拡大倍率であるズーム量を検出する。
ステップST15に移行し、ズーム量検出部107は、ズーム量設定が完了したか否かを判定する。ズーム量はユーザーによって設定される。例えば、表示装置100に図示しないズーム量設定ボタンを設け、ユーザーが当該ボタンを押すことで任意にズーム量を設定することができる。そのズーム量設定ボタンが押されたか否かをズーム量検出部107が感知し、当該ボタンが押された場合には、ステップST14に移行し、ズーム量検出部107は再度ズーム量を検出する。ズーム量設定ボタンが押されない場合には、ステップST16に移行する。
ステップST16では、表示サイズ算出部106がステップST13にて検出された投影距離とステップST14にて検出されたズーム量とを用いてスクリーン20に表示される映像の表示サイズを算出する。
ステップST17に移行し、視差量調整部102は、視差量検出部105で検出された視差量の情報dp1を視差量dl1に変換させ、当該視差量dl1と表示サイズ算出部106で算出された映像の表示サイズとを使用してスクリーン20に表示される映像の視差量を調整する。
ステップST18に移行し、映像表示部103は、視差量調整部102で調整された視差量で左右視差映像をスクリーン20に表示する。
このように、第1の実施の形態に係る表示装置100及び表示方法によれば、表示サイズ算出部106で算出された映像の表示サイズと視差量検出部105で検出された視差量の情報とを使用して視差量を調整する視差量調整部102を備える。
これにより、ユーザーが視差量を調整せずとも最適化された視差量が得られるので、自動的に当該視差量を調整することができる。この結果、設置環境に依存しない視差量自動調整機能付き表示装置100を提供することができる。
<第2の実施の形態>
[2台の表示装置を用いる場合(その1)]
図8は、第2の実施の形態に係る表示システム200の構成例を示す説明図であり、図9はそのブロック図である。図8及び図9に示す表示システム200は、前述の第1の実施の形態に記載の表示装置100を2台使用して左右視差映像を表示させるものである。
[2台の表示装置を用いる場合(その1)]
図8は、第2の実施の形態に係る表示システム200の構成例を示す説明図であり、図9はそのブロック図である。図8及び図9に示す表示システム200は、前述の第1の実施の形態に記載の表示装置100を2台使用して左右視差映像を表示させるものである。
図8及び図9に示すように、表示システム200は、左眼用映像を表示させる第1の表示装置(以下、表示装置200Aという)と右眼用映像を表示させる第2の表示装置(以下、表示装置200Bという)とで構成されている。
表示装置200Aは、第1の視差量調整部(以下、視差量調整部202Aという)、第1の映像表示部(以下、映像表示部203Aという)、第1の視差量検出部(以下、視差量検出部205Aという)、第1の表示サイズ算出部(以下、表示サイズ算出部206Aという)及び第1の投影距離検出部(以下、投影距離検出部208Aという)で構成されている。また、表示装置200Aは、第1の映像信号入力部(以下、映像信号入力部201Aという)、第1の偏光フィルタ(以下、偏光フィルタ210Aという)及び第1のズーム量検出部(以下、ズーム量検出部207Aという)をさらに備えている。
表示装置200Bは、第2の視差量調整部(以下、視差量調整部202Bという)、第2の映像表示部(以下、映像表示部203Bという)、第2の視差量検出部(以下、視差量検出部205Bという)、第2の表示サイズ算出部(以下、表示サイズ算出部206Bという)及び第2の投影距離検出部(以下、投影距離検出部208Bという)で構成されている。また、表示装置200Bは、第2の映像信号入力部(以下、映像信号入力部201Bという)、第2の偏光フィルタ(以下、偏光フィルタ210Bという)及び第2のズーム量検出部(以下、ズーム量検出部207Bという)をさらに備えている。
視差量調整部202A,202B、映像表示部203A,203B、視差量検出部205A,205B、表示サイズ算出部206A,206B、投影距離検出部208A,208B、映像信号入力部201A,201B及びズーム量検出部207A,207Bは、第1の実施の形態で説明した視差量調整部102、映像表示部103、視差量検出部105、表示サイズ算出部106、投影距離検出部108、映像信号入力部101、及びズーム量検出部107とそれぞれ同じ機能を有しているので、その説明を省略する。
映像信号入力部201Aには外部装置60から左眼用画像信号L1,L2,L3及び左右視差映像の視差量の情報で構成される映像信号SLinが入力される。また、映像信号入力部201Bには外部装置60から右眼用画像信号R1,R2,R3及び左右視差映像の視差量の情報で構成される映像信号SRinが入力される。
本実施の形態では、映像信号SLinと映像信号SRinの両方の信号に左右視差映像の視差量の情報が含まれることを前提に説明するが、映像信号SLin又は映像信号SRinのどちらか一方に左右視差映像の視差量の情報が含まれていれば視差量の調整を行うことができる。
投影距離検出部208Aは、入射信号D1Aをスクリーン20に放射し、当該スクリーン20から反射された反射信号D2Aを受信することで映像表示部203Aとスクリーン20との間の距離(以下、左眼用投影距離という)を検出する。
視差量調整部202Aは、この検出された左眼用投影距離と映像信号SLinに含まれる視差量の情報とを使用して視差量を調整する。映像表示部203Aを構成している図示しないズームレンズには偏光フィルタ210Aが設けられており、表示装置200Aは、視差量が調整された左眼用映像を偏光させてスクリーン20に表示させる。
一方、投影距離検出部208Bは、入射信号D1Bをスクリーン20に放射し、当該スクリーン20から反射された反射信号D2Bを受信することで映像表示部203Bとスクリーン20との間の距離(以下、右眼用投影距離という)を検出する。
視差量調整部202Bは、この検出された右眼用投影距離と映像信号SRinに含まれる視差量の情報とを使用して視差量を調整する。映像表示部203Bを構成している図示しないズームレンズには偏光フィルタ210Bが設けられており、表示装置200Bは、視差量が調整された右眼用映像をスクリーン20に表示させる。
鑑賞者は、偏光眼鏡50をかけてスクリーン20に表示された映像を見る。偏光眼鏡50は、当該偏光眼鏡50の左眼側のレンズに左眼用偏光フィルタ210Aで偏光された左眼用映像が入力されるように偏光フィルタが設けられている。また、当該偏光眼鏡50の右眼側のレンズに偏光フィルタ210Bで偏光された右眼用映像が入力されるように偏光フィルタが設けられている。
この構成により、鑑賞者は、偏光眼鏡50を使用することで、鑑賞者の左眼には左眼用映像のみを入力させることができ、右眼には右眼用映像のみを入力させることができる。鑑賞者は、偏光眼鏡50をかけてスクリーン20に表示された映像を見ることで3次元立体映像を鑑賞することができる。
次に、表示システム200の動作について説明する。図10は表示システム200の動作例を示すフローチャートである。図10に示すように、ステップST21乃至ステップST28は表示装置200Aの動作であり、ステップST29乃至ステップST36は表示装置200Bの動作である。
ステップST21では、映像信号入力部201Aは、左眼用映像と右眼用映像の視差量の情報を含む映像信号SLinを受信する。
ステップST22に移行し、視差量検出部205Aは、受信した映像信号SLinから視差量の情報を検出する。
ステップST23に移行し、投影距離検出部208Aは、映像表示部203Aと映像が表示されるスクリーン20との間の距離である投影距離を超音波やレーザーを用いて検出する。
ステップST24に移行し、ズーム量検出部207Aは、映像表示部203Aが有しているズームレンズの拡大倍率であるズーム量を検出する。
ステップST25に移行し、ズーム量検出部207Aは、ズーム量設定が完了したか否かを判定する。ズーム量設定が完了していない場合には、ステップST24に移行し、ズーム量検出部207Aは再度ズーム量を検出する。ズーム量設定が完了した場合には、ステップST26に移行する。
ステップST26では、表示サイズ算出部206AがステップST23にて検出された投影距離とステップST24にて検出されたズーム量とを用いてスクリーン20に表示される映像の表示サイズを算出する。
ステップST27に移行し、視差量調整部202Aは、視差量検出部205Aで検出された視差量の情報を視差量に変換させ、その変換された視差量と表示サイズ算出部206Aで算出された映像の表示サイズとを使用してスクリーン20に表示される映像の視差量を調整する。
ステップST28に移行し、映像表示部203Aは、視差量調整部202Aで調整された視差量で偏光フィルタ210Aを介して左眼用映像をスクリーン20に表示する。
また、ステップST29では、映像信号入力部201Bは、左眼用映像と右眼用映像の視差量の情報を含む映像信号SRinを受信する。
ステップST30に移行し、視差量検出部205Bは、受信した映像信号SRinから視差量の情報を検出する。
ステップST31に移行し、投影距離検出部208Bは、映像表示部203Bと映像が表示されるスクリーン20との間の距離である投影距離を超音波やレーザーを用いて検出する。
ステップST32に移行し、ズーム量検出部207Bは、映像表示部203Bが有しているズームレンズの拡大倍率であるズーム量を検出する。
ステップST33に移行し、ズーム量検出部207Bは、ズーム量設定が完了したか否かを判定する。ズーム量設定が完了していない場合には、ステップST32に移行し、ズーム量検出部207Bは再度ズーム量を検出する。ズーム量設定が完了した場合には、ステップST34に移行する。
ステップST34では、表示サイズ算出部206BがステップST31にて検出された投影距離とステップST32にて検出されたズーム量とを用いてスクリーン20に表示される映像の表示サイズを算出する。
ステップST35に移行し、視差量調整部202Bは、視差量検出部205Bで検出された視差量の情報を視差量に変換させ、その変換された視差量と表示サイズ算出部206Bで算出された映像の表示サイズとを使用してスクリーン20に表示される映像の視差量を調整する。
ステップST36に移行し、映像表示部203Bは、視差量調整部202Bで調整された視差量で偏光フィルタ210Bを介して右眼用映像をスクリーン20に表示する。
このように、第2の実施の形態に係る表示システム200によれば、表示サイズ算出部206A,206Bで算出された映像の表示サイズと視差量検出部205A,205Bで検出された視差量の情報とを使用して視差量を調整する視差量調整部202A,202Bを備える。
これにより、ユーザーが視差量を調整せずとも最適化された視差量が得られるので、自動的に当該視差量を調整することができる。この結果、2台の表示装置200A,200Bを使用した設置環境に依存しない視差量自動調整機能付き表示システム200を提供することができる。
<第3の実施の形態>
[2台の表示装置を用いる場合(その2)]
図11は、第3の実施の形態に係る表示システム300の構成例を示す説明図であり、図12はそのブロック図である。図11及び図12に示す表示システム300は、前述の第2の実施の形態に記載の表示システム200に視差量の情報を作成する機能をもたせたものである。第2の実施の形態と同じ名称及び符号のものは同じ機能を有するので、その説明を省略する。
[2台の表示装置を用いる場合(その2)]
図11は、第3の実施の形態に係る表示システム300の構成例を示す説明図であり、図12はそのブロック図である。図11及び図12に示す表示システム300は、前述の第2の実施の形態に記載の表示システム200に視差量の情報を作成する機能をもたせたものである。第2の実施の形態と同じ名称及び符号のものは同じ機能を有するので、その説明を省略する。
図11及び図12に示すように、表示システム300は、左眼用映像を表示させる第1の表示装置(以下、表示装置300Aという)と右眼用映像を表示させる第2の表示装置(以下、表示装置300Bという)とで構成されている。
表示装置300Aは、第1の視差量調整部(以下、視差量調整部302Aという)、映像表示部203A、視差量処理部305、表示サイズ算出部206A、投影距離検出部208A及び入力映像リピート部309で構成されている。また、表示装置300Aは、第1の映像信号入力部(以下、映像信号入力部301Aという)、偏光フィルタ210A及びズーム量検出部207Aをさらに備えている。
表示装置300Bは、第2の視差量調整部(以下、視差量調整部302Bという)、映像表示部203B、表示サイズ算出部206B及び投影距離検出部208Bで構成されている。また、表示装置300Bは、第2の映像信号入力部(以下、映像信号入力部301Bという)、偏光フィルタ210B及びズーム量検出部207Bをさらに備えている。
映像信号入力部301Aには、外部装置70から左眼用画像信号L1,L2,L3で構成される映像信号SLin及び右眼用画像信号R1,R2,R3で構成される映像信号SRinが入力される。外部装置70は、視差量の情報を送出する機能を有していないため、映像信号SLin,SRinには視差量の情報は含まれない。
映像信号入力部301Aには入力映像リピート部309が接続されており、当該入力映像リピート部309は映像信号入力部301Aから出力された映像信号SRinを受信する。入力映像リピート部309には表示装置300Bを構成している映像信号入力部301Bが接続されている。入力映像リピート部309は映像信号入力部301Bに映像信号SRinを送出する。
また、映像信号入力部301Aには視差量処理部305が接続されており、当該視差量処理部305は映像信号入力部301Aから出力された映像信号SLin,SRinを受信し、当該映像信号SLin,SRinを使用してステレオマッチング処理を施して視差量の情報を作成する。また、視差量処理部305の機能を視差量調整部302Aが有していても良い。
ステレオマッチング処理は、映像信号SLin,SRinから得られる左眼用画像と右眼用画像に対し、各画像を小領域に分割し、小領域毎に類似している左眼用画像と右眼用画像との距離をそれぞれ算出して互いの相関を求める処理である。このようなステレオマッチング画像処理を施すことで、左右視差映像の視差量の情報を作成することができる。
視差量処理部305には視差量調整部302Aが接続されている。視差量調整部302Aは、視差量処理部305で作成された視差量の情報を受信し、当該受信した視差量の情報と表示サイズ算出部206Aで算出された映像の表示サイズとに基づいて視差量を調整する。また、視差量調整部302Aは、視差量処理部305で作成された視差量の情報を視差量調整部302Bに通知する。
視差量調整部302Bは、その通知された視差量の情報と表示サイズ算出部206Bで算出された映像の表示サイズとに基づいて前述の映像信号入力部301Bから出力された映像信号SRinの視差量を調整する。
本実施の形態では、入力映像リピート部309が映像信号SRinを映像信号入力部301Bに入力するようにしたが、もちろん、映像信号SLinを映像信号入力部301Bに入力することも可能である。その場合、表示装置300Aには右眼用映像を表示させ、表示装置300Bには左眼用映像を表示させる。
次に、表示システム300の動作について説明する。図13は表示システム300の動作例を示すフローチャートである。図13に示すように、ステップST41乃至ステップST50は表示装置300Aの動作であり、ステップST51乃至ステップST58は、表示装置300Bの動作である。
ステップST41では、映像信号入力部301Aは、左眼用映像及び右眼用映像を含む映像信号SLin,SRinを受信する。
ステップST42に移行し、入力映像リピート部309は、受信した右眼用映像の映像信号SRinを映像信号入力部301Bに送信する。
ステップST43に移行し、視差量処理部305は、受信した映像信号SLin,SRinに基づいてステレオマッチング処理を施し、視差量の情報を作成する。
ステップST44に移行し、視差量調整部302Aは、視差量処理部305で作成された視差量の情報を視差量調整部302Bに通知する。
ステップST45に移行し、投影距離検出部208Aは、映像表示部203Aと映像が表示されるスクリーン20との間の距離である投影距離を超音波やレーザーを用いて検出する。
ステップST46に移行し、ズーム量検出部207Aは、映像表示部203Aが有しているズームレンズの拡大倍率であるズーム量を検出する。
ステップST47に移行し、ズーム量検出部207Aは、ズーム量設定が完了したか否かを判定する。ズーム量設定が完了していない場合には、ステップST46に移行し、ズーム量検出部207Aは再度ズーム量を検出する。ズーム量設定が完了した場合には、ステップST48に移行する。
ステップST48では、表示サイズ算出部206AがステップST45にて検出された投影距離とステップST46にて検出されたズーム量とを用いてスクリーン20に表示される映像の表示サイズを算出する。
ステップST49に移行し、視差量調整部302Aは、視差量処理部305で作成された視差量の情報を視差量に変換させ、その変換された視差量と表示サイズ算出部206Aで算出された映像の表示サイズとを使用してスクリーン20に表示される映像の視差量を調整する。
ステップST50に移行し、映像表示部203Aは、視差量調整部302Aで調整された視差量で偏光フィルタ210Aを介して左眼用映像をスクリーン20に表示する。
また、ステップST51では、映像信号入力部301Bは、ステップST42で入力映像リピート部309より送信された右眼用映像を含む映像信号SRinを受信する。
ステップST52に移行し、視差量調整部302Bは、ステップST44で視差量調整部302Aが通知した視差量の情報を受信する。
ステップST53に移行し、投影距離検出部208Bは、映像表示部203Bと映像が表示されるスクリーン20との間の距離である投影距離を超音波やレーザーを用いて検出する。
ステップST54に移行し、ズーム量検出部207Bは、映像表示部203Bが有しているズームレンズの拡大倍率であるズーム量を検出する。
ステップST55に移行し、ズーム量検出部207Bは、ズーム量設定が完了したか否かを判定する。ズーム量設定が完了していない場合には、ステップST54に移行し、ズーム量検出部207Bは再度ズーム量を検出する。ズーム量設定が完了した場合には、ステップST56に移行する。
ステップST56では、表示サイズ算出部206Bが、ステップST53にて検出された投影距離とステップST54にて検出されたズーム量とを用いてスクリーン20に表示される映像の表示サイズを算出する。
ステップST57に移行し、視差量調整部302Bは、視差量調整部302Aで通知された視差量の情報を視差量に変換させ、その変換された視差量と表示サイズ算出部206Bで算出された映像の表示サイズとを使用してスクリーン20に表示される映像の視差量を調整する。
ステップST58に移行し、映像表示部203Bは、視差量調整部202Bで調整された視差量で偏光フィルタ210Bを介して右眼用映像をスクリーン20に表示する。
このように、第3の実施の形態に係る表示システム300によれば、外部装置70から視差量の情報が含まれない映像信号を受信したとき、視差量処理部305がステレオマッチング画像処理によって視差量の情報を作成し、視差量調整部302Aが作成された視差量の情報を視差量調整部302Aに通知する。
これにより、外部装置70から視差量の情報を受信しなくても、視差量の情報が作成され、また、ユーザーが視差量を調整せずとも最適化された視差量が得られるので、自動的に当該視差量を調整することができる。また、表示装置300Bには視差量検出部が不要なので、表示装置300Bの負担が低減できる。
この結果、2台の表示装置300A,300Bを使用した設置環境に依存しない視差量自動調整機能付き表示システム300を提供することができる。
本発明は、3次元立体映像を表示させる前面投影型のプロジェクタ装置に適用して極めて有効である。
20・・・スクリーン、40・・・液晶シャッター眼鏡、50・・・偏光眼鏡、60,70・・・外部装置、100・・・表示装置、101・・・映像信号入力部、102・・・視差量調整部、103・・・映像表示部、104・・・ズームレンズ、105・・・視差量検出部、106・・・表示サイズ算出部、107・・・ズーム量検出部、108・・・投影距離検出部、111・・・光源、112,113・・・ダイクロイックミラー、114,115,116・・・反射ミラー、117・・・赤色用液晶パネル、118・・・緑色用液晶パネル、119・・・青色用液晶パネル、120・・・ダイクロイックプリズム、130,131,132,133,134・・・左眼用映像、140,141,142,143,144・・・右眼用映像、151,152・・・立体映像、160・・・鑑賞者の左眼、170・・・鑑賞者の右眼、200,300・・・表示システム、200A,300A・・・第1の表示装置、200B,300B・・・第2の表示装置、201A,301A・・・第1の映像信号入力部、201B,301B・・・第2の信号入力部、202A,302A・・・第1の視差量調整部、202B,302B・・・第2の視差量調整部、203A・・・第1の映像表示部、203B・・・第2の映像表示部、205A・・・第1の視差量検出部、205B・・・第2の視差量検出部、206A・・・第1の表示サイズ算出部、206B・・・第2の表示サイズ算出部、207A・・・第1のズーム量検出部、207B・・・第2のズーム量検出部、208A・・・第1の投影距離検出部、208B・・・第2の投影距離検出部、210A・・・第1の偏光フィルタ、210B・・・第2の偏光フィルタ、305・・・視差量処理部、309・・・入力映像リピート部
Claims (13)
- 左眼用映像と右眼用映像の視差量の情報を含む映像信号を映像に変換して当該映像をスクリーンに表示する映像表示部と、
前記映像表示部と前記スクリーンとの距離である投影距離を検出する投影距離検出部と、
前記投影距離検出部によって検出された前記投影距離を用いて前記スクリーンに表示される前記映像の表示サイズを算出する表示サイズ算出部と、
前記映像信号から前記視差量の情報を検出する視差量検出部と、
前記スクリーンに表示される前記映像の表示サイズと前記視差量検出部で検出された視差量の情報とを使用して視差量を調整する視差量調整部とを備える表示装置。 - 前記映像表示部には前記映像を拡大するズームレンズが設けられ、前記ズームレンズの拡大倍率をズーム量としたとき、
前記映像表示部にはズーム量検出部が接続され、
前記ズーム量検出部は、
前記ズーム量を検出する請求項1に記載の表示装置。 - 前記表示サイズ算出部は、
前記投影距離検出部で検出された前記投影距離と前記ズーム量検出部で検出された前記ズーム量とを用いて前記映像のサイズを算出する請求項1又は2に記載の表示装置。 - 前記投影距離検出部は、
超音波を用いて前記投影距離を検出する請求項3に記載の表示装置。 - 前記投影距離検出部は、
赤外線レーザー又は赤色レーザーを用いて前記投影距離を検出する請求項3に記載の表示装置。 - 前記映像表示部には前記映像信号を受信する映像信号入力部が接続され、
前記視差量調整部には視差量処理部が接続され、
前記視差量処理部は、
前記映像信号入力部に前記視差量の情報が受信されない場合、ステレオマッチング処理を施して前記視差量を調整する請求項1に記載の表示装置。 - 前記映像信号入力部には入力映像リピート部が接続され、
前記入力映像リピート部は、
入力された左眼用映像情報及び右眼用映像情報を受信し、前記左眼用映像情報又は前記右眼用映像情報のうち一方を送出する請求項6に記載の表示装置。 - 前記視差量調整部は、
調整された前記視差量の情報を通知する機能を有する請求項6に記載の表示装置。 - 前記視差量の情報は、
ピクセル数を用いる請求項1に記載の表示装置。 - 左眼用映像及び右眼用映像をスクリーンに表示する表示装置が、
前記左眼用映像と前記右眼用映像の視差量の情報を含む映像信号を受信して前記映像信号から前記視差量の情報を検出する第1のステップと、
当該表示装置と前記スクリーンとの間の距離である投影距離を検出する第2のステップと、
検出された前記投影距離を用いて前記スクリーンに表示される前記映像の表示サイズを算出する第3のステップと、
算出された前記映像の表示サイズと検出された前記視差量の情報とを使用して前記視差量を調整する第4のステップと、
調整された前記視差量で前記映像を前記スクリーンに表示する第5のステップとを有する表示方法。 - 左眼用映像と右眼用映像の視差量の情報を含む映像信号を映像に変換して当該映像をスクリーンに表示する第1の映像表示部と、前記第1の映像表示部と前記スクリーンとの距離である投影距離を検出する第1の投影距離検出部と、前記第1の投影距離検出部によって検出された前記投影距離を用いて前記スクリーンに表示される前記映像の表示サイズを算出する第1の表示サイズ算出部と、前記映像信号から前記視差量の情報を検出する第1の視差量検出部と、前記スクリーンに表示される前記映像の表示サイズと前記第1の視差量検出部で検出された視差量の情報とを使用して視差量を調整する第1の視差量調整部とを有する第1の表示装置と、
前記左眼用映像と前記右眼用映像の前記視差量の情報を含む前記映像信号を映像に変換して当該映像をスクリーンに表示する第2の映像表示部と、前記第2の映像表示部と前記スクリーンとの距離である投影距離を検出する第2の投影距離検出部と、前記第2の投影距離検出部によって検出された前記投影距離を用いて前記スクリーンに表示される前記映像の表示サイズを算出する第2の表示サイズ算出部と、前記映像信号から前記視差量の情報を検出する第2の視差量検出部と、前記スクリーンに表示される前記映像の表示サイズと前記第2の視差量検出部で検出された視差量の情報とを使用して視差量を調整する第2の視差量調整部とを有する第2の表示装置とを備える表示システム。 - 前記第1の映像表示部には前記映像信号を受信する映像信号入力部が接続され、前記第1の視差量調整部には視差量処理部が接続され、
前記視差量処理部は、前記映像信号入力部に前記視差量の情報が受信されない場合、ステレオマッチング処理を施して前記視差量を調整する請求項11に記載の表示システム。 - 前記映像信号入力部には入力映像リピート部が接続され、
前記入力映像リピート部は、
入力された左眼用映像情報及び右眼用映像情報を受信し、前記左眼用映像情報又は前記右眼用映像情報のうち一方を送出する請求項12に記載の表示システム。
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