JP2011030219A - ３次元映像の提供装置と受信装置、これを用いた３次元映像の提供方法と受信方法、そして３次元映像システム - Google Patents

Abstract

【課題】どのような姿勢でも偏光特性を持つディスプレイ装置から出力される３次元映像が視聴できるようにする３次元映像の提供装置と受信装置、これを用いた３次元映像の提供方法と受信方法、そして３次元映像システムを提供する。
【解決手段】３次元映像の受信装置は、交互に出力される映像信号の位相を変更させる位相変更部及び位相の変更された映像信号が交互に遮断されるようにする制御部を含む。これにより、偏光特性を持つディスプレイ装置から出力される３次元映像を、どのような姿勢でも不自由なく視聴できるようになる。
【選択図】図２

Description

本発明は、３次元映像の提供装置と受信装置、これを用いた３次元映像の提供方法と受信方法、そして３次元映像システムに関し、より詳細には偏光特性を持つディスプレイ装置から転送される３次元映像に関連した３次元映像の提供装置と受信装置、これを用いた３次元映像の提供方法と受信方法、そして３次元映像システムに関する。

３次元立体の映像技術は、情報通信、放送、医療、教育訓練、軍事、ゲーム、アニメーション、仮想現実、ＣＡＤ、産業技術等、その応用分野が非常に多様であり、このような様々な分野で共通して必要とされる次世代３次元立体のマルチメディア情報通信のコア基盤技術といえる。

一般的に、人が知覚する立体感は、観察しようとする物体の位置による水晶体の厚さの変化度合い、両眼と対象物との角度の差、そして左右眼に見える対象物の位置及び形態の相違、対象物の運動によって生じる時差、その他に各種心理及び記憶による効果等が複合的に作用して生じる。

その中でも、人の両眼が横方向に約６〜７ｃｍ程離れていることで生じる両眼時差(ｂｉｎｏｃｕｌａｒ ｄｉｓｐａｒｉｔｙ)は、立体感において最も重要な要因といえる。即ち、両眼時差によって対象物に対する角度の差が生じたままモノを見るようになり、この差によって各々の眼に入ってくるイメージが相互に異なる像を持つようになって、この２つの映像が網膜を通じて脳へと伝達されると、脳はこの２つの情報を正確に融合して本来の３次元立体映像を感じることができるのである。

立体映像のディスプレイ装置としては、特殊眼鏡を使う眼鏡式と、特殊眼鏡を使わない非眼鏡式に分けられる。眼鏡式は、相互補色関係にある色フィルターを用いて映像を分離選択する色フィルター方式、直交した偏光素子の組み合わせによる遮光効果を用いて左眼と右眼の映像を分離する偏光フィルター方式及び左眼映像信号と右眼映像信号をスクリーンに投射する同期信号に対応して左眼と右眼とを交互に遮断することで、立体感が感じられるようにするシャッターグラス方式が存在する。

この中のシャッターグラス方式は、両眼の時差を用いたディスプレイ方法として、ディスプレイ装置の映像提供と眼鏡の左右両眼のオン−オフを同期化し、各々異なる角度から観察された映像が頭脳作用による空間感を認識させるようにする方式である。

このようなシャッターグラス方式に使われるシャッターグラスは、偏光特性を持つディスプレイ装置から受信される左眼映像信号と右眼映像信号を受信し、効果的にユーザに提供するために、ディスプレイ装置の偏光特性と同一の偏光特性を持つように製作するのが一般的である。例えば、ディスプレイ装置が上下方向に偏光特性を持つ場合、シャッターグラスも上下方向に偏光特性を持つように製作され、ディスプレイ装置から提供される左眼映像と右眼映像の視聴に支障がないようにすることである。

しかし、この場合、ユーザがシャッターグラスを着用して座っていたり立った状態で３次元映像を視聴することには問題がないものの、首を左右に回したり、横になった状態で３次元映像を視聴するとなると、ディスプレイ装置の偏光特性とシャッターグラスの偏光特性とが相互に異なる方向を持つようになり、明るさの格段に落ちる３次元映像を視聴せざるを得ないという問題点が生じる。

特開１０−２００８−０００００２１号公報 特開１０−２００４−００２６０３２号公報 特開１０−２００７−００３１５１７号公報 特開１０−２００８−００４１１２９号公報

本発明は、上記のような問題点を解決するために案出されたものであり、本発明の目的は、どのような姿勢でも偏光特性を持つディスプレイ装置から出力される３次元映像が視聴できるようにする３次元映像の提供装置と受信装置、これを用いた３次元映像の提供方法と受信方法、そして３次元映像システムを提供することにある。

前記目的を達成するための本発明の一実施例に係る３次元映像の受信装置は、交互に出力される第１映像信号及び第２映像信号を受信し、前記第１映像信号及び前記第２映像信号の位相を変更させる位相変更部及び前記位相の変更された第１映像信号及び第２映像信号が交互に遮断されるようにする制御部を含む。

ここで、前記第１映像信号及び前記第２映像信号は線偏光の特性を持ち、前記位相変更部は、前記第１映像信号及び前記第２映像信号の位相を変更させ、前記第１映像信号及び前記第２映像信号の線偏光の特性が円偏光の特性に変更されるようにすることができる。

なお、前記第１映像信号は左眼映像信号であり、前記第２映像信号は右眼映像信号であることができる。

一方、本実施例に係る３次元映像の受信装置は、前記左眼映像信号が入力されるための左眼部及び前記右眼映像信号が入力されるための右眼部を更に含み、前記制御部は、前記左眼部及び前記右眼部に設けられたシャッターが開閉されるようにし、前記位相の変更された第１映像信号及び第２映像信号を交互に遮断することができる。

そして、前記位相変更部は、前記左眼部及び前記右眼部に付着される位相遅延フィルターで構成されることができる。

なお、本実施例に係る３次元映像の受信装置は、前記第１映像信号及び前記第２映像信号を転送する外部デバイスとの同期のための同期信号を受信する受信部を更に含み、前記制御部は、前記同期信号に基づいて前記位相の変更された第１映像信号及び第２映像信号を交互に遮断することができる。

一方、前記目的を達成するための本発明の一実施例に係る３次元映像の提供装置は、第１映像信号及び第２映像信号を生成する映像生成部、前記第１映像信号及び前記第２映像信号の位相を変更させる位相変更部及び前記位相の変更された第１映像信号及び第２映像信号を交互に出力する映像出力部を含む。

なお、前記目的を達成するための本発明の一実施例に係る３次元映像システムは、左眼映像信号及び右眼映像信号を交互に出力する映像出力装置、前記左眼映像信号及び前記右眼映像信号の位相を変更させるための位相変更装置及び前記位相の変更された左眼映像信号及び右眼映像信号を交互に受信するための映像受信装置を含む。

そして、前記目的を達成するための本発明の一実施例に係る３次元映像の提供方法は、交互に出力される第１映像信号及び第２映像信号を受信し、前記第１映像信号及び前記第２映像信号の位相を変更させるステップ及び前記位相の変更された第１映像信号及び第２映像信号を交互に遮断してユーザに提供するステップを含む。

ここで、前記第１映像信号及び前記第２映像信号は線偏光の特性を持ち、前記位相変更ステップは、前記第１映像信号及び前記第２映像信号の線偏光の特性が円偏光の特性に変更されるように、前記第１映像信号及び前記第２映像信号の位相を変更させることができる。

なお、前記第１映像信号は左眼映像信号であり、前記第２映像信号は右眼映像信号であることができる。

一方、前記目的を達成するための本発明の一実施例に係る３次元映像の受信方法は、左眼映像信号及び右眼映像信号を交互に出力するステップ、前記左眼映像信号及び前記右眼映像信号の位相を変更させるステップ及び前記位相の変更された左眼映像信号及び右眼映像信号を交互に受信するステップを含む。

本発明に係る３次元立体映像を受信するための３次元映像システムを示した図である。 本発明が適用可能なシャッターグラスのブロック図である。 線偏光の特性が円偏光の特性に変換される過程を説明するために提供される図である。 本発明の一実施例に係る３次元映像の提供／受信方法を説明するために提供される図である。 ディスプレイ装置及びシャッターグラスと別途に存在する位相遅延フィルターを用いて、線偏光が円偏光に変換される過程について説明するために提供される図である。 ディスプレイ装置及びシャッターグラスと別途に存在する位相遅延フィルターを用いて、線偏光が円偏光に変換される過程について説明するために提供される図である。

以下では、図面を参照して本発明をより詳細に説明する。

図１は、本発明に係る３次元立体映像を受信するための３次元映像システムを示した図である。図１に示されたように、３次元映像システムはディスプレイ装置１０及び立体映像を視聴するためのシャッターグラス１００で構成される。

ディスプレイ装置１０は、左眼映像と右眼映像を生成して交互にユーザに提供し、ユーザはディスプレイ装置１０から提供される左眼映像と右眼映像とを交互に受信して３次元立体映像が視聴できるようになる。

なお、ディスプレイ装置１０は生成された左眼映像及び右眼映像に対する信号と同期された同期信号を生成して赤外線の転送方式を通じてシャッターグラス１００に転送する。

シャッターグラス１００は、ディスプレイ装置１０から転送された同期信号を受信し、ディスプレイ装置１０でディスプレイされる左眼映像及び右眼映像と同期を取って左眼グラスと右眼グラスとを交互にオープン(ｏｐｅｎ)する。

以下では、図２を参照してシャッターグラス１００に対する詳細な説明をする。

図２は、本発明が適用可能なシャッターグラス１００のブロック図である。図２では、説明の便宜のためにディスプレイ装置１０を共に示した。図示されたように、シャッターグラス１００は、ＩＲ(Ｉｎｆｒａ−Ｒｅｄ)受信部１１０、位相変更部１３０、制御部１５０及びグラス部１７０を備える。

ＩＲ受信部１１０は、無線で接続されたディスプレイ装置１０から３次元立体映像に対する同期信号を受信し、制御部１５０に伝達する。

位相変更部１３０は、無線で接続されたディスプレイ装置１０から線偏光の特性を持つ３次元立体映像を受信し、線偏光の特性を円偏光の特性に変換する。

一般的に、ＬＣＤモニターやＬＣＤＴＶのようなＬＣＤディスプレイ装置は、ディスプレイ面と平行した方向への線偏光の特性を持つ映像を出力するようになる。これにより、位相変更部１３０はＱｕａｒｔｅｒｗａｖｅ ｆｉｌｍのような位相遅延フィルターで構成され、ディスプレイ装置１０から出力される左眼映像信号と右眼映像信号の線偏光の特性を円偏光の特性に変換させる。

このような位相遅延フィルターは、後述の左眼グラス部１７１と右眼グラス部１７５に各々付着される方式で実現されることができる。位相遅延フィルターの動作原理に対する具体的な説明は、図３を参照して後述する。

位相変更部１３０は、円偏光の特性に変換された左眼映像信号と右眼映像信号をグラス部１７０に伝達する。

グラス部１７０は、制御部１３０から転送された出力信号に応じてシャッターの開閉動作を行い、ディスプレイ装置１０でディスプレイされる３次元映像と時間的に同期されるようにする。

このようなグラス部１７０は、左眼グラス部１７１及び右眼グラス部１７５を備える。左眼グラス部１７１は左眼映像を視聴するために提供され、右眼グラス部１７５は右眼映像を視聴するために提供される。

左眼グラス部１７１は、後述の制御部１５０の制御に従って、ディスプレイ装置１０が左眼用映像を提供するタイミングで左眼グラスがオープンされ、左眼用映像が左眼グラスを通じてユーザの左眼に入力されるようにする。なお、このようなディスプレイ装置１０が左眼用映像を提供するタイミングで右眼グラス部１７５は、後述の制御部１５０の制御に従って、右眼グラスがクローズされ、左眼用映像が右眼グラスを通じてユーザの右眼に入力されないようにする。

同様に、右眼グラス部１７５は、後述の制御部１５０の制御に従って、ディスプレイ装置１０が右眼用映像を提供するタイミングで右眼グラスがオープンされ、右眼用映像が右眼グラスを通じてユーザの右眼に入力されるようにする。なお、このようなディスプレイ装置１０が右眼用映像を提供するタイミングで左眼グラス部１７１は、後述の制御部１５０の制御に従って、左眼グラスがクローズされ、右眼用映像が左眼グラスを通じてユーザの左眼に入力されないようにする。

なお、左眼グラス部１７１と右眼グラス部１７５の各々には、前述のように、Ｑｕａｒｔｅｒｗａｖｅ ｆｉｌｍのような位相遅延フィルターで構成された位相変更部１３０が付着されるようになる。従って、ディスプレイ装置１０から出力された線偏光の特性を持つ左眼用映像は、左眼グラス部１７１に付着された位相変更部１３０によって円偏光の特性に変換されて左眼グラス部１７１に入力され、ディスプレイ装置１０から出力された線偏光の特性を持つ右眼用映像は、右眼グラス部１７５に付着された位相変更部１３０によって円偏光の特性に変換されて右眼グラス部１７５に入力されるようになる。

一方、制御部１５０は、シャッターグラス１００の全般に対する動作を制御する。特に、制御部１５０はＩＲ受信部１１０から同期信号を受信し、同期信号に応じてグラス部１７０の左眼グラス部１７１と右眼グラス部１７５とが交互に開閉されるようにする。

具体的に、制御部１５０はＩＲ受信部１１０から受信された同期信号に基づいて、左眼映像が入力されるタイミングで左眼グラス部１７１がオープンされて右眼グラス部１７５がクローズされ、右眼映像が入力されるタイミングで右眼グラス部１７５がオープンされて左眼グラス部１７１がクローズされるようにグラス部１７０を制御する。

これにより、左眼グラス部１７１がオープンされるタイミングでは、左眼用映像の線偏光の特性が円偏光の特性に変換されて視聴者の左眼に入力されるようになり、右眼グラス部１７５はオープンされるタイミングでは、右眼用映像の線偏光の特性が円偏光の特性に変換されて視聴者の右眼に入力されるようになって、視聴者が３次元立体映像を視聴できるようにする。

以下では、図３を参照して位相遅延フィルターの動作原理について説明する。

図３は、線偏光の特性が円偏光の特性に変換される過程を説明するために提供される図である。

線偏光の特性を持つ３次元映像が入力されて位相遅延フィルターの一種であるＱｕａｒｔｅｒｗａｖｅ ｆｉｌｍ３３０を通過するようになると、３次元映像の位相が９０度(λ／４)遅延されるようになり、線偏光３１０が円偏光３５０に変換されるようになる。

このように、シャッターグラス１００に付着されたＱｕａｒｔｅｒｗａｖｅ ｆｉｌｍ３３０によってディスプレイ装置１０から出力される円偏光は、どの方向でもシャッターグラス１００に設けられた偏光フィルムを通過できるようになり、ユーザはどのような姿勢でもディスプレイ装置１０から出力される３次元映像を視聴できるようになる。

図４は、本発明の一実施例に係る３次元映像の提供／受信方法を説明するために提供される図である。図示のように、ディスプレイ装置１０は同期信号及び左眼／右眼映像信号を生成し(Ｓ４１０)、生成された同期信号をシャッターグラス１００に伝達する(Ｓ４２０)。シャッターグラス１００は、ディスプレイ装置１０から受信された同期信号に基づいて左眼グラスと右眼グラスとが交互に開閉されるようにする(Ｓ４３０)。

なお、ディスプレイ装置１０は、生成された左眼映像と右眼映像とを交互にシャッターグラス１００に伝達し(Ｓ４４０)、シャッターグラス１００は左眼グラスと右眼グラスに付着された位相遅延フィルターを用いて、受信された左眼映像と右眼映像の線偏光の特性を円偏光の特性に変換する(Ｓ４５０)。

これにより、偏光特性を持つディスプレイ装置から出力される３次元映像をどのような姿勢でも不自由なく視聴できるようになる。

一方、Ｑｕａｒｔｅｒｗａｖｅ ｆｉｌｍ３３０のような位相遅延フィルターは前述のように、シャッターグラス１００の左眼グラス部１７１と右眼グラス部１７５に付着されず、ディスプレイ装置１０の画面に付着されたりディスプレイ装置１０及びシャッターグラス１００と別途に存在できることはいうまでもない。

図５Ａ及び図５Ｂは、ディスプレイ装置１０及びシャッターグラス１００と別途に存在する位相遅延フィルターを用いて、線偏光が円偏光に変換される過程について説明するために提供される図である。

図５Ａに示されたように、ディスプレイ装置１０から出力される３次元映像が上下方向に偏光特性を持つ線偏光３１０である場合、ディスプレイ装置１０とシャッターグラス１００との間に存在するＱｕａｒｔｅｒｗａｖｅ ｆｉｌｍ３３０によって、線偏光３１０は円偏光３５０に変換されるようになる。

これにより、シャッターグラス１００がどの方向になっているかにかかわらず、ユーザはどのような姿勢でもシャッターグラス１００を着用してディスプレイ装置１０から出力される３次元映像を視聴できるようになる。

このように、上下方向に偏光特性を持つ線偏光３１０を出力するディスプレイ装置１０としてはＬＣＤＴＶを例として挙げられる。

一方、図５Ｂに示されたように、ディスプレイ装置１０から出力される３次元映像が左上向から右下向の方向に偏光特性を持つ線偏光３１０である場合、ディスプレイ装置１０とシャッターグラス１００との間に存在するＱｕａｒｔｅｒｗａｖｅ ｆｉｌｍ３３０によって、線偏光３１０は円偏光３５０に変換されるようになる。

これにより、シャッターグラス１００がどの方向になっているかにかかわらず、ユーザはどのような姿勢でもシャッターグラス１００を着用してディスプレイ装置１０から出力される３次元映像を視聴できるようになる。

このように、左上向から右下向の方向に偏光特性を持つ線偏光３１０を出力するディスプレイ装置１０としてはＬＣＤモニターを例として挙げられる。

このように、Ｑｕａｒｔｅｒｗａｖｅ ｆｉｌｍ３３０のような位相遅延フィルターは、必ずしもシャッターグラス１００の左眼グラス部１７１と右眼グラス部１７５に付着されて設けられる必要がなく、図５Ａ及び図５Ｂに示されたように、ディスプレイ装置１０及びシャッターグラス１００とは別途に存在したり、図示されてはいないが、ディスプレイ装置１０の画面に付着される形でも実現されることができるのはいうまでもない。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１０ ディスプレイ装置
１００ シャッターグラス
１１０ ＩＲ受信部
１３０ 位相変更部
１５０ 制御部
１７０ グラス部

Claims (12)

1. 交互に出力される第１映像信号及び第２映像信号を受信し、前記第１映像信号及び前記第２映像信号の位相を変更させる位相変更部と、
   前記位相の変更された第１映像信号及び第２映像信号が交互に遮断されるようにする制御部と、
   を含む３次元映像の受信装置。
2. 前記第１映像信号及び前記第２映像信号は線偏光の特性を持ち、
   前記位相変更部は、
   前記第１映像信号及び前記第２映像信号の位相を変更させ、前記第１映像信号及び前記第２映像信号の線偏光の特性が円偏光の特性に変更されるようにすることを特徴とする請求項１に記載の３次元映像の受信装置。
3. 前記第１映像信号は左眼映像信号であり、前記第２映像信号は右眼映像信号であることを特徴とする請求項１に記載の３次元映像の受信装置。
4. 前記左眼映像信号が入力されるための左眼部と、
   前記右眼映像信号が入力されるための右眼部と、
   を更に含み、
   前記制御部は、前記左眼部及び前記右眼部に設けられたシャッターが開閉されるようにし、前記位相の変更された第１映像信号及び第２映像信号を交互に遮断することを特徴とする請求項３に記載の３次元映像の受信装置。
5. 前記位相変更部は、
   前記左眼部及び前記右眼部に付着される位相遅延フィルターで構成されることを特徴とする請求項４に記載の３次元映像の受信装置。
6. 前記第１映像信号及び前記第２映像信号を転送する外部デバイスとの同期のための同期信号を受信する受信部を更に含み、
   前記制御部は、前記同期信号に基づいて前記位相の変更された第１映像信号及び第２映像信号を交互に遮断することを特徴とする請求項１に記載の３次元映像の受信装置。
7. 第１映像信号及び第２映像信号を生成する映像生成部と、
   前記第１映像信号及び前記第２映像信号の位相を変更させる位相変更部と、
   前記位相の変更された第１映像信号及び第２映像信号を交互に出力する映像出力部と、
   を含む３次元映像の提供装置。
8. 左眼映像信号及び右眼映像信号を交互に出力する映像出力装置と、
   前記左眼映像信号及び前記右眼映像信号の位相を変更させるための位相変更装置と、
   前記位相の変更された左眼映像信号及び右眼映像信号を交互に受信するための映像受信装置と、
   を含む３次元映像システム。
9. 交互に出力される第１映像信号及び第２映像信号を受信し、前記第１映像信号及び前記第２映像信号の位相を変更させるステップと、
   前記位相の変更された第１映像信号及び第２映像信号を交互に遮断してユーザに提供するステップと、
   を含む３次元映像の提供方法。
10. 前記第１映像信号及び前記第２映像信号は線偏光の特性を持ち、
    前記位相変更ステップは、
    前記第１映像信号及び前記第２映像信号の線偏光の特性が円偏光の特性に変更されるように、前記第１映像信号及び前記第２映像信号の位相を変更させることを特徴とする請求項９に記載の３次元映像の提供方法。
11. 前記第１映像信号は左眼映像信号であり、前記第２映像信号は右眼映像信号であることを特徴とする請求項９に記載の３次元映像の提供方法。
12. 左眼映像信号及び右眼映像信号を交互に出力するステップと、
    前記左眼映像信号及び前記右眼映像信号の位相を変更させるステップと、
    前記位相の変更された左眼映像信号及び右眼映像信号を交互に受信するステップと、
    を含む３次元映像の受信方法。

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