JP2012129707A - 立体映像表示装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】この発明は、2眼方式の3D映像表示用信号を表示する際に、映像の3D表現がオリジナルとは異なることを視聴者に知らせる装置を提供できる。
【解決手段】3D処理モジュールは、2眼式の3D映像表示信号の信号を、裸眼式の3D映像表示用信号に変換する。メッセージ挿入モジュールは、前記3D処理モジュールがイネーブルに設定された場合は、裸眼で観察する立体映像の3D表現が、前記2眼式の3D映像表示信号による立体映像の3D表現とは異なることを告知する告知メッセージを出力する。
【選択図】図4
【解決手段】3D処理モジュールは、2眼式の3D映像表示信号の信号を、裸眼式の3D映像表示用信号に変換する。メッセージ挿入モジュールは、前記3D処理モジュールがイネーブルに設定された場合は、裸眼で観察する立体映像の3D表現が、前記2眼式の3D映像表示信号による立体映像の3D表現とは異なることを告知する告知メッセージを出力する。
【選択図】図4
Description
本発明の実施形態は立体映像表示装置及び方法に関する。
特殊な眼鏡を使用することなく立体映像を知覚可能な裸眼式の立体映像表示技術は様々な分類が可能である。一般的な分類は、両眼視差を用いる両眼視差方式と実際に空間像を形成する空間像再生方式である。
両眼視差方式はさらに2眼式と多眼式とに分類される。2眼式は、左眼用の画像と右眼用の画像とを左眼と右眼とでそれぞれ見えるようにした方式である。また、多眼式は映像撮影時の観察位置を複数にすることで情報量を増加し、より立体映像を観察できる範囲を広げた方式である。
空間像再生方式はさらにホログラフィ方式とインテグラル・フォトグラフィ方式(以下、インテグラル方式と称するが、光線再生法とも称される)に分類される。インテグラル方式は両眼視差方式として分類されている場合もある。インテグラル方式は、光線の経路が撮影時と映像再生時とで全く逆の経路を辿るので、光線数を十分多くし且つ画素サイズを十分小さくできた場合には完全に近い立体映像が再生される。このため、理想的なインテグラル方式は空間像再生方式として分類される。
ところで、多眼式やインテグラル方式のように眼鏡無しで立体映像を知覚するには、通常、以下の構成が採用される。2次元画像表示用画素配列上で立体映像表示用画素配列を構成する。立体映像表示用画素配列の前面側に立体映像表示用画素からの光線を制御する機能を有するマスク(光線制御素子とも称される)を配置する。マスクには、立体映像表示用画素よりも遥かに小さな(典型的には2次元画像表示用画素とほぼ同じ大きさの)窓部が立体映像表示用画素に対応した位置に設けられている。
マスクとしては、微小なレンズが2次元的に配列されてなるフライアイレンズ、垂直方向に光学的開口が直線状に延び水平方向に周期的に配列される形状のレンチキュラーシート、またはスリットも用いられる。
このような構成によると、個々の立体映像表示用画素により表示される要素画像はマスクによって部分的に遮られ、観察者は窓部を透過したもののみを視認することとなる。したがって、或る窓部を介して視認される2次元画像表示用画素を観察位置毎に異ならしめることができ、メガネを使用することなく立体映像を知覚することができる。
上記した立体映像を得るための立体映像表示用信号の伝送方式も複数のタイプが存在する。例えば2眼式の場合、左眼用映像信号と右眼用映像信号を水平走査線毎に交互に伝送する方式、左眼用映像信号と右眼用映像信号をフレーム毎に交互に伝送する方式、左目用映像信号と右眼用映像信号を1フレームの上側と下側に配置して伝送する方式、左目用映像信号と右眼用映像信号を1フレームの左側と右側に配置して伝送する方式などがある。
また、2次元(2D)映像表示用信号を立体(3D)映像表示用信号に変換する技術や、3D映像表示用信号を2つのカメラで撮像して生成する技術も開発されている。
ところで、裸眼式の立体映像表示装置は、2D映像表示用信号あるいは2眼方式の3D映像表示用信号を裸眼式の3D映像表示用信号に変換して表示する。
この場合、視聴者が、2眼方式の3D映像表示用信号を表示する2眼式の映像表示装置による映像をメガネ越しで視聴した場合と、変換された3D映像表示用信号を表示する2眼式の映像表示装置による映像を裸眼で視聴した場合とで、映像の3D表現が異なる。
そこで本発明の目的は、2眼方式の3D映像表示用信号を表示する際に、映像の3D表現がオリジナルとは異なることを視聴者に知らせることができる立体映像表示装置及び方法を提供することである。
実施形態によれば、2眼式の3D映像表示信号の信号を、裸眼式の3D映像表示用信号に変換する3D処理モジュールと、前記裸眼式の立体映像が、前記2眼式の立体映像とは異なることを告知する告知メッセージを出力するメッセージ挿入モジュールとを有する。
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。
先ず、立体映像表示の原理を説明する。図1は、実施形態に係る立体映像表示装置の一例を概略的に示す断面図である。実施形態はインテグラル方式による立体視の例を説明するが、立体視の方式はインテグラル方式に限定されず、裸眼式であれば何でも良い。
図1に示す立体映像表示装置1は、縦横に配列した多数の立体映像表示用画素11を有する表示ユニット10と、それらから離間するとともにそれら立体映像表示用画素11に対応して多数の窓部22が設けられたマスク20とを備えている。
マスク20は光学的開口を有し、上記画素からの光線を制御する機能を有し、視差バリアまたは光線制御素子とも呼ばれる。マスク20は透明基板上に多数の窓部22に対応した多数の開口を有する遮光体パターンを形成したものや、遮光板に多数の窓部22に対応した多数の貫通孔を設けたものなどを使用することができる。あるいは、マスク20の他の例としては、多数の微小なレンズを2次元的に配列してなるフライアイレンズ、光学的開口が垂直方向に直線状に延び水平方向に周期的に配列される形状のレンチキュラーレンズも使用可能である。さらに、マスク20として、透過型の液晶表示ユニットのように窓部22の配置、寸法、形状などを任意に変更可能なものを使用してもよい。
静止画の立体視の場合は、立体映像表示用画素11は画像が印刷された紙でも良い。しかし、動画像を立体視するためには、液晶表示ユニットを用いて立体映像表示用画素11を実現する。透過型の液晶表示ユニット10の多数の画素が多数の立体映像表示用画素11を構成し、液晶表示ユニット10の背面側には面光源であるバックライト30を配置している。液晶表示ユニット10の前面側には、マスク20を配置している。
透過型の液晶表示ユニット10を使用する場合、マスク20はバックライト30と液晶表示ユニット10との間に配置してもよい。液晶表示ユニット10及びバックライト30の代わりに有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置や陰極線管表示装置やプラズマ表示装置などのように自発光型の表示装置を使用しても良い。その場合、マスク20は自発光型表示装置の前面側に配置する。
図は、立体映像表示装置1と観察位置A00,A0R、A0Lの関係を概略的に示している。
観察位置は画面(あるいはマスク)との距離を一定に保ったまま表示画面の水平方向に平行移動した位置である。この例では、1つの立体映像表示用画素11が、複数の(例えば5つの)2次元表示用画素で構成されている例を示している。画素の数は1つの例であり、5より少なくてもよく(例えば2個))さらに数が多くても良い(例えば9個)。
図1において、破線41は隣接する立体映像表示用画素11間の境界に位置する単一画素の中心と、マスク20の窓部22とを結ぶ直線(光線)である。図1において、太線52の領域が真の立体映像(本来の立体映像)が知覚される領域である。観察位置A00,A0R、A0Lは、太線52の領域内である。以下、真の立体映像のみが知覚される観察位置を「視域」と称する。
図2は2D映像表示用信号を3D映像表示用信号に変換する3D処理モジュール80の例を示している。この3D処理モジュール80には、例えば、左眼用の2D映像表示用信号を左の領域に配置し、右眼用の2D映像表示用信号を右の領域に配置した2眼式の3D映像表示用信号が入力する。
3D処理モジュール80は、2眼式の3D映像表示用信号を裸眼式の3D映像表示用信号に変換する。即ち、3D処理モジュール80は、2Dデジタル入力映像信号を3D用信号フォーマットとして成型するフォーマット設定部81を有する。なお3D用信号が入力した場合は、そのまま採用することができる。
フォーマット設定部81で3Dフォーマット化された2Dデジタル入力映像信号は、3D用情報処理部82と、2D/3D変換器83により、3D構成用の複数(例えば9個)の映像プレーンに分解される。又このときメインビデオの各画素に対する深さ情報(奥行き情報と称してもよい)、グラフィックスデータの各画素に対する深さ情報などが生成される。
3D構成用の複数の映像プレーン及び深さ情報は、3D映像生成部84に入力され、3D映像表示用信号(立体映像表示用信号)に変換される。この3D映像表示用信号は、図1で示した立体映像表示用画素を駆動する絵柄信号となる。
3D用信号フォーマットは、メインビデオデータを配置する領域90a、グラフィックスデータ(R,G,B画素を含む)を配置する領域90b、グラフィックスデータの偶数ラインの画素の深さ情報を配置する領域90c1、グラフィックスデータの奇数ラインの画素の深さ情報を配置する領域90c2、メインビデオデータの偶数ラインの画素の深さ情報を配置する領域90d1、メインビデオデータの奇数ラインの画素の深さ情報を配置する領域90d2を有する。メインビデオデータの画素の深さ情報は、偶数画素と奇数画素に関する深さ情報が含まれている。
メインビデオの領域90aは例えば1280画素×720ライン、領域90bは640画素×720ライン、領域90c1は640画素×360ライン、領域90c2は640画素×360ライン、領域90c1は320画素×360ライン、領域90c2は320画素×360ラインである。
メインビデオ及びグラフィックスデータの領域90a,90bを除く他の領域90c1,90c2,90d1,90d2は、3D信号生成用制御情報領域と称してもよい。3D信号生成用制御情報は、3D用情報処理部82と、2D/3D変換器83において生成され、所定の領域へ配置される。
図3は、実施形態が適用された装置の一例でありテレビジョン放送受信装置2100の信号処理系を概略的に示している。デジタルテレビジョン放送受信用のアンテナ222で受信したデジタルテレビジョン放送信号は、入力端子223を介してチューナ224に供給される。このチューナ224は、入力されたデジタルテレビジョン放送信号から所望のチャンネルの信号を選局し復調している。チューナ224から出力された信号は、デコーダ225に供給されて、例えばMPEG(moving picture experts group)2デコード処理が施された後、セレクタ226に供給される。
またチューナ224の出力は、直接セレクタ226に供給されている。この信号から映像・音声情報などが分離され、この映像・音声情報が制御部235を介して記録・再生信号処理器255で処理され、ハードディスクドライブ(HDD)257にて記録されることも可能である。HDD257は、ユニットとして端子256を介して記録・再生信号処理器55に接続されており、交換することも可能である。またHDD257は、信号の記録器、読み取り器を含む。
アナログテレビジョン放送受信用のアンテナ227で受信したアナログテレビジョン放送信号は、入力端子228を介してチューナ229に供給される。このチューナ229は、入力されたアナログテレビジョン放送信号から所望のチャンネルの信号を選局し復調している。そして、このチューナ229から出力された信号は、A/D(analog/digital)コンバータ230によりデジタル化された後、セレクタ226に出力される。
また、例えばVTRなどの機器が接続されるアナログ信号用の入力端子231に供給されたアナログの映像及び音声信号は、A/Dコンバータ232に供給されてデジタル化された後、セレクタ226に出力される。さらに、例えばHDMI(High Definition Multimedia Interface)261を介して光ディスクあるいは磁気記録媒体再生装置などの外部機器が接続されるデジタル信号用の入力端子233に供給されたデジタルの映像及び音声信号は、そのままセレクタ226に供給される。
A/D変換された信号が、HDD257にて記録される場合は、セレクタ226に付随しているエンコーダ・デコーダ236内のエンコーダにより、所定のフォーマット例えばMPEG(moving picture experts group)2方式による圧縮処理が施された後、記録・再生信号処理器255を介してHDD257に記録される。記録・再生信号処理器255は、記録制御器235aと相俟って、HDD257に情報を記録する場合、例えばHDD257の何処のディレクトリに対してどのような情報を記録するかを予めプログラムされている。したがってストリームファイルをストリームディレクトリに格納するときの条件、識別情報を録画リストファイルに格納するときの条件などが設定されている。
セレクタ226は、4種類の入力デジタル映像及び音声信号から1つを選択して、信号処理器234に供給している。この信号処理器234は、入力されたデジタル映像信号からオーディオ情報、ビデオ情報を分離し、所定の信号処理を施している。信号処理としては、オーディオ情報に関しては、オーディオデコード・音質調整・ミックス処理などが任意に行われる。ビデオ情報に関しては、カラー・輝度分離処理、カラー調整処理、画質調整処理などが行われる。
また信号処理器234内には、先に説明した3D処理モジュール80も含まれる。ビデオ出力部239では、3D・2Dの切り替えに応じて3D信号出力又は2D信号出力の切り替えが行われる。またビデオ出力部239は、制御ブロック235からのグラフィック映像、文字・図形・記号・等の映像、ユーザインターフェース映像、番組表の映像などをメイン映像に多重する合成部も含む。ビデオ出力部235は、走査線数変換を含んでもよい。
オーディオ情報は、オーディオ出力回路237でアナログ化され、音量、チャンネルバランスなどの調整を受けた後、出力端子238を介してスピーカ装置2102に出力される。
ビデオ情報は、ビデオ出力回路239にて、画素の合成処理、走査線数変換など受けたのち、出力端子242を介して表示装置2103へ出力される。表示装置2103としては、例えば、図1で説明した装置が採用される。
このテレビジョン放送受信装置2100は、各種の受信動作を含む種々の動作を制御ブロック235によって統括的に制御されている。この制御ブロック235は、CPU(central processing unit)等を内蔵したマイクロプロセッサの集合である。制御ブロック235は、操作部247からの操作情報、または、リモートコントローラ2104から送信された操作情報がリモコン信号受信部248を取得され、これにより、その操作内容が反映されるように各種ブロックをそれぞれ制御している。
制御部235は、メモリ249を使用している。このメモリ249は、主として、そのCPUが実行する制御プログラムを格納したROM(read only memory)と、該CPUに作業エリアを提供するためのRAM(random access memory)と、各種の設定情報及び制御情報等が格納される不揮発性メモリとを備えている。
またこの装置はインターネットを介して外部サーバーとの通信を行うことも可能である。接続端子244からのダウンストリーム信号は、送・受信器245で復調され変調・復調器246で復調され、制御ブロック235に入力される。またアップストリーム信号は、変調・復調器246で変調され、送・受信器245で送信信号に変換され接続端子244に出力される。
制御ブロック235は、外部サーバーからダウンロードされた動画像あるいはサービス情報を変換処理し、ビデオ出力回路239に供給することができる。また制御ブロック235は、リモコン操作に応答して、外部サーバーに向けてサービス要求信号を送信することもできる。
さらに制御ブロック235は、コネクタ251に装着されたカードタイプメモリ252のデータを読み取ることも可能である。このために本装置は、例えば、カードタイプメモリ252から写真画像データを取り込み、表示装置2104に表示することが可能である。また特殊なカラー調整などを行う際に、カードタイプメモリ252からの画像データを標準データ或いは参照データとして用いることも可能である。
上記装置において、ユーザは、デジタルテレビジョン放送信号の所望の番組を視聴すると共に、HDD257に保存したいと思う場合、リモートコントローラ2104を操作することによりチューナ224を制御し、番組選択を行う。
チューナ224の出力は、デコーダ225でデコードされベースバンド映像信号に復号され、このベースバンド映像信号は、セレクタ226から信号処理器234に入力する。これによりユーザは、所望の番組を表示装置2103で見ることができる。
また選択された番組のストリーム(多数のパケットからなる)は、セレクタ226を介して制御ブロック235に入力する。ユーザが録画操作を行えば、記録制御器35aは、前記番組のストリームを選択して記録・再生信号処理器255に供給する。記録制御器235a及び記録・再生信号処理器255の動作により、例えば前記番組のストリームに対してファイル番号が付され、ストリームファイルとしてHDD257のファイルディレクトリに格納される。
また、ユーザがHDD257に記録されているストリームファイルを再生して視聴したい場合、例えばリモートコントローラ2104を操作して、例えば録画リストファイルの表示を指定する(この録画リストファイルについては後でさらに詳しく説明する)。
録画リストファイルは、HDD257にどのようなストリームファイルが記録されているのかを示すファイル番号やファイル名(識別情報と称する)のテーブルを有する。ユーザが録画リストファイルの表示を指定すると、録画リストがメニューとして表示されるので、ユーザは、表示されたリストの中の希望の番組名あるいはファイル番号の位置にカーソルを移動させ、決定ボタンを操作する。すると、所望のストリームファイルの再生が開始される。
指定されたストリームファイルは、再生制御器235bの制御のもとで、HDD257から読み出され、記録・再生信号処理器255で復号され、制御ブロック235、セレクタ226を経由して信号処理器234に入力される。
ここで、制御ブロック235は、記録制御器235a、再生制御器235b、及び3D関連制御器235cを含む。
図4には、3D関連制御器235cと3D処理モジュール80、ビデオ出力回路239の関係を取り出して示している。
3D関連制御器235cは、告知メッセージを出力するメッセージ挿入モジュール80aを有する。このメッセージ挿入モジュール80aは、3D処理モジュール80をイネーブルに設定したときに、告知メッセージを出力する。
3D処理モジュール80は、イネーブル状態にあるときは、自動的に2D映像表示信号を3D立体映像表示信号に変換する。このときにも、次第に消去する告知メッセージを一時的に出力してもよい。
3D関連制御器235cは、初期設定用の操作信号、各種の動作切り替え用の操作信号を受け付けることができる。3D自動切換え設定モジュール80eは、3D視聴に関して初期設定を行うときに動作する。
例えばリモートコントローラのメニューボタンを押すと、例えば図5(A)に示す画面70にメニュー画面71が現れる。このメニュー画面71には、「3D自動切換え設定」という項目がある。ユーザがリモートコントローラを操作し、カーソルを移動させ、「3D自動切換え設定」を選択し、決定ボタンを押すと、例えば図5(B)に示すような3D設定画面72が表示される。
3D設定画面72には、選択項目として例えば「オフ」、「3D」、「2D」がある。ユーザがリモートコントローラを操作し、カーソルを移動させ、項目「3D」を選択して、決定ボタンを押すと、3D処理モジュール80はイネーブルとされる。このときは項目「3D」がハイライトされる。又このときは、このメッセージ挿入モジュール80aが、告知メッセージを出力する。告知メッセージとしては、例えば、
「本機で表示される3D映像は、本社独自の技術によって専用メガネ無しで視聴できるグラスレス3D映像です。専用メガネを用いた3D映像とは見え方が異なる場合があります」
というような内容である。
「本機で表示される3D映像は、本社独自の技術によって専用メガネ無しで視聴できるグラスレス3D映像です。専用メガネを用いた3D映像とは見え方が異なる場合があります」
というような内容である。
ユーザがリモートコントローラを操作し、カーソルを移動させ、項目「オフ」を選択して、決定ボタンを押すと、3D処理モジュール80は、ディスイネーブルとされる。このときは項目「2D」がハイライトされる。このときは、告知メッセージは表示されない。
上記の様にこの装置では、3D処理モジュール80により3D映像用信号を得て、裸眼による立体映像を表示する場合、事前に告知メッセージを行うようにした。このために視聴者は、事前に3D映像の性質を予測或いは期待できるので、視聴する3D映像が専用メガネで視聴したときの映像と異なる場合でも違和感を持つことがない。
上記の説明では、「3D自動切換え設定」を初期設定する場合に告知メッセージが表示された。しかし、本装置は、3D処理モジュール80が起動したときも、一時的に告知メッセージを表示してもよい。3D処理モジュール80が起動するケースとしては、例えば、信号処理器234に2D映像表示信号が入力している状態から、信号処理器234に2眼式の3D映像表示用信号が入力している状態に変化した場合がある。このような場合、3D処理モジュール80は、2眼式の3D映像表示用信号のうちの一方の2D映像表示用信号を裸眼式の3D映像表示用信号に変換する。また、3D処理モジュール80が起動するケースとしては、例えば、3D処理モジュール80のオフ(ディスイネーブル)の状態から、視聴者が、リモートコントローラを操作し、3D処理モジュール80を起動させる場合がある。このような場合に、2D/3D変換処理起動モジュール80gの指令に応答して、メッセージ挿入モジュール80fが動作し、この動作に応じて一時的に告知メッセージが表示されてもよい。
3D処理モジュール80は、自動的に起動したときは、2眼式の3D映像表示信号の一部の信号を、裸眼式の3D映像表示用信号に変換する。3D処理モジュール80が自動的に起動するトリガとなる信号は、例えば、HDMIを介して入力する信号に含まれている制御情報の一部である。3D関連制御器235cは、HDMI261から送られてきた制御情報を解析しその一部から、3D対応の映像信号が入力しているかどうかを判定することができる。3D対応の映像信号が入力しているときは、3D処理モジュール80を起動する、またこのとき先の告知メッセージを一時的に表示しても良い。告知メッセージの表示の方法は、各種可能である。例えば、大きな文字現れて小さくなって消えて行く方法、或いは次第に透過して消えて行く方法、あるいはスクロールして消えて行く方法などである。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
10・・・表示ユニット、11・・・立体映像表示用画素、20・・・マスク、30・・・バックライト、22・・・窓部、41,42a, 42b、43a, 43b・・・光線、51−0、51−R,51−L・・・正常な立体映像、53−2、54−2・・・偽立体映像、70・・・画面、71・・・メニュー画面、72・・・3D初期設定画面、80・・・3D処理モジュール、235c・・・3D関連制御器。
Claims (5)
- 2眼式の3D映像表示信号の信号を、裸眼式の3D映像表示用信号に変換する3D処理モジュールと、
前記裸眼式の立体映像が、前記2眼式の立体映像とは異なることを告知する告知メッセージを出力するメッセージ挿入モジュールと
を有する立体映像表示装置。 - 前記メッセージ挿入モジュールは、前記3D処理モジュールが、初期設定されたときに前記告知メッセージを出力する請求項1記載の立体映像表示装置。
- 前記メッセージ挿入モジュールは、前記3D処理モジュールが起動したときに前記告知メッセージを出力する請求項2記載の立体映像表示装置。
- 前記メッセージ挿入モジュールは、前記3D処理モジュールが起動したときに前記告知メッセージを出力する請求項2記載の立体映像表示装置。
- 3D処理モジュールにより、2眼式の3D映像表示信号の信号を、裸眼式の3D映像表示用信号に変換し、メッセージ挿入モジュールから出力されるメッセージを前記裸眼式の3D映像表示用信号に多重する立体映像表示方法において、
前記裸眼で観察する立体映像が、前記2眼式の立体映像とは異なることを告知する告知メッセージを出力する立体映像表示方法。
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