JP4637068B2 - 立体映像表示方法及び立体映像表示システム - Google Patents

Description

本発明は、市販の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）等のディスプレイを用いて、簡便に立体映像の表示を可能とする立体映像表示方法、立体映像表示システム、及び立体映像観察用眼鏡に関する。

従来、ＣＲＴディスプレイを用いて立体映像を認識する方法が種々提案されている（例えば特許文献１参照。）。図１９は、従来技術の立体映像表示システム１０の構成例を示している。ビデオカセットレコーダー１１は、左右の眼にそれぞれ対応した左眼用映像信号と右眼用映像信号とを出力する。電子シャッタ制御装置１２を介してＣＲＴディスプレイ１３は、左眼用映像と右眼用映像とを交互に表示する。電子シャッタ付き眼鏡１４は、ＣＲＴディスプレイ１３の表示と同期して左右交互に開閉する。これにより、観察者は、電子シャッタ付き眼鏡１４を着用してＣＲＴ画面を観察することにより、立体映像を認識できる。

米国特許第５，８０８，５８８号明細書

近年、フラット・パネル・ディスプレイ（ＦＰＤ）が広く普及しつつある。特に、パーソナル・コンピュータ（ＰＣ）用ディスプレイは、急速にＣＲＴから液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に置き換わって来ている。

また、家庭用テレビもＬＣＤをはじめ、プラズマ・ディスプレイ（ＰＤＰ）が急速に普及してきている。さらに、例えば、表面電界ディスプレイ（ＳＥＤ）のようなフィールド・エミッション・ディスプレイ（ＦＥＤ）、有機ＥＬ等の表示デバイスも登場してきている。

これらの表示デバイスは、ＣＲＴとは異なり、基本的に一度書き込んだ映像は次の映像で上書きするまで保持されている。このため、左眼用映像と右眼用映像とを交互に表示させた場合、一画面の上下に左右両眼の映像が混在することになる。以下、このようなディスプレイを説明の便宜上、適宜「蓄積・上書型ディスプレイ」と呼ぶことにする。

図２０の（ａ）は右眼用映像Ｒ、（ｂ）は左眼用映像Ｌをそれぞれ示している。また、図２１の（ａ）〜（ｎ）は、ＣＲＴディスプレイに表示される左眼用映像Ｌと右眼用映像Ｒとの２映像分の遷移を時系列的に模式的に示したものである。そして、図２２に示すタイミングで電子シャッタ付き眼鏡の左右両眼のシャッタを、左右の映像に対応させて開閉を切り替える。

図２２の（ａ）は、右眼用映像Ｒと左眼用映像Ｌとが交互に繰り返し表示されるタイミングを示している。また、図２２の（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ電子シャッタ付き眼鏡のシャッタの開閉のタイミングを示している。右眼用映像Ｒが表示されているとき、Ｒｏｎで示すように、眼鏡の右眼部分は右眼用映像Ｒからの光を透過させる。このとき、Ｌｏｆｆとして、眼鏡の左眼部分は遮光状態となる。同様に、左眼用映像Ｌが表示されているとき、Ｌｏｎで示すように、眼鏡の左眼部分は左眼用映像Ｌからの光を透過させる。このとき、Ｒｏｆｆとして、眼鏡の右眼部分は遮光状態となる。

このような動作を繰り返すことにより、人間の眼の残像による効果で、右眼には図２０の右眼用映像Ｒが、左眼には同じく図２０の左眼用映像Ｌが正しく認識される。そして、その視差により観察者には立体映像として認識される。

これに対して、ＬＣＤ、ＰＤＰ、ＦＥＤに代表される蓄積・上書型ディスプレイにおいては、ＣＲＴと異なり、次の映像を書き込む時点で前の映像が消えることなくほぼ保持されている。一般に流通している線順次書き込み方式の蓄積・上書型ディスプレイにおいては、図２に示すような遷移状態で表示される。このため、図２２に示すタイミングで電子シャッタ付き眼鏡の左右両眼のシャッタを映像に対応させて開閉を切り替えても、右眼には左右両眼の映像が、左眼にも左右両眼の映像がそれぞれ重なって見えてしまう。このため、観察者は立体映像を正しく認識することができない。このように、ＬＣＤ、ＰＤＰ、ＦＥＤに代表される蓄積・上書型ディスプレイに対し、従来の電子シャッタ眼鏡を装着してこれを観察しても、左眼用映像と右眼用映像の像が二重にだぶるように見えるため立体映像を認識することはできないので問題である。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、一般に流通しているディスプレイ、即ち立体映像表示用に設計された特殊なディスプレイではないものと、電子シャッタ付き眼鏡とを組み合わせて、簡便かつ安価な立体映像表示方法、立体映像システム、及び立体映像観察用眼鏡を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の本発明によれば、次の映像信号がくるまで直前の映像信号を表示し続ける電子式ディスプレイにおいて、電子式ディスプレイの画面の少なくとも一部に左眼用映像と右眼用映像とを交互に表示する表示ステップと、少なくとも、前記表示ステップ実行中に、左眼用映像を第１の観察方向へ、右眼用映像を第２の観察方向へそれぞれ交互に透過させるためのシャッタステップとを有し、シャッタステップでは、第１の観察方向と第２の観察方向との両方向に対して電子式ディスプレイからの光を一定期間だけ遮光することを特徴とする立体映像表示方法を提供できる。

また、本発明の好ましい態様によれば、シャッタステップにおいて第１の観察方向と第２の観察方向との両方向に対して電子式ディスプレイからの光を遮光する一定期間は、少なくとも電子式ディスプレイの画面上で左眼用映像と右眼用映像とが混在している期間を含むことが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、表示ステップでは、左眼用映像と右眼用映像とを電子式ディスプレイの画面の少なくとも一部の所定の領域のみにおいて交互に表示し、シャッタステップにおいて、第１の観察方向と第２の観察方向との両方向に対して電子式ディスプレイからの光を遮光する一定期間は、電子式ディスプレイの所定の領域で左眼用映像と右眼用映像とが混在している期間であることが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、シャッタステップにおいて、第１の観察方向と第２の観察方向との両方向に対して電子式ディスプレイからの光を遮光する一定期間を任意に調整可能であることが望ましい。

また、第２の本発明によれば、電子ディスプレイに左眼用映像と右眼用映像とを画面の少なくとも一部に交互に表示させるための映像信号に基づいて電子ディスプレイに表示された左眼用映像を第１の観察方向へ、右眼用映像を第２の観察方向へ、それぞれ交互に透過させるためのシャッタ部を有する立体映像表示システムであって、シャッタ部は、第１の観察方向と第２の観察方向との両方向に対して電子式ディスプレイからの光を、少なくとも電子ディスプレイの画面上で左眼用映像と右眼用映像とが混在している一定期間だけ遮光することを特徴とする立体映像表示システムを提供できる。

また、第３の本発明によれば、次の映像信号がくるまで直前の映像信号を表示し続ける電子式ディスプレイに表示された、左眼用映像と右眼用映像とを画面の少なくとも一部に交互に表示する立体映像を観察するための眼鏡であり、少なくとも、左眼用映像を第１の観察方向へ、右眼用映像を第２の観察方向へそれぞれ交互に透過させるためのシャッタ部を具備しており、シャッタ部は、第１の観察方向と第２の観察方向との両方向に対して電子式ディスプレイからの光を、少なくとも電子ディスプレイの画面上で左眼用映像と右眼用映像とが混在している一定期間だけ遮光することを特徴とする立体映像観察用眼鏡を提供できる。

また、本発明の好ましい態様によれば、シャッタ部が第１の観察方向と第２の観察方向との両方向に対して遮光する一定期間を任意の値に調整するためのシャッタ制御部をさらに有することが望ましい。

また、本発明の好ましい態様によれば、シャッタ部は、液晶シャッタ眼鏡であることが望ましい。

また、第４の本発明によれば、次の映像信号がくるまで直前の映像信号を表示し続ける電子式ディスプレイに表示された、左眼用映像と右眼用映像とを画面の少なくとも一部に交互に表示する立体映像を観察するための眼鏡と、電子式ディスプレイに表示された、右眼用フレームと左眼用フレームを識別するための判別マークを検出するセンサと、を備え、眼鏡は、少なくとも、左眼用映像を第１の観察方向へ、右眼用映像を第２の観察方向へそれぞれ交互に透過させるためのシャッタ部を有し、シャッタ部は、センサからの信号に基づいて開閉するとともに、第１の観察方向と第２の観察方向との両方向に対して電子式ディスプレイからの光を、少なくとも電子ディスプレイの画面上で左眼用映像と右眼用映像とが混在している一定期間だけ遮光することを特徴とする立体映像表示システムを提供できる。

本発明に係る立体映像表示方法によれば、蓄積・上書型ディスプレイを用いて、シャッタステップでは、左眼用映像を第１の観察方向、例えば観察者の左眼の方向へ、右眼用映像を第２の観察方向、例えば観察者の右眼の方向へそれぞれ交互に透過させる。さらに、シャッタステップでは、第１の観察方向と第２の観察方向との両方向に対して電子式ディスプレイからの光を一定期間だけ遮光する。これにより、観察者は、蓄積・上書型ディスプレイを用いたときでも、左眼用映像と右眼用映像とを重複して認識することがない。この結果、観察者は、左眼用映像と右眼用映像とにより、良好な立体映像を観察できる。このように、一般に流通している蓄積・上書型ディスプレイを用いて、簡便かつ安価な立体映像表示方法を提供できる。

以下に、本発明に係る立体映像表示方法及び立体映像表示システムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

（立体映像表示方法）
本発明の実施例１に係る立体映像表示方法について説明する。図１は、本実施例における表示ステップの映像表示タイミングと、シャッタステップのシャッタ開閉タイミングとを示している。

まず、表示ステップでは、次の映像信号がくるまで直前の映像信号を表示し続ける電子式ディスプレイを用いる。このようなディスプレイとしては、例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、電界放出ディスプレイ等が挙げられる。そして、図１の(ａ)に示すように、電子式ディスプレイの画面の少なくとも一部、本実施例では画面全体にわたって、右眼用映像Ｒと左眼用映像Ｌとを交互に表示する。

また、シャッタステップでは、少なくとも、左眼用映像Ｌを観察者の左眼の方向へ、右眼用映像Ｒを観察者の右眼の方向へそれぞれ交互に透過させる。ここで、観察者の左眼の方向は「第１の観察方向」に、観察者の右眼の方向は「第２の観察方向」にそれぞれ対応する。さらに、シャッタステップでは、左眼方向と右眼方向との両方向に対して電子式ディスプレイからの光を一定期間だけ遮光する。

ここで、図２を用いて、液晶ディスプレイのような蓄積・上書き型ディスプレイの映像表示手順についてさらに説明する。図２は、蓄積・上書き型ディスプレイの表示素子の応答速度がゼロのとき、即ち瞬時に応答するときを仮定して、左眼用映像Ｌと右眼用映像Ｒとの２映像分の遷移を模式的に示している。

図２から明らかなように、蓄積・上書き型のディスプレイにおいても、垂直ブランキング期間ＶＢＩ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｂｌａｎｋｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）付近は左右どちらか一方の映像が単独で表示されている期間がある。例えば、図２の（ａ）、（ｎ）では右眼用映像Ｒが、（ｇ）、（ｈ）では左眼用映像Ｌが、それぞれ単独で表示されている。この単独で表示されている期間のみ対応する眼側の電子シャッタを開（適宜、「ｏｎ」、「透過」という。）とし、それ以外の期間は両眼とも閉（適宜、「ｏｆｆ」、「遮光」という。）とする。これにより、左眼には左眼用映像Ｌのみ、右眼には右眼用映像Ｒのみが観察できる。この結果、観察者は立体映像を認識できる。

図３は、通常のＮＴＳＣ方式の場合について映像表示タイミングとシャッタ開閉タイミングとをより詳細に説明したものである。ＮＴＳＣ方式は、水平方向の走査線数が５２５本で毎秒３０フレームのインターレース方式である。水平走査周波数は１５．７５ｋＨｚ、垂直走査周波数は６０Ｈｚである。

また、図３においてＴ１〜Ｔ６は、それぞれ以下の内容を示している。
Ｔ１：１フレーム期間
Ｔ２：垂直同期信号の開始点から映像信号の開始点までの期間
Ｔ３：映像信号の期間
Ｔ４：垂直ブランキング期間
Ｔ５：電子シャッタ付き眼鏡の電子シャッタにおける閉（ｏｆｆ）から開（ｏｎ）への応答時間
Ｔ６：電子シャッタ付き眼鏡の電子シャッタにおける開から閉への応答時間

１フレームの初めのフィールドを右眼用の映像、後のフィールドを左眼用の映像に使用する場合、各フレームの最初の垂直同期信号、即ち右眼用映像の垂直同期信号の開始点から時間Ｔ２後に右眼用映像信号Ｒの開始点となる。この時点からそれまで表示されていた左眼用映像Ｌの上に右眼用映像Ｒの上書きが始まる。このため、これまでに開いていた電子シャッタ付き眼鏡の左眼のシャッタを閉じておく必要がある。電子シャッタの開から閉への応答時間Ｔ６を考慮して、右眼用映像Ｒの垂直同期信号からＴ７＝Ｔ２−Ｔ６後に左眼の電子シャッタの信号を閉とする。

次に、右眼用映像信号Ｒの開始点から時間Ｔ３後に右眼用映像信号Ｒが終了する。このため、この終了点までに電子シャッタ付き眼鏡の右眼のシャッタを開にしておく必要がある。電子シャッタの閉から開への応答時間Ｔ５を考慮して、右眼用映像信号Ｒの垂直同期信号の開始点からＴ８＝Ｔ２＋Ｔ３−Ｔ５後に右眼用の電子シャッタの信号を開とする。これを順次繰り返し、左眼用映像Ｌの垂直同期信号の開始点から時間Ｔ７後に右眼の電子シャッタの信号を閉とする。また、左眼用映像Ｌの垂直同期信号の開始点から時間Ｔ８後に左眼の電子シャッタの信号を開とする。

本実施例によれば、左右両眼の電子シャッタを一時的に同時に閉じる期間が、ディスプレイ上に左右の映像が混在する上書き期間である。これにより、観察者は、蓄積・上書型ディスプレイを用いたときでも、左眼用映像Ｌと右眼用映像Ｒとを重複して認識することがない。この結果、観察者は、左眼用映像Ｌと右眼用映像Ｒとにより、良好な立体映像を観察できる。このように、一般に流通している蓄積・上書型ディスプレイを用いて、簡便かつ安価な立体映像表示方法を提供できる。

（第１の変形例）
次に、実施例１の第１の変形例について説明する。上述したような図１のタイミングで電子シャッタ付き眼鏡の電子シャッタを開閉した場合、電子シャッタが開いている期間が比較的短い。このため、ディスプレイが十分に高輝度でないとき、観察される立体映像を暗く感じてしまう場合がある。

このため、本変形例では、ディスプレイが十分に高輝度ではない場合に、３Ｄ（立体）映像を表示する領域を画面の一部に制限する。図４は、３Ｄ映像表示領域を制限したときの画面を示している。

図５は、この時の電子シャッタ付き眼鏡における電子シャッタの開閉タイミングを示している。左眼用３Ｄ映像の表示領域の上書きが終わり、視差のない２Ｄ（平面）映像領域の上書きに入った時点で電子シャッタ付き眼鏡の左眼の電子シャッタを開く。右眼用３Ｄ映像の表示領域の上書きに入る段階で左目の電子シャッタを閉じ、この右眼用３Ｄ映像の表示領域の上書きを終了した時点で右眼の電子シャッタを開く。これを左右繰り返すことにより、電子シャッタの開いている時間が図１に示す開閉タイミングで制御した場合に比較して長くなる。この結果、観察される映像は明るく感じられるようになる。

図６は、３Ｄ表示領域を制限して通常のＮＴＳＣ方式により表示するときの映像信号タイミングとシャッタ開閉タイミングとを示している。時間Ｔ１からＴ６は、図３と同一の内容である。時間Ｔ９は、映像信号の開始点から３Ｄ映像表示領域開始点までの期間、時間Ｔ１０は、３Ｄ映像表示領域の期間である。

１フレームの初めのフィールドを右眼用の映像、後のフィールドを左眼用の映像に使用する場合、各フレームの最初の垂直同期信号、即ち右眼用映像Ｒの垂直同期信号の開始点から時間Ｔ２後に右眼用映像信号の開始点となり、ここから更に時間Ｔ９後に右眼用映像信号における３Ｄ表示領域の開始点となる。この時点からそれまで表示されていた左眼用映像Ｌの３Ｄ表示領域上に右眼用映像Ｒの３Ｄ表示領域の上書きが始まる。このため、これまでに開いていた電子シャッタ付き眼鏡の左眼のシャッタを閉じておく必要がある。

電子シャッタの開から閉への応答時間Ｔ６を考慮し、右眼用映像Ｒの垂直同期信号から時間Ｔ１１＝Ｔ２＋Ｔ９−Ｔ６後に左眼の電子シャッタの信号を閉とする。次に、右眼用映像信号の３Ｄ表示領域開始点から時間Ｔ１０後に右眼用映像信号の３Ｄ表示領域が終了する。このため、この終了点までに電子シャッタ付き眼鏡の右眼のシャッタを開にしておく必要がある。電子シャッタの閉から開への応答時間Ｔ５を考慮して、右眼用映像信号の垂直同期信号の開始点から時間Ｔ１２＝Ｔ２＋Ｔ９＋Ｔ１０−Ｔ５後に右眼用の電子シャッタの信号を開とする。これを順次繰り返し、左眼用映像Ｌの垂直同期信号の開始点から時間Ｔ１１後に右眼の電子シャッタの信号を閉とする。また、左眼用映像Ｌの垂直同期信号の開始点から時間Ｔ１２後に左眼の電子シャッタの信号を開とする。

このようなタイミングにより、ＮＴＳＣ方式の制御による液晶ディスプレイ等において、さらに明るい立体映像を認識することができる。

（第２の変形例）
次に、本実施例の第２の変形例を説明する。上述したような図１のタイミング、または３Ｄ映像を表示する領域を画面の一部に制限したときの図５のタイミングで電子シャッタ付き眼鏡の電子シャッタをコントロールする場合、実際は、ディスプレイの表示素子の応答速度の影響を受ける。例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイでは応答速度が一般に遅い。また、ディスプレイが使用しているパネルや機種の相違により、応答速度の影響は異なってくる。本変形例は、ディスプレイの表示素子の応答速度を考慮してシャッタの開閉タイミングを制御するものである。

図２に対応させて、実際の一般的な液晶ディスプレイに表示される映像の遷移を図７に示す。例えば、右眼用映像Ｒに左眼用映像Ｌを上書きすると、左眼用映像信号を書き始めたディスプレイ上の位置の画素は、ディスプレイ固有の応答時間を経過した後に、書き込んだ値に対応する所定の輝度になる。このため、図７に示すように、右眼用映像Ｒと左眼用映像Ｌの境界には右眼用映像Ｒから左眼用映像Ｌに書き変わる途中の領域が存在することになる。

この応答速度はディスプレイに固有の値である。また、同じディスプレイにおいても、応答速度は、書き込んであった映像信号の値と、それに上書きする映像信号の値との組み合わせによってそれぞれ異なってくる。従って、予め観察に用いるディスプレイと電子シャッタ付き眼鏡の電子シャッタの組み合わせが固定でき、また、ディスプレイ上の３Ｄ映像を表示する領域が固定できる場合には、ディスプレイの最大応答時間を基準に電子シャッタ付き眼鏡における電子シャッタの開閉タイミングを固定できる。

これに対して、ユーザーが任意で選んだディスプレイを用いる場合、または映像コンテンツに応じて３Ｄ映像を表示する領域を可変にする場合には、その組み合わせに応じた電子シャッタの開閉タイミングを設定できるようにしておくことが望ましい。

図８は、この時の電子シャッタ付き眼鏡における電子シャッタの開閉タイミングを示している。左眼用３Ｄ映像の表示領域の上書きが終わり、視差のない２Ｄ映像領域の上書きに入った時点から応答速度に応じた時間が経過した後、電子シャッタ付き眼鏡の左眼の電子シャッタを開く。

右眼用３Ｄ映像の表示領域の上書きに入る段階で左目の電子シャッタを閉じ、この右眼用３Ｄ映像の表示領域の上書きを終了し応答速度に応じた時間経過後に右眼の電子シャッタを開く。このような手順を左右の眼に対して繰り返す。図９は、３Ｄ映像表示領域を制限し、かつディスプレイの応答速度を考慮したときの画面を示している。

ここで、ディスプレイの応答速度とリフレッシュ・レート、電子シャッタ付き眼鏡の電子シャッタの応答速度、コンテンツの３Ｄ映像の表示領域の位置と大きさに応じて、垂直同期信号から電子シャッタ付き眼鏡の電子シャッタを開くまでの時間と、開いている継続時間とを任意に設定、制御できることが望ましい。これにより、一般に市販、流通している幅広いハードウェア、例えばディスプレイとコンテンツに対応することが可能となる。

図１０は、ＮＴＳＣ方式により映像表示し、かつディスプレイの応答速度を考慮したときの映像表示タイミングとシャッタ開閉タイミングとを示している。時間Ｔ１からＴ６は図３と同一である。また、時間Ｔ９からＴ１１は図６と同一である。時間Ｔ１３はディスプレイの最大応答時間である。

図６と同様に、１フレームの初めのフィールドを右眼用の映像、後のフィールドを左眼用の映像に使用する。この場合、各フレームの最初の垂直同期信号、即ち右眼用映像Ｒの垂直同期信号の開始点から時間Ｔ１１経過後にそれまで表示されていた左眼用映像Ｌの３Ｄ表示領域上に右眼用映像Ｒの３Ｄ表示領域の上書きが始まる。

ここで、ディスプレイの応答時間を考慮して時間Ｔ１１をより長くすることも実際には多少は可能である。しかしながら、３Ｄ表示領域の書き込みに入った時点から徐々に表示が変化しはじめる。このため、電子シャッタを開けている時間は短くなるものの応答時間は無視して図６と同じタイミングで電子シャッタを閉じることが望ましい。

右眼用映像信号の３Ｄ表示領域の表示開始点から時間Ｔ１０後に右眼用映像信号の３Ｄ表示領域が終了する。さらに最大応答時間Ｔ１３経過後にはディスプレイ上の表示も３Ｄ表示領域については完了している。このため、この終了点で電子シャッタ付き眼鏡の右眼のシャッタを開にする。電子シャッタの閉から開への応答時間Ｔ５を考慮して、右眼用映像信号の垂直同期信号の開始点からＴ１４＝Ｔ２＋Ｔ９＋Ｔ１０＋Ｔ１３−Ｔ５後に右眼用の電子シャッタの信号を開とする。これを順次繰り返し、左眼用映像Ｌの垂直同期信号の開始点から時間Ｔ１１後に右眼の電子シャッタの信号を閉とする。左眼用映像Ｌの垂直同期信号の開始点から時間Ｔ１４後に左眼の電子シャッタの信号を開とする。

これにより、ＮＴＳＣ方式により、３Ｄ表示領域を制限し、かつディスプレイの応答速度を考慮したときに、簡便に明るい立体映像を認識することができる。

次に、本発明の実施例２に係る立体映像表示システム１００について説明する。図１１は、立体映像表示システム１００の概略構成を示している。ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）プレイヤー１０１は、奇数フィールドと偶数フィールドをそれぞれ左右の眼用の映像とした３Ｄ映像用に作成されたＤＶＤを再生する。ＤＶＤプレイヤー１０１は、映像信号生成部に対応する。ＤＶＤプレイヤー１０１からの映像信号ＳＩは、電子シャッタ制御装置１０２を経由し、液晶テレビ１０３に入力される。液晶テレビ１０３は電子式ディスプレイに対応する。

電子シャッタ制御装置１０２は、ＤＶＤプレイヤー１０１からの映像信号ＳＩから垂直同期信号ＳＶを取り出し、垂直同期信号ＳＶを検出する。そして、スイッチ１０５により設定された時間が経過した後、電子シャッタ付き眼鏡１０４の右眼用の電子シャッタを開とする。さらに、右眼用の電子シャッタを開とした後、スイッチ１０６により設定した時間が経過したとき電子シャッタ付き眼鏡１０４の右眼用の電子シャッタを閉とする。そして、次の垂直同期信号ＳＶを検出したとき、同様に今度は電子シャッタ付き眼鏡１０４の左眼用の電子シャッタについて同じ動作を行う。これを左右順番に繰り返す。また、スイッチ１０７の切り替えにより、右眼と左眼の処理の順序を逆転させることができる。

次に、本実施例の動作について説明する。ＮＴＳＣ方式でインターレース信号の場合、１秒間に５９．９４フィールドである。このため、１フィールドあたりブランキング期間も含めて約１６．６８ミリ秒となる。ここで、図１１に示すようにＤＶＤプレイヤー１０１に液晶テレビ１０３を接続する。また、電子シャッタ制御装置１０２に電子シャッタ付き眼鏡１０４を接続する。

図１２は、電子シャッタ付き眼鏡１０４の開閉タイミングを示している。まず、スイッチ１０５とスイッチ１０６を、それぞれ１６．６８ミリ秒の１／２である８．３４ミリ秒前後に予め設定する。ＤＶＤプレイヤー１０１により奇数フィールドと偶数フィールドをそれぞれ左右の眼用の映像とした３Ｄ映像用に作成されたＤＶＤを再生する。

次に、電子シャッタ付き眼鏡１０４を装着して液晶テレビ１０３を観察すると、正しく立体映像を観察できる部分と、左右の映像が２重に見える部分とが混在して見える。液晶テレビ１０３の画面の下方に注目し、スイッチ１０５の値を徐々に大きく調整すると、正しく立体映像が観察できる部分が画面下方に移動し、２重に見えている部分が小さくなって行く。このため、この２重に見えている部分がちょうど略完全に無くなるところでスイッチ１０５を固定する。

次に、今度は画面の上部に注目し、スイッチ１０６の値を減らして行く。すると正しく立体映像が観察できる部分が画面上方に広がり、２重に見える部分が小さくなって行く。このため、この２重に見えている部分がちょうど完全に無くなるところでスイッチ１０６を固定する。ここで、左右の映像の位相が逆転している場合は、スイッチ１０７により左右の電子シャッタを反転させる。このような手順により、液晶テレビ１０３の画面全体において正しく立体映像を観察できる状態になる。

なお、上述の調整に使用する映像は、一般の奇数フィールドと偶数フィールドをそれぞれ左右の眼用の映像とした３Ｄ映像でも良い。しかしながら、これに限られず調整用専用に作成した映像を用いても良い。このとき、調整はさらに容易となる。

また、本実施例においては、観察者が市販の装置を任意に組み合わせて用いる場合を例に説明している。このため、手動で調整する場合を例示している。これに限られず、予め組み合わせる装置がある程度決まっている場合には、スイッチ１０５とスイッチ１０６の値は予め明らかにしておき、定められた数値にセットするだけで良い。さらに、装置の組み合わせが１通りに固定できる場合には、スイッチ１０５とスイッチ１０６は省略し回路上で固定の値にすることも可能である。

次に、本発明の実施例３に係る立体映像表示システム２００について説明する。図１３は、立体映像表示システム２００の概略構成を示している。パーソナル・コンピュータ１０８は、奇数フレームと偶数フレームをそれぞれ左右の眼用の映像とした３Ｄ映像用に作成された映像ファイルを再生する。パーソナル・コンピュータ１０８は映像信号生成部に対応する。パーソナル・コンピュータ１０８からの映像信号ＳＩは、電子シャッタ制御装置１０９を経由し、液晶モニタ１１０に入力される。

電子シャッタ制御装置１０９は、パーソナル・コンピュータ１０８からの映像信号から垂直同期信号ＳＶと水平同期信号ＳＨを取り出す。そして、垂直同期信号ＳＶを検出してから、スイッチ１１１により設定された数量Ｎ１の水平同期信号ＳＨを検出したとき、電子シャッタ付き眼鏡１０４の右眼用の電子シャッタを開とする。さらに、右眼用の電子シャッタを開としてからスイッチ１１２により設定した数量Ｎ２の水平同期信号ＳＨを検出したとき、電子シャッタ付き眼鏡１０４の右眼用の電子シャッタを閉とする。次の垂直同期信号ＳＶを検出したとき、同じく今度は電子シャッタ付き眼鏡１０４の左眼用の電子シャッタについて同じ動作を行う。これを左右順番に繰り返す。また、スイッチ１１３の切り替えにより、右眼と左眼の処理の順序を逆転させることができる。

次に、本実施例の動作について説明する。パーソナル・コンピュータ１０８から液晶モニタ１１０への映像信号ＳＩは、大きさ１０２４×７６８、リフレッシュ・レートが６０Ｈｚに設定してある。また、３Ｄ映像を表示するエリアは、図１４に示すように全画面の５０％で画面の中央部分である。

１フレームあたりのライン数はブランキング期間を除くと７６８本、３Ｄ表示エリアはその半分の３８４本となる。ここで、図１３に示すようにパーソナル・コンピュータ１０８に液晶モニタ１１０を接続する。また、電子シャッタ制御装置１０９に電子シャッタ付き眼鏡１０４を接続する。

図１５は、本実施例における電子シャッタ付き眼鏡１０４の開閉タイミングを示している。まず、スイッチ１１１とスイッチ１１２を３８４本に予め設定しておく。パーソナル・コンピュータ１０８により、奇数フレームと偶数フレームをそれぞれ左右の眼用の映像とし、画面の中央５０％に３Ｄ映像が表示されるように作成された映像ファイルを再生する。

次に、電子シャッタ付き眼鏡１０４を装着して液晶モニタ１１０を観察すると、正しく立体映像を観察できる部分と左右の映像が２重に見える部分とが混在して見える。ここで、液晶モニタ１１０の３Ｄ表示エリアの画面下方に注目し、スイッチ１１１の値を徐々に大きく調整する。すると正しく立体映像が観察できる部分が画面下方に移動し、２重に見えている部分が小さくなって行く。このため、この２重に見えている部分がちょうど略完全に無くなるところでスイッチ１１１を固定する。

次に、今度は画面の上部に注目し、スイッチ１１２の値を減らして行く。すると正しく立体映像が観察できる部分が画面上方に広がり、２重に見える部分が小さくなって行く。このため、この２重に見えている部分がちょうど略完全に無くなるところでスイッチ１１２を固定する。ここで、左右の映像の位相が逆転している場合は、スイッチ１１３により左右の電子シャッタを反転させる。このような手順により、液晶モニタ１１０の３Ｄ表示エリア全体が正しく立体映像を観察できる状態になる。

なお、前記調整に使用する映像は一般の奇数フレームと偶数フレームをそれぞれ左右の眼用の映像とした３Ｄ映像でも良い。しかしながら、これに限られず、調整用専用に作成した映像を用いても良い。このとき、調整はさらに容易となる。

また、本実施例においては、観察者が市販の装置を任意に組み合わせて用いる場合を例に説明している。このため、手動で調整する場合を例示している。これに限られず、予め組み合わせる装置がある程度決まっている場合には、スイッチ１１１とスイッチ１１２の値は予め明らかにしておき、定められた数値にセットするだけで良い。さらに、装置の組み合わせが１通りに固定できる場合には、スイッチ１１１とスイッチ１１２は省略し回路上で固定の値にすることも可能である。

ここで、図１４に示すように、画面上下の２Ｄ領域はロゴや解説文等に利用することができる。図１４の例では、画面上部に魚の名称、学名を表示する。３Ｄ映像表示領域には、魚の立体映像を表示する。画面下部には、表示されている魚の説明文を表示する。これにより、観察者は、あたかも水族館の水槽を覗き込んでいるような感覚で観察できる。また、本実施例は、広告等の表示や操作ガイドを表示するのにも利用できる。これに対して、図１６に示すように、画面上部には水面の映像、画面下部には底砂の映像を表示しても良い。これは、積極的に視差を生じさせるような特徴点のない映像を表示する例である。これにより、観察者は、あたかも全画面表示であるかのごとく自然な雰囲気で映像を見ることができる。

次に、本発明の実施例４に係る立体映像表示システム３００の概略構成を示している。ノート型パーソナル・コンピュータ１１４は、３Ｄグラフィクスファイルから奇数フレームと偶数フレームをそれぞれ左右の眼用の映像として表示する。ノート型パーソナル・コンピュータ１１４は、映像信号生成部と電子式ディスプレイとの機能を兼用している。

また、ノート型パーソナル・コンピュータ１１４は、ＵＳＢインターフェースを介して以下のデータを電子シャッタ制御装置１１５へ出力する。
（１）垂直同期信号ＳＶ
（２）右眼用フレームと左眼用フレームを識別するための信号
（３）電子シャッタ付き眼鏡１０４の電子シャッタの開遅延時間と開時間

電子シャッタ制御装置１１５は、ＵＳＢインターフェースから読み出した電子シャッタ付き眼鏡１０４の電子シャッタの開遅延時間と開時間とを記憶するメモリ手段を備えている。そして、電子シャッタ制御装置１１５は、同様にＵＳＢインターフェースから読み出した垂直同期信号ＳＶと右眼用フレームか左眼用フレームかの識別信号を検出してから、予め記憶しておいた電子シャッタの開遅延時間が経過したとき、電子シャッタ付き眼鏡１０４の識別信号に応じた側の眼の電子シャッタを開とする。さらに、この電子シャッタを開としてから予め記憶しておいた電子シャッタ開時間が経過したとき、電子シャッタ付き眼鏡１０４の電子シャッタを閉とする。そして、次の垂直同期信号ＳＶを検出したとき、同じく今度は電子シャッタ付き眼鏡１０４のもう一方の眼用の電子シャッタについて同じ動作を行う。これを左右順番に繰り返す。

次に、本実施例における動作について説明する。ノート型パーソナル・コンピュータ１１４の内蔵液晶モニタへの表示映像が大きさ１０２４×７６８、リフレッシュ・レートが６０Ｈｚに設定してある。また、３Ｄ映像を表示するエリアが全画面の５０％で画面の中央部分である。１フレームあたりの描画時間は、ブランキング期間を含め１６．６７ミリ秒、３Ｄ表示エリアはその半分の８．３４ミリ秒となる。ここで、図１７に示すようにノート型パーソナル・コンピュータ１１４に電子シャッタ制御装置１１５を介して電子シャッタ付き眼鏡１０４を接続する。

図１８は、電子シャッタ付き眼鏡１０４の開閉タイミングを示している。まず、ノート型パーソナル・コンピュータ１１４で環境初期設定用のソフトウェアを起動する。これにより、ＵＳＢインターフェースを通じて電子シャッタの開遅延時間と電子シャッタの開期間としてそれぞれ８．３４ミリ秒を電子シャッタ制御装置１１５に送出する。電子シャッタ制御装置１１５は、不図示のメモリ手段に、送出された開遅延時間と開期間とを記憶する。

次に、ノート型パーソナル・コンピュータ１１４で実行されている環境初期設定用ソフトウェアは、調整用のグラフィックス・ファイルから右眼用のフレームと左眼用のフレームを順次作成する。そして、右眼用のフレームと左眼用のフレームを内蔵液晶モニタに表示する。また、ノート型パーソナル・コンピュータ１１４は、垂直同期信号ＳＶと右眼用フレームか左眼用フレームかの識別信号をＵＳＢインターフェースを通じて電子シャッタ制御装置１１５に送出する。

次に、観察者は、電子シャッタ付き眼鏡１０４を装着してノート型パーソナル・コンピュータ１１４の内蔵液晶モニタを観察する。このとき、３Ｄ表示エリアの中で正しく立体映像を観察できる部分と左右の映像が２重に見える部分とが混在して見える。３Ｄ表示エリアの下方に注目しながら、ノート型パーソナル・コンピュータ１１４で実行している環境初期設定用ソフトウェアの電子シャッタの開遅延時間を徐々に大きな値に設定する。次に、電子シャッタの開遅延時間は、ＵＳＢインターフェースを経由してノート型パーソナル・コンピュータ１１４から電子シャッタ制御装置１１５に送出される。

電子シャッタ制御装置１１５が垂直同期信号ＳＶから電子シャッタを開く時間を長くとる。これにより、正しく立体映像が観察できる部分が画面下方に移動し、２重に見えている部分が小さくなって行く。このため、２重に見えている部分がちょうど略完全に無くなるところで電子シャッタの開遅延時間を固定する。

次に、今度は画面の上部に注目し、ノート型パーソナル・コンピュータ１１４で実行している環境初期設定用ソフトウェアの電子シャッタの開時間を徐々に小さな値に設定する。次に、その電子シャッタの開時間は、ＵＳＢインターフェースを経由してノート型パーソナル・コンピュータ１１４から電子シャッタ制御装置１１５に送出される。電子シャッタ制御装置１１５が垂直同期信号ＳＶにより電子シャッタを開いてから閉じるまでの時間を短くする。これにより正しく立体映像が観察できる部分が画面上方に広がり、２重に見える部分が小さくなって行く。このため、この２重に見えている部分がちょうど略完全に無くなるところで電子シャッタ開時間を固定する。このような手順により、内蔵液晶モニタの３Ｄ表示エリア全体が正しく立体映像を観察できる状態になる。以上で、環境初期設定を終了する。

また、本実施例においては、観察者が市販の装置を任意に組み合わせて用いる場合を例にとっている。このため、手動で調整する場合を例示している。しかしながら、これに限られず、予め組み合わせられる装置がわかっている場合には、電子シャッタ開遅延時間と電子シャッタ開時間は、単純に表示画素数とリフレッシュ・レート及び３Ｄ表示領域から簡単に計算できる。このため、自動的に計算された値をノート型パーソナル・コンピュータ１１４から電子シャッタ制御装置１１５に送出することができる。

次に、本発明の実施例５に係る立体映像表示システム４００を説明する。図２３は、立体映像表示システム４００の概略構成を示している。本実施例における電子シャッタ付き眼鏡４０４の開閉タイミングは、上記各実施例で説明したタイミングと同じである。本実施例では、電子シャッタ付き眼鏡４０４の開閉タイミングをセンサー４０２からの信号に基づいて行う点が、上記各実施例と異なる。

本実施例では、液晶モニタ４０２において、右眼用フレームと左眼用フレームを識別するための判別マーク（フリップマーク）を表示する。図２４の（ａ）は、右眼用フレームを表示している状態を示している。このとき、判別マーク４０５Ｒが画面の右端に表示される。図２４の（ｂ）は、左眼用フレームを表示している状態を示している。このとき、判別マーク４０５Ｌが画面の右端に表示される。

図２３に戻って説明を続ける。センサー４０２を液晶モニタ４０１の判別マーク４０５Ｒ、４０５Ｌの位置に取り付ける。センサー４０２は、例えば、フォトセンサーである。演算処理回路４０３は、判別マーク４０５Ｒ、４０５Ｌを認識する。この認識技術は、例えば、特開昭６３−２４９７号公報に開示されているような公知な識別手法や回路を用いることができる。例えば、右眼用フレームの判別信号付加回路は、右眼用撮像カメラにより得られた右眼用の映像信号に対して判別信号（判別マーク４０５Ｒ）を付加する。左眼用フレームの判別信号付加回路は、左眼用撮像カメラにより得られた左眼用の映像信号に対して左眼用の判別信号（判別マーク４０５Ｌ）を付加する。そして、左眼用フレームと右眼用フレームとは、交互に切り替えられて表示される。センサー４０２は、表示されているフレームにおける判別マーク４０５Ｒ、４０５Ｌをそれぞれ検出する。なお、判別マーク４０５Ｒ，４０５Ｌは、それぞれ左右を区別できるパターンであれば、どのようなパターン形状、パターン色等であっても良い。演算制御回路４０３は、検出された判別マーク４０５Ｒ、４０５Ｌを識別する。そして、演算制御回路４０３は、電子シャッタ付き眼鏡４０４の電子シャッタについて判別マーク４０５Ｒ、４０５Ｌに基づいて上記各実施例と同様な動作を行う。これを左右順番に繰り返す。

演算制御回路４０３として、ＩＣやＣＰＵを用いることができる。ＩＣのときは、電子シャッタのタイミング調整は判別マーク４０５Ｒ、４０５Ｌの位置調整やＩＣのボリューム調整で行うことができる。また、ＣＰＵのときは、電子シャッタのタイミング調整は判別マーク４０５Ｒ、４０５Ｌの位置調整やユーザの任意の設定で行うことができる。ＣＰＵを用いると、液晶モニタ４０１の応答特性の個体差に応じて、シャッター開閉等の最適値を記憶しておき、自動判別させることもできる。

さらに、演算処理回路４０３とコンピュータ（不図示）とを、例えばＵＳＢインターフェースで接続することもできる。これにより、外部から演算処理回路４０３を通信制御できる。

一般に、電子シャッタの開閉タイミングを制御するときの処理性能が不十分であると、電子シャッタの開閉タイミングと、表示画像との対応がずれてしまう、いわゆる逆視現象を生ずる場合がある。本実施例によれば、表示される画像に基づいて、電子シャッタの開閉のタイミングを確実に制御できる。このため、常に良好な立体映像を観察することができる。

上述したように、本発明によれば、ＬＣＤ、ＰＤＰ、ＦＥＤに代表される蓄積・上書き型のディスプレイにおいて、電子シャッタ付き眼鏡を用いて立体映像を認識することができる。このため、立体映像表示用に設計された特殊なディスプレイではなく、一般に流通しているディスプレイと電子シャッタ付き眼鏡との組み合わせにより、安価な立体映像装置を提供することができる。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、様々な変形例をとることができる。

以上の説明したように、本発明は、蓄積・上書き型のディスプレイを用いるときに有用である。

本発明の実施例１に係る立体映像表示方法の制御タイミングを示す図である。 蓄積・上書き型のディスプレイの映像の遷移状態を示す図である。 実施例１においてＮＴＳＣ方式を用いるときの制御タイミングを示す図である。 実施例１の第１の変形例における画面の構成を示す図である。 実施例１の第１の変形例における制御タイミングを示す図である。 実施例１の第１の変形例においてＮＴＳＣ方式を用いるときの制御タイミングを示す図である。 実施例１の第２の変形例における蓄積・上書き型のディスプレイの映像の遷移状態を示す図である。 実施例１の第２の変形例における制御タイミングを示す図である。 実施例１の第２の変形例における画面の構成を示す図である。 実施例１の第２の変形例においてＮＴＳＣ方式を用いるときの制御タイミングを示す図である。 実施例２の立体映像表示システムの概略構成を示す図である。 実施例２の立体映像表示システムの制御タイミングを示す図である。 実施例３の立体映像表示システムの概略構成を示す図である。 実施例３の画面の構成を示す図である。 実施例３の立体映像表示システムの制御タイミングを示す図である。 実施例３の画面の構成を示す他の図である。 実施例４の立体映像表示システムの概略構成を示す図である。 実施例４の立体映像表示システムの制御タイミングを示す図である。 従来技術の立体映像表示システムの概略構成を示す図である。 左眼用映像と右眼用映像とを示す図である。 ＣＲＴディスプレイにおける映像の遷移を示す図である。 従来技術の制御タイミングを示す図である。 実施例５の立体映像表示システムの概略構成を示す図である。 実施例５における判別マークを示す図である。

符号の説明

１００ 立体映像表示システム
１０１ ＤＶＤプレイヤー
１０２ 電子シャッタ制御装置
１０３ 液晶テレビ
１０４ 電子シャッタ付き眼鏡
１０５、１０６、１０７ スイッチ
１０８ パーソナル・コンピュータ
１０９ 電子シャッタ制御装置
１１０ 液晶モニタ
１１１、１１２、１１３ スイッチ
１１４ ノート型パーソナル・コンピュータ
１１５ 電子シャッタ制御装置
２００ 立体映像表示システム
３００ 立体映像表示システム
４００ 立体映像表示システム
４０１ 液晶モニタ
４０２ センサー
４０３ 演算処理回路
４０４ 電子シャッタ付き眼鏡
４０５Ｒ、４０５Ｌ
１０ 立体映像表示システム
１１ ビデオカセットレコーダ
１２ 電子シャッタ制御装置
１３ ＣＲＴ
１４ 電子シャッタ付き眼鏡

Claims (9)

1. 次の映像信号がくるまで直前の映像信号を表示し続ける電子式ディスプレイにおいて、前記電子式ディスプレイの画面の少なくとも一部に左眼用映像と右眼用映像とを交互に表示する表示ステップと、
   少なくとも、前記表示ステップ実行中に、前記左眼用映像を第１の観察方向へ、前記右眼用映像を第２の観察方向へそれぞれ交互に透過させるためのシャッタステップとを有し、
   前記シャッタステップでは、前記第１の観察方向と前記第２の観察方向との両方向に対して前記電子式ディスプレイからの光を一定期間だけ遮光することを特徴とする立体映像表示方法。
2. 前記シャッタステップにおいて前記第１の観察方向と前記第２の観察方向との両方向に対して前記電子式ディスプレイからの光を遮光する一定期間は、少なくとも前記電子式ディスプレイの画面上で前記左眼用映像と前記右眼用映像とが混在している期間を含むことを特徴とする請求項１に記載の立体映像表示方法。
3. 前記表示ステップでは、前記左眼用映像と前記右眼用映像とを前記電子式ディスプレイの画面の少なくとも一部の所定の領域のみにおいて交互に表示し、
   前記シャッタステップにおいて、前記第１の観察方向と前記第２の観察方向との両方向に対して前記電子式ディスプレイからの光を遮光する一定期間は、前記電子式ディスプレイの前記所定の領域で前記左眼用映像と前記右眼用映像とが混在している期間であることを特徴とする請求項１または２に記載の立体映像表示方法。
4. 前記シャッタステップにおいて、前記第１の観察方向と前記第２の観察方向との両方向に対して前記電子式ディスプレイからの光を遮光する前記一定期間を任意に調整可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の立体映像表示方法。
5. 電子ディスプレイに左眼用映像と右眼用映像とを画面の少なくとも一部に交互に表示させるための映像信号に基づいて前記電子ディスプレイに表示された前記左眼用映像を第１の観察方向へ、前記右眼用映像を第２の観察方向へ、それぞれ交互に透過させるためのシャッタ部を有する立体映像表示システムであって、
   前記シャッタ部は、前記第１の観察方向と前記第２の観察方向との両方向に対して前記電子式ディスプレイからの光を、少なくとも前記電子ディスプレイの画面上で前記左眼用映像と前記右眼用映像とが混在している一定期間だけ遮光することを特徴とする立体映像表示システム。
6. 次の映像信号がくるまで直前の映像信号を表示し続ける電子式ディスプレイに表示された、左眼用映像と右眼用映像とを画面の少なくとも一部に交互に表示する立体映像を観察するための眼鏡であり、
   少なくとも、前記左眼用映像を第１の観察方向へ、前記右眼用映像を第２の観察方向へそれぞれ交互に透過させるためのシャッタ部を具備しており、
   前記シャッタ部は、前記第１の観察方向と前記第２の観察方向との両方向に対して前記電子式ディスプレイからの光を、少なくとも前記電子ディスプレイの画面上で前記左眼用映像と前記右眼用映像とが混在している一定期間だけ遮光することを特徴とする立体映像観察用眼鏡。
7. 前記シャッタ部が前記第１の観察方向と前記第２の観察方向との両方向に対して遮光する前記一定期間を任意の値に調整するためのシャッタ制御部をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の立体映像観察用眼鏡。
8. 前記シャッタ部は、液晶シャッタ眼鏡であることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の立体映像観察用眼鏡。
9. 次の映像信号がくるまで直前の映像信号を表示し続ける電子式ディスプレイに表示された、左眼用映像と右眼用映像とを画面の少なくとも一部に交互に表示する立体映像を観察するための眼鏡と、
   前記電子式ディスプレイに表示された、右眼用フレームと左眼用フレームを識別するための判別マークを検出するセンサと、を備え、
   前記眼鏡は、少なくとも、前記左眼用映像を第１の観察方向へ、前記右眼用映像を第２の観察方向へそれぞれ交互に透過させるためのシャッタ部を有し、
   前記シャッタ部は、前記センサからの信号に基づいて開閉するとともに、前記第１の観察方向と前記第２の観察方向との両方向に対して前記電子式ディスプレイからの光を、少なくとも前記電子ディスプレイの画面上で前記左眼用映像と前記右眼用映像とが混在している一定期間だけ遮光することを特徴とする立体映像表示システム。

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