JP4937390B2 - 立体映像表示装置及び立体映像用眼鏡 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、立体映像が表示可能な立体映像表示装置及び立体映像用眼鏡に関する。

近年、立体映像のコンテンツの視聴が可能なフラットパネルディスプレイが実用化されている。立体映像の表示の方式に関して種々提案されているが、その中で偏光フィルタ眼鏡や電子シャッタ眼鏡を用いる眼鏡方式がある。

偏光フィルタ眼鏡を用いた方式は、左右の映像に、例えば、直交する直線偏光をかけて重ねて投影し、これを左右で直交する偏光フィルタの付いた眼鏡により左右の映像に分離することにより、視差のある映像を交互に左右の目に表示することで立体的に見せる方式である。

電子シャッタ眼鏡には、映像と連動するシャッタが組み込まれていて、ディスプレイに右目用の映像が表示されたときは、眼鏡の左目のシャッタが閉じて右目のシャッタが開くので、右目用の映像だけが見える。左目用の映像が表示されたときは、その逆に眼鏡の右目のシャッタが閉じて左目のシャッタが開くので、左目用の映像だけが見える。ディスプレイに表示する映像に同期して電子的に眼鏡のシャッタを閉じたり開いたりすることで、視差のある映像を交互に左右の目に見せる。

利用者が立体映像を観賞するには、ディスプレイに立体映像用の映像を表示させ、立体映像用眼鏡を装着することが必要である。利用者が立体映像用眼鏡を装着しないで立体映像用の映像が表示された画面を見ると、右目用と左目用の視差のある映像が重なり合って正常な映像として視聴することができない。

特開２０００−４４５３号公報

放送番組においては、従来の平面映像（立体映像に対して立体映像ではない従来の映像を平面映像と称する）と立体映像が混在している。また、光ディスク等によるビデオディスクにおいても平面映像と立体映像によるものがあり、利用者は立体映像の再生と平面映像の再生に応じて立体映像用眼鏡の着脱を要する。

現状では立体映像のコンテンツはまだ多くなく、平面映像のコンテンツが多い。そこで平面映像に対して演算処理を施して立体映像化する変換方式が複数考案されている。平面映像を立体映像に変換する技術を利用するにしても、最初から立体映像として製作されたコンテンツに対して立体映像の効果について見劣りする例があるため、自然で美しい立体映像を生成する変換技術が望まれている。

好ましい立体映像効果を得るために、立体映像用眼鏡を装着した利用者の表示画面に対する位置に応じて最適な変換をすることが望ましい。また、利用者が立体映像用眼鏡を装着すれば、平面映像を自動的に最適な立体映像効果のある立体映像に変換してフラットパネルディスプレイ等の表示装置に表示することが望まれている。

本発明の目的は、上記したような事情に鑑み成されたものであって、利用者が立体映像用眼鏡を装着したとき、平面映像を自動的に立体映像に変換し、この変換する際、立体映像表示装置に対する利用者の位置に応じて最適な立体映像効果を得られるように変換することができる立体映像表示装置及び立体映像用眼鏡を提供することである。

上記目的を達成するために、実施形態によれば、立体映像表示装置は、表示画面からの立体映像用眼鏡の距離と前記表示画面の面の法線に対する前記立体映像用眼鏡の角度とを計測する計測手段と、前記距離と前記角度に基づいて平面映像を立体映像に変換する変換手段とを有する。

実施形態に係る立体映像表示装置および立体映像用眼鏡の構成を示すブロック図。 立体映像表示装置の概観を示した斜視図。 立体映像用眼鏡の概観を示した斜視図。 立体映像表示装置に対する立体映像用眼鏡の距離と角度を示した図。 平面映像を立体映像に変換する際の変換方法の例を示した図。 平面映像を立体映像に変換する際の変換方法の例を示した図。 立体映像用眼鏡が装着情報を送信する際の動作手順を示したフローチャート。 立体映像用眼鏡の装着状態に応じた平面映像と立体映像の切り替えの動作手順を示したフローチャート。

以下実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、実施形態に係る立体映像表示装置１および立体映像用眼鏡２の構成を示すブロック図である。立体映像表示装置１において、アンテナ４は、放送局３から送信された放送電波を受信するための地上デジタル放送あるいは衛星デジタル放送用のアンテナである。チューナ５は、地上デジタル放送あるいは衛星デジタル放送の放送信号の中から所望のチャンネルの放送信号を選局する。チューナ５は、複数のチューナユニットから構成されており、同時に複数の放送を受信することができる。

復調器６は、各々のデジタル放送の変調方式に対応して復調する。地上デジタル放送の信号は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）復調で、衛星デジタル放送の信号は、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）復調で、デジタルの映像信号及び音声信号に復調され、信号処理部７に出力される。

信号処理部７は、復調器６から供給されたデジタルの映像信号及び音声信号を選択的に所定のデジタル信号処理を施して、映像信号を３Ｄ映像変換部８または映像処理部９へ、音声信号を音声処理部１０へ出力する。信号処理部７は、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）エンコーダ、ＭＰＥＧデコーダ、映像音声デコーダ等の機能を有する。

復調器６から供給された映像信号が、平面映像の場合で、この平面映像を立体映像に変換する場合には、映像信号を３Ｄ映像変換部８へ出力する。立体映像に変換しない場合には映像処理部９へ出力する。復調器６から供給された映像信号が、立体映像の場合には、映像処理部９へ出力する。

立体映像は、視差のある右目用と左目用の画像を同時あるいは交互に画面に表示して利用者が両眼視差による立体映像として認識する映像であって、種々の方式がある。例えばBluray（登録商標）においてはフレームシーケンシャル方式を採用しており、左目用と右目用の映像を、それぞれ１秒間に６０コマ、計１２０コマの超高速で交互に再生し、その画面を、映像と同期して左右のシャッタを交互に開閉する専用の立体用眼鏡で見ることで、立体映像を見ることができる。

また、例えば、デジタルテレビジョンの放送においてはサイドバイサイド方式が採用されている。サイドバイサイド方式は、一つのフレームに左右目用の映像を横に並べた形で送出する方式で、１枚の画面を左目用、右目用に分割するため、横解像度は半分になり、例えば１９２０×１０８０ドットの元映像の場合は左右各９６０×１０８０ドットの映像を送出し、映像表示装置側で左右それぞれの映像を画面に引き延ばして表示する。信号処理部７は復調器６から供給された映像信号を処理する段階で平面映像か立体映像かを判定し、判定結果を制御部１５へ送信する。

３Ｄ映像変換部８は、平面映像（２Ｄ映像）を立体映像（３Ｄ映像）に変換する機能を有する。平面映像から、奥行き方向の情報を推定して両眼視差のついた立体映像用の左右の映像に変換する。奥行き情報の推定は、種々の方法があり、変換部の演算能力によって使い分けられる。３Ｄ映像変換部８は、信号処理部７から送信された平面映像を立体映像に変換して、映像処理部９へ出力する。

映像処理部９は、信号処理部７あるいは３Ｄ映像変換部８から入力されたデジタルの映像データを、表示装置１０の画面１１で表示可能なフォーマットに変換したり、表示色を任意に調整したりして、画面１１に出力して映像を表示させる。入力元が信号処理部７または３Ｄ映像変換部８かは、制御部１５によって切り替えられる。映像処理部９は、制御部１５からの指示により信号処理部７から入力した立体映像を平面映像に変換する機能を有する。

音声処理部１２は、信号処理部７から入力されたデジタルの音声データを、スピーカ１３で再生可能なアナログ音声信号に変換した後、スピーカ１３に出力して音声を再生させる。

立体映像表示装置１は、上記した受信動作を含むその全ての動作を制御部１５によって統括的に制御されている。制御部１５はＭＰＵ（Micro Processing Unit）１６が搭載されており、バス１４を介して接続された各構成要素を制御する。

ＲＡＭ（Random Access Memory）１７は、ＭＰＵ１６のデータ処理に必要な各種データを格納するリード／ライトメモリであり、映像データ等を格納するバッファメモリとして動作する。ＲＯＭ（Read Only Memory）１８は読出し専用メモリであり、ＭＰＵ１６が実行する制御のプログラムなどを格納している。

フラッシュメモリ１９は、書き換え可能であり、電源を切ってもデータが消えない不揮発性の半導体メモリである。フラッシュメモリ１９は、利用者によって設定された表示装置１０の表示に関する設定データを記憶する。例えば、輝度やコントラスト等の設定値が挙げられる。

操作受信部２０は、操作部２１から送信される操作信号を受信し、ＭＰＵ１６に転送する。操作部２１は、例えば、赤外線あるいはBluetooth等による無線通信を利用したリモコン（リモートコントローラ、remote controller）、有線式あるいは無線式キーボード等であり、操作信号を送出する。操作受信部２０は、そのリモコン、キーボード等から操作信号を受信する。

通信制御部２２は、立体映像用眼鏡２へ送信する制御信号をＭＰＵ１６からの指示に基づいて生成し、アンテナや赤外線発光器等による送受信器２３を介して立体映像用眼鏡２へ送信する。また、通信制御部２２と送受信器２３は、立体映像用眼鏡２から送信された立体映像用眼鏡２の装着状態の情報を受信する受信手段の機能を有する。

距離角度測定部２４は、立体映像表示装置１に対する立体映像用眼鏡２の位置を計測する機能を有する。詳細には、画面１１の略中心からの立体映像用眼鏡２の距離と画面１１の略中心における面の法線に対する立体映像用眼鏡２の位置の角度とを計測する。距離角度測定部２４は、画面１１の前面側１８０度に渡って光学スキャンし、立体眼鏡３の反射部までの距離と角度を検出する。パルス状のレーザ光を照射し、反射部で反射して戻ってくるまでの時間差を計測して距離を検出する。また、立体映像表示装置１の前面側１８０度を多数に分割して反射光の戻ってくる方向から角度を検出する。検出された距離と角度の情報はデジタルデータに変換されて、制御部１５に出力され、またＲＡＭ１７に保存される。

距離角度測定部２４の他の例として、カメラで画面１１の中央の上部から利用者方向を撮影し、撮影した映像を画像分析して、立体映像用眼鏡２の画像の位置から角度を測定し、立体映像用眼鏡２の画像の大きさから距離を測定することもできる。また、立体映像用眼鏡２に焦点を合わせ、この焦点距離からさらに正確な距離を測定することも可能である。

外部インターフェース２５は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４（Institute of Electrical and Electronic Engineers 1394）、あるいはｅＳＡＴＡ(external Serial ATA(AT Attachment)）、ＳＤ（Secure Digital）（登録商標）メモリカード、ＨＤＭＩ（High Definition Multimedia Interface）（登録商標）等のインターフェースであり、ＵＳＢメモリやＵＳＢ外部機器、ＳＤメモリカード、ＨＤＤ、ＳＳＤ、ＣＤ、ＤＶＤ、Bluray（登録商標）記録再生機等のドライブ類を含む外部記憶装置２６が接続される。

制御部１５は、パラメータ出力部の機能を有する。この機能は、制御部１５のＭＰＵ１６が実行するアプリケーションであり、通常はＲＯＭ１８に格納されており、使用時にはＭＰＵ１６によって読み出され実行される。パラメータ出力部２７は、距離角度測定部２４によって測定された距離と角度に基づいて、３Ｄ映像変換部８が平面映像を立体映像に変換する際の変換パラメータを出力する出力手段である。画面１１の略中心からの立体映像用眼鏡２の距離から、最適な奥行き量を調整する奥行きパラメータを出力し、また、画面１１の略中心における面の法線に対する立体映像用眼鏡２の位置の角度から、右目と左目の視差ベクトル量を調整する視差パラメータを出力する。

パラメータ出力部２７によって出力された奥行きパラメータと視差パラメータは、３Ｄ映像変換部８へ出力され、３Ｄ映像変換部８はこれらのパラメータを用いることにより利用者の位置に応じて最適な立体映像効果が得られる立体映像に変換する。

立体映像用眼鏡２において、制御部３１は、一つの集積回路にコンピュータシステムをまとめた組み込み用のマイクロプロセッサであるＭＣＵ（Micro Controller Unit）を含み、ＲＯＭやＲＡＭ、Ｉ／Ｏ関連などの周辺機能を搭載しており、立体映像用眼鏡２全体の動作を制御する。装着センサ３３、液晶シャッタ３４、送受信器３５がデータバス３２を介して制御部３１に接続されている。

制御部３１は、センサ制御部３１ａ、シャッタ制御部３１ｂ、通信制御部３１ｃの機能を有する。これらの機能は、制御部３１のＭＣＵが実行するアプリケーションであり、通常は制御部３１内のＲＯＭに格納されており、使用時にはＭＣＵによって読み出され実行される。

センサ制御部３１ａと装着センサ３３によって利用者の装着状態を検出する検出手段が構成され、通信制御部３１ｃと送受信器３５によって送信手段が構成される。センサ制御部３１ａは、立体映像用眼鏡２に搭載された装着センサ３３の出力信号を受信し、通信に適した信号に変換して、通信制御部３１ｃ、アンテナ等による送受信器３５を介して、装着情報（利用者が立体映像用眼鏡２を装着した情報）３６あるは非装着情報（利用者が立体映像用眼鏡２を外した情報）３７を立体映像表示装置１へ送信する。

装着センサ３３は、例えば、発光素子３３ａと受光素子３３ｂの組み合わせで構成される。発光素子３３ａから出射された光を受光素子３３ｂが受光するように、立体映像用眼鏡２の左右のテンプルにそれぞれが分離して設けられている。利用者が立体映像用眼鏡２を装着すると、発光素子３３ａから出射された光が遮光されることにより、立体映像用眼鏡２を装着したことが検出される。

シャッタ制御部３１ｂは、立体映像表示装置１から送信されたシャッタ制御信号に基づいて右目用液晶シャッタ３４ａ、左目用液晶シャッタ３４ｂのシャッタの開閉動作を制御する。液晶シャッタ３４ａ、３４ｂは、立体映像表示装置１に右目用の映像が表示されたときは、左目用液晶シャッタ３４ｂが閉じて右目用液晶シャッタ３４ａが開くので、右目用の映像だけが見える。左目用の映像が表示されたときは、その逆に眼鏡の右目用液晶シャッタ３４ａが閉じて左目用液晶シャッタ３４ｂが開くので、左目用の映像だけが見える。

通信制御部３１ｃは、立体映像表示装置１から送出された制御信号を送受信器３５を介して受信し、シャッタ制御部３１ｂへシャッタ制御信号を出力する。また、通信制御部３１ｃは、送受信器３５を介して、装着情報３６、非装着情報３７を立体映像表示装置１へ送信する。

図２は、立体映像表示装置１の概観を示した斜視図である。立体映像表示装置１は、筐体４０と、筐体４０を支持するスタンド４１を備えている。筐体４０は前面側に液晶パネルやＰＤＰパネル等の表示パネル４２が配置され、表示パネル４２の背面側に表示パネル４２を支持する図示しないフレームが配置されている。フレームには表示パネル４２を駆動するための図示しない回路基板や電源回路が設置されている。

筐体４０の前面側と上面、底面、両側側面の一部を覆う前面カバー４３と、筐体４０の背面側と上面、底面、両側側面の一部を覆う背面カバー４４とによって外面が囲まれている。画面１１は、表示パネル４２の前面カバー４３の窓部４３ａの内側の表示部分である。送受信器２０は、前面カバー４３の前面側の内部に配置されている。

距離角度測定部２４は、前面カバー４３の前面の中央上部に設置されている。画面１１の略中心からの立体映像用眼鏡２の距離と画面１１の略中心における面の法線に対する立体映像用眼鏡２の位置の角度とを計測するため、画面１１の中央の前面カバー４３の上部に設置すると都合がよい。なお、距離角度測定部２４は、前面カバー４３の前面の中央下部に設置されてもよい。

図３は、立体映像用眼鏡２の概観を示した斜視図である。立体映像用眼鏡２は、リム４６ａ、４６ｂ、ブリッジ４７、よろい４８ａ、４８ｂ、テンプル４９ａ、４９ｂ、液晶シャッタ３４ａ、３４ｂによって構成されている。テンプル４９ａ、４９ｂは、よろい４８ａ、４８ｂに蝶番５０ａ、５０ｂによって回動可能に取り付けられている。

ブリッジ４７の内部には、立体映像表示装置１から送出された制御信号を受信する送受信器３５が設けられている。左側のよろい４８ｂの内部には、制御部３１が格納され、左側のよろい４８ｂの外側には、電源スイッチ５１が設けられている。左右のテンプル４９ａ、４９ｂには装着センサ３３ａ、３３ｂの回路が設けられ、テンプル４９のよろい４８ｂに近い部分には、液晶シャッタ３４ａ、３４ｂや装着センサ３３の回路に電源を供給する電池５２等が収められている。

ブリッジ４７の上部には反射部５３が設けられている。反射部５３は、距離角度測定部２４が立体映像表示装置１に対する立体映像用眼鏡２の位置を計測するとき、距離角度測定部２４が発光した光を反射するための反射板である。立体映像用眼鏡２が複数あるときは、どれか１個を位置検出用の眼鏡とし、他の眼鏡には反射部１５を設けないようにする。

図４は、立体映像表示装置１に対する立体映像用眼鏡２の距離と角度を示した図である。図４は、立体映像表示装置１を上部から見た平面図である。距離Ｌは、画面１１の略中心と立体映像用眼鏡２の反射部５３との間の距離である。角度Ａは画面１１の略中心における面の法線５４に対する立体映像用眼鏡２の反射部の角度であり、さらに詳細に言えば、水平面と平行な面に投影した角度である。

図５は、平面映像を立体映像に変換する際の変換方法の例を示した図である。図５において、平面映像の映像画素Ｘについて立体映像に変換する例を示す。３Ｄ映像変換部８は、平面映像の映像画素Ｘについて奥行き情報を推定して両眼視差のついた立体映像用の左右２個の映像画素に変換する。奥行き情報の推定は、前後のレイヤーを分析したり、動きのある物体の早さを分析する等種々の方法があるが、３Ｄ映像変換部８の演算能力によって適宜使い分ければよい。

映像画素Ｘは、奥行き情報に基づいて右目用の映像画素Ｒと左目用の映像画素Ｌに変換される。映像画素Ｘ’は、立体映像に変換された後に画面１１の奥側方向に立体映像として見える映像画素である。平面映像の映像画素Ｘは、立体映像の視聴時には、図に示すように画面１１の奥側方向にある映像画素Ｘ’のように見える。

図４における距離Ｌと角度Ａは距離角度測定部２４によって測定される。図５において、映像画素Ｘは、画面１１の略中心における面の法線５４から距離Ｍの位置にある。距離Ｌｓは、立体映像用眼鏡２から画面１１への垂線の足までの距離である。距離Ｌｓは、パラメータ出力部２７によって距離Ｌ、角度Ａから算出される。また、映像画素Ｘにおける面の法線に対する立体映像用眼鏡２の角度Ｂは、パラメータ出力部２７によって距離Ｌ、角度Ａ、距離Ｍから算出される。

奥行き量Ｌｄは、映像画素Ｘの奥行き情報と奥行きパラメータＰｄにより算出される。距離Ｌｓの大きさによって、最適な奥行き量Ｌｄを調整する奥行きパラメータＰｄを設定しＬｄの大きさを調整する。奥行きパラメータＰｄは、距離Ｌｓの大きさによって決められる所定のパラメータであり、パラメータ出力部２７によって所定の計算式に基づいて距離Ｌｓが計算された後に算出される。算出された奥行きパラメータＰｄは、３Ｄ映像変換部８へ出力される。３Ｄ映像変換部８は、奥行き量Ｌｄを映像画素Ｘの奥行き情報と奥行きパラメータＰｄにより算出し、利用者の位置に応じて最適な立体映像効果が得られる立体映像に変換する。なお、距離Ｌｓと奥行きパラメータＰｄの関係を表形式でＲＯＭ１８、またはフラッシュメモリ１９に記憶させ、距離Ｌｓが計算された後に奥行きパラメータＰｄを呼び出すようにしてもよい。

右目用の映像画素Ｒと左目用の映像画素Ｌの視差ベクトルＶｄの大きさはｄである。視差ベクトルの大きさｄは、利用者の両目の距離Ｄ、距離Ｌｓ、奥行き量Ｌｄによって算出される。利用者の両目の距離Ｄは、立体映像用眼鏡２の左右の液晶シャッタ３４ａ、３４ｂの略中心の間の距離に置き換えてもよい。視差ベクトルＶｄは、映像画素Ｒを生成するときの視差ベクトルをＶｄＲ、その大きさをｄＲ、映像画素Ｌを生成するときの視差ベクトルをＶｄＬ、その大きさをｄＬとするとｄ＝ｄＲ＋ｄＬの関係がある。

パラメータ出力部２７は、角度Ｂから右目と左目の視差ベクトルの大きさの比率を調整する視差パラメータＰｐｄを出力する。視差パラメータＰｐｄは、角度Ｂの大きさによって決められる所定のパラメータであり、パラメータ出力部２７によって所定の計算式に基づいて角度Ｂが計算された後に算出される。算出された視差パラメータＰｐｄは、３Ｄ映像変換部８へ出力される。３Ｄ映像変換部８は、視差ベクトルＶｄＲの大きさｄＲと視差ベクトルＶｄＬの大きさｄＬを算出するとき視差パラメータＰｐｄによってｄＲとｄＬの比率を調整し、利用者の位置に応じて最適な立体映像効果が得られる立体映像に変換する。なお、角度Ｂと視差パラメータＰｐｄの関係を表形式でＲＯＭ１８、またはフラッシュメモリ１９に記憶させ、角度Ｂが計算された後に視差パラメータＰｐを呼び出すようにしてもよい。

図６は、平面映像を立体映像に変換する際の変換方法の例を示した図である。図６において、平面映像の映像画素Ｙについて立体映像に変換する例を示す。３Ｄ映像変換部８は、平面映像の映像画素Ｙについて奥行き情報を推定して両眼視差のついた立体映像用の左右の映像画素に変換する。奥行き情報の推定は、前後のレイヤーを分析したり、動きのある物体の早さを分析する等種々の方法があるが、３Ｄ映像変換部８の演算能力によって適宜使い分ければよい。

映像画素Ｙは、奥行き情報に基づいて右目用の映像画素Ｒと左目用の映像画素Ｌに変換される。映像画素Ｙ’は、立体映像に変換された後に画面１１の手前方向に立体映像として見える映像画素である。平面映像の映像画素Ｙは、立体映像の視聴時には、図に示すように画面１１の手前方向にある映像画素Ｙ’のように見える。

図４における距離Ｌと角度Ａは距離角度測定部２４によって測定される。図６において、映像画素Ｙは、画面１１の略中心における面の法線５４から距離Ｎの位置にある。距離Ｌｓは、立体映像用眼鏡２から画面１１への垂線の足までの距離である。距離Ｌｓは、パラメータ出力部２７によって距離Ｌ、角度Ａから算出される。また、映像画素Ｙにおける面の法線に対する立体映像用眼鏡２の角度Ｃは、パラメータ出力部２７によって距離Ｌ、角度Ａ、距離Ｎから算出される。

画面の手前側への飛び出し量Ｌｆは、映像画素Ｙの奥行き情報と奥行きパラメータＰｆにより算出される。なお奥行きパラメータＰｆは、画面の手前側への飛び出し量を調節するパラメータである。距離Ｌｓの大きさによって、最適な飛び出し量Ｌｆを調整する奥行きパラメータＰｆを設定しＬｆの大きさを調整する。奥行きパラメータＰｆは、距離Ｌｓの大きさによって決められる所定のパラメータであり、パラメータ出力部２７によって所定の計算式に基づいて距離Ｌｓが計算された後に算出される。算出された奥行きパラメータＰｆは、３Ｄ映像変換部８へ出力される。３Ｄ映像変換部８は飛び出し量Ｌｆを映像画素Ｙの奥行き情報と奥行きパラメータＰｆにより算出し、利用者の位置に応じて最適な立体映像効果が得られる立体映像に変換する。なお、距離Ｌｓと奥行きパラメータＰｆの関係を表形式でＲＯＭ１８、またはフラッシュメモリ１９に記憶し、距離Ｌｓが計算された後に奥行きパラメータＰｆを呼び出すようにしてもよい。

右目用の映像画素Ｒと左目用の映像画素Ｌの視差ベクトルＶｄの大きさはｄ’である。視差ベクトルの大きさｄ’は、利用者の両目の距離Ｄ、距離Ｌｓ、飛び出し量Ｌｆによって算出される。利用者の両目の距離Ｄは、立体映像用眼鏡２の左右の液晶シャッタ３４ａ、３４ｂの略中心の間の距離に置き換えてもよい。視差ベクトルＶｄは、映像画素Ｒを生成するときの視差ベクトルをＶｄ’Ｒ、その大きさをｄ’Ｒ、映像画素Ｌを生成するときの視差ベクトルをＶｄ’Ｌ、その大きさをｄ’Ｌとするとｄ’＝ｄ’Ｒ＋ｄ’Ｌの関係がある。

パラメータ出力部２７は、角度Ｂから右目と左目の視差ベクトルの大きさの比率を調整する視差パラメータＰｐｆを出力する。視差パラメータＰｐｆは、角度Ｃの大きさによって決められる所定のパラメータであり、パラメータ出力部２７によって所定の計算式に基づいて角度Ｃが計算された後に算出される。算出された視差パラメータＰｐｆは、３Ｄ映像変換部８へ出力され、３Ｄ映像変換部８は、視差ベクトルＶｄ’Ｒの大きさｄ’Ｒと視差ベクトルＶｄ’Ｌの大きさｄ’Ｌを算出するとき視差パラメータＰｐｆによってｄＲとｄＬの比率を調整し、利用者の位置に応じて最適な立体映像効果が得られる立体映像に変換する。なお、角度Ｂと視差パラメータＰｐｆの関係を表形式でＲＯＭ１８、またはフラッシュメモリ１９に記憶し、角度Ｂが計算された後に視差パラメータＰｐｆを呼び出すようにしてもよい。

図７は、立体映像用眼鏡２が装着情報を送信する際の動作手順を示したフローチャートである。Ｓ１１において、制御部３１のセンサ制御部３１ａは、装着センサ３３の出力信号の変化を監視することによって、利用者が立体映像用眼鏡２を装着したり外したりしないかを監視する。利用者が立体映像用眼鏡２の電源スイッチ５１を入れるとセンサ制御部３１ａは、装着センサ３３の出力信号の監視を開始する。

Ｓ１２においてセンサ制御部３１ａは、着脱状態が変化したかどうかを判定する。着脱状態が変化したならば、Ｓ１３へ移り、変化しないならばＳ１１へ戻って監視を継続する。Ｓ１３において、装着状態になったのか否かを判定する。利用者が立体映像用眼鏡２を装着したならばＳ１４へ移り、外したならばＳ１５へ移る。

Ｓ１４において、通信制御部３１ｃは、送受信器３５を介して、装着情報３６を立体映像表示装置１へ送信し、再度着脱状態を監視するモードに移る。Ｓ１５において、通信制御部３１ｃは、送受信器３５を介して、非装着情報３７を立体映像表示装置１へ送信し、再度着脱状態を監視するモードに移る。利用者が立体映像用眼鏡２の電源スイッチ５１を切ると一連の動作は終了する。

図８は、立体映像用眼鏡２の装着状態に応じた平面映像と立体映像の切り替えの動作手順を示したフローチャートである。利用者が立体映像用眼鏡２を装着した際は立体映像を表示し、外した際は平面映像を表示するように映像を切り替える。従って利用者が立体映像用眼鏡２を装着した際は、立体映像表示装置１は、元の映像信号が平面映像であれば立体映像に変換し、元の映像信号が立体映像であればそのまま立体映像を画面に表示する。利用者が立体映像用眼鏡２を外した際は、元の映像信号が平面映像であればそのまま平面映像を表示し、元の映像信号が立体映像であれば平面映像に変換して画面に表示する。

Ｓ２１において、立体映像表示装置１の制御部１５は、立体映像用眼鏡２から装着情報３６または非装着情報３７を受信したかを判定する。制御部１５は、通信制御部２２からこれらの情報を受け取ることによって判定することができる。受信したならばＳ２２へ移る。

Ｓ２２において、制御部１５は装着情報３６か非装着情報３７かを判定する。装着情報３６であればＳ２３へ移り、非装着情報３７であればＳ２８へ移る。

Ｓ２３において、制御部１５は、距離角度測定部２４に立体映像用眼鏡２の距離と角度を測定させる。距離角度測定部２４は、画面１１の略中心からの立体映像用眼鏡２の距離と画面１１の略中心における面の法線に対する立体映像用眼鏡２の位置の角度とを計測する。検出された距離と角度の情報は、制御部１５に出力され、またＲＡＭ１７に保存される。

なお、立体映像用眼鏡２の距離と角度の測定は、立体映像用眼鏡２が装着情報３６を立体映像表示装置１へ送信した後に実施されるだけでなく、例えば、所定時間の間隔で測定してもよい。これは、利用者が立体映像用眼鏡２を装着したまま視聴位置を移動する可能性があるからである。このような場合でも、所定時間毎に立体映像用眼鏡２の位置を測定することによって、利用者の位置に応じた変換をすることができる。また、立体映像用眼鏡２が装着されているか否かとは無関係に立体映像用眼鏡２の位置を測定することも可能である。

Ｓ２４において、制御部１５は、信号処理部７から出力された映像信号が平面映像であるか立体映像であるかを判定する。立体映像であればＳ２７へ移り、平面映像ならばＳ２５へ移る。

Ｓ２５において、制御部１５は、３Ｄ映像変換部８を稼動させる。信号処理部７から出力された平面映像を３Ｄ映像変換部８へ入力する。Ｓ２６においてパラメータ出力部２７は、距離角度測定部２４によって測定された距離Ｌと角度Ａに基づいて、３Ｄ映像変換部８が平面映像を立体映像に変換する際の奥行きパラメータと視差パラメータを生成する。制御部１５は、パラメータ出力部２７によって出力された奥行きパラメータと視差パラメータを３Ｄ映像変換部８へ出力する。３Ｄ映像変換部８は、平面映像を、パラメータを用いて利用者の位置に応じて最適な立体映像効果が得られる立体映像に変換する。

Ｓ２７において、制御部１５は、映像処理部９が立体映像を表示するモードにし画面１１に立体映像を表示する。映像処理部９は、信号処理部７から出力された元の映像信号が立体映像であれば、そのまま立体映像として表示する。３Ｄ映像変換部８から出力された立体映像を立体映像として表示する。

Ｓ２８において、制御部１５は、３Ｄ映像変換部８が動作中であるかを判定する。動作中であれば、Ｓ２９へ移って３Ｄ映像変換部８の動作を止める。動作中でないならば、Ｓ３０へ移る。

Ｓ３０において、制御部１５は、映像処理部９が平面映像を表示するモードにし画面１１に平面映像を表示する。映像処理部９は、信号処理部７から出力された元の映像信号が平面映像であれば、そのまま平面映像として表示する。信号処理部７から出力された元の映像信号が立体映像であれば、平面映像に変更して平面映像として表示する。例えば、サイドバイサイド方式による立体映像用の映像であれば、左右画面のどちらか一方の画面だけを表示画面のサイズに伸張して表示することにより平面映像化することができる。

以上のように、利用者が立体映像用眼鏡２を装着したり外したりすることを起点として、利用者が立体映像用眼鏡２を装着した際は、立体映像表示装置１は、元の映像信号が平面映像であれば立体映像に変換し、元の映像信号が立体映像であればそのまま立体映像を画面に表示し、利用者が立体映像用眼鏡２を外した際は、元の映像信号が平面映像であればそのまま平面映像を表示し、元の映像信号が立体映像であれば平面映像に変換して画面に表示する。３Ｄ映像変換部８における平面映像から立体映像への変換において、立体映像表示装置１に対する立体映像用眼鏡２の距離と角度を計測し、測定データからパラメータ出力部２７によって奥行きパラメータＰｄ、Ｐｆ、視差パラメータＰｐｄ、Ｐｐｆを出力し、これらパラメータによって、奥行き量Ｌｄ、飛び出し量Ｌｆ、映像画素Ｒを生成するときの視差ベクトルＶｄＲ、Ｖｄ’Ｒ、映像画素Ｌを生成するときの視差ベクトルＶｄＬ、Ｖｄ’Ｌの大きさを調整し、利用者の位置に応じて最適な立体映像効果が得られる立体映像に変換する。

このようにすることによって、利用者が立体映像用眼鏡の装着したとき、平面映像を自動的に立体映像に変換し、変換する際、立体映像表示装置に対する利用者の位置に応じて最適な立体映像効果を得られるように変換することができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具現化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１ 立体映像表示装置
２ 立体映像用眼鏡
３ 放送局
４ アンテナ
５ チューナ
６ 復調器
７ 信号処理部
８ ３Ｄ映像変換部
９ 映像処理部
１０ 表示装置
１１ 画面
１２ 音声処理部
１３ スピーカ
１４ バス
１５ 制御部
１６ ＭＰＵ
１７ ＲＡＭ
１８ ＲＯＭ記憶部
１９ フラッシュメモリ
２０ 操作受信部
２１ 操作機器
２２ 通信制御部
２３ 送受信器
２４ 距離角度測定部
２５ 外部インターフェース
２６ 外部記憶装置
２７ パラメータ出力部
３１ 制御部
３１ａ センサ制御部
３１ｂ シャッタ制御部
３１ｃ 通信制御部
３２ バス
３３ａ、３３ｂ 装着センサ
３４ａ、３４ｂ 液晶シャッタ
３５ 送受信器
５１ 電源スイッチ
５３ 反射部
５４ 法線

Claims (8)

1. 立体映像用眼鏡から利用者の該立体映像用眼鏡の装着状態の情報を受信する受信手段と、
   前記装着状態の情報を受信した後で表示画面からの前記立体映像用眼鏡の距離と前記表示画面の面の法線に対する前記立体映像用眼鏡の角度とを計測する計測手段と、
   前記距離と前記角度に基づいて平面映像を立体映像に変換する変換手段と
   を有する立体映像表示装置。
2. 前記計測手段は、表示画面の略中心からの前記立体映像用眼鏡の距離と前記表示画面の略中心における面の法線に対する前記立体映像用眼鏡の角度とを計測する請求項１記載の立体映像表示装置。
3. 前記計測手段は、前面カバーの前面の中央上部または前面カバーの前面の中央下部に設置されている請求項１記載の立体映像表示装置。
4. 前記距離と前記角度に基づいたパラメータを出力するパラメータ出力手段を備え、
   前記変換手段は、前記パラメータに基づいて平面映像を立体映像に変換する請求項１記載の立体映像表示装置。
5. 前記パラメータ出力手段は、平面映像を立体映像に変換する際の奥行きパラメータと視差パラメータを出力する請求項４記載の立体映像表示装置。
6. 前記奥行きパラメータは、前記立体映像用眼鏡から前記表示画面への垂線の足までの距離の大きさによって決められるパラメータである請求項５記載の立体映像表示装置。
7. 前記視差パラメータは、前記表示画面の面の法線に対する前記立体映像用眼鏡の角度の大きさによって決められるパラメータである請求項５記載の立体映像表示装置。
8. 前記立体映像用眼鏡は、
   発光素子から受光素子に向かう光を遮ることによって利用者の装着状態を検出する検出手段と、
   前記装着状態の情報を立体映像表示装置に送信する送信手段と
   を有する請求項１記載の立体映像表示装置。

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