JP2008052641A - 映像表示システム - Google Patents

Abstract

【課題】実際の物体を見た観察者の印象と映像内の物体を見た観察者の印象との乖離を解消する。
【解決手段】プロジェクタ２から映像光を出射してスクリーン１に表示して、仮想現実空間内に対象物を含む仮想現実映像を表示する構成であり、所定の実長さを有する実対象物１１と、観察者によって実対象物１１を観察する実物体観察口１２と、実対象物１１を含む仮想現実映像を表示し仮想現実空間内の実対象物１１を観察するＶＲ物体観察口１３とを備え、仮想現実空間内の実対象物１１とＶＲ物体観察口１３との位置関係が実位置関係と同じ位置関係とする。観察者によって、ＶＲ物体観察口１３で観察された仮想現実空間内の実対象物１１の長さがサイズ入力部１４で入力されると、入力された長さと実対象物１１の所定の実長さとに基づいて、スクリーン１に表示される仮想現実映像を拡大又は縮小させる比率を演算装置３で演算する。
【選択図】図１

Description

本発明は、三次元映像をスクリーンに表示させて仮想現実感を作り出す映像表示システムに関する。

近年のコンピュータの性能向上に伴って、バーチャルリアリティ（ＶＲ）技術も発達し、ＶＲ映像の表示装置もさまざまなものが開発されてきた。ＶＲ映像は模型試作品の代替やシミュレーションなどの用途にも使われており、実物に近く見え、寸法や色などに関して正確に印象を伝えることのできる現実感の高いＶＲ映像の表示技術が求められている。また、疲労の少ない映像提示の需要も高く、個人毎に映像提示のパラメータで映像の補正や調整を行うことで、精度を上げて見えやすくしている。

このようなＶＲ映像を表示する技術としては、下記の特許文献１乃至３に記載されたものが知られている。

特許文献１には、左眼映像と右眼映像からなる立体映像の質を向上させるための変形補正方法であって、左／右映像の拡大及び縮小制御及び左／右映像の移動で補正することによって、カメラの被写体に対する拡大及び縮小撮影によって被写体に対する左／右カメラの撮像比率が変更されながら距離感が相異なって表示されることや、観察者の左眼と右眼との間隔が変更されながら立体画像の一部分が変形されて表示されることを抑制している。

特許文献２には、二眼式立体像を表示する技術であって、観察者自らが自己に最も適した左右の映像の輻輳点を変更でき、さらに映像がはっきり見えるように両眼に入射する映像の間隔を変更できることが記載されている。この特許文献２において、左右の映像の輻輳点を変更をするためには、観察者にボタン操作をさせて、ボタン操作量だけ輻輳点を前後にずらすように映像処理を行っている。

特許文献３には、観察者がＶＲ表示上の映像を見た時と現実の３次元世界を見た時の印象を、ＶＲ映像上でできるだけ一致させる技術が記載されている。具体的には、画像面上に投影された物体の画像面上での見掛け上の大きさを算出しておき、見掛けの大きさと焦点距離の関係のテーブルを参照して、抽出された物体の見掛けの大きさに対応する焦点距離を求め、求められた焦点距離に対応して仮想的に焦点距離を修正し、当該焦点距離に従って画像面への投影像を生成する。
特表２００４−５０７１８０号公報 特開２００４−２８３６１３号公報 特開平７−２４９１３１号公報

特許文献１に記載された技術では、観察者の眼間距離を測定して両眼像差を自動的に補正することや、時分割方式において左右映像でフレームが異なるため拡大率が同じにならない拡大、縮小時に左右の映像で発生したずれを修正しているが、ＶＲ映像の見え方に影響する要因は両眼像差以外にも多数存在する。したがって、より没入感の高いＶＲ映像を実現するためにＶＲ映像の見え方を補正するためには、あらゆる種類のパラメータに対して観察者個人の特性を計測する必要がある。また、計測段階において観察者に与える負担が大きい。

特許文献２では、観察者自らが両眼像差と輻輳位置を調節しており、特許文献１の技術と比べると事前の観察者による測定が不要で操作負担は少ないが、実空間での物体の大きさが、ＶＲ映像内での大きさに対応している正確な映像を表示できない。

特許文献３では、画像面上に投影された物体の画像面上での見掛け上の大きさを算出して、仮想的な焦点距離を修正しているので、実空間での物体の大きさが、ＶＲ映像内での大きさに対応している正確な映像を表示できない。

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、実際の物体を見た観察者の印象と映像内の物体を見た観察者の印象との乖離を解消することができる映像表示システムを提供することを目的とする。

本発明は、映像投影手段から出射した映像光を映像表示手段に投影させて、仮想現実空間内に仮想対象物を含む仮想現実映像を表示する映像表示システムであって、上述の課題を解決するために、所定の実長さを有する測定対象実物体と、観察者によって測定対象実物体を観察する視点位置となる実対象物観察口とを備え、測定対象実物体と実対象物観察口との実位置関係が設定された実対象物観察手段と、仮想現実空間に測定対象実物体を再現した測定対象仮想物体を含む仮想現実映像を表示する仮想現実映像表示手段と、当該仮想現実映像表示手段によって表示された仮想現実空間内の測定対象仮想物体を観察する視点位置となる仮想現実映像観察口とを備え、仮想現実映像表示手段によって、仮想現実空間内の測定対象仮想物体と仮想現実映像観察口との位置関係が実位置関係と同じ位置関係となる仮想現実映像を表示する仮想現実映像観察手段と、実対象物観察手段によって観察された測定対象実物体の長さと仮想現実映像観察手段によって観察された仮想現実空間内の測定対象仮想物体の長さとの観察者に把握された相違を表す値が入力される操作入力手段と、操作入力手段に入力された値に基づいて、映像投影手段及び映像表示手段によって表示される仮想現実映像を拡大又は縮小させる比率を演算する差異演算手段とを備える。この映像表示システムは、映像投影手段により、差異演算手段によって演算された仮想現実映像を拡大又は縮小させる比率に従って仮想現実映像を拡大又は縮小させる。

本発明は、映像投影手段から出射した映像光を映像表示手段に投影させて、仮想現実空間内に仮想対象物を含む仮想現実映像を表示する映像表示システムであって、上述の課題を解決するために、所定の一方向の実長さを有する測定対象実物体と、観察者によって測定対象実物体を観察する視点位置となる実対象物観察口とを備え、測定対象実物体と実対象物観察口との実位置関係が設定された実対象物観察手段と、仮想現実映像を表示する仮想現実映像表示手段と、当該仮想現実映像表示手段によって表示された仮想現実空間内の測定対象仮想物体を観察する視点位置となる仮想現実映像観察口とを備え、仮想現実映像表示手段によって、仮想現実空間内の測定対象仮想物体と仮想現実映像観察口との位置関係が実位置関係と同じ位置関係となり実対象物の一方向長さを把握させる第１の仮想現実映像、及び、予め設定された３次元の各辺長さを把握させる立体仮想対象物を含む仮想現実映像を表示する仮想現実映像観察手段と、実対象物観察手段によって観察された測定対象実物体の一方向長さと仮想現実映像観察手段によって観察された仮想現実空間内の測定対象仮想物体の一方向長さとの観察者に把握された相違を表す第１の値が入力されると共に、仮想現実映像内の立体仮想対象物の各辺長さの観察者に把握された相違を表す第２の値が入力される操作入力手段と、操作入力手段に入力された第１の値に基づく第１の比率と、予め設定された３次元の各辺の長さと操作入力手段に入力された第２の値とに基づく第２の比率を求め、当該第１の比率と第２の比率との乗算値を演算する差異演算手段とを備える。この映像表示システムは、 映像投影手段により、差異演算手段によって演算された乗算値に従って仮想現実映像を拡大又は縮小させる。

また、本発明に係る映像表示システムは、仮想現実映像観察手段は、仮想現実空間内の測定対象仮想物体の位置を複数設定し、操作入力手段は、仮想現実映像観察手段で設定された位置ごとに仮想現実空間内の測定対象仮想物体の長さの観察者に把握された相違を表す値を入力し、差異演算手段は、操作入力手段で入力した複数の仮想現実空間内の測定対象仮想物体の長さの観察者に把握された相違を表す値に基づいて、仮想現実映像を拡大又は縮小させる比率を演算する。

更に、本発明に係る映像表示システムは、差異演算手段で演算された仮想現実映像を拡大又は縮小させる比率を、観察者ごとに記憶する記憶手段を備えていても良い。

更にまた、本発明に係る映像表示システムは、記憶手段に記憶された各観察者について仮想現実映像を拡大又は縮小させる比率を、仮想現実空間内の測定対象仮想物体の位置ごと又は比率の算出処理ごとにデータベース化し、差異演算手段は、データベース化された比率を用いて仮想現実映像を拡大又は縮小させても良い。

本発明に係る映像表示システムによれば、観察者によって把握された測定対象実物体の長さと仮想現実空間内の測定対象仮想物体の長さとの相違を表す値を入力させ、当該入力された値に基づいて仮想現実映像を拡大又は縮小させる比率を演算するので、実際の物体を見た観察者の印象と映像内の物体を見た観察者の印象との乖離を解消した仮想現実映像を映像表示手段に表示させることができる。

本発明に係る映像表示システムによれば、実対象物の一方向長さを把握させる第１の仮想現実映像、及び、予め設定された３次元の各辺長さを把握させる立体対象物を含む仮想現実映像を表示させて、測定対象実物体の一方向長さと測定対象仮想物体の一方向長さとの観察者に把握された相違を表す第１の値と立体仮想対象物の各辺長さの観察者に把握された相違を表す第２の値が入力され、第１の値に基づく第１の比率と、第２の値に基づく第２の比率を求めて、当該第１の比率と第２の比率との乗算値によって仮想現実映像を拡大又は縮小させるので、仮想現実映像において３次元物体を実際に見た観察者の印象と映像内の３次元物体を見た観察者の印象との乖離を解消した仮想現実映像を映像表示手段に表示させることができる。

また、本発明に係る映像表示システムによれば、仮想現実空間内の測定対象仮想物体の位置を複数設定し、観察者に設定された位置ごとに仮想現実空間内の測定対象仮想物体の長さの相違を表す値を入力させ、入力した複数の仮想現実空間内の測定対象仮想物体の長さの相違を表す値に基づいて、仮想現実映像を拡大又は縮小させる比率を演算するので、より観察者の見え方に即した精度の高い仮想現実映像の補正を行うことができる。

更に、本発明に係る映像表示システムによれば、仮想現実映像を拡大又は縮小させる比率を、観察者ごとに記憶するので、観測者が再度計測することなしに比率を呼び出すことができる。

更にまた、本発明に係る映像表示システムによれば、仮想現実映像を拡大又は縮小させる比率を、仮想現実空間内の測定対象仮想物体の位置ごと又は比率の算出処理ごとにデータベース化したので、映像表示手段に仮想対象物を表示させる位置や比率の算出処理を決定するのみで、測定を行うことなく仮想現実映像を補正することができる。

以下、本発明の第１実施形態乃至第３実施形態について図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
本発明を適用した第１実施形態に係る映像表示システムは、例えば図１に示すように、映像光が投影されるスクリーン１と、当該スクリーン１に向けて映像光を出射する映像投影手段であるプロジェクタ２と、当該プロジェクタ２に映像データを出力する演算装置３と、当該演算装置３から出力する映像データを補正するためのパラメータを生成する測定装置４とを備える。この映像表示システムにおけるスクリーン１は、任意形状の投影面を有した映像表示手段であり、プロジェクタ２から出射した３次元映像光をスクリーン１に投影させて、仮想現実空間内に仮想対象物を含む仮想現実映像（ＶＲ映像）を表示する。

この映像表示システムは、測定対象実物体を見た観察者の印象とＶＲ映像内の測定対象仮想物体３２を見た観察者の印象との乖離を求めて、当該乖離に基づいて演算装置３からプロジェクタ２に出力する映像データを補正するものである。具体的には、ＶＲ映像に含まれる測定対象仮想物体の幅（Ｗ）、奥行き（Ｄ）、高さ（Ｈ）の各長さと、測定対象実物体の幅（Ｗ）、奥行き（Ｄ）、高さ（Ｈ）の各長さとを観察者に比較させて、観察者が把握する相違を入力して、ＶＲ映像を観察者毎に適切なサイズに補正する。

プロジェクタ２は、スクリーン１に３次元のＶＲ映像光を出射する。スクリーン１にＶＲ映像を表示させるために、映像表示システムは、ユーザに右眼と左眼とで透過する映像光の偏光方向が異なる偏光メガネを装着させる偏光方式、又は、液晶シャッタメガネを装着させる時分割方式でプロジェクタ２から相互に視差が与えられた映像光を出射する。又は、偏光方式でスクリーン１にＶＲ映像を表示する場合、スクリーン１として映像光の偏光方向を保持する素材のものを使用し、プロジェクタ２の２個の光出射口から偏光方向が異なる右眼用映像光と左眼用映像光を出射させる。また、時分割方式でスクリーン１にＶＲ映像を表示する場合、１個の光出射口から右眼用映像光と左眼用映像光とを時分割で交互に出射し、右眼用映像光と左眼用映像光との出射タイミングと液晶シャッタメガネの右眼及び左眼シャッタの切り替えタイミングとの同期を取る。

また、ＶＲ映像が投影されるスクリーン１としては、偏光方式の場合には、映写面の表面にアルミ粉末などを塗布した所謂シルバースクリーンを用いる。更に、スクリーン１の形状としては、図１に示す半球ドーム型だけではなく、平面スクリーンや、円筒型の一部を用いた２次曲面スクリーンであっても良く、半球ドーム型スクリーン、平面スクリーン、２次曲面を種々組み合わせて形成したスクリーンであっても良い。このような様々な形状のスクリーン１であっても、映像表示システムは、当該形状に応じた映像の歪み補正処理を施した映像データを演算装置３から出力することになる。

測定装置４は、所定の実長さを有する測定対象実物体１１と、ユーザによって測定対象実物体１１を観察する視点位置となる実物体観察口１２と、ＶＲ物体観察口１３と、サイズ入力部１４とを備える。測定対象実物体１１と実物体観察口１２とは、測定対象実物体１１と実物体観察口１２との実位置関係が設定された実対象物観察手段となる。

この測定装置４は、図２（ｂ）に示すように、測定対象実物体１１の実位置を実物体観察口１２に対して前後に移動させる操作がユーザによって行われる実物体位置操作部１５と、測定対象実物体１１を実物体観察口１２に対する前後方向に規制して移動させるスライド機構１６とを備える。このスライド機構１６は、例えば測定対象実物体１１と直接連結する、又は、ねじ機構で連結する等の構成を備え、測定対象実物体１１を奥行き方向に移動させる。

測定装置４は、実物体位置操作部１５の操作に従って、測定対象実物体１１の左右、前後、上下方向に回転させ、更に、ユーザの視点位置である実物体観察口１２からの距離を変更する。測定装置４は、例えば、図３（ａ）に示すように測定対象実物体１１の可動部１１ａと固定軸部１１ｂとが直交となる状態と、図３（ｂ）に示すように測定対象実物体１１の可動部１１ａと固定軸部１１ｂとが縦方向に平行となる状態と、図３（ｃ）に示すように可動部１１ａが奥行き方向に平行となる状態といったように、測定対象実物体１１に内蔵のアクチュエータ（図示せず）を駆動させる。なお、本例では、実物体位置操作部１５によって測定対象実物体１１を自動的に駆動させる場合について説明するが、手動によって測定対象実物体１１を回転又は移動させた後の実位置、状態をセンサで読み取るようにしても良い。

このような測定装置４は、その機能的な内部構成を図４に示すように、実物体位置操作部１５に接続された制御部２１と、サイズ入力部１４に接続された入力値処理部２２と、描画部２３と、投影部２４と、測定対象実物体１１の映像を含む仮想現実映像を表示する仮想現実映像表示手段である表示部２５と、演算装置３と接続された出力部２６とを備える。表示部２５は、ＶＲ物体観察口１３を視点位置としてＶＲ映像が視認可能な位置に設けられている。

実物体位置操作部１５には、測定対象実物体１１の幅方向（Ｗ）及び高さ方向（Ｈ）の長さ、測定対象実物体１１の姿勢（回転角度）及び実物体観察口１２と固定軸部１１ｂとの測定距離という測定対象実物体１１の設定情報が入力され、制御部２１に出力する。制御部２１は、測定対象実物体１１の設定情報が入力されると、図３に示したように測定対象実物体１１を駆動させて、固定軸部１１ｂに対する可動部１１ａの位置及び可動部１１ａの回転角度を決定する。また、実物体位置操作部１５から制御部２１に出力された測定対象実物体１１の設定情報は、測定対象実物体１１と同じ状態のＶＲ映像を表示部２５で表示させるために、入力値処理部２２を介して描画部２３に供給される。

描画部２３は、測定対象実物体１１をＶＲ空間で再現した測定対象仮想物体３２を仮想現実空間内で表示させるように投影部２４を駆動させる。投影部２４は、プロジェクタ２と同様に投影型の映像出力装置であり、測定対象実物体１１を再現したＶＲ映像を表示部２５に表示させる。

サイズ入力部１４は、実物体観察口１２によって観察された測定対象実物体１１の長さとＶＲ物体観察口１３によって観察された仮想現実空間内の測定対象仮想物体３２の長さとの観察者に把握された相違を表す値が入力される操作入力手段である。例えば、サイズ入力部１４には、ユーザによって表示部２５に表示させている測定対象仮想物体３２のＶＲ映像のサイズを幅方向、高さ方向及び奥行き方向において変更する操作入力信号が供給され、入力値処理部２２に出力する。このサイズ入力部１４に入力される操作入力信号は、ＶＲ物体観察口１３から見た測定対象仮想物体３２のＶＲ映像の長さを、実物体観察口１２から見た測定対象実物体１１の長さと同じとする量となる。

入力値処理部２２は、測定対象仮想物体３２のＶＲ映像のサイズを変更する操作入力信号を描画部２３に供給して、描画部２３及び投影部２４によって表示部２５に表示させている測定対象仮想物体３２のＶＲ映像のサイズを変更させる。そして、このサイズ入力部１４に入力されたＶＲ映像サイズを変更する操作入力信号は、観察した測定対象実物体１１の長さと、表示部２５に表示した測定対象実物体１１のＶＲ映像の長さとの差異を計算するための測定値（補正パラメータ）として出力部２６から演算装置３に送信される。

サイズ入力部１４によって幅方向、高さ方向、奥行き方向のそれぞれについてＶＲ映像サイズを変更する操作がなされた場合、補正パラメータは、幅方向、高さ方向、奥行き方向のそれぞれについて作成される。

演算装置３は、プロジェクタ２に出力する映像データを記憶する記憶部、当該映像データに補正を施す演算部等を備えるパーソナルコンピュータや映像サーバなどである。この演算装置３は、後述の測定装置４から、測定対象実物体１１の長さと、ユーザで観察された仮想現実空間内の測定対象仮想物体３２の長さとからなる補正パラメータが供給される。この双方の長さに基づき、演算装置３の演算部は、プロジェクタ２に出力する映像データを拡大又は縮小させる補正を行う。これにより、演算装置３は、ユーザによって操作されて測定装置４から入力された補正パラメータに基づいて、プロジェクタ２及びスクリーン１によって表示されるＶＲ映像を拡大又は縮小させる比率を演算する（差異演算手段）。プロジェクタ２は、演算装置３から出力された比率に従って、スクリーン１に出力するＶＲ映像を拡大又は縮小させる。また、演算装置３は、ＶＲ映像を拡大又は縮小させる比率の演算と共に、当該拡大又は縮小されるＶＲ映像に対して、スクリーン１の形状に応じた歪み補正処理を施す。

このように構成された映像表示システムにおいて、測定装置４は、プロジェクタ２からスクリーン１に投影するＶＲ映像における物体が、実際に直接視している物体と同じ長さに見えるようにユーザのＶＲ映像の見え方の測定を行う。

先ず、ＶＲ映像の見え方の測定を始めるに当たって、実物体位置操作部１５を用いて測定対象実物体１１の実位置を設定する。このとき、図２（ａ）に示すように、スクリーン１でＶＲ映像を観察する場合において、スクリーン１と対向したユーザの視点位置とスクリーン１に表示したＶＲ映像内における仮想対象物体３１の位置との距離であるＶＲ物体表示位置Ｌ１と、実物体観察口１２と測定対象実物体１１との距離とが同じとなるように、測定対象実物体１１の設置位置Ｌｒを設定する。例えば、ＶＲ映像中で見たい仮想対象物体３１が視点位置から７０ｃｍだけ奥に表示させる場合（Ｌ１＝７０ｃｍ）には、測定対象実物体１１の実位置も実物体観察口１２から７０ｃｍだけ離れた位置に設定し、ＶＲ映像内の仮想対象物体３１が視点位置から３ｍだけ奥行き方向に表示させる場合（Ｌ１＝３ｍ）には、測定対象実物体１１の実位置も実物体観察口１２から３ｍだけ離れた位置に設定する（Ｌｒ＝Ｌ１）。これにより、スクリーン１でＶＲ映像内の仮想対象物体３１を見る際により正確な補正パラメータを作成できる。

このとき、ＶＲ映像内における仮想対象物体３１が複数存在して、奥行き方向において幅を持って分布している場合（例えばＬ１＝１．５ｍ〜４ｍの場合など）には、当該分布範囲の一点に測定対象実物体１１の設置位置Ｌｒを設定する。例えば、ＶＲ映像内の一番手前の仮想対象物体３１の位置Ｌ１に測定対象実物体１１の設置位置Ｌｒに合わせる、又は、仮想対象物体３１の分布範囲の中央の位置Ｌ１に測定対象実物体１１の設置位置Ｌｒを合わせる、又は、ＶＲ映像内の一番奥の仮想対象物体３１の位置Ｌ１に測定対象実物体１１の設置位置Ｌｒを合わせる。

このように測定対象実物体１１の設置位置Ｌｒを決定すると、当該設置位置Ｌｒの情報は、制御部２１から入力値処理部２２を介して描画部２３に供給されて、表示部２５に、実物体観察口１２から設置位置Ｌｒだけ離れた測定対象仮想物体３２を含む映像を表示させる。このとき、描画部２３は、図２（ｃ）に示すように、表示部２５に表示させるＶＲ映像内の測定対象仮想物体３２の位置Ｌｖｒ（ＶＲ物体観察口１３と測定対象仮想物体３２との距離）を、ＶＲ物体表示位置Ｌ１に設定する。

なお、ＶＲ物体表示位置Ｌ１に対する測定対象実物体１１の設置位置Ｌｒ、ＶＲ映像内の測定対象仮想物体３２の位置Ｌｖｒの設定は、ＶＲ物体表示位置Ｌ１に、測定対象実物体１１の設置位置Ｌｒを合わせて、測定対象実物体１１の設置位置Ｌｒを設定した時に自動的にＶＲ映像内の測定対象仮想物体３２の位置Ｌｖｒを同じ値にするようにしても良い。

その後、ユーザが実物体観察口１２から測定対象実物体１１を見た時の測定対象実物体１１の長さと、ＶＲ物体観察口１３からＶＲ映像を見たときの測定対象仮想物体３２の長さとを同じにさせるようにサイズ入力部１４を操作させる。このサイズ入力部１４の操作量に応じてＶＲ映像のサイズを変更して、ユーザが実物体観察口１２から見る測定対象実物体１１とＶＲ映像内の測定対象仮想物体３２とが同じサイズであるとの操作をした場合に、ユーザが測定対象実物体１１と同じ長さと感じるＶＲ映像内の測定対象仮想物体３２の長さ（ユーザが把握するサイズの相違）である補正パラメータを生成して出力部２６から演算装置３に出力できる。なお、測定対象実物体１１と測定対象仮想物体３２の見かけの長さを入力させて補正パラメータを作成しても良く、測定対象実物体１１の長さを１００とした場合のＶＲ映像内の測定対象仮想物体３２の長さを入力させて補正パラメータを作成しても良い。

また、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）といったように測定対象実物体１１の状態を変更すると共に、表示部２５に表示させるＶＲ映像を変更して、サイズ入力部１４を操作させることによって、幅方向、高さ方向、奥行き方向において補正パラメータをそれぞれ作成する。このとき、測定対象実物体１１及び測定対象仮想物体３２の状態の切換は、実物体位置操作部１５のボタン操作で行っても良く、ユーザとは別の測定者が行っても良い。また、測定対象実物体１１の状態に応じたＶＲ映像内の測定対象仮想物体３２の切り替えは、実物体位置操作部１５のボタン操作と同期しても良く、別個の操作部であっても良く、測定対象実物体１１の位置変更に自動追従させても良い。

更に、補正パラメータの測定は、幅方向、高さ方向、奥行き方向のそれぞれで複数回行うことが望ましい。例えば、ＶＲ映像内の測定対象仮想物体３２の長さを５０ｃｍとした場合、４０〜６０ｃｍの範囲で５段階に分けて測定対象実物体１１の長さを適宜設定して、それぞれの場合についてＶＲ映像の測定対象仮想物体３２を測定対象実物体１１の見え方と同じとするようにサイズ入力部１４を操作させて、補正パラメータを測定する。単純に複数回に亘って補正パラメータを測定する場合、ＶＲ映像における測定対象仮想物体３２の長さに対して、例えば３段階で５％ずつ測定対象実物体１１の長さを増減（あるいは５段階で５％、５段階で１０％など）させても良い。また、測定対象実物体１１の長さを４０ｃｍ、４５ｃｍ、５０ｃｍ、６０ｃｍなどのように不均一な間隔で長さを変えて、補正パラメータを測定しても良い。より正確に補正パラメータを測定するためには、例えば、測定対象実物体１１及びＶＲ映像内の測定対象仮想物体３２の各長さに対して複数回の測定を行って平均値を求めて補正パラメータを決定しても良い。更に、他の方法としては、複数回に亘って求めた補正パラメータの回帰直線の傾き（＝拡大比率）を求めても良い。なお、測定対象実物体１１の長さは、常にある一定の単位長さ（１ｍ、１０ｃｍ、５０ｃｍなど）を使用しても良く、ＶＲ映像内の測定対象仮想物体３２の長さを変更しても良い。

更にまた、補正パラメータの精度が多少低下しても構わないのであれば、測定対象実物体１１の各長さに対して１度ずつ補正パラメータの測定を行う、又は、単にＶＲ映像内の測定対象仮想物体３２の長さを入力させて補正パラメータを測定しても良い。

補正パラメータの測定が終了すると、測定装置４は、出力部２６から補正パラメータを出力すると同時に、実物体観察口１２に対する測定対象実物体１１の測定方向、測定対象実物体１１の長さ、ＶＲ映像内の測定対象仮想物体３２の長さの他、必要に応じて表示部２５における測定対象仮想物体３２の表示位置なども出力する。

演算装置３は、測定装置４から出力された補正パラメータから映像の補正比率を計算する。補正比率は、測定対象実物体１１の長さに対するＶＲ映像内の測定対象仮想物体３２の長さの割合とする。

例えば、測定対象実物体１１（Ｒ）の実際の幅方向（Ｗ）長さ、高さ方向（Ｈ）長さ、奥行き方向（Ｄ）長さ［ｃｍ］に対して、補正パラメータとして、ＶＲ映像内の測定対象仮想物体３２（ＶＲ）の幅方向（Ｗ）、高さ方向（Ｈ）、奥行き方向（Ｄ）における長さ［ｃｍ］が、
Ｗ→Ｒ＝５０、ＶＲ＝５２、Ｒ＝５５、ＶＲ＝５６、Ｒ＝４５、ＶＲ＝４８
Ｈ→Ｒ＝５０、ＶＲ＝５２、Ｒ＝５５、ＶＲ＝５８、Ｒ＝４５、ＶＲ＝４６
Ｄ→Ｒ＝５０、ＶＲ＝５４、Ｒ＝５５、ＶＲ＝６２、Ｒ＝４５、ＶＲ＝４２
となっていたとする。なお、上記の数値は、幅方向、高さ方向、奥行き方向それぞれについて測定対象実物体１１の長さ（Ｒ）を５０ｃｍ、５５ｃｍ、４５ｃｍと変更し、当該測定対象実物体１１の長さに合わせてＶＲ映像内の測定対象仮想物体３２の長さを変更した場合において、ＶＲ映像内の測定対象仮想物体３２の長さ（ＶＲ）がサイズ入力部１４で入力された測定値を示している。

この場合に、演算装置３は、幅方向（Ｗ）、高さ方向（Ｈ）、奥行き方向（Ｄ）の長さのそれぞれについて補正比率を平均値で求めた場合、
Ｗ→（５２／５０＋５６／５５＋４８／４５）／３×１００≒１０４．２％
Ｈ→（５２／５０＋５８／５５＋４６／４５）／３×１００≒１０３．９％
Ｄ→（５４／５０＋６２／５５＋４２／４５）／３×１００≒１０４．７％
となる。

そして、演算装置３は、幅方向（Ｗ）、高さ方向（Ｈ）、奥行き方向（Ｄ）それぞれの補正比率に応じて、プロジェクタ２に出力するＶＲ映像の元映像データに補正を加える。上記比率の場合、図５（ａ）に示すように、元映像データ１００の幅方向長さを１０４．２％に拡大すると共に元映像データ１００の高さ方向の長さを１０３．９％に拡大して補正後の映像データ１００’とし、図５（ｂ）に示すように、元映像データ１００ａ、１００ｂ、１００ｃの奥行き方向の長さを１０４．７％に拡大することによって、奥行き方向の間隔を広げた映像データ１００ａ’、１００ｂ’、１００ｃ’とする。

なお、補正比率＜１００％である場合には、元映像データを縮小することになる。そして、補正後のＶＲ映像の元映像データは、幅方向、高さ方向、奥行き方向の補正後のＶＲ映像に対して、スクリーン１に表示されるＶＲ映像が予め設定された視点位置において歪みなく見えるようにスクリーン１の形状に応じた歪み補正である描画演算がされて、プロジェクタ２に出力される。この補正により、補正後のＶＲ映像をスクリーン１に投影して、ユーザのＶＲ映像の見え方の特性に合わせた映像とできる。なお、視点位置と映像投影位置が同じ場合には、歪み補正は不要になる。

また、幅方向、高さ方向、奥行き方向の補正比率に応じた拡大又は縮小の補正を描画演算時に行う場合、測定装置４からの補正パラメータより予め補正比率の算出のみを行っておき、実際に映像データをプロジェクタ２に出力する時に補正比率による映像データの拡大又は縮小を行った後に、歪み補正を行うことになる。

更に、ＶＲ物体観察口１３からＶＲ映像内の測定対象仮想物体３２を観察させるのではなく、スクリーン１に仮想対象物体３１を表示して、当該仮想対象物体３１の長さをサイズ入力部１４で入力させても良い。この場合、演算装置３は、幅方向、高さ方向、奥行き方向の比率の補正は行わずに、スクリーン１の形状に応じた映像補正のみを行う。この場合、サイズ入力部１４で入力された操作入力信号に対応して即時にスクリーン１のＶＲ映像を更新する処理を演算装置３で行うことになる。

［第１実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本発明を適用した映像表示システムによれば、測定装置４によって、実際に測定対象実物体１１を見た時の長さと、ＶＲ映像内の測定対象仮想物体３２を見た時の長さとの差異から、ＶＲ映像を拡大又は縮小する補正をすることができるので、実際の物体を見た観察者の印象とスクリーン１に表示された仮想対象物体３１を見た観察者の印象との乖離を解消させることができ、ユーザ毎に最適な見え方のＶＲ映像をスクリーン１に表示することができる。

すなわち、ユーザが見るＶＲ映像が、実物の印象とどれだけ乖離しているのかのずれ量を測定して、ユーザ個人の見え方に応じて、スクリーン１に表示させるＶＲ映像に補正を加えることで実物とＶＲ映像との印象の乖離を解消できる。このとき、映像提示時のパラメータ設定を調節するのではなく、ユーザが見るＶＲ映像そのものを調節することで、ＶＲ映像の見え方に影響するすべての要因を含んだ状態で補正を行うことができ、精度の高い補正が実現できる。

更に、ＶＲ映像の見え方のみを測定するため、ユーザにかかる事前測定の負担を少なくできる。

［第２実施形態］
つぎに、本発明を適用した第２実施形態に係る映像表示システムについて説明する。なお、上述の第１実施形態と同様の部分については、同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。

第２実施形態に係る映像表示システムは、第１物体について測定対象実物体１１とＶＲ映像とをユーザに比較させて、表示部２５に表示させたＶＲ映像の測定対象仮想物体３２の幅方向（Ｗ）、高さ方向（Ｈ）、奥行き方向（Ｄ）のうちの一つの長さを測定対象実物体１１と比較した第１測定結果を求め、次に、３次元の第２物体についてＶＲ映像中の測定対象仮想３次元物体３３（図７参照）の幅方向（Ｗ）、高さ方向（Ｈ）、奥行き方向（Ｄ）それぞれの辺長比である第２測定結果を求めて、当該第１測定結果と第２測定結果とを組み合わせて、ＶＲ映像の拡大又は縮小の度合いを求めることを特徴とするものである。これにより、第２実施形態に係る映像表示システムは、計測回数を減らした上でスクリーン１に表示するＶＲ映像をユーザ毎に適切なサイズに補正する。

ここで、第１物体は、測定対象実物体１１のように一方向の長さを計測する形状となっており、第２物体は、図７のような直方体や内部空間用直方体などの３次元物体である。

この映像表示システムは、その機能的な内部構成を図６に示すように、実物体位置操作部１５’によって測定対象実物体１１の一方向の物体長さ及び測定対象実物体１１と実物体観察口１２との距離を入力する。また、サイズ入力部１４’は、実物体観察口１２によって観察された測定対象実物体１１の一方向長さとＶＲ物体観察口１３によって観察された仮想現実空間内の測定対象仮想物体３２の一方向長さとの観察者に把握された相違を表す第１の値が入力されると共に、ＶＲ映像内の測定対象仮想３次元物体３３の各辺長さの観察者に把握された相違を表す第２の値が入力される。例えば、サイズ入力部１４’には、測定対象仮想物体３２の一方向の長さと、ＶＲ物体観察口１３からＶＲ映像内の３次元対象物体を見たときの幅方向（Ｗ）、高さ方向（Ｈ）、奥行き方向（Ｄ）それぞれの長さとを入力する。なお、サイズ入力部１４’には、ＶＲ映像内の仮想物体を、一方向のみの測定対象仮想物体３２と測定対象仮想３次元物体３３とを切換表示させる信号が入力される。

制御部２１’は、実物体位置操作部１５’に物体長さが入力されることによって測定対象実物体１１の一方向の長さを変更する駆動制御、及び、実物体位置操作部１５’に測定距離が入力されることによって実物体観察口１２に対する測定対象実物体１１の距離を駆動制御する。

入力値処理部２２’は、サイズ入力部１４’に入力された一方向長さ又は３次元の長さが供給されることによって、当該長さを描画部２３に出力する。これにより、現在描画部２３によって表示部２５で表示させているＶＲ映像内の測定対象仮想物体３２又は測定対象仮想３次元物体３３の長さを変更させる。

また、この映像表示システムにおいて、測定対象実物体１１の状態設定については、測定対象実物体１１の幅方向、高さ方向、奥行き方向いずれか一方向の測定で良いことから、回転機構はなくても良く、実物体位置操作部１５’のうち、測定対象実物体１１の方向を変更する操作スイッチ等は必要ない。

このような映像表示システムは、第１実施形態と同様に、予め設定されたＶＲ物体表示位置Ｌ１に合わせて、測定対象実物体１１の設置位置Ｌｒ及びＶＲ映像内の測定対象仮想物体３２（第１物体）の位置Ｌｖｒを決定し、予め設定された測定対象実物体１１の一方向長さとＶＲ物体観察口１３からＶＲ映像内の測定対象仮想物体３２を見たときの一方向長さとを演算装置３に出力する。次に、サイズ入力部１４’に対してＶＲ映像内の測定対象仮想物体３２を測定対象仮想３次元物体３３に切り換える信号が入力されると、描画部２３によって、測定対象仮想３次元物体３３をＶＲ映像内に表示させる。

測定対象仮想３次元物体３３で再現される３次元対象物体としては、図７（ａ）、（ｂ）のように、視点位置に対して外観の各面を見させる外観用直方体や、図７（ｃ）、（ｄ）のように、視点位置に対して内部の各面を見させる内部空間用直方体が挙げられる。測定装置４は、外観用直方体の場合には、視点位置を直方体の外部に設定し、内部空間用直方体の場合には、視点位置を直方体内部に設定する。

このような測定対象仮想３次元物体３３で再現される３次元対象物体を表示させて、サイズ入力部１４’に対して測定対象仮想３次元物体３３の幅方向（Ｗ）、高さ方向（Ｈ）、奥行き方向（Ｄ）の長さがそれぞれ入力される。このとき、例えば図７（ａ）又は図７（ｃ）の測定対象仮想３次元物体３３をユーザに観察させた場合に、ユーザにサイズ入力部１４’を操作させて、ユーザから図７（ｂ）又は図７（ｄ）のように立方体に見えるようにＶＲ映像の測定対象仮想３次元物体３３を変更させて、サイズ入力部１４’に対して調整後の辺の長さを示す値を出力部２６から演算装置３に出力する。なお、幅方向、高さ方向、奥行き方向の辺長比率がどう見えているかをサイズ入力部１４’で入力させても良い。また、内部空間用直方体をＶＲ映像内で表示させた場合には、立方体形状の部屋に自分がいるように見えるようにサイズ入力部１４’で調整させても良い。

この図７（ａ）、（ｂ）に示す外観用直方体と、図７（ｃ）、（ｄ）に示す内部空間用直方体とは、スクリーン１に実際に投影するＶＲ映像の内容に応じて使い分けることが望ましい。例えば、部品形状をスクリーン１に表示させて検討する場合などには、ＶＲ映像内の仮想対象物体３１が物体であるために、外観用直方体を使用することが望ましく、マンション内の広さや印象をＶＲ映像内で検討させる場合には、内部空間用直方体を使用することが望ましい。なお、スクリーン１で表示させるＶＲ映像によって、補正比率の測定時に外観用直方体を使うか内部空間用直方体を使うかを選択することになるが、予めＶＲ映像と紐付けた直方体選択リストを作成しておき、ＶＲ映像の選択時にリストを読み込んで自動的に直方体を選択しても良い。

このようにサイズ入力部１４’で一方向長さと、幅方向（Ｗ）、高さ方向（Ｈ）、奥行き方向（Ｄ）の長さを入力させた後、出力部２６は、補正パラメータとして、測定方向と、測定対象実物体１１の一方向長さ及びＶＲ映像内の測定対象仮想物体３２の一方向長さと、測定対象仮想３次元物体３３を幅方向、高さ方向、奥行き方向それぞれについて直方体に調整させた時の辺長比率を出力する。例えば一方向長さの測定方向が高さ方向（Ｈ）である場合には、
Ｈ（高さ方向長さ）→Ｒ＝５０ｃｍ、ＶＲ＝５３ｃｍ
Ｈ：Ｗ：Ｄ（辺長比率）→１：１．０７：１．２６
といった補正パラメータを演算装置３に出力する。

また、サイズ入力部１４’によって立方体形状に修正するのではなく、表示された直方体の辺長比率をサイズ入力部１４’で入力させる場合、補正パラメータは、幅方向、高さ方向、奥行き方向の調整後の辺長比率ではなく、ＶＲ映像内の直方体の幅方向、高さ方向、奥行き方向の辺長比率及びサイズ入力部１４’によって入力した幅方向、高さ方向、奥行き方向の辺長比率となる。なお、必要に応じてＶＲ映像内における表示位置なども含めても良い。この場合、補正パラメータは、
Ｈ→Ｒ＝５０ｃｍ、ＶＲ＝５３ｃｍ
Ｈ：Ｗ：Ｄ→実際の測定対象仮想３次元物体３３における直方体の辺長比＝１：０．８：１．５７
Ｈ：Ｗ：Ｄ→測定対象仮想３次元物体３３の見かけの辺長比率＝１：０．９：１．７
のようになる。この補正パラメータにおいては、高さ方向の長さを基準として、幅方向及び奥行き方向の長さをサイズ入力部１４’で入力させた場合である。

なお、幅方向、高さ方向、奥行き方向の辺長比率は必ずしも高さ方向を基準にしなくても良く、基準値を１にする必要もない。例えば、Ｈ：Ｗ：Ｄ＝２．５：２．３８：２．５９などとしても良い。

また、サイズ入力部１４’によってＶＲ映像内の測定対象仮想３次元物体３３を立方体に調整させて、辺長比率を入力させる場合に、ＶＲ映像内の測定対象仮想３次元物体３３の形状は、ランダムに生成しても良く、立方体に近いものを表示させた後に少しずつ辺長比を変更させても良い。また、測定回数も、第１実施形態と同様に、精度の向上のために複数回にした方が良いが、一回のみでも構わない。

演算装置３は、補正パラメータを入力すると、測定対象実物体１１の一方向長さ（５０ｃｍ）とサイズ入力部１４’で入力されたＶＲ映像内における測定対象仮想物体３２の一方向長さ（５３ｃｍ）とから、ＶＲ映像に対する補正比率を求める。上記のような補正パラメータの場合、図８に示すように、５３／５０×１００＝１０６％となる。

次に、演算装置３は、直方体形状の測定対象仮想３次元物体３３を立方体に見えるように調整させた時の測定対象仮想３次元物体３３の辺長比から、幅方向（Ｗ）、高さ方向（Ｈ）、奥行き方向（Ｄ）それぞれの補正比率を求める。また、演算装置３は、直方体の測定対象仮想３次元物体３３を立方体に変形させるのではなく、ＶＲ映像に表示した測定対象仮想３次元物体３３の辺長比を答えさせる場合には、表示した測定対象仮想３次元物体３３本来の辺長比に対するユーザが把握した辺長比から、幅方向（Ｗ）、高さ方向（Ｈ）、奥行き方向（Ｄ）の補正比率を求める。具体的には、一方向長さを測定した方向（今回の例では高さ方向）の辺長比を基準Ｂ（Ｈ＝Ｂ）とし、Ｈ／Ｂ：Ｗ／Ｂ：Ｄ／Ｂという計算を行う。

上記の補正パラメータの場合、図８に示すように、Ｈ：Ｗ：Ｄ＝１．００：１．０７：１．２６となる。また、奥行き方向（Ｗ）を基準とした場合には、Ｈ：Ｗ：Ｄ≒０．９３５：１．００：１．１８となる。

また、サイズ入力部１４’によって測定対象仮想３次元物体３３の辺長比を幅方向（Ｗ）、高さ方向（Ｈ）、奥行き方向（Ｄ）それぞれについて入力させた場合には、幅方向（Ｗ）、高さ方向（Ｈ）、奥行き方向（Ｄ）それぞれについて、サイズ入力部１４’で入力された見かけの辺長比／実際のＶＲ映像内における辺長比という計算を行うことになる。

次に、演算装置３は、図８に示すように、一方向長さの補正パラメータから得た補正比率（１０６％）と、幅方向（Ｗ）、高さ方向（Ｈ）、奥行き方向（Ｄ）の補正パラメータから得た補正比率（Ｈ：Ｗ：Ｄ＝１．００：１．０７：１．２６）とを乗算し、最終的な補正比率（Ｈ：Ｗ：Ｄ≒１０６％：１１３．４％：１３３．６％）を得る。この補正比率によって、プロジェクタ２に出力する映像データを拡大又は縮小させる。

なお、一方向長さについての補正パラメータの測定を終了したら直ちに、測定対象実物体１１の実際の一方向長さとサイズ入力部１４’から得られた一方向長さとを演算装置３に出力して、幅方向（Ｗ）、高さ方向（Ｈ）、奥行き方向（Ｄ）の辺長比率の測定中に平行して一方向長さの補正比率を求めておくことによって、幅方向（Ｗ）、高さ方向（Ｈ）、奥行き方向（Ｄ）から得た補正パラメータを演算装置３で入力した後に短時間で最終的な補正比率を得ることができる。

［第２実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本発明を適用した第２実施形態に係る映像表示システムによれば、一方向のＶＲ映像を見た時の補正比率のみならず、３次元のＶＲ映像を見たときの補正比率を求めて、当該双方の補正比率から、ＶＲ映像を拡大又は縮小させる補正を行うことができるので、３次元映像をユーザ毎に最適な映像として表示できる。特に、ＶＲ映像が物体であるのか空間であるのかに合わせて、図７のように直方体を区別して使用することによって、よりユーザの見え方に即した映像の補正を行うことができる。

［第３実施形態］
つぎに、本発明を適用した第３実施形態に係る映像表示システムについて説明する。なお、上述の実施形態と同様の部分については、同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。なお、測定装置４の内部構成は、図４を参照して行う。

第３実施形態に係る映像表示システムは、奥行き方向において見え方のＶＲ物体表示位置Ｌ１を複数設置して、より精度高く映像データの補正を行うものである。この映像表示システムにおける測定装置４は、先ず、複数のＶＲ物体表示位置Ｌ１を設定して、当該複数のＶＲ物体表示位置Ｌ１で得た測定結果を用いて映像データの補正比率を求める。

複数のＶＲ物体表示位置Ｌ１を設定する処理は、図９に示すように、ユーザの視点位置から奥行き方向に複数の仮想対象物体３１を含むＶＲ映像をスクリーン１に表示させる場合に、例えば３点のＶＲ物体表示位置Ｌ１を設定する。このＶＲ物体表示位置Ｌ１は、ＶＲ映像内に複数の仮想対象物体３１が分布している場合に、当該分布範囲の最近点、再遠点及び中間点を設定しているが、ＶＲ映像内の各仮想対象物体３１の位置に設定しても良い。そして、測定装置４は、ＶＲ物体表示位置Ｌ１に従って、測定対象実物体１１と実物体観察口１２との距離の測定対象実物体１１の設置位置Ｌｒを設定し、ＶＲ映像におけるＶＲ映像内の測定対象仮想物体３２の位置Ｌｖｒを設定する。

次に、測定装置４は、奥行き方向の位置ごとに、測定対象実物体１１の位置を制御部２１’によって移動させると共に、ＶＲ映像内の測定対象仮想物体３２の奥行き方向の位置を描画部２３で移動させる。そして、測定装置４は、奥行き方向の位置ごとに、サイズ入力部１４から入力された長さ（補正パラメータ）を得て、演算装置３に出力する。この補正パラメータは、サイズ入力部１４で入力された長さに加えて、当該長さに対応した奥行き方向の位置情報が含まれる。

次に、演算装置３は、奥行き方向の位置ごとの補正パラメータを用いて、映像データを拡大又は縮小させる補正比率を演算する。演算装置３は、（ａ）奥行き方向の位置ごとの補正パラメータから全体の傾向を求めて、当該傾向に基づいて補正比率を算出しても良く、（ｂ）スクリーン１に表示させるＶＲ映像内の領域を奥行き方向に分割して奥行き方向に応じた補正比率を算出しても良く、（ｃ）何れかの補正パラメータを選択して全体で単一の補正比率を算出しても良く、（ｄ）複数の補正パラメータの平均値から単一の補正比率を算出しても良い。

例えば、ＶＲ物体表示位置Ｌ１＝２００［ｃｍ］とした場合には、
Ｈ→Ｒ＝５０、ＶＲ＝５２、Ｒ＝５５、ＶＲ＝５８、Ｒ＝４５、ＶＲ＝４６
Ｗ→Ｒ＝５０、ＶＲ＝５２、Ｒ＝５５、ＶＲ＝５６、Ｒ＝４５、ＶＲ＝４８
Ｄ→Ｒ＝５０、ＶＲ＝５４、Ｒ＝５５、ＶＲ＝６２、Ｒ＝４５、ＶＲ＝４６
との補正パラメータが得られ、
ＶＲ物体表示位置Ｌ１＝２８０［ｃｍ］とした場合には、
Ｈ→Ｒ＝５０、ＶＲ＝５４、Ｒ＝５５、ＶＲ＝５７、Ｒ＝４５、ＶＲ＝４２
Ｗ→Ｒ＝５０、ＶＲ＝５７、Ｒ＝５５、ＶＲ＝６５、Ｒ＝４５、ＶＲ＝５１
Ｄ→Ｒ＝５０、ＶＲ＝５２、Ｒ＝５５、ＶＲ＝５３、Ｒ＝４５、ＶＲ＝４８
との補正パラメータが得られ、
ＶＲ物体表示位置Ｌ１＝３５０［ｃｍ］とした場合には、
Ｈ→Ｒ＝５０、ＶＲ＝５３、Ｒ＝５５、ＶＲ＝５９、Ｒ＝４５、ＶＲ＝４７
Ｗ→Ｒ＝５０、ＶＲ＝５７、Ｒ＝５５、ＶＲ＝５９、Ｒ＝４５、ＶＲ＝５１
Ｄ→Ｒ＝５０、ＶＲ＝５５、Ｒ＝５５、ＶＲ＝６１、Ｒ＝４５、ＶＲ＝４０
との補正パラメータが得られたとする。

そして、第１実施形態又は第２実施形態と同様に、
Ｌ１＝２００→Ｈ：Ｗ：Ｄ＝１０３．９：１０４．２：１０４．７
Ｌ１＝２８０→Ｈ：Ｗ：Ｄ＝１０１．７：１１２．９：１０２．３
Ｌ１＝３００→Ｈ：Ｗ：Ｄ＝１０５．９：１１１．５：１０３．３
といったように、ＶＲ物体表示位置Ｌ１ごとに、幅方向（Ｗ）、高さ方向（Ｈ）、奥行き方向（Ｄ）それぞれについての補正比率を得ることができる。

そして、演算装置３は、各ＶＲ物体表示位置Ｌ１において求められた部分的な補正比率に対して、上記（ａ）〜（ｄ）の処理を行うことによって、映像データを拡大又は縮小させる補正比率を決定する。

演算装置３は、上記（ａ）のように、奥行き方向の位置ごとの補正パラメータから全体の傾向を求めて、当該傾向に基づいて補正比率を算出する場合には、例えばＶＲ物体表示位置Ｌ１に対する補正比率の回帰直線を求めて、その直線を表す１次式を全体の傾向を表す補正比率として適用する。上記ＶＲ物体表示位置Ｌ１ごとの補正パラメータにおいて、幅方向の拡大率から近似直線を求めた場合、図１０及び下記に示すような回帰直線を得ることができる。

補正比率＝０．０８３２×対象物体までの距離（ｘ）＋８７．８９８
このような補正比率の回帰直線が得られた場合、ユーザにとっては、図１１（ａ）のような映像データが、図１１（ｂ）のようにＶＲ映像の遠くの仮想対象物体３１ほど小さく見えることを示しており、演算装置３は、図１１（ｃ）に示すようにＶＲ映像において遠くに存在する仮想対象物体３１ほど拡大率を大きくして補正することによって、図１１（ｄ）に示すように、スクリーン１に表示されたＶＲ映像において手前及び奥行きの双方における仮想対象物体３１のサイズを違和感無く見させることができる。

逆に、複数の補正パラメータから得た補正比率の回帰直線が単調減少の場合には、スクリーン１に表示させたＶＲ映像の遠くほど仮想対象物体３１のサイズが大きく見えているために、ＶＲ映像の遠くの仮想対象物体３１の拡大率を下げる補正比率とする。

演算装置３は、奥行き方向における補正比率のみならず、幅方向（Ｗ）、奥行き方向（Ｄ）それぞれについてＶＲ物体表示位置Ｌ１ごとの補正比率を求めて、映像データを拡大又は縮小させる補正を行って、プロジェクタ２に出力する。

また、演算装置３は、ＶＲ物体表示位置Ｌ１に対する補正比率を直線的に近似するのみならず、ＶＲ物体表示位置Ｌ１に対する補正比率を曲線で近似して、複数のＶＲ物体表示位置Ｌ１におけるユーザの見え方の傾向を演算しても良い。この場合、演算装置３では、補正比率が曲線の式に変わることになる。

更に、演算装置３は、上記（ｂ）のように、スクリーン１に表示させるＶＲ映像内の領域を奥行き方向に分割して奥行き方向に応じた補正比率を算出しても良い。この場合、演算装置３は、図１２に示すように、スクリーン１に表示するＶＲ映像内の仮想空間を、奥行き方向における測定位置ａ，ｂ，ｃを含む領域Ａ１，Ｂ１，Ｃ１に分割する。例えば、視点位置から２ｍ、４ｍ、６ｍと３か所の測定位置ａ，ｂ，ｃを設定した場合には、視点位置〜３ｍ、３〜５ｍ、５ｍ〜という３つの領域Ａ１，Ｂ１，Ｃ１を設定する。領域の設定は、例えば２つの測定位置ａ，ｂの中点で区分される領域Ａ１，Ｂ１としても良く、隣接する測定位置ａ，ｂ，ｃ間で領域Ａ２，Ｂ２，Ｃ２を設定しても良く、更には、ＶＲ映像内の各仮想対象物体３１に対して、視点位置から最も近い測定位置と同じ奥行き方向長さとなる領域となるように他の領域を設定しても良い。

このように、測定位置ａ，ｂ，ｃ及び領域Ａ１，Ｂ１，Ｃ１を設定した後、演算装置３は、分割後の各領域に対して、当該領域を含む測定位置での補正比率を求めて、映像データを拡大又は縮小させる補正を行う。例えば、領域Ａ１では測定位置ａでの補正比率を用いて映像データの補正を行い、領域Ｂ１では測定位置ｂでの補正比率を用いて映像データの補正を行うことになる。

仮に、図１３に示すようにＶＲ映像内の仮想対象物体３１であるＶＲ物体ａ〜ｅのうち、２つの領域Ｂ１，Ｃ１をまたがるＶＲ物体ｄがあった場合には、ＶＲ物体ｄを基準にして領域Ｂ１，Ｃ１を修正した領域Ｂ２，Ｃ２を作成しても良い。この場合、領域Ｂ１を領域Ｃ１側に延長しても良く、他のすべてのＶＲ物体が最も近い測定位置の領域に含まれるように領域を設定しても良く、ＶＲ物体の含まれる体積が多い方の領域における補正比率を用いて補正をしても良い。

また、２つの領域にまたがるＶＲ物体が存在するにも拘わらず領域を変更しない場合、１つのＶＲ物体ｄ内で異なる補正比率による補正が施されるために部分的にＶＲ物体ｄの形状は歪むものの領域Ｂ１，Ｃ１ごとの補正比率で補正をしても良く、領域Ｂ１，Ｃ１をまたがるＶＲ物体ｄのみについては領域Ｂ１又はＣ１の何れかの領域における補正比率を用いて補正をしても良い。１つのＶＲ物体で２種類の補正比率を用いて補正をする場合、それぞれの補正比率である拡大率又は縮小率が大幅に違う場合にはＶＲ物体にサイズの段差が発生するが、例えば図１４又は図１５に示すように、隣接する領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの境界部に適当なマージン領域Ａ，Ｂ，Ｃを設けて、補正比率の線形補完を行えばＶＲ物体におけるサイズの段差を解消することができる。

図１４に示すマージン領域Ａ，Ｂ，Ｃは、隣り合う２つの領域Ａ，Ｂ，Ｃの１／４の範囲としている。この結果、マージン領域Ａでは、領域Ａでの拡大率１００％と領域Ｂでの拡大率７８％とを線形補間した拡大率となり、マージン領域Ｂでは、領域Ｂでの拡大率７８％と領域Ｃでの拡大率９７％とを線形補間した拡大率となり、マージン領域Ｃでは、領域Ｃでの拡大率９７％と領域Ｄでの拡大率１０４％とを線形補間した拡大率となる。また、図１５に示すマージン領域Ａ，Ｂ，Ｃでは、領域の１／２の範囲として全域にわたって線形補間を行っている。なお、線形補間してマージン領域における補正比率を設定するのみならず、曲線で補正比率を補完しても良い。

更に、演算装置３は、上記（ｃ）のように、何れかの領域における補正パラメータを選択してＶＲ映像における全体で単一の補正比率を算出しても良い。この場合、演算装置３は、複数の測定位置で求められた補正比率の中から、１つの補正比率のみを選択し、ＶＲ映像全体に亘って選択した補正比率での補正を行う。演算装置３は、複数の補正比率のうち単一の補正比率を選択する場合、演算装置３は、ユーザの選択操作によって補正比率を選択しても良く、ＶＲ映像内の仮想対象物体３１の位置に最も近い測定位置での補正比率を自動選択しても良く、ユーザの視線追跡によって見ている領域に最も近い測定位置での補正比率を自動選択しても良い。更に、ユーザの視点位置から最も近い測定位置での補正比率を選択しても良く、この場合には、ＶＲ映像において遠くの仮想対象物体３１ほどサイズの誤差の絶対量が減るために知覚しにくくなる（＝違和感を感じにくい）ことから、対象物体のサイズについて違和感を感じやすい近方での補正の精度を向上させることができる。

ユーザに補正比率の選択操作をさせる場合には、それぞれの補正比率によって補正を行ったＶＲ映像をスクリーン１で表示させて、何れかのＶＲ映像を選択した操作をサイズ入力部１４で入力することになる。また、ＶＲ映像内の仮想対象物体３１の配置から補正比率を選択する場合、例えばＶＲ映像の記述内容から物体座標を取得して、各対象物体座標と測定位置の距離の総和が最小になる測定位置を選択して、当該測定位置における補正比率を自動選択することになる。具体的には、図１６に示すように、測定位置ｂと各仮想対象物体３１との距離ｘｉの総和ｘｂが、
ｘｂ＝Σｘｉｂ＝5.4＋3.4＋7.2＋7.4＋8.0＋6.2＋7.5＋2.3＝47.4
となり、
測定位置ｃと各仮想対象物体３１との距離ｘｉとの距離の総和ｘｃが、
ｘｃ＝Σｘｉｃ＝8.1＋5.1＋3.1＋2.9＋3.4＋1.4＋3.3＋5.3＝32.6
となるといったように、各測定位置ｊについて、測定位置ｊと仮想対象物体ｉとの距離ｘｉｊの総和ｘｊを求めて、総和ｘｊが最小となる測定位置ｊでの補正比率を選択する。

ユーザの視線追跡により補正比率を自動選択する場合、演算装置３は、カメラや画像処理回路等からなる視線追跡装置から得られた視線ベクトル情報から、ＶＲ映像内のどの仮想対象物体３１を注視しているのかを判別する。このために、演算装置３は、視線ベクトルを奥行き方向に延ばしていき、視点位置から最も近い位置で交差した仮想対象物体３１を注視物体に設定し、当該注視物体が存在する領域における補正比率を選択する。

更に、演算装置３は、上記（ｄ）のように、複数の補正パラメータ（補正比率）の平均値から単一の補正比率を算出しても良い。この場合、演算装置３は、複数の補正パラメータから複数の補正比率の平均値を求め、当該平均値によってＶＲ映像全体の補正を行う。この手法は、上記（ａ）〜（ｃ）のように補正比率を決定する場合と異なり、着目しているＶＲ映像の部分ごとに最適な補正を行うわけではなく、補正比率の精度をより高める。

例えば、測定装置４から出力された補正パラメータが、
Ｌ１＝２００→Ｈ：Ｗ：Ｄ＝１０３．９：１０４．２：１０４．７
Ｌ１＝２８０→Ｈ：Ｗ：Ｄ＝１０１．７：１１２．９：１０２．３
Ｌ１＝３００→Ｈ：Ｗ：Ｄ＝１０５．９：１１１．５：１０３．３
である場合、高さ方向（Ｈ）の補正比率＝（１０３．９＋１０１．７＋１０５．９）／３≒１０３．８、幅方向（Ｗ）の補正比率≒１０９．５、奥行き方向（Ｄ）の補正比率≒１０３．４となる。

なお、複数の補正比率を用いて映像データの補正を行う場合に、上記（ａ）〜（ｄ）のうちの何れかの補正方法を用いるのかをユーザで選択できるようにしても良い。この場合、映像表示システムは、補正方法の選択肢を表示する表示手段と、選択を行うための入力手段を備える必要がある。

［第３実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本発明を適用した第３実施形態に係る映像表示システムによれば、ＶＲ映像の奥行き方向における複数の測定位置において補正比率を求めることによって、よりユーザの見え方に即した精度の高い映像の補正を行うことができる。

なお、上述した第３実施形態に係る映像表示システムは、奥行き方向において複数の測定位置を設定して補正比率を求めたが、これに限らず、ＶＲ映像内の左右方向や上下方向においても複数の測定位置を設定して複数の補正比率を求めても良い。この場合には、スクリーン１の中央部と端部とで補正比率を変更するなどの利点がある。

［第４実施形態］
つぎに、本発明を適用した第４実施形態に係る映像表示システムについて説明する。なお、上述の実施形態と同様の部分については、同一符号を付することによりその詳細な説明を省略する。なお、測定装置４の内部構成は、図４を参照して行う。

第４実施形態に係る映像表示システムは、ユーザが測定を行って得られた固有の補正比率を保持するメモリ（記憶手段、図示せず）を演算装置３に備えることを特徴とし、必要に応じて補正比率を呼び出せるようにしている。例えば演算装置３がパーソナルコンピュータからなる場合、演算装置３は、測定装置４からの補正パラメータに基づいて演算した補正比率と観察者ＩＤとを対応させて登録しておき、当該パーソナルコンピュータのディスプレイやキーボードをユーザに操作させて補正比率を呼び出せるようにする。

なお、補正比率の登録タイミングは補正比率の決定後であればいつでも良いが、例えば補正比率によってＶＲ映像を補正し、ＶＲ映像をスクリーン１で観察した後にユーザに判断させることが望ましい。

演算装置３に補正比率を登録する場合、図１７に示すように、ユーザに補正比率の登録を行うか否かを問い合わせる登録用画像２００をディスプレイに表示する。この登録用画像２００は、測定装置４から補正パラメータを入力して補正比率を作成した後に、「この補正データを登録しますか？」とのメッセージ２０１と、登録ボタン２０２及び非登録ボタン２０３と、属性情報２０４とを含む。この属性情報２０４としては、通し番号の補正比率ＩＤ、測定日、当該補正比率を演算した基準となるＶＲ映像内の測定位置、上述の第１実施形態〜第３実施形態で説明した何れかの補正方法、観察者名（ユーザ名）がある。そして、ユーザ名が入力された上で、登録ボタン２０２が操作された場合には、演算装置３は、当該ユーザの補正比率をメモリに記憶する。

なお、補正方法に関しては、上記（ａ）〜（ｄ）の全ての補正方法で補正比率を演算した結果を一括で登録しても良い。更に、補正比率を演算した補正パラメータもユーザごとに記憶しておいても良い。補正パラメータを記憶しておくことにより、当該自己の補正パラメータを選択して第１実施形態〜第３実施形態で説明した何れかの補正方法を選択することにより、新たな補正比率を得ることができる。

また、演算装置３に登録した補正比率のデータは、演算装置３内のメモリではなく、演算装置３からアクセス可能なデータベースや、演算装置３と通信するネットワーク上のデータベースサーバに登録しておいても良い。このように補正比率を収集してデータベース化しておくことにより、補正比率のデータを分析することが可能になる。例えば、複数人の補正比率のデータから映像を補正する傾向、補正比率の平均値を求めて、多数のユーザに対応した高精度の補正を行うことができる。

ＶＲ映像をスクリーン１に表示する前段階において、登録した補正比率を演算装置３から呼び出す場合、図１８に示すように、ユーザにどの補正比率のデータを呼び出すかを問い合わせる呼出用画像２１０をディスプレイに表示する。この呼出用画像２１０は、「どの補正データを使いますか？」とのメッセージ２１１と、登録時に設定された補正比率ＩＤ入力欄２１２と、決定ボタン２１３及びキャンセルボタン２１４と、登録済一覧情報２１５とを含む。この登録済一覧情報２１５は、ユーザの演算装置３に対する操作によってスクロール可能となっており、操作しているユーザの補正比率ＩＤが探せるようになっている。このような呼出用画像２１０を表示させている状態において、ユーザが自己の観察者名となっている補正比率ＩＤが補正比率ＩＤ入力欄２１２に入力されて、決定ボタン２１３が選択操作されると、当該補正比率を用いて映像データを補正することを決定する。

［第４実施形態の効果］
以上詳細に説明したように、本発明を適用した第４実施形態に係る映像表示システムによれば、補正比率を、ユーザごとに記憶しておくので、同じユーザの再利用時に補正比率のデータを呼び出すのみで、測定装置４による映像の見え方の測定を行うことなくＶＲ映像を補正することができる。

また、この映像表示システムによれば、測定位置ごと又は補正処理ごとに異なる補正比率を記憶しておくので、測定位置や補正処理を指定して補正比率を決定するのみで、測定装置４の測定を行うことなく映像を補正することができる。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

本発明を適用した第１実施形態に係る映像表示システムの構成図である。 本発明を適用した第１実施形態に係る映像表示システムによって、ユーザのＶＲ映像の見え方を測定する設定処理について説明する図であり、（ａ）はＶＲ物体表示位置、（ｂ）は測定対象実物体の設置位置、（ｃ）はＶＲ映像内の測定対象仮想物体位置である。 本発明を適用した第１実施形態に係る映像表示システムにおいて、測定対象実物体の状態を変化させる説明図であり、（ａ）は幅方向の測定時の状態、（ｂ）は高さ方向の測定時の状態、（ｃ）は奥行き方向の測定時の状態である。 本発明を適用した第１実施形態に係る映像表示システムにおける測定装置の機能的な構成を示すブロック図である。 本発明を適用した第１実施形態に係る映像表示システムにおいて、（ａ）は映像データを幅方向及び高さ方向に拡大又は縮小させることの説明図であり、（ｂ）は映像データを奥行き方向に拡大又は縮小させることの説明図である。 本発明を適用した第２実施形態に係る映像表示システムにおける測定装置の機能的な構成を示すブロック図である。 本発明を適用した第２実施形態に係る映像表示システムにおいて、（ａ）の外観用直方体の測定対象仮想３次元物体を表示させて、（ｂ）の外観用直方体のように（観察者から立方体に見えるように）修正させることと、（ｃ）の内部空間用直方体の測定対象仮想３次元物体を表示させて、（ｃ）の内部空間用直方体のように修正させることとの説明図である。 本発明を適用した第２実施形態に係る映像表示システムにより、一方向の長さ測定と３次元物体の長さ測定とによって、幅方向（Ｗ）、高さ方向（Ｈ）、奥行き方向（Ｄ）の補正比率を演算する説明図である。 本発明を適用した第３実施形態に係る映像表示システムにおいて、複数のＶＲ物体表示位置Ｌ１を設定する処理の説明図である。 本発明を適用した第３実施形態に係る映像表示システムにおいて、複数の補正比率から回帰直線を求める処理の説明図である。 本発明を適用した第３実施形態に係る映像表示システムにおいて、（ａ）の映像が、（ｂ）のようにＶＲ映像の遠くの仮想対象物体ほど小さく見えることと、（ｃ）の映像において遠くに存在する仮想対象物体ほど拡大率を大きくして補正することによって、（ｄ）のように見させる説明図である。 本発明を適用した第３実施形態に係る映像表示システムにおいて、奥行き方向を複数の領域の分割して補正比率を求めることの説明図である。 本発明を適用した第３実施形態に係る映像表示システムにおいて、領域にまたがる仮想対象物体が存在するときの処理についての説明図である。 本発明を適用した第３実施形態に係る映像表示システムにおいて、領域間に、領域の１／４の長さのマージン領域を設定して、補正比率を直線補間することの説明図である。 本発明を適用した第３実施形態に係る映像表示システムにおいて、領域間に、領域の１／４の長さのマージン領域を設定して、補正比率を直線補間することの説明図である。 本発明を適用した第３実施形態に係る映像表示システムにおいて、複数の補正比率のうち何れかの補正比率を選択する処理を説明する図である。 本発明を適用した第４実施形態に係る映像表示システムにおいて、観測者ごとに補正比率を登録する時に表示する登録用画像を示す図である。 本発明を適用した第４実施形態に係る映像表示システムにおいて、登録された補正比率を呼び出す時に表示する呼出用画像を示す図である。

符号の説明

１ スクリーン
２ プロジェクタ
３ 演算装置
４ 測定装置
１１ 測定対象実物体
１１ａ 可動部
１１ｂ 固定軸部
１２ 実物体観察口
１３ ＶＲ物体観察口
１４ サイズ入力部
１５ 実物体位置操作部
１６ スライド機構
２１ 制御部
２２ 入力値処理部
２３ 描画部
２４ 投影部
２５ 表示部
２６ 出力部
３１ 仮想対象物体
３２ 測定対象仮想物体
３３ 測定対象仮想３次元物体
１００ 元映像データ
２００ 登録用画像
２０１ メッセージ
２０２ 登録ボタン
２０３ 非登録ボタン
２０４ 属性情報
２１０ 呼出用画像
２１１ メッセージ
２１２ 入力欄
２１３ 決定ボタン
２１４ キャンセルボタン
２１５ 登録済一覧情報

Claims (5)

1. 映像投影手段から出射した映像光を映像表示手段に投影させて、仮想現実空間内に仮想対象物を含む仮想現実映像を表示する映像表示システムであって、
   所定の実長さを有する測定対象実物体と、観察者によって前記測定対象実物体を観察する視点位置となる実対象物観察口とを備え、前記測定対象実物体と前記実対象物観察口との実位置関係が設定された実対象物観察手段と、
   前記仮想現実空間に測定対象実物体を再現した測定対象仮想物体を含む仮想現実映像を表示する仮想現実映像表示手段と、当該仮想現実映像表示手段によって表示された仮想現実空間内の測定対象仮想物体を観察する視点位置となる仮想現実映像観察口とを備え、前記仮想現実映像表示手段によって、前記仮想現実空間内の測定対象仮想物体と前記仮想現実映像観察口との位置関係が前記実位置関係と同じ位置関係となる仮想現実映像を表示する仮想現実映像観察手段と、
   前記実対象物観察手段によって観察された測定対象実物体の長さと前記仮想現実映像観察手段によって観察された仮想現実空間内の測定対象仮想物体の長さとの観察者に把握された相違を表す値が入力される操作入力手段と、
   前記操作入力手段に入力された値に基づいて、前記映像投影手段及び前記映像表示手段によって表示される仮想現実映像を拡大又は縮小させる比率を演算する差異演算手段とを備え、
   前記映像投影手段は、前記差異演算手段によって演算された仮想現実映像を拡大又は縮小させる比率に従って仮想現実映像を拡大又は縮小させること
   を特徴とする映像表示システム。
2. 映像投影手段から出射した映像光を映像表示手段に投影させて、仮想現実空間内に仮想対象物を含む仮想現実映像を表示する映像表示システムであって、
   所定の一方向の実長さを有する測定対象実物体と、観察者によって前記測定対象実物体を観察する視点位置となる実対象物観察口とを備え、前記測定対象実物体と前記実対象物観察口との実位置関係が設定された実対象物観察手段と、
   仮想現実映像を表示する仮想現実映像表示手段と、当該仮想現実映像表示手段によって表示された仮想現実空間内の測定対象仮想物体を観察する視点位置となる仮想現実映像観察口とを備え、前記仮想現実映像表示手段によって、前記仮想現実空間内の測定対象仮想物体と前記仮想現実映像観察口との位置関係が前記実位置関係と同じ位置関係となり実対象物の一方向長さを把握させる第１の仮想現実映像、及び、予め設定された３次元の各辺長さを把握させる立体仮想対象物を含む仮想現実映像を表示する仮想現実映像観察手段と、
   前記実対象物観察手段によって観察された測定対象実物体の一方向長さと前記仮想現実映像観察手段によって観察された仮想現実空間内の測定対象仮想物体の一方向長さとの観察者に把握された相違を表す第１の値が入力されると共に、前記仮想現実映像内の立体仮想対象物の各辺長さの観察者に把握された相違を表す第２の値が入力される操作入力手段と、
   前記操作入力手段に入力された第１の値に基づく第１の比率と、予め設定された３次元の各辺の長さと前記操作入力手段に入力された第２の値とに基づく第２の比率を求め、当該第１の比率と第２の比率との乗算値を演算する差異演算手段とを備え、
   前記映像投影手段は、前記差異演算手段によって演算された乗算値に従って仮想現実映像を拡大又は縮小させること
   を特徴とする映像表示システム。
3. 前記仮想現実映像観察手段は、前記仮想現実空間内の測定対象仮想物体の位置を複数設定し、
   前記操作入力手段は、前記仮想現実映像観察手段で設定された位置ごとに仮想現実空間内の測定対象仮想物体の長さの観察者に把握された相違を表す値を入力し、
   前記差異演算手段は、前記操作入力手段で入力した複数の仮想現実空間内の測定対象仮想物体の長さの観察者に把握された相違を表す値に基づいて、仮想現実映像を拡大又は縮小させる比率を演算すること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の映像表示システム。
4. 前記差異演算手段で演算された仮想現実映像を拡大又は縮小させる比率を、観察者ごとに記憶する記憶手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の映像表示システム。
5. 前記記憶手段に記憶された各観察者について仮想現実映像を拡大又は縮小させる比率を、前記仮想現実空間内の測定対象仮想物体の位置ごと又は比率の算出処理ごとにデータベース化し、前記差異演算手段は、前記データベース化された比率を用いて仮想現実映像を拡大又は縮小させることを特徴とする請求項４に記載の映像表示システム。

Images