JP2010506476A - 立体視用表示システム - Google Patents

Abstract

本発明は双眼視装置、情報コンテンツ、及び表示ソースを備えた立体視表示システムに関する。この表示システムは、双眼視装置、情報コンテンツ、及び表示ソースを最適化する複数のソフトウェアを実行する電子コンポーネントを備えており、前記複数の最適化ソフトウェアが一緒になって、様々なパラメータを管理するループを形成する点を特徴とする。前記装置の着用者は従って、着用者の視覚生理機能に最もよく適合された状態で、双眼視装置を介して情報コンテンツを観賞できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、三次元（３Ｄ）での立体視用表示システム（以下、「表示」を「表示」という）に関する。

本発明は典型的には、画像又はマルチメディアタイプの情報の３Ｄビューに適用されるが、これに限られない。

特許文献１は、情報を表示する双眼鏡装置を提案しており、この装置は、左側及び右側表示素子と、それぞれを対応する眼の前に配置するように設計されて支持する、鼻の上に置かれるべき支持体とを含み、前記左側及び右側表示素子は各々、ビーム発生システムにより入口面に向かって発せられた光線ビームを受け、ビームを伝播させ、出口面を通して対応する眼に向かって配達する光ガイドを備える。

双眼鏡表示装置はまた、瞳孔間の距離を調節するために、光ガイドを支持体に対して移動して光ガイド間の距離を調節することを可能にするしくみを備えている。

一変更形態では、双眼鏡表示装置は、左右画像の焦点を調節するために、左右画像の表示距離を互いに独立して変更することを可能にするサブシステムを備えている。

双眼鏡表示装置は、単純な表示ソース及び制御インターフェイスと通信している。

例として、表示ソースは、テレビ、ＤＶＤプレーヤ、ＭＰＥＧ４プレーヤ、又は如何なる他の映像（ｖｉｄｅｏ）・画像（ｉｍａｇｅ）ソースであってもよい。

映像信号は、情報データソースによって生成され、制御インターフェイスに配達される。

制御インターフェイスは、ユーザが画像のコントラスト又は輝度を調節するのを可能にする。

それにも関わらず、このタイプの表示システムは、前記表示システムのユーザ個別に最適化されていないという欠点を示し、ユーザに目眩い及び吐き気といった被害を直ちにもたらす可能性がある。
このタイプのシステムは通常、このような被害を軽減する効果のあるしくみ付きで使われるが、その抑制が過度になり、システムの着用者（ユーザ）の観賞（ｖｉｅｗｉｎｇ）上の快適性を損なう。

国際出願特許公開公報 ＷＯ−２００４／０９７４６２

Ｌｅ ｔｒａｉｔｅ ｄｅ ｌａ ｒｅａｌｉｔｅ ｖｉｒｔｕｅｌｌｅ ｔｏｍｅ １： "４．２．５．６ Ｌｅｓ ｃａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｑｕｅｓ ｐｓｙｃｈｏｐｈｙｓｉｑｕｅｓ ｄｅ ｌａ ｖｉｓｉｏｎ ｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｑｕｅ" ［バーチャルリアリティ論、第１巻： "４．２．５．６ 立体視の精神病理学的特徴"］。 Ｌｅ ｔｒａｉｔｅ ｄｅ ｌａ ｒｅａｌｉｔｅ ｖｉｒｔｕｅｌｌｅ ｔｏｍｅ １： "１０．６．４．２ Ｍｅｔｈｏｄｅｓ ｐａｒ ｆｉｌｔｒａｇｅｓ ｆｒｅｑｕｅｎｔｉｅｌｓ" ［バーチャルリアリティ論、第１巻： "１０．６．４．２ 周波数フィルタリングによる方法"］に記載されている。 Ｌｅ ｔｒａｉｔｅ ｄｅ ｌａ ｒｅａｌｉｔｅ ｖｉｒｔｕｅｌｌｅ ｔｏｍｅ １： "４．２．４．２ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ ｅｔ ｄｉｓｐａｒｉｔｅ ｒｅｔｉｎｉｅｎｎｅ" ａｎｄ "４．２．４．３ Ｓｔｅｒｅｏｐｓｉｅ ｅｔ ｄｉｐｌｏｐｉｅ" ［バーチャルリアリティ論、第１巻： "４．２．４．２ 収束及び網膜歪覚（ｒｅｔｉｎａｌ ｄｉｓｐａｒｉｔｙ）"、及び"４．２．４．３ 立体視（ｓｔｅｒｅｏｐｓｉｓ）及び複視（ｄｉｐｌｏｐｉａ）"］

従って、本発明の主題によって解決すべき技術的問題は、上記最新技術上の問題を回避することを可能にする、双眼視装置、情報コンテンツ、及び表示ソースを備えた立体視用表示システムを提案することであって、特に前記システムのユーザ、換言すれば、着用者の眼精疲労及び不快感を制限しながら、３Ｄ情報コンテンツの観賞を可能にする。

本発明によると、与えられた前記技術的問題の解決法は、表示システムがさらに、双眼視装置、情報コンテンツ、及び表示ソースを最適化するソフトウェアを実行する電子コンポーネントを備えており、前記最適化ソフトウェアは一緒になって、以下のパラメータを管理するループを形成することにある。
ａ）双眼視装置及び情報コンテンツを最適化するソフトウェアへの入力パラメータを構成する、着用者の瞳孔間の距離、
ｂ）情報コンテンツを最適化するソフトウェアへの入力パラメータである、双眼視装置を最適化するソフトウェアからの少なくとも１つの出力パラメータ、
ｃ）表示ソースを最適化するソフトウェアへの入力パラメータである、情報コンテンツを最適化するソフトウェアからの出力パラメータ、
ｄ）双眼視装置を最適化するソフトウェアへの入力パラメータである、表示ソースを最適化するソフトウェアからの出力パラメータ、
ここで複数の最適化ソフトウェアからの出力パラメータは、着用者の生理機能に最もよく適合する条件下で着用者が双眼視装置により情報コンテンツを観賞できるように、着用者の瞳孔間の距離に適合されている。

以下の説明では、「最適化ソフトウェア」という用語は、実行可能なタイプ（ｅｘｅｃｕｔａｂｌｅ）、ｄｌｌ（ｄｙｎａｍｉｃ＿ｌｉｎｋ＿ｌｉｂｒａｒｙ）タイプ、又はドライバ（ｄｒｉｖｅｒ）タイプの１つ、又は複数のソフトウェアを示す。

電子コンポーネントは、当業者によく知られており、例として、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）タイプ、又は電気的にプログラマブルな読取専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）タイプであってもよい。

「パラメータ管理ループ」という用語は、パラメータを転送、記憶、及び／又は処理（以下、「Ａ、Ｂ、及びＣの全部又は一部」をこのように「Ａ、Ｂ、及び／又はＣ」と言う）するループを示している。

上に規定した発明は、システムを個人化（パーソナライズ）、従って特に個別のユーザに適合させる利点を示し、それによってあらゆる眼精疲労又は不快感を最小限に抑えること、あるいは、取り除くことさえが可能になる。

従って、本発明のシステムは、眼精疲労又は不快感に対する軽減効果を示し、視覚人間工学（ｅｒｇｏｎｏｍｉｃｓ）的に最適な立体視を提供し、それによってユーザは、ユーザ個別の視覚生理機能との不適合により誘発される疲労に苦しむことなく長期間にわたってシステムを使用することができる。

本発明の特徴によると、着用者の視力矯正は、双眼視装置を最適化するためのソフトウェアへの追加の入力パラメータであり、前記ソフトウェアからの出力パラメータは前記視力矯正を実現できるように調整されている。

特定の有利な実施形態では、双眼視装置は絶対値で１．５°未満の水平視差（ｐａｒａｌｌａｘ）を示す。

変更形態では、水平視差は絶対値で１．２°未満であってもよい。

本発明の別の特徴によると、双眼視装置は２０’未満の垂直視差を示す。

一実施形態では、双眼視装置を最適化するためのソフトウェアからの出力パラメータは、画像表示距離である。

双眼視装置を最適化するためのソフトウェアからの追加の出力パラメータは、スクリーン解像度であってもよい。

別の実施形態では、情報コンテンツの出力パラメータは以下の通りである。
・情報コンテンツタイプ
・画像歪覚（ｉｍａｇｅ ｄｉｓｐａｒｉｔｙ）のマップ
・画像の空間周波数コンテンツ

本発明の特定の実施形態では、情報コンテンツがバーチャルコンテンツタイプのものである場合、着用者の瞳孔間距離、及び／又は、画像表示距離、及び／又は、着用者の頭部の位置と方向は、表示ソースを最適化するためのソフトウェアへの入力パラメータであってもよい。

本発明の別の特定の実施形態では、情報コンテンツが立体的に撮影、又は入手されたリアルコンテンツタイプのものである場合、２つのカメラ間の角度は情報コンテンツを最適化するためのソフトウェアからの追加の出力パラメータであってもよく、及び／又は画像表示距離は表示ソースを最適化するためのソフトウェアへの入力パラメータであってもよい。

本発明の別の詳細では、情報コンテンツタイプが立体的ではないリアルコンテンツタイプのものである場合、着用者の瞳孔間距離及び／又は画像表示距離は、表示ソースを最適化するためのソフトウェアへの入力パラメータである。

好ましくは、表示ソースを最適化するためのソフトウェアは、前記ソフトウェアへの入力パラメータである画像歪覚マップ及び画像の空間周波数コンテンツを利用する空間周波数フィルタリングを含んでいる。

別の実施形態では、表示ソースを最適化するためのソフトウェアからの出力パラメータは、中間レンダリング平面の距離及びカメラ間距離である。

スクリーン解像度が、双眼視装置を最適化するためのソフトウェアからの追加の出力パラメータである場合、スクリーンの解像度は表示ソースを最適化するためのソフトウェアの入力パラメータであり、表示解像度は表示ソースを最適化するためのソフトウェアからの追加の出力パラメータである。

表示システムの配置を容易にするために、表示ソースは双眼視装置を最適化するソフトウェア、情報コンテンツ、表示ソースを備えることができる。

特定の実施例では、表示ソースは映像読取機能及び／又は表示機能を有する器具であり、前記器具はコンピュータ、ゲームコンソール、又は携帯型ビデオプレーヤから選択される。

上に規定した発明は、システムを個人化（パーソナライズ）、従って特に個別の各ユーザに適合させる利点を示し、それによってあらゆる眼精疲労又は不快感を最小限に抑えること、あるいは、取り除くことさえが可能になる。
従って、本発明のシステムは、眼精疲労又は不快感に対する軽減効果を示し、視覚人間工学（ｅｒｇｏｎｏｍｉｃｓ）的に最適な立体視を提供し、それによってユーザは、ユーザ個別の視覚生理機能との不適合により誘発される疲労に苦しむことなく長期間にわたってシステムを使用することができる。
例えば本発明によると、着用者の視力矯正は、双眼視装置を最適化するためのソフトウェアへの追加の入力パラメータであり、前記ソフトウェアからの出力パラメータは前記視力矯正を実現できるように調整されている。

本発明の表示システムの図である。 本発明の表示システムの双眼視装置の最適化のためのソフトウェアのフローチャートである。 本発明の表示システムのために情報コンテンツを最適化するソフトウェアのフローチャートである。 本発明の表示システムの表示ソースを最適化するソフトウェアのフローチャートである。 図２〜図４に示した、本発明の複数の最適化ソフトウェアによって形成されたパラメータ管理ループを示す図である。

本発明の他の特徴及び利点は、上記注釈した図を参照しながらなされる、立体視システムの例の説明に鑑みて分かるであろう。ただし、これらの例は本発明のスコープを限定するものではない。

図１に示すように、本発明の表示システム１は、双眼視装置２、情報コンテンツ３、及び表示ソース４を備えている。

双眼視装置２は、２つの画像入力５０ａ、５０ｂ、及び着用者の瞳孔間距離に合わせて調節するためのシステムを有する、立体視に特に適合したバーチャルリアリティゴーグルである。

着用者の瞳孔間距離に合わせて調節することは、手動で、又はモータドライブによって行なうことができる。単一の対称的な調節、又は各眼に対して２つの独立した調節を行うことができ、後者の場合、各調節はその後それぞれ瞳孔間距離の半分の距離に合わせて調節する。

変更形態では、双眼視装置２は、左右画像の焦点を調節して、左右画像の表示距離を互いに独立して変更することを可能にするサブシステムを備えている。

その場合、画像焦点距離の調節は、手動で、又はモータドライブにより行なうことができる。単一の調節を対称的に行うことが可能であり、又は各画像表示距離に対して１つずつ２つの独立した調節を行うことが可能である。

さらに、視力矯正レンズ５１ａ、５１ｂは、使用者が望む場合は、Ｕ字形レール５２ａ、５２ｂ上に置くことができる。

情報コンテンツ３は、バーチャルであるコンテンツ、リアルであり立体的に撮影又は取得されたコンテンツ、もしくは、リアルであるが立体的ではないコンテンツ、の３つの態様で示すことができる。

バーチャルコンテンツは、モデリング及び３次元レンダリングエンジンに由来するものである。

バーチャルコンテンツは、モデル、シーン、又はバーチャル３Ｄ世界のようなものであって、オブジェクトのスケール、最小と最大表示距離、位置、角度、及びレンダリングのために画像を生成するカメラ（それ自体バーチャルである）間の距離、の扱いに関して完全な自由が享受できる。

このタイプのコンテンツは、双眼視装置及び表示ソースに係るパラメータに関して最大可能範囲までコンテンツを最適化することが可能であるので、特に有利である。

立体的に撮影、又は取得されたリアルコンテンツは、リアルシーン、即ち立体視カメラを使用して撮影されたタイプのものである。

従って、２つのレンズを備えた２つのカメラが、画像を取得するのに必要であり、各カメラは個人の右眼と左眼での観察にそれぞれ対応している。

このタイプのコンテンツは、カメラ、レンズ、及びその視角の間の距離が制御されている場合に使用できる。

立体ではないリアルコンテンツは、３Ｄ効果を与えるためにエミュレーションが行なわれた２Ｄタイプのコンテンツである。その結果、リアル３Ｄコンテンツを得ることは本来的に難しい。

それにも関わらず、等価立体画像を得るために、左右の画像を２Ｄ画像から作り出すことを可能にする、いくつかのソフトウェアが利用可能である。

このようなソフトウェアは、要素の奥行き方向の相対位置を導出するのに画像指数を使用する。

このような指数の例としては、オブジェクト（対象物）のボリュームの関数としてそのオブジェクト上に生成された明暗、オブジェクト間の相対寸法、オブジェクトが他のオブジェクトに重畳する又は隠蔽される様子、表面のテクスチャ勾配、外部シーンの見え方の変化、奥行き、及び移動による視差（ｐａｒａｌｌａｘ）、がある。

このソフトウェアは、立体視システムのパラメータを使用し、それによって再び算出された画像は立体３Ｄ観賞のための最適な状態に適合する。

表示ソース４は、画像の読取及び／又は表示を行ない、さらに計算を行なうことが可能な機器である。

前記機器は、コンピュータであることが好ましいが、ＤＶＤリーダ、ＭＰＥＧ４プレーヤ、携帯型コンソール、又はリビングルーム（据置き型）コンソールであってもよい。

本発明による表示ソース４は、左右の画像を双眼視装置２に伝達することが可能なように、２つの個別の映像出力５３ａ、５３ｂを有する。

これらの２つの出力は、分離システムが双眼視装置２内で使用される場合に、物理的には単一のケーブルによって運ぶことができる。

図１に示すように、表示ソース４は、双眼視装置２及び情報コンテンツ３にデータ伝達ケーブルによって接続されている。

２つの映像出力はまた、ワイファイ（ＷｉＦｉ、ワイ―ファイ・アライアンスの登録商標）、ブルートゥース−２（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ−２、ブルートゥース エスアイジー，インコーポレイテッドの登録商標）又は他のシステムを使用して無線で接続することができる。

表示システム１は、双眼視装置２、情報コンテンツ３、及び表示ソース４を最適化するソフトウェアを含んでおり、ここで最適化は、個々の着用者に特有の瞳孔間距離に合わせて行なわれ、それによって、前記着用者が双眼視装置２を介して情報コンテンツ３を観賞する際の生理的疲労を最小限に抑える。

着用者は、着用者の瞳孔間距離１１によって規定される。普通、着用者の瞳孔間距離１１は非対称であり、本発明の表示システムが適切に最適化されることを保証するには、左右の半分の距離に細分する必要がある。

着用者の瞳孔間距離１１の左右の半分の距離はそれぞれ、第１に左眼窩と着用者の鼻の上部の間の距離であり、第２に右眼窩と着用者の鼻の上部の間の距離であり、鼻の上部と左右の眼窩は共通軸上で位置合わせされている。

各個人に特有の瞳孔間距離１１は、検眼医、又は眼鏡技師などの有資格者によって容易に測定される。

着用者の瞳孔間距離１１は、着用者が単独一人で実行可能な手順によって双眼視装置２上で手動且つ直接調節でき、又は表示ソース４のインターフェイス領域にデータを入力することによって間接的に調節できる。いずれの場合も、その後、有資格者によって行なわれる測定に基づいて前記瞳孔間距離１１を前記双眼視装置２に伝達することによって自動的に調節が行われる。

着用者に特有の別のパラメータは、着用者の視力矯正１２である。

例えば、着用者の視力矯正は、有資格者による処方箋に適合する補正レンズを追加することによって、双眼視装置２を介して直接達成することができる。

着用者に特有の、さらに別のパラメータは、所定の基準フレームにおける、着用者の頭部の位置と方向１３である。

このパラメータは、頭部の位置及び方向を追跡するシステムを使用する場合にリアルタイムで算出することができ、前記追跡システムとしては例えば、慣性的、光学的、又は磁気的システムがある。

このパラメータは、情報コンテンツがバーチャルコンテンツタイプ、特にビデオゲームである場合に好んで使用される。

着用者に特有のパラメータ、特に瞳孔間距離１１は、双眼視装置２、及び／又は情報コンテンツ３、及び／又は表示ソース４を最適化するソフトウェアに伝達される。

これらのパラメータ管理ループを形成するために、当業者によく知られているあらゆるタイプの伝達手段を使用できる。

例えば、着用者の瞳孔間距離１１が双眼視装置２上で直接調節される場合には、この目的で特に提供されるフラッシュタイプメモリ内に記憶される。このように記憶された瞳孔間距離１１はその後、有線、又は無線タイプ接続によって表示ソース４に伝達される。

図２〜図４はそれぞれ、双眼視装置２を最適化するソフトウェア２００のフローチャートの例、情報コンテンツ３を最適化するソフトウェア３００のフローチャートの例、及び表示ソース４を最適化するソフトウェア４００のフローチャートの例を示している。

前記ソフトウェア２００、３００、及び４００は一緒になって、本発明により立体視システム内で実行されるパラメータ管理ループを形成する。

これらは、着用者の右眼及び左眼によってそれぞれ見られる右画像及び左画像を作り出すように協働する。

図２〜図４の参照記号「Ａ」〜「Ｍ」は、本発明による表示システムの１つ又は複数のパラメータのコンピュータ処理における１つ又は複数のステップを示している。

図２において、双眼視装置２を最適化するソフトウェア２００は、前記双眼視装置に特有のパラメータ、即ち、画像表示距離２２及び双眼視装置２の瞳孔間距離２３を扱い、前記双眼視装置２の垂直視差は２０’未満である。

画像表示距離２２は、双眼視装置により焦点を絞った後に得られる画像の見かけの（ａｐｐａｒｅｎｔ）距離に対応し、従って、視差に由来するものではない。

着用者の瞳孔間距離１１は、双眼視装置２の瞳孔間距離２３の手動又は自動調節によって、双眼視装置２内に組み込まれる。

特に、着用者の瞳孔間距離１１を作り出す左右の半分の距離は、双眼視装置２の瞳孔間距離２３の左右の半分の距離の手動又は自動調節によって双眼視装置２に組み込まれる。

双眼視装置２を最適化するソフトウェア２００はまた、着用者から来る、及び表示ソース４を最適化するソフトウェア４００から来る様々な入力パラメータ、即ち着用者の瞳孔間距離１１、中間レンダリング平面の距離４２、及びカメラ間距離４３、を処理するように働く。

双眼視装置２の着用者は、正視着用者、あるいは、補正眼鏡、コンタクトレンズ、及び前記双眼視装置２上に位置決めされた補正レンズのいずれか、を含むタイプの視力矯正を行なった屈折異常着用者であると考えられる。

着用者の瞳孔間距離１１及び双眼視装置の瞳孔間距離２３、それに加えて画像の表示距離２２は、図２のブロックＡで処理されて、水平視差Ｐｈ１が絶対値で常に１．５°未満であることが保証される。

視差に関する追加の情報は、非特許文献１に与えられている。

双眼視装置２の水平視差Ｐｈ１は、以下の式を使用して算出される。

式中、「ＩＰＤｄｅｖｉｃｅ２３Ｌｅｆｔ」は、双眼視装置の左半分の瞳孔間距離を示し、「ＩＰＤｄｅｖｉｃｅ２３Ｒｉｇｈｔ」は双眼視装置の右半分の瞳孔間距離を示し、「ＩＰＤｗｅａｒｅｒ１１Ｌｅｆｔ」は着用者の左半分の瞳孔間距離を示し、「ＩＰＤｗｅａｒｅｒ１１Ｒｉｇｈｔ」は着用者の右半分の瞳孔間距離を示し、「Ｉｍａｇｅ ｄｉｓｐｌａｙ ｄｉｓｔａｎｃｅ ２２」は画像表示距離２２を示す。

最良の環境において、双眼視装置の瞳孔間距離２３の調節が十分正確である場合、着用者が正視であるか、又は着用者が双眼視装置２だけでなく、１対の補正眼鏡、コンタクトレンズ、及び前記双眼視装置上に配置された１対の補正レンズのいずれかなどの補正システムを着用していると仮定すると、Ｐｈ１はほぼゼロに近い。

水平視差Ｐｈ１が絶対値で１．５°より大きい場合、双眼視装置の瞳孔間距離２３は、絶対値で１．５°未満であるＰｈ１を得るように変更する必要がある。

これは例えば、着用者の瞳孔間距離１１に対する調節が双眼視装置２上で適切に設定されなかった場合に起こる可能性がある。

その場合、着用者には、眼精疲労及び不快感を抑制する最適立体視用の条件が満たされていない旨の警告が出される。

双眼視装置２が瞳孔間距離２３の自動調節を行う場合、前記双眼視装置２内に記憶された瞳孔間距離２３の値を着用者の瞳孔間距離１１の値に等しくするように、その調節が開始される。

これらの２つの値が等しい場合、双眼鏡装置は調節済みと考えられる。

さらに、特定のタイプの着用者では、水平視差Ｐｈ１を１．２°未満にすることが好ましい。

このようにして変更された表示距離２２は、図２のブロックＢで処理され、ソフトウェア２００によって様々なパラメータを最適化する際に考慮される。

表示ソースの中間レンダリング平面の距離４２及び画像表示距離２２が、図２のブロックＣで処理される。

この処理の目的は、中間レンダリング平面の距離４２と等しい表示距離２２を得ることである。

表示距離２２が中間レンダリング平面の距離４２と異なる場合、その値は中間レンダリング平面の距離４２の値に変えられる。

場合によっては、図２に破線矢印で示すように、着用者の視力矯正１２及び画像表示距離２２を図２のブロックＢで処理することができる。

双眼視装置２の着用者の視力矯正１２が誤っている場合、その視力矯正１２は、画像の表示距離２２に作用することによって間接的に修正することができる。

従って、表示距離２２が着用者の視力矯正１２では見えない距離である場合、表示距離２２は変更される。

このようにして変更された表示距離２２は、図２のブロックＢで処理され、様々なパラメータを最適化する際にソフトウェア２００によって考慮される。

別の方法では、着用者が焦点の合った状態で観賞できるように、表示距離２２を変えることなく補正レンズ５１ａ、５１ｂを使用することが可能である。

警告メッセージ、例えば音声メッセージにより、使用者に補正レンズ５１ａ、５１ｂを適切な位置に置くように想起させることができる。

着用者の瞳孔間距離１１は、双眼視装置２の瞳孔間距離２３の手動、又は自動調節によって、双眼視装置２内に組み込まれる。

表示ソースのカメラ間距離４３、双眼視装置の瞳孔間距離２３、及び画像の表示距離２２は、以下の式を用いて計算して水平視差Ｐｈ２の値をチェックするために、図２のブロックＤで処理される。

式中、「ＩＰＤｄｅｖｉｃｅ２３Ｌｅｆｔ」は双眼視装置の左半分の瞳孔間距離を示し、「ＩＰＤｄｅｖｉｃｅ２３Ｒｉｇｈｔ」は双眼視装置の右半分の瞳孔間距離を示し、「Ｉｎｔｅｒ−ｃａｍｅｒａ ｄｉｓｔａｎｃｅ ４３Ｌｅｆｔ」は表示ソースの左半分のカメラ間距離を示し、「Ｉｎｔｅｒ−ｃａｍｅｒａ ｄｉｓｔａｎｃｅ ４３Ｒｉｇｈｔ」は表示ソースの右半分のカメラ間距離を示す。

水平視差Ｐｈ２が絶対値で１．５°より大きい場合、着用者は、眼精疲労及び不快感を抑制する最適立体視用の条件が満たされないという警告を受ける。

さらに、左右スクリーン解像度２１は、双眼視装置２に特有であり、パラメータ管理ループで考慮することができる追加のパラメータである。

表示ソースの表示解像度４１及びスクリーン解像度２１は、図２のブロックＥで処理される。

表示解像度４１がスクリーン解像度２１より大きい場合、表示解像度４１はスクリーン解像度２１と同じ値を得るように小さくされる。

表示解像度４１がスクリーン解像度２１より小さい場合、観賞システムは、画像を表示する前に内挿フィルタを用いて画像データを内挿し、それによって表示解像度４１をスクリーン解像度２１に揃える。

従って、入力パラメータ１１、１２、４１、４２、及び４３は、双眼視装置２の最適化ソフトウェア２００によって処理されて、前記ソフトウェア２００からの出力としてパラメータ２１、２２を得る。

管理ループは、前記出力パラメータ２１及び／又は２２を得て、情報コンテンツ３を最適化するソフトウェア３００に運び、ここで前記ソフトウェア３００用の入力パラメータを構成する。

図３において、情報コンテンツ３を最適化するソフトウェア３００は、前記情報コンテンツ３に特有のパラメータ、即ち、３種類のコンテンツタイプ３１ａ〜３１ｃ、画像歪覚のマップ３２、及び画像の空間周波数コンテンツ３５を処理する。
ここで、３種類のコンテンツタイプとは、バーチャルコンテンツタイプ３１ａであるか、立体的に撮影又は取得されたリアルコンテンツタイプ３２ｂであるか、あるいは、リアルであるが立体的ではないコンテンツタイプ３１ｃ、のいずれかである。
また、画像歪覚マップ３２とは、画像間の歪覚の分布である。

情報コンテンツ３を最適化するソフトウェア３００はまた、着用者、及び双眼視装置２を最適化するソフトウェア２００から来る様々な入力パラメータ、即ち着用者の瞳孔間距離１１及び画像表示距離２２を処理できる。

情報コンテンツ３のコンテンツタイプが立体的に取得又は撮影されたリアルコンテンツタイプ３１ｂである場合、前記コンテンツ３、着用者の瞳孔間距離１１、及び画像表示距離２２は、図３のブロックＦで処理されて、以下の式を使用して、コンテンツタイプ３１ｂの情報コンテンツ３に特有である「２つのカメラ間の角度３３」を決定する。

［数３］

「２つのカメラ間の角度３３」＝ 「Ａｎｇｌｅ ３３Ｌｅｆｔ」 ＋ 「Ａｎｇｌｅ ３３Ｒｉｇｈｔ」

ここで、

式中、「ＩＰＤｗｅａｒｅｒ １１Ｒｉｇｈｔ」は着用者の右半分の瞳孔間距離を示し、「ＩＰＤｗｅａｒｅｒ １１Ｌｅｆｔ」は着用者の左半分の瞳孔間距離を示し、「Ａｎｇｌｅ ３３Ｌｅｆｔ」は中間照準軸、即ち２つのカメラを結ぶ軸と垂直な軸に対する左半分の照準角を示し、「Ａｎｇｌｅ ３３Ｒｉｇｈｔ」は中間照準軸、即ち２つのカメラを結ぶ軸と垂直な軸に対する左半分の照準角を示す。

選択的には、図３に破線矢印で示すように、情報コンテンツが、立体的に取得又は撮影されたリアルタイプ（３１ｂ）か、非立体的リアルタイプ（３１ｃ）かに関わらず、リアルタイプである場合、前記コンテンツ及びスクリーン解像度２１のが図３のブロックＧで処理されて、スクリーン２１の解像度と等しい、情報コンテンツタイプ３１ｂ又は３１ｃに特有の画像解像度３４が得られる。

その結果、情報コンテンツ画像のサイズが最適化され、画像を立体視システムでより速く処理することができる。

従って、入力パラメータ１１、２１、及び２２は、情報コンテンツ３を最適化するソフトウェア３００によって処理されて、前記ソフトウェアからの出力としてパラメータ３２、３３、３５、及び、３種類のコンテンツタイプ３１ａ、３１ｂ、又は３１ｃのいずれかが得られる。

管理ループは、前記出力パラメータ３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３２、３３、及び／又は３５を得て、これらを前記ソフトウェア４００への入力パラメータとして、表示ソース４を最適化するソフトウェア４００に運ぶ。

図４において、表示ソース４を最適化するソフトウェア４００は、着用者１、双眼視装置２を最適化するソフトウェア２００、及び情報コンテンツ３を最適化するソフトウェア３００から来る様々な入力パラメータ、即ちバーチャルタイプ３１ａ、立体的リアルタイプ３１ｂ、又は非立体的リアルタイプ３１ｃ、のいずれかである情報コンテンツタイプ、画像歪覚マップ３２、及び画像の空間周波数コンテンツ３５、及び情報コンテンツのタイプによっては、着用者の瞳孔間距離１１、画像表示距離２２、及び２つのカメラ間の角度３３を処理する。

情報コンテンツがバーチャルタイプ３１ａのものである場合、前記バーチャルタイプ３１ａの情報コンテンツ及び画像表示距離２２は図４のブロックＩａで処理されて、表示ソース４に特有の、中間レンダリング平面の距離４２ａを得る。

従って、バーチャルタイプ３１ａのコンテンツによる画像を表示するのに使用されるバーチャルカメラのパラメータを設定するために、中間レンダリング平面の距離４２ａは表示距離２２と等しい。

情報コンテンツが立体的に取得、又は撮影されたリアルコンテンツタイプ３１ｂのものである場合、前記コンテンツタイプ３１ｂの情報コンテンツ、２つのカメラ間の角度３３、及び画像表示距離２２は図４のブロックＩＪｂで処理されて、中間レンダリング平面の距離４２ｂ及び表示ソース４に特有のカメラ間距離４３ｂを得る。

従って、左右の画像を生成するためには、中間レンダリング平面の距離４２ｂは表示距離２２と等しい。

２つのカメラ間の角度３３により、以下の式を使用して、カメラ間距離４３ｂを導出するのに中間レンダリング平面の距離４２ｂを使用することが可能になる。
［数５］

「カメラ間距離４３ｂ」＝ ｔａｎ（「２つのカメラ間の角度３３」） ＊ 「中間レンダリング平面の距離４２ｂ」

より詳細には、着用者の瞳孔間距離１１が非対称である場合、２つのカメラ間の角度３３は２つの半分の角度、「角度３３Ｌｅｆｔ」と「角度３３Ｒｉｇｈｔ」に分解され、一方が左側に、一方が右側にあり、カメラ間距離４３ｂは２つのカメラ間距離に分解され、一方が左側に、一方が右側にある。

従って、カメラ間距離４３ｂを得る式は以下の通りである。
［数６］

「カメラ間距離４３ｂ」＝ 「カメラ間距離４３ｂＬｅｆｔ」 ＋ 「カメラ間距離４３ｂＲｉｇｈｔ」

ここで、
［数７］

「カメラ間距離４３ｂＬｅｆｔ」＝ ｔａｎ（「角度３３Ｌｅｆｔ」） ＊ 「中間レンダリング平面の距離４２ｂ」

［数８］

「カメラ間距離４３ｂＲｉｇｈｔ」＝ ｔａｎ（「角度３３Ｒｉｇｈｔ」） ＊ 「中間レンダリング平面の距離４２ｂ」

従って、着用者の瞳孔間距離におけるあらゆる非対称性の関数として、中間レンダリング平面の距離４２ｂとカメラ間距離４３ｂの間の値をとるように重み付けられた、全体的比例定数に従う必要がある。

これは、パラメータ４２ｂ、４３ｂを両方とも同時に、且つ系統的に調節することを暗示している。例として、この調節は、中間レンダリング平面４２ｂの距離に対して２つのカメラそれぞれのレンズで行なわれる。

情報コンテンツが非立体的リアルタイプ３１ｃのものである場合、前記コンテンツタイプ３１ｃのコンテンツ及び画像表示距離２２はＩｃで処理されて、前記コンテンツタイプ３１ｃのコンテンツに特有の中間レンダリング平面の距離４２ｃを得る。

従って、左右の画像を生成するために、中間レンダリング平面の距離４２ｃは表示距離２２と等しい。

バーチャルタイプ３１ａのコンテンツは、着用者の瞳孔間距離１１、及び中間レンダリング平面の距離４２ａと共に、Ｊａで処理されて、表示ソース４に特有のカメラ間距離４３ａを得る。

従って、中間レンダリング平面の距離４２ａに従って、水平視差が絶対値で１．５°未満であるという条件を満たすために、表示ソースの左右のカメラ間距離４３ａは以下の許容範囲で着用者の瞳孔間距離１１と等しい。

非立体的リアルタイプ３１ｃのコンテンツは、着用者の瞳孔間距離１１及び中間レンダリング平面４２ｃの距離と共に、Ｊｃで処理されて、前記コンテンツタイプ３１ｃに特有の表示ソースのカメラ間距離４３ｃを得る。

従って、中間レンダリング平面の距離４２ｃに従って、水平視差が絶対値で１．５°未満であるという条件を満たすために、表示ソースの左右のカメラ間距離４３ｃは、以下の許容範囲で、着用者の瞳孔間距離１１と等しい。

画像歪覚マップ３２は、画像の空間周波数コンテンツ３５のパラメータと共に、Ｋで処理されて、表示ソース４に特有のフィルタリングされた空間周波数コンテンツ４４を得る。

フィルタリングアルゴリズムは、周波数コンテンツ３５よりも眼を疲れさせない周波数コンテンツ４４を得るために、空間周波数をフィルタリングするように働き、このタイプのフィルタリングは立体表示システムの複数の焦点面がないことによる影響を小さくするように働く。これにより、瞳孔近見衝突（ａｃｃｏｍｍｏｄａｔｉｏｎ−ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ ｃｏｎｆｌｉｃｔｓ）による疲労が小さくなる。

このタイプのアルゴリズムは、当業者によく知られており、眼精疲労を抑制するために、空間周波数と歪覚が両立しない点をマスキングするか、又は画像の融合を容易にするために空間周波数コンテンツの高周波部分をカットする。

周波数フィルタ方法の例は、非特許文献２に記載されている。

バーチャルタイプ３１ａのコンテンツは、中間レンダリング平面の距離４２ａと共に、Ｌで処理されて、表示ソース４に特有の表示距離４５を得る。

前記表示距離４５は、最小表示距離と最大表示距離の間にある。

これらの最小、最大距離は、「パーヌム野」(Ｐａｎｕｍ’ｓ ａｒｅａ)の表示条件に従う必要がある。

非特許文献３に記載されている「パーヌム野」は、左右の画像を融合して視野の立体化を可能にする空間領域に対応する。

図４のブロックＬでの処理は、与えられた表示コンテンツに対してパーヌム野の条件に従って、上記ブロック処理Ｉａの処理によって得られた中間レンダリング平面の距離４２ａにある平面を中間平面として使用して、前記平面の前、後での表示緯度を決定する。

従って、最小距離より小さい距離に対しては、装置はあらゆるバーチャルタイプ３１ａのコンテンツを表示せず、これは最大距離より大きい距離に対しても当てはまる。

この処理はまた、バーチャルタイプ３１ａのコンテンツの表示スケールの変更の可能性を暗示し、それによって表示されるシーンは最小、最大表示距離に従う。これは、バーチャルタイプ３１ａのコンテンツの表示に使用されるバーチャルカメラのパラメータを設定する（その焦点距離を変更する）ことになる。

選択的には、図４に破線矢印で示すように、双眼視装置２に特有のスクリーン解像度２１は、図４のブロックＨで処理して、表示ソース４の表示解像度４１がスクリーン解像度２１と等しくなるように、双眼視装置に適合された表示ソースを得ることができる。

さらに、情報コンテンツがバーチャルタイプ３１ａのコンテンツである場合、前記バーチャルタイプ３１ａのコンテンツ、着用者の頭部の位置と方向１３を図４のブロックＭで処理して、カメラ間の中間点の位置、及び２つのバーチャルカメラの照準軸の照準方向を得ることができる。

図４のブロックＭでの処理はリアルタイムで動作し、着用者がバーチャルタイプ３１ａのコンテンツで規定された基準フレーム内を移動している間、カメラの位置とその中間照準角を、着用者の頭部の位置と方向１３に関するデータに対応させる。

従って、コンテンツタイプに係る入力パラメータ３１ａ、３１ｂ、又は３１ｃ、並びに入力パラメータ１１、１３、２１、２２、３２、３３、及び３５は、表示ソース４を最適化するソフトウェア４００によって処理されて、前記ソフトウェア４００からの出力としてパラメータ４１、４２、及び／又は４３が得られる。

管理ループは、前記出力パラメータ４１、４２、及び／又は４３をとり、前記ソフトウェア２００用の入力パラメータとして双眼視装置２を最適化するソフトウェア２００にこれらを運ぶ。

図５は、図２〜図４によって示されるような、本発明による複数の最適化ソフトウェアで作られた例示的なパラメータ管理ループを示している。

着用者に特有であり、パラメータ管理ループに必要な少なくとも１つのパラメータが、例えば、双眼視装置を最適化するソフトウェア２００内に記憶され、入力パラメータとして、情報コンテンツタイプにもよるが、ソフトウェア３００、及び／又はソフトウェア４００に伝達される。

ソフトウェア２００からの出力パラメータは、入力パラメータとしてソフトウェア３００に伝達され、ここで前記ソフトウェア３００によって処理される。

ソフトウェア３００からの出力パラメータは、入力パラメータとしてソフトウェア４００に伝達され、前記ソフトウェア４００によって処理される。

ソフトウェア４００からの出力パラメータは、入力パラメータとしてソフトウェア２００に伝達され、前記ソフトウェア２００によって処理される。

別の変更形態では、着用者に特有でありパラメータ管理ループ内で必要な（１つ、又は複数の）パラメータは、例えば情報コンテンツを最適化するソフトウェア３００内に記憶することができ、情報コンテンツタイプによっては選択的に、入力パラメータとしてソフトウェア２００、及び／又はソフトウェア４００に伝達できる。

又は実際、使用者に特有でありパラメータ管理ループが必要とする（１つ、又は複数の）パラメータは例えば、表示ソースを最適化するソフトウェア４００内に記憶することができ、情報コンテンツタイプによっては選択的に、入力パラメータとしてソフトウェア２００、及び／又はソフトウェア３００に伝達できる。

本発明は、上に記載した例示的な実施に限らず、より一般的には、本発明の明細書で与えられた一般的な指示に基づいて想定することができるあらゆる立体視システムに関連する。

特に、それぞれ双眼視装置２、情報コンテンツ３、及び表示ソース４を最適化する複数のソフトウェア２００、３００、及び４００は、コンピュータタイプの表示ソース４内に一括して組み込むことができる。

１ 表示システム
２ 双眼視装置
３ （情報）コンテンツ
４ 表示ソース
１１ （着用者の）瞳孔間距離
１２ 視力矯正
１３ 頭部の位置と方向
２１ スクリーン解像度
２２ （画像）表示距離
２３ （双眼視装置）の瞳孔間距離
３１ａ バーチャルコンテンツタイプ、バーチャルタイプ
３１ｂ 立体的に撮影又は取得されたリアルコンテンツタイプ、立体的リアルタイプ
３１ｃ リアルであるが立体的ではないコンテンツタイプ、非立体的リアルタイプ
３２ 画像歪覚マップ
３３ ２つのカメラ間の角度
３４ 画像解像度
３５ （画像の空間）周波数コンテンツ
４１ （表示ソースの）表示解像度
４２、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ 中間レンダリング平面の距離
４３、４３ｂ カメラ間距離
４４ （フィルタリングされた空間）周波数コンテンツ
４５ 表示距離
５０ａ、５０ｂ 画像入力
５１ａ、５１ｂ 視力矯正レンズ
５２ａ、５２ｂ Ｕ字形レール
２００ （双眼視装置を最適化する）ソフトウェア
３００ （情報コンテンツを最適化する）ソフトウェア
４００ （表示ソースを最適化する）ソフトウェア

Claims (23)

1. 双眼視装置（２）、情報コンテンツ（３）、及び表示ソース（４）を備えた立体視用表示システムであって、
   さらに、前記双眼視装置（２）、前記情報コンテンツ（３）、及び前記表示ソース（４）を最適化するソフトウェア（２００、３００、４００）を実行する電子コンポーネントを備えており、
   前記最適化ソフトウェアは一緒になって、
   ａ）前記双眼視装置（２）及び前記情報コンテンツ（３）を最適化する前記ソフトウェア（２００、３００）への入力パラメータを構成する、着用者の瞳孔間の距離（１１）、ｂ）前記情報コンテンツ（３）を最適化する前記ソフトウェア（３００）への入力パラメータである、前記双眼視装置（２）を最適化する前記ソフトウェア（２００）からの少なくとも１つの出力パラメータ、ｃ）前記表示ソース（４）を最適化する前記ソフトウェア（４００）への入力パラメータである、前記情報コンテンツ（３）を最適化する前記ソフトウェア（３００）からの出力パラメータ、及びｄ）前記双眼視装置（２）を最適化する前記ソフトウェア（２００）への入力パラメータである、前記表示ソース（４）を最適化する前記ソフトウェア（４００）からの出力パラメータ、
   を管理するループを形成し、
   複数の前記最適化ソフトウェア（２００、３００、４００）からの前記出力パラメータは、前記着用者の生理機能に最もよく適合する条件下で前記双眼視装置（２）により、前記情報コンテンツ（３）を観賞できるように、前記着用者の瞳孔間の距離に適合されていることを特徴とする立体視用表示システム。
2. 前記双眼視装置（２）は絶対値で１．５°未満の水平視差（ｐａｒａｌｌａｘ）を示すことを特徴とする、請求項１に記載の立体視用表示システム。
3. 前記水平視差は絶対値で１．２°未満であることを特徴とする、請求項２に記載の立体視用表示システム。
4. 前記双眼視装置（２）を最適化するための前記ソフトウェア（２００）からの出力パラメータは、画像表示距離（２２）であることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の立体視用表示システム。
5. 前記情報コンテンツ（３）を最適化する前記ソフトウェア（３００）からの出力パラメータは、バーチャルコンテンツタイプ（３１ａ）である情報コンテンツタイプ、画像歪覚（ｄｉｓｐａｒｉｔｙ）マップ（３２）、及び画像の空間周波数コンテンツ（３５）であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の立体視用表示システム。
6. 前記着用者の瞳孔間距離（１１）は、前記表示ソース（４）を最適化するための前記ソフトウェア（４００）への入力パラメータであることを特徴とする、請求項５に記載の立体視用表示システム。
7. 前記画像表示距離（２２）は、前記表示ソース（４）を最適化するための前記ソフトウェア（４００）への入力パラメータであることを特徴とする、請求項５又は請求項６に記載の立体視用表示システム。
8. 前記着用者の頭部の位置と方向（１３）は、前記表示ソース（４）を最適化するための前記ソフトウェア（４００）への入力パラメータであることを特徴とする、請求項５から７のいずれか一項に記載の立体視用表示システム。
9. 前記情報コンテンツ（３）を最適化する前記ソフトウェア（３００）からの出力パラメータは、立体的に撮影又は取得されたリアルコンテンツタイプ（３１ｂ）である情報コンテンツタイプ、画像歪覚マップ（３２）、及び画像の空間周波数コンテンツ（３５）であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の立体視用表示システム。
10. ２つのカメラ間の角度（３３）は、前記情報コンテンツ（３）を最適化する前記ソフトウェア（３００）からの追加の出力パラメータであることを特徴とする、請求項９に記載の立体視用表示システム。
11. 前記画像表示距離（２２）は、前記表示ソース（４）を最適化する前記ソフトウェア（４００）への入力パラメータであることを特徴とする、請求項８又は請求項９に記載の立体視用表示システム。
12. 前記情報コンテンツ（３）を最適化する前記ソフトウェア（３００）からの出力パラメータは、非立体的リアルタイプ（３１ｃ）である情報コンテンツタイプ、画像歪覚マップ（３２）、及び画像の空間周波数コンテンツ（３５）であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の立体視用表示システム。
13. 前記着用者の瞳孔間距離（１１）は、前記表示ソース（４）を最適化するための前記ソフトウェア（４００）への入力パラメータであることを特徴とする、請求項１２に記載の立体視用表示システム。
14. 前記画像表示距離（２２）は、前記表示ソース（４）を最適化するための前記ソフトウェア（４００）への入力パラメータであることを特徴とする、請求項１２又は請求項１３に記載の立体視用表示システム。
15. 前記表示ソース（４）を最適化するための前記ソフトウェア（４００）は、前記ソフトウェア（４００）に対する入力パラメータである前記画像歪覚マップ（３２）及び前記画像の空間周波数コンテンツ（３５）を利用する空間周波数フィルタリングを含んでいることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の立体視用表示システム。
16. 前記表示ソース（４）を最適化するための前記ソフトウェア（４００）からの出力パラメータは、中間レンダリング平面の距離（４２）及びカメラ間距離（４３）であることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の立体視用表示システム。
17. 前記着用者の視力矯正（１２）は、前記双眼視装置（２）を最適化する前記ソフトウェア（２００）への追加の入力パラメータであり、前記ソフトウェア（２００）からの前記出力パラメータは前記視力矯正（１２）に適合されていることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の立体視用表示システム。
18. 前記双眼視装置（２）を最適化する前記ソフトウェア（２００）からの追加の出力パラメータは、スクリーン解像度（２１）であることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の立体視用表示システム。
19. 前記スクリーン解像度（２１）は、前記表示ソース（４）を最適化するための前記ソフトウェア（４００）の入力パラメータであることを特徴とする、請求項１８に記載の立体視用表示システム。
20. 表示解像度（４１）は、前記表示ソース（４）を最適化するための前記ソフトウェア（４００）からの追加の出力パラメータであることを特徴とする、請求項１９に記載の立体視用表示システム。
21. 前記双眼視装置（２）は、２０’未満の垂直視差を示すことを特徴とする、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の立体視用表示システム。
22. 前記表示ソース（４）は、前記双眼視装置（２）、前記情報コンテンツ（３）、及び前記表示ソース（４）を最適化する前記ソフトウェア（２００、３００、４００）を備えていることを特徴とする、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の立体視用表示システム。
23. 前記表示ソース（４）は、コンピュータ、ゲームコンソール、又は携帯型ビデオプレーヤから選択され、映像（ｖｉｄｅｏ）読取及び表示の双方又は一方の機能を有する機器であることを特徴とする、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の立体視用表示システム。
    

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