JP2011205195A - 画像処理装置、プログラム、画像処理方法、椅子および観賞システム - Google Patents

Abstract

【課題】疲労感が少ない立体的画像を観視者に提供する。
【解決手段】２次元画像を立体的に表示可能にするための画像処理装置であって、２次元画像を左右にシフトした右眼用画像および左眼用画像を生成する生成部と、表示面を観視する観視者の瞳孔間距離および表示面から観視者までの距離である観賞距離に基づき、右眼用画像および左眼用画像の表示面上におけるシフト量を、前記右眼用画像および前記左眼用画像により表示される像を観視したときの輻輳角から表示面を観視したときの輻輳角を減じた視差角が−１．５°より大きくなるシフト量に制限する制限部と、を備える画像処理装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像処理装置、プログラム、画像処理方法、椅子および観賞システムに関する。

３次元画像を提供する表示装置が知られている。３次元画像を提供する表示装置は、観視者の右眼および左眼に視差を生じさせた画像を表示する。

非特許文献１ 岩崎常人、田原昭彦、"立体ディスプレイでの両眼視差の許容範囲−同側性と交差性−"、［online］、２００８年１１月、日本産業・労働・交通眼科学会、［平成２２年３月８日検索］、インターネット＜URL: http://www.uoeh-u.ac.jp/cgi-bin/RasSearch.cgi?query=313331814&kbn=details&db=rschls＞
非特許文献２ Tsuneto Iwasaki, Toshiaki Kubota and Akihiko Tawara, "The tolerance range of binocular disparity on a 3D display based on the physiological characteristics of ocular accommodation", Displays, Elsevier, Volume 30 Issue 1, USA, January 2009, P.44-48

しかし、過剰な視差を表示すると、観視者は大きな疲労感等を感じる場合がある（例えば非特許文献１〜２参照）。従って、表示装置は、観視者にとって疲労感の少ない適切な視差を生じさせた画像を提供できることが好ましい。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、２次元画像を立体的に表示可能にするための画像処理装置であって、前記２次元画像を左右にシフトした右眼用画像および左眼用画像を生成する生成部と、前記右眼用画像および前記左眼用画像の表示面上におけるシフト量を、前記右眼用画像および前記左眼用画像により表示される像を観視したときの輻輳角から表示面を観視したときの輻輳角を減じた視差角が予め定められた角度より大きくなるシフト量に制限する制限部と、を備える画像処理装置、プログラムおよび画像処理方法を提供する。

本発明の第２の態様においては、立体的画像を観視する観視者が着座する椅子であって、前記立体的画像の観視者の頭部を左右方向に移動可能とし、前後方向の移動を制限するヘッドレストを備える椅子、および、観賞システムを提供する。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本発明の実施形態に係る画像処理装置１０の構成を示す。 表示部３２による表示の一例を示す。 左眼用画像上の表示点、右眼用画像上の表示点、及び、観視者により知覚される像の一例を示す。 表示面上の知覚像を観視する場合の、右眼および左眼の視線方向を示す。 右眼用画像および左眼用画像を表示面上においてシフト量Ｓシフトさせた場合の、右眼および左眼の視線方向を示す。 本発明の実施形態に係る観賞システム５０の構成を示す。 本発明の実施形態に係る観賞システム５０を上側から見たときの配置例を示す。 本発明の実施形態に係るコンピュータ１９００のハードウェア構成の一例を示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、実施形態に係る画像処理装置１０の構成を示す。画像処理装置１０は、入力された２次元画像を立体的に表示可能にするための装置である。より具体的には、画像処理装置１０は、入力された２次元画像に基づき、観視者の右眼に対して表示する右眼用画像および当該観視者の左眼に対して表示する左眼用画像を生成する。そして、画像処理装置１０は、右眼用画像を観視者の右眼に表示し、左眼用画像を観視者の左眼に表示する。なお、入力される２次元画像は、静止画像であっても、時間的に連続する複数の静止画像を含む動画像であってもよい。

画像処理装置１０は、生成部１２と、瞳孔間距離測定部１４と、観賞距離測定部１６と、制限部１８と、出力部２０とを備える。生成部１２は、一例として、記録媒体からデータを再生する再生装置または伝送されたデータを受信する受信装置から、２次元画像を受け取る。

生成部１２は、２次元画像を左右にシフトした右眼用画像および左眼用画像を生成する。生成部１２は、一例として、２次元画像を右方向にシフトした右眼用画像、および、同一の２次元画像を左方向にシフトした左眼用画像を生成する。

この場合において、生成部１２は、２次元画像を表示領域内において左右に瞳孔間距離以下のシフト量分ずらした左眼用画像および右眼用画像を生成する。瞳孔間距離は、人間の瞳間の距離（４０ｍｍから９０ｍｍ）であって、当該距離だけ離した位置に左眼用画像および右眼用画像を表示すると、人間が、左眼で見た左眼用画像の表示物と右眼で見た右眼用画像の表示物とを融合して一つの像として認識することができ、且つ、融合した像を無限遠に認識することができる距離である。この場合、観視者の両眼の視線は平行となっている。

また、生成部１２は、一例として、元の２次元画像を右方向にずらして生成された右眼用画像における、表示領域の右側境界から右側にはみ出した部分を削除する。また、生成部１２は、一例として、元の２次元画像を左方向にずらして生成された左眼用画像における、表示領域の左側境界から左側にはみ出した部分を削除する。

また、当該画像処理装置１０が１個の表示領域を有する表示装置により立体的画像を提供する場合、生成部１２は、一例として、当該表示領域の水平ラインを垂直方向に所定本ずつ交互に選択した場合における一方の水平ライン（例えば偶数ライン）に表示される画像を、左眼用画像とする。また、この場合、生成部１２は、表示領域の水平ラインを垂直方向に所定本ずつ交互に選択した場合における他方の水平ライン（例えば奇数ライン）に表示される画像を、右眼用画像とする。

また、当該画像処理装置１０が１個の表示領域を有する表示装置により立体的画像を提供する場合、生成部１２は、一例として、動画像に含まれる各フレームを時間順に所定枚ずつ交互に選択した場合における一方のフレーム（例えば偶数フレーム）に表示される画像を、左眼用画像とする。また、この場合、生成部１２は、一例として、動画像に含まれる各フレームを時間順に所定枚ずつ交互に選択した場合における他方のフレーム（例えば奇数フレーム）に表示される画像を、右眼用画像とする。

また、当該画像処理装置１０がヘッドマウントディスプレイのような左眼用表示面および右眼用表示面を有する表示装置により観視者に対して立体的画像を提供する場合、生成部１２は、左眼用表示面に表示される画像を左眼用画像とする。また、この場合、生成部１２は、右眼用表示面に表示される画像を右眼用画像とする。

生成部１２は、左眼用画像および右眼用画像を生成する処理をコンピュータのソフトウェア演算により行ってもよい。これに代えて、生成部１２は、リアルタイムで伝送または再生されるビデオ信号に対してリアルタイムで画像処理を行ってもよい。

瞳孔間距離測定部１４は、当該画像処理装置１０により提供される立体的画像を観視する観視者の瞳孔間の距離を測定する。即ち、瞳孔間距離測定部１４は、観視者の右眼の瞳孔と左眼の瞳孔との間の距離を測定する。

瞳孔間距離測定部１４は、一例として、観視者の顔をカメラにより撮像して、撮像した画像内の眼の位置を画像処理により検出して瞳孔間距離を測定する。また、この場合において、瞳孔間距離測定部１４は、一例として、観視者に対して赤外線を照射して反射光をカメラにより撮像し、撮像した画像の赤色の部分に基づき眼の位置を特定する。

観賞距離測定部１６は、当該画像処理装置１０により提供される立体的画像を観視する観視者の観賞距離を測定する。即ち、観賞距離測定部１６は、右眼用画像および左眼用画像を表示する表示面から、観視者の眼までの距離を測定する。観賞距離測定部１６は、一例として、観視者を２つの視点から撮像して視差画像を生成し、この視差画像から観視者までの距離を測定する。

制限部１８は、生成部１２が生成する右眼用画像および左眼用画像のシフト量を制限する。より具体的には、制限部１８は、右眼用画像および左眼用画像の表示面上におけるシフト量を、右眼用画像および左眼用画像により表示される像を観視したときの輻輳角から表示面を観視したときの輻輳角を減じた視差角が予め定められた角度より大きくなるシフト量に制限する。制限部１８は、一例として、視差角が−１．５°より大きくなるシフト量に制限する。なお、表示面上の像を観視する場合の視差角（即ち、シフト量が０の場合の視差角）は０°となり、表示面よりも奥の像を観視する場合の視差角はマイナスの値となり、表示面よりも手前の像を観視する場合の視差角はプラスの値となる。

出力部２０は、生成部１２により生成された右眼用画像および左眼用画像を表示する。より詳しくは、出力部２０は、右眼用画像を観視者の右眼に表示し、左眼用画像を観視者の左眼に表示する。出力部２０は、一例として、据置型の液晶ディスプレイのような１つの画面上に形成された表示領域内に、左眼用画像および右眼用画像を重複して表示する。また、出力部２０は、ヘッドマウントディスプレイのような２つの画面により形成された表示領域のそれぞれに、左眼用画像および右眼用画像を別個に表示する構成であってもよい。

本実施形態においては、出力部２０は、表示部３２と、立体視用メガネ３４とを有する。表示部３２は、２次元マトリクス状に配置された複数の画素を含み、観視者の右眼および左眼に対して画像を表示する画素ラインが交互に配置された表示領域を有する。立体視用メガネ３４は、表示部３２の右眼用の画素ラインにより表示された画像を右眼のみに与え、表示部３２の左眼用の画素ラインにより表示された画像を左眼のみに与える。

以上のように画像処理装置１０によれば、２次元画像を左右にずらすことで立体的画像を生成する。これにより、画像処理装置１０によれば、非常に簡単な処理であって且つ小さいコストで立体的画像を観視者に提供することができる。

図２は、表示部３２による表示の一例を示す。表示部３２は、一例として、表示領域内における水平ラインを垂直方向に１本ずつ交互に選択した場合における一方（例えば偶数ライン）が左眼用画素ラインであり、他方（例えば奇数ライン）が右眼用画素ラインである。

この場合、生成部１２は、このような表示部３２の表示領域における左眼用画素ラインに対応する２次元画像の各画素を左側にずらして左眼用画像を生成すると共に、表示領域における右眼用画素ラインに対応する２次元画像の各画素を右側にずらして右眼用画像を生成して、表示部３２に与える。これにより、表示部３２は、左眼用画素ラインにより表示された左眼用画像を左眼のみに与え、右眼用画素ラインにより表示された右眼用画像を右眼のみに与えることができる。また、生成部１２は、画素データを画素ライン単位で水平方向にずらすので、回路構成を簡易にすることができる。

図３は、左眼用画像上の表示点、右眼用画像上の表示点、及び、観視者により知覚される像の一例を示す。人間が近距離の２次元画像を見ている場合、左眼に与えられている画像と右眼に与えられているが画像とは同一ではなく視差がある。人間は、この視差から見ているものが２次元画像であると認識する。また、人間が無限遠（例えば１０ｍ以上）の物体を見ている場合、左眼に与えられている画像と右眼に与えられているが画像とは、視差がなく同一となる。人間は、無限遠を見ている場合、左眼に与えられている画像と右眼に与えられている画像との間に視差が無いことにより、見ている物体及び景色等に立体感および臨場感を感じる。

画像処理装置１０は、左右にずらした視差のない（即ち、互いに同じ）左眼用画像および右眼用画像を生成する。そして、画像処理装置１０は、左眼用画像を観視者の左眼に与え、右眼用画像を観視者の右眼に与える。この結果、画像処理装置１０は、観視者の左眼および右眼の視線を、平行に近い状態として、遠方で輻輳させる状態とすることができる。これにより、画像処理装置１０は、観視者を、例えば無限遠を見ている状態にすることができる。即ち、例えば、図３に示されるように、画像処理装置１０は、観視者に、Ａ点（黒丸の点）およびＢ点（三角の点）をともに無限遠に位置する点として知覚させることができる。

このように画像処理装置１０は、観視者に無限遠を見ている状態として且つ左眼と右眼とに視差のない画像を与えることにより、観視者に立体的を感じる画像を提供することができる。例えば、画像処理装置１０は、風景画像等に、窓から外を見たような臨場感を与えることができる。また、画像処理装置１０は、マクロ撮影などの近距離撮影の画像に、虫眼鏡でみたような実物感を与えることができる。

画像処理装置１０が、以上のような臨場感および実物感といった現実感を画像に与えることができる理由は、以下のように推定される。画像処理装置１０は、観視者の視線を平行に近い状態として遠方で輻輳させるので、視差による像の位置の特定をさせることができない。しかし、視差が無い場合であっても、人間は、経験常識から導き出される実際の対象物の大きさと画角から、像の位置を推定している。そして、人間は、このような位置の推定を無意識かつ瞬時に行い、立体感とともに実寸の感覚を得る。従って、画像処理装置１０は、観視者の視線を平行に近い状態として遠方で輻輳させても、以上のような現実感を画像に与えることができると推定される。

また、人間は、動画像を見ている場合、遠くの物体は動きが小さく、近くの物体は動きが大きく感じる。人間は、動画像を見ている場合、視差よりも、このような物体の動きに、より強く立体感を感じる。従って、画像処理装置１０は、動画像を表示する場合には、観視者に立体感をより強く感じさせることができる。

さらに、画像処理装置１０は、書割り効果と呼ばれる平面が立って見える現象、および、箱庭効果と呼ばれる、奥行きおよび飛び出し感を強調することによって画面の横方向の拡がり感を低下させる現象を発生させない。従って、画像処理装置１０によれば、自然な立体感および臨場感を有する立体的画像を提供することができる。

また、画像処理装置１０は、画面よりも遠い位置に立体像を知覚させるので、枠（例えば、窓枠および虫眼鏡の枠等）を通してみるような感覚を観視者に与えることができる。従って、画像処理装置１０によれば、画面より前に飛び出して見える像が画面枠で不自然に切断される現象が生じず、自然な立体的画像を観視者に提供することができる。

図４は、表示面上の知覚像を観視する場合の、右眼および左眼の視線方向を示す。右眼用画像および左眼用画像のシフト量を０とした場合、観視者は、ある被写体Ａの知覚像が表示面上に位置しているように知覚する。観視者がこのような被写体Ａの知覚像を注視した場合、観視者の右眼の視線および左眼の視線は、表示面上において交差する。

右眼の視線と左眼の視線とのなす角を輻輳角φという。また、右眼の瞳孔から表示面に下ろした垂線と右眼の視線とのなす角をθ_１とする。また、左眼の瞳孔から表示面に下ろした垂線と左眼の視線とのなす角をθ_２とする。そして、観視者がある像を注視した場合において、θ_１とθ_２とを加算した角度を両眼視差（θ_１＋θ_２）という。両眼視差は、観視者がある像を注視した場合における輻輳角（右眼の視線と左眼の視線とのなす角）と同一となる。

また、観視者の右眼の瞳孔と左眼の瞳孔との間の距離を瞳孔間距離Ｌという。また、表示面から観視者の右眼の瞳孔または左眼の瞳孔までの距離を観賞距離Ｄという。

図５は、右眼用画像および左眼用画像を表示面上においてシフト量Ｓ分シフトさせた場合の、右眼および左眼の視線方向を示す。右眼用画像および左眼用画像をシフト量Ｓ分左右にシフトした場合（例えば右眼用画像を右側にＳ／２シフトし、左眼用画像を左側にＳ／２シフトした場合）、観視者は、像が表示面より遠くに位置しているように知覚する。

右眼用画像および左眼用画像により表示される像を観視したときの輻輳角をαとし、観視者が表示面を観視したときの輻輳角をγとする。右眼用画像および左眼用画像により表示される像を観視したときの輻輳角αから観視者が表示面を観視したときの輻輳角γを減じた差（α−γ）を、視差角という。

ここで、非特許文献１には、「視差を人為的に用いて知覚させる立体映像の場合、視差量は交差性に＋１．０°以上と、同側性に−１．５°以下を取ることは避けた方が良いと考えられる。」と記載されている。非特許文献１に記載された視差量とは、右眼用画像および左眼用画像により表示される像を観視したときの輻輳角から観視者が表示面を観視したときの輻輳角を減じた視差角を表している。また、交差性とは、右眼の視線と左眼の視線とが表示面より前側で交差する場合をいう。また、同側性とは、右眼の視線と左眼の視線とが表示面より後側で交差する場合をいう。

そこで、制限部１８は、右眼用画像および左眼用画像の表示面上におけるシフト量を、視差角が予め定められた角度より大きくなるシフト量に制限する。制限部１８は、一例として、視差角が−１．５°より大きくなるシフト量に制限する。これにより、制限部１８は、視差量を同側性に−１．５°以下とすることを避けて、立体的画像を観視した場合における疲労等を軽減することができる。

例えば、画像処理装置１０は、瞳孔間距離測定部１４が瞳孔間距離Ｌを測定し、観賞距離測定部１６が観賞距離Ｄを測定する。制限部１８は、瞳孔間距離測定部１４により測定された瞳孔間距離Ｌおよび観賞距離測定部１６により測定された観賞距離Ｄに基づき、視差角が予め定められた角度（例えば、−１．５°）となる表示面上でのシフト量Ｓを算出する。そして、制限部１８は、右眼用画像および左眼用画像の表示面上におけるシフト量が算出したシフト量Ｓより小さくなるように、生成部１２により生成された右眼用画像および左眼用画像のシフト量を制限する。

例えば、表示面の中心における像であって表示面上の像（シフト量が０の場合の像）を、表示面の正面から観視する場合の観視者の輻輳角（γ）は、下記の式（１）により表される。なお、Ｌは瞳孔間距離を表し、Ｄは観賞距離を表す。

γ＝２×ｔａｎ^−１（Ｌ／（２×Ｄ）） …（１）

また、表示面の中心における像であってシフト量がＳの場合の像を、表示面の正面から観視する場合の観視者の輻輳角（α）は、下記の式（２）により表される。

α＝２×ｔａｎ^−１（（Ｌ−Ｓ）／（２×Ｄ）） …（２）

従って、視差角（α−γ）が−１．５となるシフト量Ｓは、下記の式（３）を解くことにより算出される。

−１．５°＝｛２×ｔａｎ^−１（（Ｌ−Ｓ）／（２×Ｄ））｝−｛２×ｔａｎ^−１（Ｌ／（２×Ｄ））｝ …（３）

そこで、制限部１８は、瞳孔間距離測定部１４により測定された瞳孔間距離Ｌおよび観賞距離測定部１６により測定された観賞距離Ｄに基づき、式（３）をデータ処理により解いて、視差角が予め定められた角度（例えば、−１．５°）となる表示面上でのシフト量Ｓを算出する。このようにして、制限部１８は、視差角が予め定められた角度（例えば、−１．５°）となる表示面上でのシフト量Ｓを算出することができる。

また、制限部１８は、画素数単位で右眼用画像および左眼用画像のシフト量を制限してもよい。例えば、２次元画像の表示面上での水平方向のサイズがＸ、２次元画像の水平方向の画素数がＰ、視差角を予め定められた角度とする表示面上でのシフト量がＳであるとする。この場合、視差角を予め定められた角度とする画素単位でのシフト量Ｒは、以下の式（４）のように表される。

Ｒ＝（Ｓ×Ｐ）／Ｘ …（４）

そこで、制限部１８は、右眼用画像および左眼用画像の表示面上での水平方向のサイズＸ、２次元画像の水平方向の画素数Ｐ、および、式（３）に基づき算出されたシフト量Ｓに基づき、シフト量Ｒを算出する。これにより、制限部１８は、右眼用画像および左眼用画像の表示面上での水平方向のサイズＸ、２次元画像の水平方向の画素数Ｐ、および、視差角が予め定められた角度となる表示面上でのシフト量Ｓに基づき、右眼用画像および左眼用画像のシフト量を画素数単位で制限することができる。

図６は、本実施形態に係る観賞システム５０の構成を示す。図７は、本実施形態に係る観賞システム５０を上側から見たときの配置例を示す。

観賞システム５０は、専用メガネを装着しない観視者に立体的画像を表示する。観賞システム５０は、一例として、右眼に対応する視点から被写体を撮像して生成された右眼用画像を観視者の右眼に与え、左眼に対応する視点から被写体を撮像して生成された左眼用画像を観視者の左眼に与える。また、観賞システム５０は、右眼に対応する視点および左眼に対応する視点から仮想的な３次元物体を見た、コンピュータにより生成された右眼用画像および左眼用画像を観視者に与えてもよい。また、観賞システム５０は、一例として、図１に示した画像処理装置１０における出力部２０として用いられてもよい。

観賞システム５０は、表示パネル５２と、右眼用光源５４と、左眼用光源５６と、レンズ部５８と、位置検出部６２と、制御部６４と、椅子７０とを備える。表示パネル５２は、右眼用画像および左眼用画像を表示する。表示パネル５２は、裏面側から照射された光を透過して、表面側から観賞する観視者に対して表示した画像に応じた光を与える透過型の表示装置である。

例えば、表示パネル５２は、第１偏光成分の光を透過する第１領域と、第１偏光成分の光と直交関係となる第２偏光成分の光を透過する第２領域とを有する。そして、表示パネル５２は、第１領域に右眼用画像を表示し、第２領域に左眼用画像を表示する。第１偏光成分の光および第２偏光成分の光は、偏光方向が互いに直交する直線偏光（Ｓ偏光およびＰ偏光）であってもよいし、回転方向が互いに逆の円偏光であってもよい。

また、表示パネル５２は、このような第１領域と第２領域とが空間的に交互に配置される。表示パネル５２は、一例として、第1偏光成分の光を透過する水平ラインと、第２偏光成分の光を透過する水平ラインとを交互に含む構成であってよい。

表示パネル５２は、このような第１領域と第２領域とを有する構成に代えて、例えば、右眼用画像と左眼用画像とを時間的に交互に表示してもよい。例えば、表示パネル５２は、右眼用画像を表示する第１期間と、左眼用画像を表示する第２期間とを所定数フレーム毎に交互に切り替える。

右眼用光源５４は、表示パネル５２を裏面から照らして右眼用画像を透過させた光を観視者の右眼に与える。即ち、右眼用光源５４は、観視者の右眼に対して、レンズ部５８および表示パネル５２を介して光を照射して右眼用画像の光を与える。

左眼用光源５６は、表示パネル５２を裏面から照らして左眼用画像を透過させた光を観視者の左眼に与える。即ち、左眼用光源５６は、観視者の左眼に対して、レンズ部５８および表示パネル５２を介して光を照射して左眼用画像の光を与える。

右眼用光源５４および左眼用光源５６は、例えば表示パネル５２よりも発光領域の面積が十分に小さい点光源である。右眼用光源５４および左眼用光源５６は、片眼の周囲の領域に相当する発光領域（例えば直径７〜８ｃｍの円周程度）を有する光源であってよい。

例えば表示パネル５２が第１領域と第２領域とを有する構成である場合、右眼用光源５４は、第１偏光成分の光を表示パネル５２の裏面に照射する。また、左眼用光源５６は、第２偏光成分の光を表示パネル５２の裏面に照射する。これにより、右眼用光源５４は、右眼用画像を観視者の右眼のみに与えることができる。また、左眼用光源５６は、左眼用画像を観視者の左眼のみに与えることができる。

また、例えば表示パネル５２が右眼用画像と左眼用画像とを時間的に交互に表示する構成である場合、右眼用光源５４は、第１期間において点灯し、第２期間において消灯する。これにより、右眼用光源５４は、右眼用画像を観視者の右眼のみに与えることができる。また、この場合、左眼用光源５６は、第２期間において点灯し、第１期間において消灯する。これにより、左眼用光源５６は、左眼用画像を観視者の左眼のみに与えることができる。

また、右眼用光源５４および左眼用光源５６は、表示パネル５２に対して移動可能に設けられている。右眼用光源５４および左眼用光源５６は、表示パネル５２に対して左右方向および上下方向に移動可能に設けられる。

レンズ部５８は、表示パネル５２に表示された右眼用画像および左眼用画像を透過させる光および透過させた光の少なくとも一方を観視者の右眼および左眼に集光する。レンズ部５８は、表示パネル５２と、右眼用光源５４および左眼用光源５６との間、または、表示パネル５２と観視者との間に設けられる。レンズ部５８は、表示パネル５２と略同一または表示パネル５２よりも大きいフレネルレンズであって、例えば表示パネル５２に近接した位置に設けられる。

位置検出部６２は、観視者の頭部の位置を検出する。位置検出部６２は、一例として、カメラにより撮影された観視者の顔および頭等を認識して観視者の位置を検出する。

制御部６４は、右眼用光源５４および左眼用光源５６による投光位置を、位置検出部６２により検出された観視者の頭部の位置に応じて変更する。より詳しくは、制御部６４は、右眼用光源５４を、レンズ部５８における、観視者の右眼と共役な位置に移動させる。これにより、レンズ部５８は、右眼用光源５４から照射されて表示パネル５２に表示された右眼用画像を透過させる光または透過した光を観視者の右眼に集光することができる。

また、制御部６４は、左眼用光源５６を、レンズ部５８における、観視者の左眼の共役な位置に移動させる。これにより、レンズ部５８は、左眼用光源５６から照射されて表示パネル５２に表示された左眼用画像を透過させる光または透過した光を、観視者の左眼に集光することができる。

椅子７０は、表示パネル５２により表示された立体的画像を観視する観視者が着座する。椅子７０は、一例として、表示パネル５２に対して予め定められた位置に固定される。

椅子７０は、座部７２と、脚部７４と、背部７６と、ヘッドレスト７８とを有する。座部７２は、観視者を下側から支持する。脚部７４は、座部７２が床面に対して略平行となるように、座部７２を支持する。背部７６は、観視者を背中側から支持する。

ヘッドレスト７８は、背部７６の上部側に取り付けられ、観視者の頭部を左右方向に移動可能とし、前後方向の移動を制限する。ヘッドレスト７８は、一例として、後側支持部８２と、規制部８４とを含む。

後側支持部８２は、観視者の頭部を支持するとともに頭部の位置を後側から規制する。規制部８４は、観視者の額の位置を前側から規制する。そして、後側支持部８２および規制部８４は、観視者の頭部の側部を支持および規制しない。このような椅子７０は、右眼および左眼に照射する光の焦点を表示パネル５２に対して前後に移動させることが困難な場合であっても、観視者に対して常に良好な立体的画像を提供することができる。

以上のような観賞システム５０は、右眼用画像を観視者の右眼のみに与え、左眼用画像を観視者の左眼のみに与えることができる。これにより、観賞システム５０によれば、画像分離用の専用メガネを装着しない裸眼の観視者に立体画像を提供することができる。

図８は、本実施形態に係るコンピュータ１９００のハードウェア構成の一例を示す。本実施形態に係るコンピュータ１９００は、ホスト・コントローラ２０８２により相互に接続されるＣＰＵ２０００、ＲＡＭ２０２０、グラフィック・コントローラ２０７５、及び表示装置２０８０を有するＣＰＵ周辺部と、入出力コントローラ２０８４によりホスト・コントローラ２０８２に接続される通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０、及びＣＤ−ＲＯＭドライブ２０６０を有する入出力部と、入出力コントローラ２０８４に接続されるＲＯＭ２０１０、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０、及び入出力チップ２０７０を有するレガシー入出力部とを備える。

ホスト・コントローラ２０８２は、ＲＡＭ２０２０と、高い転送レートでＲＡＭ２０２０をアクセスするＣＰＵ２０００及びグラフィック・コントローラ２０７５とを接続する。ＣＰＵ２０００は、ＲＯＭ２０１０及びＲＡＭ２０２０に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。グラフィック・コントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等がＲＡＭ２０２０内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得し、表示装置２０８０上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ２０７５は、ＣＰＵ２０００等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。

入出力コントローラ２０８４は、ホスト・コントローラ２０８２と、比較的高速な入出力装置である通信インターフェイス２０３０、ハードディスクドライブ２０４０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ２０６０を接続する。通信インターフェイス２０３０は、ネットワークを介して他の装置と通信する。ハードディスクドライブ２０４０は、コンピュータ１９００内のＣＰＵ２０００が使用するプログラム及びデータを格納する。ＣＤ−ＲＯＭドライブ２０６０は、ＣＤ−ＲＯＭ２０９５からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。

また、入出力コントローラ２０８４には、ＲＯＭ２０１０と、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０、及び入出力チップ２０７０の比較的低速な入出力装置とが接続される。ＲＯＭ２０１０は、コンピュータ１９００が起動時に実行するブート・プログラム、及び／又は、コンピュータ１９００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。フレキシブルディスク・ドライブ２０５０は、フレキシブルディスク２０９０からプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供する。入出力チップ２０７０は、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０を入出力コントローラ２０８４へと接続すると共に、例えばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を入出力コントローラ２０８４へと接続する。

ＲＡＭ２０２０を介してハードディスクドライブ２０４０に提供されるプログラムは、フレキシブルディスク２０９０、ＣＤ−ＲＯＭ２０９５、又はＩＣカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、ＲＡＭ２０２０を介してコンピュータ１９００内のハードディスクドライブ２０４０にインストールされ、ＣＰＵ２０００において実行される。

コンピュータ１９００は、画像処理装置１０として機能する。コンピュータ１９００にインストールされ、コンピュータ１９００を画像処理装置１０として機能させるプログラムは、生成モジュールと、瞳孔間距離測定モジュールと、観賞距離測定モジュールと、制限モジュールとを備える。これらのプログラム又はモジュールは、ＣＰＵ２０００等に働きかけて、コンピュータ１９００を、生成部１２、瞳孔間距離測定部１４、観賞距離測定部１６および制限部１８としてそれぞれ機能させる。

これらのプログラムに記述された情報処理は、コンピュータ１９００に読込まれることにより、ソフトウェアと上述した各種のハードウェア資源とが協働した具体的手段である生成部１２、瞳孔間距離測定部１４、観賞距離測定部１６および制限部１８として機能する。そして、これらの具体的手段によって、本実施形態におけるコンピュータ１９００の使用目的に応じた情報の演算又は加工を実現することにより、使用目的に応じた特有の画像処理装置１０が構築される。

一例として、コンピュータ１９００と外部の装置等との間で通信を行う場合には、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０上にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理内容に基づいて、通信インターフェイス２０３０に対して通信処理を指示する。通信インターフェイス２０３０は、ＣＰＵ２０００の制御を受けて、ＲＡＭ２０２０、ハードディスクドライブ２０４０、フレキシブルディスク２０９０、又はＣＤ−ＲＯＭ２０９５等の記憶装置上に設けた送信バッファ領域等に記憶された送信データを読み出してネットワークへと送信し、もしくは、ネットワークから受信した受信データを記憶装置上に設けた受信バッファ領域等へと書き込む。このように、通信インターフェイス２０３０は、ＤＭＡ（ダイレクト・メモリ・アクセス）方式により記憶装置との間で送受信データを転送してもよく、これに代えて、ＣＰＵ２０００が転送元の記憶装置又は通信インターフェイス２０３０からデータを読み出し、転送先の通信インターフェイス２０３０又は記憶装置へとデータを書き込むことにより送受信データを転送してもよい。

また、ＣＰＵ２０００は、ハードディスクドライブ２０４０、ＣＤ−ＲＯＭドライブ２０６０（ＣＤ−ＲＯＭ２０９５）、フレキシブルディスク・ドライブ２０５０（フレキシブルディスク２０９０）等の外部記憶装置に格納されたファイルまたはデータベース等の中から、全部または必要な部分をＤＭＡ転送等によりＲＡＭ２０２０へと読み込ませ、ＲＡＭ２０２０上のデータに対して各種の処理を行う。そして、ＣＰＵ２０００は、処理を終えたデータを、ＤＭＡ転送等により外部記憶装置へと書き戻す。このような処理において、ＲＡＭ２０２０は、外部記憶装置の内容を一時的に保持するものとみなせるから、本実施形態においてはＲＡＭ２０２０および外部記憶装置等をメモリ、記憶部、または記憶装置等と総称する。本実施形態における各種のプログラム、データ、テーブル、データベース等の各種の情報は、このような記憶装置上に格納されて、情報処理の対象となる。なお、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０の一部をキャッシュメモリに保持し、キャッシュメモリ上で読み書きを行うこともできる。このような形態においても、キャッシュメモリはＲＡＭ２０２０の機能の一部を担うから、本実施形態においては、区別して示す場合を除き、キャッシュメモリもＲＡＭ２０２０、メモリ、及び／又は記憶装置に含まれるものとする。

また、ＣＰＵ２０００は、ＲＡＭ２０２０から読み出したデータに対して、プログラムの命令列により指定された、本実施形態中に記載した各種の演算、情報の加工、条件判断、情報の検索・置換等を含む各種の処理を行い、ＲＡＭ２０２０へと書き戻す。例えば、ＣＰＵ２０００は、条件判断を行う場合においては、本実施形態において示した各種の変数が、他の変数または定数と比較して、大きい、小さい、以上、以下、等しい等の条件を満たすかどうかを判断し、条件が成立した場合（又は不成立であった場合）に、異なる命令列へと分岐し、またはサブルーチンを呼び出す。

また、ＣＰＵ２０００は、記憶装置内のファイルまたはデータベース等に格納された情報を検索することができる。例えば、第１属性の属性値に対し第２属性の属性値がそれぞれ対応付けられた複数のエントリが記憶装置に格納されている場合において、ＣＰＵ２０００は、記憶装置に格納されている複数のエントリの中から第１属性の属性値が指定された条件と一致するエントリを検索し、そのエントリに格納されている第２属性の属性値を読み出すことにより、所定の条件を満たす第１属性に対応付けられた第２属性の属性値を得ることができる。

以上に示したプログラム又はモジュールは、外部の記録媒体に格納されてもよい。記録媒体としては、フレキシブルディスク２０９０、ＣＤ−ＲＯＭ２０９５の他に、ＤＶＤ又はＣＤ等の光学記録媒体、ＭＯ等の光磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスク又はＲＡＭ等の記憶装置を記録媒体として使用し、ネットワークを介してプログラムをコンピュータ１９００に提供してもよい。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１０ 画像処理装置、１２ 生成部、１４ 瞳孔間距離測定部、１６ 観賞距離測定部、１８ 制限部、２０ 出力部、３２ 表示部、３４ 立体視用メガネ、５０ 観賞システム、５２ 表示パネル、５４ 右眼用光源、５６ 左眼用光源、５８ レンズ部、６２ 位置検出部、６４ 制御部、７０ 椅子、７２ 座部、７４ 脚部、７６ 背部、７８ ヘッドレスト、８２ 後側支持部、８４ 規制部、１９００ コンピュータ、２０００ ＣＰＵ、２０１０ ＲＯＭ、２０２０ ＲＡＭ、２０３０ 通信インターフェイス、２０４０ ハードディスクドライブ、２０５０ フレキシブルディスク・ドライブ、２０６０ ＣＤ−ＲＯＭドライブ、２０７０ 入出力チップ、２０７５ グラフィック・コントローラ、２０８０ 表示装置、２０８２ ホスト・コントローラ、２０８４ 入出力コントローラ、２０９０ フレキシブルディスク、２０９５ ＣＤ−ＲＯＭ

Claims (10)

1. ２次元画像を立体的に表示可能にするための画像処理装置であって、
   前記２次元画像を左右にシフトした右眼用画像および左眼用画像を生成する生成部と、
   前記右眼用画像および前記左眼用画像の表示面上におけるシフト量を、前記右眼用画像および前記左眼用画像により表示される像を観視したときの輻輳角から表示面を観視したときの輻輳角を減じた視差角が予め定められた角度より大きくなるシフト量に制限する制限部と、
   を備える画像処理装置。
2. 前記制限部は、前記視差角が−１．５°より大きくなる前記シフト量に制限する
   請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記制限部は、表示面を観視する観視者の瞳孔間距離および前記表示面から前記観視者までの距離である観賞距離に基づき、前記視差角が予め定められた角度より大きくなるシフト量を算出する
   請求項１または２に記載の画像処理装置。
4. 前記瞳孔間距離を測定する瞳孔間距離測定部を更に備える
   請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記観賞距離を測定する観賞距離測定部を更に備える
   請求項３から４の何れかに記載の画像処理装置。
6. 前記制限部は、前記２次元画像の表示面上での水平方向のサイズ、前記２次元画像の水平方向の画素数、および、前記視差角が予め定められた角度となる表示面上でのシフト量に基づき、右眼用画像および左眼用画像のシフト量を画素数単位で制限する
   請求項１から５の何れかに記載の画像処理装置。
7. コンピュータを請求項１から６の何れかに記載の画像処理装置として機能させるプログラム。
8. ２次元画像を立体的に表示可能にするための画像処理方法であって、
   前記２次元画像を左右にシフトした右眼用画像および左眼用画像を生成し、
   前記右眼用画像および前記左眼用画像の表示面上におけるシフト量を、前記右眼用画像および前記左眼用画像により表示される像を観視したときの輻輳角から表示面を観視したときの輻輳角を減じた視差角が予め定められた角度より大きくなるシフト量に制限する
   画像処理方法。
9. 立体的画像を観視する観視者が着座する椅子であって、
   前記立体的画像の観視者の頭部を左右方向に移動可能とし、前後方向の移動を制限するヘッドレストを備える
   椅子。
10. 専用メガネを装着しない観視者に立体的画像を表示する表示パネルと、
    立体的画像を観視する観視者が着座する請求項９に記載の椅子と、
    前記観視者の頭部の位置を検出する位置検出部と、
    前記観視者の頭部の位置に応じて、前記表示パネルによる投光位置を制御する制御部と、
    を備える観賞システム。

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