JP2012134926A - 立体画像表示装置、および立体画像の表示を制御するための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な立体画像が表示される立体画像表示装置を提供する。
【解決手段】立体画像表示装置１０は、立体画像表示装置１０を構成する各要素の動作を制御するための中央演算処理部１００と、画像データを格納するための画像データ記憶部１０１と、画像データ記憶部１０１に格納されているデータに基づいて、表示領域に画像を表示するための画像表示部１０２と、観察者の顔位置を検出するための顔位置検出部１０４と、画像表示部１０２と観察者の顔の位置との相対的な位置関係を計算するための相対的位置情報算出部１０５と、表示領域にスリットを表示するためのスリット表示部１０３とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の視点に対応した複数の画像を、立体表示する技術に関する。

従来、観察者が視差を有する一組の画像を立体視することにより、立体感のある画像を見ることができる立体画像表示方法が知られている。たとえば、特別な眼鏡等を用いずに立体画像を表示する方法として、パララックスバリア方式と呼ばれる方法が知られている。

特開平７−９２９３６号公報（特許文献１）は、「単数又は複数の観察者に対し特殊な眼鏡を装着することなしに自然な立体映像を認識させる」ために（［要約］の［目的］）、「立体的な映像を表示する立体映像表示装置と、立体物体を撮影して記録しこれを上記立体映像表示装置で再生表示可能な立体映像撮影記録装置」に関する発明を開示している（段落０００１）。当該立体映像表示装置によると、「画面シャッタ手段１は、縦長のシャッタ１ａを複数配置してなるシャッタ群を有する。シャッタ制御手段２は、シャッタ群の中から所定間隔で選択された複数のシャッタのみを光の透過可能な縦長のスリット１ｂとし、これらスリット群の全体位置を一定の時間間隔で横方向に移動させる制御を行う。表示制御手段４は、シャッタ制御手段２によるスリット群の移動タイミングと同期して、立体像Ｍを画像表示面３ａ上に投射して得られる像を、各スリットと対応した画像として表示させる。スリット１ｂと対応して画像表示面３ａに表示される画像の一部分のみがスリット１ａにより選択されて観察者の目Ｓに達することにより、観察者に立体映像を認識させることができる。」というものである（［要約］の［構成］）。

特開平７−９２９３６号公報

しかしながら、特開平７−９２９３６号公報に開示された技術によると、「スリット群の全体位置」が「一定の時間間隔で横方向に移動」するため、良好な立体画像の観察に限界があった。

本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであって、観察者がより良好な立体画像を観察できる装置を提供することである。

一実施の形態に従うと立体画像表示装置は、画像を表示するための画像表示部と、画像表示部の前面にスリットを表示するためのスリット表示部と、画像表示部を見ている観察者の顔位置を検出するための顔位置検出部と、顔位置検出部の情報に基づいて、観察者の顔位置と画像表示部との位置関係を表わす情報を算出するための相対的位置情報算出部と、位置関係を表わす情報に基づいて、スリット表示部によるスリットの表示を制御するための制御部とを備える。

好ましくは、スリット表示部は、スリットの表示方向を切り替えるように構成されている。

好ましくは、スリット表示部は、スリットの表示と非表示を切り替えるように構成されている。

好ましくは、画像表示部は、スリット表示部によって表示されるスリットの状態と同期して、画像表示部に表示される画像を切り替えるように構成されている。

好ましくは、立体画像表示装置は、当該立体画像を表示するための装置の慣性情報を検出するための慣性情報検出部をさらに備える。慣性情報が予め定められた動作条件を満たしている場合に、制御部は、画像表示部とスリット表示部と顔位置検出部と相対的位置情報算出部のうち、少なくとも１つを動作させるように構成されている。

他の実施の形態に従うと、立体画像の表示を制御するための方法が提供される。この方法は、ディスプレイに画像を表示するステップと、画像を見ている観察者の顔位置を検出するステップと、顔位置の情報に基づいて、観察者の顔位置とディスプレイとの位置関係を表わす情報を算出するステップと、位置関係を表わす情報に基づいて、画像の前面におけるスリットの表示を制御するステップとを備える。

一実施の形態において、観察者がより良好な立体画像を観察することができる。

本実施の形態に従う立体画像表示装置１０の構成の一例を示すブロック図である。 左目用画像と右目用画像とに対する画像処理を説明するための図である。 観察者が立体画像を観察している様子を説明するための図である。 スリット３００の表示例を表わす図である。 左眼用画像と右眼用画像に対する画像処理を説明するための図である。 観察者が立体画像表示装置１０を観察している様子を示す説明図である。 カメラの撮影画像を示す説明図である。 立体画像表示装置１０の外観を表わす図である。 観察者基準線の算出方法を説明するための図である。 観察者基準線の算出方法の例を説明するための図である。 相対的位置情報算出部１０５の相対的位置情報の算出処理の一例を説明するための図である。 画像表示部基準線と観察者基準線との２つの直線が同一平面上で交差することにより形成される角を表わす図である。 画像表示部１０２が左回り方向に（半時計周りに）４５度回転した状態を表わす図である。 画像表示部１０２が左回り方向に９０度回転した状態を表わす図である。 観察者９０２の位置が右回り方向に（時計回りに）４５度回転した状態を表わす図である。 観察者９０２の位置が右回り方向に９０度回転した状態を表わす図である。 観察者１５０１が、立体画像表示装置の画像表示部１０２の表示面と正面から対峙する形で画像表示部１０２を観察している状態を表わす図である。 縦方向に配置された立体画像表示装置１０を観察者が見ている状態を表わす図である。 立体画像表示装置１０の画像表示部１０２の前にスリットを表示している状態で、立体画像表示装置１０を左回り方向に回転させた状態を表わす図である。 立体画像表示装置１０の画像表示部１０２の前にスリットを表示している状態で、立体画像表示装置１０を左回り方向に回転させた時の例を表わす図である。 さらに他の局面に従う立体画像表示装置２０の構成を表わすブロック図である。 立体画像表示装置が実行する一連の処理を表わすフローチャートである。 コンピュータシステム２３００のハードウェア構成を表わすブロック図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

［構成］
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る立体画像表示装置１０の構成について説明する。図１は、立体画像表示装置１０の構成の一例を示すブロック図である。ある局面において、立体画像表示装置１０は、携帯電話機、携帯情報通信端末、タブレット型パーソナルコンピュータその他の情報表示装置として実現されるが、これらに限られない。立体画像表示装置１０は、中央演算処理部１００と、画像データ記憶部１０１と、画像表示部１０２と、スリット表示部１０３と、顔位置検出部１０４と、相対的位置情報算出部１０５とを含む。

中央演算処理部１００は、予め作成されたプログラムを実行することにより立体画像表示装置１０を構成する各要素の動作を制御する。画像データ記憶部１０１は、画像データを格納する。ある局面において、画像データは、立体画像表示装置１０の外部から与えられる。たとえば、立体画像表示装置１０がカメラを有する場合には、画像データは、当該カメラによって撮影された画像であってもよい。あるいは、立体画像表示装置１０が電子メールその他のデータ通信機能を有する場合には、画像データは、データ通信回線を介して与えられるものであってもよい。

画像表示部１０２は、画像データ記憶部１０１に格納されているデータに基づいて、表示領域に画像を表示する。スリット表示部１０３は、当該表示領域にスリットを表示する。

顔位置検出部１０４は、観察者の顔位置を検出する。相対的位置情報算出部１０５は、画像表示部１０２と観察者の顔の位置との相対的な位置関係を計算する。

詳しくは、中央演算処理部１００は、たとえば、一般的なＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）などによって実現される。中央演算処理部１００は、立体画像表示装置１０を構成する他の構成要素の動作を制御し、あるいは、データを計算し、または加工する。

［パララックスバリア方式について］
ここで、図２〜図５を参照して、パララックスバリア方式について説明する。図２は、左目用画像と右目用画像とに対する画像処理を説明するための図である。図２に示されるように、左目用画像２００と右目用画像２０１は、画像の短辺方向に短冊状に分解される。一例として、ある局面に従う表示装置において、表示装置のプロセッサは、左目用画像２００と右目用画像２０１とを、それぞれ交互に並べることにより、一枚の画像２０２を、当該表示装置が有するディスプレイ装置に表示する。画像２０２を表示する表示装置には、画像を分解した方向と同方向の短冊状のスリットがある。たとえば、ある局面において、立体画像表示装置１０は、スリット表示部１０３を用いて短冊状のスリットを形成することができる。

図３は、観察者が立体画像を観察している様子を説明するための図である。図３に示されるように、表示装置のディスプレイ装置に表示される画像２０２は、スリット３００を通して観察者に視認される。観察者は、スリット３００を介して、短冊状に配置された左目用画像を観察者の左目３０１で視認し、右目用画像を右目３０２で視認するので、立体画像を観察することができる。

また、スリット３００は、電気的に制御することができる。たとえば、プロセッサが駆動信号を切り替えることにより、スリット３００の表示と非表示とを切り替えることができ、また、スリット３００を表示する方向を切り替えることができる。

［画像処理］
図４は、スリット３００の表示例を表わす図である。図５は、左目用画像と右目用画像に対する画像処理を示す説明図である。図４および図５を参照して、スリット３００の表示と非表示との切り替え、および、スリット３００の表示方向について説明する。ディスプレイ装置の表示領域が矩形である場合、電気的に制御可能なスリット３００は、その表示方向として、当該表示領域の短辺方向に対して平行にまたは垂直に、表示することができる。

表示画面４００は、スリット３００を表示していない状態の表示領域における画面である。表示装置は、電気的な制御により、表示画面４０１または４０２を形成することができる。表示画面４０１は、スリット３００の方向が表示画面４００の短辺方向に対して平行になるようにスリット３００を表示している。表示画面４０２は、スリット３００の方向が表示画面４００の短辺方向に対して垂直になるようにスリット３００を表示している。また、他の局面において、当該表示装置は、スリット３００を表示している状態で、表示画面４０１から表示画面４０２へ、もしくはその逆への切り替えも可能である。

表示装置がスリット３００を形成している場合、表示装置は、スリット３００の方向と同じ方向に短冊状に分解された左目用画像および右目用画像を表示する必要がある。このとき、表示画面４０１のように、スリット３００が表示画面の短辺方向に対して平行になるよう表示されている場合には、表示装置は、図２における画像２０２のような短冊状に分解した左目用画像２００と右目用画像２０１とがスリット３００の方向と同じ方向に並べられた画像を表示する。また、スリット３００が表示画面の短辺方向に対して垂直になるように表示されている場合には、表示装置は、図５の画像５００のような短冊状に分解された左目用画像２００と右目用画像２０１をスリット方向と同じ方向に並べられた画像を表示する。

図１および図２を再び参照して、本実施の形態に係る立体画像表示装置１０の構成についてさらに説明する。

画像データ記憶部１０１は、図２に示すような立体画像表示用に画像加工をする前の左目用画像２００や右目用画像２０１を格納する。または、画像データ記憶部１０１は、立体画像表示のために加工された後の画像２０２も格納する。画像データ記憶部１０１は、ハードディスク装置、ＳＳＤ（Solid State Drive）のようなフラッシュメモリその他の媒体であって、データを不揮発的に保持できるデータ記憶媒体によって実現される。

画像表示部１０２は、画像データ記憶部１０１に格納されているデータ等に基づいて、画像を表示する。ある局面において、画像表示部１０２は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなどを含む。

スリット表示部１０３は、中央演算処理部１００等からの要求に基づいて、スリット３００の表示と非表示とを切り替える。たとえば、図４に示される例では、スリット表示部１０３は、スリット３００を表示していない表示画面４００と、スリットを表示している表示画面４０１と、表示画面４０２と間の画面の切り替え処理や、スリット３００を表示している方向が異なる表示画面４０１と表示画面４０２との切り替え処理を実行する。

顔位置検出部１０４は、画像表示部１０２を見ている観察者の顔の位置を検出する。ある局面において、顔位置検出部１０４は、カメラを含む。カメラは、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）カメラ等によって実現される。顔位置検出部１０４は、たとえば、観察者の顔を撮影できるカメラを用いて、顔の位置を検出する。顔の位置の検出処理は後述する。顔位置検出部１０４で検出された情報は、後に説明する相対的位置情報算出部１０５の処理で使用される。

図６および図７を参照して、顔位置検出部１０４の動作について説明する。本実施の形態では、顔位置検出部１０４が検出する情報として、観察者の左目と右目を結ぶ直線を検出する例を説明する。図６は、観察者が立体画像表示装置１０を観察している様子を示す説明図である。図７は、カメラの撮影画像を示す説明図である。

図６に示されるように、観察者６００は、立体画像表示装置１０の画像表示部１０２を観察している。詳しくは、観察者６００は、画像表示部１０２と正面から対峙する形で画像表示部１０２を観察している。立体画像表示装置１０は、画像表示部１０２と同じ面にカメラ６０３を備えている。カメラ６０３は、両目を含む観察者の顔を撮影することができる。

図７を参照して、画像７００は、カメラ６０３が観察者６００を連続的に撮影しているうちの１フレーム分の画像に相当する。観察者６００は、画像表示部１０２と正面から対峙する形で観察しているため、同様に、カメラ６０３とも正面から対峙している状態となる。そのため、観察者６００の右目６０４は、画像７００の右目部分７０１に相当し、左目６０５は画像７００の左目部分７０２に相当する。なお、画像７００は、観察者６００に表示される必要はなく、立体画像表示装置１０が有する画像データ記憶部１０１に記憶されるだけでもよい。

次に、顔位置検出部１０４は、画像７００から、右目部分７０１と左目部分７０２を結ぶ直線７０３を検出する。顔位置検出部１０４は、カメラ６０３の出力から得られるＹＵＶデータやＲＧＢデータなどの非圧縮の画像データに対して検出処理を実行する。

他の局面において、顔位置検出部１０４は、検出精度を高めるために画像データを加工してから検出処理を行ってもよい。また、顔位置検出部１０４は、ある局面において、カメラ６０３から出力される全てのフレームを検出処理に用いてもよく、他の局面において、たとえば、１０フレーム毎に実施するというように、特定数のフレーム毎に行ってもよい。また、検出処理の計算では、顔位置検出部１０４だけが検出処理に必要な計算を実行する態様に限られず、中央演算処理部１００が当該計算を行なってもよい。

また、顔位置検出部１０４によって検出される情報は、両目を結ぶ線だけに限られず、顔の輪郭、鼻の位置、口の位置、耳の位置など、顔の位置が特定できる情報であれば何でもよい。また、顔位置検出部１０４は、これら情報を複数使用して顔位置を検出してもよい。また、本実施の形態において一例として顔位置を検出する手段としてカメラを使った例が示されているが、顔位置を検出することができれば他のセンサなどを使用してもよい。

ここで、図８を参照して、相対的位置関係の導出について説明する。図８は、立体画像表示装置１０の外観を表わす図である。

相対的位置情報算出部１０５は、画像表示部１０２の位置と、画像表示部１０２を観察している観察者の位置とから、これら２つの位置の相対的位置関係を導出する。まず、相対的位置情報算出部１０５は、相対的位置関係を計算するために、画像表示部１０２の位置が特定できる画像表示部基準線と、観察者の位置が特定できる観察者基準線とを検出する。

画像表示部基準線の検出に関して、相対的位置情報算出部１０５は、たとえば、画像表示部１０２の外枠のうちの１辺を画像表示部基準線とする。一例として、図８に示すような長方形の画像表示部１０２を備える立体画像表示装置１０は、画像表示部１０２の短辺方向８０１、または、長辺方向８０２を画像表示部基準線とすることができる。本実施の形態では、短辺方向８０１を画像表示部基準線とした例を説明する。

一方、相対的位置情報算出部１０５は、顔位置検出部１０４によって検出された情報を用いて、観察者基準線を導出する。

図９および図１０を参照して、顔位置検出部１０４で検出された情報が観察者の右目と左目を結ぶ直線であった場合の観察者基準線の算出方法の具体例を説明する。図９は、観察者基準線の算出方法を説明するための図である。図１０は、観察者基準線の算出方法の例を説明するための図である。

図９を参照して、立体画像表示装置１０の画像表示部１０２の表示面がＸＹ平面上にあり、画像表示部１０２の画像表示部基準線１９０１がＹ軸上に存在している状態である。また、観察者の右目と左目を結ぶ線１９０２は、ＸＹ平面とは交わらない位置に存在している。三次元空間において、画像表示部基準線１９０１は、たとえば、点ａ１（０，Ｙａ１，０）と、点ａ２（０，Ｙａ２，０）とによって規定される。線１９０２は、点ｂ１（Ｘｂ１，Ｙｂ１，Ｚｂ１）と、点ｂ２（Ｘｂ２，Ｙｂ２，Ｚｂ２）とによって規定される。

図１０を参照して、相対的位置情報算出部１０５は、観察者の右目と左目を結ぶ線１９０２をＸＹ平面に投影した線２０００を算出する。たとえば、観察者の右目と左目を結ぶ線１９０２を作る２点ｂ１，ｂ２の座標値をそれぞれ(Ｘｂ１, Ｙｂ１, Ｚｂ１)、(Ｘｂ２，Ｙｂ２，Ｚｂ２)とすると、ＸＹ平面に投影された線２０００を作る２点の座標値はそれぞれ、(Ｘｂ１，Ｙｂ１，０)、(Ｘｂ２，Ｙｂ２，０)となる。相対的位置情報算出部１０５は、この線２０００を観察者基準線とする。

線２０００と画像表示部基準線１９０１とが交わることにより交点２００１ができるため、相対的位置情報算出部１０５は、２つの線が同一平面上で作る角度を算出できる。もし、ＸＹ平面に投影された投影線が画像表示部基準線１９０１と交わらない場合には、相対的位置情報算出部１０５は、投影線をＸＹ軸上で平行移動することにより、当該交点を作ってもよい。また、投影に関するこれらの処理は、顔位置検出部１０４によって予め行なわれてもよい。また、観察者基準線の算出は上記の態様に限られず、観察者基準線は、画像表示部基準線と組み合わせて相対的位置情報が算出できるものであれば、どのような方法で算出されてもよい。

次に、図１１を参照して、相対的位置情報算出部１０５の相対的位置情報の算出処理の一例を説明する。まず、画像表示部１０２の画像表示部基準線を検出するための処理として、相対的位置情報算出部１０５は、画像表示部１０２の短辺方向の１辺を検出し、画像表示部基準線９０１を導出する。一方、顔位置検出部１０４は、観察者９０２の位置情報の検出処理を実行し、観察者基準線９０３を導出する。

次に、相対的位置情報算出部１０５は、画像表示部基準線９０１と観察者基準線９０３とが同一平面上で交わることにより作られる角の角度９０４を計算する。図１２を参照して、角度の算出についてさらに説明する。図１２は、画像表示部基準線と観察者基準線とが同一平面上で交差することにより形成される角を表わす図である。

図１２に示される例では、２つの直線が交わる場合、作られる角度が他に比べて大きい角１０００と小さい角１００１が存在する。本実施の形態では、相対的位置情報算出部１０５は、相対的位置情報として、小さい角１００１の角度を算出するが、大きい角１０００が算出対象とされてもよい。また、２つの直線が直角に交わる場合には、２つの直線で作られる角の角度はいずれも９０度となる。２つの直線が交わらずに平行である場合には、当該角度は０度となる。図１１においては、相対的位置情報算出部１０５は、画像表示部基準線９０１と観察者基準線９０３とから角度９０４を検出することにより、画像表示部１０２と観察者９０２との相対的位置情報を導出することができる。画像表示部基準線９０１と観察者基準線９０３は直角に交わっているため、角度９０４の値は、９０度となる。

図１３は、図１１の画像表示部１０２が左回り方向に（反時計周りに）４５度回転した状態を表わす図である。この場合、画像表示部１０２の回転に従って画像表示部基準線も回転するので、画像表示部基準線１１０１が得られる。相対的位置情報算出部１０５は、画像表示部基準線１１０１と観察者基準線９０３とによって生成される角度を計算することにより、角度１１０２の値を導出する。角度１１０２は、４５度となる。

図１４は、図９の画像表示部１０２が左回り方向に９０度回転した状態を表わす図である。この場合、画像表示部１０２の回転に従って画像表示部基準線も回転し、画像表示部基準線１２０１が得られる。画像表示部基準線１２０１と観察者基準線９０３とは交わらずに平行になるため、角度１２０２の値は、０度となる。

図１５は、図９の観察者９０２の位置が右回り方向に（時計回りに）４５度回転した状態を表わす図である。この場合、観察者９０２の回転に従って観察者基準線も回転し、観察者基準線１３０１が得られる。画像表示部基準線９０１と観察者基準線１３０１との２つの直線が交差することにより作られる角の角度１３０２は、４５度となる。

図１６は、図９の観察者９０２の位置が右回り方向に９０度回転した状態を表わす図である。この場合、観察者９０２の回転に応じて観察者基準線も回転し、観察者基準線１４０１が得られる。画像表示部基準線９０１と観察者基準線１４０１とは交わらずに平行になるため、角度１４０２の値は、０度となる。

なお、相対的位置情報算出部１０５によって行われる演算処理は、中央演算処理部１００によって行なわれてもよい。また、画像表示部基準線として画像表示部１０２の外枠のうちの１辺を使用した例が示されたが、相対的位置情報の計算に使用できる情報であれば何でもよい。

また、観察者基準線については、観察者の左目と右目を結ぶ線から導出される線が使用される例が示されたが、観察者基準線は当該直線に限られない。観察者基準線は、相対的位置情報の計算に使用できる情報であればよい。

相対的位置情報算出部１０５によって得られる角度情報は、中央演算処理部１００に渡される。中央演算処理部１００は、相対的位置情報算出部１０５から得た角度情報をもとに、スリット表示部１０３によるスリットの形成を制御する。立体画像を表示するための方式がパララックスバリア方式の場合、観察者が画像表示部１０２に表示された画像を立体視できるようにするために、図４に示すようなスリットの表示制御を適切に行う必要がある。

図１７を参照して、中央演算処理部１００の動作の具体例を説明する。図１７は、観察者１５０１が、立体画像表示装置の画像表示部１０２の表示面と正面から対峙する形で画像表示部１０２を観察している状態を表わす図である。状態１５００において、相対的位置情報算出部１０５は、観察者１５０１の両目を結ぶ線１５０３と、画像表示部１０２の画像表示部基準線１５０４から、２つの線の交わりによって作られる角の角度１５０５を計算する。画像表示部１０２に表示される画像が立体画像として観察者１５０１に視認されるように、中央演算処理部１００は、角度１５０５の値を用いて、スリット表示部１０３を制御する。

たとえば、角度１５０５が９０度に近い場合には、状態１５０６に示されるように、中央演算処理部１００は、画像表示部１０２の短辺方向に対して平行にスリット１５０７が表示されるように、スリット表示部１０３を制御する。また、中央演算処理部１００は、観察者がスリット１５０７を通して画像を立体視することを可能にする画像を、画像表示部１０２に表示させる。たとえば、本実施の形態においては、図２に示される画像２０２のように、中央演算処理部１００は、スリット１５０７の方向と同じ方向に並べられた、短冊状に分解された左目用画像２００と右目用画像２０１とを、画像表示部１０２に表示させる。

次に、図１８を参照して、中央演算処理部１００の動作の別の具体例を説明する。図１８は、縦方向に配置された立体画像表示装置１０を観察者が見ている状態を表わす図である。

状態１６００において、立体画像表示装置１０の画像表示部１０２は、左回り方向に９０度回転した状態である。したがって、角度１６０１は、０度に近い値となる。この場合には、状態１６０２に示されるように、中央演算処理部１００は、画像表示部１０２の短辺方向に対して垂直になるようにスリット１６０３を表示する。また、画像表示部１０２は、観察者がスリット１６０３を通して立体画像を視認できることを可能にする画像を表示する。たとえば、この具体例の場合では、図５に示される画像５００のように、中央演算処理部１００は、短冊状に分解された左目用画像２００と右目用画像２０１とを、スリット１６０３の方向と同じ方向に並べて表示する。

中央演算処理部１００は、相対的位置情報算出部１０５から得た角度に基づいてスリット１６０３の表示／非表示を制御する。これに関し、ある局面において、スリット１６０３の表示／非表示が切り替えられる角度の範囲は、予め定められていてもよい。たとえば、当該角度が０度から３０度の場合に画像表示部１０２の短辺方向に対して垂直になるようにスリット１６０３を表示し、および／または、角度が６０度から９０度の場合に画像表示部１０２の短辺方向に対して平行になるようにスリット１６０３を表示するように、角度の範囲が予め定められていてもよい。

図１９は、立体画像表示装置１０の画像表示部１０２の前にスリットを表示している状態で、立体画像表示装置１０を左回り方向に回転させた状態を表わす図である。中央演算処理部１００は、角度によってスリットの表示態様を切り替える制御を行う。状態１７００において、角度１７０１が９０度であるため、中央演算処理部１００は、画像表示部１０２の短辺方向に対して平行になるようにスリット１７０３をスリット表示部１０３に表示させる。状態１７０４において、角度１７０５が約４５度であるため、中央演算処理部１００は、スリット１７０３が表示される方向の切り替えは行わず、スリットの状態は、状態１７００におけるスリット１７０３の表示態様と同じである。状態１７０６では、角度１７０７が０度であるため、中央演算処理部１００は、画像表示部１０２の短辺方向に対して垂直になるようにスリット１７０８をスリット表示部１０３に表示させる。

また、他の局面において、観察者の観察位置に対してスリットの方向が適切でない場合には、観察者は画像表示部１０２に表示されている画像を立体視することができないので、中央演算処理部１００は、スリットを表示しない制御をしてもよい。たとえば、ある局面において、中央演算処理部１００は、以下のような制御を実行する。すなわち、相対的位置情報算出部１０５から得られた角度が０度から３０度の場合には、中央演算処理部１００は、画像表示部１０２の短辺方向に対して垂直になるようにスリットを表示する。当該角度が３０度から６０度の場合には、中央演算処理部１００は、スリットを表示しないようにする。さらに、角度が６０度から９０度の場合には、中央演算処理部１００は、画像表示部１０２の短辺方向に対して平行になるようにスリットを表示する。また、顔位置検出部１０４が観察者の顔の位置を検出できなければ、相対的位置情報算出部１０５は、角度情報を算出できない。そこで、そのような場合には、中央演算処理部１００は、スリット表示部１０３に、スリットを表示させないようにしてもよい。

図２０は、図１９と同様に、立体画像表示装置１０の画像表示部１０２の前にスリットを表示している状態で、立体画像表示装置１０を左回り方向に回転させた時の例を表わす図である。状態１７００および状態１７０６では、図１９に示される状態と同様に、中央演算処理部１００は、角度１７０１および角度１７０７に応じて、スリット表示部１０３にスリットを表示させる。一方、状態１８００では、角度１７０５の値が４５度であるため、中央演算処理部１００は、スリット表示部１０３に対して、スリットを表示しないような制御を行う。なお、画像表示部１０２に表示される画像は、スリットの表示状態に応じて切り替えられてもよい。たとえば、スリットが画像表示部１０２に表示されている場合には、画像表示部１０２は、当該スリットの方向に応じて図２の画像２０２や図５の画像５００を表示する。一方、状態１８００のようにスリットが表示されていない場合には、画像表示部１０２は、図２の左目用画像２００や右目用画像２０１を表示する。

また、他の局面において、立体画像表示装置１０は、スリットの表示態様が切り替えられる角度の範囲を設定するためのメニューを有していてもよい。このような構成によると、観察者が当該メニューを用いて角度の範囲を自由に設定できる。また、他の局面において、立体画像表示装置１０は、スリット表示の切り替えを自動的に行う機能を有効にするかどうかを選択するためのメニューを有していてもよい。このような構成によると、観察者がスリットの表示の自動的な切り替えが行なわれるか否かを自由に設定できるため、立体画像表示装置１０の使用態様に応じたカスタマイズが可能になる。

図２１を参照して、本発明の実施の形態のさらに他の局面について説明する。図２１は、さらに他の局面に従う立体画像表示装置２０の構成を表わすブロック図である。立体画像表示装置２０は、位置情報を常時算出せずに予め定められた条件が満たされた時に算出する点で、立体画像表示装置１０と異なる。

立体画像表示装置２０は、図１に示される構成に加えて、慣性情報検出部２１００をさらに備える。慣性情報検出部２１００は、観察者が立体画像表示装置２０を傾けたり、回転させたり、移動させたりした際の立体画像表示装置２０の動き情報（加速度、角速度、傾き等）を検出する。たとえば、慣性情報検出部２１００は、加速度センサ、角速度センサ、傾きセンサなどによって実現される。

慣性情報検出部２１００によって検出される動き情報の使用の一例を説明する。前述のとおり、中央演算処理部１００は、相対的位置情報算出部１０５によって算出された相対的位置情報に基づいて、スリットの表示方向を制御する。ここで、表示方向の制御に必要な位置情報を算出するための処理は、常時行なわれる必要はない。ある局面において、観察者や立体画像表示装置２０に動きがあり、相対的位置情報が更新される場合のみ、当該処理が行なわれてもよい。

たとえば、本実施の形態においては、上述のとおり、顔位置検出部１０４は、カメラその他の撮像装置を用いて観察者の顔の位置情報を検出する。カメラが常時撮影可能な状態であると、立体画像表示装置の消費電力が多くなり、電池残量の減りが早くなる。そこで、中央演算処理部１００は、慣性情報検出部２１００からの動き情報に基づいて、立体画像表示装置２０に動きがあったどうかを判断する。動きがあった場合のみ、中央演算処理部１００は、各部を制御する。動きがあったかどうかの判断として、たとえば、中央演算処理部１００は、慣性情報検出部２１００からの動き情報を数値化し、この数値が予め規定された閾値を超えた時に、立体画像表示装置２０に動きがあったと判断する。立体画像表示装置２０に動きがあった場合には、中央演算処理部１００は、顔位置検出部１０４や相対的位置情報計算１０６などを動作させて、スリットの表示（表示のオンまたはオフ、および／または、表示方向）を制御する。一方、動きがなかった場合には、中央演算処理部１００は、顔位置検出部１０４や相対的位置情報計算１０６などを動作させず、スリットの表示制御を実行しない。

中央演算処理部１００は、慣性情報検出部２１００からの動き情報の検出処理を、たとえば１００msec毎に１回行うというように、ある特定の時間毎に行ってもよい。また、立体画像表示装置２０は、慣性情報検出部２１００からの動き情報により、相対的位置情報の算出に伴う処理を行うかどうかを選択するためのメニューを有していてもよい。このようにすると、観察者が自由に設定できる。たとえば、ある局面において、この設定がオンならば、中央演算処理部１００は、立体画像表示装置２０に動きがあった場合のみ相対的位置情報の算出に関する各処理を実行し得る。当該設定がオフならば、中央演算処理部１００は、立体画像表示装置２０に動きがあったか否かにかかわらず、相対的位置情報の算出に伴う処理を常時実行し得る。

図２２を参照して、本実施の形態に係る立体画像表示装置２０の制御構造について説明する。図２２は、立体画像表示装置２０が実行する一連の処理を表わすフローチャートである。この処理は、観察者が画像表示部１０２の観察を開始することによって開始される。

ステップＳ２２０１にて、中央演算処理部１００は、画像表示部１０２に立体視用画像が表示されているか否かを判定する。立体視用画像とは、観察者が画像を立体視する際に使用する画像である。立体視用画像は、図２の画像２０２や図５の画像５００のようなスリットを通して観察する画像や、図２の左目用画像２００や右目用画像２０１のようなスリットを通さないで観察する画像を含む。立体視用画像が表示されていない場合には（ステップＳ２２０１にてＹＥＳ）、中央演算処理部１００は、処理を終了する。立体視用画像が表示されていれば（ステップＳ２２０１にてＮＯ）、中央演算処理部１００は、制御をステップＳ２２０３に切り替える。

ステップＳ２２０３にて、中央演算処理部１００は、慣性情報検出部２１００からの出力に基づいて、立体画像表示装置２０の動き情報を検出する。なお、ステップＳ２２０３の処理は、本実施の形態に係る立体画像表示装置２０において必須の構成ではない。

ステップＳ２２０４にて、中央演算処理部１００は、動き情報に基づいて、立体画像表示装置２０に動きがあるかどうかを判定する。立体画像表示装置２０に動きがあると判定すると（ステップＳ２２０４にてＹＥＳ）、中央演算処理部１００は、制御をステップＳ２２０５に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ２２０４にてＮＯ）、中央演算処理部１００は、制御をステップＳ２２０３に戻し、動き情報の検出を再度実行する。

ステップＳ２２０５にて、中央演算処理部１００は、顔位置検出部１０４を制御して、観察者の顔位置を検出する。

ステップＳ２２０６にて、中央演算処理部１００は、画像表示部１０２の画像表示部基準線を検出する。

ステップＳ２２０７にて、相対的位置情報計算１０６は、ステップＳ２２０５およびステップＳ２２０６から得られる情報に基づいて、観察者と画像表示部１０２との相対的位置情報を算出する。先に記載したように、ある局面に従う本実施の形態では、相対的位置情報は、一例として角度である。角度の値をＡとした場合、Ａのとり得る範囲は０度以上、かつ９０度以下となる。

ステップＳ２２０８にて、中央演算処理部１００は、Ａの値が０度以上、かつＫ度未満の範囲（範囲Ｘという。）に含まれているか否かを判定する。Ｋの値は、０度より大きく、かつ９０度未満の範囲で予め決められている。Ｋの値は０度に近い値の方が好ましい。Ａの値が範囲Ｘに含まれている場合には（ステップＳ２２０８にてＹＥＳ）、中央演算処理部１００は、制御をステップＳ２２０９に切り替える。Ａが範囲Ｘに含まれていない場合には（ステップＳ２２０８にてＮＯ）、中央演算処理部１００は制御をステップＳ２２１０に切り替える。

ステップＳ２２０９にて、中央演算処理部１００は、図４に示される表示画面４０２のように、画像表示部１０２の短辺方向に対して垂直になるように、スリット表示部１０３にスリットを表示させる。また、中央演算処理部１００は、スリット表示の切り替えのタイミングと同期するように、画像表示部１０２に表示される画像も切り替える。画像表示部１０２は、図５の画像５００のような画像を表示する。

ステップＳ２２１０にて、中央演算処理部１００は、Ａの値がＬ度以上かつ９０度以下の範囲（範囲Ｙという）に含まれているか否かを判定する。ここで、Ｌの値は、０度より大きく、かつ９０度未満、かつＫの値より大きい範囲で予め決められている。ある局面において、Ｌの値は、９０度に近い値の方が好ましい。Ａが範囲Ｙに含まれている場合には（ステップＳ２２１０にてＹＥＳ）、中央演算処理部１００は、制御をステップＳ２２１１に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ２２１０にてＮＯ）、中央演算処理部１００は、制御をステップＳ２２１２に切り替える。

ステップＳ２２１１にて、中央演算処理部１００は、図４の表示画面４０１のように画像表示部１０２の短辺方向に対して平行になるように、スリット表示部１０３にスリットを表示させる。また、中央演算処理部１００は、スリット表示の切り替えと同期するように画像表示部１０２に表示する画像も切り替える。画像表示部１０２は、図２の画像２０２のような画像を表示する。

ステップＳ２２１１にて、中央演算処理部１００は、スリットが表示されないようにスリット表示部１０３を制御する。たとえば、中央演算処理部１００は、スリットを非表示にするための信号を、スリット表示部１０３に対して与える。また、中央演算処理部１００は、スリット表示の切り替えと同期するように、図２の左目用画像２００もしくは右目用画像２０１を表示する。

上記の立体画像表示装置は、周知の構成を有するコンピュータシステムであって、３次元表示機能を有するコンピュータシステムによっても実現可能である。そこで、図２３を参照して、コンピュータシステム２３００の構成について説明する。図２３は、コンピュータシステム２３００のハードウェア構成を表わすブロック図である。

コンピュータシステム２３００は、主たる構成要素として、プログラムを実行するＣＰＵ２３１０と、コンピュータシステム２３００の使用者による指示の入力を受けるマウス２３２０およびキーボード２３３０と、ＣＰＵ２３１０によるプログラムの実行により生成されたデータ、又はマウス２３２０若しくはキーボード２３３０を介して入力されたデータを揮発的に格納するＲＡＭ２３４０と、データを不揮発的に格納するハードディスク２３５０と、光ディスク駆動装置２３６０と、モニタ２３８０と、通信ＩＦ（Interface）２３９０とを含む。各構成要素は、相互にデータバスによって接続されている。光ディスク駆動装置２３６０には、ＣＤ−ＲＯＭ２３６２その他の光ディスクが装着される。

コンピュータシステム２３００における処理は、各ハードウェアおよびＣＰＵ２３１０により実行されるソフトウェアによって実現される。このようなソフトウェアは、ハードディスク２３５０に予め記憶されている場合がある。また、ソフトウェアは、ＣＤ−ＲＯＭ２３６２その他の記憶媒体に格納されて、プログラムプロダクトとして流通している場合もある。あるいは、ソフトウェアは、いわゆるインターネットに接続されている情報提供事業者によってダウンロード可能なプログラムプロダクトとして提供される場合もある。このようなソフトウェアは、光ディスク駆動装置２３６０その他の読取装置によりその記憶媒体から読み取られて、あるいは、通信ＩＦ２３９０を介してダウンロードされた後、ハードディスク２３５０に一旦格納される。そのソフトウェアは、ＣＰＵ２３１０によってハードディスク２３５０から読み出され、ＲＡＭ２３４０に実行可能なプログラムの形式で格納される。ＣＰＵ２３１０は、そのプログラムを実行する。

図２３に示されるコンピュータシステム２３００を構成する各構成要素は、一般的なものである。したがって、本発明の本質的な部分は、ＲＡＭ２３４０、ハードディスク２３５０、ＣＤ−ＲＯＭ２３６２その他の記憶媒体に格納されたソフトウェア、あるいはネットワークを介してダウンロード可能なソフトウェアであるともいえる。なお、コンピュータシステム２３００の各ハードウェアの動作は周知であるので、詳細な説明は繰り返さない。

なお、記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ（Flexible Disk）、ハードディスクに限られず、磁気テープ、カセットテープ、光ディスク（ＭＯ（Magnetic Optical Disc）／ＭＤ（Mini Disc）／ＤＶＤ（Digital Versatile Disc））、ＩＣ（Integrated Circuit）カード（メモリカードを含む）、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Electronically Programmable Read-Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable Programmable Read-Only Memory）、フラッシュＲＯＭなどの半導体メモリ等の固定的にプログラムを担持する媒体でもよい。

ここでいうプログラムとは、ＣＰＵにより直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム形式のプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラム等を含む。

以上のようにして、本実施の形態に係る立体画像表示装置１０，２０は、立体画像表示装置の画像表示部と観察者の顔の位置との相対的な位置関係を検出し、相対的な位置関係に応じて画像表示部のスリットの表示制御、および画像表示部に表示する画像の表示制御を自動的に行う。これにより、立体画像表示装置のユーザである観察者は、当該立体画像表示装置を操作することなく、より良い立体画像を観察することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ 立体画像表示装置、２００ 左目用画像、２０１ 右目用画像、２０２ 画像、３００ スリット、３０１ 左目、３０２ 右目、４００，４０１，４０２ 表示画面、５００ 画像、６００ 観察者、６０３ カメラ、６０４ 右目、６０５ 左目、７００ 画像、７０１ 右目部分、７０２ 左目部分、７０３ 直線、８０１ 短辺方向、８０２ 長辺方向。

Claims (6)

1. 立体画像を表示するための装置であって、
   画像を表示するための画像表示部と、
   前記画像表示部の前面にスリットを表示するためのスリット表示部と、
   前記画像表示部を見ている観察者の顔位置を検出するための顔位置検出部と、
   前記顔位置検出部の情報に基づいて、前記観察者の顔位置と前記画像表示部との位置関係を表わす情報を算出するための相対的位置情報算出部と、
   前記位置関係を表わす情報に基づいて、前記スリット表示部によるスリットの表示を制御するための制御部とを備える、立体画像表示装置。
2. 前記スリット表示部は、スリットの表示方向を切り替えるように構成されている、請求項１に記載の立体画像表示装置。
3. 前記スリット表示部は、スリットの表示と非表示を切り替えるように構成されている、請求項１または２に記載の立体画像表示装置。
4. 前記画像表示部は、前記スリット表示部によって表示されるスリットの状態と同期して、前記画像表示部に表示される画像を切り替えるように構成されている、請求項３に記載の立体画像表示装置。
5. 当該立体画像を表示するための装置の慣性情報を検出するための慣性情報検出部をさらに備え、
   前記慣性情報が予め定められた動作条件を満たしている場合に、前記制御部は、前記画像表示部と前記スリット表示部と前記顔位置検出部と前記相対的位置情報算出部のうち、少なくとも１つを動作させるように構成されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の立体画像表示装置。
6. 立体画像の表示を制御するための方法であって、
   ディスプレイに画像を表示するステップと、
   前記画像を見ている観察者の顔位置を検出するステップと、
   前記顔位置の情報に基づいて、前記観察者の顔位置と前記ディスプレイとの位置関係を表わす情報を算出するステップと、
   前記位置関係を表わす情報に基づいて、前記画像の前面におけるスリットの表示を制御するステップとを備える、立体画像の表示を制御するための方法。

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