JPH09247711A

JPH09247711A - 立体映像ディスプレイ装置

Info

Publication number: JPH09247711A
Application number: JP8083380A
Authority: JP
Inventors: Seiichiro Tabata; 端誠一郎田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1996-03-12
Filing date: 1996-03-12
Publication date: 1997-09-19
Anticipated expiration: 2016-03-12
Also published as: US6449309B1; JP3771964B2

Abstract

(57)【要約】【目的】観察時点での眼の現実の調節がどのような状態
にあるかが十分に反映された両眼視差の制御が行われ得
るようにすること。【構成】左眼１０Ｌに対応して設けられた眼球調節検出
器１８により検出された眼の調節値を表わす信号をシフ
ト量計算回路３４に供給し、シフト量計算回路３４で眼
の調節値に応じた右および左眼用映像の水平方向の所要
シフト量を算出し、所要シフト量を表わす各信号を映像
シフト回路３２Ｒ，３２Ｌに供給する。回路３２Ｒ，３
２Ｌはこの各信号により映像再生装置３１からの右およ
び左眼用映像信号に対しこれらによる右眼用ＬＣＤ１１
Ｒおよび左眼用ＬＣＤ１１Ｌ上で各映像を水平方向にシ
フトせしめ、適切な両眼視差を得るための信号処理を実
行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、両眼視差を有する
左眼用映像および右眼用映像によって、観察者に立体映
像を呈示できる立体映像ディスプレイ装置に関し、特に
立体映像を観察する際の観察者の違和感や疲労を低減す
るようした立体映像ディスプレイ装置の改良に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】視覚表示装置やシステムとして、立体視
できるように映像を表示する立体ディスプレイ装置は、
種々のものが提案されている。図１８はこのような立体
映像ディスプレイ装置の一例である頭部装置型表示装置
（ＨＭＤ：Head Mounted Display）７００を示す外観図
である。同図のＨＭＤ７００は二眼式立体ディスプレイ
の一種であり、観察者の左右眼球の前にそれぞれ左右の
表示素子と左右の拡大光学系７０１がフレーム部材７０
２に支持されて配置されている。左眼用映像左目に、右
眼用映像は右目に提示することで立体視できる。又、頭
部頂上には支持アーム７０３を介して頭の動きを検出す
るヘッドモーションセンサ７０４が取り付けられ、頭部
の動きに対応した映像を表示できるように構成されてい
る。情報処理装置７２０はケーブル７２２を介して支持
部７０５に支持された接続部７０６に接続されており、
耳元には音響を出力するためのスピーカ７０９が設けら
れている。情報処理装置７２０には操作釦７２０ａが設
けられ、使用者が種々の操作を行なうことができる。上
記のようなＨＭＤをその一例とする立体映像ディスプレ
イ装置では、視距離と輻輳距離が一致しない為に不自然
な見え方になってしまうという問題がある。

【０００３】図１９は立体映像ディスプレイ装置におけ
る左眼用映像および右眼用映像による立体映像の見え方
を説明する図である。同図で、左右の眼に呈示する立体
映像の例として、球と三角錐の２つの物体があり、球が
近づいてくる映像を考える。このときの左眼用映像およ
び右眼用映像は図１９の（ａ）から（ｂ）へ遷移し、更
に（ｃ）に示すように遷移する。即ち図示のとおり球は
段々大きくなりながら中央に寄ってくる。つまり、両眼
視差はだんだん大きくなっている。

【０００４】図２０は図１９の映像を両眼で観察した時
の見え方を示す図である。両眼視差が大きくなってくる
ので融像（または「融合」。観察者が複数の映像に基づ
いて一つの映像を知覚する状態に到るかまたはこの状態
に到ろうとすること）するために観察者の眼球は内側に
回転する。この回転を輻輳といい、回転角を図示した定
義で輻輳角と呼ぶ。また、輻輳による眼球光軸の交差点
と眼球までの距離を本明細書では輻輳距離と呼ぶことに
する。ただし、ＨＭＤの場合は、この輻輳距離は左右像
の主光線が交わる点と接眼光学系の主平面までの距離に
等しい。このように眼球が輻輳すると、ピント調節作用
も同時に誘発される。輻輳角が大きくなる方向に変化す
ると、ピント調節は近方に変化しようとし、逆に輻輳角
が小さくなる方向に変化すると、ピント調節は遠方に変
化しようとする。しかし、立体映像ディスプレイ装置の
場合は、映像を最もコントラスト良く見ることのできる
面（本明細書では、この面から眼球までの距離を視距離
と呼ぶ）は固定である。従って、ここで矛盾が生じるこ
とになる。この現象はＨＭＤのみならずシャッター切り
替え方式やレンチキュラー方式等の各種立体ＴＶに共通
して生じる。これら方式の立体ＴＶの視距離はＣＲＴ等
の表示装置の表示面から観察者の眼球までの距離とな
る。

【０００５】このように立体映像観察時に視距離と輻輳
距離が一致しない状態で輻輳距離の変化が大きな映像を
見ると不自然な見え方になってしまうという問題が起こ
る。この問題を回避するために飛び出し量の変化が小さ
な映像を作る方法があるが、そうすると立体映像として
のインパクトが弱くなってしまう。そこで、特公平6-85
590号公報記載のものでは、この問題を解決するために
ＨＭＤでの観察時において接眼レンズを機械的に駆動す
ることで視距離を映像の動き等に合わせて変化させてい
る。また、特開平3-292093号公報には観察者の注視点を
検出して注視点での奥行き情報からレンズを動かして視
度を変える方法が示されている。これらの方法では、視
度と輻輳角を一致させることができる。また、特開平7-
167633号公報には、画像の両眼視差から観察者が最も広
い範囲で被写体の奥行き世界を知覚可能である最適注視
点を計算し、これが立体画像表示部の表面もしくは表面
から指定された距離に再現するように制御する方法が示
されている。具体的な手段としては、左右画像から相関
マッチング法を用いて視差地図を計算し、その後、画像
全体の視差の平均値または画像中央に重みをかけた加重
平均値を算出する。そして、視差制御部により、この視
差の平均値を用いて左右画像の水平読み出しタイミング
を制御し、画像を水平方向に平行移動する。この方法は
機械的駆動系を要しないため大型化を防ぐことができ
る。

【０００６】図２１は本発明者が既に提案した立体映像
ディスプレイ装置における左眼用および右眼用映像の表
示状態を示す図である（特願平8-28856 号）。図１９の
場合と同様に球と三角錐の２つの物体（オブジェクト）
があり、球が近づいてくる映像を想定している。このと
きの左眼用映像および右眼用映像は図２１の（ａ）から
（ｂ）へ遷移し、更に（ｃ）に示すように遷移する。即
ち図示のとおり上記提案に係る装置では、オブジェクト
である球の遠近方向の動きにかかわらず視差がほぼ一定
の左右映像を表示するようにしている。

【０００７】図２２は図２１の映像をＨＭＤで観察した
場合の両眼での見え方を示す図である。図示のとおり、
球が近づいても球の像は大きくなるが、球に対する輻輳
距離Ｌは変化しない。一方、三角錐は大きさは変化しな
いものの遠距離に動く。つまり、三角錐と球との距離差
は従来と同様に大きくなる。しかし球に対する輻輳距離
Ｌはほぼ一定である。これは、人間の眼は相対的距離の
変化には敏感であるが絶対的距離の検出にはそれほど敏
感でないことを利用している。発明者が行った実験によ
れば、両眼視差が変化する対象物一つだけの映像（バッ
クは黒）の立体映像を見ても距離が変化しているように
は見えないことがわかった。しかし、異なった動きをす
るものを同時に見せると立体感がでてくる。つまり、あ
る物体とある物体との距離変化は認識するが、単一の物
体の距離変化はわかりにくいということである。上記提
案では、球と三角錐との距離差は従来どおり変化し、か
つ球の大きさが変わり、三角錐は変化しないことによ
り、観察者には、あたかも球が近づき、三角錐は位置を
変えていないように見える。よって、球に対する輻輳距
離をほぼ一定に保ちながら、立体感のある映像を提示す
ることができる。このとき、図２２における球の輻輳距
離Ｌを視距離と一致させるといっそう良い。又、観察者
が球を注視しているのか三角錐を注視しているのかを視
線検出器で判断し、注視している像の輻輳距離をほぼ一
定とすればさらに良い。

【０００８】図２３は実際に左右の表示面上に表示する
立体画像の融像の状況を説明するための図である。立体
映像観察時の両眼視差と輻輳距離Ｌとの関係を求める。
図中、融像できたとき、輻輳距離Ｌ、水平位置−Ｈ上に
球が存在するよう見えるときの左表示面上の球の水平位
置Ｘ１と右表示面上の球の水平位置Ｘ２は、それぞれ
（数１）、（数２）で表される。

【０００９】

【数１】

【数２】

【００１０】上式で、ｄは左の右レンズ間の中点から左
右それぞれのレンズまでの距離である（右眼は正、左眼
は負の値となる）。θはレンズの半画角である。ここ
で、水平位置Ｘ１と水平位置Ｘ２は、次に示すようにし
て規格化したものである。

【００１１】図２４は図２３における水平位置Ｘ１と水
平位置Ｘ２とを規格化する様子を説明するための図であ
る。図２４のように、表示領域の水平中心値を０とし、
表示領域の水平長さを２として規格化している。（数
１）は、図２３における点Ａ、点Ｂ、点Ｃによって作ら
れる三角形と左表示面での原点０と点Ｘ１と点Ｃによっ
て作られる三角形とが相似であることから導くことが出
来る。（数２）も同様に、点Ｄ、点Ｂ、点Ｅによって作
られる三角形と右表示面での原点０と原点Ｘ２と点Ｅに
よって作られる三角形とが相似であることから導くこと
が出来る。上式（数１）、（数２）は書き換えると次式
（数３）となる。

【００１２】

【数３】（数３）で、左辺の｜ｘ1−ｘ2｜が視差である１。（数
３）は、水平位置Ｈに依らず、視差が決定すると融像時
の輻輳距離Ｌも決まることを表している。

【００１３】次に、輻輳距離Ｌの変化量の許容値、すな
わち視差量の変化の許容値を示す。図２５は輻輳と調節
（眼の焦点調節の状態如何）との対応関係を示す図であ
る。同図には輻輳−調節と視差量の変化の許容範囲が示
されている（文献名「オープラスイー」（ 0 Plus E
）1985年12月 PP.103 生理光学15）。この図の横軸は
輻輳（輻輳角：ＭＷ）で縦軸は調節（視度）（Ｄ：ディ
オプター）を示す。この図から分かるように輻輳が４デ
ィオプター内の変化量であれば短時間提示で輻輳でき
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】以上の各従来技術や本
発明者による既提案の方式のものでは、観察者のその時
点での眼の調節（ピント合わせの状態）や輻輳がどのよ
うな状態にあるかに直接依拠して左眼用映像および右眼
用映像による両眼視差を調節するものではないため、観
察者の受ける違和感や疲労を低減するために十全な設計
を行なうことが比較的難しくなる虞れがある。また、特
開平7-167633号公報に記載の方式のように画像の両眼視
差から観察者が最も広い範囲で被写体の奥行き世界を知
覚可能である最適注視点を算出しこれが立体画像表示部
の表面もしくは表面から指定された距離に再現するよう
に制御すべく、左右画像から相関マッチング法を用いて
視差地図を算出し、左右画像信号とこの視差地図信号を
伝送するような構成では、複数個のフレームメモリが必
要なためコストが高くなるという課題や、左右画像信号
と視差地図信号を伝送するために伝送容量が多くなるな
どの課題が生じる。

【００１５】本発明は、従来のこのような課題を考慮
し、観察時点での眼の現実の調節や輻輳がどのような状
態にあるかが十分に反映された両眼視差の制御が行われ
得るようにし、また、計算時間、コスト、データの伝送
容量の低減を一層進めたこの種の立体映像ディスプレイ
装置を提供することを目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段および作用】上記課題を解
決するため、一つの本願発明は：両眼視差を有する左眼
用映像および右眼用映像を夫々所定の表示領域に表示す
ることが可能になされた表示手段と、観察者の眼球の調
節を検出するための眼球調節検出手段と、上記眼球調節
検出手段により検出された眼球の調節に応じて上記両眼
視差を実効的に変化させるように制御する両眼視差制御
手段と、を備えてなることを特徴とする立体映像ディス
プレイ装置である。……（１）

【００１７】また、他の一つの本願発明は：上記両眼視
差制御手段は上記左眼用映像および右眼用映像を夫々所
定の表示領域内での水平表示位置を変化させることによ
り両眼視差を実効的に変化させるように制御するもので
あることを特徴とする上記（１）に記載の立体映像ディ
スプレイ装置である。……（２）

【００１８】また、更に他の一つの本願発明は：上記両
眼視差制御手段は、所定の目標調節値と上記眼球調節検
出手段により検出した眼球の調節を表わす値とを比較
し、該検出した値が目標調節値より近点であれば、上記
両眼視差を小さくするように制御し、検出した調節値が
目標調節値より遠点であれば、上記両眼視差を大きくす
るように制御するものであることを特徴とする上記
（１）に記載の立体映像ディスプレイ装置である。……
（３）

【００１９】また、更に他の一つの本願発明は：上記両
眼視差制御手段は、所定の目標調節値と上記眼球調節検
出手段により検出した眼球の調節を表わす値との比較結
果と、該比較結果に応じた上記表示手段により表示され
る左眼用映像の位置と右眼用映像の位置との水平方向の
間隔の所要の実効的変化量と、の種々の対応関係を表わ
すデータを保持する所要変化量データ保持手段に保持さ
れた該当データに依拠して、上記両眼視差を実効的に変
化させるように構成されたものであることを特徴とする
上記（１）に記載の立体映像ディスプレイ装置である。
……（４）

【００２０】また、更に他の一つの本願発明は：上記両
眼視差制御手段は、所定の目標調節値と上記眼球調節検
出手段により検出した眼球の調節を表わす値との比較結
果としての偏差を零にすべく上記両眼視差を実効的に変
化させるように構成されたものであることを特徴とする
上記（１）に記載の立体映像ディスプレイ装置である。
……（５）

【００２１】また、更に他の一つの本願発明は：両眼視
差を有する左眼用映像および右眼用映像を夫々所定の表
示領域に表示することが可能になされた表示手段と、観
察者の眼球の輻輳角を検出する眼球輻輳角検出手段と、
上記表示手段に映出される映像に係る目標輻輳角を設定
するための目標輻輳角設定手段と、上記目標輻輳角設定
手段により設定された目標輻輳角に対する上記眼球輻輳
角検出手段により検出された眼球輻輳角の偏差の値に応
じて、上記表示手段の各所定の表示領域上での水平方向
に関する左眼用映像の表示位置と右眼用映像の水平表示
位置とをこれら両表示位置の移動量の絶対値が等しくそ
の方向が逆方向となるように移動制御する水平表示位置
制御手段と、を備えてなることを特徴とする立体映像デ
ィスプレイ装置である。……（６）

【００２２】また、更に他の一つの本願発明は：上記水
平表示位置制御手段は、所定の目標調節値と上記眼球調
節検出手段により検出した眼球の調節を表わす値との比
較結果と、該比較結果に応じた上記表示手段により表示
される左眼用映像の位置と右眼用映像の位置との水平方
向の間隔の所要の実効的変化量と、の種々の対応関係を
表わすデータを保持する所要変化量データ保持手段に保
持された該当データに依拠して、上記両眼視差を実効的
に変化させるように構成されたものであることを特徴と
する上記（６）に記載の立体映像ディスプレイ装置であ
る。……（７）

【００２３】また、更に他の一つの本願発明は：上記水
平表示位置制御手段は、所定の目標調節値と上記眼球調
節検出手段により検出した眼球の調節を表わす値との比
較結果としての偏差を零にすべく上記両眼視差を実効的
に変化させるように構成されたものであることを特徴と
する上記（６）に記載の立体映像ディスプレイ装置であ
る。……（８）

【００２４】また、更に他の一つの本願発明は：上記目
標輻輳角設定手段は、虚像位置から眼球までの距離に対
応する視差を有する左眼用映像および右眼用映像の表示
に係って求めた眼球輻輳角の値を当該目標輻輳角を表わ
すデータとして保持したデータ保持手段を有してなるも
のであることを特徴とする上記（６）に記載の立体映像
ディスプレイ装置である。………（９）

【００２５】また、更に他の一つの本願発明は：上記目
標輻輳角設定手段は、観察者から所定距離に設定された
標準立体映像についての当該観察者の眼球輻輳角の実測
値を当該目標輻輳角を表わすデータとして保持したデー
タ保持手段を有してなるものであることを特徴とする上
記（６）に記載の立体映像ディスプレイ装置である。…
…（１０）また、更に他の一つの本願発明は：上記輻輳角検出手段
は、左眼用映像を得るための左眼用撮像手段と、右眼用
映像を得るための右眼用撮像手段と、上記左眼用映像と
右眼用映像との相関を求めるための相関手段とを含んで
構成されたものであることを特徴とする上記（６）に記
載の立体映像ディスプレイ装置である。……（１１）

【００２６】また、更に他の一つの本願発明は：両眼視
差を有する左眼用映像および右眼用映像に係る該左眼用
映像（または右眼用映像）の表示領域中の各所定の位置
毎の上記右眼用映像（または左眼用映像）との関係で見
た視差の分布状況を表わす視差分布データを生成する視
差分布データ生成手段と、上記左眼用映像（または右眼
用映像）を表わす左眼用映像データ（または右眼用映像
映像データ）および上記視差分布データを送信する送信
手段と、上記送信手段により送信された左眼用映像デー
タ（または右眼用映像映像データ）および視差分布デー
タを受信する受信手段と、所定の目標視差データを保持
する目標視差データ保持手段と、上記視差分布データの
中から特定座標での視差値を表わすデータを抽出し該抽
出されたデータと上記目標視差データ保持手段により保
持された目標視差データとの差分値のデータを求める差
分視差データ導出手段と、上記差分視差データ導出手段
による差分値のデータに基づき上記視差分布データ全体
に対して同量の補正を施す視差分布データ補正手段と、
上記受信手段により受信された左眼用映像データ（また
は右眼用映像映像データ）と上記視差分布データ補正手
段により補正された視差分布データとに基づいて上記右
眼用映像（または左眼用映像）に対応する右眼用補正映
像（または左眼用補正映像）を表わす右眼用補正映像デ
ータ（または左眼用補正映像データ）を生成して上記受
信された左眼用映像データ（または右眼用映像映像デー
タ）と該右眼用補正映像データ（または左眼用補正映像
データ）とを所定の表示手段に供給可能になされた映像
データ生成手段と、を備えたことを特徴とする立体映像
ディスプレイ装置である。……（１２）

【００２７】また、更に他の一つの本願発明は：両眼視
差を有する左眼用映像および右眼用映像に係る該左眼用
映像（または右眼用映像）の表示領域中の各所定の位置
毎の上記右眼用映像（または左眼用映像）との関係で見
た視差の分布状況を表わす視差分布データを生成する視
差分布データ生成手段と、上記左眼用映像（または右眼
用映像）を表わす左眼用映像データ（または右眼用映像
映像データ）および上記視差分布データを送信する送信
手段と、上記送信手段により送信された左眼用映像デー
タ（または右眼用映像映像データ）および視差分布デー
タを受信する受信手段と、所定の目標視差データを保持
する目標視差データ保持手段と、上記視差分布データの
中から特定座標での視差値を表わすデータを抽出し該抽
出されたデータと上記目標視差データ保持手段により保
持された目標視差データとの差分値のデータを求める差
分視差データ導出手段と、上記差分視差データ導出手段
による差分値のデータに基づき上記視差分布データ全体
に対して同量の補正を施す視差分布データ補正手段と、
上記受信手段により受信された左眼用映像データ（また
は右眼用映像データ）に対して上記視差分布データ補正
手段により補正された視差分布データに基づく処理を施
すことにより上記左眼用映像（または右眼用映像）が水
平方向第１の向きに移動したものに相応する左眼用補正
映像データ（または右眼用補正映像データ）および上記
右眼用映像（または左眼用映像）が第１の向きとは反対
の水平方向第２の向きに移動したものに相応する右眼用
補正映像データ（または左眼用補正映像データ）とを上
記左眼用補正映像データおよび右眼用補正映像データに
よる左眼用補正映像および右眼用補正映像によって認識
される立体映像の水平位置が実効的に上記左眼用映像お
よび右眼用映像によって認識される立体映像の水平位置
と等価なものとなるように生成し、これら生成した左眼
用補正映像データおよび右眼用補正映像データを所定の
表示手段に供給可能になされた補正映像データ生成手段
と、を備えたことを特徴とする立体映像ディスプレイ装
置である。……（１３）

【００２８】また、更に他の一つの本願発明は：両眼視
差を有する左眼用映像および右眼用映像に係る該左眼用
映像（または右眼用映像）の表示領域中の各所定の位置
毎の上記右眼用映像（または左眼用映像）との関係で見
た視差の分布状況を表わす視差分布データと、上記左眼
用映像（または右眼用映像）を表わす左眼用映像データ
（または右眼用映像映像データ）とを受信するための受
信手段と、所定の目標視差データを保持する目標視差デ
ータ保持手段と、上記視差分布データの中から特定座標
での視差値を表わすデータを抽出し該抽出されたデータ
と上記目標視差データ保持手段により保持された目標視
差データとの差分値のデータを求める差分視差データ導
出手段と、上記差分視差データ導出手段による差分値の
データに基づき上記視差分布データ全体に対して同量の
補正を施す視差分布データ補正手段と、上記受信手段に
より受信された左眼用映像データ（または右眼用映像映
像データ）と上記視差分布データ補正手段により補正さ
れた視差分布データとに基づいて上記右眼用映像（また
は左眼用映像）に対応する右眼用補正映像（または左眼
用補正映像）を表わす右眼用補正映像データ（または左
眼用補正映像データ）を生成して上記受信された左眼用
映像データ（または右眼用映像映像データ）と該右眼用
補正映像データ（または左眼用補正映像データ）とを所
定の表示手段に供給可能になされた映像データ生成手段
と、を備えたことを特徴とする立体映像ディスプレイ装
置である。……（１４）

【００２９】また、更に他の一つの本願発明は：両眼視
差を有する左眼用映像および右眼用映像に係る該左眼用
映像（または右眼用映像）の表示領域中の各所定の位置
毎の上記右眼用映像（または左眼用映像）との関係で見
た視差の分布状況を表わす視差分布データと、上記左眼
用映像（または右眼用映像）を表わす左眼用映像データ
（または右眼用映像映像データ）とを受信するための受
信手段と、所定の目標視差データを保持する目標視差デ
ータ保持手段と、上記視差分布データの中から特定座標
での視差値を表わすデータを抽出し該抽出されたデータ
と上記目標視差データ保持手段により保持された目標視
差データとの差分値のデータを求める差分視差データ導
出手段と、上記差分視差データ導出手段による差分値の
データに基づき上記視差分布データ全体に対して同量の
補正を施す視差分布データ補正手段と、上記受信手段に
より受信された左眼用映像データ（または右眼用映像デ
ータ）に対して上記視差分布データ補正手段により補正
された視差分布データに基づく処理を施すことにより上
記左眼用映像（または右眼用映像）が水平方向第１の向
きに移動したものに相応する左眼用補正映像データ（ま
たは右眼用補正映像データ）および上記右眼用映像（ま
たは左眼用映像）が第１の向きとは反対の水平方向第２
の向きに移動したものに相応する右眼用補正映像データ
（または左眼用補正映像データ）とを上記左眼用補正映
像データおよび右眼用補正映像データによる左眼用補正
映像および右眼用補正映像によって認識される立体映像
の水平位置が実効的に上記左眼用映像および右眼用映像
によって認識される立体映像の水平位置と等価な位置と
なるように生成し、これら生成した左眼用補正映像デー
タおよび右眼用補正映像データを所定の表示手段に供給
可能になされた補正映像データ生成手段と、を備えたこ
とを特徴とする立体映像ディスプレイ装置である。……
（１５）

【００３０】また、更に他の一つの本願発明は：上記差
分視差データ導出手段は、観察者の注視点を上記特定座
標として該特定座標での視差値を表わすデータを抽出し
該抽出されたデータと上記目標視差データ保持手段によ
り保持された目標視差データとの差分値のデータを求め
るように構成されたものであることを特徴とする上記
（１２），（１３），（１４）または（１５）に記載の
立体映像ディスプレイ装置である。……（１６）

【００３１】また、更に他の一つの本願発明は：伝送前
に上記左眼用映像（または右眼用映像）と上記視差分布
データとをそれぞれ圧縮するデータ圧縮手段と、圧縮さ
れた上記左眼用映像（または右眼用映像）と上記視差分
布データとを伝送後にそれぞれ伸張するデータ伸張手段
とを備えたことを特徴とする上記（１２），（１３），
（１４）または（１５）に記載の立体映像ディスプレイ
装置である。……（１７）

【００３２】上記本願発明によれば、観察時点での眼の
現実の調節や輻輳がどのような状態にあるかが十分に反
映された両眼視差の制御が行われ得、また、計算時間、
コスト、データの伝送容量の低減を一層進めたこの種の
立体映像ディスプレイ装置を実現することができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明をその実施の形態
を示す図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施
の形態としての立体映像ディスプレイ装置のブロック図
である。右眼１０Ｒおよび左眼１０Ｌに各対応して右眼
用映像表示面を有する右眼用ＬＣＤ１１Ｒおよび左眼用
映像表示面を有する左眼用ＬＣＤ１１Ｌが設けられ、こ
れら各ＬＣＤ１１Ｒおよび１１Ｌの表示面の映像が右眼
用接眼光学系１２Ｒおよび左眼用接眼光学系１２Ｌによ
る像として右眼１０Ｒおよび左眼１０Ｌを通して観察者
に認識されるようになされている。右眼用ＬＣＤ１１Ｒ
には立体映像信号を再生し出力するための映像再生装置
３１からの右眼用映像信号が映像シフト回路３２Ｒおよ
び右眼用ＬＣＤドライバー回路３３Ｒを通して供給され
て右眼用映像が同ＬＣＤ１１Ｒに映出されるようになさ
れている。同様に、左眼用ＬＣＤ１１Ｌには上記映像再
生装置３１からの左眼用映像信号が映像シフト回路３２
Ｌおよび左眼用ＬＣＤドライバー回路３３Ｌを通して供
給されて左眼用映像が同ＬＣＤ１１Ｌに映出されるよう
になされている。

【００３４】右眼１０Ｒおよび左眼１０Ｌのいずれか
（この場合は左眼１０Ｌ）に対応して、眼球に向けて赤
外線等を投射する光源１５と、この光源１５からの投射
光の反射光をレンズ１６を通して受光する光電変換素子
１７等を含んでなり、当該眼の調節を検出するための眼
球調節検出器１８が設けられている。眼球調節検出器１
８により検出された眼の調節値を表わす信号はシフト量
計算回路３４に供給される。シフト量計算回路３４は眼
の調節値に応じた左眼用映像および右眼用映像の水平方
向の所要のシフト量を算出し、所要シフト量を表わす各
信号を映像シフト回路３２Ｒおよび３２Ｌにそれぞれ供
給する。映像シフト回路３２Ｒおよび３２Ｌはこの所要
シフト量を表わす各信号に基づいて映像再生装置３１か
らの右眼用映像信号および左眼用映像信号に対しこれら
による右眼用ＬＣＤ１１Ｒおよび左眼用ＬＣＤ１１Ｌ上
での各映像を上記所要のシフト量だけ水平方向にシフト
せしめ、右眼用映像および左眼用映像に係る両眼視差が
適切となるような信号処理を実行する。尚、映像シフト
回路３２Ｒおよび３２Ｌ，シフト量計算回路３４はディ
ジタル回路として一体のまたは個々のデータ処理装置乃
至回路として構成してもよく、更に映像再生装置３１や
右眼用ＬＣＤドライバー回路３３Ｒおよび左眼用ＬＣＤ
ドライバー回路３３Ｌの全部または一部もディジタル回
路として上記データ処理装置乃至回路に含むように構成
してもよい。また、上述においては、右眼用映像および
左眼用映像の各表示面内で注目映像パターンの水平表示
位置が（背景と共に）シフトするように構成したが、こ
れに替えて、右眼用映像および左眼用映像の各表示面
（表示デバイスである右眼用ＬＣＤ１１Ｒおよび左眼用
ＬＣＤ１１Ｌ）ごとシフトするようにして、結果的にこ
れら表示面により映出さている注目映像パターンの水平
表示位置が（背景と共に）シフトするように構成しても
よい。

【００３５】図２は図１の装置の眼球調節検出器１８回
りの光学系および回路の一例についてその詳細を示す模
式図である。図１の左眼用ＬＣＤ１１Ｌは図２のとおり
バックライト１１ＬａとＬＣＤ１１Ｌｂとを含んで成
る。左眼用接眼光学系１２Ｌは自己の底部内面の凹面ミ
ラー１２Ｌａと内部中央に略々対角線状に設けられたハ
ーフミラー１２Ｌｂとを有するプリズムで成る。眼球調
節検出器１８の光源１５は所定間隔の平行光線（赤外
線）を投射する各赤外線投射用ＬＥＤ１５ａおよび１５
ｂを含んで成り、これら各赤外線投射用ＬＥＤ１５ａお
よび１５ｂからの投射光は上記プリズム（左眼用接眼光
学系）１２Ｌのハーフミラー１２Ｌｂで反射されて左眼
１０Ｌに平行に投射され、その反射光がハーフミラー１
２Ｌｂを透過してレンズ１６を通して光電変換素子１７
の一対の光電変換面１７ａおよび１７ｂに入射する。光
電変換面１７ａおよび１７ｂによる光電変換出力の差分
が差動増幅器１８ａで増幅されて、眼球の当該調節（眼
のピント調節状態）を表わす信号としてシフト量計算回
路３４に供給される。上記バックライト１１ＬａとＬＣ
Ｄ１１Ｌｂとを含んで成る左眼用ＬＣＤ１１Ｌによる映
像は、ハーフミラー１２Ｌｂを一旦透過した後凹面ミラ
ー１２Ｌａで反射されハーフミラー１２Ｌｂの下面で反
射して左眼１０Ｌに入射する。尚、本願発明では眼球調
節検出器自体は公知のものを適用するを可とする。

【００３６】図３は図１の装置の眼球調節検出器１８回
りの光学系および回路の他の例についてその詳細を示す
模式図である。図３において既述の図２との対応部には
同一の符号を附してそれら各部の詳細な説明は省略す
る。この図３のものではプリズム（左眼用接眼光学系）
１２Ｌの凹面ミラー１２Ｌａおよびハーフミラー１２Ｌ
ｂは図示のとおり共に非球面の独特な形状のものとなさ
れ、プリズム全体として薄型化（即ち軽量化）および高
倍率化が図られている。

【００３７】図４は図１の装置の動作の一例を説明する
ためのフローチャートである。以下にこのフローチャー
トを用いて図１の装置の動作を説明する。先ず映像観察
前に眼球調節に係る初期値Ａ0 を設定する（ステップＳ
１）。次に、映像表示とともに眼球調節検出器で眼球の
調節を検出しこの調節Ａt を認識する（ステップＳ
２）。更にこの調節Ａt を先の初期値Ａ0 と比較する
（ステップＳ３）。ステップＳ３での比較の結果、調節
Ａt が初期値Ａ0 より近点に対応するものであるときに
は左眼用映像を水平方向左向きに、右眼用映像を水平方
向右向きに所定量シフトさせるように（即ち、両眼視差
を小さくするように）制御動作を行なう（ステップＳ
４）。また、ステップＳ３での比較の結果、調節Ａt が
初期値Ａ0 より遠点に対応するものであるときには左眼
用映像を水平方向右向きに、右眼用映像を水平方向左向
きに所定量シフトさせるように（即ち、両眼視差を大き
くするように）制御動作を行なう（ステップＳ５）。こ
のステップＳ２〜Ｓ５までを映像観察中繰り返して行
う。ステップＳ３での比較およびステップＳ４およびＳ
５での制御は図１について既述のシフト量計算回路３４
および各映像シフト回路３２Ｒおよび３２Ｌ等を以てな
る両眼視差制御手段によって実行される。尚、調節Ａt
が初期値Ａ0 と等しいときにはステップＳ２に戻る。以
上を要約すると、上記両眼視差制御手段は、所定の目標
調節値と上記眼球調節検出手段により検出した眼球の調
節を表わす値との比較結果としての偏差を零にすべく上
記両眼視差を実効的に変化させるように構成されたもの
である。結果として、本実施例では観察者の調節値の変
化量が少ない立体映像を提示することができる。

【００３８】図５は図１の装置の動作の他の例を説明す
るためのフローチャートである。この図５の動作では、
先ず映像観察前に眼球調節に係る初期値Ａ0 を設定し
（ステップＳ１）、次いで、映像表示とともに眼球調節
検出器で眼球の調節を検出してこの調節Ａt を認識し
（ステップＳ２）、更に、この調節Ａt と初期値Ａ0 と
の差分値（Ａt −Ａ0 ）を求める（ステップＳ３）。こ
の図５の動作モードでの動作を行なう実施の形態では、
このようにして求められる種々の差分値（Ａt −Ａ0 ）
に対応した左眼用映像と右眼用映像に係る所要のシフト
量（即ち、これらの映像に係る両眼視差に対する所要の
変化量）がテーブルデータとして備えられる。ステップ
Ｓ３に次ぐステップでは、このテーブルデータに基づい
て上記求められた当該差分値（Ａt −Ａ0 ）としての特
定値（ｘ0 〜ｘn のいずれか）に相応する所要のシフト
量（y 0 〜y n のいずれか）を認識し、該当する所要シ
フト量だけ左眼用映像と右眼用映像とが逆向きにシフト
される（即ち、これらの映像に係る両眼視差が変化させ
られる）。このステップＳ２〜Ｓ４までを映像観察前に
繰り返して行う。ステップＳ３での差分値（Ａt −Ａ0
）を求める処理およびステップＳ４での制御は図１に
ついて既述のシフト量計算回路３４および各映像シフト
回路３２Ｒおよび３２Ｌ等を以てなる水平表示位置制御
手段（両眼視差制御手段）によって実行される。

【００３９】図５の動作について要約すると、上記水平
表示位置制御手段は、所定の目標調節値と上記眼球調節
検出手段により検出した眼球の調節を表わす値との比較
結果（Ａt −Ａ0 ）と、該比較結果に応じた上記表示手
段により表示される左眼用映像の位置と右眼用映像の位
置との水平方向の間隔の所要の実効的変化量（シフト
量）との種々の対応関係（ｘ0 〜ｘn ：y 0 〜y n ）を
表わすデータを保持する所要変化量データ保持手段とし
てのテーブルに保持された該当データに依拠して、上記
両眼視差を実効的に変化させるように構成されたもので
ある。尚、このテーブルデータを保持するための「所要
変化量データ保持手段」は水平表示位置制御手段自体に
内蔵されるＲＯＭであってもよいが、発明思想としては
これに限定されず、例えば、該水平表示位置制御手段が
読み取り得る形式でデータを保持乃至記憶しているメモ
リカードのような当該装置に着脱自在なデバイスであっ
てもよい。

【００４０】図６は本願発明の他の実施の形態としての
立体映像ディスプレイ装置のブロック図である。右眼１
０Ｒおよび左眼１０Ｌに各対応して右眼用映像表示面を
有する右眼用ＬＣＤ１１Ｒおよび左眼用映像表示面を有
する左眼用ＬＣＤ１１Ｌが設けられ、これら各ＬＣＤ１
１Ｒおよび１１Ｌの表示面の映像が右眼用接眼光学系１
２Ｒおよび左眼用接眼光学系１２Ｌによる像として右眼
１０Ｒおよび左眼１０Ｌを通して観察者に認識されるよ
うになされている。右眼用ＬＣＤ１１Ｒには立体映像信
号を再生し出力するための映像再生装置３１からの右眼
用映像信号が映像シフト回路３２Ｒおよび右眼用ＬＣＤ
ドライバー回路３３Ｒを通して供給されて右眼用映像が
同ＬＣＤ１１Ｒに映出されるようになされている。同様
に、左眼用ＬＣＤ１１Ｌには上記映像再生装置３１から
の左眼用映像信号が映像シフト回路３２Ｌおよび左眼用
ＬＣＤドライバー回路３３Ｌを通して供給されて左眼用
映像が同ＬＣＤ１１Ｌに映出されるようになされてい
る。

【００４１】右眼１０Ｒに対応して、眼球表面に向けて
赤外線等を投射する光源１５Ｒと、この光源１５Ｒから
の投射光の反射光をレンズ１６Ｒを通して受光する光電
変換素子１７Ｒ等を含んでなり、当該両眼の輻輳角を検
出するための右眼用輻輳角検出部１８Ｒが設けられてい
る。この右眼用輻輳角検出部１８Ｒと対称に左眼１０Ｌ
に対応して、眼球表面に向けて赤外線等を投射する光源
１５Ｌと、この光源１５Ｌからの投射光の反射光をレン
ズ１６Ｌを通して受光する光電変換素子１７Ｌ等を含ん
でなり、当該両眼の輻輳角を検出するための左眼用輻輳
角検出部１８Ｌが設けられている。上記右眼用輻輳角検
出部１８Ｒおよび左眼用輻輳角検出部１８Ｌを含んで成
る眼球輻輳角検出器１８′により検出されたそれら自体
は当該左眼および右眼に係る視線方向を表わす各検出値
は両検出値を相互に比較する相関計算回路３５に入力さ
れる。この相関計算回路３５で上記両検出値の関係を表
わす値が算出され、この算出値が次段の輻輳角換算回路
３６に供給される。輻輳角換算回路３６は、相関計算回
路３５で算出された両眼に係る各視線方向を表わす値の
相関の程度に応じた値を輻輳角に換算し、該輻輳角を表
わす出力を次段の比較回路３７の一方の入力端に供給す
る。比較回路３７の他方の入力端には初期輻輳角メモリ
３８に保持された初期輻輳角のデータが供給される。比
較回路３７は両入力端から供給される上記輻輳角を表わ
す値と初期輻輳角の値との比較値をシフト量計算回路３
４に入力する。シフト量計算回路３４は両眼の輻輳角に
応じた左眼用映像および右眼用映像の水平方向の所要の
シフト量を算出し、所要シフト量を表わす各信号を映像
シフト回路３２Ｒおよび３２Ｌにそれぞれ供給する。映
像シフト回路３２Ｒおよび３２Ｌはこの所要シフト量を
表わす各信号に基づいて映像再生装置３１からの右眼用
映像信号および左眼用映像信号に対しこれらによる右眼
用ＬＣＤ１１Ｒおよび左眼用ＬＣＤ１１Ｌ上での各映像
を上記所要のシフト量だけ水平方向にシフトせしめ、右
眼用映像および左眼用映像に係る両眼視差が適切となる
ような信号処理を実行する。尚、映像シフト回路３２Ｒ
および３２Ｌ，シフト量計算回路３４，相関計算回路３
５，輻輳角換算回路３６，比較回路３７はディジタル回
路として一体のまたは個々のデータ処理装置乃至回路と
して構成してもよく、更に映像再生装置３１や右眼用Ｌ
ＣＤドライバー回路３３Ｒおよび左眼用ＬＣＤドライバ
ー回路３３Ｌの全部または一部もディジタル回路として
上記データ処理装置乃至回路に含むように構成してもよ
い。

【００４２】図７は図６の装置の眼球輻輳角検出器１
８′回りの光学系についてその詳細を示す斜視図であ
る。先ず右眼用の検出系統について説明する。右眼用接
眼光学系１２Ｒは自己の底部内面に凹面ミラーと内部中
央に略々対角線状に設けられたハーフミラーとを有する
プリズムで成る。右眼１０Ｒに対応して、眼球表面に向
けて赤外線等を投射する光源１５Ｒは所定角度をなす２
本の光線（赤外線）を投射する一対の赤外線投射用ＬＥ
Ｄ１５Ｒａおよび１５Ｒｂを含んで成り、これら各赤外
線投射用ＬＥＤ１５Ｒａおよび１５Ｒｂからの投射光は
上記プリズム１２Ｒのハーフミラーを透過して右眼１０
Ｌに向けて相互に所定角度をなすようにして投射され、
眼によるそれらの反射光がプリズム１２Ｒを透過し、レ
ンズ１６Ｒを通して光電変換素子（エリアセンサー）１
７Ｒの光電変換面に結像される。左眼用の検出系統につ
いては上述した右眼用の検出系統と左右対称をなすよう
に構成されており、右眼用の検出系統についての説明で
用いた符号中の「Ｒ」をそれぞれ「Ｌ」と読み替えて図
面を参酌することにより理解される。

【００４３】図８は図７に示された光学系を持つ眼球輻
輳角検出器１８′（図６）による輻輳角検出の原理を説
明する模式図である。先ず右眼用の検出系統では、図７
について既述の一対の赤外線投射用ＬＥＤ１５Ｒａおよ
び１５Ｒｂによる２本の投射光の角膜面反射光が右眼用
エリアセンサー上で結像する。この像はプルキンエ像と
称されるものであり、このプルキンエ像と瞳孔像とを右
眼用エリアセンサー１７Ｒで検出する。左眼用の検出系
統でも同様にして、プルキンエ像と瞳孔像を左眼用エリ
アセンサー１７Ｌで検出する。これら両眼の像は既述の
相関計算回路３５に入力される。相関計算回路３５では
前段の相関計算部３５ａで両眼像間の相関演算を行う。
結果として図８（ｂ）のように両眼像のうち瞳孔像の相
関値が高いピークと両眼像のうちプルキンエ像の相関値
が高いピークがあらわれる。この演算結果に基づいて後
段のピーク間隔検出部３５ｂではプルキンエ像の相関ピ
ークと瞳孔像の相関ピークとの間隔に相応するデータを
算出し、このデータを次段の輻輳角換算回路３６に供給
する。輻輳角換算回路３６は、相関計算回路３５で算出
された上記データに応じた値を輻輳角に換算する。

【００４４】図９は図６の装置の動作の一例を説明する
ためのフローチャートである。以下にこのフローチャー
トを用いて図６の装置の動作を説明する。先ず映像観察
前に輻輳角に係る初期値Ｃ0 を設定する（ステップＳ
１）。次に映像表示とともに輻輳角検出器で眼球の輻輳
角を検出しこの輻輳角Ｃt を認識する（ステップＳ
２）。更にこの輻輳角Ｃt を先の初期値Ｃ0 と比較する
（ステップＳ３）。ステップＳ３での比較の結果、輻輳
角Ｃt が初期値Ｃ0 より近点に対応するものであるとき
（Ｃt ＞Ｃ0 ）には左眼用映像を水平方向左向きに、右
眼用映像を水平方向右向きに所定量シフトさせるように
（即ち、両眼視差を小さくするように）制御動作を行な
う（ステップＳ４）。また、ステップＳ３での比較の結
果、輻輳角Ｃtが初期値Ｃ0 より遠点に対応するもので
あるとき（Ｃt ＜Ｃ0 ）には左眼用映像を水平方向右向
きに、右眼用映像を水平方向左向きに所定量シフトさせ
るように（即ち、両眼視差を大きくするように）制御動
作を行なう（ステップＳ５）。このステップＳ２〜Ｓ５
を映像観察前に繰り返して行う。ステップＳ３での比較
およびステップＳ４およびＳ５での制御は図６について
既述の映像シフト回路３２Ｒおよび３２Ｌ，シフト量計
算回路３４，相関計算回路３５，輻輳角換算回路３６，
比較回路３７等を以てなる両眼視差制御手段によって実
行される。尚、調節輻輳角Ｃt が初期値Ｃ0 と等しいと
きにはステップＳ２に戻る。以上を要約すると、上記両
眼視差制御手段は、所定の目標輻輳角と上記輻輳角節検
出手段により検出した眼球の輻輳角を表わす値との比較
結果としての偏差を零にすべく上記両眼視差を実効的に
変化させるように構成されたものである。ここで、右眼
用の映像シフト量と左眼用の映像シフト量は同一量で逆
方向にシフトする。もし、左右のシフト量が同一ではな
いと、左右眼で融像した時の像の水平位置がシフト前と
シフト後で変化してしまう。よって、観察者の輻輳角が
変化するたびに像は左右にちらちら変化してしまい見づ
らくなる。この問題を解決する為に左右のシフト量を略
同一にする。

【００４５】図１０は図６の装置の動作の他の例を説明
するためのフローチャートである。この図１０の動作で
は、先ず映像観察前に輻輳角に係る初期値Ｃ0 を設定し
（ステップＳ１）、次いで、映像表示とともに輻輳角検
出器で眼球の輻輳角を検出してこの輻輳角Ｃt を認識し
（ステップＳ２）、更に、この輻輳角Ｃt と初期値Ｃ0
との差分値（Ｃt −Ｃ0 ）を導出する（ステップＳ
３）。この図１０の動作モードでの動作を行なう実施の
形態では、このようにして求められる種々の差分値（Ｃ
t −Ｃ0 ）に対応した左眼用映像と右眼用映像に係る所
要のシフト量（即ち、これらの映像に係る両眼視差に対
する所要の変化量）がテーブルデータとして備えられ
る。ステップＳ３に次ぐステップでは、このテーブルデ
ータに基づいて上記求められた当該差分値（Ｃt −Ｃ0
）としての特定値（ｘ0 〜ｘn のいずれか）に相応す
る所要のシフト量（y 0 〜y n のいずれか）を認識し、
該当する所要シフト量だけ左眼用映像と右眼用映像とが
逆向きにシフトされる（即ち、これらの映像に係る両眼
視差が変化させられる）。このステップＳ２〜Ｓ４を映
像観察前に繰り返して行う。ステップＳ３での差分値
（Ｃt −Ｃ0 ）を求める処理およびステップＳ４での制
御は図６について既述のシフト量計算回路３４，相関計
算回路３５，輻輳角換算回路３６，比較回路３７および
各映像シフト回路３２Ｒおよび３２Ｌ等を以てなる水平
表示位置制御手段（両眼視差制御手段）によって実行さ
れる。

【００４６】図１０の動作について要約すると、上記水
平表示位置制御手段は、所定の目標輻輳角Ｃ0 と上記輻
輳角検出手段により検出した眼球の輻輳角を表わす値Ｃ
t との比較結果（Ｃt −Ｃ0 ）と、該比較結果（Ｃt −
Ｃ0 ）に応じた上記表示手段により表示される左眼用映
像の位置と右眼用映像の位置との水平方向の間隔の所要
の実効的変化量と、の種々の対応関係（ｘ0 〜ｘn ：y
0 〜y n ）を表わすデータを保持する所要変化量データ
保持手段に保持された該当データに依拠して、上記両眼
視差を実効的に変化させるように構成されたものであ
る。尚、この「所要変化量データ保持手段」は水平表示
位置制御手段自体に内蔵されるＲＯＭであってもよい
が、発明思想としてはこれに限定されず、例えば、該水
平表示位置制御手段が読み取り得る形式でデータを保持
乃至記憶しているメモリカードのような当該装置に着脱
自在なデバイスであってもよい。

【００４７】図１１は図９および図１０での輻輳角に係
る初期値Ｃ0 を設定するための処理を説明するためのフ
ローチャートである。先ず初期設定用の標準パターンと
しての右眼用映像と左眼用映像とを所定の記憶部に記憶
しておく（ステップＳ１）。次にこの記憶された標準パ
ターンを記憶部から読み出して右眼用ＬＣＤ１１Ｒおよ
び左眼用ＬＣＤ１１Ｌ（図１，図６）上に表示する（ス
テップＳ２）。観察者がこのようにして表示さた標準パ
ターンとしての映像を見ている状態で、上述した輻輳角
検出器１８′で実測により当該輻輳角を検出する（ステ
ップＳ３）。次にこの実測により検出された輻輳角Ｃ0
を所定の記憶手段に記憶せしめる（ステップＳ４）。こ
の記憶された輻輳角Ｃ0 が図９および図１０のフローチ
ャートにおけるステップＳ１で設定される輻輳角に係る
初期値Ｃ0 である。

【００４８】図１２は図９のフローチャートでのステッ
プＳ４およびＳ５での両眼視差の補正動作を説明するた
めの模式図である。図９について説明し、且つこの図１
２に示すように、検出された輻輳角Ｃt が目標値Ｃ0 よ
り近点に対応するものであるとき（Ｃt ＞Ｃ0 ）には左
眼用映像を水平方向左向きに、右眼用映像を水平方向右
向きにシフトさせるように（即ち、両眼視差を小さくす
るように）制御動作を行なう。また、検出された輻輳角
Ｃt が目標値Ｃ0 より遠点に対応するものであるとき
（Ｃt ＜Ｃ0 ）には左眼用映像を水平方向右向きに、右
眼用映像を水平方向左向きにシフトさせるように（即
ち、両眼視差を大きくするように）制御動作を行なう。
結果として、本実施例では観察者の輻輳角の変化量が少
ない立体映像を提示することができる。

【００４９】図１３及び図１４は本願発明の更に他の実
施の形態を示すブロック図である。図１３は、本願発明
の実施の形態としての立体映像ディスプレイ装置の立体
映像作成装置側のブロック図であり、図１４は、同、立
体映像ディスプレイ装置の立体映像処理装置側のブロッ
ク図であり、その立体映像処理装置はＨＭＤとして構成
されるを可とする。図１３において、立体映像作成装置
１００は、ステレオカメラ１０１，１０１とマイクロフ
ォン１０２，１０２と視差分布信号生成器１０３と視差
分布信号圧縮器１０４と左眼用映像信号圧縮器１０５と
初段の合波器１０６と次段の合波器１０７と送信機１０
８とを含んで構成されている。ステレオカメラ１０１か
らの左眼用映像信号１１１及び右眼用映像信号１１２が
視差分布信号生成器１０３に供給され、ここでの信号処
理により視差分布信号１１３が生成される。視差分布信
号１１３は左眼用映像の画面中の各座標位置毎の視差の
分布に対応した視差地図を表わすものである。

【００５０】この視差分布信号生成器１０３からはこの
視差分布信号１１３と元のままの左眼用映像信号１１１
とが出力される。これら出力はそれぞれ対応する視差分
布信号圧縮器１０４および左眼用映像信号圧縮器１０５
で信号圧縮処理を受け圧縮視差分布信号１１４および圧
縮左眼用映像信号１１５となる。これら信号１１４およ
び１１５は初段の合波器１０６に供給され、ここで合波
される。初段の合波器１０６のこの合波された出力とマ
イクロフォン１０２，１０２による右音声信号１１６お
よび左音声信号１１７が次段の合波器１０７に供給さ
れ、ここで合波される。合波器１０７により合波された
映像信号、視差分布信号、及び音声信号は送信機１０８
により図１７の立体映像処理装置２００へ送信される。

【００５１】図１４の立体映像処理装置２００におい
て、図１３の立体映像作成装置１００の送信機１０８か
ら伝送された合波された映像信号、視差分布信号、及び
音声信号は受信機２０１で受信される。受信された信号
は映像／音声分波器２０２で映像系の信号と音声信号と
に分離され、映像系の信号は次段の映像／視差分布信号
分波器２０３に供給される。一方音声信号は音声信号処
理回路２０４に供給されここで音声を再生するための所
定の音声信号処理を受ける。映像／視差分布信号分波器
２０３では上記供給された映像系の信号を分波して圧縮
視差分布信号２１４および圧縮左眼用映像信号２１５を
再生し出力する。これらの再生出力２１４，２１５は各
対応する視差分布信号伸張器２０５および左眼用映像信
号伸張器２０６で信号伸張処理を受け視差分布信号２１
３および左眼用映像信号２１１となる。

【００５２】この視差分布信号２１３は図１３の信号１
１３に相応するものであって、上述したように左眼用映
像の画面に係る視差地図を表わすものである。視差分布
信号２１３は左眼用映像の画面に係る視差地図のうち注
視位置検出器２０７で検出された観察者の注視位置であ
る特定の座標位置（乃至領域）の視差値を選択的に抽出
するための視差信号選択器２０８に供給され、ここで抽
出された特定の座標位置（乃至領域）の視差信号が視差
差分導出回路２０９の一方の入力端に入力される。視差
差分導出回路２０９の他方の入力端には所定の目標視差
値を保持する目標視差記憶回路２１０から目標視差値を
表わす信号が入力される。視差差分導出回路２０９では
これら両入力である視差信号と目標視差値を表わす信号
との差分値である偏差を表わす信号を生成する。一方、
上記視差分布信号伸張器２０５の出力である視差分布信
号２１３は視差分布信号増減回路２２０の被制御信号入
力端に入力される。視差分布信号増減回路２２０の制御
信号入力端には上述した視差差分導出回路２０８からの
偏差を表わす信号が入力され、この偏差を表わす信号に
応じて被制御信号入力端に入力された視差分布信号２１
３について視差地図の全体のレベル値に対して同量の増
減を行なうような調節処理が行われる。

【００５３】視差分布信号増減回路２２０で上記の調節
処理を受けた視差地図に相応する信号は右眼用映像生成
回路２２１の一方の入力端に供給される。また、右眼用
映像生成回路２２１の他方の入力端には上記左眼用映像
信号伸張器２０６で信号伸張処理を受けた左眼用映像信
号２１１が供給される。右眼用映像生成回路２２１はこ
れら両入力信号に基づいて当該目標視差との差分が調整
された右眼用映像信号２１２を再構成して出力する。こ
のようして再構成された右眼用映像信号２１２および上
記左眼用映像信号伸張器２０６で信号伸張処理を受けた
左眼用映像信号２１１は各対応する右眼用ＬＣＤドライ
バー回路３３Ｒ，左眼用ＬＣＤドライバー回路３３Ｌに
入力され、これら右眼用および左眼用ＬＣＤドライバー
回路３３Ｒ，３３Ｌによって適切な両眼視差をもった立
体映像が再生される。尚、図１３および図１４について
上述した各部回路はディジタル回路および／またはマイ
クロコンピュータを含む演算処理手段の各該当機能部と
して実現できる。また、上述の装置においては左眼用映
像の系統と右眼用映像の系統とに関してそれらの役割が
反転（交換）したような構成を採ることも可能である。
結果として、本実施例では観察者の輻輳角の変化量が少
ない立体映像を提示することができる。

【００５４】図１５は図１３および図１４の各部により
構成される本願発明の実施の形態の動作を説明するため
の模式図である。三角錘と球の右眼用映像及び左眼用映
像に基づいて左眼用映像の画面に関する視差の位置的分
布（視差地図）を示す視差分布信号が生成され、この視
差分布信号（視差地図の信号）と左眼用映像信号とが既
述のように圧縮処理されて立体映像作成装置１００側か
ら立体映像処理装置２００側に伝送される。視差分布信
号は例えば視差の大小に応じた映像信号レベルを持つ信
号であり、図示の例では、視差の大きい球については高
輝度、視差の小さい円錐については低輝度の映像とな
る。圧縮視差分布信号と左眼用圧縮映像信号を伝送する
ときの伝送情報量は、圧縮処理された右眼用映像信号お
よび左眼用映像信号をそれぞれ伝送する場合よりも格段
に少なくできることが知られている。

【００５５】立体映像処理装置２００側では、受信され
伸張復元された視差分布信号Ｂと図１４について既述の
目標視差値を表わす信号Ａとの差分値（偏差）Ａ−Ｂの
信号が導出される。この差分値Ａ−Ｂにより、視差分布
信号について視差地図中の全体の視差値のレベルに対し
て同量の増減を行なうような調節処理が行われる。例え
ば図示のように、画面内の略々中央の一水平ラインにつ
いての視差である、比較的低い山を示す三角錐の視差値
と比較的高い山を示す球の視差値とを含むレベルが、こ
の調節処理により、低レベルとなるように全体的に同量
だけ調節されることにな。即ち、視差地図による視差が
画面全体に亘って小さくなるように補正される。

【００５６】上記左眼用圧縮映像信号が伸張処理されて
なる左眼用映像信号とこの補正された視差地図による視
差の値とに依拠して視差が補正された右眼用映像信号が
再構成される。従って、この実施の形態によれば、両眼
視差を補正するために再生映像の水平表示位置をシフト
するような別段の手段を備えずに視差補正された映像が
受信側の装置（本例では立体映像処理装置２００側）で
得られ、簡素な構成で両眼視差を補正することができ
る。

【００５７】図１６は図１３の立体映像作成装置１００
と全く同様の立体映像作成装置とこれに対応した立体映
像処理装置により構成される本発明の他の実施の形態を
説明するためのブロック図であり、この図１６は特にそ
の立体映像処理装置２００′を示すブロック図である。
図１６の装置は既述の図１４のものと多くの部分を共通
にするものであるため、それら共通部分については同一
の符号を附して示し、詳細な説明は省略する。図１６の
装置において既述の図１４のものとの相違点は、図１４
の視差差分導出回路２０９が右眼用映像に係る補正値を
得るものであったのに対し、この視差差分導出回路２０
９′では右眼用映像および左眼用映像に係る夫々の補正
のための信号を生成して、右眼用の補正信号を視差分布
信号増減回路２２０の制御信号入力端に入力する一方、
左眼用の補正信号を左眼用映像信号伸張器２０６で信号
伸張処理を受けた左眼用映像信号２１１による画像の水
平表示位置をシフトするための水平方向シフト回路２２
２に供給するように構成されている点である。上記視差
差分導出回路２０９′による右眼用映像および左眼用映
像に係る夫々の補正のための信号による補正（画像の水
平表示位置のシフト）の効き加減はこの回路２０９′に
よって適切に案分される。例えば右眼用映像および左眼
用映像に対して夫々１／２ずつの効き加減となるように
案分される。

【００５８】この図１６の装置を立体映像処理装置とし
て構成される本発明の立体映像ディスプレイ装置によれ
ば、右眼用映像と右眼用映像との双方に対して適切な補
正が行われるため、補正後の映像によって立体視される
映像の水平位置が不所望に変化してしまうことが回避さ
れる。尚、図１６装置においても左眼用映像の系統と右
眼用映像の系統とに関してそれらの役割が反転（交換）
したような構成を採ることも可能である。

【００５９】図１７は図１３および図１６の各部により
構成される本願発明の実施の形態の動作を説明するため
の模式図である。三角錘と球の右眼用映像及び左眼用映
像に基づいて左眼用映像の画面に関する視差の位置的分
布（視差地図）を示す視差分布信号が生成され、この視
差分布信号（視差地図の信号）と左眼用映像信号とが既
述のように圧縮処理されて立体映像作成装置１００側か
ら立体映像処理装置２００側に伝送される。視差分布信
号は例えば視差の大小に応じた映像信号レベルを持つ信
号であり、図１５の例と同様に、視差の大きい球につい
ては高輝度、視差の小さい円錐については低輝度の映像
となる。

【００６０】立体映像処理装置２００′側では、受信さ
れ伸張復元された視差分布信号Ｂと目標視差値を表わす
信号Ａとの差分値（偏差）Ａ−Ｂの信号が導出される。
この差分値Ａ−Ｂにより、視差分布信号について視差地
図中の全体の視差値のレベルに対して、対応する右眼用
映像と左眼用映像について案分した同量の増減を行なう
ような調節処理が行われる。例えば図示のように、画面
内の略々中央の一水平ラインについての視差である、比
較的低い山を示す三角錐の視差値と比較的高い山を示す
球の視差値とを含むレベルが、この調節処理により、低
レベルとなるように全体的に上記偏差の１／２の値だけ
同量に調節されることにな。即ち、視差地図による視差
が画面全体に亘って小さくなるように補正される。

【００６１】上記左眼用圧縮映像信号が伸張処理されて
なる左眼用映像信号とこの補正された視差地図による視
差の値とに依拠して視差が補正された右眼用映像信号が
再構成される。また一方、この実施の形態のものでは、
左眼用映像について上記偏差の１／２の値だけ水平表示
位置をシフトする補正がなされる。従って、この実施の
形態によれば、両眼視差を補正するために再生映像の水
平表示位置が不所望にシフトしてしまうようなことが回
避される。尚、上述した本願発明の種々の実施の形態に
おいては、当該装置内において右眼用映像を得るための
データ（または信号）と左眼用映像を得るためのデータ
（または信号）とを得るように構成し、これらデータ
（または信号）によって視認可能な表示を得るための表
示手段自体は外部接続するように構成してもよい。

【００６２】本願明細書に含まれる種々の局面で見た発
明の構成ならびにそれらにより解決される課題、発明と
しての効果について以下にまとめて記す。

【００６３】（１）両眼視差を有する左眼用映像および
右眼用映像を夫々所定の表示領域に表示することが可能
になされた表示手段と、観察者の眼球の調節を検出する
ための眼球調節検出手段と、上記眼球調節検出手段によ
り検出された眼球の調節に応じて上記両眼視差を実効的
に変化させるように制御する両眼視差制御手段と、を備
えてなることを特徴とする立体映像ディスプレイ装置。

【００６４】上記（１）の発明以前の従来の技術では、
画像の両眼視差から観察者が最も広い範囲で被写体の奥
行き世界を知覚可能である最適注視点を計算し、これが
立体画像表示部の表面もしくは表面から指定された距離
に再現するように制御する方法があったが、この最適注
視点の計算に時間が掛かり、速やかな視差調整を行なう
ことが困難であった。上記（１）の発明は、簡単な構成
で応答性に優れた立体映像ディスプレイ装置を提供しよ
うとするものである。

【００６５】上記（１）の発明によれば、観察者の眼球
の調節を検出して、この検出値に両眼視差を合わせ込む
ものであるため、簡単な構成で応答性に優れた立体映像
ディスプレイ装置を実現できる。

【００６６】（２）上記両眼視差制御手段は上記左眼用
映像および右眼用映像を夫々所定の表示領域内での水平
表示位置を変化させることにより両眼視差を実効的に変
化させるように制御するものであることを特徴とする上
記（１）に記載の立体映像ディスプレイ装置。

【００６７】上記（２）の発明によれば、上記（１）の
発明による効果に加えて、特に、機械的駆動部持たない
小型で軽量な装置が実現できる。

【００６８】（３）上記両眼視差制御手段は、所定の目
標調節値と上記眼球調節検出手段により検出した眼球の
調節を表わす値とを比較し、該検出した値が目標調節値
より近点であれば、上記両眼視差を小さくするように制
御し、検出した調節値が目標調節値より遠点であれば、
上記両眼視差を大きくするように制御するものであるこ
とを特徴とする上記（１）に記載の立体映像ディスプレ
イ装置。

【００６９】上記（３）の発明によれば、上記（１）の
発明による効果に加えて、特に、両眼視差の調整の方法
が具体的に提供される。

【００７０】（４）上記両眼視差制御手段は、所定の目
標調節値と上記眼球調節検出手段により検出した眼球の
調節を表わす値との比較結果と、該比較結果に応じた上
記表示手段により表示される左眼用映像の位置と右眼用
映像の位置との水平方向の間隔の所要の実効的変化量
と、の種々の対応関係を表わすデータを保持する所要変
化量データ保持手段に保持された該当データに依拠し
て、上記両眼視差を実効的に変化させるように構成され
たものであることを特徴とする上記（１）に記載の立体
映像ディスプレイ装置。

【００７１】上記（４）の発明によれば、上記（１）の
発明による効果に加えて、特に、ＲＯＭ等でなる所要変
化量データ保持手段に保持された該当データに依拠して
適切な両眼視差調整動作が迅速に行われ得る。

【００７２】（５）上記両眼視差制御手段は、所定の目
標調節値と上記眼球調節検出手段により検出した眼球の
調節を表わす値との比較結果としての偏差を零にすべく
上記両眼視差を実効的に変化させるように構成されたも
のであることを特徴とする上記（１）に記載の立体映像
ディスプレイ装置。

【００７３】上記（５）の発明によれば、上記（１）の
発明による効果に加えて、特に、目標調節値と上記眼球
調節検出手段により検出した眼球の調節を表わす値との
比較結果としての偏差零にすべくフィードバック制御な
どによる制御が行われるため状況の変化に追随した適切
な両眼視差調整が行われ得る。

【００７４】（６）両眼視差を有する左眼用映像および
右眼用映像を夫々所定の表示領域に表示することが可能
になされた表示手段と、観察者の眼球の輻輳角を検出す
る眼球輻輳角検出手段と、上記表示手段に映出される映
像に係る目標輻輳角を設定するための目標輻輳角設定手
段と、上記目標輻輳角設定手段により設定された目標輻
輳角に対する上記眼球輻輳角検出手段により検出された
眼球輻輳角の偏差の値に応じて、上記表示手段の各所定
の表示領域上での水平方向に関する左眼用映像の表示位
置と右眼用映像の水平表示位置とをこれら両表示位置の
移動量の絶対値が等しくその方向が逆方向となるように
移動制御する水平表示位置制御手段と、を備えてなるこ
とを特徴とする立体映像ディスプレイ装置。

【００７５】上記（６）の発明によれば、両眼視差の調
整動作において左眼用映像の表示位置と右眼用映像の水
平表示位置とをこれら両表示位置の移動量の絶対値が等
しくその方向が逆方向となるように移動制御されるた
め、立体視される目的映像の水平方向位置が不所望に変
化してしまう虞れがない。

【００７６】（７）上記水平表示位置制御手段は、所定
の目標輻輳角と上記輻輳角検出手段により検出した眼球
の輻輳角を表わす値との比較結果と、該比較結果に応じ
た上記表示手段により表示される左眼用映像の位置と右
眼用映像の位置との水平方向の間隔の所要の実効的変化
量と、の種々の対応関係を表わすデータを保持する所要
変化量データ保持手段に保持された該当データに依拠し
て、上記両眼視差を実効的に変化させるように構成され
たものであることを特徴とする上記（６）に記載の立体
映像ディスプレイ装置。

【００７７】上記（７）の発明によれば、上記（６）の
発明による効果に加えて、特に、ＲＯＭ等でなる所要変
化量データ保持手段に保持された該当データに依拠して
適切な両眼視差調整動作が迅速に行われ得る。

【００７８】（８）上記水平表示位置制御手段は、所定
の目標輻輳角と上記輻輳角検出手段により検出した眼球
の輻輳角を表わす値との比較結果としての偏差を零にす
べく上記両眼視差を実効的に変化させるように構成され
たものであることを特徴とする上記（６）に記載の立体
映像ディスプレイ装置。

【００７９】上記（８）の発明によれば、上記（６）の
発明による効果に加えて、特に、目標調節値と上記眼球
調節検出手段により検出した眼球の調節を表わす値との
比較結果としての偏差零にすべくフィードバック制御な
どによる制御が行われるため状況の変化に追随した適切
な両眼視差調整が行われ得る。

【００８０】（９）上記目標輻輳角設定手段は、虚像位
置から眼球までの距離に対応する視差を有する左眼用映
像および右眼用映像の表示に係って求めた眼球輻輳角の
値を当該目標輻輳角を表わすデータとして保持したデー
タ保持手段を有してなるものであることを特徴とする上
記（６）に記載の立体映像ディスプレイ装置。

【００８１】上記（９）の発明によれば、上記（６）の
発明による効果に加えて、観察者が違和感を持つことが
少なく、眼や神経の疲労の少ない装置を実現できる。

【００８２】（１０）上記目標輻輳角設定手段は、観察
者から所定距離に設定された標準立体映像についての当
該観察者の眼球輻輳角の実測値を当該目標輻輳角を表わ
すデータとして保持したデータ保持手段を有してなるも
のであることを特徴とする上記（６）に記載の立体映像
ディスプレイ装置。

【００８３】上記（１０）の発明によれば、上記（６）
の発明による効果に加えて、特に、観察者の現実の眼球
輻輳角に適合した両眼視差調整が行われ得る。

【００８４】（１１）上記輻輳角検出手段は、左眼用映
像を得るための左眼用撮像手段と、右眼用映像を得るた
めの右眼用撮像手段と、上記左眼用映像と右眼用映像と
の相関を求めるための相関手段とを含んで構成されたも
のであることを特徴とする上記（６）に記載の立体映像
ディスプレイ装置。

【００８５】上記（１１）の発明によれば、上記（６）
の発明による効果に加えて、特に、輻輳角検出手段を実
現する具体的な方途が提供される。

【００８６】（１２）両眼視差を有する左眼用映像およ
び右眼用映像に係る該左眼用映像（または右眼用映像）
の表示領域中の各所定の位置毎の上記右眼用映像（また
は左眼用映像）との関係で見た視差の分布状況を表わす
視差分布データを生成する視差分布データ生成手段と、
上記左眼用映像（または右眼用映像）を表わす左眼用映
像データ（または右眼用映像映像データ）および上記視
差分布データを送信する送信手段と、上記送信手段によ
り送信された左眼用映像データ（または右眼用映像映像
データ）および視差分布データを受信する受信手段と、
所定の目標視差データを保持する目標視差データ保持手
段と、上記視差分布データの中から特定座標での視差値
を表わすデータを抽出し該抽出されたデータと上記目標
視差データ保持手段により保持された目標視差データと
の差分値のデータを求める差分視差データ導出手段と、
上記差分視差データ導出手段による差分値のデータに基
づき上記視差分布データ全体に対して同量の補正を施す
視差分布データ補正手段と、上記受信手段により受信さ
れた左眼用映像データ（または右眼用映像映像データ）
と上記視差分布データ補正手段により補正された視差分
布データとに基づいて上記右眼用映像（または左眼用映
像）に対応する右眼用補正映像（または左眼用補正映
像）を表わす右眼用補正映像データ（または左眼用補正
映像データ）を生成して上記受信された左眼用映像デー
タ（または右眼用映像映像データ）と該右眼用補正映像
データ（または左眼用補正映像データ）とを所定の表示
手段に供給可能になされた映像データ生成手段と、を備
えたことを特徴とする立体映像ディスプレイ装置。

【００８７】上記（１２）の発明によれば、立体映像情
報の伝送に係る情報量を大幅に低減でき、且つ、受信側
のシステムで再構成される右眼用補正映像データ（また
は左眼用補正映像データ）は水平方向位置をシフトする
別途の手段に拠らずに再構成された結果の映像は両眼視
差が調整されたものとなるため、装置としての構成が簡
素化される。

【００８８】（１３）両眼視差を有する左眼用映像およ
び右眼用映像に係る該左眼用映像（または右眼用映像）
の表示領域中の各所定の位置毎の上記右眼用映像（また
は左眼用映像）との関係で見た視差の分布状況を表わす
視差分布データを生成する視差分布データ生成手段と、
上記左眼用映像（または右眼用映像）を表わす左眼用映
像データ（または右眼用映像映像データ）および上記視
差分布データを送信する送信手段と、上記送信手段によ
り送信された左眼用映像データ（または右眼用映像映像
データ）および視差分布データを受信する受信手段と、
所定の目標視差データを保持する目標視差データ保持手
段と、上記視差分布データの中から特定座標での視差値
を表わすデータを抽出し該抽出されたデータと上記目標
視差データ保持手段により保持された目標視差データと
の差分値のデータを求める差分視差データ導出手段と、
上記差分視差データ導出手段による差分値のデータに基
づき上記視差分布データ全体に対して同量の補正を施す
視差分布データ補正手段と、上記受信手段により受信さ
れた左眼用映像データ（または右眼用映像データ）に対
して上記視差分布データ補正手段により補正された視差
分布データに基づく処理を施すことにより上記左眼用映
像（または右眼用映像）が水平方向第１の向きに移動し
たものに相応する左眼用補正映像データ（または右眼用
補正映像データ）および上記右眼用映像（または左眼用
映像）が第１の向きとは反対の水平方向第２の向きに移
動したものに相応する右眼用補正映像データ（または左
眼用補正映像データ）とを上記左眼用補正映像データお
よび右眼用補正映像データによる左眼用補正映像および
右眼用補正映像によって認識される立体映像の水平位置
が実効的に上記左眼用映像および右眼用映像によって認
識される立体映像の水平位置と等価なものとなるように
生成し、これら生成した左眼用補正映像データおよび右
眼用補正映像データを所定の表示手段に供給可能になさ
れた補正映像データ生成手段と、を備えたことを特徴と
する立体映像ディスプレイ装置。

【００８９】上記（１３）の発明によれば、立体映像情
報の伝送に係る情報量を大幅に低減でき、且つ、受信側
のシステムで再構成される右眼用および左眼用補正映像
データに基づいて映出される立体映像の水平方向位置が
不所望にシフトしてしまうような不都合が発生しない。

【００９０】（１４）両眼視差を有する左眼用映像およ
び右眼用映像に係る該左眼用映像（または右眼用映像）
の表示領域中の各所定の位置毎の上記右眼用映像（また
は左眼用映像）との関係で見た視差の分布状況を表わす
視差分布データと、上記左眼用映像（または右眼用映
像）を表わす左眼用映像データ（または右眼用映像映像
データ）とを受信するための受信手段と、所定の目標視
差データを保持する目標視差データ保持手段と、上記視
差分布データの中から特定座標での視差値を表わすデー
タを抽出し該抽出されたデータと上記目標視差データ保
持手段により保持された目標視差データとの差分値のデ
ータを求める差分視差データ導出手段と、上記差分視差
データ導出手段による差分値のデータに基づき上記視差
分布データ全体に対して同量の補正を施す視差分布デー
タ補正手段と、上記受信手段により受信された左眼用映
像データ（または右眼用映像映像データ）と上記視差分
布データ補正手段により補正された視差分布データとに
基づいて上記右眼用映像（または左眼用映像）に対応す
る右眼用補正映像（または左眼用補正映像）を表わす右
眼用補正映像データ（または左眼用補正映像データ）を
生成して上記受信された左眼用映像データ（または右眼
用映像映像データ）と該右眼用補正映像データ（または
左眼用補正映像データ）とを所定の表示手段に供給可能
になされた映像データ生成手段と、を備えたことを特徴
とする立体映像ディスプレイ装置。

【００９１】上記（１４）の発明によれば、立体映像情
報の伝送に係る情報量を大幅に低減でき、且つ、受信側
のシステムで再構成される右眼用補正映像データ（また
は左眼用補正映像データ）は水平方向位置をシフトする
別途の手段に拠らずに再構成された結果の映像は両眼視
差が調整されたものとなるため、装置としての構成が簡
素化される。

【００９２】（１５）両眼視差を有する左眼用映像およ
び右眼用映像に係る該左眼用映像（または右眼用映像）
の表示領域中の各所定の位置毎の上記右眼用映像（また
は左眼用映像）との関係で見た視差の分布状況を表わす
視差分布データと、上記左眼用映像（または右眼用映
像）を表わす左眼用映像データ（または右眼用映像映像
データ）とを受信するための受信手段と、所定の目標視
差データを保持する目標視差データ保持手段と、上記視
差分布データの中から特定座標での視差値を表わすデー
タを抽出し該抽出されたデータと上記目標視差データ保
持手段により保持された目標視差データとの差分値のデ
ータを求める差分視差データ導出手段と、上記差分視差
データ導出手段による差分値のデータに基づき上記視差
分布データ全体に対して同量の補正を施す視差分布デー
タ補正手段と、上記受信手段により受信された左眼用映
像データ（または右眼用映像データ）に対して上記視差
分布データ補正手段により補正された視差分布データに
基づく処理を施すことにより上記左眼用映像（または右
眼用映像）が水平方向第１の向きに移動したものに相応
する左眼用補正映像データ（または右眼用補正映像デー
タ）および上記右眼用映像（または左眼用映像）が第１
の向きとは反対の水平方向第２の向きに移動したものに
相応する右眼用補正映像データ（または左眼用補正映像
データ）とを上記左眼用補正映像データおよび右眼用補
正映像データによる左眼用補正映像および右眼用補正映
像によって認識される立体映像の水平位置が実効的に上
記左眼用映像および右眼用映像によって認識される立体
映像の水平位置と等価な位置となるように生成し、これ
ら生成した左眼用補正映像データおよび右眼用補正映像
データを所定の表示手段〔註：この「表示手段」自体は
請求項１２同様〕に供給可能になされた補正映像データ
生成手段と、を備えたことを特徴とする立体映像ディス
プレイ装置。

【００９３】上記（１５）の発明によれば、立体映像情
報の伝送に係る情報量を大幅に低減でき、且つ、受信側
のシステムで再構成される右眼用および左眼用補正映像
データに基づいて映出される立体映像の水平方向位置が
不所望にシフトしてしまうような不都合が発生しない。

【００９４】（１６）上記差分視差データ導出手段は、
観察者の注視点を上記特定座標として該特定座標での視
差値を表わすデータを抽出し該抽出されたデータと上記
目標視差データ保持手段により保持された目標視差デー
タとの差分値のデータを求めるように構成されたもので
あることを特徴とする上記（１２），（１３），（１
４）または（１５）に記載の立体映像ディスプレイ装
置。

【００９５】上記（１６）の発明によれば、上記（１
２），（１３），（１４）または（１５）の発明による
効果に加えて、特に、その時点での観察者の注視点に適
合した両眼視差となるような立体映像の調整が行われ得
る。

【００９６】（１７）伝送前に上記左眼用映像（または
右眼用映像）と上記視差分布データとをそれぞれ圧縮す
るデータ圧縮手段と、圧縮された上記左眼用映像（また
は右眼用映像）と上記視差分布データとを伝送後にそれ
ぞれ伸張するデータ伸張手段とを備えたことを特徴とす
る上記（１２），（１３），（１４）または（１５）に
記載の立体映像ディスプレイ装置。

【００９７】上記（１７）の発明によれば、上記（１
２），（１３），（１４）または（１５）の発明による
効果に加えて、特に、伝送情報量が十分に圧縮されるた
めチャンネルの専有時間が短縮され、効率の高い伝送が
行われ得る。

【００９８】

【発明の効果】観察時点での眼の現実の調節や輻輳がど
のような状態にあるかが十分に反映された両眼視差の制
御が行われ得、また、計算時間、コスト、データの伝送
容量の低減を一層進めたこの種の立体映像ディスプレイ
装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態としての立体映像ディス
プレイ装置のブロック図である。

【図２】図１の装置の眼球調節検出器回りの光学系およ
び回路の一例についてその詳細を示す模式図である。

【図３】図１の装置の眼球調節検出器回りの光学系およ
び回路の他の例についてその詳細を示す模式図である。

【図４】図１の装置の動作の一例を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図５】図１の装置の動作の他の例を説明するためのフ
ローチャートである。

【図６】本願発明の他の実施の形態としての立体映像デ
ィスプレイ装置のブロック図である。

【図７】図６の装置の眼球輻輳角検出器回りの光学系に
ついてその詳細を示す斜視図である。

【図８】図７に示された光学系を持つ眼球輻輳角検出器
による輻輳角検出の原理を説明する模式図である。

【図９】図６の装置の動作の一例を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図１０】図６の装置の動作の他の例を説明するための
フローチャートである。

【図１１】図９および図１０での輻輳角に係る初期値を
設定するための処理を説明するためのフローチャートで
ある。

【図１２】図９のフローチャートでのステップＳ４およ
びＳ５での両眼視差の補正動作を説明するための模式図
である。

【図１３】本願発明の実施の形態としての立体映像ディ
スプレイ装置の立体映像作成装置側のブロック図であ
る。

【図１４】本願発明の実施の形態としての立体映像ディ
スプレイ装置の立体映像処理装置側のブロック図であ
る。

【図１５】図１３および図１４の各部により構成される
本願発明の実施の形態の動作を説明するための模式図で
ある。

【図１６】図１３の立体映像作成装置と全く同様の立体
映像作成装置とこれ対応した立体映像処理装置により構
成される本発明の他の実施の形態を説明するためのブロ
ック図である。

【図１７】図１３および図１６の各部により構成される
本願発明の実施の形態の動作を説明するための模式図で
ある。

【図１８】立体映像ディスプレイ装置の一例である頭部
装置型表示装置（ＨＭＤ：Head Mounted Display）を示
す外観図である。

【図１９】立体映像ディスプレイ装置における左眼用映
像および右眼用映像による立体映像の見え方を説明する
図である。

【図２０】図２９の映像を両眼で観察した時の見え方を
示す図である。

【図２１】既に提案した立体映像ディスプレイ装置にお
ける左眼用および右眼用映像の表示状態を示す図であ
る。

【図２２】図３１の映像をＨＭＤで観察した場合の両眼
での見え方を示す図である。

【図２３】実際に左右の表示面上に表示する立体画像の
融像の状況を説明するための図である。

【図２４】図３３における水平位置Ｘ１と水平位置Ｘ２
とを規格化する様子を説明するための図である。

【図２５】輻輳と調節（眼の焦点調節の状態如何）との
対応関係を示す図である。

【符号の説明】

１０Ｒ右眼１０Ｌ左眼１１Ｒ右眼用ＬＣＤ１１Ｌ左眼用ＬＣＤ１２Ｒ右眼用接眼光学系１２Ｌ左眼用接眼光学系１５光源１５ａ，１５ｂ赤外線投射用ＬＥＤ１６，１６′ レンズ１７，１７′ 光電変換素子１７ａ，１７ｂ光電変換面１８眼球調節検出器１８ａ差動増幅器１８′ 輻輳角検出器３１映像再生装置３２Ｒ右眼用映像信号３２Ｌ左眼用映像信号３３Ｒ右眼用ＬＣＤドライバー回路３４シフト量積算回路３５相関計算回路３６輻輳角換算回路３７比較回路１００立体映像作成装置１０１ステレオカメラ１０２マイクロフォン１０３視差分布信号生成器１０４視差分布信号圧縮器１０５左眼用映像信号圧縮器１０６，１０７合波器１０８送信機１１１左眼用映像信号１１２右眼用映像信号１１３視差分布信号１１４圧縮視差分布信号１１５圧縮左眼用映像信号１１６右音声信号１１７左音声信号２００，２００′立体映像処理装置２０１受信機２０２映像／音声分波器２０３映像／視差分布信号分波器２０４音声信号処理回路２０５視差分布信号伸張器２０６左眼用映像信号伸張器２０７注視位置検出器２０８視差信号選択器２０９，２０９′視差差分導出回路２１０目標視差記憶回路２１１左眼用映像信号２１２右眼用映像信号２１３視差分布信号２１４圧縮視差分布信号２１５圧縮左眼用映像信号２２０視差分布信号増減回路２２１右眼用映像生成回路７００頭部装置型表示装置（ＨＭＤ：Head M
ounted Display）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両眼視差を有する左眼用映像および右眼用
映像を夫々所定の表示領域に表示することが可能になさ
れた表示手段と、観察者の眼球の調節を検出するための眼球調節検出手段
と、上記眼球調節検出手段により検出された眼球の調節に応
じて上記両眼視差を実効的に変化させるように制御する
両眼視差制御手段と、を備えてなることを特徴とする立
体映像ディスプレイ装置。
【請求項２】上記両眼視差制御手段は上記左眼用映像お
よび右眼用映像を夫々所定の表示領域内での水平表示位
置を変化させることにより両眼視差を実効的に変化させ
るように制御するものであることを特徴とする請求項１
に記載の立体映像ディスプレイ装置。
【請求項３】上記両眼視差制御手段は、所定の目標調節
値と上記眼球調節検出手段により検出した眼球の調節を
表わす値とを比較し、該検出した値が目標調節値より近
点であれば、上記両眼視差を小さくするように制御し、
検出した調節値が目標調節値より遠点であれば、上記両
眼視差を大きくするように制御するものであることを特
徴とする請求項１に記載の立体映像ディスプレイ装置。
【請求項４】上記両眼視差制御手段は、所定の目標調節
値と上記眼球調節検出手段により検出した眼球の調節を
表わす値との比較結果と、該比較結果に応じた上記表示
手段により表示される左眼用映像の位置と右眼用映像の
位置との水平方向の間隔の所要の実効的変化量と、の種
々の対応関係を表わすデータを保持する所要変化量デー
タ保持手段に保持された該当データに依拠して、上記両
眼視差を実効的に変化させるように構成されたものであ
ることを特徴とする請求項１に記載の立体映像ディスプ
レイ装置。
【請求項５】上記両眼視差制御手段は、所定の目標調節
値と上記眼球調節検出手段により検出した眼球の調節を
表わす値との比較結果としての偏差を零にすべく上記両
眼視差を実効的に変化させるように構成されたものであ
ることを特徴とする請求項１に記載の立体映像ディスプ
レイ装置。
【請求項６】両眼視差を有する左眼用映像および右眼用
映像を夫々所定の表示領域に表示することが可能になさ
れた表示手段と、観察者の眼球の輻輳角を検出する眼球輻輳角検出手段
と、上記表示手段に映出される映像に係る目標輻輳角を設定
するための目標輻輳角設定手段と、上記目標輻輳角設定手段により設定された目標輻輳角に
対する上記眼球輻輳角検出手段により検出された眼球輻
輳角の偏差の値に応じて、上記表示手段の各所定の表示
領域上での水平方向に関する左眼用映像の表示位置と右
眼用映像の水平表示位置とをこれら両表示位置の移動量
の絶対値が等しくその方向が逆方向となるように移動制
御する水平表示位置制御手段と、を備えてなることを特
徴とする立体映像ディスプレイ装置。
【請求項７】上記水平表示位置制御手段は、所定の目標
輻輳角と上記輻輳角検出手段により検出した眼球の輻輳
角を表わす値との比較結果と、該比較結果に応じた上記
表示手段により表示される左眼用映像の位置と右眼用映
像の位置との水平方向の間隔の所要の実効的変化量と、
の種々の対応関係を表わすデータを保持する所要変化量
データ保持手段に保持された該当データに依拠して、上
記両眼視差を実効的に変化させるように構成されたもの
であることを特徴とする請求項６に記載の立体映像ディ
スプレイ装置。
【請求項８】上記水平表示位置制御手段は、所定の目標
輻輳角と上記輻輳角検出手段により検出した眼球の輻輳
角を表わす値との比較結果としての偏差を零にすべく上
記両眼視差を実効的に変化させるように構成されたもの
であることを特徴とする請求項６に記載の立体映像ディ
スプレイ装置。
【請求項９】上記目標輻輳角設定手段は、虚像位置から
眼球までの距離に対応する視差を有する左眼用映像およ
び右眼用映像の表示に係って求めた眼球輻輳角の値を当
該目標輻輳角を表わすデータとして保持したデータ保持
手段を有してなるものであることを特徴とする請求項６
に記載の立体映像ディスプレイ装置。
【請求項１０】上記目標輻輳角設定手段は、観察者から
所定距離に設定された標準立体映像についての当該観察
者の眼球輻輳角の実測値を当該目標輻輳角を表わすデー
タとして保持したデータ保持手段を有してなるものであ
ることを特徴とする請求項６に記載の立体映像ディスプ
レイ装置。
【請求項１１】上記輻輳角検出手段は、左眼用映像を得
るための左眼用撮像手段と、右眼用映像を得るための右
眼用撮像手段と、上記左眼用映像と右眼用映像との相関
を求めるための相関手段とを含んで構成されたものであ
ることを特徴とする請求項６に記載の立体映像ディスプ
レイ装置。
【請求項１２】両眼視差を有する左眼用映像および右眼
用映像に係る該左眼用映像（または右眼用映像）の表示
領域中の各所定の位置毎の上記右眼用映像（または左眼
用映像）との関係で見た視差の分布状況を表わす視差分
布データを生成する視差分布データ生成手段と、上記左眼用映像（または右眼用映像）を表わす左眼用映
像データ（または右眼用映像映像データ）および上記視
差分布データを送信する送信手段と、上記送信手段により送信された左眼用映像データ（また
は右眼用映像映像データ）および視差分布データを受信
する受信手段と、所定の目標視差データを保持する目標視差データ保持手
段と、上記視差分布データの中から特定座標での視差値を表わ
すデータを抽出し該抽出されたデータと上記目標視差デ
ータ保持手段により保持された目標視差データとの差分
値のデータを求める差分視差データ導出手段と、上記差分視差データ導出手段による差分値のデータに基
づき上記視差分布データ全体に対して同量の補正を施す
視差分布データ補正手段と、上記受信手段により受信された左眼用映像データ（また
は右眼用映像映像データ）と上記視差分布データ補正手
段により補正された視差分布データとに基づいて上記右
眼用映像（または左眼用映像）に対応する右眼用補正映
像（または左眼用補正映像）を表わす右眼用補正映像デ
ータ（または左眼用補正映像データ）を生成して上記受
信された左眼用映像データ（または右眼用映像映像デー
タ）と該右眼用補正映像データ（または左眼用補正映像
データ）とを所定の表示手段に供給可能になされた映像
データ生成手段と、を備えたことを特徴とする立体映像
ディスプレイ装置。
【請求項１３】両眼視差を有する左眼用映像および右眼
用映像に係る該左眼用映像（または右眼用映像）の表示
領域中の各所定の位置毎の上記右眼用映像（または左眼
用映像）との関係で見た視差の分布状況を表わす視差分
布データを生成する視差分布データ生成手段と、上記左眼用映像（または右眼用映像）を表わす左眼用映
像データ（または右眼用映像映像データ）および上記視
差分布データを送信する送信手段と、上記送信手段により送信された左眼用映像データ（また
は右眼用映像映像データ）および視差分布データを受信
する受信手段と、所定の目標視差データを保持する目標視差データ保持手
段と、上記視差分布データの中から特定座標での視差値を表わ
すデータを抽出し該抽出されたデータと上記目標視差デ
ータ保持手段により保持された目標視差データとの差分
値のデータを求める差分視差データ導出手段と、上記差分視差データ導出手段による差分値のデータに基
づき上記視差分布データ全体に対して同量の補正を施す
視差分布データ補正手段と、上記受信手段により受信された左眼用映像データ（また
は右眼用映像データ）に対して上記視差分布データ補正
手段により補正された視差分布データに基づく処理を施
すことにより上記左眼用映像（または右眼用映像）が水
平方向第１の向きに移動したものに相応する左眼用補正
映像データ（または右眼用補正映像データ）および上記
右眼用映像（または左眼用映像）が第１の向きとは反対
の水平方向第２の向きに移動したものに相応する右眼用
補正映像データ（または左眼用補正映像データ）とを上
記左眼用補正映像データおよび右眼用補正映像データに
よる左眼用補正映像および右眼用補正映像によって認識
される立体映像の水平位置が実効的に上記左眼用映像お
よび右眼用映像によって認識される立体映像の水平位置
と等価なものとなるように生成し、これら生成した左眼
用補正映像データおよび右眼用補正映像データを所定の
表示手段に供給可能になされた補正映像データ生成手段
と、を備えたことを特徴とする立体映像ディスプレイ装
置。
【請求項１４】両眼視差を有する左眼用映像および右眼
用映像に係る該左眼用映像（または右眼用映像）の表示
領域中の各所定の位置毎の上記右眼用映像（または左眼
用映像）との関係で見た視差の分布状況を表わす視差分
布データと、上記左眼用映像（または右眼用映像）を表
わす左眼用映像データ（または右眼用映像映像データ）
とを受信するための受信手段と、所定の目標視差データを保持する目標視差データ保持手
段と、上記視差分布データの中から特定座標での視差値を表わ
すデータを抽出し該抽出されたデータと上記目標視差デ
ータ保持手段により保持された目標視差データとの差分
値のデータを求める差分視差データ導出手段と、上記差分視差データ導出手段による差分値のデータに基
づき上記視差分布データ全体に対して同量の補正を施す
視差分布データ補正手段と、上記受信手段により受信された左眼用映像データ（また
は右眼用映像映像データ）と上記視差分布データ補正手
段により補正された視差分布データとに基づいて上記右
眼用映像（または左眼用映像）に対応する右眼用補正映
像（または左眼用補正映像）を表わす右眼用補正映像デ
ータ（または左眼用補正映像データ）を生成して上記受
信された左眼用映像データ（または右眼用映像映像デー
タ）と該右眼用補正映像データ（または左眼用補正映像
データ）とを所定の表示手段に供給可能になされた映像
データ生成手段と、を備えたことを特徴とする立体映像
ディスプレイ装置。
【請求項１５】両眼視差を有する左眼用映像および右眼
用映像に係る該左眼用映像（または右眼用映像）の表示
領域中の各所定の位置毎の上記右眼用映像（または左眼
用映像）との関係で見た視差の分布状況を表わす視差分
布データと、上記左眼用映像（または右眼用映像）を表
わす左眼用映像データ（または右眼用映像映像データ）
とを受信するための受信手段と、所定の目標視差データを保持する目標視差データ保持手
段と、上記視差分布データの中から特定座標での視差値を表わ
すデータを抽出し該抽出されたデータと上記目標視差デ
ータ保持手段により保持された目標視差データとの差分
値のデータを求める差分視差データ導出手段と、上記差分視差データ導出手段による差分値のデータに基
づき上記視差分布データ全体に対して同量の補正を施す
視差分布データ補正手段と、上記受信手段により受信された左眼用映像データ（また
は右眼用映像データ）に対して上記視差分布データ補正
手段により補正された視差分布データに基づく処理を施
すことにより上記左眼用映像（または右眼用映像）が水
平方向第１の向きに移動したものに相応する左眼用補正
映像データ（または右眼用補正映像データ）および上記
右眼用映像（または左眼用映像）が第１の向きとは反対
の水平方向第２の向きに移動したものに相応する右眼用
補正映像データ（または左眼用補正映像データ）とを上
記左眼用補正映像データおよび右眼用補正映像データに
よる左眼用補正映像および右眼用補正映像によって認識
される立体映像の水平位置が実効的に上記左眼用映像お
よび右眼用映像によって認識される立体映像の水平位置
と等価な位置となるように生成し、これら生成した左眼
用補正映像データおよび右眼用補正映像データを所定の
表示手段に供給可能になされた補正映像データ生成手段
と、を備えたことを特徴とする立体映像ディスプレイ装
置。
【請求項１６】上記差分視差データ導出手段は、観察者
の注視点を上記特定座標として該特定座標での視差値を
表わすデータを抽出し該抽出されたデータと上記目標視
差データ保持手段により保持された目標視差データとの
差分値のデータを求めるように構成されたものであるこ
とを特徴とする請求項１２，１３，１４または１５に記
載の立体映像ディスプレイ装置。
【請求項１７】伝送前に上記左眼用映像（または右眼用
映像）と上記視差分布データとをそれぞれ圧縮するデー
タ圧縮手段と、圧縮された上記左眼用映像（または右眼
用映像）と上記視差分布データとを伝送後にそれぞれ伸
張するデータ伸張手段とを備えたことを特徴とする請求
項１２，１３，１４または１５に記載の立体映像ディス
プレイ装置。