JPH0984000A - 画像表示システム - Google Patents

画像表示システム

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JPH0984000A
JPH0984000A JP7230138A JP23013895A JPH0984000A JP H0984000 A JPH0984000 A JP H0984000A JP 7230138 A JP7230138 A JP 7230138A JP 23013895 A JP23013895 A JP 23013895A JP H0984000 A JPH0984000 A JP H0984000A
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JP
Japan
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monitor
image
sensor
display system
angle
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Application number
JP7230138A
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English (en)
Inventor
Fumiko Yokoyama
文子 横山
Yuusuke Touki
裕介 東木
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】入力デバイス等の装置に手を触れないでも、所
望の視線に沿った画像を迅速且つ的確に観察できる画像
表示システムを提供する。 【解決手段】X線CTスキャナに搭載された画像表示シ
ステム40は、3D像などの画像を表示するモニタ4
1、検出部42、及び制御部43を備える。検出部42
は光信号LSを媒介にしてモニタ41に対するオペレー
タOPの移動情報を検出するセンサ部(発信源46及び
遠隔センサ47)44と、このセンサ部44の検出信号
S1から少なくとも角度情報を演算する演算部45とを
備える。制御部43は、演算部45からの角度情報に基
づいてモニタ41の向きを移動させる方向制御部49
と、モニタ41の向きに関する角度情報を検出する角度
センサ50と、この角度センサ50の検出信号に基づく
視線に沿ってモニタ41に表示されている画像に関する
画像データを再構築する3D像作成部48とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、医用画像診断装
置などに搭載される画像表示システムに係り、とくに観
察者の観察状況に応じてモニタの向き及びそのモニタの
画像表示を自動で制御する画像表示システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、X線CTスキャナ等の医用画像診
断装置には、被検体の検査で得られた画像からサーフェ
イス像、半透明ボリューム像、MIP(最大値投影)
像、MPR(断面変換)像等の三次元画像(以下、単に
「3D像」と呼ぶ)等に関する画像データを構築する画
像処理装置と、この画像処理装置が構築した画像データ
を表示するモニタとを含む画像表示システム(「3D表
示装置」とも言う)を備えたものが知られている。
【0003】このように画像処理装置及びモニタを含む
画像表示システムにおいては、通常、画像処理装置が投
影などの所定の3D像構築用のアルゴリズムを実行し、
3D像を所定の視線(「レイ」とも言う)に沿った画像
データに変換して、モニタに表示させる。また、画像処
理装置は、視線を変える指示信号をトラックボール、マ
ウス、ジョイスティック等の入力デバイスを介して受け
たとき、指示された視線に沿った3D像に関する画像デ
ータを再構築するアルゴリズムを実行する。従って、モ
ニタの3D像を別の方向から観察するには、観察者が入
力デバイスを操作して視線に関する方向(座標)を指示
すればよい。これにより、所望の視線に沿う3D像に関
する画像データが再構築され、これがモニタに表示され
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像表示システムにあっては、画像の視線を入力デバイ
スを操作して変える構成であったため、使用状態等によ
っては、以下の不都合があると想至される。
【0005】例えば、X線CTスキャナで取得される患
者の画像データを画像処理装置を介してリアルタイムに
モニタに表示させ、そのモニタの画像(3D像を含む)
を観察しながら被検体の手術を行う、いわゆる「術中C
T(透視CT等)」を考えると、手術の進行状況によっ
ては、現在の視線に沿った画像でなく別の視線に沿った
画像を観察した方が手術がしやすい場合もある。このよ
うに視線を変えるには上述の如く入力デバイスを操作す
る必要があり、この操作は術中CT時においては、通
常、術者が手術しながら行うことになる。
【0006】しかしながら、手術に専念すべき術者にと
っては、他人に操作させるよりも自分が操作した方が早
くて、より的確であることが多いにもかかわらず、その
操作に必要以上に手間が掛かることもあり、必ずしも効
率がよいものではない。また、入力デバイスに繰り返し
触れて操作する術者の手には、患者の手術に伴って発生
する血液などの体液が付着しているので、その手を媒介
にして最悪の場合には感染症等の不都合な事態も生じう
る。
【0007】一般に、術中CT時に限らず読影時等の使
用状態であっても、画像の視線を変えるための入力デバ
イスの操作は、そのような操作自体でなく画像診断等の
観察を主目的とする観察者にとっては、特に不慣れな場
合には煩雑な作業となることが多く、必ずしも使い勝手
がよい操作といえない。
【0008】本発明は、上述した従来技術の問題を考慮
してなされたもので、入力デバイス等の装置に手を触れ
ないでも、所望の視線に沿った画像を迅速且つ的確にモ
ニタで観察できる画像表示システムを提供することを、
目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成させるた
め、請求項1記載の発明に係る画像表示システムは、画
像を表示するモニタと、このモニタの画像を観察してい
る観察者の当該モニタに対する移動情報を検出する検出
手段と、この検出手段が検出した移動情報に基づいて上
記モニタの向き及びそのモニタの画像表示の内の少なく
とも一方を制御する制御手段とを備えている。
【0010】請求項2記載の発明では、前記検出手段
は、前記観察者の前記モニタに対する移動情報を検出す
るセンサ手段と、このセンサ手段が検出した移動情報か
ら上記モニタに対する上記観察者の少なくとも角度情報
を演算する演算手段とを備えている。
【0011】請求項3記載の発明では、前記制御手段
は、前記演算手段が演算した角度情報に基づいて前記モ
ニタの向きを移動させる移動手段と、上記演算手段が演
算した角度情報に基づく視線に沿って上記モニタに表示
されている前記画像に関する画像データを再構築する画
像再構築手段とを備えている。
【0012】請求項4記載の発明では、前記制御手段
は、前記演算手段が演算した角度情報に基づいて前記モ
ニタの向きを移動させる移動手段と、この移動手段が移
動させている上記モニタの向きに関する角度情報を検出
する角度センサと、この角度センサが検出した角度情報
に基づく視線に沿って上記モニタに表示されている前記
画像に関する画像データを再構築する画像再構築手段と
を備えている。
【0013】請求項5記載の発明では、前記センサ手段
は光信号を発信する発信源及びその光信号を受信する遠
隔センサを備え、上記発信源を前記観察者に着脱自在に
取り付け、上記遠隔センサを前記モニタに設けている。
【0014】請求項6記載の発明では、前記制御手段
は、前記演算手段が演算した距離情報に基づくズーム率
に沿って前記モニタに表示されている前記画像に関する
画像データを再構築する手段を備えている。
【0015】また上記目的を達成させるため、請求項7
記載の発明に係る画像表示システムは、画像を表示する
モニタと、このモニタの向きに関する角度情報を検出す
る検出手段と、この検出手段が検出した角度情報に基づ
く視線に沿って上記モニタの画像表示を制御する制御手
段とを備えている。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態を図
1〜図3に基づいて説明する。
【0017】なお、この実施形態は、この発明に係る画
像表示システムをX線CTスキャナに搭載して実施した
ものである。
【0018】図1に示すX線CTスキャナは、術中CT
にも適用可能な構成、即ち、架台(スキャナ本体)1、
寝台2及びコンソール部3を備え、例えばRーR方式で
駆動する装置である。寝台2の上面には、その長手方向
(Z軸(体軸)方向)にスライド可能に支持された状態
で天板2aが配設されており、その天板2aの上面に被
検体Pが載せられる。天板2aは、電動モータ10によ
り代表されるスライド機構の駆動によって、架台1の診
断用開口部に進退可能に挿入される。
【0019】架台1は、その診断用開口部に挿入された
被検体Pを挟んで対向するX線管20及びX線検出器2
1を備えている。X線検出器21で検出された透過X線
に相当する微弱な電流信号は、データ収集部22でデジ
タル量に変換され、コンソール部3に供給されるように
なっている。図1中、符号23は架台1内のコリメータ
やフィルタを示し、符号24は扇状のX線ビームを示し
ている。
【0020】コンソール部3は、X線CTスキャナの全
体動作を総括する主制御部30のほか、この主制御部3
0からの指令を受けて作動するX線制御部31、寝台制
御部32、架台制御部33を有する。また、このコンソ
ール部3は、X線制御部31からの駆動信号に応じて作
動する高電圧発生装置34を備え、この高電圧発生装置
34で生成した高電圧がX線管20に供給される。さら
に、このコンソール部3は、データ収集部22の収集信
号を受けて画像データを再構成する画像再構成部35、
画像データなどを記憶しておく画像記憶装置36、オペ
レータOPが指令を入力するための入力部37とから構
成されている。また、このコンソール部3は、画像デー
タの3D像表示などに関する画像表示システム40を備
える。
【0021】画像表示システム40は、図2に示すよう
に、画像を表示するモニタ(表示装置)41と、このモ
ニタ41の画像を観察するオペレータOPのモニタ41
に対する移動情報を検出する検出部(本発明の検出手段
の要部を成す)42と、この検出部42が検出した移動
情報に基づいてモニタ41の向き及びそのモニタ41の
画像表示を制御する制御部(本発明の制御手段の要部を
成す)43とを備えている。
【0022】モニタ41は、例えば術中CT時にオペレ
ータOPが被検体Pの画像を視認可能な室内スペースの
適宜位置に配置されるもので、制御部43からの画像デ
ータに関する3D像などの画像を画面表示すると共に、
制御部43からの動作指令を受けたときに予め設定され
た移動範囲内でモニタ向きを変える動作を実行する。例
えば、このモニタ41は、配置空間(例えば、図中のX
YZ空間)における予め設定された基準点(通常のオペ
レータOPの使用状況を考慮に入れた位置)を中心とす
る所定の上下円弧軌道内(例えば、図中のYZ平面内)
のチルト動又は左右円弧軌道内(例えば、図中のXY平
面内)の回動を行い、その向きを自動で調節する。
【0023】検出部42は、モニタ41に対するオペレ
ータOPの移動情報を検出するセンサ部(本発明のセン
サ手段の要部を成す)44と、このセンサ部44からの
検出信号から少なくとも表示装置に対するオペレータO
Pの角度情報を計算する演算部(本発明の演算手段の要
部を成す)45とを備えている。
【0024】センサ部44は、例えばオペレータOPの
移動情報を担う赤外線などの光信号LSを発信する発信
源46と、この発信源46からの光信号LSを受信する
赤外線センサなどの遠隔センサ47とを備えている。
【0025】発信源46は、オペレータOPの例えば眼
に近い頭部等の体表部(手、指先等を含む)に専用ベル
ト等を介して間接的に又は直接的に着脱自在に取り付け
られる本体を有するもので、これを取り付けたオペレー
タOPの手術(術中CT等)の手技操作性に支障がない
構造となっている。この発信源46は、オペレータOP
のモニタ41に対する位置変位量(角度及び距離)に関
する移動情報を担う赤外線などの光信号LSを遠隔セン
サ47に向けて発信する。
【0026】遠隔センサ47は、モニタ41の正面パネ
ル側の適宜位置に配設されるもので、発信源46からの
光信号LSを検出し、その検出信号S1を演算部45に
リアルタイムに出力する。
【0027】演算部45は、例えばCPUを要部とする
演算器、又はカウンタ等のデジタル回路を搭載したコン
トローラなどから構成されるもので、遠隔センサ47か
らの検出信号S1を受けたときにモニタ41に対する発
信源46の角度変位量(前回の角度と今回の角度との差
情報)に相当する角度情報を算出し、これを制御部43
に供給する。また、この演算部45は、モニタ41に対
する発信源46の距離変位量(前回の距離と今回の距離
との差情報)に相当する距離情報を算出し、これを制御
部43に供給する(なお、距離情報は後述の角度センサ
から取得する構成であってもよい)。
【0028】制御部43は、3D像作成に関する3D像
作成部(本発明の画像再構築手段の要部を成す)48
と、モニタ41の角度を自動で調節する方向制御部(本
発明の移動手段を成す)49と、モニタ41の向きに関
する角度情報を検出する角度センサ50とを備える。ま
た、この制御部43は、オペレータOPが足などで操作
するためのスイッチ51からの操作信号S3を受け取る
ようになっている。
【0029】3D像作成部48は、例えばCPUを要部
とする画像処理装置から成り、主制御部30からの3D
データを受けて所定の3D像作成用のアルゴリズムを実
行し、作成した3D像に関する画像データをモニタ41
に表示させる。
【0030】また、この3D像作成部48は、角度セン
サ50からの検出信号S2を受けたときに、その検出信
号S2に含まれる角度変位量に関する新たな表示角度を
設定し、その表示角度の視線に沿った画像データを再構
築するアルゴリズムを実行する。さらに、この3D像作
成部48は、演算部45からの距離情報を受けたとき
に、その距離情報に含まれる距離変位量に関する新たな
ズーム率を設定し、そのズーム率に沿った画像データを
再構築するアルゴリズムを実行する。これらの再構築さ
れた画像データは、モニタ41に供給される。
【0031】方向制御部49は、図示しない駆動回路
(ドライバ)、その駆動回路からの駆動信号を受けて作
動するステッピングモータ等の駆動源、その駆動源の出
力軸に連結される駆動機構などを搭載して成り、駆動機
構の出力側が動力伝達軸(図示しない)を介してモニタ
41に連結される。そこで、この方向制御部49は、演
算部45からの角度情報を受けたときに作動し、その動
力で上述の動作(チルト動及び回動)を行って、モニタ
41の向きを移動させる。
【0032】角度センサ50は、例えば回転位置を検出
するエンコーダなどの位置検出器から成り、モニタ41
の移動変位量に関する、方向制御部49の回転位置を検
出し、この検出信号S2を3D像作成部48に供給す
る。また、モニタ41の向きに関する角度情報は、方向
制御部49を経ない角度変化(例えばモニタ41を手で
回す等)があったときにも、3D像作成部48に供給可
能となっている。
【0033】スイッチ51は、リモコン等の主に手(指
先)で操作するスイッチ類を除く操作器、例えば足を使
って操作する足スイッチから成り、オペレータOPの通
常の使用状況における移動範囲内の適宜位置(床面な
ど)に配設されている(図3(a)参照)。このスイッ
チ51は、例えばモニタ41に表示される画像データの
ズーム率又は表示角度の動作オン(ズームする又はモニ
タの向きを変える)及び動作オフ(ズームしない又はモ
ニタの向きを変えない)に相当する操作信号S3を3D
像作成部48に出力する。
【0034】次に、本実施例の画像表示システム40の
作用を図3(a)〜(c)を参照して説明する。
【0035】まず、図3(a)に示す術中CT時にX線
CTスキャナが起動し、手術対象の被検体Pに関する所
定のCTスキャンが実行され、再構成画像(3Dデー
タ)がリアルタイムに画像表示システム40に供給され
たとする。
【0036】次いで、3D像作成部48により構築され
た3D像の画像データがリアルタイムにモニタ41に表
示される。そこで、発信源46を頭部に取り付けたオペ
レータOPがモニタ41の画像を観察しながら、手術を
開始する。
【0037】ここで、図3(b)に示すように、モニタ
41に被検体Pの頭部付近(顔を含む)の正面側の画像
G1が表示されている状態を考える。この状態でオペレ
ータOPが被検体Pの右耳付近をより詳細に観察したい
と思い、足を使ってスイッチ51をオン状態に操作し、
画像G1の右耳を覗くようにモニタ41に向かって移動
したとする。この移動に際し、発信源46から発信され
た光信号LSが遠隔センサ47で検出され、その移動情
報を担う検出信号S1に基づいて演算部45にてオペレ
ータOPに関する角度情報及び距離情報が算出され、こ
れら情報が方向制御部49及び3D像作成部48に出力
される。
【0038】次いで、方向制御部49が駆動することに
より、モニタ41の向きが発信源46の方向、即ちオペ
レータOPに向くように移動し、その移動変位量に相当
する検出信号S2が角度センサ50から3D像作成部4
8に供給される。ここで、3D像作成部48で新たに設
定された表示角度及びズーム率の視線に沿った画像デー
タが再構築され、これがモニタ41に表示される。
【0039】従って、図3(c)に示すように、オペレ
ータOPがモニタ41の側面を近付いて覗くと、そのモ
ニタ41がオペレータOPの方向に向きを変え、そのモ
ニタ41の正面側の画像G1の側面があたかも見えるか
の如く変化し、右耳を中心とする側面側の画像G2の拡
大像が表示される。
【0040】以上のように、この実施形態ではオペレー
タのモニタに対する移動情報に基づいてモニタの向きを
移動させると共に、その移動情報に基づく視線に沿った
画像データを再構築させたため、従来のように入力デバ
イスにわざわざ触れなくても、オペレータは観察位置を
変えるだけで所望の視線に沿った3D像を観察でき、特
に術中CT時には煩雑な操作が必要でない分、オペレー
タの負担が軽減され、手術時間も大幅に短縮されると共
に、入力デバイスに手で触れないで済むことから、感染
症等の不都合な事態も殆ど回避されるようになる。
【0041】なお、この実施形態に係る画像表示システ
ムはX線CTスキャナに搭載してあるが、この発明に係
る画像表示システムは必ずしもこれに限定されない。例
えば、X線診断装置、MRI等の別の医用画像診断装置
に搭載してもよい。また、例えば3D像を作成する画像
処理装置を搭載した独立型コンソールに適用させてもよ
い。従って、運用に関しても術中CT時だけでなく通常
のCT検査時、読影時、通常の観察時等に適用可能であ
る。
【0042】また、この実施形態に係る画像表示システ
ムは、画像再構築用の角度情報を角度センサから得る構
成としてあるが、この発明に係る画像表示システムは必
ずしもこれに限定されるものではない。
【0043】例えば、図4に示す応用例に係る画像表示
システム60は、画像再構築用の角度情報を角度センサ
ではなく検出部から得るもので、画像を表示する表示装
置61と、この表示装置61に対する観察者の移動情報
を検出する検出部62と、この検出部62が検出した移
動情報に基づいて表示装置61の向き及びその画像表示
を制御する制御部63とを備えている。
【0044】検出部62は、表示装置61に対する観察
者の移動情報を検出可能なセンサ64と、このセンサ6
4により検出された移動情報から観察者の移動方向及び
その移動方向に基づく表示方向を計算する移動/表示方
向計算部65を備える。
【0045】制御部63は、移動/表示方向計算部65
により計算された角度情報に基づいて表示装置61の向
きを移動させる表示装置方向制御機構66と、移動/表
示計算部65により計算された角度情報に基づく視線に
沿って表示装置61に表示されている画像を再構築する
3D計算部67とを備える。3D計算部67は、モニタ
の向きを変える/変えない等の操作指令を足スイッチな
どのスイッチ68から受けるようになっている。
【0046】従って、この画像表示システム60は、セ
ンサ64により移動情報を検出し、この検出した移動情
報から移動/表示方向計算部65にて表示装置61に対
する観察者の角度が0度となる角度情報を計算し、その
計算された角度情報に基づいて表示装置方向制御機構6
6が表示装置61の角度を調整すると共に、3D計算部
67にて新たな角度と現在の表示角度との差を算出し、
新たな表示角度に基づく視線に沿った3D像を再構築す
る。
【0047】この応用例では画像再構築用の角度情報を
検出部(センサ及び移動/表示方向計算部)から得る構
成としたが、例えば上記実施例と同様の角度センサ制御
部に設け、この角度センサで検出されるモニタの向きに
関する角度情報に基づいて画像を再構築することも可能
である。また、検出部または角度センサの内の少なくと
も一方からの角度情報を適宜に利用することも可能であ
る。
【0048】また、この応用例では角度情報のみを演算
する構成としてあるが、上記実施例と同様に移動情報か
ら距離情報を計算し、その距離情報に基づく視線に沿っ
た画像を再構築する構成を加えてもよい。
【0049】またなお、上記実施形態ではモニタの向き
を自動で変える構成としてあるが、3D像計算のための
角度情報をモニタの向きから検出可能なしくみ(例え
ば、図4中の矢印a参照)にしておけば、モニタの向き
を手動で変えたときでも、そのモニタの向きに関する角
度情報に基づく視線に沿った3D像又はスライス面を再
構築することができる。この場合、座標を指定して視線
を変える従来技術と比べ、入力デバイスを使わない分、
少なくとも手間がかからず、オペレータの負担も大幅に
軽減されるといった利点がある。
【0050】さらに、別の応用例として、観察者のモニ
タに対する移動情報に基づいてモニタの向きのみを移動
させる構成も適用可能である。この場合には、観察者の
モニタに対する移動情報に応じてモニタの向きが自動で
移動するので、画像を最適なモニタ位置から観察できる
といった利点がある。
【0051】また、上記実施形態の発信源及びセンサに
関しては、赤外線等の光信号を使用して移動情報を検出
するとしてあるが、本発明では必ずしも光信号に限定さ
れるものではなく、例えば電波、音波(観察者の音声も
含む)等を媒介にしてモニタに対する観察者の移動情報
を検出可能な構成であればよい。
【0052】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る画
像表示システムでは、モニタの画像を観察している観察
者のモニタに対する移動情報を検出し、その検出した移
動情報に基づいてモニタの向き又はそのモニタの画像表
示の内の少なくとも一方を制御する構成としたため、入
力デバイスなどの装置に手を触れないでも、所望の視線
に沿った画像をモニタで迅速且つ的確に観察できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る画像表示システムを搭載した実
施形態に係るX線CTスキャナの全体構成を示す概略ブ
ロック図。
【図2】画像表示システムの全体構成を示す概略ブロッ
ク図。
【図3】(a)〜(c)は実施例の作用を説明する概要
図。
【図4】応用例に係る画像表示システムの全体構成を示
す概略ブロック図。
【符号の説明】
1 架台 2 寝台 3 コンソール部 40 画像表示システム 41 モニタ 42 検出部 43 制御部 44 センサ部 45 演算部 46 発信源 47 遠隔センサ 48 3D像作成部 49 方向制御部 50 角度センサ 51 スイッチ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像を表示するモニタと、このモニタの
    画像を観察している観察者の当該モニタに対する移動情
    報を検出する検出手段と、この検出手段が検出した移動
    情報に基づいて上記モニタの向き及びそのモニタの画像
    表示の内の少なくとも一方を制御する制御手段とを備え
    た画像表示システム。
  2. 【請求項2】 前記検出手段は、前記観察者の前記モニ
    タに対する移動情報を検出するセンサ手段と、このセン
    サ手段が検出した移動情報から上記モニタに対する上記
    観察者の少なくとも角度情報を演算する演算手段とを備
    えた請求項1記載の画像表示システム。
  3. 【請求項3】 前記制御手段は、前記演算手段が演算し
    た角度情報に基づいて前記モニタの向きを移動させる移
    動手段と、上記演算手段が演算した角度情報に基づく視
    線に沿って上記モニタに表示されている前記画像に関す
    る画像データを再構築する画像再構築手段とを備えた請
    求項2記載の画像表示システム。
  4. 【請求項4】 前記制御手段は、前記演算手段が演算し
    た角度情報に基づいて前記モニタの向きを移動させる移
    動手段と、この移動手段が移動させている上記モニタの
    向きに関する角度情報を検出する角度センサと、この角
    度センサが検出した上記角度情報に基づく視線に沿って
    上記モニタに表示されている前記画像に関する画像デー
    タを再構築する画像再構築手段とを備えた請求項2記載
    の画像表示システム。
  5. 【請求項5】 前記センサ手段は光信号を発信する発信
    源及びその光信号を受信する遠隔センサを備え、上記発
    信源を前記観察者に着脱自在に取り付け、上記遠隔セン
    サを前記モニタに設けた請求項2記載の画像表示システ
    ム。
  6. 【請求項6】 前記制御手段は、前記演算手段が演算し
    た距離情報に基づくズーム率に沿って前記モニタに表示
    されている前記画像に関する画像データを再構築する手
    段を備えた請求項2記載の画像表示システム。
  7. 【請求項7】 画像を表示するモニタと、このモニタの
    向きに関する少なくとも角度情報を検出する検出手段
    と、この検出手段が検出した角度情報に基づく視線に沿
    って上記モニタの画像表示を制御する制御手段とを備え
    たことを特徴とする画像表示システム。
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