JPH10105735A - 入力装置及び画像表示システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】操作部品を立体的に画面に表示し、操作部品に
対する操作者の操作によってその表示状態を立体的に変
化させることにより操作性を向上する。 【解決手段】撮像部７は左目用の像と右目用の像を含む
視差像を撮像する。立体視合成部５は、操作部品の視差
像を生成し、これを撮像部７で得られた視差像に合成
し、合成して得られた視差像に基づいて立体視用映像信
号を出力する。立体表示装置３は、立体視合成部５より
出力された立体視映像信号により立体視表示を行う。観
察者１がタッチパネル２にタッチすると、そのタッチ位
置を示す座標データが制御部４に出力される。制御部４
は、座標データに基づいて立体表示装置３で立体視表示
された操作部品への操作指示を検出すると、上記立体視
合成部５で形成される操作部品の視差像が変更され、立
体表示装置３に立体視表示される操作部品の形態が変化
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は立体視可能な入力素
子（操作部品）像を表示する入力装置及び賀意入力装置
を用いた画像表示システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複雑な制御を行う装置には多くの
ボタンやスイッチなどの操作部品が必要と成り、これら
多種多量の操作部品が操作パネル上に配されることにな
る。このように多種多量の操作部品を配設した場合、操
作者は操作すべき操作部品を探すのに手間取ってしま
い、操作性が著しく悪くなるという問題を有していた。

【０００３】このような問題を解決するために、操作用
の表示装置の前面にタッチパネルを配設し、操作に応じ
て必要最低限の操作ボタを選択的に画面上に表示し、操
作性の向上を図った入力装置が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
タッチパネルを用いた入力装置では、操作部品が平面的
に表示されるために、操作者が奥行き方向の情報を得る
のが困難である。このため、操作ボタンの押し込み等の
操作が確実に行われたか否かを操作者が知覚し難いとい
う問題を有していた。

【０００５】また、奥行き感のある立体表示装置として
仮想現実感を得るためにヘッドマウントディスプレイを
用いたシステムがあり、手に装着するデータグローブに
より、画面に対する入力が行われている。しかし、手に
入力装置（データグローブ）を装着することにより、他
の作業をする際に制約を受けてしまうという問題を有し
ている。

【０００６】本発明は上述の点に鑑みて成されたもので
あり、ボタン、スイッチ、ボリューム、レバー等の操作
部品を立体的に画面に表示し、操作部品に対する操作者
の操作によってその表示状態を立体的に変化させること
を可能とし、操作性を向上した入力装置を提供すると共
に、該入力装置を用いた操作性の良い画像表示システム
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する本
発明の入力装置は以下の構成を備える。即ち、操作部品
の視差像を形成する形成手段と、前記視差像を合成して
立体視可能に表示する表示手段と、前記表示手段で表示
された操作部品への操作指示を検出する検出手段と、前
記検出手段で検出された操作指示に基づいて、前記形成
手段によって形成される操作部品の視差像を変更する変
更手段とを備える。

【０００８】また、好ましくは、前記検出手段は、前記
表示手段による前記視差像の合成面に配され、操作者の
指示位置を検出するタッチパネルを備え、該タッチパネ
ルより得られる２次元座標データに基づいて前記操作部
品への操作指示を検出するものである。

【０００９】また、好ましくは、前記操作部品は押しボ
タン型の操作スイッチであり、前記変更手段は、前記形
成手段で形成される視差像における該操作スイッチの凹
凸状態を変更する。

【００１０】また、上記の目的を達成するための本発明
の画像表示システムは、左目用の像と右目用の像を含む
視差像を入力する入力手段と、操作部品の視差像を形成
する第１形成手段と、前記入力手段で得られた視差像と
前記形成手段で得られた視差像とに基づいて立体視用視
差像を形成する第２形成手段と、前記立体使用視差像を
合成して立体視可能に表示する表示手段と、前記表示手
段で表示された操作部品への操作指示を検出する検出手
段と、前記検出手段で検出された操作指示に基づいて、
前記第１形成手段によって形成される前記操作部品の視
差像を変更する変更手段とを備える。

【００１１】また、好ましくは、前記入力手段は、左目
用の像と右目用の像を含む視差像を撮像する撮像部を有
し、前記検出手段で検出された操作指示に基づいて、前
記撮像部を制御する制御手段を更に備える。

【００１２】また、好ましくは、前記撮像部は、撮影の
ための照明系を具備し、前記制御手段は、前記検出手段
で検出された操作指示に基づいて前記撮像部の備える照
明系を制御する。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して本発
明の好適な実施形態を説明する。

【００１４】＜第１の実施形態＞図１は第１の実施形態
による画像表示システムの構成を示すブロック図であ
る。図１に示すように、観察者１は本画像表示システム
による立体画像を立体表示装置３によって観察すると共
に、タッチパネル２と立体表示装置３によって構成され
る入力装置から所望の操作指示を行うことができる。な
お、タッチパネル２は透明電極で構成され、観察者１は
立体表示装置３による表示画像をタッチパネル２を通し
て観察できる。

【００１５】４は制御部であり、ＣＰＵ、メモリ等（不
図示）から構成され、当該画像表示システムの各種制御
を実行する。５は立体視合成部であり、撮像部７より得
られる視差像に操作パネルの視差像を合成し、得られた
視差像から立体視用の像を合成する。立体視合成部５に
おける視差像については、図２から図４を参照して後述
する。

【００１６】６は外部装置であり、撮像部７による撮影
のための照明装置を具備し、制御部４よりのコントロー
ル信号によってオン・オフ制御される。７は撮像部であ
り、本実施形態では立体視用の視差像を得ることが可能
な立体カメラを具備する。

【００１７】図２は第１の実施形態の合成部によって形
成される視差像を説明する図である。図２に示す如く、
撮像部７の立体カメラからの視差像９，１２と、操作ス
イッチの視差像１０，１３を、それぞれの視差像におい
て合成し、撮影画像（９，１２）と操作スイッチ画像
（１０，１３）とを含む視差像８，１１を作成する。こ
の結果、立体表示装置３には、撮像部７よりの映像と操
作スイッチとが立体表示されることになり、観察者１は
撮影画像と操作スイッチの３次元画像を観察することに
なる。

【００１８】さて、図１において、操作者１が、立体表
示装置３における操作スイッチの立体像の表示位置に相
当するタッチパネル３上の位置を触れると、そのタッチ
位置の２次元座標データが制御部４へ送られる。制御部
４はタッチパネル２より送られてきた２次元座標データ
に基づいて、立体表示されている操作スイッチが操作さ
れたことを検出し、対応する処理（本例では外部装置６
における照明のオン・オフ）を行う。このとき、制御部
４は立体視合成部５に対して操作スイッチの表示切換を
要求し、操作スイッチの立体表示内容を変更する。

【００１９】図３は立体視を行った場合に、操作スイッ
チが突出したように見える視差像を示す図である。ま
た、図４は立体視を行った場合に、操作スイッチが突出
していないように見える視差像を示す図である。本実施
形態においては、図３の視差像１０、１３に示されるよ
うに、観察者に対して突出したように見えるボタンの状
態を照明装置のオフ状態とする。また、図５の視差像１
０ａ、１３ａに示されるように、観察者に対して突出し
ていないように見える状態をオン状態とする。

【００２０】図５は、制御部４によって実行される制御
の手順を示すフローチャートである。以下、図５のフロ
ーチャートを参照して本実施形態の動作を説明すると共
に、上述した各部の詳細な構成を図６〜図１０を用いて
説明する。

【００２１】まず、ステップＳ１１において撮像部７で
撮影して得られた画像（以下、撮影画像）を取り込む。
続いて、ステップＳ１２において、ステップＳ１１で取
り込んだ撮影画像に操作スイッチの画像を合成する。そ
して、ステップＳ１３において、ステップＳ１２で得ら
れた画像を立体視可能に表示する。以上の各ステップを
実現する構成を以下に説明する。

【００２２】図６は制御部、立体視合成部、撮像部の詳
細な構成を示すブロック図である。撮像部７は、左目用
の画像を撮影するカメラＬ７１、右目用の画像を撮影す
るカメラＲ７２を有する。撮像部７は、カメラＬ７１、
Ｒ７２より得られたＮＴＳＣ映像信号を立体画像合成部
５に出力している。

【００２３】また、立体視合成部５は、部品メモリ５
１、フレームメモリＬ５２、フレームメモリＲ５３、一
時メモリ５４、合成フレームメモリ５５、Ａ／Ｄ変換部
Ｌ５６、Ａ／Ｄ変換部Ｒ５７を備える。Ａ／Ｄ変換部Ｌ
５６はカメラＬ７１より得られたＮＴＳＣ画像信号をデ
ィジタルデータに変換する。同様に、Ａ／Ｄ変換部Ｒ５
７は、カメラＲ７２より得られたＮＴＳＣ画像信号をデ
ィジタルデータに変換する。

【００２４】部品メモリ５１は、図３や図４で示したよ
うな操作スイッチの視差画像を格納する。フレームメモ
リＬ５２及びフレームメモリＲ５３には、立体視を行う
ための視差画像（ディジタルデータ）が格納される。一
時メモリ５４はフレームメモリＬ５２あるいはフレーム
メモリＲ５３より読み出した１ライン分の画像データを
一時的に格納する。合成フレームメモリ５５は、フレー
ムメモリＬ５２、Ｒ５３に格納された視差画像を合成し
て得られた立体視用画像データを格納する。

【００２５】以上の構成において、制御部４よりＡ／Ｄ
変換部Ｌ５６、Ａ／Ｄ変換部Ｒ５７ヘＡ／Ｄ変換開始の
信号が送られると、撮像部７のカメラＬ７１、カメラＲ
７２からのＮＴＳＣ信号はそれぞれＡ／Ｄ変換部Ｌ５
６、Ａ／Ｄ変換部Ｒ５７により、ディジタルビデオ信号
に変換される。Ａ／Ｄ変換が開始されると、フレームメ
モリＬ５２、Ｒ５３には制御部４より書き込み許可信号
が送られる。この結果、Ａ／Ｄ変換された左右眼用の映
像データは、フレームメモリＬ５２、フレームメモリＲ
５３の、図２の視差像９，１２の表示位置に相当するア
ドレスに格納される。

【００２６】フレームメモリＬ５２及びＲ５３への視差
像の格納が終了した時点で、制御部４からのコントロー
ル信号により、Ａ／Ｄ変換部Ｌ５６、Ｒ５７におけるＡ
／Ｄ変換を停止させる。続いて、外部装置６における照
明装置がオフの場合には制御部４からのコントロール信
号により、部品メモリ５１内に保存されている図３の左
目用視差像１０、右目用視差像１３の２つの視差像を選
択する。そして、制御部４の制御により、これら２つの
視差像のうち、左目用の視差像１０はフレームメモリＬ
５２に、右目用視差像１３はフレームメモリＲ５３に転
送され、図２の視差像１０、１３の位置に格納される。
この時点で、図２に示すような２つの視差像８，１１が
それぞれフレームメモリＬ５２、フレームメモリＲ５３
に格納されたことになる。

【００２７】フレームメモリＬ５２、Ｒ５３に格納され
た視差画像は、更に立体視表示を行うために合成され
て、合成フレームメモリ５５に格納される。図７は第１
の実施形態における視差画像の合成処理を説明する図で
ある。本実施形態においては、立体視表示手段として前
記液晶シャッタ眼鏡方式を用い、時分割立体視観察を可
能としている。従って、合成フレームメモリの奇数フィ
ールド、偶数フィールドの一方のフィールドに右目用画
像を、他方のフィールドに左目用画像を格納する。本例
では、奇数フィールドに左目用画像を、偶数フィールド
に右目用画像を格納するものとする。

【００２８】フレームメモリＬ５２とフレームメモリＲ
５３への視差像の格納が終了したことが確認されると、
制御部４はフレームメモリＬ５２の奇数フィールドの最
初の１行のデータを一時メモリ５４に読み出す。そし
て、一時メモリ５４のデータを合成フレームメモリ５５
の１行目に格納する。次にフレームメモリＬ５２の奇数
フィールドの２行目（フレームメモリＬ５２の３行目）
を一時メモリ５４に読み出し、これを合成フレームメモ
リの奇数フレームの２行目に格納する。以降、同様にフ
レームメモリＬ５２の奇数フィールドのデータを合成フ
レームメモリ５５の奇数フィールドに格納していく。フ
レームメモリＬ５２の奇数フィールドのデータの格納が
終了すると、フレームメモリＲ５３の奇数フィールドの
データを同様な方法で合成フレームメモリ５５の偶数フ
ィールドに格納する。この結果、合成像は奇数フィール
ドに左目用画像が、偶数フィールドには右目用画像が格
納された時分割立体視映像となる。

【００２９】図８は、第１の実施形態における立体表示
装置３の構成を示すブロック図である。合成フレームメ
モリ５５に時分割立体視映像データが合成された後に、
制御部４は、立体表示装置３のＤ／Ａ変換部３１にアナ
ログ変換開始のコントロール信号を送る。制御部４は、
まず、合成フレームメモリ５５の奇数フィールドデータ
を選択してＤ／Ａ変換を開始する。そして、奇数フィー
ルドデータのアナログ変換が終了した後に、合成フレー
ムメモリ５５の偶数フィールドデータのＤ／Ａ変換を行
う。アナログ変換されたデータは、ＮＴＳＣ信号として
時分割立体視表示部３２に出力される。

【００３０】図９は、第１の実施形態における時分割立
体視表示部３２の詳細な構成を示すブロック図である。
本実施形態の立体視表示手段は、立体視映像のフィール
ド表示に同期した液晶シャッタ眼鏡を用いた時分割立体
視表示装置である。３３はビデオモニタであり、Ｄ／Ａ
変換部３１より出力された時分割立体視映像信号をイン
タレース方式で表示する。観察者１はビデオモニタ３３
に出力された映像を液晶シャッタ眼鏡を装着して観察す
る。

【００３１】液晶シャッタ眼鏡はフィールド同期回路３
４、マルチプレクサ３５、液晶シャッタＬ３６、液晶シ
ャッタＲ３７から構成されている。フィールド同期回路
３４は、ＮＴＳＣ信号より抽出した垂直同期信号に基づ
いてフィールド同期信号を発生する。マルチプレクサ３
５は、フィールド同期信号に同期して、液晶シャッタＬ
３６と液晶シャッタＲ３７の開閉を制御する。即ち、ビ
デオモニタ３３において時分割立体視映像の奇数フィー
ルドが表示されている時にはフィールド同期回路３４か
ら出力されているフィールド同期信号により、マルチプ
レクサ３５からの出力信号は液晶シャッタＬ側を開く信
号となる。この結果、液晶シャッタＬ３６が開状態に、
液晶シャッタＲ３７が閉状態に切り換わる。このように
して、左目のシャッタが開き、右目のシャッタが閉じる
ので、観察者は左目用映像である奇数フィールドの映像
を左目のみで見ることになる。また、時分割立体視映像
の偶数フィールドが表示されている時には、フィールド
同期信号３４のフィールド同期信号に基づいてマルチプ
レクサ３５の出力信号が液晶シャッタＲ側を開く信号と
なる。この結果、液晶シャッタＬ３６が閉じ、液晶シャ
ッタＲ３７が開き、右目用映像である偶数フィールドの
映像を右目で見ることになる。このようにして、左右の
目に２つの視差像がそれぞれ提示され、立体視観察が可
能となる。

【００３２】図１０は、立体表示装置３の前面にタッチ
パネル２を配設した立体映像表示画面の表示例を示す図
である。ビデオモニタ３１上には、撮影像３１１（図２
の視差像９、１１より得られる）と、操作スイッチ像３
１２（図２の視差像１０、１３より得られる）が立体視
可能に表示されている。

【００３３】この状態で、観察者１がタッチパネル２の
所望の位置を指で触れると、タッチパネル２より当該タ
ッチ位置を示す座標データが制御部４へ出力される。制
御部４はこの座標データを入力すると、タッチ入力が有
ったと判断して、ステップＳ１４からステップＳ１５へ
進む。ステップＳ１５では、入力された座標データか
ら、当該タッチ位置が立体表示した操作スイッチ像３１
２の表示位置に対応するか否かを判断する。タッチ位置
が操作スイッチ像３１２の表示位置と対応していれば、
ステップＳ１６へ進み、操作スイッチ像３１２を更新す
る。

【００３４】操作スイッチ像の更新は、例えば、現在操
作スイッチ像３１２が図３の視差像１０、１３より形成
されているのであれば、図４の視差像１０ａ、１３ａに
変更することで行う。即ち、制御部４は、視差像１０
ａ，１３ａを使用すべくコントロール信号を部品メモり
５１に発行する。部品メモリ５１はこのコントロール信
号を受けて、操作スイッチの視差像として視差像１０
ａ，１３ａを出力する。この結果、次にステップＳ１１
〜Ｓ１３の処理が実行されると、操作スイッチ像３１２
は、視差像１０ａ，１３ａで形成された像となり、操作
スイッチ像３１２が立体的に変化する。

【００３５】ステップＳ１７では、操作スイッチに対応
する処理を実行する。本例では、外部装置６が具備する
照明装置のオン・オフ切換が行われる。その後、ステッ
プＳ１１へ戻り、上記の動作がくり返される。

【００３６】本実施形態においては、照明装置がオフ状
態の場合には、部品メモリ５１より出力された図３の左
目用視差像１０、右目用視差像１３が合成されて観察者
に提示され、操作スイッチのボタンが前面に突出した状
態として知覚される。立体カメラからの映像が暗いと感
じた場合には、観察者１はタッチパネル２の面上の操作
スイッチ像３１２が表示されている部分を指で押すこと
で、照明装置を照射する操作が可能となる。

【００３７】上述の制御手順により、観察者１がタッチ
パネル２を指で押すと、指が接触したタッチパネル上の
２次元座標が検出され、座標データ信号として制御部４
に送られる。そして、制御部４により、この座標が操作
スイッチ像３１２上の座標であると確認された際には、
観察者１に呈示される操作スイッチ像３１２の視差像が
図４の左目用視差像１０ａ、右目用視差像１３ａに切り
替えられるとともに、制御部４により照明装置に対しオ
ン信号が送られる。この結果、照明が照射され、撮像部
７の立体カメラより明るい画像を観察することができ、
更に、画面上の操作スイッチ像３１２が前面に突出した
状態から突出していない平面的な状態になる。このよう
に操作スイッチの３次元的な変化が容易に知覚されるの
で、観察者１は操作が確実に行われたことを知覚するこ
とができる。この状態で再びタッチパネル２の操作スイ
ッチ像３１２に相当する部分を指で触ると、照明装置の
照明が消されるとともに、画面上の操作スイッチ像３１
２は視差像１０、１３によるボタンが突出した状態の像
に切り替わり、かつ立体カメラからの映像が暗い映像に
戻る。

【００３８】以上説明したように、上記実施形態によれ
ば、使用者は、操作スイッチ像が示す操作スイッチの状
態を３次元的に知覚しうるので、操作状態を容易に把握
でき、操作性が向上する。

【００３９】なお、上記実施形態では、１つの操作スイ
ッチを表示した例を示したが、操作部品の表示位置、
数、大きさ、形状に関してはこれに制限されるものでは
ない。操作スイッチの操作形態としても、上記実施例の
押しボタン型に限られるものではない。操作部品の他の
例として、回転操作を行うものを以下に示しておく。

【００４０】図１１は、他の形態の操作部品としてのボ
リューム操作用つまみの視差像を示す図である。図１１
の視差像１０ｂ、１３ｂを合成して立体視可能に表示す
ると、円盤状のつまみが前面に突出しているように観察
される。

【００４１】図１２は図１１の視差像で表示されたつま
み像に対する操作例を示す図である。図１２に示すよう
に、つまみ像が画面上に立体表示されている状態で、矢
印のように画面に対し、時計回りの軌跡を描くように指
１０１でタッチパネルを触りながら動かすと、その接触
座標が一定の時間間隔で制御部４に転送される。制御部
４は転送された一連の接触座標の時系列データから画面
上の時計回りか反時計回りのいずれの方向に軌跡が描か
れたかを算出すると共に、その操作量（つまみの回転量
に相当する）を算出する。方向が時計回りであると認識
されると呈示するボリュームの視差像を算出された操作
量分だけ矢印方向に回転した視差像に切り替え、かつ制
御手段により、照明装置に制御信号を送り、照明の明る
さを複数段階に変化させることが可能となる。

【００４２】なお、操作量に応じた操作部品の視差画像
は、制御部４がタッチパネル２より入力された座標デー
タ列によって得られた操作量（ここでは回転角）に基づ
いて演算を行うことで生成される。そして、生成された
視差画像は、部品メモリ５１に格納され、上述の手順に
よって立体視表示される。

【００４３】なお、上記実施形態ではフレームメモリ
Ｌ、フレームメモリＲの奇数フィールドを一時メモリに
読み出したが、奇数、偶数のいずれのフィールドを読み
出すかは任意である。また、上記実施形態では合成像用
フレームメモリの奇数フィールドに左目用映像を、偶数
フィールドに右目用映像を格納したが、奇数及び偶数フ
ィールドの割り当てに関しては、立体視を可能とする範
囲において任意であることは明らかである。

【００４４】また、操作者のタッチパネル上の指の位置
と３次元立体視画像上の操作部品の位置の奥行き感を一
致させることが望ましい。このためには、操作部品の右
目用視差画像と左目用視差画像（例えば図２の１０、１
３）の表示位置を、図１４に示すように設定すればよ
い。即ち、右目用視差画像１０と観察者の右目１３０１
を結ぶ線と、左目用視差画像１３と観察者の左目１３０
２を結ぶ線との交点（視差による輻輳の位置）がタッチ
パネル上にくるように各視差画像を配置して表示すれば
よい。

【００４５】また、上記実施形態では、奇数フィールド
もしくは偶数フィールドの一方を用いて立体視画像を合
成するので、解像度が多少低下するが、高周波数のノン
インターレース方式を採用すれば高解像度の立体視画像
が得られる。例えば、１２０Ｈｚのノンインターレース
方式で左目用の画像と右目用の画像を１フレームずつ交
互に表示して、これに液晶眼鏡の駆動を同期させればよ
い。

【００４６】＜第２の実施形態＞第１の実施形態では立
体視表示部１０として立体視映像のフィールド表示に同
期した液晶シャッタ眼鏡を用いて時分割立体視観察を可
能としたが、立体視表示の手法としてはこれに限らな
い。例えば、特開平７−３３３５５６号に開示されてい
る立体画像表示装置を用いて左右目用映像を合成すれ
ば、時間並行立体視観察が可能である。以下、このよう
な立体画像表示装置を用いた第２の実施形態を説明す
る。なお、第２の実施形態における顕微鏡システムの構
成は図１とほぼ同様となるが、立体視合成部５の一時メ
モリ５４、合成フレームメモリ５５は不要となる。

【００４７】図１３は第２の実施形態による立体視表示
装置３の構成を説明するブロック図である。図１３にお
いて、２１０ａ，２１０ｂは透過型のカラー液晶ディス
プレイである。２１１ａ，２１１ｂはカラー液晶デイス
プレイ２１０ａ，２１０ｂの夫々裏面に位置するレンズ
としての焦点距離１５０ｍｍのフレネルレンズである。
２１２ａ，２１２ｂはバックライト光源としての白黒液
晶デイスプレイであり、レンズ２１１ａ，２１１ｂを挟
んで夫々カラー液晶デイスプレイ２１０ａ，２１０ｂと
反対側に位置し、レンズ２１１ａ，２１１ｂの焦点距離
よりも遠い、レンズ２１１ａ，２１１ｂより１６０ｍｍ
離れた位置に設置する。２１５はカラー液晶デイスプレ
イ２１０ａ，２１０ｂに表示される画像を一つに合成す
るためのハーフミラー、２１６，２１７は夫々立体画像
を観察する観察者を示している。白黒液晶デイスプレイ
２１２ａ（２１２ｂ）の前面には、夫々、白黒液晶デイ
スプレイ２１２ａ（２１２ｂ）からの光の偏光を制御す
る円偏光板２０９ａ（２０９ｂ）が設けられている。白
黒液晶デイスプレイ２１２ａ（２１２ｂ）は不図示の光
源（例えば、蛍光管等）によってバックライトされてい
る。

【００４８】２１４ａ，２１４ｂは、共に、観察者２１
６，２１７の顔面の画像を撮影する撮影装置であり、こ
の実施形態では白黒のＣＣＤカメラを用いた。２１３
ａ，２１３ｂは撮影装置２１４ａ，２１４ｂのための光
源である。特に、光源２１３ａ，２１３ｂは夫々波長８
５０ｎｍ、９５０ｎｍのＬＥＤライトを用いている。撮
影装置２１４ａ、２１４ｂには、夫々８５０ｎｍ、９５
０ｎｍの波長の光を選択的に透過する干渉フィルタが設
けられており、撮影装置２１４ａはＬＥＤ２１３ａで照
明された画像を、撮影装置２１４ｂはＬＥＤ２１３ｂで
照明された画像を選択的に撮像することになる。

【００４９】ここで、照明としてのＬＥＤ２１３ａ，２
１３ｂは左右に離間した位置に配されており、観察者の
顔面の右半分がＬＥＤ２１３ａにより照明され、左半分
がＬＥＤ２１３ｂによって照明されることになる。この
状態を撮像装置２１４ａ、２１４ｂで撮影して、白黒液
晶ディスプレイ２１２ａ及び２１２ｂに表示すると、そ
れぞれに観察者の顔面像の右半分、左半分が表示される
ことになり、それらを右目用と左目用のバックライト光
源（液晶デイスプレイのバックライト光源）として利用
する。

【００５０】図１３における観察者２１６および２１７
が観察することになるステレオ画像は、フレームメモリ
Ｒ５３に格納された右目用画像をカラー液晶ディスプレ
イ２１０ａに表示し、フレームメモリＬ５２に格納され
た左目用画像を左右を反転させた鏡像の状態でカラー液
晶ディスプレイ２１０ｂに表示させることで得られる。
なお、液晶ドライバ３０１（３０２）はフレームメモリ
Ｒ５３（フレームメモリＬ５２）に格納された画像デー
タに基づいて、カラー液晶ディスプレイ２１０ａ（２１
０ｂ）を上記形態で表示駆動する。

【００５１】夫々のデイスプレイに表示された２つの画
像（視差像）は、ハーフミラー２１５により一つの画面
上に合成される。左目用画像をカラーデイスプレイ２１
０ｂにおいて左右反転させる理由は、右目用画像がハー
フミラー２１５を透過するのに対し、左目用画像はハー
フミラー２１５によって反転されるので、観察者が左右
を正しく目視するためには、前もってカラーデイスプレ
イ２１０ｂにおいて左右反転させて表示する必要がある
からである。

【００５２】図１３において、白黒液晶デイスプレイ２
１２ａに表示された観察者２１７の顔面右側の像がカラ
ー液晶ディスプレイ２１０ａのバックライトとして作用
すると共に、このカラー液晶ディスプレイ２１０ａは右
目で見るための映像で駆動されている。同様に、白黒液
晶デイスプレイ２１２ｂにも観察者２１７の左顔面の映
像がバックライトとして表示され、カラー液晶ディスプ
レイ２１０ｂは左目で見るための像で駆動されている。
この２つの像がハーフミラーで合成されるので、立体像
として観察者には映る。

【００５３】白黒液晶デイスプレイ２１２ａ，２１２ｂ
には、夫々ＣＣＤカメラ２１４ａ，２１４ｂで撮影した
観察者２１６および２１７の顔面像を上下反転させて表
示させるが、この際、顔面領域２２０ａ，２２０ｂが白
く高輝度で表示されるよう白黒液晶デイスプレイ２１２
ａ，２１２ｂの輝度およびコントラスト並びにＣＣＤカ
メラ２１４ａ，２１４ｂのレンズ絞り等を調整してお
く。

【００５４】更に、フレネルレンズ２１１ａは、白黒液
晶デイスプレイ２１２ａに表示された観察者像を、観察
者２１６，２１７が虚像として観察できるよう設置され
る。このとき、白黒液晶デイスプレイ２１２ａとの距離
をフレネルレンズ２１１ａの焦点距離外に設定すること
により、観察者２１６（２１７）の右眼に白黒液晶デイ
スプレイ２１２ａの画面上における観察者２１６（２１
７）の顔面像の右半分を、また観察者２１６（２１７）
の左眼に白黒液晶デイスプレイ２１２ｂの画面上におけ
る観察者２１６（２１７）の顔面像の左半分を夫々独立
してしかもフレネルレンズ２１１ａ、２１１ｂの有効径
を限度として拡大して観察させることができる。このた
め、観察者２１６、２１７の顔面の右半分が発光面とな
る白黒液晶ディスプレイ２１２ａの画像は、観察者２１
６，２１７にとってフレネルレンズ２１１ａの有効径相
当の大きさの右眼への選択性を有する照明として作用す
ることになる。この時、それぞれの観察者の顔面像の左
半分は発光しないため、左眼には白黒液晶デイスプレイ
２１２ａからの光は入光しない。前記説明したフレネル
レンズ２１１ａの作用は、フレネルレンズ２１１ｂにつ
いても同様であり、白黒液晶デイスプレイ２１２ｂに表
示された観察者の左半分の顔面像により、白黒液晶ディ
スプレイ２１２ｂからの光が観察者の左目にのみ入光す
る。

【００５５】したがって、白黒液晶ディスプレイに表示
された右半分の顔面像により観察者２１６および２１７
は右眼だけに明るい虚像を観察し、白黒液晶デイスプレ
イ１２ｂに表示される左半分の顔面像により観察者２１
６および２１７は左眼だけに明るい虚像を観察すること
になる。ただし、白黒液晶デイスプレイ２１２ｂに表示
する画像は、図１３に示したようにハーフミラー２１５
を介して観察するため、左右を反転させておく。

【００５６】以上説明した本装置の動作により、図１３
におけるカラー液晶ディスプレイ２１０ａに表示された
右眼用の画像は、観察者２１６および２１７の右眼だけ
にとり裏面より照明されて観察可能となり、カラー液晶
ディスプレイ２１０ｂに表示された左眼用の画像は、観
察者２１６および２１７の左眼だけにとり裏面より照明
されて観察可能となるため、観察者２１６および２１７
は一対のステレオ画像を同時に観察でき、共に立体視が
可能となる。また観察者２１６および２１７が移動して
も、ＬＥＤ２１３ａ、２１３ｂによる照明条件が維持さ
れる限り立体視ができることになる。

【００５７】ミラー２１５と観察者２１６、２１７との
間に、タッチパネル２を配し、上記立体表示装置３によ
って操作スイッチを立体視可能に表示し、第１の実施形
態と同様の制御を行うことで、第１の実施形態と同様の
効果を得ることができる。

【００５８】なお、第２の実施形態の立体表示部によれ
ば、左目用、右目用の画像の１フレーム分がそのまま表
示されて立体視画像が合成される。このため、奇数フィ
ールド（あるいは偶数フィールド）のみを用いて画像合
成を行うような場合に比べて解像度の高い立体視画像が
得られる。

【００５９】また、第１の実施形態と同様に、液晶ディ
スプレイ２１０ａ，２１０ｂにおける操作部品の視差画
像の表示位置と、タッチパネル２との位置関係を図１４
で示されるのと等価に設定することで、タッチパネル上
の指の位置と立体視表示された操作部品の表示位置の奥
行き感が一致し、より操作性が向上する。

【００６０】また、立体視表示装置の表示方式について
は、上記２つの実施形態で揚げた以外の方法であっても
よい。即ち、タッチパネルを表示面と観察者との間に配
設可能である限り、立体視表示方式は任意である。例え
ば、上記説明では、撮影した観察者像をバックライトと
して用いる構成を説明したが、撮影した観察者像の表示
位置を表示画像の透過制御に用いる構成（特開平７−３
３３５５６に開示されている）にも適用できることは明
らかである。

【００６１】更に、上記実施形態では、撮像部７として
立体カメラを用いたが、ビデオＣＤなどのコンピュータ
で扱う映像信号であってもよい。ことは明らかである。
また、立体カメラなどの撮像手段を配設せず、操作スイ
ッチのみを立体表示するようにしてもよい。

【００６２】また、本実施形態においては立体視の手法
として２視差像を合成し、呈示する２眼立体視法につい
て例示したが、３以上の視差像の中から、観察者の動き
に応じて適当な２視差像を選択して合成し、呈示する多
眼立体視法に用いることも可能である。

【００６３】また、本実施形態では制御を照明装置とし
たが、制御対象である外部装置の種類は任意である。ま
た、外部装置の制御に限らず、前記立体視表示手段に表
示される立体視映像信号の色調や輝度の制御などの本装
置内部の制御、立体ビデオの電源のオン・オフなど撮像
手段の制御、外部装置の制御を行わない単なるデータ入
力装置として、用いることが可能である。

【００６４】本実施形態においては、タッチパネルの入
力は指で行ったが、ペン型の入力装置を用いることも可
能である。また、本実施形態ではディスプレイ前面に配
置したタッチパネルを用いて入力を行ったが、指が画面
に近づいた際に、指が近づいた座標を検出できる非接触
的入力手段をディスプレイ後面に配置することでも可能
である。

【００６５】以上説明したように、上記実施形態によれ
ば、操作部品の視差像を合成し、該視差像を立体表示装
置に伝達することにより、該立体表示装置の画面上に操
作部品を立体的に表示する。そして、立体表示装置と観
察者との間にタッチパネルを配して、立体表示された操
作部品へのアクセスを検出し、該アセスの検出に基づい
て当該操作部品の立体的表示形態を変化させる。このた
め、操作部品の表示から設定状態（オン、オフ状態等）
を容易に把握でき、操作性が向上する。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ボ
タン、スイッチ、ボリューム、レバー等の操作部品を立
体的に画面に表示し、操作部品に対する操作者の操作に
よってその表示状態を立体的に変化させることが可能と
なる。このため、操作者は操作部品の状態を容易に把握
でき、操作性が向上する。

【００６７】

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態による画像表示システムの構成
を示すブロック図である。

【図２】第１の実施形態の合成部によって形成される視
差像を説明する図である。

【図３】立体視を行った場合に、操作スイッチが突出し
たように見える視差像を示す図である。

【図４】立体視を行った場合に、操作スイッチが突出し
ていないように見える視差像を示す図である。

【図５】制御部４によって実行される制御の手順を示す
フローチャートである。

【図６】制御部、立体視合成部、撮像部の詳細な構成を
示すブロック図である。

【図７】第１の実施形態における視差画像の合成処理を
説明する図である。

【図８】第１の実施形態における立体表示装置３の構成
を示すブロック図である。

【図９】時分割立体視表示部３２の詳細な構成を示すブ
ロック図である。

【図１０】立体表示装置３の前面にタッチパネル２を配
設した立体映像表示画面の表示例を示す図である。

【図１１】操作部品としてのボリューム操作用つまみの
視差像を示す図である。

【図１２】図１１の視差像で表示されたつまみ像に対す
る操作例を示す図である。

【図１３】第２の実施形態による立体視表示装置の構成
を説明するブロック図である。

【図１４】操作部品の立体視像の奥行き感とタッチパネ
ル面位置を一致させる方法を説明する図である。

【符号の説明】

１ 観察者 ２ タッチパネル ３ 立体表示装置 ４ 制御部 ５ 立体視合成部 ６ 外部装置 ７ 撮像部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｆ 13/02 13/02 (72)発明者 石川 皇 神奈川県足柄上郡中井町井ノ口1500番地 テルモ株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操作部品の視差像を形成する形成手段
   と、 前記視差像を合成して立体視可能に表示する表示手段
   と、 前記表示手段で表示された操作部品への操作指示を検出
   する検出手段と、 前記検出手段で検出された操作指示に基づいて、前記形
   成手段によって形成される操作部品の視差像を変更する
   変更手段とを備えることを特徴とする入力装置。
2. 【請求項２】 前記検出手段は、前記表示手段による前
   記視差像の合成面に配され、操作者の指示位置を検出す
   るタッチパネルを備え、該タッチパネルより得られる２
   次元座標データに基づいて前記操作部品への操作指示を
   検出することを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
3. 【請求項３】 前記操作部品は押しボタン型の操作スイ
   ッチであり、前記変更手段は、前記形成手段で形成され
   る視差像における該操作スイッチの凹凸状態を変更する
   ことを特徴とする請求項１に記載の入力装置。
4. 【請求項４】 左目用の像と右目用の像を含む視差像を
   入力する入力手段と、 操作部品の視差像を形成する第１形成手段と、 前記入力手段で得られた視差像と前記形成手段で得られ
   た視差像とに基づいて立体視用視差像を形成する第２形
   成手段と、 前記立体使用視差像を合成して立体視可能に表示する表
   示手段と、 前記表示手段で表示された操作部品への操作指示を検出
   する検出手段と、 前記検出手段で検出された操作指示に基づいて、前記第
   １形成手段によって形成される前記操作部品の視差像を
   変更する変更手段とを備えることを特徴とする画像表示
   システム。
5. 【請求項５】 前記入力手段は、左目用の像と右目用の
   像を含む視差像を撮像する撮像部を有し、 前記検出手段で検出された操作指示に基づいて、前記撮
   像部を制御する制御手段を更に備えることを特徴とする
   請求項４に記載の画像表示システム。
6. 【請求項６】 前記撮像部は、撮影のための照明系を具
   備し、 前記制御手段は、前記検出手段で検出された操作指示に
   基づいて前記撮像部の備える照明系を制御することを特
   徴とする請求項５に記載の画像表示システム。