JP2005165237A

JP2005165237A - 立体画像を表示する方法および装置

Info

Publication number: JP2005165237A
Application number: JP2003436079A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Kakeya; 英紀掛谷; Takeshi Akutsu; 剛阿久津
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-12-01
Filing date: 2003-12-01
Publication date: 2005-06-23

Abstract

【目的】軽微な装備で、立体視特有の目の疲労や不快感の原因である目の輻輳角と焦点調節との矛盾が生じない立体画像を、コンピュータから電子的に制御して表示する方法および装置を提供することを目的とする。
【構成】高周波の縞状パターンを含む画像を表示できる画像表示装置と、画像表示装置と両眼の間に配置された、経線により焦点距離が異なるレンズと、右目と左目に別々の画像を投影する手段とを備え、画像表示装置上に描かれる各画像領域について、高周波の縞状パターンの縞の方向と両眼からの輻輳角が連動する構成を備える。
【選択図】図１

Description

発明の詳細な説明

産業上の利用分野

本発明は、立体画像を表示する方法および装置に関する。

従来、立体視特有の目の疲労や不快感の原因である目の輻輳角と焦点調節との矛盾を解消する立体画像表示方法としては、ホログラムが知られている。しかし、ホログラム写真の技術は確立されているものの、コンピュータによって電子的に制御される電子ディスプレイにおいて、ホログラム写真と同等の画質を持つ立体動画像を表示することは、ディスプレイに送られるべき信号の量が膨大であるため、現時点では非現実的である。より少ない信号で目の輻輳角と焦点調節との矛盾を解消する立体画像表示方法としては、瞳の視線方向検出を行い、その視線方向に対応する奥行きに目の焦点が合うように目と画面の間に配置されたレンズ系の焦点距離を制御する方式がある。しかし、この方法では瞳の視線方向検出に高価な機構が必要であるとともに、検出結果をレンズ系の制御に反映させるときに生じる遅延の問題があり、さらには、ある領域に焦点をあわせたときに異なる奥行きにある他の領域の焦点がぼけるという自然界の３次元空間で起きる現象を再現できないという問題も生じる。

発明が解決しようとする課題

このように、従来の立体表示方式においては、立体視特有の目の疲労や不快感の原因である目の輻輳角と焦点調節との矛盾を解消する立体画像をコンピュータから電子的に制御して表示することは困難であった。

本発明は、軽微な装備で、立体視特有の目の疲労や不快感の原因である目の輻輳角と焦点調節との矛盾が生じない立体画像を、コンピュータから電子的に制御して表示する方法および装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、高周波の縞状パターンを含む画像を表示できる画像表示装置と、画像表示装置と両眼の間に配置された、経線により焦点距離が異なるレンズと、右目と左目に別々の画像を投影する手段とを備え、画像表示装置上に描かれる各画像領域について、高周波の縞状パターンの縞の方向と両眼からの輻輳角が連動する構成を備えることを特徴としている。

まず、本発明の概要を図１を用いて説明する。図１は、画像表示装置１と、経線により焦点距離が異なるレンズ２とからなる。画像表示装置１には、概ね左目にのみ観測される画面４と、概ね右目にのみ観測される画面５が表示される。画面上に表示する画像のうち、遠くに表示したい画像６は、その輻輳角が小さくなるように画面４と画面５に表示し、近くに表示したい画像７は、その輻輳角が大きくなるように画面４と画面５に表示する。画像６と画像７にはそれぞれ輻輳角から算出される奥行きが一意に与えられる。画像６と画像７にはそれぞれ算出された奥行きに対応した傾きの高周波の縞状パターンを重畳して表示する。ある縞状パターンの傾きに対応する奥行きとは、その傾きの線に垂直の方向に広がった光について、概ねその光が虚像または実像を結ぶ奥行きである。レンズ２が経線方向で焦点距離が異なる場合、縞状パターンの傾きによって、その傾きに垂直な方向に広がった光が虚像または実像を結ぶ奥行きは変化するため、ある範囲の奥行きについてその奥行きに対応する縞状パターンの傾きを割り当てることが可能である。目の焦点調節は高周波パターンにより強い影響を受ける傾向があり、また縞状パターンを提示するときにはその縞の傾きに垂直な方向のみが画像の焦点ぼけを左右するため、奥行きに対応した傾きを持つ高周波縞状パターンを重畳することで、目の焦点調節を輻輳調節の矛盾がない位置に誘導することが可能となる。

以下に本発明の第一の実施形態を図２を用いて説明する。この実施形態においては、両眼に異なる画像を提示する方法として、観察者８の右目９と左目１０にそれぞれ異なる画像を入力するための光学系１１が、画像表示装置１と経線により焦点距離が異なるレンズ２の間に配置される。光学系１１は、公知の反射鏡やプリズムを用いる方式にて実現することが可能である。レンズ２としては凹型型または凸型のシリンダーレンズを用いる。画像表示装置１、主経線方向で焦点距離が異なるレンズ２、および右目９と左目１０にそれぞれ異なる画像を入力するための光学系１１は、観察者８の頭部に装着できるヘッドマウントディスプレイとして構成することも可能である。

以下に本発明の第二の実施形態を図３を用いて説明する。この実施形態においては、両眼に異なる画像を提示する方法として、通常の画像表示装置１に代わり、二種類の分離可能な画像を表示できる画像表示装置１２と、それら二種類の画像のうちの異なる一方を選択的に透過し、観察者８の右目９と左目１０それぞれに見せることのできる立体眼鏡装置１３を用いる。画像表示装置１２と立体眼鏡装置１３の組み合わせとしては、ＣＲＴと液晶シャッタの利用や偏光フィルタの利用など、公知の眼鏡式立体画像表示方式を用いることができる。画像表示装置１２として大画面の表示装置を用いる場合、それに相応した大型のレンズ２としてはシリンドリカルフレネルレンズを用いることもできる。

以下に本発明の第三の実施形態を図４を用いて説明する。この実施形態においては、両眼に異なる画像を提示する方法として、第二の実施形態の画像表示装置１２と立体眼鏡装置１３に代わり、観測位置の違いによって異なる画像を観察することができる裸眼立体画像表示装置１４を用いる。このような裸眼立体画像表示装置にはパララックスバリア方式、レンチキュラレンズ方式など公知のものが複数存在する。

発明の効果

この発明は上記した構成からなるので、以下に説明するような効果を奏することができる。

請求項１に記載の発明では、軽微な装備で、立体視特有の目の疲労や不快感の原因である目の輻輳角と焦点調節との矛盾を解消する立体画像をコンピュータから電子的に制御して表示することが可能となった。

本発明の概略を示す模式図である。本発明の第一の実施形態を示す模式図である。本発明の第二の実施形態を示す模式図である。本発明の第三の実施形態を示す模式図である。

符号の説明

１画像表示装置
２経線により焦点距離が異なるレンズ
３目
４概ね左目にのみ観測される画面
５概ね右目にのみ観測される画面
６遠くに表示する画像
７近くに表示する画像
８観察者
９右目
１０左目
１１各目にそれぞれ異なる画像を入力するための光学系
１２二種類の分離可能な画像を表示できる画像表示装置
１３立体眼鏡装置
１４裸眼立体画像表示装置

Claims

高周波の縞状パターンを含む画像を表示できる画像表示装置と、画像表示装置と両眼の間に配置された、経線により焦点距離が異なるレンズと、右目と左目に別々の画像を投影する手段とを備え、画像表示装置上に描かれる各画像領域について、高周波の縞状パターンの縞の方向と両眼からの輻輳角が連動する構成を備えることを特徴とする立体画像を表示する方法および装置。