JP2008236550A - 映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の観察者が同一の映像を見る場合であっても、それぞれの観察者に歪みの無い映像を提示する。
【解決手段】補正パターン演算部１７によって、視点位置パラメータ入力部１３から複数の視点位置を入力し、当該視点位置ごとに補正パターンを算出する。複数の補正パターンは、補正パターン格納部１８に格納され、当該補正パターンを算出する時に用いられた複数の視点位置は、視点位置格納部１５に格納される。視点位置呼び出し部１６によって何れかの視点位置を呼び出すと、当該視点位置を用いて算出された補正パターンを補正パターン格納部１８から映像補正処理部１９に出力させて、当該補正パターンに従って映像補正処理部１９によって歪み補正処理を行わせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、任意曲面に歪みの無い映像を表示する映像表示装置に関する。

従来より、大型のスクリーンに映像を投影して、観察者に各種の疑似体験をさせる技術としては、下記の特許文献１に記載された技術が知られている。

これらの仮想現実感生成システムは、人間の感覚のうち視覚から得られる情報が最も多く、人間の全感覚から得られる情報の８０％〜８５％を占めているために、人間の視野を覆うような映像を提示することによって、当該映像に対する没入感を与えている。また、バーチャルリアリティにおいても、より実現的な仮想空間を生成するために、視覚へ情報提示を行うことは最も重要な要素となっている。このように、単に映像を提示するだけでなく、広視野、立体視、等身大スケールなど、より自然な見え方を実現するための映像提示技術が求められている。

このような映像システムとしては、下記の特許文献１のように多数の観察者を取り囲むような半球面形状のスクリーンに歪みの無い広視野映像を投影するものを挙げることができる。この映像システムは、スクリーンから前方の観察者のみならずスクリーンから後方の観察者にも高い没入感を実現するために、スクリーン半径、スクリーン幅等のパラメータを別個に設定している。
特開２００２−３５０９７９号公報

しかしながら、上述した仮想現実感生成システムにおいては、通常、任意曲面スクリーンに対して最適と考えられる一箇所の視点位置を決定し、その視点位置を含めた各種パラメータによって補正パターンを算出していたため、最適位置以外の視点位置から映像を見た場合には歪みのある映像となっていた。

また、特許文献１に記載の技術では、複数の観察者から見る時に最適なパラメータを設定しているので、歪みのない映像を多数人に提示することはできていなかった。

そこで、本発明は、上述した実情に鑑みて提案されたものであり、複数の観察者が同一の映像を見る場合であっても、それぞれの観察者に歪みの無い映像を提示できる映像表示装置を提供することを目的とする。

本発明は、任意曲面の映像表示部に映像を投影する映像表示装置であって、映像提示手段に映像を投影する映像投影手段と、映像提示手段に提示された映像を歪み無く観察させるためのパラメータとして、少なくとも観察者の視点位置を入力するパラメータ入力手段と、映像投影手段から投影させる映像の映像データを生成する映像生成部と、観察者が映像生成手段で生成された映像をパラメータ入力手段によって入力した視点位置から見た場合に歪みの無い映像として観察できるように、映像生成手段で生成された映像データの座標変換を行うための補正パターンを、当該視点位置に基づいて算出する補正パターン算出手段と、補正パターン算出手段によって算出された補正パターンに従って、映像生成手段によって生成された映像データの座標変換を行って歪み補正処理を行う映像補正手段とを備える。

この映像表示装置は、上述の課題を解決するために、補正パターン算出手段によって、パラメータ入力手段から複数の視点位置を入力し、当該視点位置ごとに補正パターンを算出する。更に、この映像表示装置は、補正パターン算出手段によって算出された複数の補正パターンを格納する補正パターン格納手段と、補正パターン格納手段に格納されている補正パターンを算出する時に用いられた視点位置を複数格納する視点位置格納手段と、視点位置格納手段に格納された何れかの視点位置を呼び出し、当該視点位置を用いて算出された補正パターンを補正パターン格納手段から映像補正手段に出力させて、当該補正パターンに従って映像補正手段によって歪み補正処理を行わせる視点位置呼出手段とを備える。

本発明によれば、複数の視点位置を入力し、視点位置ごとに補正パターンを算出して複数の補正パターンを格納しておくと共に、格納されている補正パターンを算出する時に用いられた視点位置を複数格納しておき、格納しておいた何れかの視点位置を呼び出すことによって、当該視点位置を用いて算出された補正パターンに従って歪み補正処理を行わせるので、複数の観察者が同一の映像を見る場合であっても、効率的な処理によって、それぞれの観察者に歪みの無い映像を提示できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

本発明を適用した映像表示システムは、図１に示すように、観察者に凹面を向けた任意形状の投影面を有したスクリーンである映像提示部１に、歪みの無い映像光を表示させるために、歪み補正処理を施した結果としての映像信号によって、プロジェクタである映像投影部２から映像光を出射させるものである。この映像提示部１に表示される映像は、特に限定するものではない。しかし、以下の説明においては、内視鏡手術室に映像提示部１及び映像投影部２、後述の制御装置３が設置された環境において、内視鏡手術者、内視鏡操作者、補助者といった数人で単一の映像提示部１を視認する場合について説明する。従って、内視鏡手術者、内視鏡操作者、補助者は、それぞれ近接した位置に立っていて視点位置が１〜２メートルと近い。しかし、手術の確実性が要求される環境化においては、内視鏡手術者、内視鏡手術者、補助者等のそれぞれに対して歪みの無い映像を表示する必要がある。

また、映像が投影される映像提示部１としては、例えば、映写面の表面にアルミ粉末などを塗布した所謂シルバースクリーンを用いる。更に、映像提示部１の形状としては、観察者に凹部を向けた半球ドーム型だけではなく、平面スクリーンや、円筒型の一部を用いた２次曲面スクリーンであっても良く、半球ドーム型スクリーン、平面スクリーン、２次曲面を種々組み合わせて形成したスクリーンであっても良い。このような様々な形状の映像提示部１であっても、映像表示システムは、当該形状に応じた映像の歪み補正処理を行うことになる。

映像投影部２は、所謂投影型のプロジェクタである。この映像投影部２は、制御装置３から供給される歪み補正処理がされた映像データを入力して、当該映像データを用いて映像光を投影する。

制御装置３は、パラメータ入力手段として提示部パラメータ入力部１１、投影部パラメータ入力部１２、視点位置パラメータ入力部１３を備える。提示部パラメータ入力部１１によって入力する提示部パラメータは、映像提示部１の位置、姿勢、形状等の映像提示部１に関するパラメータである。投影部パラメータ入力部１２によって入力する投影部パラメータは、映像投影部２の位置、姿勢、画角、シフト量、性能等の映像投影部２に関するパラメータである。視点位置パラメータ入力部１３によって入力する視点位置パラメータは、観察者の視点位置を示すパラメータである。

これら提示部パラメータ、投影部パラメータ及び視点位置パラメータは、歪み補正処理を行うために使用される補正パターンを作成するためのパラメータであって、映像提示部１に提示された映像を歪み無く観察させるためのパラメータである。これらの提示部パラメータ、投影部パラメータ及び視点位置パラメータは、それぞれ、補正パターン演算部１７に供給される。

なお、本例では、提示部パラメータ入力部１１、投影部パラメータ入力部１２及び視点位置パラメータ入力部１３を備えるが、映像提示部１に関する提示部パラメータ、映像投影部２に関する投影部パラメータが固定した値であれば、視点位置パラメータだけを入力するものであればよい。特に、視点位置パラメータとしては、内視鏡手術者、内視鏡操作者、その他補助者の少なくとも３点の視点位置パラメータが視点位置パラメータ入力部１３に入力される。

視点位置パラメータ入力部１３には、視点位置パラメータ入力部１３から補正パターン演算部１７に供給する視点位置パラメータを変更する視点位置変更部１４が接続されている。この視点位置変更部１４は、例えば内視鏡手術者、内視鏡操作者、その他補助者の視点位置が移動した場合に、これらの者の操作入力を受け付ける入力デバイス等からなる。新たな視点位置パラメータを入力した場合、視点位置変更部１４は、当該視点位置パラメータを視点位置パラメータ入力部１３に供給する。

補正パターン演算部１７は、提示部パラメータ入力部１１、投影部パラメータ入力部１２及び視点位置パラメータ入力部１３によって入力したパラメータに基づいて、視点位置ごとの補正パターンを演算する。この補正パターンは、映像生成部２０で生成された映像データを歪み無く各観察者に視認させるための座標変換マップである。これらの視点位置ごとの補正パターンは、補正パターン格納手段としての補正パターン格納部１８に格納される。すなわち、補正パターン格納部１８に格納された補正パターンと、視点位置格納部１５に格納された視点位置とは関連付けられている。特に、補正パターン演算部１７は、内視鏡手術者、内視鏡操作者、その他補助者それぞれの視点位置に対応した３個の補正パターンを作成して、補正パターン格納部１８に出力する。

また、複数の視点位置は、視点位置格納部１５にも記憶される。そして、視点位置呼び出し部１６によって視点位置格納部１５に格納された視点位置のうち何れかの視点位置が呼び出された場合、視点位置格納部１５は、当該呼び出された視点位置を補正パターン格納部１８に供給する。

視点位置呼び出し部１６は、内視鏡手術者、内視鏡操作者、その他補助者が操作する入力デバイス等が挙げられる。例えば内視鏡手術者用の映像を表示させる操作が入力デバイスに対して行われた場合、視点位置呼び出し部１６は、内視鏡手術者の視点位置を呼び出す信号を視点位置格納部１５に供給する。そして、視点位置格納部１５は、内視鏡手術者の視点位置を補正パターン格納部１８に供給する。

これに対し、補正パターン格納部１８は、呼び出された視点位置を用いて演算された補正パターンを映像補正処理部１９に出力する。映像補正処理部１９には、補正パターン及び映像生成部２０によって生成された映像データが供給される。映像補正処理部１９は、当該映像データを、補正パターン格納部１８から供給された補正パターンに従って座標変換を行うことによって、映像の歪み補正処理を行い、歪み補正済の映像データを映像投影部２に出力する。

映像補正処理部１９は、補正パターン演算部１７によって算出されて補正パターン格納部１８から供給された補正パターンに従って、映像生成部２０によって生成された映像データの座標変換である歪み補正処理を行う。

このような映像表示システムによれば、補正パターン格納部１８に格納されている補正パターンを算出する時に用いられた視点位置を、視点位置格納部１５に複数格納しておき、視点位置呼び出し部１６によって何れかの視点位置が呼び出されると略同時に、補正パターンを映像補正処理部１９に供給することができる。従って、視点位置の変更時に補正パターンを演算することなく、映像補正処理部１９の歪み補正処理に使用する補正パターンを即座に切り換えることができる。したがって、呼び出された時点から速やかに、当該視点位置から見た場合に歪みの無い映像を観察させることができる。

以上説明したように、本発明を適用した映像表示システムによれば、映像提示部１に表示された映像を観察する観察者が複数存在し、観察者ごとに歪み補正処理を切り換える必要がある場合であっても、補正パターン格納部１８に格納しておいた視点位置ごとの補正パターンを映像補正処理部１９に出力するのみで、映像補正処理部１９で用いる補正パターンを切り換えることができる。したがって、観察者ごとに映像を切り換える時であっても、各観察者に歪みのない映像を視認させることができる。すなわち、観察者ごと映像を切り換える時でも補正パターンを演算して歪み補正処理を行う必要がなく、本発明を適用した映像表示システムによれば、効率的に歪み補正処理を行って瞬時に補正パターンを切り換えて映像を切り換えることができる。

また、複数の補正パターンを演算するための複数の視点位置を、観察者の右眼、左眼にして視点位置パラメータ入力部１３に視点位置パラメータを入力しても良い。これにより、右眼で映像を見る時の補正パターン、左眼で映像を見るときの補正パターンをそれぞれ演算して補正パターン格納部１８に格納しておくことができる。これによって、瞬時に右眼用、左眼用の補正パターンを切り換えて歪み補正処理を実施し、歪みのない映像を提示することができる。

つぎに、上述した映像表示システムにおいて、所定の順序に従って、異なる補正パターンで歪み補正処理を施した映像を表示させることについて説明する。

この映像表示システムは、図２に示すように、補正パターン格納部１８に格納された複数の補正パターンを、所定の表示順に指定する表示順指定手段である補正パターン表示順指定部２２と、当該補正パターン表示順指定部２２によって指定された表示順で、映像補正処理部１９の歪み補正処理に用いる補正パターンを更新する補正パターン更新手段である補正パターン更新部２１とを備える。この映像表示システムにおける映像補正処理部１９は、補正パターン更新部２１によって更新された補正パターンに従って順次歪み補正処理を行う。

補正パターン表示順指定部２２に指定された表示順は、例えば内視鏡手術者、内視鏡操作者、その他補助者のそれぞれに異なる補正パターンで歪み補正処理を施した映像を提示する場合に、当該内視鏡手術者、内視鏡操作者、その他補助者の順序を設定したものである。この補正パターン表示順指定部２２により指定された表示順又は現在使用すべき補正パターンは、補正パターン更新部２１に供給される。

補正パターン更新部２１は、補正パターン表示順指定部２２から供給された表示順又は現在使用すべき補正パターンの情報が供給されると、当該表示順又は現在使用すべき補正パターンを補正パターン格納部１８から取り出して、映像補正処理部１９に出力する。これにより、補正パターン更新部２１は、映像補正処理部１９の歪み補正処理で用いる補正パターンを更新する。

また、この補正パターン表示順指定部２２は、自動又は手動で補正パターンを更新するように補正パターンを使用する順序を指定しても良い。例えば、５個の補正パターンを補正パターン格納部１８に格納させておき、このうちの３個の補正パターンを選択する指定と当該３個の補正パターンをどのような順序で使用するかの指定を入力デバイス等の操作によって行っても良い。

また、視点位置の移動が限定されている場合において、視点位置の移動方向と距離を予め補正パターン表示順指定部２２によって設定し、当該視点位置の移動に対応して補正パターン更新部２１から映像補正処理部１９に出力する補正パターンを切り換えても良い。

このような映像表示システムによれば、補正パターンを使用する順序を設定して、各補正パターンで歪み補正処理を施した映像を表示する順序を設定することによって、複数の観察者が同じ映像提示部１を見ていても、設定した順序にて歪みのない映像を視認させることができる。

つぎに、上述した映像表示システムにおいて、補正パターン格納部１８に格納された複数の補正パターンのうち、何れかの補正パターンを特定する補正パターン特定部３２と、補正パターン特定部３２によって特定された補正パターンを、映像補正処理部１９に出力して、当該映像補正処理部１９の歪み補正処理に用いる補正パターンを更新する補正パターン特定更新部３１とを更に備えたものを、図３に示す。

補正パターン特定部３２は、映像補正処理部１９の歪み補正処理に使用する補正パターンを特定する特定情報が記憶されている。補正パターン特定更新部３１は、補正パターン特定部３２から特定情報が供給されると、当該特定情報で特定されている補正パターンを補正パターン格納部１８から読み出して映像補正処理部１９に出力する。

このような映像表示システムによれば、視点位置格納部１５に格納された視点位置、補正パターン格納部１８に格納された補正パターンのうち、何れかの特定の視点位置、補正パターンを補正パターン特定部３２によって特定することによって、当該補正パターンを用いて歪み補正処理を行った映像を瞬時に表示することができる。

また、視点位置格納部１５に格納された複数の視点位置、補正パターン格納部１８に格納された複数の補正パターンのうち、必要な範囲の視点位置、補正パターンでグループ分けをすることができる。すなわち、補正パターン特定部３２に視点位置、補正パターンのグループを特定しておき、当該グループの特定情報を補正パターン特定更新部３１に供給する。これにより、補正パターン特定更新部３１は、特定のグループに該当する補正パターンを読み出すことができる。

更に、視点位置の移動範囲を補正パターン特定部３２で特定しておき、当該範囲を超えた時に、補正パターン特定更新部３１によって、特定の補正パターンを補正パターン格納部１８から読み出して、映像を更新しても良い。例えば、補正パターン特定部３２に、所定の視点位置から外れた場合であっても、少ない歪み度合いで視認できる補正パターンを特定しておき、視点位置の移動によって所定の視点位置から外れた場合に、補正パターン特定更新部３１によって、当該補正パターンを読み出すことができる。

例えば、最適な視点位置から水平及び垂直方向に１０ｃｍ 、２０ｃｍなどの範囲を外れた場合に、特定の補正パターンを読み出すとした場合に、当該範囲を超えた場合に特定の補正パターンを呼び出して補正パターンを更新し、簡易的に視点位置に追従した歪み補正処理を行うことができる。

これにより、内視鏡手術者の視点位置が移動しても、突然に大きな歪みのある映像を視認させることなく、小さい歪み度合いの映像を視認させることができる。

つぎに、上述した映像表示システムにおいて、観察者の視点位置を検出して、視点位置格納部１５に格納されている視点位置、補正パターンを設定するものについて説明する。

この映像表示システムは、図４に示すように、観察者の視点位置を検出する視点位置検出手段としての視点位置演算部４１と、視点位置受信装置４２と、視点位置発信装置４３とを備える。これら視点位置演算部４１，視点位置受信装置４２及び視点位置発信装置４３によって検出された複数の視点位置は、視点位置格納部１５に格納されると共に、視点位置パラメータ入力部１３によって入力されて補正パターン演算部１７に供給される。

補正パターン演算部１７は、視点位置パラメータ入力部１３から変更された視点位置パラメータが入力されると、当該複数の視点位置ごとに補正パターンを算出して、補正パターン格納部１８の補正パターンを設定する。

視点位置発信装置４３は、例えば、内視鏡手術者、内視鏡操作者、その他補助者のそれぞれに装着されたメガネに搭載された発信機、視点位置から一定の距離にある箇所である額やブレスレットに発信機等で実現される。この場合、視点位置受信装置４２は、メガネに搭載された発信器からの電波を入力して、内視鏡手術者、内視鏡操作者、その他補助者のそれぞれの視点位置を示す受信情報を視点位置演算部４１に出力する。

視点位置演算部４１は、視点位置受信装置４２から入力した受信情報から、現在の内視鏡手術者、内視鏡操作者、その他補助者のそれぞれの視点位置を演算して、視点位置格納部１５に格納する。この演算された視点位置は、内視鏡手術者、内視鏡操作者、その他補助者のそれぞれの視点位置として視点位置格納部１５に格納される。また、これらの視点位置は、視点位置格納部１５から視点位置パラメータ入力部１３にも送られ、当該視点位置パラメータ入力部１３から補正パターン演算部１７に送られる。補正パターン演算部１７は、視点位置演算部４１によって演算された現在の視点位置に基づいて、補正パターンを演算して、補正パターン格納部１８に格納する。これによって、補正パターン格納部１８に新たな補正パターンが設定される。

以上のように、この映像表示システムによれば、内視鏡手術者、内視鏡操作者、その他補助者のそれぞれの視点位置といった複数の視点位置を自動的に計測するので、手動で計測及び入力する手間を省くことができる。すなわち、視点位置の情報を視点位置パラメータ入力部１３に手動などで入力する手間を省くことができ、自動的に補正パターンを設定することができる。

また、映像提示部１に投影されている映像を観賞している観賞者のすべての視点位置を計測することができ、視点位置の変更の範囲を認識することができる。更に、すべての鑑賞者の視点に対応した補正パターンを予め算出し、補正パターン格納部１８に格納（準備）しておくことができる。

更に、この映像表示システムによれば、図２を参照して説明した補正パターン更新部２１及び補正パターン表示順指定部２２を備えることにより、計測した複数の視点位置の表示順に演算した補正パターンによって歪み補正処理を行った映像を提示することができる。

更にまた、この映像表示システムによれば、図３を参照して説明した補正パターン特定更新部３１及び補正パターン特定部３２を備えることにより、計測した複数の視点位置のうちで特定の視点位置から見て歪みのない映像を表示できる補正パターンを選択することができる。具体的には、内視鏡手術者の視点位置の移動履歴に対応した複数の補正パターンを補正パターン格納部１８に格納しておき、現在の視点位置の補正パターンを特定して映像補正処理部１９に送ることができる。

つぎに、上述した図４に示した映像表示システムにおいて、視点位置が移動した時に視点位置を更新するものについて説明する。

この映像表示システムは、図５に示すように、視点位置検出手段としての視点位置受信装置４２及び視点位置発信装置４３によって検出されて視点位置格納部１５に格納された視点位置を更新するための視点位置受信更新部５１及び視点位置演算更新５２を更に備える。視点位置受信更新部５１は、上述の視点位置演算部４１と同様の機能を有し、視点位置受信装置４２から受信した情報に基づいて視点位置を演算し、視点位置演算更新５２に渡す。

視点位置演算更新５２は、視点位置受信更新部５１によって受信した視点位置によって、視点位置格納部１５に格納された視点位置を更新する。また、更新された視点位置が視点位置格納部１５に格納されたことに応じて、当該更新された視点位置を視点位置パラメータ入力部１３によって入力して補正パターン演算部１７によって当該更新された視点位置の補正パターンを算出して、補正パターン格納部１８に格納する。

例えば、現在の内視鏡手術者、内視鏡操作者、その他補助者のそれぞれの視点位置を演算して、視点位置格納部１５に格納する。この演算された視点位置は、既に視点位置格納部１５に格納されていた内視鏡手術者、内視鏡操作者、その他補助者のそれぞれの視点位置に上書き保存される。また、これらの視点位置は、視点位置格納部１５から視点位置パラメータ入力部１３にも送られ、当該視点位置パラメータ入力部１３から補正パターン演算部１７に送られる。補正パターン演算部１７は、視点位置演算部４１によって演算された現在の視点位置に基づいて、補正パターンを再演算又は修正して、補正パターン格納部１８に格納する。この再演算又は修正された補正パターンは、既に補正パターン格納部１８に格納されていた内視鏡手術者、内視鏡操作者、その他補助者のそれぞれの補正パターンに上書き保存される。

以上のように、この映像表示システムによれば、内視鏡手術者、内視鏡操作者、その他補助者のそれぞれの視点位置といった複数の視点位置の移動を自動的に更新するので、常に歪みのない映像を提示することができる。更にまた、この映像表示システムによれば、図３を参照して説明した補正パターン特定更新部３１及び補正パターン特定部３２を備えることにより、計測した複数の視点位置のうちで特定の視点位置から見て歪みのない映像を表示できる補正パターンを選択することができる。具体的には、内視鏡手術者の視点位置の移動履歴に対応した複数の補正パターンを補正パターン格納部１８に格納しておき、現在の視点位置の補正パターンを特定して映像補正処理部１９に送ることができる。

つぎに、上述した映像表示システムにおいて、観察者に歪みのない映像のみを提示するものについて説明する。

この映像表示システムは、図６に示すように、観察者の視界を遮断する映像遮断装置６１を更に備える。この映像遮断装置６１は、現在表示させている映像の歪み補正処理に用いた補正パターンの視点位置に観察者の視点位置が該当する場合には、当該映像を観察させるように動作する。一方、映像遮断装置６１は、現在表示させている映像の歪み補正処理に用いた補正パターンの視点位置に観察者の視点位置が該当しない場合には、当該映像を観察させないように動作する。

この映像遮断装置６１は、例えば、観察者の視点位置と映像提示部１とを結ぶ視線上に設けられた液晶シャッタリングメガネや、偏光メガネを使用することで実現される。偏光メガネを映像遮断装置６１として使用する場合、映像投影部２には、偏光フィルタを装着する必要がある。

映像遮断装置６１には、補正パターン特定更新部３１が接続されている。制御装置３は、補正パターン特定更新部３１の動作と、映像遮断装置６１との動作とを同期させることによって、映像提示部１の映像を提示する観察者ごとに補正パターンを切り換える。具体的には、内視鏡手術者、内視鏡操作者、その他補助者のうちの内視鏡手術者のみに映像提示部１の映像を提示する場合には、内視鏡手術者に装着させた映像遮断装置６１によって映像が見えるようにし、他の映像遮断装置６１によって映像を見えないようにする。この場合、補正パターン特定部３２は、内視鏡手術者の補正パターンを映像補正処理部１９に出力するように補正パターン特定更新部３１を制御することによって、補正パターン特定更新部３１によって内視鏡手術者の補正パターンを補正パターン格納部１８から映像補正処理部１９に出力することができる。

また、映像遮断装置６１によって右眼の視界と左眼の視界とを交互に切り換えて映像を提示する場合には、当該映像遮断装置６１の動作と同期して、補正パターン特定更新部３１は、右眼用の補正パターンと左眼用の補正パターンとを同期して、映像補正処理部１９に出力する。

以上のように、この映像表示システムによれば、現在表示している歪みのない映像の補正パターンの算出に使用した視点位置に対応した視点（鑑賞者、または右眼、左眼）のみに映像を提示できる。逆に、視点位置以外の視点位置から映像提示部１の映像を見ることを禁止できる。

つぎに、上述した映像表示システムにおいて、映像投影部２を複数台備えたものについて説明する。

この映像表示システムは、図７に示すように、３台の映像投影部２Ａ，２Ｂ，２Ｃを備える。このような映像表示システムは、各映像投影部２Ａ，２Ｂ，２Ｃの提示部パラメータを、提示部パラメータ入力部１１から補正パターン演算部１７に供給する。この提示部パラメータは、少なくとも各映像投影部２Ａ，２Ｂ，２Ｃに関するパラメータのうち映像投影部２Ａ，２Ｂ，２Ｃに提示された映像を歪み無く観察させるためのパラメータである。補正パターン演算部１７は、各提示部パラメータと各視点位置パラメータとの組み合わせごとに、補正パターンを演算して、補正パターン格納部１８に格納しておく。補正パターン格納部１８は、映像投影部２Ａ，２Ｂ，２Ｃと視点位置との組み合わせと、各補正パターンとを対応付けておく。

制御装置３は、上述した構成に、映像補正処理部１９及び映像投影部２Ａ，２Ｂ，２Ｃと接続された補正映像選択出力部７１及び映像投影部特定部７２を更に備える。映像投影部特定部７２は、映像投影部２Ａ，２Ｂ，２Ｃと当該映像投影部２Ａ，２Ｂ，２Ｃに対応した補正パターとを関連付ける。補正映像選択出力部７１は、映像投影部特定部７２で特定された映像投影部２Ａ，２Ｂ，２Ｃを選択し、映像補正処理部１９によって歪み補正処理が施された映像データを出力する。

例えば映像提示部１に表示する映像が静止画又は静止画のスライドショーの場合、一台の制御装置３によって複数の映像投影部２Ａ，２Ｂ，２Ｃに割り当てて出力することは可能である。しかしながら、映像提示部１に表示する映像がコンピュータグラフィックの動画像等の処理量が多くなる場合、既存のパーソナルコンピュータのスペックの一台分の処理能力では、複数の映像投影部２Ａ，２Ｂ，２Ｃに別々の映像を出力することが困難となる可能性がある。

そこで、映像表示システムは、図８に示すように、図７の制御装置３を、３台のパーソナルコンピュータからなるマスターＰＣ３Ａと、映像投影部２Ａと接続された第１スレーブＰＣ３Ｂと、映像投影部２Ｂと接続された第２スレーブＰＣ３Ｃからなる構成としても良い。なお、映像投影部２Ａ，２Ｂ，２Ｃのように３台の映像投影部２を使用する場合には、単にスレーブＰＣがもう一台増えるのみである。

マスターＰＣ３Ａは、２台の第１スレーブＰＣ３Ｂ及び第２スレーブＰＣ３Ｃを制御する。マスターＰＣ３Ａは、図７の制御装置３と同様に、提示部パラメータ入力部１１、投影部パラメータ入力部１２、視点位置パラメータ入力部１３、視点位置変更部１４、視点位置格納部１５、視点位置呼び出し部１６、補正パターン演算部１７及び補正パターン格納部１８を備える。また、マスターＰＣ３Ａは、上述の映像投影部特定部７２に相当する映像投影部特定部８１を備える。

第１スレーブＰＣ３Ｂは、マスターＰＣ３Ａの補正パターン格納部１８から補正パターンを入力する映像補正処理部１９Ａと映像生成部２０Ａとを備える。第２スレーブＰＣ３Ｃは、マスターＰＣ３Ａの補正パターン格納部１８から補正パターンを入力する映像補正処理部１９Ｂと映像生成部２０Ｂとを備える。

このような映像表示システムは、補正パターン格納部１８によって、映像補正処理部１９Ａ、映像補正処理部１９Ｂに補正パターンを出力し、各映像補正処理部１９Ａ、映像補正処理部１９Ｂによって、歪み補正処理を行う。ここで、補正パターン格納部１８は、映像補正処理部１９Ａ、映像補正処理部１９Ｂに２個の補正パターンを同報しても良く、映像補正処理部１９Ａと映像補正処理部１９Ｂとを識別して１個づつ補正パターンを出力しても良い。

第１スレーブＰＣ３Ｂ、第２スレーブＰＣ３Ｃは、マスターＰＣ３Ａの補正パターン格納部１８から送信された補正パターンに従って歪み補正処理を行って、接続された映像投影部２Ａ，２Ｂに映像データを出力する。各第１スレーブＰＣ３Ｂ、第２スレーブＰＣ３Ｃによって補正された映像は、例えばマスターＰＣ３Ａの映像投影部特定部８１から出力される信号に従って、同期再生・同期停止・同期一時停止される。

以上のように、この映像表示システムによれば、複数の補正パターンを用いて複数の歪み補正済の映像を複数の映像投影部２から同一の映像提示部１に表示することによって、各々の補正状態の違いをわかりやすく表示できる。また、映像表示システムは、観察者の右眼、左眼に対応した特定の補正パターンによる補正済の映像を表示させるために、各映像投影部２に偏光フィルタを実装して、シルバー塗装された映像提示部１、偏光メガネを使用することで立体視を観察させることができる。

つぎに、上述した映像表示システムにおいて、図９に示すように、視点位置パラメータ入力部１３から補正パターン演算部１７に出力する視点位置を変更する視点位置更新装置９１を備えるものについて説明する。

視点位置更新装置９１は、視点位置パラメータを更新する手段として、例えば数値の直接入力用テンキーや、ゲームパッド（またはジョイスティック）による一定法則の変更が考えられる。このような映像表示システムは、視点位置変更部１４によって、映像を投影する前に視点位置を変更して補正パターンを算出でき、視点位置更新装置９１によって、映像を表示している最中に視点位置を変更して補正パターンを変更しながら映像を観察させることができる。

この視点位置更新装置９１の視点位置パラメータの変更度合いは、例えば数メートルといったレンジではなく、数１０センチといった微調整である。したがって、この微調整度合いを視点位置更新装置９１から視点位置パラメータ入力部１３に供給して、補正パターンを更新することによって、更に歪みのない最適な映像を観察者に提示できる。また、この視点位置の微調整は、視点位置格納部１５にも出力されて、視点位置格納部１５に格納された視点位置を更新する。

つぎに、上述した映像表示システムにおいて、補正パターン格納部１８に格納されている補正パターンを保存する保存部１０１を更に備えたものについて説明する。

この映像表示システムは、図１０に示すように、補正パターン格納部１８に格納されている補正パターンを一時的に保存部１０１に保存することができる。例えば、観察者が入力デバイスを操作したことに応じて、補正パターン格納部１８に現在格納されている補正パターンを保存部１０１に保存しても良く、所定間隔ごとに補正パターンを保存部１０１に保存しても良く、補正パターンの更新時に更新直前の補正パターンを保存部１０１に保存しても良い。

保存部１０１に保存された補正パターンは、視点位置呼び出し部１６によって視点位置格納部１５に格納された視点位置を呼び出すことによって、保存部１０１に格納されている補正パターンを呼び出して、映像補正処理部１９に供給することができる。このとき、映像補正処理部１９は、補正パターン格納部１８から出力された補正パターンに代えて、一時的に保存部１０１から出力された補正パターンを用いて歪み補正処理を行って映像データを映像投影部２に出力する。

このような映像表示システムによれば、補正パターンを保存しておくことによって、補正パターンを何時で再現することができ、利便性を向上できる。

なお、上述の実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

本発明を適用した映像表示システムの構成を示すブロック図である。 本発明を適用した映像表示システムにおいて、所定の順序に従って、異なる補正パターンで歪み補正処理を施した映像を表示させる構成を示すブロック図である。 本発明を適用した映像表示システムにおいて、複数の補正パターンのうち、何れかの補正パターンを特定する構成を示すブロック図である。 本発明を適用した映像表示システムにおいて、観察者の視点位置を検出して、視点位置格納部に格納されている視点位置、補正パターンを設定する構成を示すブロック図である。 本発明を適用した映像表示システムにおいて、視点位置が移動した時に視点位置を更新する構成を示すブロック図である。 本発明を適用した映像表示システムにおいて、観察者に歪みのない映像のみを提示する構成を示すブロック図である。 本発明を適用した映像表示システムにおいて、映像投影部を複数台備えた構成を示すブロック図である。 本発明を適用した映像表示システムにおいて、映像投影部を複数台備え且つ複数のパーソナルコンピュータを備えた構成を示すブロック図である。 本発明を適用した映像表示システムにおいて、視点位置パラメータ入力部から補正パターン演算部に出力する視点位置を変更する構成を示すブロック図である。 本発明を適用した映像表示システムにおいて、補正パターン格納部に格納されている補正パターンを保存する保存部を更に備えた構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 映像提示部
２ 映像投影部
３ 制御装置
３Ａ マスターＰＣ
３Ｂ 第１スレーブＰＣ
３Ｃ 第２スレーブＰＣ
１１ 提示部パラメータ入力部
１２ 投影部パラメータ入力部
１３ 視点位置パラメータ入力部
１４ 視点位置変更部
１５ 視点位置格納部
１６ 視点位置呼び出し部
１７ 補正パターン演算部
１８ 補正パターン格納部
１９ 映像補正処理部
２０ 映像生成部
２１ 補正パターン更新部
２２ 補正パターン表示順指定部
３１ 補正パターン特定更新部
３２ 補正パターン特定部
４１ 視点位置演算部
４２ 視点位置受信装置
４３ 視点位置発信装置
５１ 視点位置受信更新部
５２ 視点位置演算更新
６１ 映像遮断装置
７１ 補正映像選択出力部
７２ 映像投影部特定部
８１ 映像投影部特定部
９１ 視点位置更新装置
１０１ 保存部

Claims (9)

1. 任意曲面の映像表示部に映像を投影する映像表示装置であって、
   前記映像提示手段に映像を投影する映像投影手段と、
   前記映像提示手段に提示された映像を歪み無く観察させるためのパラメータとして、少なくとも前記観察者の視点位置を入力するパラメータ入力手段と、
   前記映像投影手段から投影させる映像の映像データを生成する映像生成部と、
   観察者が前記映像生成手段で生成された映像を前記パラメータ入力手段によって入力した視点位置から見た場合に歪みの無い映像として観察できるように、前記映像生成手段で生成された映像データの座標変換を行うための補正パターンを、当該視点位置に基づいて算出する補正パターン算出手段と、
   前記補正パターン算出手段によって算出された補正パターンに従って、前記映像生成手段によって生成された映像データの座標変換を行って歪み補正処理を行う映像補正手段とを備え、
   前記補正パターン算出手段は、前記パラメータ入力手段から複数の視点位置を入力し、当該視点位置ごとに補正パターンを算出し、
   前記補正パターン算出手段によって算出された複数の補正パターンを格納する補正パターン格納手段と、
   前記補正パターン格納手段に格納されている補正パターンを算出する時に用いられた視点位置を複数格納する視点位置格納手段と、
   前記視点位置格納手段に格納された何れかの視点位置を呼び出し、当該視点位置を用いて算出された補正パターンを前記補正パターン格納手段から前記映像補正手段に出力させて、当該補正パターンに従って映像補正手段によって歪み補正処理を行わせる視点位置呼出手段と
   を備えることを特徴とする映像表示装置。
2. 前記補正パターン格納手段に格納された複数の補正パターンを、所定の表示順に指定する表示順指定手段と、
   前記表示順指定手段によって指定された表示順で、前記映像補正手段の歪み補正処理に用いる補正パターンを更新する補正パターン更新手段とを備え、
   前記映像補正手段は、前記補正パターン更新手段によって更新された補正パターンに従って順次歪み補正処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
3. 前記補正パターン格納手段に格納された複数の補正パターンのうち、何れかの補正パターンを特定する補正パターン特定手段と、
   前記補正パターン特定手段によって特定された補正パターンを、前記映像補正手段に出力して、当該映像補正手段の歪み補正処理に用いる補正パターンを更新する補正パターン特定更新手段と
   を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
4. 観察者の視点位置を検出する視点位置検出手段を更に備え、
   前記視点位置検出手段によって検出された複数の視点位置を前記視点位置格納手段に格納すると共に、前記パラメータ入力手段によって入力して前記補正パターン算出手段によって当該複数の視点位置ごとに補正パターンを算出して、前記補正パターン格納手段に格納すること
   を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の映像表示装置。
5. 前記視点位置検出手段によって検出されて前記視点位置格納手段に格納された視点位置を更新する視点位置演算更新手段を更に備え、
   前記視点位置格納手段に格納された視点位置が格納されたことに応じて、当該更新された視点位置を前記パラメータ入力手段によって入力して前記補正パターン算出手段によって当該更新された視点位置の補正パターンを算出して、前記補正パターン格納手段に格納すること
   を特徴とする請求項４に記載の映像表示装置。
6. 観察者の視界を遮断する映像遮断手段を更に備え、
   前記映像遮断手段は、現在表示させている映像の歪み補正処理に用いた補正パターンの視点位置に観察者の視点位置が該当する場合には当該映像を観察させ、現在表示させている映像の歪み補正処理に用いた補正パターンの視点位置に観察者の視点位置が該当しない場合には当該映像を観察させないように、動作すること
   を特徴とする請求項２乃至請求項５の何れか一項に記載の映像表示装置。
7. 前記映像投影手段は、複数台で構成され、
   前記パラメータ入力手段は、前記視点位置と共に、少なくとも各映像投影手段に関するパラメータのうち前記映像提示手段に提示された映像を歪み無く観察させるためのパラメータを提示パラメータとして入力し、
   前記補正パターン算出手段は、前記視点位置及び前記提示パラメータに基づいて補正パターンを算出し、
   異なる前記視点位置をパラメータとした補正パターンに用いて歪み補正処理がされた映像データを、それぞれ異なる映像投影手段から投影して、前記映像提示手段で重畳させることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の映像表示装置。
8. 前記パラメータ入力手段から前記補正パターン算出手段に出力する視点位置を変更する視点位置変更手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の映像表示装置。
9. 前記補正パターン格納手段に格納されている補正パターンを保存する保存手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の映像表示装置。

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