JP2009066107A - 立体表示装置およびその装置における選択画像判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】患者が訓練の意識を持つことなく、違和感の少ない、ゲーム感覚で楽しみながら、患者が積極的に両眼の視覚機能を活用するようになる、両眼立体視機能訓練になる装置を提供すること。
【解決手段】インテグラルイメージング方式あるいは光線再生方式を用いた立体ディスプレイ装置を用いて、提示するコンテンツの絵柄と視差量(立体深さ量)を操作し、患者に絵柄を選択させ、選択の判定方法を規定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、立体表示装置に関し、特に、立体映像表示により、両眼の視機能、特に両眼立体視の機能を活性化させるのに適した立体表示装置に関する。

動画表示が可能な立体表示装置、所謂、立体視画像表示装置、３次元ディスプレイには、種々の方式が知られている。近年、特にフラットパネルタイプで、且つ、専用の眼鏡等を必要としない方式の要望が高くなっている。直視型或いは投影型の液晶表示装置やプラズマ表示装置などのような、画素位置が固定されている表示パネル（表示装置）の直前に、表示パネルからの光線を制御して観察者に向ける光線制御素子を設置する方式が、比較的容易に実現できる方式として知られている。

光線制御素子は、一般的にはパララクスバリア或いは視差バリアとも称せられ、光線制御素子上の同一位置でも、角度により異なる画像が見えるように光線を制御している。具体的には、左右視差（水平視差）のみを与える場合には、スリット或いはレンチキュラーシート（シリンドリカルレンズアレイ）が用いられ、上下視差（垂直視差）も含める場合には、ピンホールアレイ或いはレンズアレイが用いられる。視差バリアを用いる方式にも、さらに２眼式、多眼式、超多眼式（多眼式の超多眼条件）、インテグラルイメージング（以下、ＩＩ方式ともいう。）に分類される。これらの基本的な原理は、１００年程度前に発明され立体写真に用いられてきたものと、実質上同一である。

特に、ＩＩ方式では実物体からの光線を再生しているため、再生像を直接指し示して操作するインタラクティブな用途にも向いている（例えば、非特許文献参照）。

また、視聴者の両眼立体視の意識を持たせることなく、自然に両眼視差による立体視が可能である。一般に、両眼で注視すれば、立体視が可能なことを利用して、両眼立体視による視機能の訓練に用いる訓練装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、立体視の検査装置も提案されている（例えば、特許文献２、特許文献３参照。）。
特開平０８−２０６１６６号公報 特開平０９−９８９４９号公報 特開平１０−２１１１７０号公報 Y. Hirayama, et al.: Flatbed-type Autostereoscopic Display Systems Using II Method, ICCE, No3.3-1, 2006

立体表示装置は、それらを利用した応用分野として、各種の訓練装置、あるいはゲーム機などがある。

例えば、眼科領域においては、立体表示装置は、両眼視の訓練機器として用いられ、固定された指標を凝視することにより立体視を始め両眼視の訓練が行われている。しかし、立体表示装置で表示される素材（題材）は、印刷物であるものなどが多く、動画に対応したものは殆ど無かった。

また、両眼視の訓練には、偏光眼鏡など訓練用の眼鏡を使用するなど、日常の視角感覚とは違和感が大きかった。

例えば、特許文献１に示される訓練用機器では、被験者がレンズを通して覗き込んだり固定指標であったりして、違和感はぬぐいきれなかった。

また、特許文献２、特許文献３で提案される検査装置では、いずれも固定指標で動画ではなく、また、検査のみでしか機能せず、訓練用機器として使えるものでは無かった。さらに、被験者の眼間距離にも依存し、被験者の観察位置が移動すると、正しく見ることができないという問題もあった。

立体表示装置を利用した両眼立体視の訓練は、斜視・弱視・不同視といった患者の訓練が主であるが、これらの疾患は、小児、特に幼児に多いのも事実である。これに対し、従来の訓練機器では、大人では訓練に耐えられても、小児には苦痛であり、また、訓練方法自体が良く掴めないなどの問題があり、訓練にならないケースも多かった。

そこで、本発明はこれらの事情に基づいてなされたもので、小児から大人まで、誰もが訓練の意識を持たせることなく、ゲーム感覚で、画面を視聴し、画面の提示内容に参加することで、違和感の少ない、両眼立体視の訓練機器に適した立体表示装置を提供するものである。

本発明の一態様によれば、インテグラルイメージング方式あるいは光線再生方式を用い、平置きされたディスプレイと、
複数種類の絵柄の組み合わせを視差量を変化させて、ディスプレイ上に配置された映像を作成する映像作成部と、
前記ディスプレイに表示される絵柄を選択する映像選択部と、
前記映像選択部を介して選択された絵柄の組み合わせを同じ絵柄かつ同じ視差量を基準に判定する判定部と、
を備え、
前記判定部で前記選択された絵柄の組み合わせが同じ絵柄かつ同じ視差量である場合に正解と判定し、当該絵柄の組み合わせを前記ディスプレイの画面上から消去することを特徴とする立体表示装置が提供される。

また、本発明の別の一態様によれば、インテグラルイメージング方式あるいは光線再生方式を用い、平置きされたディスプレイと、
複数種類の絵柄の組み合わせを視差量を変化させて、ディスプレイ上に配置された映像を作成する映像作成部と、
前記ディスプレイに表示される絵柄を選択する映像選択部と、
前記映像選択部を介して選択された絵柄の組み合わせを同じ絵柄かつ同じ視差量を基準に判定する判定部と、を備えた立体表示装置における選択画像判定方法であって、
絵柄の選択の難易に応じて配置される絵柄を前記ディスプレイに表示し、
第１の絵柄の選択を受付し、
選択された第１の絵柄に対して微動及び変色を施し、
第２の絵柄の選択を受付し、
選択された第２の絵柄に対して微動及び変色を施し、
選択された第１及び第２の絵柄の一致を、同じ絵柄かつ同じ視差量を基準として判定し、
一致していれば、前記ディスプレイ上から当該絵柄を消去し、
前記ディスプレイ上に、残りの絵柄がなくなるまで、前記第１の絵柄の選択から繰り返す、
ことを特徴とする立体表示装置における選択画像判定方法が提供される。

本発明によれば、斜視・弱視・不同視などの両眼視による感覚機能に障害のある患者が、訓練の意識を持つことなく、ゲーム感覚で、違和感無く、遊びながら、視覚機能を回復させることができる。

また、患者でなく健常者においても、両眼立体視の感覚機能をゲーム感覚で簡単に鍛えることができる。

以下、本発明に係る立体表示装置について、実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。この実施の形態では、立体表示装置を特に両眼立体視機能の訓練装置に適用した例を示す。尚、本発明は、立体視訓練装置に限られないことは言うまでもない。

本実施の形態に係る両眼立体視訓練装置は、図２に示すように、パラメータ設定部２０１、条件設定部２０２、映像作成・制御部２０３、選択絵柄判定部２０４、映像提示部２０５、画面操作入力制御部２０６、データ蓄積部２０７、コンフィグ・ファイルデータ入力部２１１、絵柄選択部２１２から構成されている。

映像提示部２０５は、本実施形態に係る立体視訓練装置で訓練を行う被験者(患者あるいは視聴者)に対して、映像を提示するものである。この映像提示部２０５は、インテグラルイメージング方式あるいは光線再生方式を用いた立体ディスプレイが好適である。これは、画面で光の進行方向を制御して、実物を見る場合と似た光線を画面上で再現するもので、例えば十数方向から撮影した映像やそれに相当するＣＧデータを、見る角度に応じて表示するものである。

これによれば、立体情報、つまり立体視差量(飛び出し量・奥行き量)や立体感は、被験者の見る位置や被験者の眼間距離などに依存はせず、誰が見ても見え方は一定であり、現実の物を見るのと同じ感覚で認知できる。

尚、光線再生方式の詳細については、本件発明と同じ特許出願人に係る特許第３９６６８３０号公報に詳しいので、省略する。

本実施の形態では、この立体ディスプレイは、図１に示すように、平置きされた状態に配設されている。したがって、被験者は、立体ディスプレイを軽く見下ろす感じで立体ディスプレイを視聴し、言わばゲーム感覚で訓練に望むスタイルとしている。このように、立体ディスプレイを平置きするのは、縦置き状態で前後に映像が立体表示される場合に比べて、立体深さ量が、より自然に把握しやすいからである。ここで、立体深さ量は水平面からの飛び出し量あるいは沈み込みの深さ量であり、以下、視差量とも称することにする。被験者は、自然な状態で両眼を使用することにより、視差量を把握する。

映像提示部２０５に提示されるコンテンツは、特段限られた種類のものである必要はないが、この実施の形態では、カードゲームの“神経衰弱”に類したものを容易する。必要なコンテンツのデータなどは、データ蓄積部２０７に蓄積しておく。

立体視訓練装置での“神経衰弱”は、同じ絵柄のペアを選択し、同じ絵柄のペアを消して行くものである。ただし、単純な同じ絵柄のペア選択ではなく、同じ絵柄で且つ視差量が同じ絵柄ペアの場合に正解となるようにしている。図１に示した概念図で説明する。図１において、同じハートの絵柄であっても、１０１のペアと１０２のペアでは同じハートの絵柄である。しかし、１０１のペアは水平面よりも上方に飛び出している。一方、１０２のペアでは水平面よりも深さ方向に沈んでいる。このように、１０１のペアと１０２のペアとでは、視差量が異なる。そのため、被験者が１０１同士のハートの絵柄又は１０２同士のハートの絵柄をペアとして選択しないと、正解とはしない。ちなみに、図１において、２つのフェースマークが１組表示されている通り、視差量が同じで同じ絵柄の組を１組表示しても良い。

コンフィグ・ファイルデータ入力部２１１は、コンフィグ・ファイルとして映像提示部２０５に提示されるコンテンツに対する設定項目として、テキスト形式でデータを入力することができる。

例えば、視能訓練士は、コンフィグ・ファイルデータ入力部２１１から、提示内容の所定の設定項目を選択して、各設定項目に応じて入力し、パラメータを設定することができる。設定可能なパラメータは、特段限定されるものではないが、両眼視機能の回復あるいは訓練の観点から、設けるべきである。例えば、レベル、絵柄、各絵柄のペアの数、視差量、総ペア数、絵柄の大きさ等を設定可能なパラメータとすることができる。絵柄については、子供から大人までが訓練できるように、複雑で子供になじみのないものは適切でないであろう。そこで、絵柄としては、例えば、飴、サイコロ、鉛筆、カップ、時計、カメラ、ボール、肉、傘、ヤカン、車、苺、花、椅子、家等が好適である。また、両眼視の機能訓練する訓練者に状態にあうように、各レベルを設けることができる。例えば、レベル１からレベル９までとする。レベルについては、後述する。

データ蓄積部２０７には、上述した絵柄等のコンテンツの基本的なデータが蓄積されている。

パラメータ設定部２０１は、視能訓練士によって設定されたテキスト形式のコンフィグ・ファイルを読み込み、データ蓄積部２０７に蓄積されているコンテンツのデータ等に基づき、各レベル毎の表示内容や詳細なパラメータを設定する。

条件設定部２０２では、パラメータ設定部２０１で設定された設定値を基に、絵柄の配置や絵柄の大きさ、判定範囲などをランダム化して、絵柄の配置の構成を生成する。ここで、判定範囲は、訓練者がある絵柄を選択した際に、絵柄からずれて絵柄の近傍を指し示した場合に、選択されていないと判定してしまうのは適切でない。そこで、絵柄の近傍のどの範囲内であれば、当該絵柄が選択されたと判定する範囲が判定範囲である。条件設定部２０２で生成された絵柄の構成等は、映像作成・制御部２０３に送られる。

映像作成・制御部２０３では、条件設定部２０２で生成された絵柄の構成等を基に、立体ディスプレイに適した画像を生成し、その画像信号は、映像提示部２０５に送られ、映像提示部２０５で表示される。

一方、被験者は絵柄選択部２１２で、絵柄の選択を行う。絵柄選択部２１２は、マウス又はタッチセンサを具備している。マウスが備えられている場合には、マウスの移動とクリックにより、絵柄を選択する。タッチセンサによる場合には、画面上に直接触れることにより、絵柄が選択される。絵柄選択部２１２でのマウス又はタッチセンサで指示された当該位置情報は、画面操作入力制御部２０６に送られている。

画面操作入力制御部２０６では、マウス又はタッチセンサで指示された当該位置情報を取り込み、どの絵柄が選択されたかを判定する。

選択された絵柄の位置情報は、画面操作入力制御部２０６から映像作成・制御部２０３に送られる。

映像作成・制御部２０３では、被験者が選択している位置であるカーソルを合成させて表示する。映像作成・制御部２０３から、絵柄の選択及び合否の判定は、選択絵柄判定部２０４に随時送られている。一方、選択された絵柄の位置及び選択内容から、選択絵柄及び合否の判定結果は、映像作成・制御部２０３に回答される。映像作成・制御部２０３は、選択絵柄判定部２０４からの判定結果を元に、映像提示部２０５の画面の表示内容を変えるべく、新たな映像を作成し、映像提示部２０５に送る。

絵柄のペアは、訓練の開始時に、複数のペアが映像提示部２０５の画面上に均等に広がるように表示される。但し、映像提示部２０５の画面の平面方向(縦方向・横方向)の提示位置は、条件設定部２０２で訓練の各レベルの開始時毎にランダム化して配置するのが好適である。

被験者は、同じ視差量のペアとなる絵柄を選択し、正解となればその絵柄のペアが映像提示部２０５の画面上から消える。ペアの絵柄の選択は、ゲームの“神経衰弱”と同様に、ペア中の一方の絵柄を先に選択し、続いてもう一方の同じ絵柄を選択する。但し、通常のゲームの“神経衰弱”とは異なり、絵柄は、初めから全てオープンの状態、つまり、各絵柄が伏せられた状態で提示されているのではなく、絵柄そのものの内容が被験者には最初から全て見えている状態が好適である。これは、通常のゲームの“神経衰弱”と同様に絵柄を伏せた状態で提示すると、被験者は、絵柄の配置されている位置の記憶化に集中し、まず絵柄を当てることに専念してしまい、視差情報を正確に区分するという両眼視の訓練に適さないからである。また、正解も得にくくなり、訓練自体にも飽きを招いてしまう。換言すれば、両眼視による訓練ではなく、脳の訓練になってしまう。これに対し、絵柄をあらかじめオープン状態にすることにより、ペアとなる絵柄の選択は容易にしておき、両眼視の訓練のみを促進させることを可能としたものである。

被験者は、一見簡単さを感じ、抵抗感無く訓練にトライするが、視差量の違いによる見分けで苦戦し、真剣に見分けをしようとするようになる。これにより、被験者は、すぐに同じ絵柄の認識はすぐに可能となるが、視差量が異なることで、絵柄の視差を積極的に注視することとなる。これが違和感無く、積極的に両眼視覚機能を回復させる訓練に寄与するものとなる。

尚、訓練熟練者の訓練用としては、あらかじめ全てオープン状態だけでなく、絵柄が伏せられたクローズ状態から始めるクローズド・モードの設定を付加してよいことは言うまでもない。

上述したように、被験者は、同じ視差量のペアとなる絵柄を選択し、正解となればその絵柄のペアが映像提示部２０５の画面上から消える。一方、視差量の異なる絵柄がペアとして選択されても正解とはならないから、それらの絵柄は、映像提示部２０５の画面上から消えない。正解でない絵柄が選択された場合の処理については、後述する。

映像提示部２０５の画面上から、全ての絵柄がなくなると、そのレベルの訓練がクリアする。当該レベルの終了後、被験者は、次の上位のレベルに移ることも、同じレベルで繰り返し訓練することも可能である。

（視差量の範囲について）
立体映像の提示可能な視差量(画面上の飛出し又は奥行き表示位置)の範囲は、ディスプレイ表面を０ｃｍ基準として、±３ｃｍの範囲に限定している。これは、あまり小さな視差量を与えると被験者への負担が大きいことと、大きな視差量では訓練としては簡単すぎてあまり適さないためである。

さらに、同じ絵柄ではあるが異なる視差量で提示する絵柄ペア間の視差量の差は、３ｃｍ〜０.５ｃｍの視差量の範囲で可変であることが好適である。視覚機能の訓練において、少なくとも３ｃｍ程度の視差が区別できなければ訓練にはならず、一方、０.５ｃｍより細かな視差の区別は、健常者でも難しい。そこで、かかる視差量の範囲での提示が訓練として最も適した値であり、また、この範囲で制御することが両眼視の訓練装置として必要と考えられる。

（訓練レベルの設定について）
両眼視の訓練には、個々の被験者に適した訓練レベルでの提示が必要である。

また、訓練レベルをどの程度まで細分化するかは、適宜、設定することが可能である。視能訓練士は、データ入力部２１１から、コンフィグ・ファイルに対して各設定項目を設定することによって、訓練レベルの設計を行う。

尚、標準的な訓練レベルについては、立体視訓練装置として、いわゆるデフォルトとして用意するのが好適である。

以下に、標準的な訓練レベルの設定の一例として９つのレベルに区分けした例について示す。

レベル１：訓練の要領を把握（説明）するためのスキーム
レベル２：訓練に慣れるためのスキーム
レベル３：訓練開始レベル
同じ絵柄のペア数 ３以上、視差量２．０ｍｍ、
総ペア数 １２（絵柄数 ４）以上
レベル４：訓練開始レベル
同じ絵柄のペア数 ３以上、視差量１．５ｍｍ、
総ペア数 １２（絵柄数 ４）以上
レベル５：訓練開始レベル
同じ絵柄のペア数 ３以上、視差量１．０ｍｍ、
総ペア数 １２（絵柄数 ４）以上
レベル６：訓練開始レベル
同じ絵柄のペア数 ４以上、視差量１．５ｍｍ、
総ペア数 １２（絵柄数 ３）以上
レベル７：訓練開始レベル
同じ絵柄のペア数 ４以上、視差量１．０ｍｍ、
総ペア数 １２（絵柄数 ３）以上
レベル８：訓練開始レベル
同じ絵柄のペア数 ４以上、視差量０．５ｍｍ、
総ペア数 １２（絵柄数 ３）以上
レベル９：訓練開始レベル
同じ絵柄のペア数 ３以上と、同じ絵柄のペア数 ４以上で
視差量０．５ｍｍ、総ペア数 １２（絵柄数 ４）以上
ここでは、レベルが上がるにつれ、視差量の差が縮まって行く(難しくなる)設定となっている。易しいレベルでは、同じ絵柄のペア間の視差量の差が３ｃｍの状態から開始し、難しい高レベルの画面では０.５ｃｍの差を見分けさせるように設定している。

レベル１とレベル２は練習用としている。小児でも使用できるには、まず、訓練方法を認識してもらう必要がある。そこで、レベル１では、同じ絵柄のペアを選択すれば正解となり消えることを理解してもらうため、視差量の異なる同じ絵柄のペアは一切提示せず、全て異なる絵柄で且つ総ペア数も少なく、絵柄の大きさも大きくする。

レベル２では、訓練になれるためのスキームとして設けられる。初めて異なる視差量の同じ絵柄のペアを少数だけ提示し、視差量の差も見分ける必要があることを理解してもらうのが狙いである。したがって、例えば、同じ絵柄のペアは２ペアのみに限定する。

レベル３からが本訓練用と設定されるものである。レベル３からレベル９は、当初は異なる視差量のペア数を少なく、ペア間の視差量の差も大きく設定される。高レベルに進むにつれ、同じ絵柄のペア数を増やし、視差量の差も小さくなるように設定される。同じ絵柄のペア数は、レベル３からレベル５では３ペアづつ、レベル６からレベル８では４ペアづつ設定される。

視差量の差は、レベル３では３ｃｍ、レベル８では０.５ｃｍになるように設定される。レベル９では絵柄により３ペアと４ペアの混成のペア数とし、視差量の差も０.５ｃｍの最も難しい設定としている。

視能訓練士は、このような標準的な訓練レベルの内容を必要に応じてマイナーチェンジできることは言うまでもない。しかしながら、コンフィグ・ファイル形式でマイナーチェンジできる限度を設定しておかないと、訓練に適したコンテンツの提示が不可能になることがある。そこで、例えば、基本的な設定条件を定めておくことにより、視能訓練士が両眼視訓練のコンテンツを作りやすくすることが可能である。本実施の形態に係る立体視訓練装置では、一例として、以下を基本設定条件として組み込んでいる。

＜基本設定条件＞
１）同じ絵柄のペア数は、任意に設定可能とする。
２）同じ絵柄の別ペア間の視差量は、０．５ｃｍから３ｃｍの範囲で設定可能とする。
３）訓練開始時は、説明用の１ペアのみが存在するレベル１と、練習用の２ペアのみが存在するレベル２を用意する。
４）視差量の提示可能な範囲は、−３．０ｃｍから＋３．０ｃｍ（パネル面を基準０ｃｍとして、飛び出し側を＋表記）とする。
５）総ペア数は、概ね１２ペアから１６ペアと設定する。
６）基本設定条件内で、コンフィグ・ファイルにて、設定可能とする。
基本設定条件において、総ペア数を所定の範囲内にするのは、総ペア数が多すぎて画面上で絵柄同士が重なるのを避けるためである。

訓練を開始する度に、また、レベルが変わる度に、例えば乱数により全ての絵柄の配置をランダムに配置するようにするのが好適であるが、絵柄同士が重なる又は、接近した場合は、離れた位置に再配置する。例えば、絵柄の大きさの１.３倍以上は絵柄と絵柄が離れるようにするのが望ましい。

次に、標準的な訓練レベルを、上記した基本設定条件の下で設定した例を表にまとめたものを図３に示す。

図３では、予め用意された１４種類の絵柄を適宜使用し、レベル１からレベル９までの訓練内容が組み立てられている。

レベル１では、飴、肉、傘、ヤカン、車の５種の絵柄で、総ペア数が５のコンテンツとなっている。各絵柄毎の立体量を変えてわかりやすくなっている。

レベル５では、サイコロ、ボール、苺、家の４種の絵柄で、総ペア数が１２となっている。サイコロの絵柄で３組のペア、ボールの絵柄で３組のペア、苺の絵柄で３組のペア、家の絵柄で３組のペアとなっている。視差量は、レベル５では、１．０ｃｍとなっている。サイコロの絵柄では、深さ量が−２．０ｃｍのペア、深さ量が−１．０ｃｍのペア、深さ量が０ｃｍのペアである。同様に、家の絵柄では、飛び出し量が０．５ｃｍのペア、飛び出し量が１．５ｃｍのペア、飛び出し量が２．５ｃｍのペアとなっている。

レベル９では、サイコロ、ボール、苺、家の４種の絵柄で、総ペア数が１４となっている。視差量は、レベル９では、０．５ｃｍとなっている。サイコロの絵柄では、深さ量が−１．０ｃｍのペア、−０．５ｃｍのペア、０ｃｍのペア、０．５ｃｍのペアとなっている。ボールの絵柄では、深さ量が−０．５ｃｍのペア、０ｃｍのペア、飛び出し量が０．５ｃｍ、飛び出し量が１．０ｃｍのペアとなっている。また、苺の絵柄では、深さ量が−２．０ｃｍのペア、−１．５ｃｍのペア、−１．０ｃｍのペアとなっている。さらに、家の絵柄では、飛び出し量が１．０ｃｍのペア、１．５ｃｍのペア、２．０ｃｍのペアとなっている。

図３に示した標準設定値の例は、一般的な両眼視訓練のものであり、被験者の状態や訓練の進み具合により、コンフィグ・ファイル形式で適宜変更設定できる。例えば、同じレベルの訓練を何度も繰り返せるように設定したり、場合によっては、訓練が進むにつれて簡単にして行く設定や、レベルの選定をランダムに設定することも可能である。また、日や時間を変えて、訓練する場合には、易しいレベルをスキップさせることも好適である。また、被験者の訓練経過を記録しておき、その後のコンテンツに反映させることも訓練を効果的なものとする上で有効である。

尚、図３に示す、大きさは「１.０」は、絵柄の大きさが、画面上で３ｃｍ角相当になるように設定したものである。例えば、レベル１の「１.５」は４.５ｃｍ程度、レベル９の「０.７」は２.１ｃｍ相当になる。これは、被験者が手の届く範囲で、訓練中あまり画面に張り付かない状態となるように、視距離３０ｃｍ〜８０ｃｍを想定し、大人から小児まで、訓練指標として適切な値になるようにするものである。

また、図３に示す、背景位置「−２.５」は、それぞれの絵柄を見やすくするために設定される背景のディスプレイ面からの沈み込みの量を表わしている。したがって、背景位置よりも上方に絵柄の配置位置が設定される必要がある。そこで、訓練のコンテンツの設定において、背景位置と同じ沈み込み量である−２.５ｃｍ、あるいはそれを越える−３ｃｍで、絵柄の視差量が設定されようとしても、受け付けられないことになる。

（選択された絵柄のペアの正解判定ルーチンについて）
以上のように構成された立体視訓練装置において、選択された絵柄のペアの正解判定ルーチンの一例について、図４に示すフローチャートで説明する。

まず、各レベルでの訓練が開始される（ステップＳ４０１）と、各レベルの開始の直後から、絵柄の選択受付モードとなる（ステップＳ４０２）。ここでの絵柄の選択受付モードは、選択モード１の条件での待機状態とする。例えば、選択モード１では、ペア選択時の最初の絵柄選択時は、表示されている絵柄の約１．５倍(絵柄の中心から絵柄の大きさの約１.５倍)の外側の領域までを選択可能の範囲(ハンティングできる領域)とする。また、選択範囲が、他の絵柄と重なった場合は、より近い方の絵柄が選択されたものとして取り扱う。上記した総ペア数以内であれば絵柄の重なりは発生しないが、被験者のマウスあるいはタッチセンサの操作を受け付ける許容範囲をある程度設けることを考慮したものである。

選択モード１の待機状態で、最初の絵柄、すなわちペアとなる一方の絵柄の選択を待ち受ける。最初の絵柄の選択を受け付けると（ステップＳ４０３）、選択された絵柄に微小な運動を与えるとともに、絵柄の色を元の色から若干変色させる（ステップＳ４０４）。これは、絵柄が選択されたことを被験者に確認・認識させるためである。微小な運動としては、例えば絵柄を画面平面方向(Ｘ-Ｙ方向)に振るわせた後、元の位置に静止させる。尚、微小な運動は、視差方向(Ｚ方向：飛出し・奥行き方向)には微動させない。Ｚ方向に微動させると、視差情報が得られ易くなり、訓練が簡単になってしまうのを防ぐ目的からである。

次いで、最初の絵柄が選択後、選択モード２での待機状態となり、次の絵柄、すなわちペアとなるもう一方の絵柄の選択を待ち受ける。例えば、選択モード２では、もう一方の絵柄の選択時は、選択モード１と同様、表示されている絵柄の約１．５倍の外側までの領域を選択の範囲とする。さらに、選択範囲が、他の絵柄と重なった場合には、正解となる絵柄の方が選択されたものとして取り扱う。訓練に適した処理であることによる。尚、選択モード２の状態で、領域内のいずれの絵柄も最初に選択された絵柄と異なる場合は、選択モード１と同様、より近い側の絵柄を選択したものと判定する。

選択モード２の待機状態で、ペアもう一方の絵柄が選択されると（ステップＳ４０５）、選択された絵柄に微小な運動を与えるとともに、絵柄の色を元の色から若干変色させる（ステップＳ４０６）。これは、ステップＳ４０４と同じ処理である。

２個の絵柄が選択されると、絵柄の判定モードへと進み、絵柄の一致を判定する（ステップＳ４０７）。不正解であれば誤りの合図(音及び画面上の選択絵柄の再生)を行い（ステップＳ４０９）、最初の選択受付モード（ステップＳ４０２）に戻る。正解であれば、次に視差判定モードに移り、視差量の一致を判定する（ステップＳ４０８）。正解であれば、正解処理モードに移行し、正解である絵柄を同時に音と同時に画面上から消去する（ステップＳ４１０）。

次に、画面上に残りのペアが有るか否かを判断する（ステップＳ４１１）。残りのペアが有れば、次の選択受付モードに移り（ステップＳ４１２）、被験者に残りの絵柄の選択を行わせる。残りのペアが無ければ、次の訓練レベルに移る（ステップＳ４１３）。

以上のように、本発明によれば、インテグラルイメージング方式あるいは光線再生方式を用いた立体ディスプレイを用いて、提示するコンテンツの絵柄と視差量(立体深さ量)を操作し、被験者に絵柄を選択させ、選択の判定方法を規定することにより、被験者が訓練の意識を持つことなく、違和感が少ないという効果がある。

尚、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば実施例では平置き型の立体ディスプレイを用いて説明したが、縦置き型の立体ディスプレイでも同様に実施することができる。また、実施例で使用した仕様値は、訓練者において変更が可能であり、その範囲も限定されるものではない。例えば視差量の差を０.５ｃｍ以下の厳しい設定で用いても良く、逆に３ｃｍ以上の簡単な差から判定させる訓練としても良い。応用形態も、医療用の訓練機器のみならず、ゲーム機や健常者でのトレーニング機器として用いることも、この発明の範囲である。

さらに、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の実施形態による両眼立体視訓練装置を用いた訓練の概念を示す図である。 本発明の実施形態による両眼立体視訓練装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態による標準設定値を示す図である。 本発明の実施形態による正解判定手段に関わるフローチャートである。

符号の説明

２０１…パラメータ設定部、２０２…条件設定部、２０３…映像作成及び映像制御部、２０４…選択絵柄合否判定部、２０５…映像提示(表示)部、２０６…画像操作入力制御部、２１１…データ入力部、２１２…絵柄選択部。

Claims (5)

1. インテグラルイメージング方式あるいは光線再生方式を用い、平置きされたディスプレイと、
   複数種類の絵柄の組み合わせを視差量を変化させて、ディスプレイ上に配置された映像を作成する映像作成部と、
   前記ディスプレイに表示される絵柄を選択する映像選択部と、
   前記映像選択部を介して選択された絵柄の組み合わせを同じ絵柄かつ同じ視差量を基準に判定する判定部と、
   を備え、
   前記判定部で前記選択された絵柄の組み合わせが同じ絵柄かつ同じ視差量である場合に正解と判定し、当該絵柄の組み合わせを前記ディスプレイの画面上から消去することを特徴とする立体表示装置。
2. 前記映像選択部は、各絵柄の外周にも選択範囲を設け、当該選択範囲が指示された場合に、当該絵柄が選択されたものとして取り扱うことを特徴とする請求項１記載の立体表示装置。
3. 前記映像選択部は、指示された前記選択範囲が重なった場合には、正解となる絵柄の方が選択されたものとして取り扱うことを特徴とする請求項２記載の立体表示装置。
4. 前記映像選択部は、指示された前記選択範囲が重なった場合には、より近い側の絵柄が選択されたものとして取り扱うことを特徴とする請求項２記載の立体表示装置。
5. インテグラルイメージング方式あるいは光線再生方式を用い、平置きされたディスプレイと、
   複数種類の絵柄の組み合わせを視差量を変化させて、ディスプレイ上に配置された映像を作成する映像作成部と、
   前記ディスプレイに表示される絵柄を選択する映像選択部と、
   前記映像選択部を介して選択された絵柄の組み合わせを同じ絵柄かつ同じ視差量を基準に判定する判定部と、を備えた立体表示装置における選択画像判定方法であって、
   絵柄の選択の難易に応じて配置される絵柄を前記ディスプレイに表示し、
   第１の絵柄の選択を受付し、
   選択された第１の絵柄に対して微動及び変色を施し、
   第２の絵柄の選択を受付し、
   選択された第２の絵柄に対して微動及び変色を施し、
   選択された第１及び第２の絵柄の一致を、同じ絵柄かつ同じ視差量を基準として判定し、
   一致していれば、前記ディスプレイ上から当該絵柄を消去し、
   前記ディスプレイ上に、残りの絵柄がなくなるまで、前記第１の絵柄の選択から繰り返す、
   ことを特徴とする立体表示装置における選択画像判定方法。

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