JP2015144457A - 画像表示装置、方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】表示部及び検出部の誤差調整を行うための補正値を容易に得る。
【解決手段】画像表示装置１０は、表示部２１、検出部１６、取得部３０、第１算出部３２、及び制御部を備える。表示部２１は、立体画像を表示可能である。検出部１６は、視聴者を検出する。取得部３０は、検出部１６の検出結果に基づいて、検出部１６用の座標系における視聴者の第２位置を取得する。第１算出部３２は、表示部２１用の座標系における所定の第１位置と第２位置との差分を算出する。制御部は、差分に基づいて、立体画像の視域の設定位置、または第２位置を補正する。
【選択図】図１４

Description

本発明の実施形態は、画像表示装置、方法、及びプログラムに関する。

立体画像を表示する画像表示装置では、視聴者は特殊なメガネを使用せずに裸眼で立体画像を観察することができる。このような画像表示装置は、視点の異なる複数の画像を表示し、これらの光線を、例えばパララックスバリア、レンチキュラレンズなどによって制御する。制御された光線は、視聴者の両眼に導かれる。そして、視聴者の観察位置が適切であれば、視聴者は立体画像を認識できる。このように視聴者が立体画像を観察可能な領域を視域という。

しかしながら、視域は限定的であるという問題がある。例えば、左目に知覚される画像の視点が右目に知覚される画像の視点に比べて相対的に右側となる領域がある。実空間上には、このような、立体画像を正しく認識できなくなる観察位置である逆視領域が存在する。このため、視聴者の位置に応じて視域を設定することが行われている。

例えば、視聴者の位置をセンサで検出し、視聴者の位置に応じて視域位置を右目用画像と左目用画像との入れ替えによって実現することが行われている。また、画像表示装置における表示部の、パネル光軸のずれを補正する方法も開示されている。また、視聴者の位置を検出するカメラの姿勢を推定する方法も開示されており、その推定結果を用いて視聴者の検出位置を補正することができる。

特許第３４４３２７１号公報

Ｚ．Ｚｈａｎｇ，「Ａ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｎｅｗ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ Ｃａｍｅｒａ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ」，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｐａｔｔｅｒｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．２２，Ｎｏ．１１，ＩＥＥＥ，ｐｐ．１３３０−１３３４，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ２０００．

しかしながら、従来では、立体画像を表示する表示部における設計誤差と視聴者を検出する検出部の設置誤差とが同時に発生した場合に、表示部及び検出部の各々の調整を別々に行う必要があった。

本発明が解決しようとする課題は、表示部及び検出部の誤差調整を行うための補正値を容易に得ることができる、画像表示装置、方法、及びプログラムを提供することである。

実施形態の画像表示装置は、表示部、検出部、取得部、第１算出部、及び制御部を備える。表示部は、立体画像を表示可能である。検出部は、視聴者を検出する。取得部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記検出部用の座標系における前記視聴者の第２位置を取得する。第１算出部は、前記表示部用の座標系における所定の第１位置と、前記第２位置と、の差分を算出する。制御部は、前記差分に基づいて、前記立体画像の視域の設定位置、または前記第２位置を補正する。

実施の形態１の画像表示装置の図。 実施の形態１の表示装置の図。 実施の形態１の表示部の図。 実施の形態１の視域の設定位置や設定範囲の説明図。 実施の形態１の視域の設定位置や設定範囲の説明図。 実施の形態１の視域の設定位置や設定範囲の説明図。 実施の形態１の視域の設定位置や設定範囲の説明図。 実施の形態１の表示部と視域の設定位置との関係を示す図。 実施の形態１の表示部と視域の設定位置との関係を示す図。 実施の形態１の表示部と視域の設定位置との関係を示す図。 実施の形態１の表示部と視域の設定位置との関係を示す図。 実施の形態１の表示素子と光線制御部との位置関係を示す図。 実施の形態１の表示素子と光線制御部との位置関係を示す図。 実施の形態１の画像表示装置の機能的構成を示す図。 実施の形態１の画像処理のフローチャート。 実施の形態１の差分Δを示す図。 実施の形態１の補正値θ’算出方法を示す図。 実施の形態１の補正処理のフローチャート。 実施の形態１の補正処理のフローチャート。 実施の形態１の補正処理のフローチャート。 実施の形態２の画像処理のフローチャート。 実施の形態２の第２位置と傾きＲと光軸回転量ψとの関係を示す図。

（実施の形態１）
本実施の形態の画像処理装置は、視聴者が裸眼で立体画像を観察可能なＴＶ（テレビ）、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、スマートフォン、デジタルフォトフレーム等の画像表示装置に用いられ得る。立体画像とは、互いに視差を有する複数の視差画像を含む画像である。なお、実施の形態で述べる画像とは、静止画又は動画のいずれであってもよい。

図１は、本実施の形態の画像表示装置１０の概略図である。画像表示装置１０は、表示装置１４、検出部１６、及び画像処理装置１２を備える。

図２は、表示装置１４の概略図である。図２に示すように、表示装置１４は、立体画像を表示する表示部２１を備える。立体画像とは、互いに視差を有する複数の視差画像を含む画像である。表示部２１は、例えば、インテグラル・イメージング方式（ＩＩ方式）や多眼方式等の３Ｄディスプレイ方式を採用する。

表示部２１は、表示素子２０と、光線制御部２２と、を備える。表示素子２０は、色成分を有する複数のサブ画素（例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ）を、第２方向（例えば、図２における行方向（左右））と第１方向（例えば、図２における列方向（上下））とに、マトリクス状に配列した液晶パネルである。この場合、第２方向に並ぶＲＧＢ各色のサブ画素が１画素を構成する。また、隣接する画素を視差の数だけ第２方向に並べた画素群に表示される画像を要素画像２４と称する。表示素子２０のサブ画素の配列は、他の公知の配列であっても構わない。また、サブ画素は、ＲＧＢの３色に限定されない。例えば、４色以上であってもよい。

表示素子２０には、直視型２次元ディスプレイ、例えば、有機ＥＬ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）やＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、投射型ディスプレイなどを用いる。また、表示素子２０は、バックライトを備えた構成でもよい。

光線制御部２２は、表示素子２０に対して間隔を隔てて対向して配置されている。光線制御部２２は、表示素子２０の各サブ画素からの光線の出射方向を制御する。光線制御部２２は、光線を出射するための光学的開口部が直線状に延伸し、当該光学的開口部が第１方向に複数配列されたものである。光線制御部２２には、例えば、シリンドリカルレンズが複数配列されたレンチキュラーシート、スリットが複数配列されたパララックスバリア等を用いる。光学的開口部は、表示素子２０の各要素画像２４に対応して配置される。

図３は、表示部２１を視聴者が視認した状態を示す模式図である。表示素子２０に複数の要素画像２４を表示する。すると、表示素子２０には、複数の視差方向に対応した視差画像群（多視差画像）が表示される。この多視差画像による光線は、光線制御部２２の各光学的開口部を透過する。そして、視域内に位置する視聴者２６は、要素画像２４に含まれる異なる画素を、左目２６Ａおよび右目２６Ｂでそれぞれ観察することになる。このように、視聴者２６の左目２６Ａおよび右目２６Ｂに対し、視差の異なる画像をそれぞれ表示させることで、視聴者２６が立体画像を観察することができる。実空間における、視聴者が立体画像を観察可能な領域を視域と称する。

この視域は、表示部２１の表示パラメータの組み合わせによって定まる。このため表示装置１４では、表示部２１の表示パラメータを設定することで、視域を設定することができる。

表示パラメータとしては、表示素子２０と光線制御部２２との相対位置、表示素子２０と光線制御部２２との距離、表示部２１の角度、表示部２１の変形、及び表示素子２０における画素のピッチ等がある。

表示素子２０と光線制御部２２との相対位置とは、光線制御部２２の開口部の中心に対する、対応する要素画像２４の位置を示す。表示素子２０と光線制御部２２との距離は、光線制御部２２の開口部と対応する要素画像２４との最短距離を示す。表示部２１の角度とは、表示部２１を、垂直方向を回転軸として回転させたときの、予め定めた基準位置に対する回転角度を示す。表示部２１の変形とは、表示部２１本体を変形させることを示す。表示素子２０における画素のピッチとは、表示素子２０の各要素画像２４の画素の間隔を示す。これらの表示パラメータの組み合わせによって、実空間において視域Ｓが設定される領域が一意に定まる。

図４〜図７は、表示部２１の各表示パラメータの調整による、視域Ｓの設定位置や設定範囲の制御を説明するための図である。

図４〜図７には、表示部２１における表示素子２０及び光線制御部２２と視域Ｓの関係を示した。また、図４〜図７中には、適宜、各要素画像２４部分を拡大した図を示した。

まず、図４を用いて、表示素子２０と光線制御部２２との距離や、表示素子２０と光線制御部２２との相対位置を調整することによって、視域Ｓの設定位置等を制御する場合を説明する。

図４（Ａ）は、表示部２１とその視域Ｓ（視域ＳＡ）の基本的な位置関係を示す図である。図４（Ｂ）は、表示素子２０と光線制御部２２との距離を図４（Ａ）に比べて短くした場合を示す図である。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、表示素子２０と光線制御部２２との距離を短くするほど、表示部２１により近い位置に視域Ｓを設定することができる（図４（Ａ）中、視域ＳＡ、及び図４（Ｂ）中、視域ＳＢ参照）。逆に、表示素子２０と光線制御部２２との距離を長くするほど、表示部２１からより離れた位置に視域Ｓを設定することができる。

図４（Ｃ）は、表示素子２０の光線制御部２２に対する相対位置を、図４（Ａ）に比べて右方向（図４（Ｃ）中、矢印Ｒ方向参照）に移動させた場合を示す図である。図４（Ａ）及び図４（Ｃ）に示すように、表示素子２０を光線制御部２２に対して相対的に右方向へ移動させると、視域Ｓは左方向（図４（Ｃ）中、矢印Ｌ方向）に移動する（図４（Ｃ）中、視域ＳＣ参照）。逆に、表示素子２０の光線制御部２２に対する相対位置を、図４（Ａ）に比べて左方向に移動させると、視域Ｓは右方向に移動する（不図示）。

次に、図５及び図６を用いて、表示素子２０に表示する画素のピッチ（画素の並び）を調整することによって、視域Ｓが設定される位置等を制御する場合を説明する。

図５は、表示部２１における、表示素子２０の各画素と光線制御部２２とを拡大して示す図である。図６（Ａ）は、表示部２１とその視域Ｓ（視域ＳＡ）との基本的な位置関係を示す図である。表示素子２０の画面の端（右端（図５中、矢印Ｒ方向端部）、左端（図５中、矢印Ｌ方向端部））ほど、表示素子２０の各画素と光線制御部２２との位置を相対的に大きくずらす。すると、視域Ｓは、より表示部２１に近い位置に移動し、かつ視域Ｓの幅がより狭くなる（図６（Ｂ）中、視域ＳＤ参照）。なお、視域Ｓの幅とは、各視域Ｓにおける水平方向の最大長を示す。この視域Ｓの幅は、視域設定距離と称される場合がある。

一方、表示素子２０の画面の端ほど、表示素子２０の各画素と光線制御部２２との位置を相対的にずらす量を小さくする。すると、視域Ｓは、より表示部２１から遠い位置に移動し、かつ視域Ｓの幅がより広くなる（図６（Ｃ）中、視域ＳＥ参照）。

次に、図７を用いて、表示部２１の角度、表示部２１の変形、表示素子２０と光線制御部２２との相対位置の調整によって、視域Ｓの設定される位置等を制御する場合を説明する。

図７（Ａ）は、表示部２１とその視域Ｓ（視域ＳＡ）の基本的な位置関係を示す図である。図７（Ｂ）は、表示部２１を回転（図７中、矢印Ｖ方向）させた状態を示す図である。図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、表示部２１を回転して表示部２１の角度を調整すると、視域Ｓの位置は、視域ＳＡから視域ＳＦへ移動する。

図７（Ｃ）は、光線制御部２２に対する表示素子２０の位置及び方向を調整した状態を示す図である。図７（Ｃ）に示すように、光線制御部２２に対する表示素子２０の位置及び方向を変更すると、視域Ｓは視域ＳＡから視域ＳＧに移動する。

図７（Ｄ）は、表示部２１全体を変形させた状態を示す図である。図７（Ａ）及び図７（Ｄ）に示すように、表示部２１を変形させることによって、視域Ｓは、視域ＳＡから視域ＳＨへ変化する。

上述のように、表示部２１の表示パラメータの組み合わせによって、実空間において視域Ｓの設定される領域（位置や大きさ等）が一意に定まる。

図２に戻り、説明を続ける。本実施の形態では、表示部２１は、高さごとに視域Ｓの異なる立体画像を表示する。

具体的には、表示部２１では、光線制御部２２の光学的開口部の延伸方向（図２中、ベクトルＲ参照）が、表示素子２０の第１方向に対して、所定の傾きを有するように設けられている。なお、本実施の形態では、光線制御部２２の光学的開口部が表示素子２０の第１方向に対して所定の傾きを有するように設けられている場合を説明するが、傾きを有さない構成であってもよい。

図２に示す例では、光線制御部２２の光学的開口部の延伸方向を示すベクトルＲは、下記式（１）によって表される。

光線制御部２２の光学的開口部が表示素子２０の第１方向に対して傾きをもって配置された場合、光線制御部２２の光学的開口部と、表示素子２０の要素画像２４及びサブ画素と、の行方向（第２方向）の位置がずれる。このため、表示部２１では、高さ毎に視域の位置が異なる。

図８〜図１１は、ワールド座標系における、表示部２１と視域の設定位置との関係を示す模式図である。

なお、本実施の形態では、ワールド座標系を、以下のように定義する。本実施の形態では、表示部２１の表示面（ディスプレイ）の中心を原点とし、表示面の水平方向をＸ軸、表示面の鉛直方向をＹ軸、表示面の法線方向をＺ軸とした座標系を、ワールド座標系とする。そして、本実施の形態では、ワールド座標系における位置座標を、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と表す。また、本実施の形態では、高さ方向は、ワールド座標系におけるＹ軸方向を示す。なお、実空間上における座標の設定方法は、これに限定されない。

図８は、高さの異なる複数の視域（視域Ｓ１、視域Ｓ０、及び視域Ｓ２）を示す模式図である。なお、設定される視域を総称して説明する場合には、単に視域Ｓと称して説明する。図８中、視域Ｓ１は、Ｙ軸位置座標がＹ１（Ｙ＝Ｙ１）のＸＺ平面上における視域Ｓ１である。視域Ｓ０は、Ｙ軸位置座標が０（Ｙ＝０）のＸＺ平面上における視域Ｓ０である。視域Ｓ２は、Ｙ軸位置座標がＹ２（Ｙ＝Ｙ２）のＸＺ平面上における視域Ｓ２である。なお、ここでは、Ｙ１＞０＞Ｙ２であるとして説明する。

図８に示す例では、表示部２１の表示面から視域Ｓ１までの距離、表示部２１の表示面から視域Ｓ２までの距離、及び表示部２１の表示面から視域Ｓ０までの距離は、同じである。

図９は、視域Ｓ１、視域Ｓ０、及び視域Ｓ２を上方（Ｙ軸方向）から視認した状態を模式的に示すＸＺ平面図である。図９に示すように、視域Ｓ１、視域Ｓ０、及び視域Ｓ２は、互いにＸ方向にずれている。図１０は、視域Ｓ１、視域Ｓ０、及び視域Ｓ２を、側方（Ｘ軸方向）から視認した状態を模式的に示すＹＺ平面図である。図１０に示すように、視域Ｓ１、視域Ｓ０、及び視域Ｓ２は、Ｙ軸方向の位置は同じである。図１１は、視域Ｓ１、視域Ｓ０、及び視域Ｓ２を正面（Ｚ方向）から視認した状態を模式的に示すＸＹ平面図である。図１１に示すように、視域Ｓ１、視域Ｓ０、及び視域Ｓ２の高さ毎のずれは、表示素子２０に対する光線制御部２２の傾きであるベクトルＲに沿っている。

このため、視域Ｓ１、視域Ｓ０、及び視域Ｓ２の高さ毎のずれ量は、各視域Ｓ１、視域Ｓ０、視域Ｓ２の高さの差とベクトルＲの傾きとから算出できる。すなわち、図８〜図１１に示す例では、各視域Ｓ１、視域Ｓ０、及び視域Ｓ２は、高さ方向（Ｙ軸方向）において、ベクトルＲに沿って斜めに延在しているといえる。

図１２は、表示部２１における表示素子２０と光線制御部２２との位置関係を示す模式図である。Ｙ軸位置座標０（Ｙ＝０）において、表示部２１の真正面を視域Ｓの設定位置（図１２中、視域ＳＪ参照）とするように、表示部２１が予め設計されているとする。なお、真正面とは、表示部２１の表示面の中心を通り且つ該表示面に垂直な方向を示す。なお、表示部２１の設計時の視域Ｓの設定位置は、実空間上における任意の位置であってよい。すなわち、表示部２１の設計時の視域Ｓの設定位置は、表示部２１の表示面の真正面以外の位置であってもよいし、高さも限定されない。

ここで、表示部２１では、設計時の設定位置に視域Ｓが設定されない場合がある。例えば、光線制御部２２の光学的開口部が、設計時の設定位置に視域Ｓを設定するための位置からずれて設置されている場合がある。

図１３は、光線制御部２２の表示素子２０に対する相対位置が、図１２に比べて左方向（図１３中、矢印Ｌ方向参照）にずれて設置された場合を示す模式図である。図１３に示すように、光線制御部２２が表示素子２０に対して左方向にずれると、視域Ｓも図１２の設定位置（図１２中、視域ＳＪ参照）に比べて左方向にずれる（図１３中、視域ＳＩ参照）。

このため、表示部２１が設計時の位置どおりにワールド座標系のある位置（Ｘ，Ｙ、Ｚ）を視域Ｓに設定した立体画像を表示すると、実際には、表示部２１の第１座標系（詳細後述）の位置（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に視域Ｓが設定されることとなる。そして、設計上のパネル光軸と、実際のパネル光軸にずれが生じていると、設計時どおりの視域Ｓの設定位置と、実際の視域Ｓの設定位置とにずれが生じる。設計上のパネル光軸と、実際のパネル光軸と、のずれは、表示素子２０と光線制御部２２との製造時の張り合わせが設計時の値からずれる事等により生じる。このため、このようなずれが生じていると、表示部２１が設計値どおりに立体画像を表示しても、実際には、設計時とは異なる設定位置に視域が設定される場合がある。

なお、パネル光軸とは、表示部２１の表示面の中心と、視域Ｓの中央を結ぶ線を示す。また、本実施の形態では、設計上のパネル光軸と、実際のパネル光軸との角度ずれを、Φで表す。この角度ずれであるΦが「０」である場合には（Φ＝０）、設計時どおりの視域Ｓの設定位置と、実際の視域Ｓの設定位置と、は一致する。

第１座標系とは、表示部２１に固定された座標系である。すなわち、第１座標系は、表示部２１の動きに伴って変わる座標系である。具体的には、第１座標系は、実空間上において、表示部２１の表示面（ディスプレイ）の中心を原点とし、表示面の光軸方向にＺ軸、表示面の水平方向にＸ軸、表示面の鉛直方向にＹ軸を設定した座標系である。本実施の形態では、高さ方向とは、Ｙ軸方向を示す。なお、実空間上における第１座標は、表示部２１に固定された座標系であればよく、上記設定方法に限定されない。

なお、光線制御部２２の表示素子２０に対する相対位置が、図１２に比べて高さ方向にずれて設置されている場合は、左右方向のずれとして扱えばよい。これは、要素画像２４と光線制御部２２の光学的開口部との相対関係を考慮すると、左右にずれている場合と区別がつかないためである。また、光線制御部２２の光学的開口部が表示素子２０の第１方向に一致する方向に配列されている場合には、光線制御部２２の表示素子２０に対する相対位置が高さ方向にずれたとしても、考慮する必要はない。

図１に戻り、検出部１６は、視聴者を検出する。検出部１６は、視聴者を検出可能な機器であればよい。検出部１６には、例えば、可視カメラ及び赤外線カメラ等の撮像装置の他、レーダーやセンサ等の公知の検知機器を用いる。

この検出部１６についても、設計時の検出部１６の設置位置とは異なる位置に設置されている場合がある。この場合、検出部１６の検出結果から視聴者の位置を特定すると、実際の視聴者の位置と、検出部１６の検出結果から特定した視聴者の位置と、にずれが生じる場合がある。

このように、画像表示装置１０では、表示装置１４の表示部２１において、設計上のパネル光軸と、実際のパネル光軸にずれが生じていると、設計値どおりの視域Ｓの設定位置と、実際の視域Ｓの設定位置とにずれが生じる。また、検出部１６についても、検出部１６の設置位置や設置方向等が設計値からずれていると、検出部１６の検出結果から取得する視聴者の位置にずれが生じる。

そこで、本実施の形態の画像処理装置１２では、表示装置１４による視域の設定位置と、検出部１６の検出結果に基づいて取得した第２座標系における視聴者の位置（第２位置）の少なくとも一方の補正値を算出する。

第２座標系とは、検出部１６に固定された座標系を示し、検出部１６の動きに伴って変わる座標系である。具体的には、検出部１６が撮像装置であるとする。この場合には、第２座標系は、実空間上において撮像装置の設置位置を原点とする。そして、第２座標系は、カメラ光軸をＺ’軸、Ｚ’軸と交差し且つ撮像画像中の水平方向に対応する実空間上の直線をＸ’軸、Ｚ’軸と交差し撮像画像中の垂直方向に対応する実空間上の直線をＹ’軸とした座標系である。検出部１６が撮像装置である場合には、第２座標系を、カメラ座標系と称する場合がある。なお、検出部１６が撮像装置以外の機器である場合には、当該機器の設置位置を原点とすればよい。そして、当該機器の計測方向をＺ’軸とし、以下Ｘ’軸及びＹ’軸を上記と同様に設定すればよい。

なお、実空間上における第２座標は、検出部１６に固定された座標系であればよく、上記設定方法に限定されない。

なお、本実施の形態では、第２座標系における位置座標を（Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’）と表す。また、検出部１６の第１座標系における設計位置（設計上の位置）を、Ｃ＝（Ｘ_Ｃ、Ｙ_Ｃ、Ｚ_Ｃ）とする。

また、第１座標系のＸ軸と、第２座標系のＸ’軸を第２座標系のＺ’軸にそってＸＹ平面に射影した直線と、のなす角度をψとする。そして、角度ψを「０」とした場合（ψ＝０）のＹＺ平面と、Ｙ’Ｚ’平面とのなす角をθＸとする。また、ＸＺ平面とＸ’Ｚ’平面とのなす角をθＹとする。すると、検出部１６の姿勢は、（ψ，θＸ，θＹ）で表せる。

なお、ψは検出部１６の光軸の回転角度に相当する。また、θＸは、検出部１６の左右の向き、すなわちピッチ角に相当する。また、θＹは、検出部１６の上下の向き、すなわち、ヨー角に相当する。

次に、画像表示装置１０の機能的構成を説明する。図１４は、画像表示装置１０の機能的構成を示すブロック図である。

図１４に示すように、画像処理装置１２は、取得部３０、第１算出部３２、及び第２算出部３４を備える。

取得部３０は、検出部１６の検出結果を取得する。取得部３０は、検出部１６から取得した検出結果に基づいて、第２座標系における視聴者の位置である第２位置を取得する。そして、取得部３０は、取得結果である第２位置を、第１算出部３２へ出力する。

取得部３０は、公知の方法を用いて、検出部１６の検出結果から視聴者の第２位置を取得する。例えば、検出部１６が可視カメラであり、取得部３０は、検出部１６から視聴者の撮像画像を検知結果として受け付ける。この場合、取得部３０は、検出部１６から受け付けた撮像画像を画像解析することで、視聴者の第２位置を取得する。また、検出部１６がレーダーであるとする。この場合には、取得部３０は、検出部１６から受け付けたレーダー信号を信号処理することで、視聴者の第２位置を取得する。なお、取得部３０が、第２座標系における視聴者の第２位置を取得するときには、顔、頭、人物全体、撮像画像に含まれる印等、人であると判定可能な任意の対象を視聴者として検出すればよい。なお、取得部３０による、第２座標系における視聴者の第２位置の取得方法は、これらの方法に限られない。

第１算出部３２は、表示部２１の第１座標系における第１位置を予め記憶する。第１位置は、設計値どおりの視域Ｓの設定位置である。表示装置１４では、制御部３６で後述する補正処理を行わない場合には、該第１位置を含む領域を視域の設定位置とする立体画像を表示部２１に表示する。第１算出部３２は、この表示部２１で用いる設計値としての第１位置と同じ情報を予め記憶している。なお、第１算出部３２は、表示装置１４から第１位置を示す情報を取得してもよい。

また、第１算出部３２は、表示部２１の第１座標系における第１位置と、取得部３０から取得した第２座標系における視聴者の第２位置と、の差分を算出する。具体的には、第１算出部３２は、第１座標系における第１位置の位置座標と、第２座標系における第２位置を第１座標系に変換した位置座標と、の差分を算出する。なお、第１算出部３２は、同じ座標系に変換した第１位置と第２位置との差分を算出すればよい。すなわち、第１算出部３２は、第１座標系における第１位置を第２座標系に変換した位置座標と、第２座標系における視聴者の第２位置の位置座標と、の差分を算出してもよい。このため、「表示部２１の第１座標系における第１位置と、取得部３０から取得した第２座標系における視聴者の第２位置と、の差分」とは、第１位置及び第２位置を同一座標系に変換した後の差分を意味する。

第１算出部３２は、算出した差分を、第２算出部３４へ出力する。

第２算出部３４は、第１位置と第２位置との差分を第１算出部３２から取得する。そして、第２算出部３４は、表示部２１の視域の設定位置及び視聴者の第２位置の少なくとも一方の補正値を算出する。この補正値は、第１位置と第２位置との差分を相殺するように、視域の設定位置及び視聴者の第２位置の少なくとも一方を補正するための補正値である。

画像処理装置１２は、取得部３０で取得した第２座標系における視聴者の第２位置または第１座標系に変換した視聴者の第２位置、及び第２算出部３４で算出した補正値を、表示装置１４へ出力する。

表示装置１４は、制御部３６及び表示部２１を備える。

制御部３６は、第１補正部３８、第２補正部４０、設定部４２、及び出力部４４を備える。

第１補正部３８は、画像処理装置１２から受け付けた補正値に基づいて、画像処理装置１２から取得した視聴者の第２位置を補正する。第１補正部３８では、第１位置と第２位置との差分を相殺するように、視聴者の第２位置を補正する。

第２補正部４０は、上記第１位置を予め記憶する。第２補正部４０は、画像処理装置１２から受け付けた補正値に基づいて、第１位置に基づいて設定した視域の設定位置を補正する。第２補正部４０では、第１位置と第２位置との差分を相殺するように、第１位置に基づいて設定した視域の設定位置を補正する。

設定部４２は、第２補正部４０で補正された設定位置に、視域を設定する。

出力部４４は、設定部４２で設定された設定位置に視域が設定されるように、表示部２１を制御する。具体的には、設定部４２で設定された設定位置に視域が設定されるように、視差画像を表示素子２０に表示すると共に、表示部２１の各種表示パラメータを制御する。

なお、出力部４４は、後述するテストパターンの表示時には、設定値である第１位置を含む領域に視域が設定されるように、表示部２１を制御する。具体的には、該第１位置を含む領域が視域の設定位置となるように、テストパターンを表示素子２０に表示すると共に、表示部２１の各種表示パラメータを制御する。

次に、画像表示装置１０が実行する画像処理の手順を説明する。図１５は、画像表示装置１０が実行する画像処理の手順を示すフローチャートである。

なお、本実施の形態では、表示部２１と検出部１６の誤差（θＸ、θＹ）が存在するとして説明する。また、本実施の形態では、検出部１６の光軸回転の誤差は無い（角度ψ＝０）ものとして説明する。

まず、出力部４４が、予め記憶したテストパターンを表示部２１へ出力する（ステップＳ１００）。このテストパターンは、第１座標系における第１位置Ｐ０（Ｘ_０，Ｙ_０，Ｚ_０）を含む領域を視域の設定位置とした視差画像である。

なお、テストパターンとは、視聴者が立体視可能か否かを判別するために用いる画像である。このテストパターンとしては、例えば、通常の立体画像である飛び出しや奥まり領域を含む視差画像、特定の視差のみを光らせた視差画像、視差ごとに異なる配色の視差画像、特定の視差の組み合わせのみ色を付けた画像、等が挙げられる。テストパターンとしては、視聴者の左右眼に異なる画像が到達していることを確認可能な画像の組み合わせであればよく、上記画像に限られない。

次に、取得部３０は、上記ステップＳ１００の処理によって実空間上に設定された視域内に視聴者ｉが位置しているか否かを判断する（ステップＳ１０２）。すなわち、取得部３０は、上記ステップＳ１００の処理によって表示部２１に表示された立体画像を正常に視認可能な視域に視聴者ｉが位置しているか否かを判断する。そして、取得部３０が肯定判断（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）するまで否定判断（ステップＳ１０２：Ｎｏ）を繰り返す。

取得部３０は、例えば、上記ステップＳ１００の処理が行われてから所定時間経過したか否かを判別することによって、ステップＳ１０２の判断を行えばよい。また、取得部３０は、例えば、検出部１６または視聴者を検知するために別途設けた検知部から検知結果を受け付け、検知結果から算出した視聴者の位置が、第１座標系における第１位置Ｐ０（Ｘ_０，Ｙ_０，Ｚ_０）を含む領域に設定された視域の設定位置内であるかを判別することによって、ステップＳ１０２の判断を行ってもよい。

また、画像表示装置１０に、視聴者の操作指示によって画像処理装置１２へ信号を送信する操作装置を設ける。操作装置としては、公知のリモコン等を用いる。そして、視聴者が第１位置Ｐ０（Ｘ_０，Ｙ_０，Ｚ_０）を含む領域に設定された視域の設定位置内に位置したときに、視聴者が操作装置に設けられた位置移動完了を示すボタン等を操作指示することで、位置移動完了を示す信号を操作装置から画像処理装置１２へ送信する。なお、表示部２１には、視聴者が立体画像を正常に視認可能な領域内に位置したときに、位置移動完了を示すボタン操作を促すメッセージを表示すればよい。このメッセージは、ステップＳ１００の処理後に予め定めた時間表示部２１に表示すればよい。そして、画像処理装置１２では、位置移動完了を示す信号を操作装置から受け付けたときに、ステップＳ１０２で肯定判断すればよい。

なお、視聴者が立体画像を正常に視認可能な状態は、表示部２１に表示するテストパターンによって異なる。例えば、テストパターンが通常の立体画像である場合には、良好な立体視ができている状態を示す。また、テストパターンが、左目用画像として赤色、右目用画像として緑色を使用した画像である場合には、視聴者の左目で見える画像が赤であり、且つ視聴者の右目で見える画像が緑である状態を示す。

次に、取得部３０が、検出部１６の検出結果から、第２座標系における視聴者の位置である第２位置を取得する（ステップＳ１０４）。本実施の形態では、取得部３０は、第２位置Ｐｉ´（Ｘｉ´，Ｙｉ´，Ｚｉ´）を検出する。

次に、第１算出部３２が、ステップＳ１０４で取得した第２位置Ｐｉ´（Ｘｉ´，Ｙｉ´，Ｚｉ´）を、第１座標系に変換する（ステップＳ１０６）。すなわち、本実施の形態では、第１算出部３２は、検出部１６が設計通りに設置されていると仮定し、第２座標系の第２位置を第１座標系に変換し、変換した第２位置Ｐｉ（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）を算出する。

詳細には、第１算出部３２は、以下の方法を用いて第２座標系を第１座標系に変換する。なお、説明の簡略化のため、画像表示装置１０では、ψ＝θＸ＝θＹ＝０で設計されているとして説明する。

第２座標系から第１座標系への座標変換は、例えば、公知の単純幾何変換によって、下記式（２）を用いて行う。

式（２）中、Ｘｉ、Ｙｉ、Ｚｉは、各々、第１座標系に変換後の第２位置の、Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標の各々を示す。式（２）中、Ｘｉ’、Ｙｉ’、Ｚｉ’は、各々、第２座標系の第２位置の、Ｘ’座標、Ｙ’座標、Ｚ’座標の各々を示す。また、式（２）中、Ｘ_Ｃ、Ｙ_Ｃ、Ｚ_Ｃは、検出部１６の第１座標系における設計位置（設計上の位置）のＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標の各々を示す。

なお、ψ＝θＸ＝θＹ＝０の関係を満たさない場合であっても、公知の単純幾何変換によって、第２座標系から第１座標系への座標変換を行える。

次に、第２算出部３４が、第１座標系に変換した第２位置Ｐｉ（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）と、第１座標系における第１位置Ｐ０（Ｘ_０，Ｙ_０，Ｚ_０）と、の差分Δを算出する（ステップＳ１０８）。

図１６は、差分Δを示す模式図である。図１６に示すように、差分Δは、距離Ｚにおける設計上の視域の延在方向を示す直線Ａと、実際の視域の延在方向を示す直線Ｂと、の差（直線間のずれ）を表すものであればよい。

第２算出部３４は、差分Δの算出を、例えば、以下の方法により算出する。上記ステップＳ１０２の処理によって、視聴者は、実際の視域の延在方向を示す直線Ｂ上に存在する。そこで、第２算出部３４は、視聴者の位置である実際の視域の延在方向を示す直線Ｂと、設計上の視域の延在方向を示す直線Ａと、の直線間のずれを差分Δとして算出する。

第２算出部３４では、まず、現在の視聴者の位置を、視域の高さに合わせる。具体的には、ステップＳ１０６で第１座標系に変換した視聴者の第２位置Ｐｉ（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）を、ステップＳ１００で設定された視域の高さに合わせる。詳細には、ステップＳ１０６で第１座標系に変換した視聴者の第２位置Ｐｉ（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）を、光線制御部２２の光学的開口部の沿線方向を示すベクトルＲに沿って移動させることにより高さを合わせる。次に視聴者のＺ方向の距離と該視域のＺ方向の距離を合わせ、第１座標系に変換した視聴者の第２位置Ｐｉ（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）の修正を行う。したがって、修正後の視聴者位置ＰＩ（Ｘ_Ｉ、Ｙ_Ｉ、Ｚ_Ｉ）は、下記式（３）で表される。

式（３）中、▽は、ベクトルＲを示す。また、式（３）中、Ｘ_Ｉ、Ｙ_Ｉ、Ｚ_Ｉは、修正後の視聴者位置ＰＩの、Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標の各々を示す。また、式（３）中、Ｘｉ、Ｙｉ、Ｚｉは、各々、第１座標系に変換後の第２位置の、Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標の各々を示す。式（３）中、Ｙ_０、Ｚ_０は、第１座標系における第１位置Ｐ０の、Ｙ座標、Ｚ座標の各々を示す。

そして、第２算出部３４は、下記式（４）を用いて、差分Δを算出する。

なお、式（４）中の、Δは差分を示す。式（４）中、Ｘ_Ｉは、式（３）と同様である。また、式（４）中、Ｘ_０は、第１座標系における第１位置Ｐ０の、Ｘ座標を示す。

なお、上記では、第２算出部３４が、第１座標系に変換した視聴者の第２位置Ｐｉ（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）を修正することによって差分Δを算出する場合を説明したが、同様の方法で、第１座標系における第１位置Ｐ０を修正してその差分を求めてもよい。

また、上記では、差分Δを、実空間上のＸ軸方向の距離で示したが、Ｘ軸方向の差分であればよく、実空間に限定されない。例えば、差分Δは、検出部１６から取得した撮像画像上におけるＸ軸方向の差分であってもよい。

図１５に戻り、次に、第２算出部３４は、ステップＳ１０８で算出した差分Δに基づいて、この差分Δを相殺するように、表示部２１による視域の設定位置及び第２位置の少なくとも一方の補正値を算出する（ステップＳ１１０）。

本実施の形態では、第２算出部３４は、取得部３０が取得する視聴者の第２位置を補正するための補正値を算出する場合を説明する。

図１７は、補正値θ’の算出方法を示す模式図である。ここで、差分Δの発生原因は、検出部１６の設置誤差であるθＸとθＹである。このθＹが０（θＹ＝０）であるときの視域の延在方向を示す直線Ｃは、θＸの影響によって、直線Ａから距離Ｅ分横にずれる。また、直線Ｃは、θＹの影響によって、距離Ｆ分直線Ｂの位置にずれる。直線Ａは、距離Ｚにおける設計上の視域の延在方向を示す直線である。直線Ｂは、実際の視域の延在方向を示す直線である。補正値θ’は、直線Ａと直線Ｂとを重ね合せるための数値Ｇであればよい。

なお、補正値θ’は、検出部１６の設置誤差であるθＸとθＹを用いて算出することも可能であるが、θＸとθＹの双方を求める必要はない。具体的には、補正値θ’は、直線Ｂと直線Ａとを重ね合せるための数値であればよい。第２算出部３４では、以下の式（５）を用いて補正値θ’を算出すればよい。

なお、図１７に示す模式図では、Ｘ軸方向のみを補正する場合を示したが、この形態に限られない。第２算出部３４は、Ｙ軸方向を補正する補正値として補正値θ’を算出してもよいし、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の双方を補正する補正値として補正値θ’を算出してもよい。

そして、画像処理装置１２は、ステップＳ１１０で算出した補正値θ’、及びステップＳ１０４で取得した第２座標系における視聴者の第２位置または該第２位置を第１座標系に変換した第２位置を、表示装置１４へ出力する（ステップＳ１１２）。そして、本ルーチンを終了する。

次に、表示装置１４が実行する補正処理を説明する。図１８は、表示装置１４が実行する補正処理の手順を示すフローチャートである。

制御部３６が、画像処理装置１２から補正値θ’、及び第２座標系における視聴者の第２位置または該第２位置を第１座標系に変換した第２位置を、画像処理装置１２から受け付ける（ステップＳ２００）。

なお、一例として、ステップＳ２００では、第２座標系における視聴者の第２位置を第１座標系に変換した第２位置を画像処理装置１２から受け付ける場合を説明する。また、ステップＳ２００では、画像処理装置１２から補正値θ’として、第２位置を補正するための補正値を受け付ける場合を説明する。

次に、第２補正部４０が、第２位置を補正する（ステップＳ２０２）。すなわち、第２補正部４０は、ステップＳ２００で受け付けた第１座標系における視聴者の第２位置を、ステップＳ２００で受け付けた補正値θ’を用いて補正する。

ここで、第２補正部４０が、補正値θ’を検出部１６の左右方向のずれとして扱うことによって、第１座標系における視聴者の第２位置を補正する場合を説明する。この場合、第２補正部４０は、補正後の第１座標系における視聴者の第２位置Ｓｉ（Ｘｓｉ，Ｙｓｉ，Ｚｓｉ）を、下記式（６）を用いて算出する。

式（６）中、Ｘｓｉ、Ｙｓｉ、Ｚｓｉは、各々、補正後の第１座標系における視聴者の第２位置のＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標の各々を示す。式（６）中、Ｘｉ’、Ｙｉ’、Ｚｉ’は、各々、補正前の第１座標系における第２位置のＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標の各々を示す。式（６）中、Ｘ_Ｃ、Ｙ_Ｃ、Ｚ_Ｃは、検出部１６の第１座標系における設計位置のＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標の各々を示す。また、式（６）中、θ’は、ステップＳ２００で受け付けた補正値を示す。

なお、第２補正部４０は、検出部１６の設計位置を示す情報（すなわち、式（６）中、Ｘｉ’、Ｙｉ’、Ｚｉ’）を、予め記憶しておけばよい。

上記式（６）を用いた補正は、検出部１６を撮像装置とした場合に、撮像装置のヨー角及びピッチ角の誤差補正を行うことに相当する。

また、第２補正部４０は、第２位置と共に第２位置の取得に用いた撮像画像を取得部３０から取得し、撮像画像中で第２位置の補正を行ってもよい。この場合、画像処理装置１２から取得する補正値θ’は、撮像画像中で補正可能な表現であることが好ましい。

次に、出力部４４が、上記ステップＳ２０２で補正した補正後の第１座標系における視聴者の第２位置Ｓｉ（Ｘｓｉ，Ｙｓｉ，Ｚｓｉ）と、上記ステップＳ１００で用いたパターン画像における視域の設定位置（第１位置を含む領域）と、を含む画像を、表示部２１へ表示し（ステップＳ２０４）、本ルーチンを終了する。なお、該第２位置Ｓｉと第１位置を含む視域の設定位置とがずれている場合には、ステップＳ２０４で出力する画像には、実空間上における視域の設定位置と視聴者の位置とがずれていることを示す文字情報や矢印画像等を含むことが好ましい。

ステップＳ２０４の処理によって、表示部２１には、補正後の第１座標系における視聴者の第２位置Ｓｉと、表示部２１における視域の設定位置と、が表示される。このため、視聴者に、実空間上における視域の設置位置と視聴者の位置とがずれていることを提示することができる。

なお、図１８に示す表示処理では、補正後の第１座標系における視聴者の第２位置Ｓｉと、表示部２１における視域の設定位置とを表示部２１に表示する場合を説明した。しかし、これらの情報を音声出力する装置に出力し、音声として出力してもよい。

なお、図１８に示す表示処理では、補正後の第１座標系における視聴者の第２位置Ｓｉと、表示部２１における視域の設定位置とを表示部２１に表示する場合を説明した。しかし、補正前の第１座標系における視聴者の第２位置と、補正後の視域の設定位置と、を表示部２１に表示してもよい。

この場合には、表示装置１４は、図１９に示す補正処理を行えばよい。図１９は、表示装置１４が実行する補正処理の図１８とは異なる手順を示すフローチャートである。

制御部３６が、画像処理装置１２から補正値θ’、及び第２座標系における視聴者の第２位置または該第２位置を第１座標系に変換した第２位置を、画像処理装置１２から受け付ける（ステップＳ３００）。

なお、一例として、ステップＳ３００では、第２座標系における視聴者の第２位置を第１座標系に変換した第２位置を画像処理装置１２から受け付ける場合を説明する。また、ステップＳ３００では、画像処理装置１２から補正値θ’として、視域の設定位置を補正するための補正値を受け付けた場合を説明する。

次に、第２補正部４０が、視域の設定位置を補正する（ステップＳ３０２）。詳細には、第２補正部４０は、現在設定されている視域の設定位置、すなわち、第１位置を含む領域に設定されるように設定されている視域の設定位置を、ステップＳ３００で受け付けた補正値θ’分ずらした位置に設定する。

次に、出力部４４が、上記ステップＳ３０２で補正した補正後の視域の設定位置と、上記ステップＳ３００で受け付けた、第１座標系における視聴者の第２位置と、を含む画像を、表示部２１へ表示し（ステップＳ３０４）、本ルーチンを終了する。なお、該第２位置Ｓｉと補正後の視域の設定位置とがずれている場合には、ステップＳ３０４で出力する画像には、実空間上における視域の設定位置と視聴者の位置とがずれていることを示す情報を含むことが好ましい。

ステップＳ３０４の処理によって、表示部２１には、補正後の視域の設定位置と、第１座標系における現在の視聴者の第２位置と、が表示される。このため、視聴者に、実空間上における視域の設置位置と視聴者の位置とがずれていることを提示することができる。

なお、表示装置１４では、画像処理装置１２から受け付けた補正値θ’に基づいて、視域の設定位置を補正した立体画像を表示してもよい。この場合には、表示部２１のパネル光軸の誤差を補正することに相当する。

この場合には、表示装置１４は、図２０に示す補正処理を行えばよい。図２０は、表示装置１４が実行する補正処理の図１８及び図１９とは異なる手順を示すフローチャートである。

制御部３６が、画像処理装置１２から補正値θ’、及びステップＳ１０４で取得した第２座標系における視聴者の第２位置または該第２位置を第１座標系に変換した第２位置を、画像処理装置１２から受け付ける（ステップＳ４００）。

なお、一例として、ステップＳ４００では、第２座標系における視聴者の第２位置を第１座標系に変換した第２位置を画像処理装置１２から受け付ける場合を説明する。また、ステップＳ４００では、画像処理装置１２から補正値θ’として、視域の設定位置を補正するための補正値を取得した場合を説明する。

次に、第２補正部４０が、視域の設定位置を補正する（ステップＳ４０２）。なお、ステップＳ４０２の処理は、上記ステップＳ３０２と同様である。

次に、出力部４４が、上記ステップＳ４０２で補正した補正後の視域の設定位置に視域が設定されるように、表示部２１を制御し（ステップＳ４０４）、本ルーチンを終了する。具体的には、出力部４４は、第１位置を含む領域に設定されている視域の設定位置を、ステップＳ４００で受け付けた補正値θ’分ずらした位置に設定するための、表示部２１の表示パラメータの組み合わせを求める。出力部４４では、視域の設定位置に対応する表示パラメータの組み合わせを予め記憶しておけばよい。そして、出力部４４は、求めた表示パラメータに応じて、表示素子２０と光線制御部２２の位置関係や表示部２１の形状や向き等を調整することで、上記ステップＳ４０２で補正した補正後の視域の設定位置に視域が設定されるように、表示部２１を制御する。

ステップＳ４０４の処理によって、本実施の形態の画像表示装置１０では、視聴者が立体画像を良好に視認できるように、視域の設定位置を容易に調整することができる。

なお、画像表示装置１０では、画像処理装置１２から補正値θ’を受け付け、受け付けた補正値θ’に基づいて、検出部１６の設置位置や姿勢を調整してもよい。この場合には、画像処理装置１２は、補正値θ’として、第２位置を補正するため補正値を検出部１６の設置位置や姿勢を調整する駆動部へ出力する。この駆動部には、例えば、公知のモータ等の機器を組み合わせた位置変更部材を用いる。また、駆動部では、補正値θ’に対応する各機器の駆動量を示す情報を予め記憶する。そして、補正値θ’を受け付けた駆動部では、画像処理装置１２から受け付けた補正値θ’に対応する駆動量、各機器を駆動する。これによって、画像表示装置１０では、検出部１６の設置位置や姿勢を、上記差分を相殺する位置及び姿勢に調整できる。

以上説明したように、本実施の形態の画像表示装置１０では、制御部３６は、表示部２１の第１座標系における第１位置を含む領域に視域が設定されるよう、表示部２１を制御する。そして、画像処理装置１２の取得部３０が、検出部１６から取得した検出結果に基づいて、検出部１６の第２座標系における視聴者の位置である第２位置を取得する。第１算出部３２は、第２座標系における第２位置と、表示部２１の第１座標系における第１位置と、の差分Δを算出する。第２算出部３４は、この差分Δを相殺するように、視域の設定位置及び第２位置の少なくとも一方の補正値を算出する。

このように、本実施の形態の画像表示装置１０では、第１位置と第２位置との差分Δに基づいて、検出部１６の第２座標系における視聴者の第２位置、及び表示部２１の第１座標系における第１位置を含む領域に設定された視域の設定位置、の少なくとも一方を補正するための補正値を算出する。このため、本実施の形態の画像表示装置１０では、検出部１６の設置誤差と、表示部２１における設計誤差と、が同時に発生した場合であっても、検出部１６と表示部２１間における設計値の誤差を相殺する補正値を得ることができる。

従って、本実施の形態の画像表示装置１０では、表示部２１及び検出部１６の誤差調整を行うための補正値を、容易に得ることができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、検出部１６の光軸回転量を補正するための補正値も求める場合を説明する。

なお、本実施の形態における画像表示装置１０Ａの機能的構成は、実施の形態１（図１４参照）と同様であるため、詳細な説明を省略する。

画像表示装置１０Ａで実行する画像処理の手順を説明する。図２１は、画像表示装置１０Ａが実行する画像処理の手順を示すフローチャートである。

なお、本実施の形態では、表示部２１と検出部１６の誤差（θＸ、θＹ）が存在するとして説明する。また、本実施の形態では、検出部１６の光軸回転の誤差も存在する（角度ψ≠０）ものとして説明する。

画像表示装置１０Ａでは、実施の形態１におけるステップＳ１００〜ステップＳ１０４と同様にして、ステップＳ５００〜ステップＳ５０４の処理を行う。具体的には、まず、出力部４４が、予め記憶したテストパターンを表示部２１へ出力する（ステップＳ５００）。

次に、取得部３０は、上記ステップＳ５００の処理によって実空間上に設定された視域内に視聴者ｉが位置しているか否かを判断し、肯定判断（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）するまで否定判断（ステップＳ５０２：Ｎｏ）を繰り返す。

次に、取得部３０が、検出部１６の検出結果から、検出部１６の第２座標系における視聴者位置である第２位置を取得する（ステップＳ５０４）。本実施の形態では、第２座標系における視聴者位置である第２位置として、第２位置Ｐｉ’（Ｘｉ´，Ｙｉ´，Ｚｉ´）を検出する。

次に、取得部３０は、上記ステップＳ５００の処理によって実空間上に設定された視域内で、且つステップＳ５０４で取得した視聴者位置Ｐｉ’とは異なる位置に視聴者ｉが移動したか否かを判断する（ステップＳ５０６）。そして、取得部３０が肯定判断（ステップＳ５０６：Ｙｅｓ）するまで否定判断（ステップＳ５０６：Ｎｏ）を繰り返す。

取得部３０は、例えば、上記ステップＳ５０４の処理が行われてから所定時間経過したか否かを判別することによって、ステップＳ５０４の判断を行えばよい。また、取得部３０は、例えば、検出部１６または視聴者を検知するために別途設けた検知部から検知結果を受け付け、検知結果に含まれる視聴者の位置が、第１座標系における第１位置Ｐ０（Ｘ_０，Ｙ_０，Ｚ_０）を含む領域に設定された視域の設定位置内であり、且つステップＳ５０４で取得した視聴者位置Ｐｉ’とは異なる位置であるかを判別することによって、ステップＳ５０６の判断を行ってもよい。

また、画像表示装置１０Ａに、視聴者の操作指示によって画像処理装置１２へ信号を送信する操作装置を設ける。操作装置としては、公知のリモコン等を用いる。そして、視聴者が第１位置Ｐ０（Ｘ_０，Ｙ_０，Ｚ_０）を含む領域に設定された視域の設定位置内においてステップＳ５０４とは異なる位置に移動したときに、視聴者が操作装置に設けられた位置移動完了を示すボタン等を操作指示する。このときに、位置移動完了を示す信号を操作装置から画像処理装置１２へ送信する。なお、表示部２１には、視聴者が立体画像を正常に視認可能な位置で移動することを促す情報と、移動完了したときに該位置移動完了を示すボタン操作を促すメッセージを表示すればよい。このメッセージは、ステップＳ５０４の処理の後に予め定めた時間表示部２１に表示すればよい。そして、画像処理装置１２では、位置移動完了を示す信号を操作装置から受け付けたときに、ステップＳ５０６で肯定判断すればよい。

次に、取得部３０が、検出部１６の検出結果から、第２座標系における視聴者の位置である第２位置を取得する（ステップＳ５０８）。本実施の形態では、第２座標系における視聴者の位置であり且つ第２位置Ｐｉ’とは異なる第２位置として、第２位置Ｑｉ´（Ｘｑｉ´，Ｙｑｉ´，Ｚｑｉ´）を取得する。

次に、第１算出部３２が、ステップＳ５０４で取得した第２位置Ｐｉ’とステップＳ５０８で取得した第２位置Ｑｉ’とを通る直線（第３直線）と、光線制御部２２の傾きであるベクトルＲ（第１直線）とから、検出部１６の光軸回転量ψを算出する（ステップＳ５１０）。

図２２は、第２位置Ｐｉ’と、第２位置Ｑｉ’と、光線制御部２２の傾きＲと、検出部１６の光軸回転量ψとの関係を示す模式図である。なお、図２２では、説明を簡単にするため、Ｘｃ＝Ｙｃ＝θＸ＝θＹ＝０とする。

図２２に示すように、検出部１６の光軸回転量ψは、距離Ｚにおける設計上の視域の延在方向を示す直線Ａ（第１直線）と、実際の視域の延在方向を示す直線Ｂ（第３直線）と、のなす角として現れる。ここで、直線Ａの傾きは、光線制御部２２の傾きであるベクトルＲと同じである。また、直線Ｂは、第２位置Ｐｉ’と第２位置Ｑｉ’を通る直線である。このため、第１算出部３２は、検出部１６の光軸回転量ψを、下記式（７）から求める。なお、式（７）中、αは、下記式（８）で示される。

図２１に戻り、次に、第１算出部３２が、ステップＳ５０４で取得した、第２座標系における視聴者位置である第２位置Ｐｉ´（Ｘｉ´，Ｙｉ´，Ｚｉ´）を、第１座標系に変換する（ステップＳ５１２）。すなわち、本実施の形態では、第１算出部３２は、検出部１６が設計通りに設置されていると仮定し、第２座標系の第２位置を第１座標系に変換し、変換した第２位置Ｐｉ（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）を算出する。

なお、第１算出部３２は、以下の方法を用いて第２座標系を第１座標系に変換する。

なお、説明の簡略化のため、画像表示装置１０Ａでは、θＸ＝θＹ＝０で設計されているとして説明する。

第２座標系から第１座標系への座標変換は、例えば、公知の単純幾何変換によって、下記式（９）を用いて行う。

式（９）中、Ｘｉ、Ｙｉ、Ｚｉは、各々、第１座標系に変換後の第２位置のＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標の各々を示す。式（９）中、Ｘｉ’、Ｙｉ’、Ｚｉ’は、各々、第２座標系の第２位置のＸ’座標、Ｙ’座標、Ｚ’座標の各々を示す。また、式（９）中、Ｘ_Ｃ、Ｙ_Ｃ、Ｚ_Ｃは、検出部１６の第１座標系における設計位置（設置されている位置）のＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標の各々を示す。

なお、θＸ＝θＹ＝０の関係を満たさない場合であっても、公知の単純幾何変換によって、第２座標系から第１座標系への座標変換を行える。

次に、第２算出部３４が、第１座標系に変換した第２位置Ｐｉ（Ｘｉ，Ｙｉ，Ｚｉ）と、第１座標系における第１位置Ｐ０（Ｘ_０，Ｙ_０，Ｚ_０）と、の差分Δを算出する（ステップＳ５１４）。なお、ステップＳ５１４の差分Δの算出は、実施の形態１のステップＳ１０８（図１５参照）と同様にして行えばよい。

次に、第２算出部３４は、ステップＳ５１４で算出した差分Δに基づいて、この差分Δを相殺するように、表示部２１による視域の設定位置及び第２位置の少なくとも一方の補正値を算出する（ステップＳ５１６）。本実施の形態では、第２算出部３４は、補正値として、実施の形態１で説明した補正値θ’と、上記ステップＳ５１０で算出した検出部１６の光軸回転量ψを算出する。なお、補正値θ’の算出は、実施の形態１のステップＳ１１０（図１５参照）と同様にして行えばよい。

そして、画像処理装置１２は、ステップＳ１１０で算出した補正値θ’、検出部１６の光軸回転量ψ、及びステップＳ１０４で取得した第２座標系における視聴者の第２位置または該第２位置を第１座標系に変換した第２位置を、表示装置１４へ出力する（ステップＳ５１８）。そして、本ルーチンを終了する。

表示装置１４では、実施の形態１と同様の補正処理を行い、補正値θ’に基づいて、表示部２１における視域の設定位置を補正すればよい。

また、表示装置１４では、補正値θ’及び検出部１６の光軸回転量ψに基づいて、検出部１６から取得した検出結果に基づいて算出した視聴者の第２位置を補正すればよい。

この場合には、第２補正部４０は、補正後の第１座標系における視聴者の第２位置Ｓｉ（Ｘｓｉ，Ｙｓｉ，Ｚｓｉ）を、下記式（１０）を用いて算出すればよい。

式（１０）中、Ｘｉ、Ｙｉ、Ｚｉ、Ｘｉ’、Ｙｉ’、Ｚｉ’、Ｘ_Ｃ、Ｙ_Ｃ、Ｚ_Ｃは、各々、式（９）と同じ意味である。

以上説明したように、本実施の形態の画像表示装置１０Ａでは、検出部１６の第２座標系における視聴者の第２位置、及び表示部２１の第１座標系における第１位置を含む領域に設定された視域の設定位置の少なくとも一方を、第１位置と第２位置との差分Δを相殺するように他方にあわせて補正するための補正値を算出する。このため、本実施の形態の画像表示装置１０Ａでは、検出部１６の設置誤差と、表示部２１における設計誤差と、が同時に発生した場合であっても、検出部１６と表示部２１間における設計値の誤差を相殺する補正値を得ることができる。

従って、本実施の形態の画像表示装置１０Ａでは、表示部２１及び検出部１６の誤差調整を行うための補正値を、容易に得ることができる。

なお、本実施の形態では、第２座標系における視聴者の位置として、第２位置Ｐｉ’と第２位置Ｑｉ´の２箇所の第２位置を取得する場合を説明した。しかし、本実施の形態の画像表示装置１０Ａでは、視域内の２箇所以上の第２位置を取得すればよく、取得する第２位置の数は２箇所に限られない。

なお、実施の形態１〜２における画像表示装置１０及び画像表示装置１０Ａで実行する画像処理、及び補正処理を実行するためのプログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。

実施の形態１〜２における画像表示装置１０及び画像表示装置１０Ａで実行する画像処理、及び補正処理を実行するためのプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。

さらに、実施の形態１〜２における画像表示装置１０及び画像表示装置１０Ａで実行する画像処理、及び補正処理の各々を実行するためのプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、実施の形態１〜２における画像表示装置１０及び画像表示装置１０Ａで実行する画像処理、及び補正処理の各々を実行するためのプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。

実施の形態１〜２における画像表示装置１０及び画像表示装置１０Ａで実行する画像処理、及び補正処理を実行するためのプログラムは、上述した各部（取得部３０、第１算出部３２、第２算出部３４、第１補正部３８、第２補正部４０、設定部４２、及び出力部４４）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記ＲＯＭからプログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、これらの各機能部が主記憶装置上に生成されるようになっている。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０、１０Ａ 画像表示装置
１２ 画像処理装置
１４ 表示装置
１６ 検出部
２１ 表示部
３０ 取得部
３２ 第１算出部
３４ 第２算出部
３６ 制御部
３８ 第１補正部
４０ 第２補正部
４２ 設定部
４４ 出力部

Claims (6)

1. 立体画像を表示可能な表示部と、
   視聴者を検出する検出部と、
   前記検出部の検出結果に基づいて、前記検出部用の座標系における前記視聴者の第２位置を取得する取得部と、
   前記表示部用の座標系における所定の第１位置と、前記第２位置と、の差分を算出する第１算出部と、
   前記差分に基づいて、前記立体画像の視域の設定位置、または前記第２位置を補正する制御部と、
   を備える画像表示装置。
2. 前記第１位置は、前記表示部用の座標系において予め設定された前記視域の設定位置である、請求項１記載の画像表示装置。
3. 前記検出部は、撮像によって前記視聴者の撮像画像を取得する撮像部である、請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記制御部は、前記撮像部のヨー角及びピッチ角を補正する、請求項３に記載の画像表示装置。
5. 視聴者を検出する検出部の検出結果に基づいて、前記検出部用の座標系における前記視聴者の第２位置を取得し、
   立体画像を表示可能な表示部用の座標系における所定の第１位置と、前記第２位置と、の差分を算出し、
   前記差分に基づいて、前記立体画像の視域の設定位置、または前記第２位置を補正する、
   画像表示方法。
6. コンピュータを、
   視聴者を検出する検出部の検出結果に基づいて、前記検出部用の座標系における前記視聴者の第２位置を取得する手段と、
   立体画像を表示可能な表示部用の座標系における所定の第１位置と、前記第２位置と、の差分を算出する手段と、
   前記差分に基づいて、前記立体画像の視域の設定位置、または前記第２位置を補正する手段と、
   して機能させる画像表示プログラム。

Images