JP5725159B2 - 測定装置、立体画像表示装置及び測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、裸眼での立体画像を表示制御する測定装置、立体画像表示装置及び測定方法に関する。

両眼視による立体画像を鑑賞する際に、眼精疲労が起きることが知られている。このため立体映像制作における安全ガイドラインが周知されており、一例としては視差量をつけすぎないことが万人向けのコンテンツを制作する上で推奨されている。

しかし、立体視は個人差があるものであり、そのガイドラインを守ると立体感に乏しいと感じる人がいる一方で、ガイドライン内であっても長時間視聴し続けると疲れが発生する人、しない人が現れる。

両眼視の特性を計測する従来技術としては、三次元物体の提示位置に対する輻輳と眼の屈折状態の応答を測定し、「眼の屈折状態と輻輳の不一致」について調べる手法がある。

また、眼精疲労を起こさないディスプレイとして、観察者の眼の調節や輻輳がどのような状態にあるかに直接依拠して左眼用映像および右眼用映像を提示する手法がある。

さらに、瞳孔間隔から両眼の焦点位置を求め、「調節と輻輳の不一致」の範囲になったら、視差補正を行う手法がある。虹彩間間隔から両眼の注視点を求め、時間積算して閾値を超えたら、疲労状態と判定して警告を発する手法がある。

特許４２２３３１４号公報 特許３７７１９６４号公報 特開２００４−３３３６６１号公報 特開２００６−２６７５７８号公報

従来技術は、眼球の輻輳調節状態を監視し、鑑賞時における疲労をみるものである。ここで、図１は、輻輳調節の不一致を説明するための図である。図１では、ディスプレイのスクリーン１０面に交差性視差のついた立体映像が表示されている。図１に示す場合、右目Ｒ１には左側の絵１１、左目Ｌ１には右側の絵１２が入ってきて、脳の中で像を結んだ結果、スクリーン１０より飛び出した位置に立体映像１３が定位することを示している。

このとき、目のピント（調節）は、左目Ｌ１、右目Ｒ１ともスクリーン１０上の画像にあっており、一方で立体像として像を結んだ位置に目の寄り目がおきている。この寄り目になる機能を輻輳と呼ぶ。

自然界のものをみるとき、寄り目で見たものにピントを合わせる。これが２眼式立体画像では一致しないことから、自然なものでは感じない疲労感につながるとされる。

以上のように、輻輳調節の不一致は、眼精疲労の原因になるが、同じ鑑賞時間でも人によって疲れやすさが違う。よって、従来技術では、鑑賞者の立体視に対する適性といったことは加味されていなかった。したがって、立体視に対する個人特性を測定できていないという問題があった。

そこで、開示の技術は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、立体視に対する個人特性を適切に測定することができる測定装置、立体画像表示装置及び測定方法を提供することを目的とする。

開示の一態様における測定装置は、裸眼での立体画像を表示する表示部に対し、第１画像及び第２画像による立体画像を表示させる制御後に、前記制御する一方の画像を、物体が含まれていない単色画像、または直前に表示していた前記第１画像若しくは前記第２画像と同じ背景色の単色画像を有する第３画像に変更する表示制御部と、前記表示部に表示された画像を見るユーザの眼位を撮像する撮像部と、前記第３画像と、前記第３画像へ変更される前の前記第１画像または前記第２画像とを見る前記ユーザの眼位の変化を、前記撮像部が撮像する撮像画像から測定する測定部と、を備え、前記測定部は、前記ユーザの左右の目の眼位の変化が対称であるかを測定する。
開示の他の態様における立体画像表示装置は、裸眼での立体画像を表示する表示部と、第１画像及び第２画像による立体画像を前記表示部に表示させる制御をした後に、前記制御する一方の画像を、物体が含まれていない単色画像、または直前に表示していた前記第１画像若しくは前記第２画像と同じ背景色の単色画像を有する第３画像に変更する表示制御部と、前記第３画像と、前記第３画像へ変更される前の前記第１画像または前記第２画像とを見るユーザの眼位の変化を、撮像部が撮像する撮像画像から測定する測定部と、を備え、前記表示制御部は、前記測定部による測定結果に基づいて、左右の目の眼位の変化が対称である場合に前記表示部に表示させる立体画像が立体視されるよう視差を調整する。

開示の技術によれば、立体視に対する個人特性を適切に測定することができる。

輻輳調整の不一致を説明するための図。 両眼視における輻輳を説明するための図。 輻輳を除去することで発生する眼位のズレを説明するための図。 裸眼二眼式のディスプレイの一例を示す図。 右目に対し黒画像を表示し、右目を監視する例を示す図。 実施例１における測定装置の構成の一例を示すブロック図。 眼位の変化を示す図。 眼位の変化と画像上のピクセルとの関係の一例を示す図。 実施例１における測定処理の一例を示すフローチャート。 実施例２における立体画像表示装置の構成の一例を示すブロック図。 個人特性ファイルの一例をテーブル形式で表す図。 視差調整の一例を示す図。 視差角の一例を示す図。 画面上視差Ｄｄを求めるための相似関係を示す図。 奥行き寄りの視差調整の一例を示す図。 飛び出し寄りの視差調整の一例を示す図。 実施例２における表示制御処理（その１）の一例を示すフローチャート。 実施例２における表示制御処理（その２）の一例を示すフローチャー。 実施例３における立体画像表示装置の構成の一例を示すブロック図。 実施例３における立体画像表示装置の処理の一例を示すフローチャート。 変形例における画像処理装置の構成の一例を示すブロック図。

１００ 測定装置
１０１、２０１、３０１ 表示制御部
１０２ 第１記憶部
１０３ 表示部
１０４ 撮像部
１０５ 測定部
１０６、２０２、３０３ 第２記憶部
２００、３００ 立体画像表示装置
２０１ 表示制御部
２０２ 第２記憶部
３０２ 虹彩認証部

まず、人間の眼球の輻輳の動きについて説明する。図２は、両眼視における輻輳を説明するための図である。図２に示す例では、３つの輻輳の機能について説明する。
（１）緊張性輻輳
緊張性輻輳は、まぶたをあけると光が入る刺激による輻輳をいう
（２）調整性輻輳
調整性輻輳は、ピント調整をすることで誘起される輻輳をいう。
（３）融像性輻輳
融像性輻輳は、頭の中で左右２つの像がひとつになるようにする輻輳をいう。

輻輳機能は、緊張がなければ外側に開散した状態から、筋肉をつかって（１）、（２）、（３）の順に内側に向けていく機能といえる。

次に、図３は、輻輳を除去することで発生する眼位のズレを説明するための図である。図３に示す例では、両目が近距離の物体２０を一点に見つめた状態で、片目（例えば右目Ｒ１）を遮蔽板２１により遮蔽することで輻輳（例えば、融像性輻輳）を除去する。

この場合、そのままの眼位を保つことができる人もいれば、輻輳が緩んで外側（黒目が離れる方向）に開いていく人もいることが知られている。後者の人は斜位と呼ばれる。斜位の人は、日常近いものを見るときに斜位になるのを目の筋肉で食い止めながら両眼視を行う。例えば、斜位を持つような人は、飛び出しの立体視に対しては疲れやすいといえる。

この眼球の動きをカメラのようなイメージセンサで追跡すれば、個人による眼位のズレを測定することができる。しかし、ＨＭＤ（Head Mounted Display）を含むメガネ式の立体では、その眼球が覆われてしまい、黒目部分の追跡が難しくなる。

そこで、以下に説明する実施例では、裸眼式の立体画像表示装置を用いる。図４は、裸眼二眼式のディスプレイの一例を示す図である。図４に示すように、液晶パネル２５の前に視差バリア２６を設ける。液晶パネル２５では、例えば、奇数列に左目用の画像、偶数列には右目用の画像を表示し、その画像を、視差バリア２６で、左右の目に振り分けている。なお、画像は、静止画、動画（映像）を含む。

図４に示すように裸眼二眼式は、クロストークのない快適な視域（場所と観察距離）は限られるという特性をもつ。適切な場所や観察距離でなければ立体画像が適切に見ることができないからである。

よって、裸眼式の立体画像表示装置では、ディスプレイ位置に対して眼球位置はほぼ固定されると言える。視域の制限は、例えば、手に持つことができるという携帯型デバイスであればそれほどその制限を感じさせるものではない。

図５は、右目に対し黒画像を表示し、右目を監視する例を示す図である。図５に示すように、両眼視状態から片側画像を黒画像にすることで、輻輳（例えば、融像性輻輳）を除去する。黒画像は、光を遮断するため輻輳を除去する性質を有する画像である。

輻輳を除去する性質を有する画像は、黒画像に限定されるわけではなく、物体が含まれていない単色画像などでもよい。また、単色画像でも、直前に表示していた立体画像と同じ背景色を有する単色画像などがふさわしい。

図５に示す場合の黒目の様子を、裸眼での立体画像表示装置に取り付けたカメラ３０で追跡することで、眼位のズレを測定することができる。この測定手法では、裸眼であるから眼位を直接観察することができる。また、視域が制限されることで、立体画像表示装置と目との距離がある程度固定されることで、カメラ３０で黒目を観察しやすいという利点もある。

以上により、立体画像に対する疲労のしやすさの個人差を測定することができる。以下、上記の考えに基づく各実施例について、図面に基づいて説明する。

［実施例１］
＜構成＞
図６は、実施例１における測定装置１００の構成の一例を示すブロック図である。図６に示す測定装置１００は、表示制御部１０１、第１記憶部１０２、撮像部１０４、測定部１０５、第２記憶部１０６を備える。表示制御部１０１は、表示部１０３に接続されている。なお、表示部１０３は、測定装置に１００に含まれてもよい。

表示制御部１０１は、裸眼二眼式の表示部１０３に対し、例えばテスト画像を第１記憶部１０２から取得し、取得したテスト画像をシーケンシャルに表示するよう制御する。また、表示制御部１０１は、テスト画像を表示制御した後に、眼位を測定するタイミングを表すタイミング信号を測定部１０５に出力する。

第１記憶部１０２は、テスト画像を記憶する。テスト画像は、始めは左右の画像（第１及び第２画像ともいう）で立体画像を表す画像であり、その立体画像の後に、一方の画像が、輻輳を除去する性質を有する画像に変更される画像（第３画像ともいう）である。また、テスト画像は、一方の画像を所定時間第３画像に変更した後に元の画像に戻し、その次に他方の画像を、所定時間第３画像に変更してもよい。これは、左右の目それぞれに対して、第３画像を表示するためである。第３画像は、前述したように、物体が含まれない単色画像であり、黒色のベタ画像が望ましい。また、第３画像は、第１及び第２画像と背景色が同じ単色画像でもよい。

表示部１０３は、裸眼での立体画像を表示可能とする表示装置である。表示部１０３は、表示制御部１０１により表示制御される画像を表示する。表示部１０３は、例えば、図４や５で説明したような液晶パネル２５や視差バリア２６を有する。

表示部１０３は、鑑賞者（ユーザ）に正対して位置する。表示部１０３は、例えば携帯型デバイスの一部であれば、画素ピッチが小さく、鑑賞者が手に持って適切に鑑賞できる視域の位置に据えることになる。この距離は、表示部１０３の性能で定められている。

撮像部１０４は、例えばＣＣＤ（Charge
Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）を有するイメージセンサである。撮像部１０４は、例えば、表示部１０３の上部などに取り付けられ、鑑賞者の目（眼位）を撮像する。撮像部１０４は、鑑賞者の目の部分を撮像し、キャプチャされた撮像画像を測定部１０５に出力する。

測定部１０５は、表示制御部１０１から取得したタイミング信号に同期して、撮像画像から黒目の眼位の変化を測定する。眼位とは、ここでは、黒目の位置を表す。タイミング信号は、例えば、立体画像を表示して数秒後に出力され、第３画像に変更してから５秒後などに出力される。

第２記憶部１０６は、測定部１０５による眼位の測定結果を記憶する。

（眼位測定処理）
次に、測定部１０５による眼位測定処理について説明する。図７は、眼位の変化を示す図である。図７に示す例は、撮像部１０４により撮像された眼球の位置を示す。

図７（Ａ）は、はじめに提示した両眼融像のテスト画像鑑賞中の黒目の様子を示す。そして、一方の画像（右目用の画像）を例えば黒画像にする。つまり、図７（Ａ）に示す右目Ｒ２の輻輳を除去する。

図７（Ｂ）は、輻輳の除去後、黒目の位置がずれた様子を示す。図７（Ｂ）に示す右目Ｒ３の黒目は、図７（Ａ）に示す右目Ｒ２の黒目の位置よりも外側にずれている。この黒目の位置ズレを、測定部１０５が測定する。この黒目の位置ズレは、眼位の変化であり、例えば、画像のピクセル数で表すことができる。一般的に、角度にして例えば５度以上黒目がずれる人は、立体視が得意ではないとして要注意とされている。

図８は、眼位の変化と画像上のピクセルとの関係の一例を示す図である。図８に示す例では、鑑賞距離Ｖｄ＝３００ｍｍ、両眼融像のテスト画像の定位位置Ｗｄ＝２２０ｍｍ、眼間距離Ｃｅ＝６３ｍｍ、眼球の直径Ｒｅ＝２４ｍｍとする。また、輻輳角θ１＝１６度、閾値θ２＝５度とする。眼間距離は、一般的には６５ｍｍであるが、寄り目状態になっているので、ここでは６３ｍｍとする。

このとき、見合う角度θ３は、（θ１／２）−θ２＝（１６／２）−５＝３度になる。ここで、見合う角度と三角関数とを用いて、眼位の変化は２．１ｍｍと計算される。

また、撮像部１０４の水平画角と横解像度とから、ピクセル数と幅ｍｍとの対応が定まる。例えば、水平画角６０度、横解像度１６００ピクセルの場合を考える。この場合、次の式により、ピクセル数と幅ｍｍとの比Ｒａが算出される。
Ｌ１＝２×３００×ｔａｎ（６０／２） ・・・式（１）
Ｌ１＝２００×√３
比Ｒａは、Ｌ１／ピクセル数により算出される。
比Ｒａ＝２００×√３／１６００ ・・・式（２）
＝０．２１６ｍｍ／ｐｉｘｅｌ
これにより、閾値θ２＝５度だけ黒目が変化したときのピクセル数は、２．１／０．２１６＝９．７２２となり、約１０ピクセル相当であると判断できる。このように、測定部１０５は、眼位のズレをピクセル数で表すことができる。

＜動作＞
次に、実施例１における測定装置１００の動作について説明する。図９は、実施例１における測定処理の一例を示すフローチャートである。図９に示すステップＳ１０１で、表示制御部１０１は、第１記憶部１０２に記憶される両眼融像のテスト画像を読み出し、表示部１０３にテスト画像を表示するよう制御する。テスト画像は、例えば、１つの物体が立体視されるような左右の画像（第１及び第２画像）である。表示制御部１０１は、眼位を測定するタイミングを知らせるタイミング信号を測定部１０５に出力する。ここでのタイミング信号は、例えば、テスト画像の立体画像が表示された後に、立体画像を認識するのにかかる数秒後に出力される。

ステップＳ１０２で、表示制御部１０１は、立体視されるテスト画像を表示制御してから一定時間経過した後、例えば、輻輳（例えば、融像性輻輳）を除去する性質を有する画像（第３画像）を第１記憶部１０２から読出し、一方の画像（例えば第１画像）を、この第３画像に変更するよう制御する。第３画像は、ここでは、黒画像とする。表示制御部１０１は、第３画像に変更した後、眼位を測定するタイミングを知らせるタイミング信号を測定部１０５に出力する。ここでのタイミング信号は、例えば、テスト画像の第３画像が表示された後に、輻輳が除去されるのにかかる所定時間（例えば５秒）後に出力される。

ステップＳ１０３で、撮像部１０４は、鑑賞者の目の動きを撮影し、監視する。撮影時に撮像された画像は、順次測定部１０５に出力される。

ステップＳ１０４で、測定部１０５は、表示制御部１０１から取得したタイミング信号に基づき、眼位のズレを測定する。例えば、測定部１０５は、第１及び第２画像のタイミング信号に同期して眼位を測定する。

また、測定部１０５は、第３画像のタイミング信号に同期して眼位を測定する。例えば、測定部１０５は、第３画像に変更される前の眼位の位置と、第３画像に変更されて所定時間経った後の眼位の位置とから、眼位のズレを測定する。

所定時間は、例えば、目が外に開く場合に、一般的にかかる時間（例えば５秒）を設定すればよい。測定部１０５は、テスト画像の変更前後における眼位の位置の差分をとるなどして眼位のズレを測定する。

ステップＳ１０５で、表示制御部１０１は、再度立体視させるため、表示制御する画像を立体視されるテスト画像に戻してから一定時間経過した後、多方の画像（例えば第２画像）を、第３画像に変更するよう制御する。第３画像に変更し、眼位を測定するタイミングを知らせるタイミング信号を測定部１０５に出力する。

ステップＳ１０６で、撮像部１０４は、鑑賞者の目の動きを撮影し、監視する。撮影時に撮像された画像は、順次測定部１０５に出力される。

ステップＳ１０７で、測定部１０５は、表示制御部１０１から取得したタイミング信号に基づき、眼位のズレを測定する。例えば、測定部１０５は、第１及び第２画像のタイミング信号に同期して眼位の位置を測定し、第３画像のタイミング信号に同期して眼位の位置を測定する。測定部１０５は、テスト画像の変更前後における眼位の位置の差分をとるなどして眼位のズレを測定する。これにより、片目毎の眼位のズレを測定することができる。片目毎の眼位のズレは、第２記憶部１０６に記憶される。

以上、実施例１によれば、立体視に対する個人特性を適切に測定することができる。また、裸眼による立体視は視域が限られるので、撮像部１０４は、適切に目の位置を撮影することができる。

［実施例２］
次に、実施例２における立体画像表示装置について説明する。実施例２では、実施例１において測定した立体視に対する個人特性を用いて、立体画像の視差を調整する。例えば、立体視が得意な人は、飛び出し方向に立体視させるようにし、立体視が不得手な人は奥行き方向に立体視させるようにする。

＜構成＞
図１０は、実施例２における立体画像表示装置２００の構成の一例を示すブロック図である。図１０に示す構成で、図６に示す構成と同様の構成のものは同じ符号を付し、その説明を省略する。以下、主に表示制御部２０１、第２記憶部２０２について説明する。測定部１０５は、片目毎の測定結果を第２記憶部２０２に書き込む。

第２記憶部２０２は、個人特性ファイルを記憶する。個人特性ファイルは、片目毎の眼位のズレの対称性などにより立体視の得手不得手を判定するファイルである。

図１１は、個人特性ファイルの一例をテーブル形式で表す図である。図１１に示すように、眼位のズレ量が閾値未満の場合、ズレ量は小とし、眼位のズレ量が閾値以上である場合、ズレ量は大とする。この閾値は、例えば、角度で表すと５度とする。また、閾値は、角度に相当するピクセル数で表してもよい。

また、左右の目のズレ量に対称性があるか否かで立体視の得手不得手、立体視弱者を判定することができる。対称性がある場合は「良好」、対称性がない場合は「不良」とする。

例えば、左右の眼位のズレ量がともに小さくて対称性がある場合、立体視を得意とし、立体視表示に眼精疲労を感じにくいと判定できる。この場合、立体視が得意であるため、飛び出し方向（飛び出し寄り）に左右の画像の視差が調整されればよい。

また、左右の眼位のズレ量が大きくて対称性がある場合、立体視は可能であるが、立体視表示に眼精疲労を感じやすいと判定できる。この場合、立体視が不得手なため、奥行き方向（奥行き寄り）に左右の画像の視差が調整されればよい。

なお、飛び出し寄りの調整とは、左画像を右へ、右画像を左へシフトし、交差性の視差をつけることを意味する。また、奥行き寄りの調整とは、左画像を左へ、右画像を右へシフトし、同側性の視差をつけることを意味する。

また、左右の眼位のズレが例えば、一方は「大」、他方は「小」である場合、立体視弱者と判定できる。この場合、立体表示に注意を促すなどの措置をとることができる。

第２記憶部２０２は、図１１に示すような判定が行われた、個人の眼位のズレ量を用いた個人特性ファイル（ズレ小で良好、ズレ大で良好、又は不良）を記憶しておくようにしてもよい。

図１０に戻り、表示制御部２０１は、片目毎の眼位のズレを測定するのは実施例１と同様である。表示制御部２０１は、第２記憶部２０２に記憶された測定結果（立体視に対する個人特性）に基づいて、表示制御部２０１に入力される立体映像（例えば、テレビ番組、映画など）の視差を調整する。

図１２は、視差調整の一例を示す図である。図１２に示す例では、画像４１は、左画像を示し、画像４２は、右画像を示す。表示制御部２０１は、立体画像を飛び出し方向に調整する場合は、左画像４１を右へシフトし、右画像４２を左へシフトし、立体画像４３になるよう視差を調整する。

表示制御部２０１は、立体画像を奥行き方向に調整する場合は、左画像４１を左へ、右画像４２を右へシフトし、立体画像４４になるように調整する。なお、調整量は、飛び出し方向の場合も、奥行き方向の場合も立体表示のガイドラインで決められる所定値以内で調整するようにすればよい。

表示制御部２０１は、左右の眼位のズレが対称でなく、「立体視注意」の場合は、２Ｄ（Dimension）表示を切り替え可能にしたり、鑑賞時間を短くしたり、鑑賞自体に留意するよう字幕テロップを出したりするなどの表示制御を行う。

（視差調整処理）
次に、図１３〜１６を用いて、表示制御部２０１における視差調整処理について説明する。図１３は、視差角の一例を示す図である。図１３〜１６で示す例では、鑑賞距離Ｖｄ＝３００ｍｍ、眼球直径Ｒｅ＝２４ｍｍ、ディスプレイ面を見たときの眼間距離Ｃｅを６４ｍｍとする。

このとき、表示部１０３（ディスプレイ）を見合う角度βは１２．２度となる。さらに表示する立体画像のコンテンツの視差の条件として±１度の視差以内という条件をつけると、α＝１３．２度、γ＝１１．２度となる。

ここで、α、γの視差角での立体定位位置、Ｐｎ、Ｐｐを考える。表示部１０３と眼球の眼底のつくる三角形の底辺Ｂｅは、次の式で求められる。
Ｂｅ＝６４×（Ｖｄ＋Ｒｅ）／Ｖｄ＝６９．１（ｍｍ） ・・・式（３）
この三角形の底辺Ｂｅとα（ないしγ）の角をなす二等辺三角形の底辺Ｂｅに下ろしてできる直角三角形を用いると、次の式が成り立つ。
（Ｂｅ／２）／（Ｖｄ−Ｐｎ＋Ｒｅ）＝ｔａｎ（１３．２／２） ・・・式（４）
これにより、Ｐｎは、２５．３ｍｍと求められる。

同様にして、視差角γと直角三角形を用いると、次の式が成り立つ。
（Ｂｅ／２）／（Ｖｄ＋Ｐｐ＋Ｒｅ）＝ｔａｎ（１１．２／２） ・・・式（５）
これにより、Ｐｐは、２８．５ｍｍと求められる。

図１４は、画面上視差Ｄｄを求めるための相似関係を示す図である。図１４に示す定位位置Ｓｄの画面上の視差Ｄｄは、点線枠の三角形５１と斜線の三角形５２との三角形の相似を用いると次の関係が成り立つ。
Ｄｄ＝Ｂｅ×Ｓｄ／（Ｖｄ＋Ｓｄ＋Ｒｅ） ・・・式（６）
この式（６）は、Ｓｄ＜０の場合は飛出しのときを表す。Ｓｄ＝−Ｐｎの場合、Ｄｄ＝−５．８５、Ｓｄ＝Ｐｐの場合、Ｄｄ＝５．５９である。

図１５は、奥行き寄りの視差調整の一例を示す図である。図１５に示す例のように、奥行き寄りに視差を調整する場合、表示制御部２０１は、例えば、Ｐｎの半分の位置を表示部１０３面になるように視差を調整する。この場合、Ｓｄ＝−Ｐｎ／２を代入して、Ｄｄ＝−２．８２となる。

このＤｄを０にするように表示制御部２０１は視差調節する（＋２．８２）と、もっとも奥にあった定位の位置の視差量Ｄｄが５．５９＋２．８２＝８．４１のとき、以下の式からＳｄが求められる。
８．４１＝Ｂｅ×Ｓｄ／（Ｖｄ＋Ｓｄ＋Ｒｅ） ・・・式（７）
Ｓｄは、４４．８となり、Ｐｐより大きくなるので確かに奥行きが増えている。

図１６は、飛び出し寄りの視差調整の一例を示す図である。図１６に示す例のように、飛び出し寄りに視差を調整する場合、表示制御部２０１は、例えば、Ｐｐの半分の位置を表示部１０３面になるように視差を調整する。この場合、Ｓｄ＝Ｐｐ／２を代入して、Ｄｄ＝２．９２となる。

このＤｄを０にするように表示制御部２０１は視差調節する（−２．９２）と、もっとも手前にあった定位の位置の視差量Ｄｄが−５．８５−２．９２＝−８．７７のとき、以下の式からＳｄが求められる。
−８．７７＝Ｂｅ×（−Ｓｄ）／（Ｖｄ−Ｓｄ＋Ｒｅ） ・・・式（８）
Ｓｄは３６．２２となり、Ｐｎより大きくなるので確かに飛び出しが増えている。

＜動作＞
次に、実施例２における立体画像表示装置の動作について説明する。実施例２における立体画像表示装置は、実施例１と同様の測定処理を行い、測定結果に基づいて、立体画像表示制御処理を行う。以下では立体画像表示制御処理について説明する。実施例２における立体画像表示制御処理は、複数考えられるが、以下では２つの例を説明する。

（表示制御処理（その１））
図１７は、実施例２における表示制御処理（その１）の一例を示すフローチャートである。図１７に示すステップＳ２０１で、表示制御部２０１は、測定された鑑賞者の立体視に対する個人特性（測定結果）を第２記憶部２０２から読み出す。

読み出した測定結果が、例えば、「ズレ大で良好」であり、奥行き寄りの調整を示せば、表示制御部２０１は、表示部１０３より手前の位置（Ｓｄ＜０）で、新たに０視差としたい定位位置Ｓｄを決める。

読み出した測定結果が、「ズレ小で良好」であり、飛び出し寄りの調整を示せば、表示制御部２０１は、表示部１０３より奥の位置（Ｓｄ＞０）で、新たに０視差としたい定位位置Ｓｄを決める。

ステップＳ２０２で、表示制御部２０１は、Ｓｄの画面上の視差量Ｄｄを式（６）により求める。

ステップＳ２０３で、表示制御部２０１は、表示部１０３の大きさと解像度とから、Ｄｄを表示部１０３の画面上のピクセル値に換算する。表示制御部２０１は、式（１）や式（２）の考えに基づき、ピクセル値を求めることができる。

ステップＳ２０４で、表示制御部２０１は、求めたピクセル数が負ならば、左右の画像を各々ピクセル数の半分ずつ同側方向にシフトする。また、表示制御部２０１は、求めたピクセル数が正ならば、左右の画像を各々ピクセル数の半分ずつ交差方向にシフトする。

なお、表示制御部２０１は、測定結果が、「不良」を示す場合、２Ｄ表示に切り替え可能にしたり、鑑賞時間を短くしたりなどの注意喚起を行うよう制御してもよい。

（表示制御処理（その２））
図１８は、実施例２における表示制御処理（その２）の一例を示すフローチャートである。図１８に示す処理は、眼位のズレ（変化量）に応じて視差量を調整する処理である。

図１８に示すステップＳ３０１で、表示制御部２０１は、左右の眼位の変化量を第２記憶部２０２から読み出す。ここで、左の眼位の変化量をΔ（Ｌ）、右の眼位の変化量をΔ（Ｒ）とする。

表示制御部２０１は、変化量Δ（Ｌ）とΔ（Ｒ）とが対称か否かを判定する。対称の判定は、前述したように、閾値よりも小さい同士、又は閾値よりも大きい同士の場合に対称と判定し、一方が閾値よりも小さい、他方が閾値よりも大きい場合を非対称とする。対称であれば（ステップＳ３０１−ＹＥＳ）ステップＳ３０２に進み、非対象であれば（ステップＳ３０１−ＮＯ）ステップＳ３０６に進む。

ステップＳ３０２で、表示制御部２０１は、新たに０視差としたい定位位置Ｓｄを次の式により求める。
Ｓｄ＝−Ｋ×（眼位変化量Δ−閾値Ｔｈ） ・・・式（９）
Ｋ：定数
眼位変化量Δ：眼位変化量Δ（Ｌ）とΔ（Ｒ）の大きい方
閾値Ｔｈ：図８に示す例で説明すると、５度に対応する変位２．１ｍｍをピクセル換算した値
なお、定数Ｋは、図８に示す例で説明すると、眼位変化量Δは最大で８度（平行視）であることを勘案して、そのときに視差角１度の飛び出し量となるように定める。また、眼位変化量Δは、Δ（Ｌ）とΔ（Ｒ）との平均でもよい。

ステップＳ３０３からステップＳ３０５は、ステップＳ２０２からステップＳ２０４までの処理と同様である。

ステップＳ３０６で、表示制御部２０１は、左右の眼位の変化量が非対称であるので、例えば、鑑賞者に対して立体視の注意喚起を促す画面を表示するよう制御する。

以上の処理により、表示制御部２０１は、閾値５度を基準として、それより眼位変化量の大きいものは、Ｓｄ＜０なる定位位置が表示部１０３上で０視差となるよう視差調整量を可変に制御することができる。一方、表示制御部２０１は、閾値より眼位変化量の小さいものは、Ｓｄ＞０なる定位位置が表示部１０３上で０視差となるように、眼位変化量に応じて視差調整量を可変に制御することができる。

以上、実施例２によれば、実施例１において測定した立体視に対する個人特性を用いて、立体画像の視差を調整することができる。例えば、立体視が得意な人は、飛び出し方向に立体視させるようにし、立体視が不得手な人は奥行き方向に立体視させるようにすることができる。また、実施例２によれば、眼位の変化量に応じて視差量を調整することができる。

［実施例３］
次に、実施例３における立体画像表示装置３００について説明する。実施例３では、撮像した画像内の目の虹彩を用いて個人認証を行い、虹彩と測定結果（個人特性）とを関連付けて管理する。

＜構成＞
図１９は、実施例３における立体画像表示装置３００の構成の一例を示すブロック図である。図１９に示す立体画像表示装置３００において、図６と同様の構成を示すものは同じ符号を付し、その説明を省略する。

虹彩認証部３０２は、撮像部１０４により撮像される撮像画像を取得し、撮像画像に含まれる目を用いて、第２記憶部３０３にアクセスして虹彩認証を行う。虹彩の認証処理は、公知の技術を用いればよい。第２記憶部３０３は、例えば、虹彩による個人認証データベースを備える。

虹彩認証部３０２は、虹彩認証が成功し、虹彩に測定結果が対応付けられている場合は、測定結果を取得し、表示制御部３０１に出力する。虹彩認証が成功するとは、第２記憶部３０３に既に虹彩が記憶されている場合などをいう。

虹彩認証部３０２は、認証が成功しても測定結果が対応付けられていない場合や新規に虹彩を登録する場合などに、表示制御部３０１にテスト画像を表示するよう要求する。

第２記憶部３０３は、虹彩の認証情報と、測定結果とを関連付けて管理する。
例えば、第２記憶部３０３は、虹彩と、個人情報と、その個人の立体視に対する個人特性とを関連付けて管理する。

表示制御部３０１は、虹彩認証部３０２からテスト画像の表示要求を受けた場合、前述したようにテスト画像を表示制御する。これにより、個人特性の測定が始まり、それ以降の処理は、実施例２で説明した通りである。

表示制御部３０１は、虹彩認証部３０２から測定結果を取得した場合、その測定結果に基づいて入力される立体画像の視差を調整する。

＜動作＞
次に、実施例３における立体画像表示装置３００の動作について説明する。図２０は、実施例３における立体画像表示装置３００の処理の一例を示すフローチャートである。

図２０に示すステップＳ４０１で、撮像部１０４は、鑑賞者の目近傍を撮影し、撮像した撮像画像を虹彩認証部３０２に出力する。

ステップＳ４０２で、虹彩認証部３０２は、撮像画像に含まれる虹彩に基づいて、虹彩認証を行う。

ステップＳ４０３で、虹彩認証部３０２は、認証した虹彩に対する測定結果が第２記憶部３０３にあるか否かを判定する。測定結果が記憶されていれば（ステップＳ４０３−ＹＥＳ）ステップＳ４０５に進み、測定結果が記憶されていなければ（ステップＳ４０３−ＮＯ）ステップＳ４０４に進む。

ステップＳ４０４では、図９に示す測定処理が行われる。

ステップＳ４０５では、図１７又は図１８に示す表示制御処理が行われる。いずれの表示制御処理が行われるかは、表示制御部３０１に予め設定されていればよい。

以上、実施例３によれば、虹彩認証を行うことで、虹彩に関連付けて測定結果が既に記憶されている場合は、毎回測定処理を行わなくてもよい。また、虹彩認証部は、実施例２に備える例について説明したが、実施例１における測定装置に備えるようにしてもよい。

［変形例］
図２１は、変形例における画像処理装置４００の構成の一例を示すブロック図である。図２１に示すように、画像処理装置４００は、制御部４０１、主記憶部４０２、補助記憶部４０３、ドライブ装置４０４、入力部４０６、表示制御部４０７、撮像部４０８を備える。これら各構成は、バスを介して相互にデータ送受信可能に接続されている。

制御部４０１は、コンピュータの中で、各装置の制御やデータの演算、加工を行うＣＰＵである。また、制御部４０１は、主記憶部４０２や補助記憶部４０３に記憶されたプログラムを実行する演算装置であり、入力部４０６や記憶装置からデータを受け取り、演算、加工した上で、表示制御部４０７や記憶装置などに出力する。

また、制御部４０１は、補助記憶部４０３などに記憶されている測定処理プログラム、又は表示制御処理プログラムを実行し、実施例において説明した処理を行う。

主記憶部４０２は、ＲＯＭ（Read Only
Memory）やＲＡＭ（Random
Access Memory）などであり、制御部４０１が実行する基本ソフトウェアであるＯＳ（Operating System）やアプリケーションソフトウェアなどのプログラムやデータを記憶又は一時保存する記憶装置である。

補助記憶部４０３は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などであり、アプリケーションソフトウェアなどに関連するデータを記憶する記憶装置である。

ドライブ装置４０４は、記録媒体４０５、例えばフレキシブルディスクからプログラムを読み出し、記憶装置にインストールする。

また、記録媒体４０５に、所定のプログラムを格納し、この記録媒体４０５に格納されたプログラムはドライブ装置４０４を介して画像処理装置４００にインストールされる。インストールされた所定のプログラムは、画像処理装置４００により実行可能となる。

入力部４０６は、カーソルキー、数字入力及び各種機能キー等を備えたキーボード、表示部の表示画面上でキーの選択等を行うためのマウスやスライスパット等を有する。また、入力部４０６は、ユーザが制御部４０１に操作指示を与えたり、データを入力したりするためのユーザインターフェースである。

表示制御部４０７は、ＬＣＤ（Liquid
Crystal Display）等の表示部に対し、制御部４０１から入力される表示データに応じた表示処理を制御する。表示制御部４０７の処理は、制御部４０１による処理であってもよい。

撮像部４０８は、例えばＣＣＤ（Charge
Coupled Device）を有し、例えば左右の目を含む撮像画像を生成する。撮像部４０８により撮像された撮像画像に対し、制御部４０１により、各実施例で説明した眼位のズレが測定される。

画像処理装置４００は、例えばカメラを有する表示装置、携帯端末装置などである。また、画像処理装置４００は、撮像部４０８を備える裸眼立体表示機能を有する携帯型の情報処理装置であってもよい。

なお、各実施例では、説明上裸眼二眼式を用いて説明したが、多眼式であっても、二眼の映像データを多眼の表示画素に分割して表示できれば、二眼式に限定されるものではない。

前述した各実施例で説明した測定部や表示制御部は、例えば、制御部４０１により実現されうる。また、各実施例における各部を１又は複数の半導体集積化回路として、携帯端末装置や撮影装置や情報処理装置などに実装することも可能である。

また、前述した実施例で説明した測定処理や表示制御処理を実現するためのプログラムを記録媒体に記録することで、実施例での測定処理や表示制御処理をコンピュータに実施させることができる。

また、このプログラムを記録媒体に記録し、このプログラムが記録された記録媒体をコンピュータや携帯端末装置に読み取らせて、前述した処理を実現させることも可能である。なお、記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等の様に情報を光学的，電気的或いは磁気的に記録する記録媒体、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の様に情報を電気的に記録する半導体メモリ等、様々なタイプの記録媒体を用いることができる。

以上、実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

Claims (5)

1. 裸眼での立体画像を表示する表示部に対し、第１画像及び第２画像による立体画像を表示させる制御後に、前記制御する一方の画像を、物体が含まれていない単色画像、または直前に表示していた前記第１画像若しくは前記第２画像と同じ背景色の単色画像を有する第３画像に変更する表示制御部と、
   前記表示部に表示された画像を見るユーザの眼位を撮像する撮像部と、
   前記第３画像と、前記第３画像へ変更される前の前記第１画像または前記第２画像とを見る前記ユーザの眼位の変化を、前記撮像部が撮像する撮像画像から測定する測定部と、
   を備え、
   前記測定部は、前記ユーザの左右の目の眼位の変化が対称であるかを測定する測定装置。
2. 裸眼での立体画像を表示する表示部と、
   第１画像及び第２画像による立体画像を前記表示部に表示させる制御をした後に、前記制御する一方の画像を、物体が含まれていない単色画像、または直前に表示していた前記第１画像若しくは前記第２画像と同じ背景色の単色画像を有する第３画像に変更する表示制御部と、
   前記第３画像と、前記第３画像へ変更される前の前記第１画像または前記第２画像とを見るユーザの眼位の変化を、撮像部が撮像する撮像画像から測定する測定部と、を備え、
   前記表示制御部は、
   前記測定部による測定結果に基づいて、左右の目の眼位の変化が対称である場合に前記表示部に表示させる立体画像が立体視されるよう視差を調整する立体画像表示装置。
3. 前記表示制御部は、
   前記左右の目の眼位の変化が所定値より小さく、かつ対称である場合、前記立体画像が飛び出る方向に立体視されるよう視差を調整し、前記左右の目の眼位の変化が前記所定値より大きく、かつ対称である場合、前記立体画像が奥行き方向に立体視されるよう視差を調整する請求項２記載の立体画像表示装置。
4. 虹彩と前記測定結果とを関連付けて記憶する記憶部と、
   前記撮像画像内の虹彩を用いて認証を行い、該虹彩に対応する測定結果が前記記憶部に記憶されていない場合、前記表示制御部に表示要求を行う認証部と、をさらに備え、
   前記表示制御部は、
   前記認証部から表示要求を受けた場合、前記表示部に対して前記第１画像、前記第２画像及び前記第３画像を表示させる制御をする請求項２または３に記載の立体画像表示装置。
5. 裸眼での立体画像を表示する表示部に対し、第１画像及び第２画像による立体画像を表示させる制御後に、前記制御する一方の画像を、物体が含まれていない単色画像、または直前に表示していた前記第１画像若しくは前記第２画像と同じ背景色の単色画像を有する第３画像に変更し、
   前記表示部に表示された画像を見るユーザの眼位を撮像部により撮像し、
   前記第３画像と、前記第３画像へ変更される前の前記第１画像または前記第２画像とを見る前記ユーザの眼位の変化を、前記撮像部が撮像する撮像画像から測定する処理をコンピュータが実行し、
   前記測定する処理は、前記ユーザの左右の目の眼位の変化が対称であるかを測定する測定方法。

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