JPH08240789A

JPH08240789A - 画像表示装置及び画像入力装置

Info

Publication number: JPH08240789A
Application number: JP7070726A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Sudo; 敏行須藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-03-03
Filing date: 1995-03-03
Publication date: 1996-09-17

Abstract

(57)【要約】【目的】観察者の左眼に呈示する画像の大きさと観察
者の右眼に呈示する画像の大きさとを異ならせることに
より、見やすさを向上させた画像表示装置及び画像入力
装置を提供すること。【構成】画像表示手段の表示部に、視差を有する右眼
用画像と左眼用画像とを夫々表示し、該右眼用画像を観
察者の右眼、該左眼用画像を該観察者の左眼に夫々呈示
する際、該観察者が観察する右眼用画像の大きさと該観
察者が観察する左眼用画像の大きさとを相対的に変化さ
せる変倍手段を有していること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像表示装置及び画像入
力装置に関し、視差を有する左眼用画像と右眼用画像と
を、観察者の左右眼に夫々独立に呈示する際、観察者が
観察する左眼用画像大きさと右眼用画像の大きさとを異
ならせることにより、見やすさを向上させた、ヘッドマ
ウントディスプレイや、立体テレビ等に好適なものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、視差を有する複数の画像（以
下視差画像とも称す）を観察者の両眼に独立に呈示し、
観察者に立体像を認識させる画像表示装置は数多く提示
されている。「３次元ディスプレイ」（増田千尋著、
産業図書社刊）には以下のような種々な方式の立体画像
表示装置が開示されている。

【０００３】図３４はアナグリフ方式の３次元ディスプ
レイ（立体像の画像表示装置）の説明図である。本方式
では右眼用の表示画像、左眼用の表示画像をそれぞれ赤
色、青色等の２色で重畳表示し、色フィルターにより左
右眼用の画像を分離して、観察者に立体像を認識させて
いる。

【０００４】図３５は偏光メガネ方式の３次元ディスプ
レイの説明図である。本方式では右眼用の画像、左眼用
の画像を夫々別個のＣＲＴ上に表示し、該ＣＲＴの前方
に振動面（偏光面）が互いに直交する偏光フィルター
（偏光板）を配置すると共に、各ＣＲＴを観察する光路
を共通とするようにハーフミラーを設置している。そし
て、偏光メガネにより左右眼用の観察映像を分離し、観
察者に立体像を認識させている。

【０００５】図３６は時分割シャッタ方式の３次元ディ
スプレイの説明図である。本方式では左右眼用の画像を
ＣＲＴ上に交互に（時分割に）表示し、それに同期して
時分割に開閉する時分割シャッターメガネを用いて左右
眼用の画像を分離し、観察者に立体像を認識させてい
る。

【０００６】図３７は光学的方式の３次元ディスプレイ
の説明図である。本方式ではプリズム、鏡、レンズ等の
光学手段を用い、表示部に表示した左右眼用の画像を、
観察者前方の虚像として観察されるように、観察者の左
右眼に独立に呈示することにより、立体像を認識させて
いる。

【０００７】図３８はレンティキュラ方式の３次元ディ
スプレイの説明図である。本方式ではレンティキュラ板
のピッチに対応する様、ストライプ状の画像として入力
された左右眼用の画像を、レンティキュラ板を通して分
離し、観察者に立体像を認識させている。

【０００８】図３９は大凸レンズ・大凹ミラー方式の３
次元ディスプレイの説明図である。図３９（Ａ）は大凹
ミラー方式の原理、図３９（Ｂ）は大凸レンズ方式の原
理をを示している。

【０００９】本方式ではプロジェクターを用いて大凸レ
ンズまたは大凹ミラー上に左右眼用の画像を形成し、該
画像に基づく光線が夫々対応する眼に入射するように、
プロジェクターの設置位置及び右眼用の画像、左眼用の
画像の空間位置を定めて表示し、観察者に立体像を認識
させている。

【００１０】図４０はパララックスバリア方式の３次元
ディスプレイの説明図である。本方式では画像表示手段
の前面にスリット状のバリア（パララックスバリア）を
配置し、該バリアを通して観察するときの左右の視線位
置の違いから、ストライプ状に交互に表示した左右眼用
の画像を分離し、観察者に立体像を認識させている。

【００１１】図４１はインテグラル方式の３次元ディス
プレイの説明図である。本方式では蝿の眼レンズ（図４
１（Ａ））を通して被写体の視差画像が撮像素子に受像
（入力）され、記録、伝送されて表示素子上に画像とし
て表示されている。

【００１２】各々の視差画像は蠅の眼レンズによって実
像となって撮像時と同一の位置に空中結像する。観察者
が様々な方向からこの実像を観察すると、夫々の方向に
見合った視差画像を観察できる。（図４１（Ｂ）、
（Ｃ））一方、上記方式の３次元ディスプレイに使用す
る視差のある入力画像の入力方法としては、複数のカメ
ラによって被写体を複数の方向から撮像する方法が一般
的である。

【００１３】このうち、アナグリフ方式、偏光メガネ方
式、時分割シャッタ方式、光学的方式等のように、視差
のある入力画像が右眼用と左眼用の２枚しか必要のない
方式については、図４２のように撮影する物体Ｘに対し
て撮像用カメラもＹ_R ，Ｙ_Lの２台で入力画像Ｘ_R ，Ｘ_L
を得れば十分である。

【００１４】しかし、レンティキュラ方式、大凸レンズ
・大凹ミラー方式、パララックスバリア方式そしてイン
テグラル方式等では場合によって、３方向以上の視点か
ら撮影した、多数の入力画像を必要とする。そこでこの
方式においては、図１４のような多眼カメラ入力手段が
必要となる。（図中の符号については後で詳述する。）
尚、インテグラル方式においては、該多眼カメラが垂直
方向にも多数必要となる。これに換えて図４１では蝿の
眼レンズを介して撮影した例を示している。

【００１５】また、近年は上記のようにカメラで得た
（実写の）入力画像を、コンピュータ等で演算し、画像
処理したものを立体視用の視差画像として使用するケー
スも増えている。ときには、数枚の入力画像をもとに被
写体を全く別の方向から撮像したような画像を生成し、
上記の３次元ディスプレイに使用することも増えてい
る。

【００１６】さらに、ＣＧ（コンピューターグラフィッ
クス）と呼ばれる、コンピューターによる演算で人工的
に合成した視差画像を、実写で得る視差画像の代わりに
使用する例も増えている。

【００１７】特にＣＧのうち、３次元空間内の物体構成
の情報を正確に把握して画像生成を行うものを利用すれ
ば、一個の３次元情報から複数の視差画像を生成するこ
とができるため、上記多数の視差画像を必要とする３次
元ディスプレイに容易に応用できる。

【００１８】

【発明が解決しようとしている課題】上記の両眼視差を
利用した立体像表示においては、左右眼用の観察映像間
の相互の表示条件についてはこれ迄確たる取り決めも無
く、単に左右眼用の画像を常に同一の条件で表示するこ
とが前提とされている。そして、観察者に与える効果を
考慮して、左右眼用の画像の表示条件を設定した画像表
示装置は存在しなかった。

【００１９】また、立体像を表示する画像表示装置に画
像を入力する画像入力装置においても、観察者に与える
効果を考慮して、右眼用の画像と左眼用の画像の条件を
設定したものは無かった。

【００２０】ところが、本出願に係る発明者が両眼視差
を利用した立体像表示において、左右眼用の画像の相互
の表示条件の違いが観察者に与える効果を調べたとこ
ろ、「左右眼用の画像間に倍率差を与えると、立体像の
見やすさが向上する」という結果が得られた。

【００２１】但し、倍率差は

【００２２】

【数４】と定義する。

【００２３】図４３（Ａ），図４３（Ｂ）はこの結果を
示すグラフであり、グラフの横軸を倍率差（％）、縦軸
を立体像の「見やすさ」の主観評価値を複数人分統計的
に分散処理して求めた評価値としている。

【００２４】図４３（Ａ）は倍率差が正の場合、図４３
（Ｂ）は倍率差が負の場合を示している。同図では、左
右の画像間に倍率ズレが全くない場合（倍率差＝０％）
と比べて、±２％程度の倍率差が生じている場合の方
が、立体像の「見やすさ」の評価が高く、また、０＜｜
倍率差｜＜３（％）の範囲で高くなっている。

【００２５】これより、観察者が観察する左右眼用画像
の間に倍率差を与えることで立体像を見やすくできるこ
とがわかった。

【００２６】本発明は、観察者の左眼に呈示する画像の
大きさと右眼に呈示する画像の大きさと異ならせること
により、見やすさを向上させた画像表示装置及び画像入
力装置の提供を目的としている。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明の画像表示装置
は、（１−１）画像表示手段の表示部に表示した、視差を有
する右眼用画像と左眼用画像とを夫々観察者に呈示する
際、該観察者が観察する右眼用画像の大きさと左眼用画
像の大きさとを相対的に変化させる変倍手段を有してい
ることを特徴としている。特に、前記変倍手段は座標変
換処理により、表示部に表示する右眼用画像の大きさ又
は表示部に表示する左眼用画像の大きさを変えているこ
とを特徴としている。（１−２）画像表示手段の表示部に表示した、視差を有
する右眼用画像を右眼用光学系を介して左眼用画像を左
眼用光学系を介して各々観察者に呈示する際、該右眼用
光学系と該左眼用光学系とを非対称に設定し、該観察者
が観察する右眼用画像の大きさと左眼用画像の大きさと
を相対的に異ならせていることを特徴とする画像表示装
置。（１−３）前記右眼用光学系と前記左眼用光学系とを異
なる焦点距離に設定していることを特徴としている。特
に、前記右眼用光学系と前記左眼用光学系とのうち、少
なくとも一方の焦点距離を可変としたことを特徴とする
請求項３又は４の画像表示装置。（１−４）画像表示手段の表示部に表示した、視差を有
する右眼用画像を右眼用光学系を介して左眼用画像を左
眼用光学系を介して各々観察者に呈示する際、該表示部
に表示する右眼用画像の大きさと左眼用画像の大きさと
を相対的に変化させ、又は／及び該右眼用光学系と該左
眼用光学系の少なくとも一方の焦点距離を変化させて観
察者が観察する右眼用画像の大きさと左眼用画像の大き
さとを、異ならせていることを特徴としている。（１−５）画像表示手段の表示部に表示した、視差を有
する右眼用画像と左眼用画像とを観察する際、該右眼用
画像を表示する表示部と該左眼用画像を表示する表示部
との表示画素の密度を異ならせて設定し、該観察者が観
察する右眼用画像の大きさと左眼用画像の大きさとを相
対的に異ならせていることを特徴としている。特に、前
記観察者が観察する右眼用画像と左眼用画像との大きさ
を各々Ｒｖ，Ｌｖ、倍率差ΔＶを

【００２８】

【数５】としたとき、０＜｜倍率差ΔＶ｜＜３を満足することを特徴としている。

【００２９】本発明の画像入力装置は、（１−６）観察者の右眼に呈すべき画像と左眼に呈すべ
き画像とを画像表示装置に入力する画像入力装置であっ
て、観察者の右眼と左眼に呈すべき画像のうち少なくと
も一方を座標変換手段で座標変換処理することにより、
該右眼と該左眼に呈すべき画像の大きさとを相対的に異
ならせていることを特徴としている。

【００３０】特に、前記右眼と左眼に呈すべき画像の大
きさを各々Ｒｉ，Ｌｉ、倍率差Δｉを

【００３１】

【数６】としたとき、０＜｜倍率差Δｉ｜＜３を満足することを特徴てしている。

【００３２】本発明の撮影装置は、（１−７）観察者の右眼に呈すべき画像の撮影をする右
眼用撮影系と、観察者の左眼に呈すべき画像の撮影をす
る左眼用撮影系とを有し、該右眼用光学系と該左眼用光
学系とを非対称に設定し、該右眼と左眼に呈すべき画像
の大きさを相対的に異ならせていることを特徴としてい
る。（１−８）前記右眼用撮影系と前記左眼用撮影系とを異
なる焦点距離に設定していることを特徴としている。特
に、前記右眼用撮影系と前記左眼用撮影系のうち少なく
とも一方の焦点距離を可変としたことを特徴としてい
る。（１−９）観察者の右眼に呈すべき画像の撮影をする右
眼用撮影系と、観察者の左眼に呈すべき画像の撮影をす
る左眼用撮影系とを有し、座標変換手段により座標変換
処理して該右眼に呈すべき画像と左眼に呈すべき画像と
の相対的な大きさを変位させ、又は／及び、該右眼用撮
影系と該左眼用撮影系の少なくとも一方の焦点距離、を
変化させて該右眼と左眼に呈すべき画像の大きさを相対
的に異ならせていることを特徴としている。（１−１０）前記右眼と左眼に呈すべき画像の大きさを
各々Ｒｓ，Ｌｓ、倍率差Δｓを、

【００３３】

【数７】としたとき、０＜｜倍率差Δｓ｜＜３を満足することを特徴としている。

【００３４】

【実施例】図１は本発明の実施例１の要部概略図であ
る。本実施例は視差を有する複数の画像を、光学系を介
して観察者の両眼に独立に呈示し、観察者に立体像を認
識させる画像表示装置であって、観察者の頭部に装着す
るようにした所謂ＨＭＤ（ヘッドマウントディスプレ
イ）である。

【００３５】図中、１_L ，１_R （下付字 _L，_R は夫々左
眼用要素、右眼用要素であり、以下の要素についても同
じである。）は画像表示器（画像表示手段）であり、本
実施例ではバックライト付きの液晶表示素子（以下ＬＣ
Ｄと略称する）を用いている。画像表示器としてはこの
他、ＣＲＴ、プラズマディスプレイ等を用いても良い。

【００３６】２は画像信号発生部であり、観察者の左眼
に呈示するための表示画像４_L の画像信号及び観察者の
右眼に呈示するための表示画像４_R の画像信号を発生さ
せ、該表示画像４_L の画像信号を画像表示器１_L 、該表
示画像４_R の画像信号を倍率変調器７を介して画像表示
器１_R に送信している。

【００３７】３_L ，３_R ′は夫々レンズであり、画像表
示器１_L ，１_R の表示部に表示される表示画像４_L ，４
_R を拡大して虚像（観察画像）４_L'，４_R'として観察者
の前方に結像させる役割を担っている。

【００３８】５_L ，５_R はミラーであり、該レンズ３
_L ，３_R ′の光軸を偏向させている。該ミラー５_L ，５
_R によって偏向された光軸上には、本装置を装着した観
察者の眼６_L ，６_R が位置しており、該観察者が光軸の
方向（前方）に拡大された画像４_L'，４_R'を観察できる
ようにしている。

【００３９】本実施例ではミラー５_L ，５_R を用いるこ
とで装置全体の小型化が図れ、本装置を頭部に搭載する
ことを容易にしている。そしてミラー５自身に光学的パ
ワーを持たせればさらなる小型化や光学的性能の向上が
図れる。

【００４０】また、ミラー５_L ，５_R として半透過性の
ものを用いれば外景と観察画像４_L'，４_R'とを重畳させ
ることもできる。

【００４１】これらの構成において、視差を有する画像
を、画像信号発生部２から画像表示器１_L ，１_R に夫々
入力すれば、該画像表示器１_L ，１_R で表示した表示画
像４_L ，４_R が光学系３０_L ，３０_R により観察画像４
_L'，４_R'として観察者の左右眼６_L ，６_R に呈示され、
観察者が立体的に観察画像を観察することができる。

【００４２】本実施例において、光学系３０_L と光学系
３０_R とは略左右対称の構成であるが、右眼用のレンズ
３_R ′を焦点距離可変とした点が異なっている。そして
該焦点距離を可変としたことで、観察画像４_R ’の大き
さを調整可能にしている。

【００４３】また、本実施例において倍率変調器７は座
標変換処理により、画像信号発生部２からの表示画像４
_R の大きさを変調している。

【００４４】図２は本実施例の変形例を示す要部概略図
であり、図１と比べミラー５_L ，５_R を省略したもので
ある。

【００４５】本変形例においては光学系２３_L ，２３_R
の光軸上に観察者の眼６_L ，６_R が位置しており、観察
者は光軸の方向に拡大された観察画像４_L'，４_R'を観察
することができる。

【００４６】前述と同様、光学系２３_L ，２３_R と観察
者の眼６_L ，６_R の位置は略左右対称に設定されてお
り、該左右の光学系２３_L ，２３_R によって夫々の観察
画像４ _L'，４_R'を空間上の略同じ位置に結像している。

【００４７】この為、左右の画像表示器に両眼視差を含
有した左眼用画像４Ｌ及び右眼用画像４Ｒを夫々表示す
れば、観察者が容易に立体的な観察を行えるようにして
いる。

【００４８】本変形例において、右側の光学系２３_R は
焦点距離を可変としており、観察画像４_R'の大きさを変
えている。また、倍率変調器７は画像信号発生部２と右
側の画像表示器１_R の間に設けられ、座標変換処理によ
り表示画像４_R の大きさを変えている。

【００４９】本実施例及び変形例では、観察者が観察す
る左右眼用の画像の大きさ、即ち観察画像４_L'，４_R'に
適切な倍率差を与えたことにより、「見やすさ」を向上
させている。

【００５０】ここで、倍率差とは

【００５１】

【数８】と定義する。

【００５２】該倍率差を与える方法としては、大別して
以下の２つの方法を用いている。

【００５３】１）画像座標変換法２）非対称光学系法まず、1)画像座標変換法とは、画像表示器１に１組の表
示画像を表示する際に、少なくとも一方の表示画像につ
いて画像の座標変換処理を施し、左眼用の表示画像４_L
と右眼用の表示画像４_R との間に倍率差を与えるもので
ある。

【００５４】また、2)非対称光学系法とは、立体像表示
装置が左右の画像を夫々所定の位置に結像させる光学系
を１組有する場合に、各光学系を非対称に構成し（例え
ば各光学系の倍率が異なるように構成し）、最終的に表
示される左右画像において倍率差を発生させる方法であ
る。

【００５５】夫々、後述の実施例中で具体的に説明す
る。

【００５６】本実施例では以上の如く、観察画像４_L'，
４_R'間に倍率差を与えることにより、「見やすさ」を向
上させている。

【００５７】図３は本発明の実施例２の要部概略図、図
４は画像信号発生部２から送られる画像信号がアナログ
のビデオ信号である場合の、画像信号変調器７の構成を
示す図、そして図５は画像信号発生部２から送られる画
像信号がディジタルのビデオ信号である場合の、画像信
号変調器７の構成を示す図である。同図において、図１
と同一の要素には同符番を付して説明を省略している。

【００５８】本実施例では左眼用の光学系３０_L と右眼
用の光学系３０_R ′とを左右対称の構成とし、画像表示
器１_L ，１_R 上の表示画像４_L ，４_R を同じ倍率で結像
させることにより、観察画像４_L'，４_R'を形成してい
る。

【００５９】即ち本実施例において、倍率差は画像信号
発生器２からの画像信号を倍率変調器７で座標変換処理
し、画像表示器１_R に表示させる表示画像４_R の大きさ
を変えることにより発生させている。

【００６０】次に図４，図５を用い倍率変調器７での画
像座標変換法について、具体的に説明する。

【００６１】図４において、画像信号発生部２より発せ
られたアナログ画像信号はＡ／Ｄ変換回路３１でデジタ
ル信号に変換された後、メモリ回路３２に送られる。メ
モリ回路３２上では制御回路３３から送られる命令信号
に従って、画素毎の、補間、間引き等の座標変換処理を
行って画像の大きさを変調している。

【００６２】制御回路３３には倍率変調の度合いを調整
する為のつまみ３４が設けられており、使用者はこのつ
まみ３４を使って倍率を自由に調整している。メモリ回
路３２上で変調されたデジタル画像信号はＤ／Ａ変換回
路３５で再びアナログ画像信号に変換され、画像表示器
１に送られる。もちろん、画像表示器１がデジタル信号
入力が可能なものであれば上記Ｄ／Ａ変換回路３５は必
要ない。

【００６３】また、画像信号発生部２から送られる画像
信号がデジタル信号の場合は、画像信号変調器７の構成
は図５のようになる。

【００６４】画像信号発生部２より発せられた画像信号
は直接メモリ回路３２に送られる。メモリ回路３２上で
は制御回路３３から送られる命令信号に従って、画素毎
の移動、補間、間引き等の座標変換処理を行って画像の
大きさを変調している。

【００６５】制御回路３３には倍率変調の度合いを調整
するためのつまみ３４が設けられており、使用者はこの
つまみを使って画像の大きさを自由に調整している。

【００６６】画像表示器１はデジタルの信号入力が可能
なものであり、変調されたデジタルの画像信号は直接画
像表示器１に送信される。

【００６７】この様に、画像信号がアナログ、デジタル
いずれの場合も、上記のような構成によって左右の画像
表示器１_L ，１_R 上に表示される表示画像４_L ，４_R に
所望の倍率差が与えられる。

【００６８】本実施例において光学系３０_L，３０_R′
の構成は左右対称であり、結像倍率も等しくなるよう構
成している為、表示画像４_L ，４_R の倍率差がそのまま
観察画像４_L′,４_R′の倍率差である。

【００６９】図６（Ａ），（Ｂ）は本実施例において倍
率差を与えたときの画像表示器１_L，１_R 上に表示され
る表示画像４_L ，４_R を示した説明図である。

【００７０】図６（Ａ）では、表示画像４_L ，４_R の間
に＋２％の倍率差を与えた場合を示している。

【００７１】このとき、表示画像４_L の大きさを１００
とすると、表示画像４_R の大きさを１０２としている。
左右の光学系３０_L ，３０_R の拡大倍率を共に１０倍と
すると、観察画像４_L'４_R'の大きさは１０００、観察画
像４_L'の大きさは１０２０となり、倍率差は元の画像同
様＋２％となっている。

【００７２】また、図６（Ｂ）では、表示画像４_L ，４
_R の間に約−２％の倍率差を与えた場合を示している。
このとき、表示画像４_L の大きさを１０２とすると、表
示画像４_R の大きさを１００としている。

【００７３】本実施例では以上の如く、表示画像４_L ，
４_R の画像処理（画像座標変換法）によって立体像の
「見やすさ」を向上させている。

【００７４】尚、該画像処理による観察画像４_L'４_R'の
大きさは、画面全体を均等に変化させるものに限らず、
水平又は垂直方向の大きさを変化させるもの（図４４
（Ａ），（Ｂ））や、部分的に変化させるもの（図４４
（Ｃ），（Ｄ））でも良い。

【００７５】図７は本発明の実施例３の要部概略図であ
る。本実施例において図１の実施例１と同一の要素には
同符番を付して説明を省略している。

【００７６】本実施例において、左眼用のレンズ３_L と
右眼用のレンズ３_R の構成は全く等しいが、左眼用の光
学系３０_L と右眼用の光学系３０_R ′との構成は、レン
ズ３_L ，３_R 、表示画像４_L ，４_R 、そして観察画像４
_L'，４_R'の位置関係が非対称となっており、これにより
観察画像４_L'，４_R'間に倍率差を与えている。

【００７７】このとき、各要素の位置関係は図８に示す
ように、光学的な近軸理論に基づいて決定している。

【００７８】同図において、Ｈ_L ，Ｈ′_L はレンズ３_L
の主点、Ｆ_L ，Ｆ′_L はレンズ３_L の焦点、ｆ_L ，ｆ′
_L はレンズ３_L の焦点距離、ｚ_L ，ｚ′_L は夫々焦点Ｆ
_L ，Ｆ′_L から表示画像（観察画像）４_L ，４_L'までの
距離である。

【００７９】同様に、Ｈ_R ，Ｈ′_R はレンズ３_R の主
点、Ｆ_R ，Ｆ′_R はレンズ３_R の焦点、ｆ_R ，ｆ′_R は
レンズ３_R の焦点距離、ｚ_R ，ｚ′_R は夫々焦点Ｆ_R ，
Ｆ′_R から表示画像（観察画像）４_R ，４_R'までの距離
とする。

【００８０】近軸の結像公式より、左右の光学系の倍率
β_L ，β_R は β_L ＝−ｆ′_L ／ｚ_L ＝−ｚ′_L ／ｆ_L β_R ＝−ｆ′_R ／ｚ_R ＝−ｚ′_R ／ｆ_R ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥（１）であり、前述の通り、表示画像４_L ，４_R の大きさが等
しいとすると、倍率差Δβ（％）は、

【００８１】

【図９】よって、左右のレンズ３_L ，３_R と表示画像４_L ，４_R
との距離をｚ_L ，ｚ_Rを０＜｜Δβ｜＜３（％）の範囲
で（３）式を満足するよう設定すれば良い。

【００８２】尚、距離ｚ_L と距離ｚ_R とを異ならせる
と、当然、距離ｚ′_L ，ｚ′_R も異なり、観察画像
４_L'，４_R'の位置も異なっている。

【００８３】このとき、（１）式より、距離ｚ′_R と距
離ｚ′_L の差をｚ′_R −ｚ′_L ＝ｆ_R ² （１／ｚ_R −１／ｚ_L ）の分だけ観察者の眼６_L ，６_R からレンズ３_L ，３_R ま
での距離に差をつけることにより、観察画像４_L'，４_R'
の結像位置を等しく保つようにしても良い。

【００８４】このとき、例えば観察画像４_L'，４_R'間に
２％の倍率差を与える場合、拡大倍率１０倍、右眼用の
光学系の拡大倍率１０．２倍とし、表示画像４_L ，４_R
の大きさを共に１００とすると、観察画像４_L'の大きさ
は１０００、観察画像４_R'の大きさは１０２０となり、
倍率差は＋２％となる。

【００８５】本実施例では以上の如く、画像表示用の光
学系３０_L ，３０_R ′の構成を工夫（結像倍率を異なら
せて）して、「見やすさ」を向上させている。

【００８６】尚、該光学系３０_L ，３０_R ′の非対称性
による観察画像４_L'４_R'の大きさは、画面全体を均等に
変化させるものに限らず、水平又は垂直方向の大きさを
変化させる（例えばシリンドリカルレンズを用いる）も
のや、部分的に変化させるものでも良い。

【００８７】図９は本発明の実施例４の要部概略図であ
る。本実施例は図７に示した実施例４と比べて右眼用の
レンズ３_R に倍率補正用のレンズ８を加え、レンズ３３
とした点が異なっている。

【００８８】同図中、レンズ３３_R 及びミラー５_R は右
眼用の光学系３０Ｒ″の一要素を構成している。

【００８９】本実施例では、倍率補正用のレンズ８を加
えたことにより、表示画像４_R からレンズ３３_R までの
距離を変え、該レンズ３_L で結像する像と該レンズ３３
_R で結像する像との間に倍率差を与えている。

【００９０】このとき、各要素の位置関係は図８に示す
ように、光学的な近軸理論に基づいて決定している。但
し、図８中のレンズ３_R はレンズ３３_R と読みかえるも
のとする。

【００９１】先ず、ニュートンの公式より、ｆ_L ²＝ｚ_L ・ｚ_L ′ ｆ_R ²＝ｚ_R ・ｚ_R ′ ‥‥‥‥‥（４）であるが、左右の観察画像４_L'，４_R'の形成位置を同じ
（即ちｚ'_R＝ｚ'_L）にする為、ｆ_L ²／ｚ_L ＝ｆ_R ²／ｚ_R ‥‥‥‥（５）となる。

【００９２】一方、レンズ３_L ，３３_R の倍率β_L ，β
_R は β_L ＝−ｆ'_L／ｚ_L β_R ＝−ｆ'_R／ｚ_R ‥‥‥‥‥（６）であり、前述の通り表示画像４_L ，４_R の大きさが等し
いとすると、倍率差Δβ（％）は、

【００９３】

【数１０】となる。（５）式と（７）式を連立させて焦点距離ｆ_R
及び距離Ｚ_R について解くと、

【００９４】

【数１１】が導かれる。

【００９５】このとき、右眼用のレンズ３３_R の焦点距
離ｆ_R 及び距離ｚ_R を（８），（９）式の条件に合うよ
うに光学的位置を調整する。

【００９６】また、レンズ３_R の焦点距離はレンズ３_L
の焦点距離ｆ_L と等しく、倍率補正用レンズ８の焦点距
離をｆ８、レンズ３３_R の主点間距離をｄとしたとき、
レンズ３３_R の焦点距離ｆ_R は、

【００９７】

【数１２】が導かれる。

【００９８】これより、Δβの倍率差を得ようとすると
き、倍率補正用のレンズ８は（１０）式の条件を満たす
ものを使用すれば良い。

【００９９】また、図１の実施例１のようにレンズ３
_L ，３３_R の何れかを、焦点距離可変とした所謂ズーム
レンズ系として、使用者が任意に倍率差を調整できるよ
うにしても良い。

【０１００】特に、倍率差を与えることによる「見やす
さ」の向上は、個人差（個人の好み）によるところが大
きく、該調整範囲を例えば−３％〜＋３％程度に設定す
るのが良い。

【０１０１】本実施例では光学系３０_L ，３０_R ″の非
対称性により、倍率差を得ているが、図１の実施例と同
様に、画像信号発生手段２_L ，２_R と画像表示器１_L ，
１_Rとの間に倍率変調器７を設けて、双方で倍率差を得
るようにしても良い。

【０１０２】このとき、制御手段（不図示）を設け、光
学系３０_L ，３０_R'による倍率差と倍率変調器７による
倍率差とを把握し、該光学系３０_L ，３０_R'又は／及び
倍率変調器７を制御して、所望の倍率差を得るようにし
ても良い。

【０１０３】例えば、画像座標変換法によって生じる表
示画像４_L に対する表示画像４_R の倍率差をΔβ１
（％）、非対象光学系方法によって生じる倍率差をΔβ
２（％）とすると、観察画像４_L'に対する観察画像４_R'
の倍率差Δは、 Δ＝Δβ２＋Δβ１＋（Δβ１＊Δβ２／１００）（％）となる。よってこの場合、Δを−３〜＋３％の範囲とな
るようにΔβ１、Δβ２を調整する。

【０１０４】これにより、画像座標変換法と非対象光学
系方法を組み合わせて本実施することができる。

【０１０５】尚、倍率差は−３〜３％の範囲で与えてい
るが、倍率差に対する主観的評価には個人差もあり、観
察される立体像の「見やすさ」の評価が低下しないこと
を重視すると、前記の図（Ａ），（Ｂ）より、±２
％前後であることが、最も望ましい。

【０１０６】以上のように本実施例では、倍率差を調整
可能とし、観察者が最も見やすい倍率差を選択できるよ
うにしている。図１０は本発明に係る撮影装置の実施例
５の説明図である。

【０１０７】本実施例は２眼カメラにより視差画像を撮
影する撮影装置であって、撮影した視差画像を画像表示
装置や、画像記録装置等に入力し、該画像表示装置に表
示する視差画像を観察する観察者、或は該画像記録装置
で記録した記録媒体から視差画像を再生し画像表示装置
に表示する際の視差画像を観察する観察者の「見やす
さ」を向上させたものである。

【０１０８】図中、Ｘは撮影する物体、Ｙ_L ，Ｙ_R は２
眼カメラを構成する左右のカメラである。

【０１０９】６０_L ，６０_R は各々該カメラＹ_L ，Ｙ_R
の撮影光学系、６３_L ，６３_R は該撮影光学系６０_L ，
６０_R の一要素を構成する撮影レンズであり、撮像手段
９_L，９_R の撮像面上に夫々、物体Ｘの像（撮影画像６
４_L ，６４_R ）を形成している。該撮像手段９_L ，９_R
は撮像面上に形成された撮影画像６４_L ，６４_R を撮像
し、夫々の画像信号を得ている。

【０１１０】６８は倍率補正用のレンズであり、左右少
なくとも一方の撮影光学系６０_L ，６０_R （図中では右
側の撮影光学系６０_R ）の光路中に設けている。

【０１１１】本実施例においては、撮影光学系６０_R の
焦点距離（即ち該倍率補正用レンズ６８と右側のレンズ
系６３_R との合成焦点距離）、及び、撮影光学系６０_R
から撮像手段９_R の撮像面までの距離を調整し、該撮像
面上で得られる撮影画像６４_R の大きさを換えて撮影画
像６４_L との間に倍率差を与えている。

【０１１２】ここで倍率差は、

【０１１３】

【数１３】と定義する。

【０１１４】本実施例では、撮影画像６４_L ，６４_R 間
に倍率差を与えることにより、該撮影画像６４_L ，６４
_R を画像表示装置等に表示させた際の「見やすさ」を向
上させている。

【０１１５】特に本実施例では、撮影光学系６０_L ，６
０_R の構成を工夫（結像倍率を異ならせる）することに
より、該「見やすさ」を向上させている。

【０１１６】また、図１１に示すように一方の撮影光学
系（図中では右側の撮影光学系６０_R ）を焦点距離可変
のズームレンズ系６８’で構成して、撮影画像６４_R の
大きさを調整可能とし、例えば該倍率差Δｉを−３〜＋
３（％）の範囲で調整可能としても良い。

【０１１７】これにより該「見やすさ」を向上させる効
果を調整可能とし、撮影者が最も望ましい倍率差Δｉを
選択できるようにしている。

【０１１８】更に、図１２に示すように撮影光学系６０
_L ′，６０_R ′を共に焦点距離可変とし制御手段６９を
設けて、所望の倍率差Δｉを維持しつつ撮影倍率を変え
られるように構成しても良い。

【０１１９】このとき制御手段６９は、該撮影光学系６
０_L ′，６０_R ′の焦点距離（ズーム位置）を検出する
と共に倍率差Δｉを０＜｜倍率差Δｉ｜＜３とし、これ
を維持するように制御する。

【０１２０】また、図１３に示すように倍率変調器６５
を設け、カメラＹ_L ，Ｙ_R からの撮影画像６４_L ，６４
_R を画像座標変換法により画像処理して、倍率差を与え
るように構成しても良く、これにより該撮影画像６４
_L ，６４_R を画像表示装置等で表示した際の「見やす
さ」を向上させることができる。

【０１２１】図１４は本発明の実施例６の要部該略図で
ある。本実施例は多眼カメラにより視差画像を撮影する
撮影装置であって、該視差画像のうち、右眼用の撮影画
像と左眼用の撮影画像との間に倍率差を与えるように撮
影するものである。

【０１２２】図中、Ｘは物体、Ｙａ〜Ｙｅは各々カメラ
であり、撮影光学系１３ａ〜１３ｅによって物体Ｘの像
を撮像手段９ａ〜９ｅの撮像面上に結像し、視差のある
撮影画像Ｘａ〜Ｘｅを撮影している。

【０１２３】これらの撮影画像Ｘａ〜Ｘｅのうち、観察
時に観察者が右眼で観察する表示画像に対応する撮影画
像と、左眼で観察する表示画像に対応する撮影画像はそ
れぞれ１枚ずつである。

【０１２４】従って、各撮影画像Ｘａ〜Ｘｅの大きさを
適切に設定し、倍率差を有するように撮影することによ
り、該撮影画像Ｘａ〜Ｘｅを画像表示装置で表示した際
の「見やすさ」を向上させることができる。

【０１２５】図１５は両眼視差を利用して立体的な表示
を行う画像表示装置において、該撮影画像Ｘａ〜Ｘｅに
基いて表示を行う際の説明図である。

【０１２６】図中、１０は５枚の視差のある表示画像を
撮影時と同様の方向から独立に観察できる画像表示手段
であり、例えばレンティキュラ方式、大凸レンズ・大凹
ミラー方式、パララックスバリア方式等の画像表示手段
である。１１ａ〜１１ｅは表示される表示画像を示して
いる。

【０１２７】該画像表示手段は撮影画像Ｘａ〜Ｘｅに対
応する表示画像１１ａ〜１１ｅを各々ａ〜ｅ軸上から観
察できるように表示している。

【０１２８】そして、観察者が表示画像１１ａ〜１１ｅ
を観察する際、右眼６_R がｃ軸上に位置するときには左
眼６_L がｅ軸上に位置するような位置関係に設定してい
る。即ち、撮影画像Ｘｃと撮影画像Ｘｅがステレオペア
として観察されており、同様に撮影画像Ｘｂと撮影画像
Ｘｄ、撮影画像Ｘａと撮影画像Ｘｃとがステレオペアと
して観察される。

【０１２９】従って本実施例では、該ステレオペア間に
倍率差を与えるように、各撮影画像Ｘａ〜Ｘｅを撮影し
ている。

【０１３０】例えば、撮影画像Ｘａの大きさを１００と
したとき、撮影画像Ｘｂを１００、撮影画像Ｘｃを１０
２、撮影画像Ｘｄを１０２、撮影画像Ｘｅを１００、と
すれば各ステレオペア間で２％の倍率差が得られる。

【０１３１】該倍率差を与える具体的手段としては、図
１０，図１１の実施例５と同様であり、例えば図１６に
示したように、撮影光学系１３ａ〜１３ｅのうち少なく
とも１つ（図中では撮影光学系１３ｃ）の光路中に倍率
補正用レンズ８を挿入して、該撮影光学系（１３ｃ）と
倍率補正用レンズ８との合成焦点距離、及び該撮影光学
系（１３ｃ）と倍率補正用レンズ８とから撮像手段（９
ｃ）の撮像面上までの距離を適切に調整している。

【０１３２】また、図１７に示すように撮影光学系１３
ａ〜１３ｅのうち少なくとも１つ（図中では撮影光学系
１３ｃ）をズーム光学系８８として、該ズーム光学系８
８の焦点距離、及び該ズーム光学系８８から撮像手段
（９ｃ）の撮像面上までの距離を適当に調整し、倍率差
を−３〜＋３（％）の範囲で調整している。

【０１３３】これらの構成により、どの撮影画像同士の
ステレオペアであっても、所望の倍率差が得られるよう
に工夫する。

【０１３４】図１８は本発明の実施例７の要部該略図で
ある。本実施例は多眼カメラにより視差画像を撮影する
撮影装置であって、該視差画像のうち、右眼用の撮影画
像と左眼用の撮影画像との間に倍率差を与えるように撮
影するものである。

【０１３５】図中、Ｘは物体、Ｙａ〜Ｙｅは各々カメラ
であり、撮影光学系１３ａ〜１３ｅによって物体Ｘの像
を撮像手段９ａ〜９ｅの撮像面上に結像し、視差のある
撮影画像Ｘａ〜Ｘｅを撮影している。

【０１３６】１７は倍率変調器であり、座標変換処理に
より撮影画像Ｘａ〜Ｘｅの大きさを変えて倍率差を発生
させるものである。

【０１３７】該倍率変調器１７による座標変換処理で
は、例えば撮影画像Ｘａの大きさを１００としたとき、
撮影画像Ｘｂを１０１、撮影画像Ｘｃを１０２、撮影画
像Ｘｄを１０３、撮影画像Ｘｅを１０４、のように撮影
画像Ｘａ〜Ｘｅの大きさを適当に異ならすことにより、
撮影画像Ｘａ〜Ｘｅ間に倍率差を与えている。

【０１３８】また、図１４，図１５の実施例６と同様に
画像表示装置の表示位置と観察者の観察位置が明らかで
あれば、予め対応する撮影画像Ｘａ〜Ｘｅ間に倍率差を
与えるようにすれば良い。

【０１３９】更に、図１９に示すように、画像表示手段
１０及び位置検出手段６９を有した場合に、観察者の両
眼６_L ，６_R の位置をリアルタイムで検出し、該両眼６
_L ，６_R の位置から観察する表示画像に対応する撮影画
像Ｘａ〜Ｘｅを求め（図中では撮影画像Ｘｅ，Ｘｃ）、
倍率変調器７７で該撮影画像（Ｘｅ，Ｘｃ）の間に倍率
差を与えるようにしても良い。

【０１４０】尚、座標変換処理は実施例２の倍率変調器
７と同様の信号処理を行えば良い。

【０１４１】図２０は本発明の実施例８の要部概略図で
ある。本実施例は画像の合成・処理により視差のある入
力画像を生成しており、少ない台数のカメラで多くの仮
想視点からの入力画像の生成を可能にするものである。

【０１４２】本実施例は、図１４の実施例６の多眼カメ
ラを用いた撮影装置において視差を有する多数の撮影画
像を得ているのと同様に、視差を有する多数の入力画像
を生成し、該入力画像を画像表示装置や画像記録装置等
に入力している。

【０１４３】但し、本実施例では、画像情報をすべて信
号に変換し、コンピューター上で演算により仮想視点か
らの画像の合成・処理を行っているので、左右の入力画
像に倍率差を与える際には、主に座標変換処理により行
っている。

【０１４４】図中、Ｘは物体、Ｙａ，Ｙｂは各々カメラ
であり、撮影光学系１３ａ，１３ｂによって物体Ｘの像
を撮像手段９ａ，９ｂの撮像面上に結像し、視差のある
撮影画像Ｘａ，Ｘｂを撮影している。

【０１４５】７０は演算手段であり、各カメラＹａ，Ｙ
ｂからの撮影画像Ｘａ，Ｘｂを必要に応じ座標変換処理
し、入力画像Ｘａ′，Ｘｂ′として得ていると共に、入
力画像Ｘｃ′を生成している。

【０１４６】演算手段７０では物体Ｘを視点ａの方向か
らカメラＹａで撮影した撮影画像Ｘａと該物体Ｘを視点
ｂの方向からカメラＹｂで撮影した撮影画像Ｘｂとに基
づいて、視点ｃの方向から仮想のカメラＹｃで撮影した
ような撮影画像Ｘｃを生成している。

【０１４７】こうして得られた３枚の入力画像Ｘａ′〜
Ｘｃ′を画像表示装置に入力し、表示画像２０ａ〜２０
ｃとして表示した際、観察者が一度に観察するのは該表
示画像２０ａ〜２０ｃのうち右眼６_R と左眼６_L とで１
枚ずつである。このとき観察される表示画像２０ａ〜２
０ｃについて図２１を用いて説明する。

【０１４８】図２１は本実施例により得た入力画像Ｘ
ａ′〜Ｘｃ′を画像表示装置に入力し、表示させた場合
の説明図である。

【０１４９】図中、２０は３枚の視差を有する表示画像
を撮影時と同様の方向から独立に観察できる画像表示手
段であり、例えばレンティキュラ方式、大凸レンズ・大
凹ミラー方式、パララックスバリア方式等によりなって
いる。

【０１５０】該画像表示手段２０は入力画像Ｘａ′〜Ｘ
ｃ′に対応する表示画像２０ａ〜２０ｃを各々ａ〜ｃ軸
上にて観察できるように表示しており、観察者の右眼６
_R がａ軸上に位置するときには左眼６_L がｃ軸上に位置
するように設定している。

【０１５１】即ち、観察者は表示画像Ｘａと表示画像Ｘ
ｃ、そして表示画像Ｘｃと表示画像Ｘｂとをステレオペ
アとして観察している。

【０１５２】従って、このような画像表示装置を用いる
場合には該ステレオペア２０ａ，２０ｃ間及びステレオ
ペア２０ｃ，２０ｂ間に倍率差を与えれば良い。

【０１５３】また、観察者の両眼６_R ，６_L と画像表示
装置との位置関係が予めわかっていない場合には、観察
者の両眼位置をリアルタイムで検出し、画像表示装置と
の相対的な位置関係に応じて、随時観察者の両眼に対応
する２つの入力画像の間に、コンピュータ（演算手段７
０）上の画像座標変換処理で倍率差を与えて本発明を実
施することができる。

【０１５４】図２２は本発明の実施例９の要部概略図で
ある。本実施例はＣＧ（コンピュータグラフィックス）
により一つの３次元情報から任意の視点からの視差を有
するる入力画像を生成し、画像表示装置に入力するもの
であり、該視差を有する入力画像のうち、観察者の左眼
に呈示されるべき入力画像と右眼に呈示されるべき入力
画像との間に倍率差を与えるようにしている。

【０１５５】図中、８０は画像メモリであり、３次元情
報を記憶している。８１は演算手段であり、該画像メモ
リ８０の３次元情報から視差を有する複数の入力画像を
得ている。

【０１５６】８２は倍率変調器であり、演算手段８１か
らの入力画像を座標変換処理して、倍率差を与えてい
る。

【０１５７】図２２（Ａ）において、演算手段８１では
例えば、図１３のように多眼カメラで、ある物体Ｘをａ
〜ｅの５方向から撮像したような視差を有した撮影画像
Ｘａ〜Ｘｅに相当する入力画像Ｘａ″〜Ｘｅ″を得てい
る。

【０１５８】そして、観察者の左右眼６_L ，６_R と画像
表示手段との位置関係が明らかであれば、該入力画像Ｘ
ａ″〜Ｘｅ″のうち観察者の左右眼に対応する２枚の入
力画像の少なくとも一方を座標変換処理することによっ
て、倍率差を与えている。

【０１５９】また、観察者の両眼と画像表示手段との位
置関係が予め判っていない場合には、図２２（Ｂ）に示
したように検出器８４を設けて、画像表示手段８３に対
する観察者の左右眼６_L ，６_R の位置をリアルタイムで
検出し、随時観察者の左右眼６_L ，６_R に対応する２つ
の入力画像間に、倍率差を与えても本発明を実施するこ
とができる。

【０１６０】本実施例では以上のように、視差を有する
複数の入力画像のうち、観察者の右眼に呈示されるべき
画像と観察者の左眼に呈示されるべき画像との間に倍率
差を与えたことにより、画像表示装置等に表示した際の
「見やすさ」を向上させている。

【０１６１】尚、倍率差は図４３（Ａ），（Ｂ）より、
０＜｜倍率差｜＜３の範囲に設定するのが良い。

【０１６２】更に同図より、倍率差をより多くの人に対
して有効な値に設定するのならば、２％前後に設定する
のが望ましい。

【０１６３】図２３は本発明の実施例１０の説明図、図
２４は本実施例の要部概略図である。

【０１６４】図中、Ｘは物体、１８１_L ，１８１_R は夫
々左眼用、右眼用の色フィルター、６_L ，６_R は観察者
の眼である。各手順(20-a)〜(20-d)を説明すると、(20-
a) ２眼カメラ方式、画像の合成・処理方式、ＣＧ方式
等によって２枚の視差のある入力画像を得る。

【０１６５】(20-b) ２枚の入力画像を１つ（表示画
像）に合成する。

【０１６６】(20-c) 表示画像を２色で表示する。

【０１６７】(20-d) 左眼用色フィルター１８１_L ，右
眼用色フィルター１８１_R を通して表示映像を観察す
る。となる。

【０１６８】左眼用の表示画像または右眼用の表示画像
に倍率差を与えるには、 (1) (20-a)の手順中で非対称光学系による方法、又は電
子的に画像の座標変換処理を行う。

【０１６９】(2) (20-b)の手順中で画像の座標変換処理
を行う。

【０１７０】(3) (20-d)の手順中で色フィルター１８１
_L と色フィルター１８１_R とを非対称に構成する。

【０１７１】また、図２４のように２個の視差のある入
力画像を色フィルタのついた２台のプロジェクター１９
１_L ，１９１_R で１つのスクリーン１９２上に投影する
場合は入力画像をあらかじめ１つに合成する必要がない
ので図２５の手順で実施できる。この手順を説明する
と、 (22-a) ２眼カメラ方式、画像の合成・処理方式、ＣＧ
方式等によって２枚の視差のある入力画像を得る。

【０１７２】(22-b) ２枚の入力画像に基づいて２つの
プロジェクター１９１_L ，１９１_R で２つの画像を各々
色フィルタを通して投影して、スクリーン１９２上に表
示画像として重畳表示する。

【０１７３】(22-c) 左眼用色フィルター１８１_L ，右
眼用色フィルター１８１_R を通して表示画像を観察す
る。

【０１７４】この場合は前述したような方法に加えて、
表示画像を投影する２台のプロジェクターの投影光学系
を非対称に設定して、倍率差を与えても良い。

【０１７５】図２６は本発明の実施例１１の要部概略図
である。本実施例は左眼用の表示画像と右眼用の表示画
像とを偏光状態を異ならせて表示し、偏光メガネを介し
て観察する偏光メガネ方式によるものである。

【０１７６】図中、２１１は偏光メガネであり、右眼用
のレンズ２１１_R と左眼用のレンズ２１１_L とが互いに
偏光方向を異ならせた偏光フィルターを有している。

【０１７７】先ず、偏光メガネ方式による立体像表示の
一般的手順を説明すると、 (23-a) ２眼カメラ方式、画像の合成・処理方式、ＣＧ
方式等により２枚の視差のある入力画像を得る。

【０１７８】(23-b) ２枚の入力画像を２つの画像表示
手段に表示画像として表示する。

【０１７９】(23-c) 夫々の画像表示手段に偏光板を設
置し、ハーフミラーによって２枚の表示画像を重畳表示
する。

【０１８０】(23-d) 偏光メガネを通して表示画像を観
察する。となる。

【０１８１】本実施例において左眼用の表示画像と右眼
用の表示画像との間に倍率差を与えるには (1) (23-a)の手順中で非対称光学系法又は画像座標変換
法を用いる。

【０１８２】(2) (23-b)の手順中で電子的に画像の画像
座標変換法を用いる。

【０１８３】(3) (23-c)の手順中で左右眼用の表示画像
を投影する光学系を非対称に設定する。

【０１８４】(4) (23-d)の手順中で偏光メガネ２１１の
右眼用のレンズ２１１_R と左眼用のレンズ２１１_L につ
いて非対称に設定する。のうち少なくとも１つの方法を
用いている。

【０１８５】図２７は本発明の実施例１２の説明図であ
る。本実施例は左眼用の表示画像と右眼用の表示画像と
を時分割して表示し、時分割シャッタメガネを介して観
察する時分割シャッタ方式によるものである。

【０１８６】図中、２２１は時分割シャッタメガネであ
り、右眼用のレンズ２２１_R と左眼用のレンズ２２１_L
とを時分割した表示画像の該表示と同期させている。

【０１８７】先ず、時分割シャッタ方式による立体像表
示の一般的手順を説明すると、 (24-a) ２眼カメラ方式、画像の合成・処理方式、ＣＧ
方式等により２枚の視差のある入力画像を得る。

【０１８８】(24-b) ２枚の入力画像を画像表示手段上
に時分割で表示画像として表示する。

【０１８９】(24-c) 時分割シャッタメガネを通して表
示画像を観察する。

【０１９０】となる。

【０１９１】本実施例において、左眼用の表示画像と左
眼用の表示画像との間に倍率差を与えるには (1) (24-a)の手順中で非対称光学系法又は電子的に画像
の画像座標変換法による方法を用いる。

【０１９２】(2) (24-b)の手順中で電子的に画像の座標
変換による方法を用いる。

【０１９３】(3) (24-c)の手順中で右眼用のレンズ２２
１_R と左眼用のレンズ２２１_L とを非対称に設定する。
のうち少なくとも１つの方法を用いている。

【０１９４】図２８は本発明の実施例１３の説明図であ
る。本実施例は大凸レンズ・大凹ミラー方式の画像表示
装置である。

【０１９５】先ず大凸レンズ・大凹ミラー方式の一般的
な手順を説明すると、 (25-a) 多眼カメラ方式、画像の合成・処理方式、ＣＧ
方式等によりｎ枚の視差のある入力画像を入力する。

【０１９６】(25-b) ｎ枚の入力画像をｎ個のプロジェ
クターにて大凸レンズ・大凹ミラー近傍に表示画像とし
て同時に投影する。

【０１９７】(25-c) 大凸レンズ・大凹ミラー近傍に投
影された複数の表示画像のうちの２枚をステレオペアと
して観察する。となる。（但し、ｎは自然数である）本実施例では、大凸レンズ・大凹ミラーに対して観察者
がどこから観察するか（以下単に観察位置と称す）を予
め特定し、該観察位置から観察されるステレオペア間に
倍率差を与えている。

【０１９８】また、観察位置を特定せずに観察者が実際
に取り得る観察位置を想定し、図１８の実施例８のよう
に各表示画像の大きさを適切に設定しても良い。

【０１９９】更に、同実施例の図１９に示したように検
出手段６９を設けて観察者の左右眼６_R ，６_L の位置を
検出し、これに基づいて観察されるステレオペアを求め
て、倍率差を与えるようにしても良い。

【０２００】本実施例において、該ステレオペアに倍率
差を与えるには、 (1) (25-a)の手順中で非対称光学系法又は画像座標変換
法を用いる。

【０２０１】(2) (25-b)の手順中で非対称光学系法又は
画像座標変換法を用いる。のうち、少なくとも１つの方
法を用いている。

【０２０２】図２９は本発明の実施例１４の説明図であ
る。本実施例はレンチキュラ方式の画像表示装置であ
る。

【０２０３】先ずレンチキュラ方式の一般的な手順につ
いて説明する。

【０２０４】図中、２４１はレンチキュラレンズであ
る。２４２は表示素子であり、液晶パネル又はＣＲＴで
ある。

【０２０５】先ずレンチキュラ方式の手順に従って説明
すると、 (26-a) 多眼カメラ方式、画像の合成・処理方式、ＣＧ
方式等によりｎ枚の視差のある入力画像を入力する。

【０２０６】(26-b) 個々の入力画像を横幅１／ｎに圧
縮し、これを横にｎ分割して、ｎ個の入力画像から分割
した画素を１つづつ順番に取り出して並べ（合成し）、
合成された状態のｎ個の表示画像とする。

【０２０７】(26-c) 表示素子２４２の表示面に該ｎ個
の表示画像を表示する。

【０２０８】(26-d) レンチキュラレンズ２４１を通し
て該ｎ個の表示画像のうちの２個の表示画像をステレオ
ペアとして観察する。となる。（但し、ｎは自然数であ
る）本実施例において、該ステレオペア間に倍率差を与える
には、 (1) (26-a) の手順中で非対称光学系法又は画像座標変
換法を用いる。

【０２０９】(2) (26-b) の手順中で画像座標変換法を
用いる。のうちの一つの方法を用いている。

【０２１０】また、図３０に示す画像表示装置は、ｎ枚
の表示画像をｎ台のプロジェクター２５１で透過式二重
レンチキュラスクリーン２５２上に投影し、観察者が二
重レンチキュラスクリーン２５２を通して観察するよう
にしている。

【０２１１】図３１はこの場合の手順である。手順に従
って説明すると、 (28-a) 多眼カメラ方式、画像の合成・処理方式、ＣＧ
方式等によりｎ枚の視差のある入力画像を入力する。

【０２１２】(28-b) ｎ枚の入力画像をｎ台のプロジェ
クターにて、二重レンチキュラスクリーン２５２上にｎ
枚の表示画像として重畳して投影する。

【０２１３】(28-c) 二重レンチキュラスクリーン２５
２を通して該ｎ枚の表示画像のうち２枚をステレオペア
として観察する。となる。（但し、ｎは自然数である）よって、この場合、該ステレオペア間に倍率差を与える
には、 (1) (28-a) の手順中で非対称光学系法又は画像座標変
換法を用いる。

【０２１４】(2) (28-b) の手順中で非対称光学系法又
は画像座標変換法を用いる。のうち少なくとも１つの方
法を用ている。

【０２１５】図３２は本発明の実施例１５の説明図であ
る。本実施例はパララックスバリア方式による画像表示
装置である。図中、２７１はパララックスバリアであ
る。

【０２１６】先ずパララックスバリア方式の一般的な手
順を説明する。

【０２１７】(29-a) 多眼カメラ方式、画像の合成・処
理方式、ＣＧ方式等によりｎ枚の視差のある入力画像を
入力する。

【０２１８】(29-b) 個々の入力画像を横幅１／ｎに圧
縮し、これを横にｎ分割して、ｎ個の入力画像から分割
した画素を１つづつ順番に取り出して並べ（合成し）、
合成された状態のｎ枚の表示画像とする。

【０２１９】(29-c) 表示素子の表示面に該ｎ枚の表示
画像を表示する。

【０２２０】(29-d) パララックスバリヤを通して該ｎ
枚の表示画像のうち２枚をステレオペアトして観察す
る。となる。（但し、ｎは自然数である）本実施例において、該ステレオペア間に倍率差を与える
には、 (1) (29-a) の手順中で非対称光学系法又は画像座標変
換法を用いる。

【０２２１】(2) (29-b) の手順中で画像座標変換法を
用いる。のうちの一つの方法を用いている。

【０２２２】図３３は本発明の実施例１６の説明図であ
る。本実施例はインテグラル方式の画像表示装置であ
る。

【０２２３】先ずインテグラル方式の一般的な手順につ
いて説明する。

【０２２４】図中、２６１は蠅の眼レンズである。２６
２は表示素子であり、液晶パネル又はＣＲＴである。

【０２２５】先ずインテグラル方式の手順に従って説明
すると、 (30-a) ｎ個の蠅の眼レンズ２６１を通してｎ枚の視差
画像を入力する。

【０２２６】(30-b) 該撮影画像を表示素子２６２の表
示面にｎ枚の視差示画像を表示する。

【０２２７】(26-c) 表示されたｎ枚の視差示画像を蠅
の眼レンズ２６１を通して空中に結像させて出力する。
となる。（但し、ｎは自然数である）本実施例において、右眼用の表示画像と左眼用の表示画
像との間に倍率差を与えるには、 (1) (26-a) の手順中で非対称光学系法又は画像座標変
換法を用いる。

【０２２８】(2) (26-b) の手順中で画像座標変換法を
用いる。

【０２２９】(3) (26-c) の手順中で夫々の光学系（蠅
の眼レンズ２６１中の個々のレンズ）で非対称光学系法
を用いる。のうち少なくとも１つの方法を用いている。

【０２３０】

【発明の効果】本発明によれば、観察者の左眼に呈示す
る画像の大きさと右眼に呈示する画像の大きさとを異な
らせることにより、見やすさを向上させた画像表示装置
及び画像入力装置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の要部概略図

【図２】図１の変形例の要部概略図

【図３】本発明の実施例２の要部概略図

【図４】画像信号がアナログ信号であるときの画像信
号変調器の説明図

【図５】画像信号がアナログ信号であるときの画像信
号変調器の説明図

【図６】倍率差を与えたときの表示画像の説明図

【図７】本発明の実施例３の要部概略図

【図８】実施例３における各要素の位置関係の説明図

【図９】本発明の実施例４の要部概略図

【図１０】本発明の実施例５の要部概略図

【図１１】本発明の実施例５の要部概略図

【図１２】本発明の実施例５の要部概略図

【図１３】本発明の実施例５の要部概略図

【図１４】本発明の実施例６の要部概略図

【図１５】実施例６で得た撮影画像を画像表示装置に
表示させた際の説明図

【図１６】本発明の実施例６の要部概略図

【図１７】本発明の実施例６の要部概略図

【図１８】本発明の実施例７の要部概略図

【図１９】本発明の実施例７の要部概略図

【図２０】本発明の実施例８の要部概略図

【図２１】実施例８で得た入力画像を画像表示装置に
表示させた際の説明図

【図２２】本発明の実施例９の要部概略図

【図２３】本発明の実施例１０の説明図

【図２４】本発明の実施例１０の要部概略図

【図２５】本発明の実施例１０の説明図

【図２６】本発明の実施例１１の要部概略図

【図２７】本発明の実施例１２の説明図

【図２８】本発明の実施例１３の説明図

【図２９】本発明の実施例１４の説明図

【図３０】本発明の実施例１４の要部該略図

【図３１】本発明の実施例１４の説明図

【図３２】本発明の実施例１５の説明図

【図３３】本発明の実施例１６の説明図

【図３４】アナグリフ方式の３次元ディスプレイの説
明図

【図３５】偏光メガネ方式の３次元ディスプレイの説
明図

【図３６】時分割シャッタ方式の３次元ディスプレイ
の説明図

【図３７】光学的方式の３次元ディスプレイの説明図

【図３８】レンティキュラ方式の３次元ディスプレイ
の説明図

【図３９】大凸レンズ・大凹ミラー方式の３次元ディ
スプレイの説明図

【図４０】パララックス方式の３次元ディスプレイの
説明図

【図４１】インテグラル方式の３次元ディスプレイの
説明図

【図４２】２枚の視差画像を得る際の撮影配置図

【図４３】倍率差と見やすさの関係を示したグラフ

【図４４】画像の大きさの説明図

【図４５】画像の大きさの説明図

【符号の説明】

１画像表示器２画像信号発生部３_L ，３_R レンズ４_L ，４_R 撮影画像４_L ′，４_R ′ 観察映像（虚像）５_L ，５_R ミラー６_L ，６_R 観察者の眼７画像信号変調器８倍率補正用レンズ３０_L ，３０光学系

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像表示手段の表示部に表示した、視差
を有する右眼用画像と左眼用画像とを夫々観察者に呈示
する際、該観察者が観察する右眼用画像の大きさと左眼
用画像の大きさとを相対的に変化させる変倍手段を有し
ていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】前記変倍手段は座標変換処理により、表
示部に表示する右眼用画像の大きさ又は表示部に表示す
る左眼用画像の大きさを変えていることを特徴とする請
求項１の画像表示装置。
【請求項３】画像表示手段の表示部に表示した、視差
を有する右眼用画像を右眼用光学系を介して左眼用画像
を左眼用光学系を介して各々観察者に呈示する際、該右
眼用光学系と該左眼用光学系とを非対称に設定し、該観
察者が観察する右眼用画像の大きさと左眼用画像の大き
さとを相対的に異ならせていることを特徴とする画像表
示装置。
【請求項４】前記右眼用光学系と前記左眼用光学系と
を異なる焦点距離に設定していることを特徴とする請求
項３の画像表示装置。
【請求項５】前記右眼用光学系と前記左眼用光学系と
のうち、少なくとも一方の焦点距離を可変としたことを
特徴とする請求項３又は４の画像表示装置。
【請求項６】画像表示手段の表示部に表示した、視差
を有する右眼用画像を右眼用光学系を介して左眼用画像
を左眼用光学系を介して各々観察者に呈示する際、該表
示部に表示する右眼用画像の大きさと左眼用画像の大き
さとを相対的に変化させ、又は／及び該右眼用光学系と
該左眼用光学系の少なくとも一方の焦点距離を変化させ
て観察者が観察する右眼用画像の大きさと左眼用画像の
大きさとを、異ならせていることを特徴とする画像表示
装置。
【請求項７】画像表示手段の表示部に表示した、視差
を有する右眼用画像と左眼用画像とを観察する際、該右
眼用画像を表示する表示部と該左眼用画像を表示する表
示部との表示画素の密度を異ならせて設定し、該観察者
が観察する右眼用画像の大きさと左眼用画像の大きさと
を相対的に異ならせていることを特徴とする画像表示装
置。
【請求項８】前記観察者が観察する右眼用画像と左眼
用画像との大きさを各々Ｒｖ，Ｌｖ、倍率差ΔＶを【数１】としたとき、０＜｜倍率差ΔＶ｜＜３を満足することを特徴する請求項１，２，３，４，５，
６又は７の画像表示装置。
【請求項９】観察者の右眼に呈すべき画像と左眼に呈
すべき画像とを画像表示装置に入力する画像入力装置で
あって、観察者の右眼と左眼に呈すべき画像のうち少な
くとも一方を座標変換手段で座標変換処理することによ
り、該右眼と該左眼に呈すべき画像の大きさとを相対的
に異ならせていることを特徴とする画像入力装置。
【請求項１０】前記右眼と左眼に呈すべき画像の大き
さを各々Ｒｉ，Ｌｉ、倍率差Δｉを【数２】としたとき、０＜｜倍率差Δｉ｜＜３を満足することを特徴する請求項９の画像入力装置。
【請求項１１】観察者の右眼に呈すべき画像の撮影を
する右眼用撮影系と、観察者の左眼に呈すべき画像の撮
影をする左眼用撮影系とを有し、該右眼用光学系と該左
眼用光学系とを非対称に設定し、該右眼と左眼に呈すべ
き画像の大きさを相対的に異ならせていることを特徴と
する撮影装置。
【請求項１２】前記右眼用撮影系と前記左眼用撮影系
とを異なる焦点距離に設定していることを特徴とする請
求項１１の撮影装置。
【請求項１３】前記右眼用撮影系と前記左眼用撮影系
のうち少なくとも一方の焦点距離を可変としたことを特
徴とする請求項１１又は１２の撮影装置。
【請求項１４】観察者の右眼に呈すべき画像の撮影を
する右眼用撮影系と、観察者の左眼に呈すべき画像の撮
影をする左眼用撮影系とを有し、座標変換手段により座
標変換処理して該右眼に呈すべき画像と左眼に呈すべき
画像との相対的な大きさを変位させ、又は／及び、該右
眼用撮影系と該左眼用撮影系の少なくとも一方の焦点距
離、を変化させて該右眼と左眼に呈すべき画像の大きさ
を相対的に異ならせていることを特徴とする撮影装置。
【請求項１５】前記右眼と左眼に呈すべき画像の大き
さを各々Ｒｓ，Ｌｓ、倍率差Δｓを、【数３】としたとき、０＜｜倍率差Δｓ｜＜３を満足することを特徴とする請求項１１，１２，１３又
は１４の撮影装置。