(57)【要約】【課題】  眼鏡の傾きに応じた視差画像を表示することによって、より自然な立体像を表示する。【解決手段】  右目用画像と左目用画像とからなる視差画像を表示する画像表示手段２と、上記視差画像のうち上記右目用画像のみを透過する右目用透過部３１と上記視差画像のうち上記左目用画像のみを透過する左目用透過部３２とを有する眼鏡３と、を有する立体画像表示装置１であって、上記眼鏡の傾きを検出する傾き検出手段と、上記傾き検出手段の検出結果に応じた上記視差画像を生成する視差画像生成手段と、上記視差画像生成手段によって生成された上記視差画像を表示する表示手段とを備える。【選択図】              図１
2006084963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
右目用画像と左目用画像とからなる視差画像を表示する画像表示手段と、前記視差画像のうち前記右目用画像のみを透過する右目用透過部と前記視差画像のうち前記左目用画像のみを透過する左目用透過部とを有する眼鏡と、を有する立体画像表示装置であって、
前記眼鏡の傾きを検出する傾き検出手段と、
前記傾き検出手段の検出結果に応じた前記視差画像を生成する視差画像生成手段と、
前記視差画像生成手段によって生成された前記視差画像を表示する表示手段と
を備えることを特徴とする立体画像表示装置。
【請求項２】
前記傾き検出手段は、
前記画像表示手段側に設置されるとともに可視領域に含まれない光を射出する非可視光射出手段及び前記光を受光する受光手段と、
前記眼鏡側に配置される再帰性反射材と、
前記受光手段の受光結果に応じて前記眼鏡の傾きを算出する傾き算出手段と
を備えることを特徴とする請求項１記載の立体画像表示装置。
【請求項３】
前記再帰性反射材が複数配置され、前記傾き算出手段は、前記受光手段の受光結果から前記再帰性反射材の相対的な位置関係を算出し、前記再帰性反射材の相対的な位置関係から前記眼鏡の傾きを算出することを特徴とする請求項２記載の立体画像表示装置。
【請求項４】
前記再帰性反射材が二等辺三角形の頂点の各々に配置されていることを特徴とする請求項３記載の立体画像表示装置。
【請求項５】
前記画像表示手段から前記眼鏡までの距離を検出する距離検出手段を備え、前記視差画像生成手段は、前記傾き検出手段の検出結果及び前記距離検出手段の検出結果に応じた前記視差画像を生成することを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の立体画像表示装置。
【請求項６】
前記距離検出手段は、
前記画像表示手段側に設置されるとともに可視領域に含まれない光を射出する非可視光射出手段及び前記光を受光する受光手段と、
前記眼鏡側に配置される複数の再帰性反射材と、
前記受光手段の受光結果に応じて前記画像表示手段から前記眼鏡までの距離を算出する距離算出手段と
を備えることを特徴とする請求項５記載の立体画像表示装置。
【請求項７】
少なくとも１つが一直線上から外れて配置される３つ以上の前記再帰性反射材を備え、前記距離算出手段は、前記受光手段の受光結果における発光点を結ぶことによって得られる図形の面積に基づいて前記画像表示手段から前記眼鏡までの距離を算出することを特徴とする請求項６記載の立体画像表示装置。
【請求項８】
前記非可視光射出手段が赤外光を射出する赤外発光ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）であり、前記受光手段が赤外線カメラであることを特徴とする請求項２〜４，６，７いずれかに記載の立体画像表示装置。
【請求項９】
前記表示手段は、プロジェクタであることを特徴とする請求項１〜８いずれかに記載の立体画像表示装置。
【請求項１０】
前記眼鏡は、右目用透過部と左目用透過部とで異なる回転方向の円偏光光を透過する円偏光眼鏡であることを特徴とする請求項１〜９いずれかに記載の立体画像表示装置。
【請求項１１】
前記眼鏡は、右目用透過部と左目用透過部とが交互に透過状態と非透過状態とに変化される液晶シャッター眼鏡であることを特徴とする請求項１〜９いずれかに記載の立体画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人は、右目において視認される像と左目において視認される像とを脳が合成することによって、視認される物体を立体像として認識している。これは、右目と左目とが異なる角度からその物体を視認しているため、右目において視認される像と左目において視認される像とが若干異なることによって可能となっている。
【０００３】
このため、二次元上に表示される画像を鑑賞者に立体像として認識させるには、二次元上に右目において視認される像（右目用画像）と左目において認識される像（左目用画像）とからなる視差画像を表示し、鑑賞者の右目に右目用画像のみを到達させ、鑑賞者の左目用画像のみを到達させることによって実現することができる。
【０００４】
具体的には、立体画像表示装置は、視差画像を表示するための画像表示手段と、視差画像のうち右目用画像のみを透過する右目用透過部と視差画像のうち左目用画像のみを透過する左目用透過部とを有する眼鏡と、を備えており、当該眼鏡を鑑賞者が装着することによって、立体像が認識される仕組みとなっている。眼鏡には、一般的に、右目用透過部と左目用透過部とで異なる回転方向の円偏光光を透過する円偏光眼鏡と、右目用透過部と左目用透過部とが交互に透過状態と非透過状態とに変化される液晶シャッター眼鏡とが用いられている。そして、円偏光眼鏡を用いる場合には、視差画像の右目用画像を右目用透過部が透過する回転方向の円偏光光とし、視差画像の左目用画像を左目用透過部が透過する回転方向の円偏光光とすることによって、鑑賞者の右目に右目用画像のみを到達させ、鑑賞者の左目用画像のみを到達させている。また、液晶シャッター眼鏡を用いる場合には、右目用透過部が透過状態とされ左目用透過部が非透過状態とされた状態において視差画像の右目用画像を表示し、右目用透過部が非透過状態とされ左目用透過部が透過状態とされた状態において視差画像の左目用画像を表示することによって、鑑賞者の右目に右目用画像のみを到達させ、鑑賞者の左目用画像のみを到達させている。
【０００５】
このような眼鏡を備える立体画像表示装置の中には、鑑賞者が自由に動き回り、鑑賞者の動きに応じた視差画像を表示することによって、自由な角度から物体を見ることができるように構成されたものがある（特許文献１参照）。
具体的には、眼鏡の位置を検出することによって、鑑賞者の位置を検出し、この検出結果に応じた視差画像を表示している。
【特許文献１】特開２００４−１２６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の立体画像表示装置においては、眼鏡の位置のみを検出しているため、眼鏡の傾きに対しての考慮はなされていない。すなわち、同位置で眼鏡の傾きが変わった場合には、立体画像表示装置における視差画像が眼鏡の傾きが変化する以前の状態と変わらない。例えば、鑑賞者がある立体画像表示装置が表示するある物体を下から覗き込むために頭を傾けた場合には、眼鏡の傾き成分が立体画像表示装置に認識されないため、鑑賞者が望む角度から物体を鑑賞することができなくなり、鑑賞者に違和感を与えることになる。
【０００７】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、眼鏡の傾きに応じた視差画像を表示することによって、より自然な立体像を表示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の立体画像表示装置は、右目用画像と左目用画像とからなる視差画像を表示する画像表示手段と、上記視差画像のうち上記右目用画像のみを透過する右目用透過部と上記視差画像のうち上記左目用画像のみを透過する左目用透過部とを有する眼鏡と、を有する立体画像表示装置であって、上記眼鏡の傾きを検出する傾き検出手段と、上記傾き検出手段の検出結果に応じた上記視差画像を生成する視差画像生成手段と、上記視差画像生成手段によって生成された上記視差画像を表示する表示手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
このような本発明の立体画像表示装置によれば、傾き検出手段によって眼鏡の傾きが検出され、この検出結果に応じて視差画像生成手段によって視差画像が生成され、この生成された視差画像が表示手段によって表示される。したがって、本発明の立体画像表示装置によれば、眼鏡の傾きに応じた視差画像を表示することができ、鑑賞者が頭を傾けた場合であっても、その動きに応じた適切な視差画像を表示することができるため、より自然な立体像を表示することが可能となる。
【００１０】
また、具体的には、上記傾き検出手段が、上記傾き検出手段は、上記画像表示手段側に設置されるとともに可視領域に含まれない光を射出する非可視光射出手段及び上記光を受光する受光手段と、上記眼鏡側に配置される再帰性反射材と、上記受光手段の受光結果に応じて上記眼鏡の傾きを算出する傾き算出手段とを備えるという構成を採用することができる。
このような構成を採用する立体画像表示装置においては、非可視光射出手段から射出された可視領域に含まれない光が再帰性反射材によって反射され受光手段において受光され、この受光手段の受光結果に応じて傾き算出手段によって眼鏡の傾きが算出される。
そして、このような構成を採用する立体画像表示装置によれば、眼鏡の傾きを検出するために射出される光が可視領域に含まれない光であるため、視差画像に影響を与えることなく眼鏡の傾きを検出することができる。
また、眼鏡の傾きを検出するために眼鏡に配置される部材としては、再帰性反射材のみであるため、眼鏡に電力供給源等の装置を配置することなく、眼鏡の傾きを検出することができる。したがって、眼鏡の重量がほとんど増加することなく眼鏡の傾きを検出することができる。
【００１１】
より具体的には、本発明の立体画像表示装置においては、上記再帰性反射材が複数配置され、上記傾き算出手段が、上記受光手段の受光結果から上記再帰性反射材の相対的な位置関係を算出し、上記再帰性反射材の相対的な位置関係から上記眼鏡の傾きを算出するという構成を採用することができる。
このような構成を採用する本発明の立体画像表示装置においては、受光手段の受光結果から傾き算出手段が再帰性反射材の相対的な位置関係を算出し、この再帰性反射材の相対的な位置関係から眼鏡の傾きが算出される。
なお、本発明の立体画像表示装置においては、上記再帰性反射材が二等辺三角形の頂点の各々に配置されているという構成を採用することが好ましい。
二等辺三角形は、全ての回転角度においてその形状が変化する。このため、二等辺三角形の頂点の各々に再帰性反射材を配置することによって、眼鏡がどのような角度状態であっても、確実に眼鏡の傾き角度を検出することが可能となる。また、一般的に眼鏡の形状は、人間の中心線に対して対称であるため、二等辺三角形を眼鏡上に容易にレイアウトすることができる。
【００１２】
また、本発明の立体画像表示装置においては、上記画像表示手段から上記眼鏡までの距離を検出する距離検出手段を備え、上記視差画像生成手段は、上記傾き検出手段の検出結果及び上記距離検出手段の検出結果に応じた上記視差画像を生成するという構成を採用することが好ましい。
このような構成を採用する本発明の立体画像表示装置においては、距離検出手段によって画像表示装置手段から眼鏡までの距離が検出され、視差画像生成手段によって、上述傾き検出手段の検出結果及び距離検出手段の検出結果に応じた視差画像が生成される。このため、眼鏡の傾きのみならず、さらに画像表示装置手段から眼鏡までの距離に応じた視差画像を表示することができる。
【００１３】
なお、具体的には、上記距離検出手段は、上記画像表示手段側に設置されるとともに可視領域に含まれない光を射出する非可視光射出手段及び上記光を受光する受光手段と、上記眼鏡側に配置される複数の再帰性反射材と、上記受光手段の受光結果に応じて上記画像表示手段から上記眼鏡までの距離を算出する距離算出手段とを備えるという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、上述の傾き検出手段が非可視光射出手段、受光手段及び再帰性反射材を備えて構成されている場合には、これらの非可視光射出手段、受光手段及び再帰性反射材を距離検出手段の一構成として兼用することができる。
【００１４】
なお、本発明の立体画像表示装置において、上記画像表示手段から上記眼鏡までの距離を算出する場合には、少なくとも１つが一直線上から外れて配置される３つ以上の上記再帰性反射材を備え、上記距離算出手段は、上記受光手段の受光結果における発光点を結ぶことによって得られる図形の面積に基づいて上記画像表示手段から上記眼鏡までの距離を算出するという構成を採用することができる。
受光手段の受光結果における発光点を結ぶことによって得られる図形は、画像表示手段から眼鏡の距離に応じて変化する。具体的には、所定の位置から遠い場所に眼鏡が位置している場合には、受光手段の受光結果における発光点を結ぶことによって得られる図形の面積は小さくなり、所定の位置から近い場所に眼鏡が位置している場合には、受光手段の受光結果における発光点を結ぶことによって得られる図形の面積は大きくなる。したがって、所定の位置における図形の面積を予め記憶しておき、この予め記憶した図形の面積と受光手段の受光結果における発光点を結ぶことによって得られる図形の面積とを比較することによって、画像表示手段から眼鏡までの距離を算出することが可能となる。
【００１５】
また、本発明の立体画像表示装置においては、上記非可視光射出手段が赤外光を射出する赤外発光ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）であり、上記受光手段が赤外線カメラであるという構成を採用することができる。
赤外発光ＬＥＤは、安価で入手することができるため、非可視光射出手段として赤外発光ＬＥＤを用いることによって、安価に立体画像表示装置を製造することができる。
また、本発明の立体画像表示装置においては、表示手段として、プロジェクタを用いることができる。
【００１６】
また、本発明の立体画像表示装置においては、上記眼鏡が、右目用透過部と左目用透過部とで異なる回転方向の円偏光光を透過する円偏光眼鏡であるという構成を採用することができる。
なお、このような構成を採用する場合には、視差画像の右目用画像が右目用透過部を透過する回転方向の円偏光光とされ、視差画像の左目用画像が左目用透過部を透過する回転方向の円偏光光とされる。
【００１７】
また、本発明の立体画像表示装置においては、上記眼鏡が、右目用透過部と左目用透過部とが交互に透過状態と非透過状態とに変化される液晶シャッター眼鏡であるという構成を採用することもできる。
なお、このような構成を採用する場合には、右目用透過部が透過状態とされ左目用透過部が非透過状態とされた状態において視差画像の右目用画像が表示され、右目用透過部が非透過状態とされ左目用透過部が透過状態とされた状態において視差画像の左目用画像が表示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明に係る立体画像表示装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態である立体画像表示装置の概略構成を示した斜視図である。この図に示すように、本第１実施形態の立体画像表示装置１は、画像表示装置２と、眼鏡３とを備えて構成されている。
【００２０】
画像表示装置２は、右目用画像と左目用画像とからなる視差画像を表示するものである。この画像表示装置２の内部構造を示すブロック図を図２に示す。図２に示すように、画像表示装置２は、筐体の内部に、傾き算出部２１（傾き算出手段）、距離算出部２２（距離算出手段）、視差画像生成部２３（視差画像生成手段）、左目画像用プロジェクタ２４（表示手段）、右目画像用プロジェクタ２５（表示手段）とを備えて構成されている。
【００２１】
また、画像表示装置２は、赤外発光ＬＥＤ２６（非可視光射出手段）、赤外線カメラ（受光手段）２７及びスクリーン２８を備えており、図１に示すように、これらの赤外発光ＬＥＤ２６、赤外線カメラ２７及びスクリーン２８は、画像表示装置２の表面に配置されている。
【００２２】
傾き算出部２１は、赤外線カメラ２７の撮像結果（受光結果）に応じて眼鏡３の傾き算出するものであり、画像表示装置２の表面に配置された赤外線カメラ２７と接続されている。
距離算出部２２は、赤外線カメラ２７の撮像結果（受光結果）に応じて画像表示装置２から眼鏡３までの距離を算出するものであり、傾き算出部２１動揺、赤外線カメラ２７と接続されている。
【００２３】
視差画像生成部２３は、傾き算出部２１の算出結果である眼鏡３の傾きと、距離算出部２２の算出結果である画像表示装置２から眼鏡３までの距離とに応じた視差画像を生成するものであり、傾き算出部２１及び距離算出部２２とに接続されている。
なお、視差画像生成部２３には、表示すべき対象物の三次元データが予め記憶されており、視差画像生成２３は、傾き算出部２１の算出結果及び距離算出部２２の算出結果に応じて、三次元データから適切なデータを選択することによって視差画像を生成する。
【００２４】
左目画像用プロジェクタ２４は、視差画像生成部２３によって生成された視差画像のうち左目用画像を投影し、スクリーン２８上に表示するものである。
また、右目画像用プロジェクタ２５は、視差画像生成２３によって生成された視差画像のうち右目用画像を投影し、スクリーン２８上に表示するものである。
これらの左目画像用プロジェクタ２４及び右目画像用プロジェクタ２５としては、光変調素子として３つの液晶ライトバルブを用いた３板式の液晶プロジェクタを用いることができる。また、光変調素子として１つの液晶ライトバルブを用いた単板式の液晶プロジェクタや、光変調素子として微小ミラーアレイデバイスを用いたプロジェクタを用いることもできる。
【００２５】
なお、図２に示すように、左目画像用プロジェクタ２４及び右目画像用プロジェクタ２５の後段には、各々円偏光板２４１，２５１が配置されている。これらの円偏光板２４１，２５１は、各々異なる回転方向の偏光光に透過光を偏光するものであり、本第１実施形態の立体画像表示装置１においては、左目画像用プロジェクタ２４の後段に配置される円偏光板２４１が透過光を画像表示装置１から眼鏡３の方向に見て左回転方向の偏光光に偏光するものであり、右目画像用プロジェクタ２５の後段に配置される円偏光板２５１が透過光を画像表示装置１から眼鏡３の方向に見て右回転方向の偏光光に偏光するものである。
【００２６】
また、赤外発光ＬＥＤ２６は、赤外線（可視領域に含まれない光）を射出するものであり、鑑賞者、すなわち眼鏡３に向けて配置されている。
赤外線カメラ２７は、図１にも示すように、赤外発光ＬＥＤ２６の直近傍に配置されており、鑑賞者、すなわち眼鏡３の方向を撮像するように配置されている。
【００２７】
図１に戻り、眼鏡３は、鑑賞者が装着するものであり、スクリーン２８上に表示された視差画像のうち、右目用画像のみを透過する右目用透過部３１と、スクリーン２８上に表示された視差画像のうち、左目用画像のみを透過する左目用透過部３２とを有している。そして、鑑賞者が眼鏡３を装着した際に、右目用透過部３１が鑑賞者の右目の前に配置され、左目用透過部３２が鑑賞者の左目の前に配置されるように、右目用透過部３１及び左目用透過部３２が配置されている。
【００２８】
具体的には、本第１実施形態の立体画像表示装置１における眼鏡３は、右目用透過部３１と左目用透過部３２とで異なる回転方向の円偏光光を透過する円偏光眼鏡であり、本第１実施形態においては、右目用透過部３１が画像表示装置１から眼鏡３の方向に見て右回転方向の円偏光光のみを透過する円偏光板として構成されており、左目用透過部３２が画像表示装置１から眼鏡３の方向に見て左回転方向の円偏光光のみを透過する円偏光板として構成されている。
なお、円偏光光は、反射されることによって、その回転方向が変化するため、画像表示装置１内において、左目画像用プロジェクタ２４及び右目画像用プロジェクタ２５から投射された画像光が反射される場合には、その反射回数に応じて右目用透過部３１及び左目用透過部３２が透過する円偏光光の回転方向を変化させる。つまりは、左目画像用プロジェクタ２４から射出された画像光が鑑賞者の左目のみに到達し、右目画像用プロジェクタ２５から射出された画像光が鑑賞者の右目のみに到達するように、右目用透過部３１及び左目用透過部３２が選択される。
【００２９】
また、眼鏡３のフレーム上には、複数の再帰性反射材４が配置されている。この再帰性反射材４は、本第１実施形態においては、３つ（４１〜４３）備えられており、各再帰性反射材４１〜４３が二等辺三角形の頂点に各々配置されている。
なお、この再帰性反射材４は、光を入射方向に反射するものであり、ガラスのビーズ等を用いることができる。
【００３０】
なお、本第１実施形態の立体画像表示装置１においては、本発明の傾き検出手段が、傾き算出部２１、赤外発光ＬＥＤ２６、赤外線カメラ２７及び再帰性反射材４とを備えて構成されている。
また、本第１実施形態の立体画像表示装置１においては、本発明の距離検出手段が、距離算出部２２、赤外発光ＬＥＤ２６、赤外線カメラ２７及び再帰性反射材４を備えて構成されており、赤外発光ＬＥＤ２６、赤外線カメラ２７及び再帰性反射材４が傾き検出手段と兼用されている。
【００３１】
次に、このように構成された本第１実施形態の立体画像表示装置１の動作について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。
【００３２】
図３に示すように、立体画像表示装置１の動作においては、まず、赤外線カメラ２７によって、画像を取得する（ステップＳ１）。ここで、赤外線カメラ２７は、赤外線を可視化するものであるため、赤外発光ＬＥＤ２６から射出され、眼鏡３に設置された再帰性反射材４によって反射された赤外線を可視化して画像を取得する。
【００３３】
図４に赤外線カメラ２７によって取得された画像を模式的に示す。この図に示すように、今回のステップＳ１においては、二等辺三角形の頂点に配置された再帰性反射材４１が最上部に位置し、他の再帰性反射材４２，４３が最下部に位置した画像が取得されたものとする。
【００３４】
図４に示すような画像が取得されると、傾き算出部２１が赤外線カメラ２７の撮像結果（画像）に応じて眼鏡３の傾きを算出する（ステップＳ２）。
具体的には、傾き算出部２１は、各再帰性反射材４１〜４３の座標を算出することによって再帰性反射材４１〜４３の相対的な位置関係を算出し、予め記憶した再帰性反射材４１ａ〜４３ａの座標と照らし合わせることによって眼鏡３の傾き算出する。
例えば、予め記憶した再帰性反射材４１ａ〜４３ａの座標が眼鏡３が水平状態の場合の座標であった場合には、図５に示すように、水平状態の場合の再帰性反射材４１ａ〜４３ａと画像における再帰性反射材４１〜４３を比較し、二等辺三角形の長辺である線分４２ａ−４３ａに対して同じく二等辺三角形の長辺である線分４２−４３が何度ずれているか、及び、二等辺三角形の頂点である再帰性反射材４１ａの線分４２ａ−４３ａに対する位置と同じく二等辺三角形の頂点である再帰性反射材４１の線分４２−４３に対する位置が同一か否か、によって実際の眼鏡３がどちらの回転方向に何度ずれているかを算出する。
【００３５】
ここで、今回のステップＳ２においては、図５に示すように、線分４２ａ−４３ａと線分４２−４３とがずれておらず、また、再帰性反射材４１ａの線分４２ａ−４３ａに対する位置と再帰性反射材４１の線分４２−４３に対する位置が同一であるため、傾き算出部２１は、眼鏡３の傾きが水平状態（０°）であると決定する。
なお、上記の例は一例であり、予め記憶した再帰性反射材４１ａ〜４３ａの座標の何処の箇所と、実際の再帰性反射材４１〜４３の座標の何処の箇所とを比較するのかは、任意である。
【００３６】
また、本第１実施形態の立体画像表示装置の動作においては、図３に示すように、傾き算出部２１において眼鏡３の傾きを算出するステップＳ２と同時に距離算出部２２において画像表示装置２から眼鏡３までの距離を算出するステップＳ３を並列して行う。  
【００３７】
ステップＳ３において、距離算出部２２は、赤外線カメラ２７の撮像結果（画像）に応じて画像表示装置２から眼鏡３までの距離を算出する。
具体的には、距離算出部２２は、予め記憶した再帰性反射材４１ａ〜４３ａを結ぶことによって得られる図形（二等辺三角形）の面積と、実際の再帰性反射材４１〜４３（画像における発光点）を結ぶことによって得られる図形（二等辺三角形）の面積とを比較することによって、画像表示装置２から眼鏡３までの距離を算出する。
例えば、再帰性反射材４１ａ〜４３ａを結ぶことによって得られる図形の面積が眼鏡３が基準位置に位置している場合の面積である場合には、距離算出部２２は、再帰性反射材４１〜４３を結ぶことによって得られる図形の面積が再帰性反射材４１ａ〜４３ａを結ぶことによって得られる図形の面積よりも大きい場合には、眼鏡３が基準位置より近い場所に位置していると判断し、また、再帰性反射材４１〜４３を結ぶことによって得られる図形の面積が再帰性反射材４１ａ〜４３ａを結ぶことによって得られる図形の面積よりも小さい場合には、眼鏡３が基準位置より遠い場所に位置していると判断する。また、距離算出部２２は、面積の変化率と距離の変化率とが対応付けられたデータを予め有しており、このデータに基づいて、画像表示装置２から眼鏡３までの距離を算出する。
【００３８】
ここで、今回のステップＳ３においては、図５に示すように、再帰性反射材４１〜４３を結ぶことによって得られる図形の面積が再帰性反射材４１ａ〜４３ａを結ぶことによって得られる図形の面積と同一であるため、距離算出部２２は、眼鏡３が基準位置（例えば、画像表示装置２から眼鏡３までの距離が３ｍ）であると決定する。
なお、上記の例は一例であり、例えば、線分４２ａ−４３ａと線分４２−４３との長さを比較することによって、画像表示装置２から眼鏡３までの距離を算出することもできる。また、例えば、距離算出部２２と赤外発光ＬＥＤ２６とを接続し、赤外発光ＬＥＤ２６が射出された後、どの程度の時間で赤外カメラ２７に到達したのかを計測することによって、画像表示装置２から眼鏡３までの距離を算出することもできる。
【００３９】
続いて、本第１実施形態の立体画像表示装置１の動作においては、視差画像生成部２３が傾き算出部２１の算出結果（傾き検出手段の検出結果）及び距離算出部２２の算出結果（距離検出手段）に応じた視差画像を生成する（ステップＳ４）。
【００４０】
具体的には、視差画像生成部２３は、予め記憶した三次元データから、傾き算出部２１の算出結果及び距離算出部２２の算出結果に応じて、適切なデータを選択して、右目用画像及び左目用画像を生成する。
ここで、上述のように、今回の立体画像表示装置１の動作においては、眼鏡３の角度は水平状態であり、眼鏡３の位置は基準位置である。そこで、例えば、サイコロの画像を表示する場合には、図６（ａ）に示すような、鑑賞者の顔が傾けられておらず、かつ、鑑賞者が基準位置にいる場合において、サイコロを右目において視認した場合における映像と同一の画像データを右目用画像として選択し、図６（ｂ）に示すような、鑑賞者の顔が傾けられておらず、かつ、鑑賞者が基準位置にいる場合において、サイコロを左目において視認した場合における映像と同一の画像データを左目用画像として選択する。
【００４１】
そして、視差画像生成部２３において生成された視差画像のうち、左目用画像データが左目画像用プロジェクタ２４に入力され、右目用画像のデータが右目画像用プロジェクタ２５に入力されると、左目画像用プロジェクタ２４から左目用画像がスクリーン２８上に投影され、右目画像用プロジェクタ２５から右目用画像がスクリーン２８上に投影される。
ここで、左目画像用プロジェクタ２４からスクリーン２８上に投影される左目用画像の画像光は、円偏光板２４１において、画像表示装置１から眼鏡３の方向に見て左回転方向の偏光光に偏光され、右目画像用プロジェクタ２５から投影された右目用画像の画像光は、円偏光板２５１において、画像表示装置１から眼鏡３の方向に見て右回転方向の偏光光に偏光される。
【００４２】
本第１実施形態の立体画像表示装置１における眼鏡３は、右目用透過部３１が画像表示装置１から眼鏡３の方向に見て右回転方向の円偏光光のみを透過する円偏光板として構成されており、左目用透過部３２が画像表示装置１から眼鏡３の方向に見て左回転方向の円偏光光のみを透過する円偏光板として構成されているため、右目用画像が鑑賞者の右目のみに到達し、左目用画像のみが鑑賞者の左目のみに到達する。この結果、鑑賞者の脳が右目用画像と左目用画像とを合成し、鑑賞者に立体像として認識される。
【００４３】
このような一連のルーチンが終了すると、本第１実施形態の立体画像表示装置１は、再びステップＳ１に戻る。
【００４４】
次に、本第１実施形態の立体画像表示装置１の動作におけるステップＳ１において、画像が図７に示すように、再帰性反射材４２と再帰性反射材４３とが上下に直線状に配置され、再帰性反射材４１が線分４２−４３の左側に位置している場合には、傾き算出部２１は、例えば、線分４２ａ−４３ａと線分４２−４３とを比較し、さらに再帰性反射材４１ａの位置と再帰性反射材４１の位置とを比較することによって、眼鏡３が画像上で左向きに９０°傾いていると決定する（ステップＳ２）。
【００４５】
また、距離算出部２２は、画像が図７に示すように、再帰性反射材４１〜４３を結ぶことによって得られる図形の面積が再帰性反射材４１ａ〜４３ａを結ぶことによって得られる図形の面積より小さいため、眼鏡３の位置が例えば基準位置より１ｍ遠いと決定する（ステップＳ３）。
【００４６】
そして、視差画像生成部２３は、傾き算出部２１の算出結果及び距離算出部２２の算出結果に応じて、図８の（ａ），（ｂ）に示すようなサイコロの上下面が確認でき、さらに図６（ａ），（ｂ）よりもサイコロが小さくなるような視差画像を生成する（ステップＳ４）。
このため、鑑賞者が頭を傾けたり移動した場合であっても、その動きに応じた適切な視差画像を表示することができるため、眼鏡３の傾きに応じた視差画像を表示することができ、より自然な立体像を表示することが可能となる。
これに対し、従来の立体画像表示装置は、眼鏡の位置のみを検出しているため、眼鏡の傾きに応じた視差画像を生成することができず、鑑賞者の動きに応じた視差画像を表示することができない。よって、鑑賞者が同位置において頭のみを傾けた場合には、図６（ａ），（ｂ）に示した視差画像がそのまま維持されることになる。
【００４７】
このように、本第１実施形態の立体画像表示装置１によれば、眼鏡３の傾きに応じた視差画像を表示することによって、より自然な立体像を表示することが可能となる。
【００４８】
また、本第１実施形態の立体画像表示装置１においては、眼鏡３の傾き及び距離を算出するための構成部材が、眼鏡３側に再帰性反射部材４のみ配置されているため、眼鏡３に電力供給源等の装置を設置する必要がないため、眼鏡３の重量をほとんど増加させることなく、眼鏡３の傾き及び距離を算出することができる。
【００４９】
また、本第１実施形態の立体画像表示装置１においては、眼鏡３の傾き及び距離を算出するために、赤外光を用いているため、視差画像に影響を与えることなく、眼鏡３の傾き及び距離を算出することができる。なお、可視領域に含まれない光として紫外光を用いることもできるが、コスト及び安全性の観点から赤外光を用いることが好ましい。
【００５０】
また、本第１実施形態の立体画像表示装置１においては、再帰性反射材４が二等辺三角形の頂点の各々に配置されているため、眼鏡３の全ての回転角度において、確実に眼鏡３の傾きを算出することができる。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではなく、再帰性反射材４のレイアウトは、眼鏡３の回転角度が正確に算出するレイアウトであれば良い。また、例えば、回転角度に応じて画像上の形状が変化する再帰性反射材を１つのみ配置し、この再帰性反射材の形状によって眼鏡３の傾きを算出することもできる。
【００５１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図９を参照して説明する。なお、本第２実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【００５２】
図９は、本第２実施形態の立体画像表示装置３０における画像表示装置５０の内部構造と眼鏡６０とを示した図である。この図に示すように、画像表示装置５０は、プロジェクタ５１を１つのみ備えており、プロジェクタ５１の後段に円偏光板は配置されていない。また、視差画像生成部２２と赤外光ＬＥＤ２６とが接続されている。
眼鏡６０は、右目用透過部６１と左目用透過部６２とが交互に透過状態と非透過状態とに変化される液晶シャッター眼鏡であり、赤外光を受光することによって、透過状態と非透過状態とが切り替わるように構成されている。
【００５３】
そして、このような構成された本第２実施形態の立体画像表示装置３０においては、傾き算出部２１の検出結果及び距離算出部２２の検出結果に応じて、視差画像生成部２３が、右目用画像と左目用画像とを交互に生成し、プロジェクタ５１に画像データとして入力する。このため、スクリーン２８上には、右目用画像と左目用画像が交互に表示される。
【００５４】
また、視差画像生成部２３からは、右目用画像と左目用画像とを生成するタイミングで、パルス信号が出力され、このパルス信号が赤外光ＬＥＤ２６に入力される。そして、赤外光ＬＥＤ２６は、パルス信号が入力されることによって、赤外光を射出する。
ここで、本第２実施形態の立体画像表示装置３０においては、眼鏡６０の右目用透過部６１と左目用透過部６２とが交互に透過状態と非透過状態とに変化され、赤外光を受光することによって、透過状態と非透過状態とが切り替わるように構成されている。このため、右目用透過部６１が透過状態とされ左目用透過部６２が非透過状態とされた状態において右目用画像をスクリーン２８上に表示し、右目用透過部６１が非透過状態とされ左目用透過部６２が透過状態とされた状態において左目用画像をスクリーン２８上に表示することができる。したがって、右目用画像が鑑賞者の右目のみに到達し、左目用画像のみが鑑賞者の左目のみに到達する。この結果、鑑賞者の脳が右目用画像と左目用画像とを合成し、鑑賞者に立体像として認識される。
【００５５】
このような本第２実施形態の立体画像表示装置３０においても、上記第１実施形態の立体画像表示装置１と同様の効果を奏することができる。
【００５６】
なお、右目用透過部６１と左目用透過部６２とにおける透過状態と非透過状態との切替方法は、上述の方法に限定されるものではなく、スクリーン２８上に右目用画像が表示された際に右目用透過部６１が透過状態とされ、スクリーン２８上に左目用画像が表示された際に左目用透過部６２が透過状態とされる方法であれば、いずれの方法を採用しても構わない。
【００５７】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る立体画像表示装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００５８】
例えば、上記実施形態においては、表示手段としてプロジェクタを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＣＲＴ、液晶表示装置、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬ表示装置、無機ＥＬ表示装置、フィールドエミッションディスプレイ、Surface-Conduction electron emitter displayなど各種の表示装置を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１実施形態における立体画像表示装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】画像表示装置の内部構造を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態における立体画像表示装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態における立体画像表示装置の動作を説明するための図である。
【図５】本発明の第１実施形態における立体画像表示装置の動作を説明するための図である。
【図６】本発明の第１実施形態における立体画像表示装置の動作を説明するための図である。
【図７】本発明の第１実施形態における立体画像表示装置の動作を説明するための図である。
【図８】本発明の第１実施形態における立体画像表示装置の動作を説明するための図である。
【図９】本発明の第２実施形態の立体画像表示装置における画像表示装置の内部構造と眼鏡とを示した図である。
【符号の説明】
【００６０】
１，３０……立体画像表示装置、２，５０……画像表示装置（画像表示手段）、３，６０……眼鏡、３１，６１……右目用透過部、３２，６２……左目用透過部、４（４１〜４３）……再帰性反射材、２１……傾き計算部（傾き計算手段）、２２……距離算出部（距離算出手段）、２３……視差画像生成部（視差画像生成手段）、２４……左目画像用プロジェクタ（表示手段）、２５……右目画像用プロジェクタ（表示手段）、５１……プロジェクタ（表示手段）、２６……赤外発光ＬＥＤ（非可視光射出手段）、２７……赤外線カメラ（受光手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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