(57)【要約】【課題】表示面の枠部が立体映像の観察に及ぼす影響を考慮して臨場感が損なわれることのない立体映像の表示を行うことができるようにした立体映像ディスプレイ装置を提供すること。【解決手段】両眼視差が実効的に略々固定となるように左眼用および右眼用映像の表示を制御する（視差信号に基づき映像シフト回路３２Ｌ、３２Ｒで左右の映像をシフトする）一方、左眼用映像および右眼用映像の各該当する表示領域に対してモノクローム表示部を設けるようにして、立体の映像表示として自然的な感じで表示観察され得るようにする。【選択図】図１
2006246511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両眼視差を有する左眼用映像および右眼用映像をそれぞれ所定の表示領域に表示することが可能になされた表示手段と、
上記表示手段の左眼用映像に係る表示領域における左眼用映像の水平表示位置および右眼用映像に係る表示領域における右眼用映像の水平表示位置を互いに逆方向に制御するための水平表示位置制御手段と、
上記左眼用映像および右眼用映像の各該当する表示領域の左右の端部乃至その近傍領域を所定のモノクローム表示部と化す表示端部モノクローム化手段と、
上記表示端部モノクローム化手段により上記左眼用映像および右眼用映像の各該当する表示領域の左右の端部乃至その近傍領域のモノクローム表示部と化せられる部分の幅を、当該表示領域に映出される映像の位置が左方向に移動する場合には表示部の右端側で増加せしめ且つ左端側で減少せしめ、該位置が右方向に移動する場合には表示部の左端側で増加せしめ且つ右端側で減少せしめるように制御するモノクローム表示部増減手段と、
を備えてなることを特徴とする立体映像ディスプレイ装置。
【請求項２】
上記表示端部モノクローム化手段は、左眼用映像に該当する表示領域の左端部乃至その近傍領域のモノクローム化する部分の幅が同領域の右端部乃至その近傍領域のモノクローム化する部分の幅よりも大きくなるように規制し、右眼用映像に該当する表示領域の右端部乃至その近傍領域のモノクローム化する部分の幅が同領域の左端部乃至その近傍領域のモノクローム化する部分の幅よりも大きくなるように規制するように構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の立体映像ディスプレイ装置。
【請求項３】
上記表示端部モノクローム化手段は、モノクローム化として黒表示化するように構成されたものであることを特徴とする請求項１または２に記載の立体映像ディスプレイ装置。
【請求項４】
上記各表示領域内に左眼用と右眼用として表示される表示映像は、それぞれ少なくとも２つの表示物を有しており、時系列順に表示される各表示映像において
上記表示物のうちの第１の表示物の表示手段内における表示映像の左右方向位置を固定すると共にその大きさを変化させる一方、
上記表示物のうちの第２の表示物の表示手段内における表示映像の左右方向位置を変化させる
ことを特徴とする請求項１乃至３のいづれかに記載の立体映像ディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両眼視差を有する左眼用映像および右眼用映像によって、観察者に立体映像を呈示できる立体映像ディスプレイ装置に関し、特に立体映像を観察する際の観察者の違和感や疲労を低減するようにした立体映像ディスプレイ装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
視覚表示装置やシステムとして、立体視できるように映像を表示する立体ディスプレイ装置は、種々のものが提案されている。
図１８はこのような立体映像ディスプレイ装置の一例である頭部装着型表示装置（ＨＭＤ：Head Mounted Display）７００を示す外観図である。同図のＨＭＤ７００は二眼式立体ディスプレイの一種であり、観察者の左右眼球の前にそれぞれ左右の表示素子と左右の拡大光学系７０１がフレーム部材７０２に支持されて配置されている。左眼用映像は左目に、右眼用映像は右目に提示することで立体視できる。又、頭部頂上には支持アーム７０３を介して頭の動きを検出するヘッドモーションセンサ７０４が取り付けられ、頭部の動きに対応した映像を表示できるように構成されている。情報処理装置７２０はケーブル７２２を介して支持部７０５に支持された接続部７０６に接続されており、耳元には音響を出力するためのスピーカ７０９が設けられている。情報処理装置７２０には操作釦７２０ａが設けられ、使用者が種々の操作を行なうことができる。
一般に、上記のようなＨＭＤをその一例とする立体映像ディスプレイ装置では、（０００４）項にて後述する視距離と輻輳距離とが一致しない為に不自然な見え方になってしまうという問題がある。
【０００３】
図１９は立体映像ディスプレイ装置における左眼用映像および右眼用映像による立体映像の見え方を説明する図である。同図で、左右の眼に呈示する立体映像の例として、球と三角錐の２つの物体があり、球が近づいてくる映像を考える。このときの左眼用映像および右眼用映像は図１９の（ａ）から（ｂ）へ遷移し、更に（ｃ）に示すように遷移する。即ち図示のとおり球は段々大きくなりながら中央に寄ってくる。つまり、両眼視差はだんだん大きくなっている。
【０００４】
図２０は図１９の映像を両眼で観察した時の見え方を示す図である。両眼視差が大きくなってくるので融像（または「融合」。観察者が複数の映像に基づいて一つの映像を知覚する状態に到るかまたはこの状態に到ろうとすること）するために観察者の眼球は内側に回転する。この回転を輻輳といい、回転角を図示した定義で輻輳角と呼ぶ。また、輻輳による眼球光軸の交差点と眼球までの距離を本明細書では輻輳距離と呼ぶことにする。ただし、ＨＭＤの場合は、この輻輳距離は左右像の主光線が交わる点と接眼光学系の主平面までの距離に等しい。このように眼球が輻輳すると、ピント調節作用も同時に誘発される。輻輳角が大きくなる方向に変化すると、ピント調節は近方に変化しようとし、逆に輻輳角が小さくなる方向に変化すると、ピント調節は遠方に変化しようとする。しかし、立体映像ディスプレイ装置の場合は、映像を最もコントラスト良く見ることのできる面（本明細書では、この面から眼球までの距離を視距離と呼ぶ）は固定である。ＨＭＤの場合は、レンズによる表示面の虚像面から眼球までの距離が視距離となる。従って、ここで矛盾が生じることになる。この現象はＨＭＤのみならずシャッター切り替え方式やレンチキュラー方式等の各種立体ＴＶに共通して生じる。これら方式の立体ＴＶの視距離はＣＲＴ等の表示装置の表示面から観察者の眼球までの距離となる。
【０００５】
このように立体映像観察時に視距離と輻輳距離が一致しない状態で輻輳距離の変化が大きな映像を見ると不自然な見え方になってしまうという問題が起こる。この問題を回避するために飛び出し量の変化が小さな映像を作る方法があるが、そうすると立体映像としてのインパクトが弱くなってしまう。
そこで、特許文献１に示す特公平特公平６−８５５９０号公報記載のものでは、この問題を解決するためにＨＭＤでの観察時において接眼レンズを機械的に駆動することで視距離を映像の動き等に合わせて変化させている。また、特許文献２に示す特開平３−２９２０９３号公報には観察者の注視点を検出して注視点での奥行き情報からレンズを動かして視度を変える方法が示されている。これらの方法では、視度と輻輳角を一致させることができる。
また、特許文献３に示す特開平７−１６７６３３号公報には、画像の両眼視差から観察者が最も広い範囲で被写体の奥行き世界を知覚可能である最適注視点を計算し、これが立体画像表示部の表面もしくは表面から指定された距離に再現するように制御する方法が示されている。具体的な手段としては、左右画像から相関マッチング法を用いて視差地図を計算し、その後、画像全体の視差の平均値または画像中央に重みをかけた加重平均値を算出する。そして、視差制御部により、この視差の平均値を用いて左右画像の水平読み出しタイミングを制御し、画像を水平方向に平行移動する。この方法は機械的駆動系を要しないため大型化を防ぐことができる。
【特許文献１】特公平６−８５５９０号公報
【特許文献２】特開平３−２９２０９３号公報
【特許文献３】特開平７−１６７６３３号公報
【０００６】
図２１は本発明者が既に提案した立体映像ディスプレイ装置における左眼用および右眼用映像の表示状態を示す図である（特願平８−２８８５６号公報）。図１９の場合と同様に球と三角錐の２つの物体（オブジェクト）があり、球が近づいてくる映像を想定している。このときの左眼用映像および右眼用映像は図２１の（ａ）から（ｂ）へ遷移し、更に（ｃ）に示すように遷移する。即ち図示のとおり上記提案に係る装置では、オブジェクトである球の遠近方向の動きにかかわらず視差がほぼ一定の左右映像を表示するようにしている。
【０００７】
図２２は図２１の映像をＨＭＤで観察した場合の両眼での見え方を示す図である。図示のとおり、球が近づいても球の像は大きくなるが、球に対する輻輳距離Ｌは変化しない。一方、三角錐は大きさは変化しないものの遠距離に動く。つまり、三角錐と球との距離差は従来と同様に大きくなる。しかし球に対する輻輳距離Ｌはほぼ一定である。
これは、人間の眼は相対的距離の変化には敏感であるが絶対的距離の検出にはそれほど敏感でないことを利用している。発明者が行った実験によれば、両眼視差が変化する対象物一つだけの映像（バックは黒）の立体映像を見ても距離が変化しているようには見えないことがわかった。しかし、異なった動きをするものを同時に見せると立体感がでてくる。つまり、ある物体とある物体との距離変化は認識するが、単一の物体の距離変化はわかりにくいということである。上記提案では、球と三角錐との距離差は従来どおり変化し、かつ球の大きさが変わり、三角錐は変化しないことにより、観察者には、あたかも球が近づき、三角錐は位置を変えていないように見える。よって、球に対する輻輳距離をほぼ一定に保ちながら、立体感のある映像を提示することができる。このとき、図２２における球の輻輳距離Ｌを視距離と一致させるといっそう良い。又、観察者が球を注視しているのか三角錐を注視しているのかを視線検出器で判断し、注視している像の輻輳距離をほぼ一定とすればさらに良い。
【０００８】
図２３は実際に左右の表示面上に表示する立体画像の融像の状況を説明するための図である。立体映像観察時の両眼視差と輻輳距離Ｌとの関係を求める。図中、融像できたとき、輻輳距離Ｌ、水平位置−Ｈ上に球が存在するように見えるときの左表示面上の球の水平位置Ｘ１と右表示面上の球の水平位置Ｘ２は、それぞれ（数１）、（数２）で表される。
【０００９】
【数１】
2006246511.tif 000003
【数２】
2006246511.tif 000004
【００１０】
上式で、ｄは左の右レンズ間の中点から左右それぞれのレンズまでの距離である（右眼は正、左眼は負の値となる）。θはレンズの半画角である。ここで、水平位置Ｘ１と水平位置Ｘ２は、次に示すようにして規格化したものである。
【００１１】
図２４は図２３における水平位置Ｘ１と水平位置Ｘ２とを規格化する様子を説明するための図である。図３１のように、表示領域の水平中心値を０とし、表示領域の水平長さを２として規格化している。（数１）は、図２３における点Ａ、点Ｂ、点Ｃによって作られる三角形と左表示面での原点０と点Ｘ１と点Ｃによって作られる三角形とが相似であることから導くことが出来る。（数２）も同様に、点Ｄ、点Ｂ、点Ｅによって作られる三角形と右表示面での原点０と原点Ｘ２と点Ｅによって作られる三角形とが相似であることから導くことが出来る。
上式（数１）、（数２）は書き換えると次式（数３）となる。
【００１２】
【数３】
2006246511.tif 000005
（数３）で、左辺の｜ｘ1−ｘ2｜が視差である。（数３）は、水平位置Ｈに依らず、視差が決定すると融像時の輻輳距離Ｌも決まることを表している。
【００１３】
次に、輻輳距離Ｌの変化量の許容値、すなわち視差量の変化の許容値を示す。図２５は輻輳と調節（眼の焦点調節の状態如何）との対応関係を示す図である。同図には輻輳−調節と視差量の変化の許容範囲が示されている（文献名「オー  プラス  イー」（ 0 Plus E ）1985年12月 PP.103 生理光学15）。この図の横軸は輻輳（輻輳角：ＭＷ）で縦軸は調節（視度）（Ｄ：ディオプター）を示す。この図から了解されるように輻輳が４ディオプター内の変化量であれば短時間提示で輻輳できる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、種々の表示装置において表示面の枠部が観察者の視野内に入ることは通常起こり得ることである。しかしながら、特開平7-167633号公報に記載の方式、或いはまた、上述したその他の各従来技術や本発明者による一部の既提案の装置では、表示手段の表示領域の輪郭部、換言すれば、当該表示手段の表示領域と非表示領域との境界部（表示面の枠部）が立体映像の観察に際して観察者に及ぼす影響については別段の配慮がなされていなかった。
【００１５】
図２６は右眼用および左眼用の各映像表示面を有する表示装置において各表示面の枠部（表示領域の輪郭部）が立体映像の観察者に及ぼす影響を説明するための模式図である。
図２６において、右眼１０Ｒおよび左眼１０Ｌに各対応して右眼用映像表示面１１Ｒd を有する右眼用ＬＣＤ１１Ｒおよび左眼用映像表示面１１Ｌd を有する左眼用ＬＣＤ１１Ｌが設けられ、これら各ＬＣＤ１１Ｒおよび１１Ｌの表示面の映像が右眼用接眼光学系１２Ｒおよび左眼用接眼光学系１２Ｌによる像として右眼１０Ｒおよび左眼１０Ｌを通して観察者に認識されるようになされている。
【００１６】
右眼用ＬＣＤ１１Ｒの右眼用映像表示面１１Ｒd にはその右側および左側の各輪郭部（表示領域と非表示領域との境界部）が右枠部１１Ｒrrおよび左枠部１１Ｒrlとして形成されている。同様に、左眼用ＬＣＤ１１Ｌの左眼用映像表示面１１Ｌd
にはその右側および左側の各輪郭部（表示領域と非表示領域との境界部）が右枠部１１Ｌrrおよび左枠部１１Ｌrlとして形成されている。
【００１７】
この図２６の装置では、図２２について既述の場合と同様に、球と三角錐の２つの物体（オブジェクト）があり、球が近づいてくる映像を想定している。球が近づく動きに対応して球の像は大きくなるが、球に対する輻輳距離Ｌは変化しない。一方、三角錐は大きさは変化しないものの遠距離に動く。つまり、三角錐と球との距離差は大きくなる一方球に対する輻輳距離Ｌはほぼ一定である。このような状態にあって、右眼用ＬＣＤ１１Ｒの上記右枠部１１Ｒrrおよび左枠部１１Ｒrl並びに左眼用ＬＣＤ１１Ｌの右枠部１１Ｌrrおよび左枠部１１Ｌrlによって形成される両眼視野で融合（融像）される右枠像１１ｉｒおよび右枠像１１ｉlの位置（球の像と枠の像との距離）は図示の通り固定されたものとなる。
【００１８】
図２２について既述の通り、この図２２従ってこの図２６の立体映像表示方式では人間の眼は相対的距離の変化には敏感であるが絶対的距離の検出にはそれほど敏感でないことを利用して、観察者にはあたかも球が近づき三角錐は位置を変えていないように見せながら、球に対する輻輳距離Ｌをほぼ一定に保ちつつ、立体感のある映像を提示することができるようにしようとするものである。ところが現実のこの種の装置では、図２６について説明したように、球の像と枠の像との距離は固定的なものとなってしまうため、観察者が自己の視野内でこの枠の像と球の像との双方を見てしまうと、接近する方向に動いているはずの球の像と固定的な枠の像との相対位置が変化していないといった矛盾が露になってしまい映像の立体感、即ち臨場感が損なわれてしまうといった問題を惹起する。
【００１９】
図２６について説明したような問題を回避するために両眼視野で融合（融像）される右枠像１１ｉｒおよび右枠像１１ｉl の位置（球の像と枠の像との距離）の固定せずにオブジェクトの動きに伴って動かすことも考えられる。
図２７は、右眼用ＬＣＤ１１Ｒの右眼用映像表示面１１Ｒd の右枠部１１Ｒrrおよび左枠部１１Ｒrl、並びに、左眼用ＬＣＤ１１Ｌの左眼用映像表示面１１Ｌd の右枠部１１Ｌrrおよび左枠部１１Ｌrlの幅を変えるようにした状態を示す模式図である。図２７のように両眼の間の枠部（この例では１１Ｒrlおよび１１Ｌrr）の幅を大きくすると、右眼用ＬＣＤ１１Ｒおよび左眼用ＬＣＤ１１Ｌに映出された映像によって立体像を融像しようとしたときに所謂視野闘争を惹起し、通常通りに融像することが困難となってしまう。
【００２０】
ところで、立体映像表示を得るこの種の装置において、左右の映像に係る視差を検出するについては、左右夫々の各１画面（全画面）の映像同志の相関を見て視差を検出するのが一般的であった。しかしながら、相関を求める対象となる映像の如何（細かい映像か粗い映像か）に因らずに画一的に左右各全画面の映像同志の比較を行なうのでは必ずしも効率的な情報処理が行えず、また一方、相関を求める対象となる映像を徒に限定してしまうと判定を誤ってしまうといった問題が生ずる虞れがある。
【００２１】
本発明は、上述したような従来の問題に鑑み、表示手段の表示領域の輪郭部、換言すれば、当該表示手段の表示領域と非表示領域との境界部（表示面の枠部）が立体映像の観察に際して観察者に及ぼす影響を十分に考慮し、臨場感が損なわれることのない立体映像の表示を行なうことができるようにしたこの種の立体映像ディスプレイ装置を提供することを目的とするものである。
また、立体映像表示を得るこの種の装置において、左右の映像に係る視差を検出するについて、左右映像の相関の検出が適切に行われ得るようにしたこの種の立体映像ディスプレイ装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
前述の課題を解決するため、一つの本願発明は：
両眼視差を有する左眼用映像および右眼用映像をそれぞれ所定の表示領域に表示することが可能になされた表示手段と、
上記表示手段の左眼用映像に係る表示領域における左眼用映像の水平表示位置および右眼用映像に係る表示領域における右眼用映像の水平表示位置を互いに逆方向に制御するための水平表示位置制御手段と、
上記左眼用映像および右眼用映像の各該当する表示領域の左右の端部乃至その近傍領域を所定のモノクローム表示部と化す表示端部モノクローム化手段と、
上記表示端部モノクローム化手段により上記左眼用映像および右眼用映像の各該当する表示領域の左右の端部乃至その近傍領域のモノクローム表示部と化せられる部分の幅を、当該表示領域に映出される映像の位置が左方向に移動する場合には表示部の右端側で増加せしめ且つ左端側で減少せしめ、該位置が右方向に移動する場合には表示部の左端側で増加せしめ且つ右端側で減少せしめるように制御するモノクローム表示部増減手段と、
を備えてなることを特徴とする立体映像ディスプレイ装置……（１）
【００２３】
また、他の一つの本願発明は：
上記表示端部モノクローム化手段は、左眼用映像に該当する表示領域の左端部乃至その近傍領域のモノクローム化する部分の幅が同領域の右端部乃至その近傍領域のモノクローム化する部分の幅よりも大きくなるように規制し、右眼用映像に該当する表示領域の右端部乃至その近傍領域のモノクローム化する部分の幅が同領域の左端部乃至その近傍領域のモノクローム化する部分の幅よりも大きくなるように規制するように構成されたものであることを特徴とする上記（１）に記載の立体映像ディスプレイ装置……（２）
【００２４】
また、更に他の一つの本願発明は：
上記表示端部モノクローム化手段は、モノクローム化として黒表示化するように構成されたものであることを特徴とする上記（１）または（２）に記載のの立体映像ディスプレイ装置……（３）
【００２５】
また、更に他の一つの本願発明は：
上記各表示領域内に左眼用と右眼用として表示される表示映像は、それぞれ少なくとも２つの表示物を有しており、時系列順に表示される各表示映像において
上記表示物のうちの第１の表示物の表示手段内における表示映像の左右方向位置を固定すると共にその大きさを変化させる一方、
上記表示物のうちの第２の表示物の表示手段内における表示映像の左右方向位置を変化させる
ことを特徴とする上記（１）乃至（３）のいづれかに記載の立体映像ディスプレイ装置……（４）
【００２６】
上記本願発明の各該当するものによれば、表示手段の表示領域の輪郭部、換言すれば、当該表示手段の表示領域と非表示領域との境界部（表示面の枠部）が立体映像の観察に際して観察者に及ぼす影響を十分に考慮し、臨場感が損なわれることのない立体映像の表示を行なうことができ、また、左右映像の相関の検出が適切に行われ得る。
【発明の効果】
【００２７】
上記本願発明の各該当するものによれば、表示手段の表示領域の輪郭部、換言すれば、当該表示手段の表示領域と非表示領域との境界部（表示面の枠部）が立体映像の観察に際して観察者に及ぼす影響を十分に考慮し、臨場感が損なわれることのない立体映像の表示を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
図１は本発明（請求項１等に対応）の実施の形態としての立体映像ディスプレイ装置のブロック図である。右眼１０Ｒおよび左眼１０Ｌに各対応して右眼用映像表示面を有する右眼用ＬＣＤ１１Ｒおよび左眼用映像表示面を有する左眼用ＬＣＤ１１Ｌが設けられ、これら各ＬＣＤ１１Ｒおよび１１Ｌの表示面の各映像が右眼用接眼光学系１２Ｒおよび左眼用接眼光学系１２Ｌによる像として右眼１０Ｒおよび左眼１０Ｌを通して観察者に認識されるようになされている。映像再生装置３１は、図１９のような立体映像信号を再生し出力する。右眼用ＬＣＤ１１Ｒには映像再生装置３１からの右眼用映像信号が映像シフト回路３２Ｒによって図２１のような立体画像に変換され、そして右眼用ＬＣＤドライバー回路３３Ｒを通して供給されて右眼用映像が同ＬＣＤ１１Ｒに映出されるようになされている。同様に、左眼用ＬＣＤ１１Ｌには上記映像再生装置３１からの左眼用映像信号が映像シフト回路３２Ｌによって図２１のような立体画像に変換され、そして左眼用ＬＣＤドライバー回路３３Ｌを通して供給されて左眼用映像が同ＬＣＤ１１Ｌに映出されるようになされている。
【００２９】
図１の実施の形態の装置では、右眼１０Ｒおよび左眼１０Ｌのいずれか（この場合は左眼１０Ｌ）に対応して、光源１５とこの光源１５からの投射光の眼球表面による反射光をレンズ１６を通して受光する光電変換素子１７等を含んでなり当該眼の視線を検出するための視線検出器１８が設けられている。
【００３０】
視線検出器１８の出力信号である視線検出信号（当該画像中で観察者の注視している部分を表わす情報となる）はライン信号抽出回路４５に供給される。このライン信号抽出回路４５には映像再生装置３１からの右眼用映像信号および左眼用映像信号も供給され、これら供給された信号に基づいて左右両画像中で観察者の注視部を中心とした複数の水平ラインの映像信号が抽出され、上記供給された視線検出信号と共に相関計算回路４６に供給される。相関計算回路４６では、上記複数の水平ラインの映像信号の相関により右眼用映像信号および左眼用映像信号間の視差値を算出し、この算出視差値を表わす視差信号を出力する。
【００３１】
上記視線検出器１８，ライン信号抽出回路４５および相関計算回路４６は右眼用映像信号および左眼用映像信号に基づいて当該表示手段に映出される映像に係る視差を読み取る視差読み取り手段４０を構成する。
【００３２】
視差読み取り手段４０（相関計算回路４６）の出力である視差信号はアドレス変換回路４７に供給される。アドレス変換回路４７ではかくして供給される視差信号の値をこの値に対応したアドレス番号のデータに変換し出力する。このアドレス番号のデータによって右眼用映像および左眼用映像に対する各所要の水平シフト量のデータを保持した所要シフト量保持手段としてのメモリ４８内のテーブルに備えられたデータのうち上記アドレス番号に対応するものが検索されメモリ４８から読み出される。このようにして読み出された所要シフト量を表わすデータ、即ちシフト量信号は映像シフト回路３２Ｒおよび３２Ｌにそれぞれ供給される。
【００３３】
映像シフト回路３２Ｒおよび３２Ｌはこの所要シフト量を表わす各信号に基づいて映像再生装置３１からの右眼用映像信号および左眼用映像信号に対しこれらによる右眼用ＬＣＤ１１Ｒおよび左眼用ＬＣＤ１１Ｌ上での各映像を上記所要のシフト量だけ水平方向にシフトせしめ、右眼用映像および左眼用映像に係る両眼視差が適切となるような信号処理を実行する。
【００３４】
尚、映像シフト回路３２Ｒおよび３２Ｌ，ライン信号抽出回路４５，相関計算回路４６，アドレス変換回路４７はディジタル回路として一体のまたは個々のデータ処理装置乃至回路として構成してもよく、更に映像再生装置３１や右眼用ＬＣＤドライバー回路３３Ｒおよび左眼用ＬＣＤドライバー回路３３Ｌの全部または一部もディジタル回路として上記データ処理装置乃至回路に含むように構成してもよい。
【００３５】
また、上述においては、右眼用映像および左眼用映像の各表示面内で注目映像パターンの水平表示位置が（背景と共に）シフトするように構成したが、これに替えて、右眼用映像および左眼用映像の各表示面（表示デバイスである右眼用ＬＣＤ１１Ｒおよび左眼用ＬＣＤ１１Ｌ）ごとシフトするようにして、結果的にこれら表示面により映出さている注目映像パターンの水平表示位置が（背景と共に）シフトするように構成してもよい。
【００３６】
図２は図１の装置における視差読み取り手段４０内でのライン信号の抽出と相関計算について説明するための概念図である。
いま、例えば図２の（ａ）部のような、右眼用ＬＣＤ１１Ｒおよび左眼用ＬＣＤ１１Ｌ上に映出された三角錐と球の右眼用映像５０Ｒおよび左眼用映像５０Ｌがあり、観察者の左眼は×印で示したように球を注視していると仮定する。注視点検出は視線検出器１８によってそれ自体は公知の手法によって行われ、当該注視点位置の座標（ｘ′，ｙ′）が決定される。
【００３７】
次に、右眼用映像信号および左眼用映像信号の中からラインｙ′を中心とした複数のライン信号をそれぞれ抽出する（図２（ｂ）部）。ただし、図２では、説明を簡便にするため、ラインｙ’の信号のみを抽出する例を示した。これにより、上記座標（ｘ′，ｙ′）における垂直座標ｙ′に相当する水平ラインの映像信号が左ｙ′ライン映像信号および右ｙ′ライン映像信号としてそれぞれ抽出される。上述のようにして抽出された左ｙ′ライン映像信号および右ｙ′ライン映像信号それぞれについて、上記座標（ｘ′，ｙ′）における水平座標ｘ′に沿って相関を演算する。例えば、左ｙ′ライン映像信号のうちのｘ′を中心とした±Δｘ区間の信号と右ｙ′ライン映像信号とについて相関を見る。即ち、左眼用映像の水平座標ｘ′に存在する信号に対しこれと最も相関の高い右眼用映像の該当部の時間差を検出することにより、この時間差から視差量を判定する。シフト量計算回路ではかくして得られる情報に依拠して所要のシフト量を算出する。
【００３８】
図１および図２を用いて説明した本発明の実施の形態としての装置では、結果的に、視差読み取り手段４０（相関計算回路４６）、アドレス変換回路４７、メモリ４８、映像シフト回路３２Ｒおよび３２Ｌ、並びに、右眼用ＬＣＤドライバー回路３３Ｒおよび左眼用ＬＣＤドライバー回路３３Ｌなどにより、右眼用ＬＣＤ１１Ｒおよび左眼用ＬＣＤ１１Ｌ上での各映像を上記所要のシフト量だけ水平方向にシフトせしめることにより、両眼視差を有する左眼用映像および右眼用映像に対しこの両眼視差が実効的に略々固定となるように上記両映像を変化させる制御動作が行われる。
【００３９】
図３は左眼用と右眼用映像の各該当する輪郭部に対して暈しを施す構成の詳細を示す斜視図である。先ず右眼用の表示用光学系について説明する。右眼用接眼光学系１２Ｒは自己の底部内面に凹面ミラー１２Ｒb と内部中央に略々対角線状に設けられたハーフミラー１２Ｒd とを有するプリズムで成る。映像表示素子である右眼用ＬＣＤ１１Ｒ上での映像はこれに対向するプリズム１２Ｒの上面から入射し、ハーフミラー１２Ｒdを一旦透過してのプリズム底部内面の凹面ミラー１２Ｒb で反射され、この反射光がハーフミラー１２Ｒd の下面で反射されて同プリズムの図で見て左方に出射し、右眼１０Ｒにその瞳１０Ｒpから入射して網膜上に虚像が結ばれる。
左眼用の表示用光学系については上述した右眼用の表示用光学系と左右対称をなすように構成されており、右眼用の検出系統についての説明で用いた符号中の「Ｒ」をそれぞれ「Ｌ」と読み替えて図面を参酌することにより理解される。
【００４０】
上記の構成は、上述したような両眼視差を有する左眼用映像および右眼用映像の各該当する表示領域の輪郭部（表示面の枠部乃至その近傍等）に対し実効的に暈しを施す暈し手段を有することを一つの特徴（要素）とするものである。結果として、観察者が提示される映像は、図８（ｂ）のような表示領域の輪郭部が不鮮明になる。この構成要素自体については、本出願人による特開平７−３２５２６６号公報（以下、既提案公報という）所載の種々の要素を適用することができる。
上記既提案公報所載の要素のうち上記構成に適用することが推奨されるものを次に例示的に列記し、既述の図３との対応部には同一の符号を付して示し、それぞれ簡単に説明する。
【００４１】
図４は図３の表示用光学系を暈し手段として機能させる場合の一つの構成例を示す接眼光学系の光路図である。これは、既提案公報では図４に基づき実施例１として説明されるものである。
図４において、映像表示素子である右眼用ＬＣＤ１１Ｒ（または左眼用ＬＣＤ１１Ｌ）から発した映像光束を観察者の右眼の瞳１０Ｒp （または左眼の瞳１０Ｌp ）に導くために、ハーフミラー１２Ｒd （１２Ｌd ）がＬＣＤ１１Ｒ（１１Ｌ）の光軸と観察者の視軸との交点に傾斜配置されたビームスプリッタプリズム１２Ｌが設けられ、このビームスプリッタプリズム１２Ｒ（１２Ｌ）の底部は凹面鏡１２Ｒb（１２Ｌb ）となっている。ＬＣＤ１１Ｒ（１１Ｌ）からの映像光束はビームスプリッタプリズム１２Ｒ（１２Ｌ）の上面から入射し、ハーフミラー１２Ｒd （１２Ｌd ）を一旦透過してのプリズム底部内面の凹面鏡１２Ｒb（１２Ｌb ）で反射され、この反射光がハーフミラー１２Ｒd （１２Ｌd ）の下面で反射されて同プリズムの図で見て左方に出射し、右眼の瞳１０Ｒp （または左眼の瞳１０Ｌp）から入射して網膜上に虚像が結ばれる。
【００４２】
この光学系の仕様は、１．３インチＬＣＤを適用し、
良好結像画角：水平画角３５°；  垂直画角２６．６°
観察画角  ：水平画角５８°；  垂直画角４４．２°
（良好結像画角は観察画角の約６０％）
である。プリズムの大きさを２９・×２４・×２７・にすると、映像表示素子である右眼用ＬＣＤ１１Ｒ（または左眼用ＬＣＤ１１Ｌ）の最周辺の光束の主光線は観察者の眼には投影されなくなり、従って、左眼用映像および右眼用映像の各該当する表示領域の輪郭部（表示面の枠部乃至その近傍等）に対し実効的に暈しが施されることになる。
【００４３】
図５は図３の表示用光学系を暈し手段として機能させる場合の他の構成例を示す接眼光学系の光路図である。これは、既提案公報では図９に基づき実施例６として説明されるものである。
図５においても図４の例と同様に、映像表示素子である右眼用ＬＣＤ１１Ｒ（または左眼用ＬＣＤ１１Ｌ）から発した映像光束を観察者の右眼の瞳１０Ｒp （または左眼の瞳１０Ｌp ）に導くために、ハーフミラー１２Ｒd （１２Ｌd ）がＬＣＤ１１Ｒ（１１Ｌ）の光軸と観察者の視軸との交点に傾斜配置されたビームスプリッタプリズム１２Ｌが設けられ、このビームスプリッタプリズム１２Ｒ（１２Ｌ）の底部は凹面鏡１２Ｒb（１２Ｌb ）となっている。ＬＣＤ１１Ｒ（１１Ｌ）からの映像光束はビームスプリッタプリズム１２Ｒ（１２Ｌ）の上面から入射し、ハーフミラー１２Ｒd （１２Ｌd ）を一旦透過してのプリズム底部内面の凹面鏡１２Ｒb（１２Ｌb ）で反射され、この反射光がハーフミラー１２Ｒd （１２Ｌd ）の下面で反射されて同プリズムの図で見て左方に出射し、右眼の瞳１０Ｒp （または左眼の瞳１０Ｌp）から入射して網膜上に虚像が結ばれる。
【００４４】
この光学系の仕様は、１．３インチＬＣＤを適用し、
良好結像画角：水平画角３０°；  垂直画角２３°
観察画角  ：水平画角６０°；  垂直画角４７°
（良好結像画角は観察画角の約５０％）
である。この図５の例では特に、プリズム１２Ｒ（１２Ｌ）の、映像表示素子である右眼用ＬＣＤ１１Ｒ（または左眼用ＬＣＤ１１Ｌ）側端面（上面）を光軸から離れるに従って凹パワーを強め、或る位置からは外に向かうにつれて凸パワーに変化するような非球面としている。
【００４５】
上記のような非球面とすることによって次のような効果を得ている：
（１）良好画角内では、凹面鏡１２Ｒb （１２Ｌb ）で発生するマイナスのディストーションをマイナス５％以下に補正し、良好画角外では、大きなマイナスのディストーションを発生させ、広画角の確保を容易にしている（逆追跡においては、マイナスのディストーションが発生しているが、順追跡では、プラスのディストーション）。
【００４６】
（２）映像表示素子である右眼用ＬＣＤ１１Ｒ（または左眼用ＬＣＤ１１Ｌ）の周辺の主光線が映像表示素子となす角を大きくし、映像表示素子周辺の像を暗くしている（接眼光学系の主光線傾角を制御する）。ＬＣＤの長辺、短辺、対角線端部における主光線傾角の値は次の通りである。
ＬＣＤの長辺における主光線傾角：  １４°
ＬＣＤの短辺における主光線傾角：  ７°
ＬＣＤ対角線における主光線傾角：  ３５°
【００４７】
（３）非点収差、コマ収差（内コマ）を発生させ、映像表示部周辺の映像の解像度を劣化させ、映像表示部と非表示部との境界を不鮮明にする（映像表示部周辺の接眼光学系の結像性能を劣化させる）。
図５の光学系を適用すれば上述の効果により左右の映像の各該当する表示領域の輪郭部に対し実効的に暈しが施されることになる。
【００４８】
図６は図３の表示用光学系を暈し手段として機能させる場合の更に他の構成例を示す接眼光学系の光路図である。これは、既提案公報では図１０に基づき実施例７として説明されるものである。
図６においても図４の例と同様に、映像表示素子である右眼用ＬＣＤ１１Ｒ（または左眼用ＬＣＤ１１Ｌ）から発した映像光束を観察者の右眼の瞳１０Ｒp （または左眼の瞳１０Ｌp ）に導くために、ハーフミラー１２Ｒd （１２Ｌd ）がＬＣＤ１１Ｒ（１１Ｌ）の光軸と観察者の視軸との交点に傾斜配置されたビームスプリッタプリズム１２Ｌが設けられ、このビームスプリッタプリズム１２Ｒ（１２Ｌ）の底部は凹面鏡１２Ｒb（１２Ｌb ）となっている。ＬＣＤ１１Ｒ（１１Ｌ）からの映像光束はビームスプリッタプリズム１２Ｒ（１２Ｌ）の上面から入射し、ハーフミラー１２Ｒd （１２Ｌd ）を一旦透過してのプリズム底部内面の凹面鏡１２Ｒb（１２Ｌb ）で反射され、この反射光がハーフミラー１２Ｒd （１２Ｌd ）の下面で反射されて同プリズムの図で見て左方に出射し、右眼の瞳１０Ｒp （または左眼の瞳１０Ｌp）から入射して網膜上に虚像が結ばれる。
【００４９】
この光学系の仕様は、１．３インチＬＣＤを適用し、
良好結像画角：水平画角１２°；  垂直画角９°
観察画角  ：水平画角３８°；  垂直画角２９°
（良好結像画角は観察画角の約３２％）
である。
この図６の例では、特に、ＬＣＤ１１Ｒ（１１Ｌ）外周部と相似形状の遮光用枠ＳＦを使用することでＬＣＤ１１Ｒ（１１Ｌ）最周辺の光束の主光線が観察者の眼に達しないようにしている。
【００５０】
遮光用枠ＳＦをＬＣＤ１１Ｒ（１１Ｌ）の位置に置くと、遮光用枠ＳＦは視野絞りとなり、その形状が眼に投影されるので、遮光用枠ＳＦはＬＣＤ１１Ｒ（１１Ｌ）から焦点深度以上離れた位置に配置する必要がある。遮光用枠ＳＦを焦点深度の２０倍以上離れた位置に配置すると、暈しの効果がより大きくなり一層好ましい。また、遮光用枠ＳＦの大きさを更に大きくすれば、ＬＣＤ１１Ｒ（１１Ｌ）の最周辺の光束を完全にカットできる。
【００５１】
図７は図３の表示用光学系を暈し手段として機能させる場合の更に他の構成例を示す接眼光学系の光路図である。これは、既提案公報では図１４に基づき実施例１１として説明されるものである。
図７においても図４の例と同様に、映像表示素子である右眼用ＬＣＤ１１Ｒ（または左眼用ＬＣＤ１１Ｌ）から発した映像光束を観察者の右眼の瞳１０Ｒp （または左眼の瞳１０Ｌp ）に導くために、ハーフミラー１２Ｒd （１２Ｌd ）がＬＣＤ１１Ｒ（１１Ｌ）の光軸と観察者の視軸との交点に傾斜配置されたビームスプリッタプリズム１２Ｌが設けられ、このビームスプリッタプリズム１２Ｒ（１２Ｌ）の底部は凹面鏡１２Ｒb（１２Ｌb ）となっている。ＬＣＤ１１Ｒ（１１Ｌ）からの映像光束はビームスプリッタプリズム１２Ｒ（１２Ｌ）の上面から入射し、ハーフミラー１２Ｒd （１２Ｌd ）を一旦透過してのプリズム底部内面の凹面鏡１２Ｒb（１２Ｌb ）で反射され、この反射光がハーフミラー１２Ｒd （１２Ｌd ）の下面で反射されて同プリズムの図で見て左方に出射し、右眼の瞳１０Ｒp （または左眼の瞳１０Ｌp）から入射して網膜上に虚像が結ばれる。
【００５２】
この図７の例では、特に、ビームスプリッタプリズム１２Ｒ（１２Ｌ）の底部にコートする凹面鏡１２Ｒb （１２Ｌb ）の部分を底面全域よりも狭く制限された中心部の領域Ａ部に限定し、その周囲の他部Ｂを透過面または光吸収面としている。
【００５３】
この光学系の仕様は、１．３インチＬＣＤを適用し、
良好結像画角：水平画角１２°；  垂直画角９°
観察画角  ：水平画角３８°；  垂直画角２９°
（良好結像画角は観察画角の約３２％）
である。
この図７の例では、凹面鏡１２Ｒb （１２Ｌb ）の最周辺の光束の主光線の位置から外側にはミラーコートしないことで、最周辺の光束の主光線が観察者の眼に到達しないようにしている。ミラーコートの範囲を更に狭くすれば、最周辺の光束を完全にカットすることができる。
上記作用により、映像表示素子である右眼用ＬＣＤ１１Ｒ（または左眼用ＬＣＤ１１Ｌ）の最周辺の光束の主光線は観察者の眼には投影されなくなり、従って、左眼用映像および右眼用映像の各該当する表示領域の輪郭部（表示面の枠部乃至その近傍等）に対し実効的に暈しが施されることになる。
【００５４】
図８は図３の表示用光学系を暈し手段として機能させる場合の更に他の構成例での光学系の要素を示す図である。これの図の（Ａ）部に示すものは、既提案公報では図１２に基づき実施例９として説明されるものである。
図８に示すものは、周辺に向かうに従って透過率が減少する遮光体である。図示のように図の（Ａ）部に示すものでは周辺に向かうに従って段階的に透過率が減少するように構成され、図の（Ｂ）部に示すものでは周辺に向かうに従って連続的に透過率が減少するように構成されている。このような遮光体を図３の表示用光学系の映像表示素子である右眼用ＬＣＤ１１Ｒ（または左眼用ＬＣＤ１１Ｌ）と、それらの背後の図示されない照明系との間に介挿することにより照明光の強度を制御して、映像表示部周辺の映像を暗く不鮮明にする。従って、左眼用映像および右眼用映像の各該当する表示領域の輪郭部（表示面の枠部乃至その近傍等）に対し実効的に暈しが施されることになる。
【００５５】
図９は図３の表示用光学系を暈し手段として機能させる場合の更に他の構成例での光学的要素の配置を示す図である。これは既提案公報では図１３に基づき実施例１０として説明されるものである。
映像表示素子としてＬＣＤを用いる場合、一般には図９の（ｂ）に示すようにバックライトＢＫＬをＬＣＤに近接させて配置するが、この例では敢えて図９の（ａ）に示すようにバックライトＢＫＬをＬＣＤから比較的遠ざけて配置する。これにより、ＬＣＤ１１Ｒ（１１Ｌ）に対する照明ムラを積極的に発生させて映像表示素子としてのＬＣＤの周辺の映像を相対的に暗くする。従って、左眼用映像および右眼用映像の各該当する表示領域の輪郭部（表示面の枠部乃至その近傍等）に対し実効的に暈しが施されることになる。
【００５６】
図１０は図３の表示用光学系を暈し手段として機能させる場合の更に他の構成例での光学系の要素を示す図である。これは、既提案公報では図１６に基づき実施例１３として説明されるものである。
図１０に示すものは、周辺に向かうに従って拡散効果が増大する拡散板である。図示のように周辺に向かうに従って段階的に拡散効果が増大するように構成されている。尚、図８の（Ｂ）部に示す遮光体におけると同様に周辺に向かうに従って連続的に拡散効果が増大するように構成してもよい。このような拡散板を図３の表示用光学系の映像表示素子である右眼用ＬＣＤ１１Ｒ（または左眼用ＬＣＤ１１Ｌ）とビームスプリッタプリズム１２Ｒ（１２Ｌ）との間に介挿することにより、映像表示部周辺の映像を暗く不鮮明にする。従って、左眼用映像および右眼用映像の各該当する表示領域の輪郭部（表示面の枠部乃至その近傍等）に対し実効的に暈しが施されることになる。尚、上記の拡散板をビームスプリッタプリズム１２Ｒ（１２Ｌ）内の光路中の適所に介挿させるように配してもよい。
【００５７】
図１１は本願発明の実施形態における右眼用映像の系統を示すブロック図である。この図１１では右眼用映像に関する系統についてのみ表わされているが、これと同様の左眼用映像に関する系統と併せて上記実施の形態のシステムが構成される。
図１９に示したような右眼用映像信号および左眼用映像信号が視差読み取り回路７１に供給され、この視差読み取り回路７１でこれら両映像信号に基づいて左右の映像に係る視差にを表わす視差信号が形成される。この視差信号は、シフト量変換回路７２に供給される。シフト量変換回路７２では、視差信号によって表される視差値に対応した適切な映像シフト量（映像の水平方向の位置のシフト、または、ＬＣＤ表示面での左右のマスキングの幅の調節）を割り出し、この映像シフト量を表わすシフト量信号を生成する。シフト量信号は読み出し制御回路７３およびマスキング信号生成回路７４に各供給される。
【００５８】
右眼用映像信号（アナログ信号）はこれをディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器７５に供給される。このＡ／Ｄ変換器７５からの出力信号（右眼用ディジタル映像信号）は自己の外部から供給される書き込み制御信号によって書き込み動作が制御されるようになされたメモリ７６に書き込まれる。このようしてメモリ７６に書き込まれた右眼用ディジタル映像信号は上述した読み出し制御回路７３でシフト量信号に応じてたものとして生成される読み出し制御信号によって読み出される。このようにしてメモリ７６から読み出された右眼用ディジタル映像信号は図２１に示したような右眼用映像の表示画面内での水平方向位置が適切なものとなっている。メモリ７６から読み出されたこの信号は混合器７７の一方の入力として供給される。混合器７７の他方の入力としては上述したマスキング信号生成回路７４でシフト量信号に応じてたものとして生成されるマスキング信号が供給される。このマスキング信号は図中のブロック７４の右側に模式的に示されたようなＬＣＤ表示面での左右のマスキング部の形態（幅）を規定するものである。
【００５９】
混合器７７では上記両入力、即ち、メモリ７６から読み出された右眼用ディジタル映像信号とマスキング信号生成回路７４からのマスキング信号とを混合して画面内の映像の表示面の左右が適切な幅でマスキングされた画像、即ち、該当する表示領域の左右の端部乃至その近傍領域を黒表示等の所定のモノクローム表示部と化した画像（後述する図１２に示す）、を表わすディジタル映像信号を形成し、この信号をＤ／Ａ変換器７８に供給する。Ｄ／Ａ変換器７８でアナログ態様に変換された映像信号は右眼用。ＬＣＤドライバー回路３３Ｒに供給される。ＬＣＤドライバー回路３３Ｒはこのようにして供給されたアナログ右眼用映像信号に基づいて右眼用ＬＣＤ１１Ｒを駆動し、右眼用映像を映出させる。
上記右眼用映像信号から〔Ａ／Ｄ変換器７５・メモリ７６・混合器７７・Ｄ／Ａ変換器７８〕と同様の系統によって左眼用映像の系統が構成され、その系統のＤ／Ａ変換器の出力が左眼用ＬＣＤドライバー回路３３Ｌに供給され、左眼用ＬＣＤ１１Ｌを駆動し、左眼用映像を映出させる（図１とも同様）。
【００６０】
図１２は図１１を用いて説明した実施の形態におけるマスキング（該当する表示領域の左右の端部乃至その近傍領域を黒表示等の所定のモノクローム表示部と化した部分）の幅の制御動作を説明する図である。
図１２で映像として現れるオブジェクトは図２１，図２２について説明したものと同様の球と円錐である。図１２で（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に球が近づき三角錐は相対的に遠ざかる。図より明らかな通り、モノクローム表示部と化せられる部分の幅は、表示領域に映出される映像の位置が左方向に移動する場合には表示部の右端側で増加せしめ且つ左端側で減少せしめ、該位置が右方向に移動する場合には表示部の左端側で増加せしめ且つ右端側で減少せしめるように制御さる。
【００６１】
また、特に、左眼用映像に該当する表示領域の左端部乃至その近傍領域のモノクローム化する部分の幅ＷLLが同領域の右端部乃至その近傍領域のモノクローム化する部分の幅ＷLRよりも大きくなるように規制され、右眼用映像に該当する表示領域の右端部乃至その近傍領域のモノクローム化する部分の幅ＷLLが同領域の左端部乃至その近傍領域のモノクローム化する部分の幅ＷLRよりも大きくなるように規制されており、これにより、図２７について説明したような視野闘争が回避されるようになされている。
【００６２】
図１３はマスキング（モノクローム化）を施した映像の見え方を説明する図である。
図１３における（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれ、図１２における（ａ），（ｂ），（ｃ）に対応付けられてる。図示のように、マスキング（モノクローム化）を施した部分の像の位置（画像の枠部の像の位置）がマスキング部の幅の変化に応じて近距離から遠距離まで変化し、マスキング部が観察者の視野に入っていても球が近付いて来る動き（奥行き方向）について臨場感が高揚される。
【００６３】
図１４は左右各映像に係る空間周波数に基づいて相関計算を行う対象とする領域の面積を規定する構成を示すブロック図である。
図１に示した映像再生装置からの左眼用映像信号および右眼用映像信号がローパスフィルタ８１に供給され、これら両映像信号が平滑化されて高周波のノイズ成分が除去される。このローパスフィルタ８１の出力である平滑化された左眼用映像信号および右眼用映像信号はそれぞれ対応する既述の左眼用ＬＣＤおよび右眼用ＬＣＤに供給されると共に、微分回路８２に供給される。微分回路８２では両映像信号に対し微分処理を行って映像のエッジ部に相応する信号を抽出する。この微分回路８２の出力のうち左眼用映像信号の系統の出力は自乗＋積分回路８３に供給される。自乗＋積分回路８３は、先ず微分回路８２の出力のである正負の両極性が混在する信号（エッジの立ち上がりおよび立ち下がりに対応した微分出力）を自乗して正極性のみの信号に変換する。次に、この自乗した出力を所定時間区間毎に積分する。この積分した値は、上記所定時間区間内での微分値ピークの出現頻度が高い程大きな値を示すものとなるから、結果的に、所定時間区間内に対応する領域内での映像が細かくて平均的な空間周波数の値が相対的に高い程自乗＋積分回路８３の出力は大きい値を示すこととなる。尚、自乗＋積分回路８３には観察者の注視位置を表わす視線検出信号が供給され、上記積分を行なう区間はこの視線検出信号による観察者の注視位置に合わせるように選択されたものとなる。
【００６４】
自乗＋積分回路８３の上記出力は次段のメモリ読み出し位置制御回路８４に供給される。図１について説明した視線検出器１８等の視線検出手段による観察者の注視位置を表わす視線検出信号が、上述のように自乗＋積分回路８３に供給されると共に、このメモリ読み出し位置制御回路８４にも供給される。メモリ読み出し位置制御回路８４は自乗＋積分回路８３からの空間周波数の値が相対的に高いか否かを表わす出力信号に基づいて、左眼用映像と右眼用映像との相関を検出する処理を行なう対象とする左眼用映像および右眼用映像内の領域であるウインドウの面積を決定する。上記空間周波数の値が相対的に高いときにはウインドウの面積は相対的に小さく、反対に、上記空間周波数の値が相対的に低いときにはウインドウの面積は相対的に大きく選択される。また、本例では上記供給される視線検出信号に基づいて、このウインドウの中心位置を観察者の注視位置に合わせるように選択する。即ち、メモリ読み出し位置制御回路８４は、ウインドウの面積および中心位置を表わす信号を出力する。
【００６５】
一方、上述した微分回路８２の出力のである左眼用映像および右眼用映像の各系統の出力は、それぞれ対応するメモリ８５および８６に格納される。尚、これらメモリ８５および８６の入力部或いは前段に適宜のＡ／Ｄ変換器が設けられるが図示は省略してある。上記メモリ８５および８６には、上述したメモリ読み出し位置制御回路８４からのウインドウの面積および中心位置を表わす信号がそれぞれ供給され、この信号に基づいてメモリ８５および８６から読み出された、適切なウインドウの領域に対応した各信号が、相関計算回路８７に供給されて、左眼用映像および右眼用映像に関する視差を割り出すための演算に供される。相関計算回路８７の出力（視差信号）は視差の現在値と目標視差値との偏差に応じて映像を適切にシフトするための信号を得るシフト量決定回路８８に供給される。シフト量決定回路８８の出力は、図１について既述の映像シフト回路に供給されて、左眼用映像および右眼用映像に関する映像の水平方向位置の制御が行われることになる。
【００６６】
図１５は図１４に示した構成の動作を説明するためのフローチャートである。先ず、入力された左眼用映像信号および右眼用映像信号についてローパスフィルタ５１で平滑化処理を行い、高周波のノイズ成分を除去する（ステップＳ１）。次に、この平滑化処理された両映像信号に対してエッジ抽出処理を行なう。即ち微分回路８２で微分処理を行って映像のエッジ部に相応する信号を抽出する（ステップＳ２）。このエッジ抽出処理を施した信号について、自乗＋積分回路８３で周波数特性の検出（映像の空間周波数が比較的高いか否かの弁別）を行なう（ステップＳ３）。ステップＳ３での処理結果に応じて相関検出の対象となるウインドウの面積を決定する処理を行なう（ステップＳ４）。このステップＳ４の処理では、ウインドウの水平方向のサイズｎと垂直方向のサイズｍとを、それぞれ水平方向の空間周波数の値および垂直方向の空間周波数の値に応じて決定するようにしてもよい。
【００６７】
ステップＳ４でウインドウの面積が決定されると、次のステップではこのウインドウの中心位置（Ｘt ，Ｙt ）を決定する処理を行なう（ステップＳ５）。上記ステップＳ３およびＳ５の処理を行なうために、図１４について説明したように、図１について説明した視線検出器１８等の視線検出手段による観察者の注視位置を表わす視線検出信号が、自乗＋積分回路８３およびメモリ読み出し位置制御回路８４に供給される。ステップＳ４およびＳ５の処理で特定されたウインドウの領域について、相関計算回路８７において左眼用映像および右眼用映像に関する視差を割り出すための処理が実行される（ステップＳ６）。ステップＳ６での処理結果（視差信号値）に基づいてシフト量決定回路８８で映像を適切にシフトするための信号を得る（ステップＳ７）。ステップＳ７での処理結果は映像シフト回路に供給される。
【００６８】
図１６は図１４に示した構成でのウインドウの面積および位置を決定する動作を説明する概念図である。図１５のステップＳ４の処理について説明したように、ウインドウの水平方向のサイズｎと垂直方向のサイズｍとが、それぞれ水平方向の空間周波数の値および垂直方向の空間周波数の値に応じて決定される。次に図１について説明した視線検出器１８等の視線検出手段による観察者の注視位置を表わす視線検出信号に基づいて、ウインドウの中心位置（Ｘt ，Ｙt ）を決定する処理が行なわれる（図１５のステップＳ５）。
【００６９】
図１７は図１４に示した構成でのウインドウの面積を決定する動作について説明するための図である。図１７の（ａ）部に示すように比較的複雑な画像の場合（空間周波数が相対的に高いとき）には、破線図示のように、ウインドウの面積が小さくなるように規定され、図１７の（ｂ）部に示すように比較的単純な画像の場合（空間周波数が相対的に低いとき）には、破線図示のように、ウインドウの面積が大きくなるように規定される。図１４の実施の形態での上述したウインドウの面積を決定する処理では、結果的に、エッジ抽出処理により抽出されたエッジ部の脈絡により現出する画像（図１７に示すような画像の輪郭線に相応したものとなる）に関する空間周波数を検出して、当該画像に関する空間周波数を検出するようにしている。
【００７０】
本願明細書に含まれる各発明の構成ならびにそれらにより解決される課題、発明の効果について以下にまとめて記す。
【００７１】
（１）両眼視差を有する左眼用映像および右眼用映像に対し上記両眼視差が実効的に略々固定となるように上記両映像を変化させる制御動作を行なう両眼視差制御手段と、
上記左眼用映像および右眼用映像をそれぞれ所定の表示領域に表示することが可能になされた表示手段と、
上記左眼用映像および右眼用映像の各該当する表示領域の輪郭部に対し実効的に暈しを施す暈し手段と、
を備えてなることを特徴とする立体映像ディスプレイ装置。
【００７２】
上記（１）の発明以前の両眼視差が略々固定となるように制御される装置では、表示領域の輪郭部（表示領域と非表示領域との境界部分）が視野内で明瞭に認識されてしまうため、立体の映像表示としては不自然で臨場感が損なわれてしまうといった問題があった。
【００７３】
上記（１）の発明によれば、表示領域の輪郭部が実効的に暈されるため明瞭に認識され難くなり、立体の映像表示として自然な感じで表示され得、臨場感が高揚される。
【００７４】
（２）上記暈し手段は、上記左眼用映像および右眼用映像の各該当する表示領域の輪郭部に対し当該表示領域の周辺部に向けて徐々に輝度が低下するような輝度規制手段を含んで構成されたものであることを特徴とする上記（１）に記載の立体映像ディスプレイ装置。
【００７５】
上記（２）の発明によれば、表示領域の周辺部に向けて徐々に輝度が低下するため、輪郭部が暈けてこの領域部分が融像し難くなり、表示領域の輪郭部の距離感がはっきりしなくなるため、立体の映像表示としての臨場感が阻害され難くなる。
【００７６】
（３）上記暈し手段は、上記左眼用映像および右眼用映像の各該当する表示領域の輪郭部に対し当該表示領域の周辺部に向けて徐々に解像度が粗くなるような解像度規制光学手段含んで構成されたものであることを特徴とする上記（１）に記載の立体映像ディスプレイ装置。
【００７７】
上記（３）の発明によれば、周辺部に向けて徐々に解像度が粗くなるような要素を適用することにより、表示領域の輪郭部が解像され難くなる。このため輪郭部が暈けて融像し難くなり、表示領域の輪郭部の距離感がはっきりせず、立体の映像表示としての臨場感が阻害され難くなる。
【００７８】
（４）両眼視差を有する左眼用映像および右眼用映像をそれぞれ所定の表示領域に表示することが可能になされた表示手段と、
上記表示手段の左眼用映像に係る表示領域における左眼用映像の水平表示位置および右眼用映像に係る表示領域における右眼用映像の水平表示位置を互いに逆方向に制御するための水平表示位置制御手段と、
上記左眼用映像および右眼用映像の各該当する表示領域の左右の端部乃至その近傍領域を所定のモノクローム表示部と化す表示端部モノクローム化手段と、
上記表示端部モノクローム化手段により上記左眼用映像および右眼用映像の各該当する表示領域の左右の端部乃至その近傍領域のモノクローム表示部と化せられる部分の幅を、当該表示領域に映出される映像の位置が左方向に移動する場合には表示部の右端側で増加せしめ且つ左端側で減少せしめ、該位置が右方向に移動する場合には表示部の左端側で増加せしめ且つ右端側で減少せしめるように制御するモノクローム表示部増減手段と、
を備えてなることを特徴とする立体映像ディスプレイ装置。
【００７９】
上記（４）の発明以前の装置では、左右の映像の水平方向の表示位置を互いに逆方向に制御する場合、表示領域の輪郭部（表示領域と非表示領域との境界部分）が視野内で明瞭に認識されてしまうため、立体の映像表示としては不自然で臨場感が損なわれてしまうといった問題があった。
【００８０】
上記（４）の発明によれば、左右の表示領域のそれぞれについて、その左右端部領域に幅が変化し得るモノクローム表示部を設けることによって、立体観察時でのこのモノクローム表示領域と映像部表示領域との輪郭部（境界線）の融像距離が実効的に変化する。このため映像部表示領域に映出された映像と輪郭部との相対距離を変化させることかでき、立体の映像表示として自然な感じで表示され得、臨場感が高揚される。
【００８１】
（５）上記表示端部モノクローム化手段は、左眼用映像に該当する表示領域の左端部乃至その近傍領域のモノクローム化する部分の幅が同領域の右端部乃至その近傍領域のモノクローム化する部分の幅よりも大きくなるように規制し、右眼用映像に該当する表示領域の右端部乃至その近傍領域のモノクローム化する部分の幅が同領域の左端部乃至その近傍領域のモノクローム化する部分の幅よりも大きくなるように規制するように構成されたものであることを特徴とする上記（４）に記載の立体映像ディスプレイ装置。
【００８２】
左眼用映像に該当する表示領域の左端部乃至その近傍領域のモノクローム化する部分の幅が同領域の右端部乃至その近傍領域のモノクローム化する部分の幅よりも大きくなるように規制し、右眼用映像に該当する表示領域の右端部乃至その近傍領域のモノクローム化する部分の幅が同領域の左端部乃至その近傍領域のモノクローム化する部分の幅よりも大きくなるように規制するようにしたことで、本来の映像表示領域とその輪郭部分が必ず融像でき、視野闘争を回避することができ、良好な立体表示が得られる。
【００８３】
（６）上記表示端部モノクローム化手段は、モノクローム化として黒表示化するように構成されたものであることを特徴とする上記（４）または（５）に記載の立体映像ディスプレイ装置。
【００８４】
劇場で立体映像を鑑賞したりＨＭＤで立体映像を見る場合、一般には映像表示領域の外は暗い。上記モノクローム化として黒表示化することで映像表示領域の輪郭部が目立たなくなり、これにより立体の映像表示としての臨場感が阻害され難くなる。
【００８５】
（７）両眼視差を有する左眼用映像および右眼用映像をそれぞれ所定の表示領域に表示することが可能になされた表示手段と、
上記左眼用映像および／または右眼用映像に係る空間周波数を検出するための空間周波数検出手段と、
上記空間周波数検出手段により検出された空間周波数に基づいて、相関計算を行なう対象とする特定領域の面積を上記検出された空間周波数が相対的に高いとき当該特定領域の面積が小さくなるように規定し該空間周波数が相対的に低いとき当該特定領域の面積が大きくなるように規定する相関対象面積規定手段と、
上記相関対象面積規定手段により規定された面積の特定領域について上記左眼用映像および右眼用映像に関する相関計算を行なう相関計算手段と、
上記相関計算手段による相関計算結果に基づいて上記両眼視差を実効的に変化させるような制御行なう両眼視差制御手段と、
を備えてなることを特徴とする立体映像ディスプレイ装置。
【００８６】
映像の空間周波数に基づいて相関計算の対象とするウインドウの面積を規定するため、細かい画像か粗い画像かに応じて適応的に最適な相関計算を行なうことができ相関検出の効率と精度との双方の向上が両立する。
【００８７】
（８）上記表示手段の表示領域における観察者の注視部を検出する注視点検出手段を更に備え、上記空間周波数検出手段は該注視点検出手段により検出された注視部乃至その近傍領域について映像の空間周波数を検出するように構成されてなることを特徴とする上記（７）に記載の立体映像ディスプレイ装置。
【００８８】
上記（８）の発明によれば、観察者の注視部乃至近傍領域の限りで映像の空間周波数を検出することができるため装置が安価になる。
【００８９】
（９）上記相関対象面積規定手段は上記空間周波数検出手段により検出された水平方向の空間周波数が相対的に高いとき当該特定領域の水平方向の大きさが小さくなるように規定し、同水平方向の空間周波数が相対的に低いとき当該特定領域の水平方向の大きさが大きくなるように規定するように構成され、および／または、上記空間周波数検出手段により検出された垂直方向の空間周波数が相対的に高いとき当該特定領域の垂直方向の大きさが小さくなるように規定し、同垂直方向の空間周波数が相対的に低いとき当該特定領域の垂直方向の大きさが大きくなるように規定するように構成されたものであることを特徴とする上記（７）に記載の立体映像ディスプレイ装置。
【００９０】
上記（９）の発明によれば、相関検出の対象とする特定領域（ウインドウ）の水平および垂直方向のサイズをそれぞれの方向での空間周波数に応じて選択するため、画像の２次元的な精細度（粗さ、細かさ）に応じた適切なウインドウの形状を選択することができ、適応的に最適な相関計算を行なうことができ相関検出の効率と精度との双方の向上が両立する。
【００９１】
（１０）上記両眼視差を有する左眼用映像および右眼用映像のいずれかまたは双方のエッジ部を抽出するエッジ抽出手段を更に有し、上記空間周波数検出手段は該エッジ抽出手段により抽出されたエッジ部の脈絡により現出する画像に関する空間周波数を検出するように構成されたものであることを特徴とする上記（７）に記載の立体映像ディスプレイ装置。
【００９２】
上記（１０）の発明によれば、空間周波数の高低を検出する方法としてエッジ抽出とエッジ数のカウントといった簡単な方法を適用するため、フーリエ変換法等と比較して装置を簡単に安価にできる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明（請求項１等に対応）の実施の形態としての立体映像ディスプレイ装置のブロック図である。
【図２】図１の装置における視差読み取り手段４０内でのライン信号の抽出と相関計算について説明するための概念図である。
【図３】左眼用と右眼用映像の各該当する輪郭部に対して暈しを施す構成の詳細を示す斜視図である。
【図４】図３の表示用光学系を暈し手段として機能させる場合の一つの構成例を示す接眼光学系の光路図である。
【図５】図３の表示用光学系を暈し手段として機能させる場合の他の構成例を示す接眼光学系の光路図である。
【図６】図３の表示用光学系を暈し手段として機能させる場合の更に他の構成例を示す接眼光学系の光路図である。
【図７】図３の表示用光学系を暈し手段として機能させる場合の更に他の構成例を示す接眼光学系の光路図である。
【図８】図３の表示用光学系を暈し手段として機能させる場合の更に他の構成例での光学系の要素を示す図である。
【図９】図３の表示用光学系を暈し手段として機能させる場合の更に他の構成例での光学的要素の配置を示す図である。
【図１０】図３の表示用光学系を暈し手段として機能させる場合の更に他の構成例での光学系の要素を示す図である。
【図１１】本願発明の実施形態における右眼用映像の系統を示すブロック図である。
【図１２】図１１を用いて説明した実施の形態におけるマスキング（該当する表示領域の左右の端部乃至その近傍領域を黒表示等の所定のモノクローム表示部と化した部分）の幅の制御動作を説明する図である。
【図１３】マスキング（モノクローム化）を施した映像の見え方を説明する図である。
【図１４】左右各映像に係る空間周波数に基づいて相関計算を行う対象とする領域の面積を規定する構成を示すブロック図である。
【図１５】図１４の構成の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１６】図１４の構成でのウインドウの面積および位置を決定する動作を説明する概念図である。
【図１７】図１４の構成でのウインドウの面積を決定する動作について説明するための図である。
【図１８】立体映像ディスプレイ装置の一例である頭部装着型表示装置（ＨＭＤ：Head Mounted Display）を示す外観図である。
【図１９】立体映像ディスプレイ装置における左眼用映像および右眼用映像による立体映像の見え方を説明する図である。
【図２０】図１９の映像を両眼で観察した時の見え方を示す図である。
【図２１】本発明者が既に提案した立体映像ディスプレイ装置における左眼用および右眼用映像の表示状態を示す図である。
【図２２】図２１の映像をＨＭＤで観察した場合の両眼での見え方を示す図である。
【図２３】実際に左右の表示面上に表示する立体画像の融像の状況を説明するための図である。
【図２４】図２３における水平位置Ｘ１と水平位置Ｘ２とを規格化する様子を説明するための図である。
【図２５】輻輳と調節（眼の焦点調節の状態如何）との対応関係を示す図である。
【図２６】右眼用および左眼用の各映像表示面を有する表示装置において各表示面の枠部（表示領域の輪郭部）が立体映像の観察者に及ぼす影響を説明するための模式図である。
【図２７】右眼用ＬＣＤの右眼用映像表示面の右枠部および左枠部、並びに、左眼用ＬＣＤの左眼用映像表示面の右枠部および左枠部の幅を変えるようにした状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０Ｒ    右眼
１０Ｌ    左眼
１１Ｒ    右眼用ＬＣＤ
１１Ｌ    左眼用ＬＣＤ
１２Ｒ    右眼用接眼光学系（ビームスプリッタプリズム）
１２Ｒb    凹面ミラー
１２Ｒd    ハーフミラー
１２Ｌ    左眼用接眼光学系（ビームスプリッタプリズム）
１５    光源
１６    レンズ
１７    光電変換素子
１８    視線検出器
３１    映像再生装置
３２Ｒ    映像シフト回路
３２Ｌ    映像シフト回路
３３Ｒ    右眼用ＬＣＤドライバー回路
４０    視差読み取り手段
４５    ライン信号抽出回路
４６    相関計算回路
４７    アドレス変換回路
４８    メモリ
５０Ｒ    右眼用映像
５０Ｌ    左眼用映像
７１    視差読み取り回路
７２    シフト量変換回路
７３    読み出し制御回路
７４    マスキング信号生成回路
７５    Ａ／Ｄ変換器
７６    メモリ
７７    混合器
７８    Ｄ／Ａ変換器
８１    ローパスフィルタ
８２    微分回路
８３    自乗＋積分回路
８４    メモリ読み出し位置制御回路
８５    メモリ
８６    メモリ
８７    相関計算回路
８８    シフト量決定回路
７００  頭部装置型表示装置（ＨＭＤ：Head Mounted Display）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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