(57)【要約】【課題】明るさの低下や画像数の減少がなく、表示画面の利用効率の良いワイド感のある３次元画像鑑賞システムを提供する。【解決手段】左眼用画像１２と右眼用画像１３とを左右に並べて表示し、鑑賞者１６の両眼の視線方向を広げる働きをする左眼用レンズ１４と右眼用レンズ１５を有する専用メガネを使用して観察すると共に、表示画面として、前記左眼用画像１２の撮像範囲は左に、右眼用画像１３の撮像範囲は右にオフセットして撮像された画像を使用することで表示画面の利用効率の良いワイド感のある３次元画像鑑賞システムが提供できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左眼用画像と右眼用画像とを左右に並べて表示し、専用メガネを使用して前記左眼用画像と右眼用画像とを対応する眼で観察する３次元画像鑑賞システムにおいて、
前記専用メガネは、光軸が鑑賞者の両眼の外側にオフセット配置された凸レンズと、光軸が鑑賞者の両眼の内側にオフセット配置された凹レンズとを組合わせて構成された左眼用レンズと右眼用レンズを有し、
前記左眼用画像と右眼用画像は、それぞれ左眼用画像の撮像範囲は左に、右眼用画像の撮像範囲は右に、所定角度のオフセットをして撮像された画像である
ことを特徴とする３次元画像鑑賞システム。
【請求項２】
前記専用メガネは、中央部が遮光されており、左右の両端に向かって遮光量が徐々に減少する境界を有する遮光体を両眼のレンズと並行して配置したものであることを特徴とする請求項１に記載の３次元画像鑑賞システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、左眼用および右眼用の画像を並列して表示し、両眼でそれぞれに対応した画像を見ることにより立体画像を鑑賞する３次元画像鑑賞システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
左眼と右眼の視差を利用して平面画像を立体的に見る３次元画像鑑賞システムとして特許文献１、２および３に記載されているものがある。
即ち、特許文献１には、表示画面を左右に半分ずつの領域に分け、左側に左眼用（又は右眼用）の画像を表示し、右側に右眼用（又は左眼用）の画像を表示して専用メガネを介して鑑賞するようにしたものであり、この３次元画像鑑賞システムにおいては、偏光フィルタ等からなる画像分離手段が設けられており、左眼には左眼用画像のみが見えるようにし、右眼には右眼用画像のみが見えるようにして立体画像が得られることが記載されている。
【０００３】
又、特許文献２には、表示画面に左眼用の画像と右眼用の画像とを交互に表示させ、この両画像を異なる方向に偏光させると共に、鑑賞者には左眼と右眼で異なる方向に偏光した偏光メガネをかけるようにし、これにより左眼用の画像は左眼だけに、右眼用の画像は右眼だけに入るようにすることができ、立体画像が得られることが記載されている。
【０００４】
更に、特許文献３には、水平方向において左眼用の画素列と右眼用の画素列とが交互に形成された表示画面と、この表示画面の鑑賞者側に、水平方向において光を透過する透過部と光を遮断するバリア部とが交互に形成されているパララックスバリアを配置したものを用い、この表示画面の左眼用の画素列から出射される光は鑑賞者の左眼に入光し、又、この表示画面の右眼用の画素列から出射される光は鑑賞者の右眼に入光するようにして、裸眼で立体画像が得られる装置が記載されている。
【特許文献１】特開平７−７５１３６号公報
【特許文献２】特開平７−１５９７３０号公報
【特許文献３】特開平７−２６１１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の表示装置においては、１つの表示画面を左右２つの領域に分けて左眼用画像および右眼用画像を表示するので、表示される画像の解像度や画素数は、表示画面全体を用いて１つの画像を表示する場合に比較して半分に低下してしまう問題がある。更に、画面が縦長になるためにワイド感が損なわれる問題も併せ有する。
【０００６】
又、特許文献１および特許文献２の装置は、偏光メガネを用いるために画面の明るさが大幅に低下する問題がある。
更に、特許文献２の装置は、左眼用画像および右眼用画像を交互に表示するので、単位時間当りの画像数が半分となり、ちらつきが生ずる問題を有する。
一方、特許文献３の装置は、水平方向の画素列毎に左眼用画像と右眼用画像を交互に並べて表示するので、水平解像度がそれぞれ半分に落ちる問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたものであり、明るさの低下や画像数の減少がなく、表示画面の利用効率の良いワイド感のある３次元画像鑑賞システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決する手段として以下の（１）、（２）に記載の構成からなる。すなわち、
（１）左眼用画像と右眼用画像とを左右に並べて表示し、専用メガネを使用して前記左眼用画像と右眼用画像とを対応する眼で観察する３次元画像鑑賞システムにおいて、
前記専用メガネは、光軸が鑑賞者の両眼の外側にオフセット配置された凸レンズと、光軸が鑑賞者の両眼の内側にオフセット配置された凹レンズとを組合わせて構成された左眼用レンズと右眼用レンズを有し、
前記左眼用画像と右眼用画像は、それぞれ左眼用画像の撮像範囲は左に、右眼用画像の撮像範囲は右に、所定角度のオフセットをして撮像された画像である
ことを特徴とする３次元画像鑑賞システム。
（２）前記専用メガネは、中央部が遮光されており、左右の両端に向かって遮光量が徐々に減少する境界を有する遮光体を両眼のレンズと並行して配置したものであることを特徴とする請求項１に記載の３次元画像鑑賞システム。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、左眼用画像と右眼用画像は、それぞれ左眼用画像の画像範囲は左に、右眼用画像の画像範囲は右にオフセットして撮像された画像を観察するのであるから、広い撮像範囲が表示され、２つの画像を並列して表示しているにも拘らず横長でワイド感のある３次元画像の鑑賞が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の各実施形態に係る３次元画像鑑賞システムについて、図面を参照して説明する。
図１は本発明の第１の実施形態における３次元画像鑑賞システムを示す平面図、図２は本発明による３次元画像鑑賞の仕組みを解説する図である。図３は本発明による左眼用画像と右眼用画像とを撮像する光学系の平面図、図４は本発明の第２の実施形態における３次元画像鑑賞システムを示した平面図である。図５は本発明の第２の実施形態に用いる遮光板の光透過を示した正面図である。
【実施例１】
【００１１】
まず、本発明の第１の実施形態について、図１〜図３を用いて説明する。
本発明の第１の実施形態における３次元画像鑑賞システムは、左眼用画像と右眼用画像とを左右に並べて表示し、専用メガネを使用して前記左眼用画像と右眼用画像とを対応する眼で観察する３次元画像鑑賞システムにおいて、光軸が鑑賞者の両眼の外側にオフセット配置された凸レンズと、光軸が鑑賞者の両眼の内側にオフセット配置された凹レンズとを組合わせて構成された左眼用レンズと右眼用レンズを有する専用メガネと、左眼用画像の撮像範囲は左に、右眼用画像の撮像範囲は右に、所定角度のオフセットをして撮像された左右画像とを使用するものである。
【００１２】
図１において、液晶等のディスプレイによる表示画面１１には、後述する撮像カメラにより撮像された左眼用画像１２と右眼用画像１３が左右に並べて表示されている。このときの両画像の大きさと相対位置は使用するディスプレイの表示画面の大きさによって異なってくるが、本発明の構成では、画面上で両画像の同一絵柄部分の間隔が鑑賞者の目幅よりも広くなるように表示されている場合が好適である。
【００１３】
鑑賞者１６は、左眼１７と右眼１８の直前に置かれた左眼用レンズ１４と右眼用レンズ１５を通して表示画面１１を見るようになっている。
このとき、左眼用レンズ１４と右眼用レンズ１５は、後述するように両眼の視線の方向をそれぞれ外に向ける働きをもっており、その結果、左眼は左眼用画像１２を、右眼は右眼用画像１３をそれぞれ無理なく観察することができるようになる。
【００１４】
そして、両眼で観察した２つの画像は、同一絵柄部分が重なる形で頭の中で合成され、更に、左右の画像中にわずかな位置のずれがあるとその部分は手前若しくは奥に見えて画像が立体的に見えるようになる。
【００１５】
次に、本発明による３次元画像鑑賞システムのオフセット撮像の仕組みと見え方について図２を用いて説明する。
図２において、（ａ）は原景色、（ｂ）は撮像カメラ、（ｃ）は鑑賞システムを示した図である。
図２（ｂ）の撮像カメラ（左）２１と同（右）２２は略人間の目幅の間隔に設置されており、同図（ａ）の原景色をそれぞれ撮像する。撮像された画像は直接かあるいは既知の録画装置により記録再生を経て、同図（ｃ）の左画面２３と右画面２４に表示されている。この表示された画像を鑑賞者２５は左眼で左画面２３を、右眼で右画面２４を観察するのが３次元画像鑑賞システムであるが、本発明では、上記撮像カメラ２１と同２２の撮像方向を図示したごとく、撮像カメラ（左）２１は左方向に、撮像カメラ（右）２２は右方向に所定の角度傾けて撮像するようにしている。この傾けた角度をオフセットという。
【００１６】
このように左右の画像がオフセットを持って撮像されると、画像の範囲は左右で一致しなくなり、本来中心に位置していた部分は、左眼用画像は右に、右眼用画像は左にシフトする。一方、これまで写らなかった左端の先の部分が左眼用画像に入るようになり、同様にこれまで写らなかった右端の先の部分が右眼用画像に入るようになる。図２（ｃ）の画面２３と２４はその状態を示している。
【００１７】
このようにオフセットをもって撮像された左右画像をそれぞれの目で見ると、鑑賞者は左右の画像の中から特徴のある同じ絵柄の部分が頭の中で重なるように左右の視線の方向を微調整する。その結果、左右両方の画像に含まれている画像部分については立体的に観察できるようになる。
それに対し、左眼画像の左端部と右眼画像の右端部は、それぞれ一方の画像にしか無いため、本来立体視は原理的にできないのであるが、しかし、本発明者の観察によると、このような部分も画像が連続している場合には奥行き感が連続して感じられ、一方の画像にしかないにも拘らず、この部分も違和感無く全体の画像が立体的に観察されることが分かった。したがって、この部分については画像の範囲が左右に広がったことに相当する。
【００１８】
又、本発明者の観察によると、上記における左右画像の撮像範囲の重複部分は、全体の３分の２以上あることが視覚上好ましいことも分かった。このことから、左右画像にオフセットを持たせる本発明の３次元画像鑑賞システムでは、表示できる画像範囲は従来に比して３分の４倍のワイド可が図れることになる。
【００１９】
次に、左右画像の撮像範囲を安定的にオフセットさせる手段について、図３を用いて説明する。前記、図２（ｂ）では左右画像のオフセット撮像に２台の撮像カメラを用いた例で説明をしたが、この方法では撮像カメラをパンしたりズーミングする場合などは不便である。そこで、図３に１台の撮像カメラで左右画像が得られ、パンやズーミング時にも安定的にオフセット撮像ができる仕組みを示す。
【００２０】
図３は撮像カメラのレンズ３５の前に取り付ける左右画像の撮像用光学系である。同図で３１、３２、３３、３４は入射光をそれぞれ図示した方向に曲げるミラー（反射鏡）であり、ミラー３１、３４の間隔は略人間の目幅の間隔に設定されている。又、ミラー３２、３３は互いに直角に組み合わされ、それぞれの入射光を左右に並べて１つに合成し、撮像カメラのレンズ部３５に入射する働きをする。
【００２１】
ここで、ミラー３１と３４の角度を４５度よりもわずかに外側に向けることにより、図示したように左右画像の入射光は外側に向いてオフセット撮像が可能となる。
こうして設定された状態を固定すれば、以降は撮像カメラをパンやズーミングしても安定的にオフセット画像が取得できるようになる。
このようにして１台の撮像カメラで左右画像のオフセット撮像ができる。
【００２２】
なお、ズーミング量に応じてミラー３１、３４の角度を若干補正することで画像が見やすくなるが、この場合にもミラーが撮像カメラと一体に取り付いているので撮像カメラ本体のズーミングとの連動動作が可能である。
【００２３】
次に、図１に戻り、左眼用レンズ１４と右眼用レンズ１５の構造と働きについて説明する。同図に示すように、左眼用レンズ１４と右眼用レンズ１５は、それぞれ中心から半分に切った凸レンズと凹レンズを用い、凸レンズはレンズの中心が鑑賞者の両眼の外側に、凹レンズは中心が内側になるよう重ねて配置したものである。
このようなレンズを通して見ることにより、左眼用画像１２は右方向に、右眼用画像１３は左方向にシフトしたことに相当し、本来なら目幅より広い間隔の左右の表示画像は重ね合すのが困難であるものが無理なく重ね合せられるようになる。
【００２４】
なお、本実施例で使用する左眼用レンズ１４と右眼用レンズ１５のパワーは、一例として表示画面１１の大きさが２１インチのとき、凸レンズを＋３．０ｄｐ（ディオプタ）、凹レンズを−１．０ｄｐとし、このときの観賞距離を３０〜５０ｃｍとしたときが良好であった。
【実施例２】
【００２５】
次に、本発明の第２の実施形態について、図４、図５を用いて説明する。
本発明の第２の実施形態における３次元画像鑑賞システムは、オフセットをもって撮像された左眼用画像と右眼用画像とを左右に並べて表示し、鑑賞者の両眼の視線方向を広げる働きをする専用メガネを使用してこれらの画像をそれぞれ対応する眼で観察する３次元画像鑑賞システムにおいて、上記専用メガネは、中央部が遮光されており、左右の両端に向かって遮光量が徐々に減少する境界を有する遮光体を両眼のレンズと並行して配置したものを使用することである。
【００２６】
前記実施例１では、図１の左眼用レンズ１４と右眼用レンズ１５を通してそれぞれ対応する左眼用画像１２と右眼用画像１３を見るようになるが、鑑賞者が３次元画像鑑賞に慣れていないと両レンズの隙間からあるいはレンズを通して反対側の画像が見えてしまい画面が見づらくなる。すなわち、左眼用画像１２の右端側が右眼で、右眼用画像１３の左端が左眼で見えてしまい、レンズを通して見た正規の３次元画像に重なり妨害となるのである。
【００２７】
図４は、上記を改善するメガネを使用した本発明の第２の実施形態における３次元画像鑑賞システムである。
同図においては、鑑賞者１６の眼前とメガネ間にｄなる幅の遮光面４２を有する遮光板４１を配置した点が図１と異なるところである。
この遮光板の設置により反対側の画像が見えなくなり上記不具合が解消される。
【００２８】
図５は、上記遮光板４１の光透過の状況を示した図であり、本遮光板の特徴とするところは、中央の遮光面４２の左端および右端がａなる幅で遮光量が徐々に減少するような境界を設けた点にある。このように、徐々に遮光の量を変化することで視野の中にいきなり遮光板が見えるのを和らげることができる。
なお、上記遮光面４２の左端と右端のａの幅は、表示画面の大きさや観賞距離によって若干異なるが、２〜１０ｍｍの範囲に最適値がある。
【００２９】
このような遮光板を使用することにより、不慣れな鑑賞者でも隣接画像の妨害を受けることなく、且つ視覚的に遮光板の存在が不自然でなくなり良好な３次元画像の鑑賞ができるようになる。
なお、本実施例においては、遮光板４１の位置を鑑賞者１６と両レンズの間としたが、これに限ることなく、両レンズの表示画面側に配置しても良いことは明白である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態における３次元画像鑑賞システムを示す平面図である。
【図２】本発明による３次元画像鑑賞の仕組みを解説する図である。
【図３】本発明による左眼用画像と右眼用画像とを撮像する光学系の平面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における３次元画像鑑賞システムを示した平面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に用いる遮光板の光透過を示した正面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１１・・表示画面、  １２・・左眼用画像、  １３・・右眼用画像、  １４・・左眼用レンズ、  １５・・右眼用レンズ、  １６・・鑑賞者、  １７・・左眼、  １８・・右眼
２１・・撮像カメラ（左）、  ２２・・撮像カメラ（右）、  ２３・・左画面、  ２４・・右画面、  ２５・・鑑賞者
３１、３２、３３、３４・・ミラー、  ３５・・撮像カメラのレンズ部
４１・・遮光板、  ４２・・遮光面
【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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