(57)【要約】【課題】コントラストが低い場合には、二つの二次元像の輝度を調整するだけでは、これらの二つの二次元像を立体像として認識させることができない場合があった。【解決手段】第１の態様における表示装置は、画像に含まれる一部の領域の周波数が第１範囲に調整された第１画像を表示する第１表示部と、第１表示部の表示面に対して奥行方向に配置され、領域の周波数が第１範囲とは異なる第２範囲に調整された第２画像を表示する第２表示部とを備える表示装置。【選択図】図１
2015106088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像に含まれる少なくとも一部の領域の周波数が第１範囲に調整された第１画像を表示する第１表示部と、
前記第１表示部の表示面に対して奥行方向に配置され、前記領域の周波数が前記第１範囲とは異なる第２範囲に調整された第２画像を表示する第２表示部と
を備える表示装置。
【請求項２】
前記第２表示部は、前記第１画像を透過し、
前記第１画像に含まれる前記領域と前記第２画像に含まれる前記領域とが一致するように、前記第１表示部と前記第２表示部に表示させる表示制御部と
を備える請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記画像は、立体視させる対象を含み、
前記第１画像に含まれる前記領域と前記第２画像に含まれる前記領域は、前記画像の前記立体視させる対象である請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記画像を周波数解析し、解析結果に応じて前記第１画像と前記第２画像とを生成する制御部とを備える請求項１から３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記画像の周波数に基づいて、前記第１範囲と前記第２範囲とを決定する請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記画像の周波数に基づいて、前記第１範囲と前記第２範囲とを決定するための閾値を変化させる請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記閾値は、ローパスフィルタの周波数特性を示す曲線とハイパスフィルタの周波数特性と示す曲線との交点である請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記画像を複数の領域に分割した部分領域毎に周波数解析し、前記部分領域毎に互いに異なる前記閾値を用いて前記第１範囲と前記第２範囲とを決定する請求項６または７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記第１範囲と前記第２範囲とは、互いに重畳する周波数帯域を有する請求項１から８のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記第２範囲の周波数帯域は、前記第１範囲の周波数帯域よりも低い請求項１から９のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１１】
画像に含まれる少なくとも一部の領域の周波数が第１範囲に調整された第１画像を第１表示部に表示する第１表示ステップと、
前記第１表示部の表示面に対して奥行方向に配置され、第２表示部に、前記領域の周波数が前記第１範囲とは異なる第２範囲に調整された第２画像を表示する第２表示ステップと
をコンピュータに実行させる表示プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置および表示プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
それぞれの奥行き位置に応じた輝度比が付けられた二つの二次元像を、奥行き位置が互いに異なる二面の表示面に表示することによって、観察者に立体像として認識させる三次元表示方法が知られている（特許文献１参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２００１−１１２０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
コントラストが低い場合には、二つの二次元像の輝度を調整するだけでは、これらの二つの二次元像を立体像として認識させることが難しい場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様における表示装置は、画像に含まれる一部の領域の周波数が第１範囲に調整された第１画像を表示する第１表示部と、第１表示部の表示面に対して奥行方向に配置され、領域の周波数が第１範囲とは異なる第２範囲に調整された第２画像を表示する第２表示部とを備える。
【０００５】
本発明の第２の態様における表示プログラムは、画像に含まれる一部の領域の周波数が第１範囲に調整された第１画像を第１表示部に表示する第１表示ステップと、第１表示部の表示面に対して奥行方向に配置され、第２表示部に、領域の周波数が第１範囲とは異なる第２範囲に調整された第２画像を表示する第２表示ステップとをコンピュータに実行させる。
【０００６】
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態における表示装置の構成の一例を示す図である。
【図２】第１画像および第２画像を説明する図である。
【図３】表示装置によって表示される画像の一例を示す模式図である。
【図４】光学像の画素値の分布の一例を示すグラフである。
【図５】原画像の周波数の調整の一例を説明する図である。
【図６】原画像の周波数の調整の他の例を説明する図である。
【図７】図６で説明した閾値を変化させた場合の光学像の画素値の分布の一例を示すグラフである。
【図８】図６で説明した閾値を変化させた場合の立体像の奥行き位置について説明する図である。
【図９】原画像の周波数の調整の他の例を説明する図である。
【図１０】原画像の周波数の調整の他の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１は、本実施形態における表示装置１０の構成の一例を示す図である。表示装置１０は、第１表示部１１と、第２表示部１２と、制御部１３と、記憶部１４とを備える。図示するように、表示装置１０が画像を表示している方向をＺ軸の正の方向と定め、当該Ｚ軸方向に垂直な平面上の直交方向をそれぞれＸ軸方向及びＹ軸方向と定める。ここでは、Ｘ軸方向は表示装置１０の水平方向であり、Ｙ軸方向は表示装置１０の鉛直方向である。以降のいくつかの図においては、図１の座標軸を基準として、それぞれの図の向きがわかるように座標軸を表示する。
【００１０】
第１表示部１１および第２表示部１２は、互いに異なる奥行位置に配置されている。ここで、奥行位置とは、Ｚ軸方向の位置である。具体的には、Ｚ軸の正の方向に向かって第１表示部１１、第２表示部１２の順に配置されている。すなわち、観察者１から見て、奥側に第１表示部１１が配置され、手前側に第２表示部１２が配置されている。
【００１１】
第１表示部１１は、Ｚ軸の正の方向に向けて第１画像Ｐ１１を表示する表示面１１０を備える。第１画像Ｐ１１は、立体視の対象となる原画像の周波数が第１範囲に調整された画像である。
【００１２】
第２表示部１２は、Ｚ軸の正の方向に向けて第２画像Ｐ１２を表示する表示面１２０を備える。第２画像Ｐ１２は、原画像の周波数が第１範囲とは異なる第２範囲に調整された画像である。表示面１２０に表示された第２画像Ｐ１２から発せられる光線Ｒ１２は、光学像として観察者１に視認される。ここで、第２表示部１２は、第１表示部１１によって表示される第１画像Ｐ１１に応じた光線Ｒ１１を透過することが可能な透過型表示部である。表示面１２０は、第２画像Ｐ１２を表示するとともに、第１表示部１１によって表示される第１画像Ｐ１１の光線Ｒ１１を透過させる。したがって、表示面１１０に表示された第１画像Ｐ１１から発せられる光線Ｒ１１も、光学像として観察者１に視認される。観察者１は、第１画像Ｐ１１と第２画像Ｐ１２との両方を視認することができる。
【００１３】
制御部１３は、記憶部１４から原画像を取得する。制御部１３は、原画像を周波数解析し、解析結果に応じて第１画像Ｐ１１および第２画像Ｐ１２を生成する。詳しくは後述するが、ハイパスフィルタを用いて原画像の周波数を調整することにより、第１画像Ｐ１１を生成することができる。また、ローパスフィルタを用いて原画像の周波数を調整することにより、第２画像Ｐ１２を生成することができる。生成した第１画像Ｐ１１を第１表示部１１に送信し、生成した第２画像Ｐ１２を第２表示部１２に送信する。これにより、第１表示部１１に第１画像Ｐ１１を、第２表示部１２に第２画像Ｐ１２を表示させる。すなわち、制御部１３は、第１表示部１１および第２表示部１２の表示制御を行う表示制御部としての機能も担う。記憶部１４は、原画像を記憶している。
【００１４】
以上のように、表示装置１０は、周波数調整された第１画像Ｐ１１および第２画像Ｐ１２を、観察者１によって第１画像Ｐ１１と第２画像Ｐ１２とが重なり合って視認されるように、互いに異なる奥行位置に表示する。本実施形態においては、詳しくは後述するが、原画像の周波数を調整することにより、観察者１に第１画像Ｐ１１と第２画像Ｐ１２とを立体像として認識させることができる。また、第１画像Ｐ１１および第２画像Ｐ１２の相対的な周波数成分を調整することにより、第１表示部１１と第２表示部１２との間で立体像の奥行位置を変化させることができる。
【００１５】
図２は、第１画像Ｐ１１および第２画像Ｐ１２を説明する図である。図２（ａ）は、原画像Ｐ１０を示す。図２（ｂ）は、第２画像Ｐ１２を示す。図２（ｃ）は、第１画像Ｐ１１を示す。図２（ｂ）、（ｃ）においては、周波数の高低をハッチングの密度で表している。具体的には、周波数が高い部分はハッチングの密度を高くし、周波数が低い部分はハッチングの密度を低くしている。
【００１６】
本実施形態においては、原画像Ｐ１０は、図２（ａ）に示すように、四角形のパターンを示す画像である。第２画像Ｐ１２は、原画像Ｐ１０の低周波成分を含む画像である。具体的には、図２（ｂ）に示すように、四角形を構成する４辺、すなわち四角形のエッジ部分の内側を示す画像である。第１画像Ｐ１１は、原画像Ｐ１０の高周波成分を含む画像である。具体的には、図２（ｃ）に示すように、四角形のエッジ部分を示す画像である。詳しくは後述するが、第１画像Ｐ１１および第２画像Ｐ１２を生成するための閾値を変化させることにより、第１画像Ｐ１１および第２画像Ｐ１２を変化させることができる。例えば、第１画像Ｐ１１を、より高周波成分だけを含むように生成すると、エッジ部分の幅は狭くなる。逆に、ある程度低周波成分も含むように生成すると、エッジ部分の幅は広くなる。
【００１７】
図３は、表示装置１０によって表示される画像の一例を示す模式図である。第１表示部１１は、観察者１に視認されるように（＋Ｚ）方向に第１画像Ｐ１１を表示する。第２表示部１２は、観察者１に視認されるように（＋Ｚ）方向に第２画像Ｐ１２を表示する。第１画像Ｐ１１は、第２画像Ｐ１２が表示される位置から（−Ｚ）方向に距離Ｌｐだけ離れた位置に表示される。上述したように、第２表示部１２は、光を透過させる透過型表示部である。このため、第２表示部１２に表示される第２画像Ｐ１２と第１表示部１１に表示される第１画像Ｐ１１とは、観察者１によって視認される。ここで、距離Ｌｐとは、第２画像Ｐ１２が表示されている奥行き位置と、第１画像Ｐ１１が表示されている奥行き位置との間の距離である。奥行き位置とは、Ｚ軸方向の位置である。距離Ｌｐは、第２画像Ｐ１２が表示されている奥行き位置と、観察者１の奥行き位置とに基づいて予め定められる。
【００１８】
また、図３に示すように、表示装置１０は、第２表示部１２によって表示されている第２画像Ｐ１２の図中上側の外縁（観察者１から見て左側外縁）と、第１画像Ｐ１１の図中上側の外縁とが、対応して視認されるように、第２画像Ｐ１２および第１画像Ｐ１１を表示する。同様に、表示装置１０は、第２表示部１２によって表示されている第２画像Ｐ１２の図中下側の外縁（観察者１から見て右側外縁）と、第１画像Ｐ１１の図中下側の外縁とが、対応して視認されるように、第２画像Ｐ１２および第１画像Ｐ１１を表示する。
【００１９】
すなわち、表示装置１０は、観察者１の左眼Ｌに、第２画像Ｐ１２によって示される四角形の図中上側の外縁の（−Ｘ）側、つまり、四角形の外側に、第１画像Ｐ１１が視認されるように各画像を表示する。また、表示装置１０は、観察者１の左眼Ｌに、第２画像Ｐ１２によって示される四角形の図中下側の外縁の（−Ｘ）側、つまり、四角形の内側に、第１画像Ｐ１１が視認されるように各画像を表示する。同様に、表示装置１０は、観察者１の右眼Ｒに、第２画像Ｐ１２によって示される四角形の図中下側の外縁の（＋Ｘ）側、つまり、四角形の外側に、第１画像Ｐ１１が視認されるように各画像を表示する。また、表示装置１０は、観察者１の右眼Ｒに、第２画像Ｐ１２によって示される四角形の図中上側の外縁の（＋Ｘ）側、つまり、四角形の内側に、第１画像Ｐ１１が視認されるように各画像を表示する。
【００２０】
次に、観察者１によって、第１画像Ｐ１１と第２画像Ｐ１２とから立体像、すなわち３次元画像が認識される仕組みについて説明する。まず、観察者１は、第１画像Ｐ１１と第２画像Ｐ１２とを重なる位置で観察する。これにより、観察者１は、第１画像Ｐ１１と第２画像Ｐ１２との相対的な周波数の相違に応じて、表示面間内の奥行き位置に像を知覚する。例えば、観察者１が四角形のパターンを観察したときに、観察者１の網膜像上では認識できないくらいの微小な画素値の段差ができる。このような場合においては、画素値の段差間に仮想的なエッジを知覚して１つの物体として認識する。このとき、観察者１には、左眼Ｌと右眼Ｒとにおいて認識される仮想的なエッジに微小なずれが生じて両眼視差として知覚されることにより、像の奥行き位置が変化するように認識される。
【００２１】
図４は、光学像の画素値の分布の一例を示すグラフである。具体的には、各図において、縦軸は画素値を示し、横軸はＸ軸方向の画素位置を示す。図４（ａ）は、図２（ａ）に示した第２画像Ｐ１２による光学像の画素値の分布を示す。すなわち、四角形のパターンにローパスフィルタを施した場合の画素値の分布を示す。四角形のエッジ部分には、四角形の内側である中央部分に比べて、高周波成分が多く含まれる。逆に、四角形の中央部分には、四角形のエッジ部分に比べて、低周波成分が多く含まれる。したがって、四角形のパターンにローパスフィルタを施した場合には、四角形のエッジ部分の画素値は、四角形の中央部分の画素値に比べて小さくなる。結果として、画素値の分布は、図示するように、中央部分が緩やかに盛り上がった山型の形状になる。
【００２２】
図４（ｂ）は、図２（ａ）に示した第１画像Ｐ１１による光学像の画素値の分布を示す。すなわち、四角形のパターンにハイパスフィルタを施した場合の画素値の分布を示す。この場合には、四角形のエッジ部分の画素値は、中央部分の画素値に比べて大きくなる。結果として、画素値の分布は、図示するように、エッジ部分に急峻に盛り上がった山型の形状が形成され、かつ、中央部分に画素値が略セロの平坦な部分が形成された形状になる。
【００２３】
図４（ｃ）は、図４（ａ）に示した画素値の分布と、図４（ｂ）に示した画素値の分布とを合成したグラフである。図示するように、エッジ部分に急峻な山型の形状が形成されるとともに、中央部分に緩やかな山型の形状が形成されている。エッジ部分のピークの画素値は、中央部分のピークの画素値よりも大きくなっている。なお、以下に説明するように、実際には、観察者１の左眼Ｌに視認される光学像と、右眼Ｒに視認される光学像とでは、左右方向にずれが生じる。
【００２４】
図４（ｄ）は、観察者１の左眼Ｌに視認される光学像の画素値の分布を示すグラフである。実線は、観察者１の左眼Ｌに視認される光学像の画素値の分布を示す。破線は、図４（ｃ）で示したエッジ部分における画素値の分布を示す。図３を参照して説明したように、左眼Ｌにおいては、第２画像Ｐ１２Ｌによって示される四角形の左側に、第１画像Ｐ１１Ｌの左側のエッジ部分（観察者１から見て左辺のエッジ部分）が合成された光学像が結像する。したがって、図示するように、左側のエッジ部分は、破線で示すエッジ部分に比べて、左側に移動して視認される。ここで、観察者１は、例えば、視認される画像の画素値の変化が最大、つまり、波形の傾きが最大になるＸ軸上の位置を、視認している物体のエッジ部分であると認識する。本実施形態においては、観察者１は、位置Ｌ１を視認している四角形の左辺側のエッジ部分であると認識する。
【００２５】
図４（ｅ）は、観察者１の右眼Ｒに視認される光学像の画素値の分布を示すグラフである。実線は、観察者１の右眼Ｒに視認される光学像の画素値の分布を示す。破線は、図４（ｃ）で示したエッジ部分における画素値の分布を示す。図３を参照して説明したように、右眼においては、第２画像Ｐ１２Ｌによって示される四角形の右側に、第１画像Ｐ１１Ｌの左側のエッジ部分（観察者１から見て左辺のエッジ部分）が合成された光学像が結像する。したがって、図示するように、左側のエッジ部分は、破線で示すエッジ部分に比べて、右側に移動して視認される。本実施形態においては、観察者１は、位置Ｌ２を視認している四角形の左辺側のエッジ部分であると認識する。
【００２６】
そうすると、観察者１は、左眼Ｌが視認する四角形のエッジ部分の位置Ｌ１と、右眼Ｒが視認する四角形のエッジ部分の位置Ｌ２とのずれ量Ｐ１を両眼視差として認識する。四角形の右側のエッジ部分についても同様である。左眼Ｌにおいては、第２画像Ｐ１２Ｌによって示される四角形の左側に、第１画像Ｐ１１Ｌの右側のエッジ部分（観察者１から見て右辺のエッジ部分）が合成された光学像が結像する。右眼Ｒにおいては、第２画像Ｐ１２Ｌによって示される四角形の右側に、第１画像Ｐ１１Ｌの右側のエッジ部分（観察者１から見て右辺のエッジ部分）が合成された光学像が結像する。したがって、左眼Ｌが視認する右側のエッジ部分の位置と、右眼Ｒが視認する右側のエッジ部分の位置とを両眼視差として認識する。以上のように、観察者１は、エッジ部分の両眼視差に基づいて四角形の画像を立体像として認識する。
【００２７】
以上のように、観察者１によって、第１画像と第２画像とから立体像、すなわち３次元画像が認識される仕組みは、所謂、輝度変調型の３Ｄ表示方式における仕組みと同一である。すなわち、左眼で観察した場合と右眼で観察した場合とで観察対象のエッジ位置がずれ、そのずれを視差として認識する。ここで、二つの画像の輝度を調整するだけで奥行き位置を調整する場合には、奥行き位置の調整幅が輝度に依存する。具体的には、コントラストが低くなるにつれて、奥行き位置の調整幅は狭くなる。本実施形態においては、奥行き位置の調整に周波数成分を用いるので、輝度に依存しない調整が可能となる。
【００２８】
図５は、原画像Ｐ１０の周波数の調整の一例を説明する図である。図５は、具体的には、原画像Ｐ１０の周波数特性２１を示している。また、ハイパスフィルタの周波数特性２２とローパスフィルタの周波数特性２３とを併せて示している。図示するように、ハイパスフィルタの周波数特性２２とローパスフィルタの周波数特性２３とは、互いに重畳する周波数帯域を有する。横軸は周波数を示し、縦軸は画素値を示す。
【００２９】
上述のように、制御部１３は、原画像Ｐ１０にハイパスフィルタを施して第１画像Ｐ１１を生成する。第１画像Ｐ１１は、原画像Ｐ１０の周波数がハイパスフィルタを通過する範囲に調整された画像である。この場合には、第１範囲は、ハイパスフィルタを通過する範囲となる。また、制御部１３は、原画像Ｐ１０にローパスフィルタを施して第２画像Ｐ１２を生成する。第２画像Ｐ１２は、原画像Ｐ１０の周波数がローパスフィルタを通過する範囲に調整された画像である。この場合には、第２範囲は、ローパスフィルタを通過する範囲となる。
【００３０】
観察者１は、第１画像Ｐ１１と第２画像Ｐ１２とを重ねて観察すれば、高周波成分を含む画像と低周波成分を含む画像が重なっているので、全体として原画像Ｐ１０の全周波数帯域を有する画像を観察することになる。したがって、観察者１は、原画像Ｐ１０そのものを観察する場合とは異なるものの、第１画像Ｐ１１と第２画像Ｐ１２とを原画像Ｐ１０に近い画像として認識することができる。
【００３１】
ここで、観察者１が水平方向へ移動することにより、二つの二次元像の相対的な位置関係が維持できなくなれば、すなわち、第１画像Ｐ１１と第２画像Ｐ１２とが立体視を実現する重なり状態から外れてしまえば、観察者１に立体像として認識させることが困難になる。この場合には、観察者１に２重像として認識される場合がある。本実施形態においては、第２表示部１２、すなわち観察者側の表示部に、低周波数帯域の画像、すなわちぼけた画像が表示される。したがって、観察者１が水平方向へ移動したとしても、２重像として認識され難くなる。結果として、観察者１の視野角を広げることができる。
【００３２】
加えて、第１画像Ｐ１１の水平方向の幅と第２画像Ｐ１２の水平方向の幅とが同一であれば、観察者１側の第２画像Ｐ１２をぼかすことにより、観察者１の視点に対する見込み角が広くなる。結果として、第１画像Ｐ１２、すなわち奥側の画像をぼかす場合よりも、視野角が広くなる。特に、観察者１がある程度離れた距離から画像を観察する場合において、第１表示部１１と第２表示部１２との間隔をある程度確保できるのでれば、観察者１側の画像がぼけたとしても、奥の画像を鮮明にし、輝度を高くすることにより、観察者１は全体として画像として認識できる。したがって、特に、このような場合には、視野角を広げるという観点から、観察者側の表示部に表示する画像をぼかすことは有効である。
【００３３】
以上の説明では、第１画像Ｐ１１は、ハイパスフィルタを施すことにより生成される構成であったので、高周波数帯域を含むように構成されたが、ある程度低い周波数帯域を含むように構成されてもよい。この場合には、第２画像Ｐ１２に限らず、第１画像Ｐ１１も多少ぼけるので、より２重像として認識され難くなる。被写界深度外に存在する被写体であれば、そもそもぼけているので、このような被写体を表示する場合において、特に有効である。
【００３４】
上述のように、ハイパスフィルタの周波数特性２２とローパスフィルタの周波数特性２３とは、互いに重畳する周波数帯域を有する。すなわち、第１範囲と第２範囲とは、互いに重畳する周波数帯域を有する。図示するように、第１範囲、すなわちハイパスフィルタの周波数特性２２は、多少低い周波数低域も含む。したがって、第１画像Ｐ１１のコントラストの低下を抑制することができる。よって、観察者１は、第１画像Ｐ１１が高周波成分のみから構成される場合に比べて、第１画像Ｐ１１と第２画像Ｐ１２とを、より原画像に近い画像として立体視することができる。
【００３５】
制御部１３は、ハイパスフィルタの周波数特性２２を示す曲線とローパスフィルタの周波数特性２３を示す曲線とが交わる点を閾値として用いて、第１画像Ｐ１１および第２画像Ｐ１２を生成してもよい。より詳細には、閾値よりも高い周波数帯域からなる画像を第１画像Ｐ１１として第１表示部１１に表示し、閾値よりも低い周波数帯域からなる画像を第２画像Ｐ１２として第２表示部１２に表示してもよい。したがって、この場合には、第１範囲と第２範囲とは、互いに異なる周波数帯域を有することになる。第１画像Ｐ１１が比較的高い周波数帯域しか含まないので、第１画像Ｐ１１のコントラストが若干低下するものの、観察者１は、第１画像Ｐ１１と第２画像Ｐ１２とを原画像に近い画像として認識することができる。
【００３６】
ここで、原画像Ｐ１０の周波数は、被写体に依存する。例えば、被写体が遠くに写る山であれば、それほど高周波成分は含まれないが、被写体が手前に写る人物であれば、高周波成分が含まれる。したがって、原画像Ｐ１０の周波数に応じて、周波数の調整がなされることが好ましい。そこで、制御部１３は、原画像Ｐ１０の周波数に応じて閾値を変化させるとよい。ハイパスフィルタの周波数特性２２およびローパスフィルタの周波数特性２３の少なくとも一方を変化させることにより、閾値を変化させることができる。
【００３７】
具体的には、原画像Ｐ１０の周波数をある程度均等に分割できるように、閾値を変化させる。例えば、被写体が遠くに写る山であれば、閾値が低周波側に設定されるように調整する。逆に、被写体が手前に写る人物であれば、閾値が高周波側に設定されるように調整する。このように閾値を変化させることにより、原画像Ｐ１０の周波数によらず、観察者１に立体視させることができる。同様に、上述したように、ハイパスフィルタを通過する帯域を第１画像Ｐ１１として生成し、ローパスフィルタを通過する帯域を第２画像Ｐ１２として生成する場合にも、原画像Ｐ１０の周波数に応じて、ハイパスフィルタの周波数特性２２およびローパスフィルタの周波数特性２３を変化させるとよい。
【００３８】
以上の説明では、ハイパスフィルタの周波数特性２２を示す曲線とローパスフィルタの周波数特性２３を示す曲線とが交わる点を閾値として用いたが、予め設定された周波数を閾値として用いてもよい。制御部１３は、互いに異なる複数の閾値を予め保持しておき、原画像Ｐ１０の周波数解析の結果に応じて、原画像Ｐ１０の周波数を均等に分割するのに適した閾値を選択してもよい。これにより、上述のように、原画像Ｐ１０の周波数によらず、観察者１に立体視させることができる。
【００３９】
図６は、原画像Ｐ１０の周波数の調整の一例を説明する図である。図６は、具体的には、原画像Ｐ１０の周波数特性２１を示している。横軸は周波数を示し、縦軸は画素値を示す。図６（ａ）は、低周波領域に閾値が設定されている場合を示し、図６（ｂ）は、図６（ａ）よりも高周波領域に閾値が設定されている場合を示す。
【００４０】
図示するように、閾値３１よりも低周波帯域は、第２画像Ｐ１２として第２表示部１２に表示され、閾値３１よりも高周波帯域は、第１画像Ｐ１１として第１表示部１１に表示される。制御部１３が閾値３１を変化させることにより、すなわち、第１表示部１１および第２表示部１２に表示される画像における低周波と高周波の割合を変化させることにより、第１表示部１１と第２表示部１２との間で立体像の奥行き位置を調整することができる。具体的には、図６（ａ）に示す閾値３１を高周波数帯側に変化させると、すなわち、図６（ｂ）に示す閾値３２に変化させると、閾値３２よりも低周波帯域は、第２画像Ｐ１２として第２表示部１２に表示され、閾値３２よりも高周波帯域は、第１画像Ｐ１１として第１表示部１１に表示される。
【００４１】
図７は、図６で説明した閾値を変化させた場合の光学像の画素値の分布の一例を示すグラフである。具体的には、各図において、縦軸は画素値を示し、横軸はＸ軸方向の画素位置を示す。また、図６で説明した閾値３２を用いて周波数帯域を分けた場合について示している。図７（ａ）は、第２画像Ｐ１２による光学像の画素値の分布を示す。図４（ａ）に示した画素値の分布に比べて、高周波帯域が第２画像Ｐ１２に含まれる分だけ、エッジ部分の近辺まで画素値の分布が広がっている。
【００４２】
図７（ｂ）は、第１画像Ｐ１１による光学像の画素値の分布を示す。図４（ｂ）に示した画素値の分布に比べて、より高周波帯域のみが第１画像Ｐ１１に含まれる分だけ、エッジ部分のＸ軸方向の幅が狭くなっている。
【００４３】
図７（ｃ）は、図７（ａ）に示した画素値の分布と、図７（ｂ）に示した画素値の分布とを合成したグラフである。図４（ｃ）に示した画素値の分布に比べて、エッジ部分と中央部分とが、より明確に区分けされる。
【００４４】
図８は、図６で説明した閾値を変化させた場合の立体像の奥行き位置について説明する図である。図８（ａ）は、観察者１の左眼Ｌに視認される光学像の画素値の分布を示すグラフである。図８（ｂ）は、右眼Ｒに視認される光学像の画素値の分布を示すグラフである。図８（ａ）、（ｂ）においては、閾値３１を用いて周波数帯域を分けた場合について示している。図８（ｃ）は、観察者１の左眼Ｌに視認される光学像の画素値の分布を示すグラフである。図８（ｄ）は、右眼Ｒに視認される光学像の画素値の分布を示すグラフである。図８（ｃ）、（ｄ）においては、閾値３２を用いて周波数帯域を分けた場合について示している。
【００４５】
閾値３２を用いて周波数帯域を分ける場合には、閾値３１を用いて周波数帯域を分ける場合に比べて、第１表示部１１には、より高周波な成分のみが表示されることになる。したがって、図８（ｃ）、（ｄ）に示す左側のエッジ部分は、図８（ａ）、（ｂ）に示す左側のエッジ部分に比べて、より急峻な山型の形状になる。そうすると、図８（ｃ）に示す左側のエッジ部分の位置Ｌ３は、図８（ａ）に示す左側のエッジ部分の位置Ｌ１よりも、右側に移動する。また、図８（ｄ）に示す左側のエッジ部分の位置Ｌ４は、図８（ｂ）に示すエッジ部分の位置Ｌ２よりも、左側に移動する。したがって、左眼Ｌにより視認される左側のエッジ部分の位置Ｌ３と、右眼Ｒにより視認される左側のエッジ部分の位置Ｌ３とのずれ量Ｐ２は、図８（ａ）、（ｂ）に示すずれ量Ｐ１よりも小さくなる。結果として、立体像が第２表示部１２に近づいて認識される。以上のように、観察者１により知覚される奥行き位置は、前面側、すなわち観察者１側へ移動する。
【００４６】
また、奥行き位置が観察者１側へ移動して知覚される要因として、画像を特徴付ける周波数帯域、すなわち高周波帯域が第２画像Ｐ１２に含まれ、この第２画像Ｐ１２が前面である第２表示部１２に表示されることにより、後面である第１表示部１１に表示される第１画像Ｐ１１の印象が薄れることも挙げられる。
【００４７】
逆に、閾値３１を低周波数帯側に変化させると、左眼Ｌにより視認される左側のエッジ部分と、右眼Ｒにより視認される右側のエッジ部分とのずれ量は、図８（ａ）、（ｂ）に示すずれ量Ｐ１よりも大きくなる。結果として、立体像が第１表示部１１に近づいて認識される。また、奥行き位置が第１表示部１１側へ移動して知覚される要因として、閾値３１を低周波数帯側に変化させると、画像を特徴付ける周波数帯域が第２画像Ｐ１２に含まれなくなるので、後面である第１表示部１１に表示される第１画像Ｐ１１の印象が強くなることも挙げられる。このため、知覚される奥行き位置は、後面側へ移動する。以上のように、図８（ａ）、（ｂ）の場合には、観察者１により知覚される奥行き位置は、エッジ部分が表示された側、すなわち、第１表示部１１側に移動し、図８（ｃ）、（ｄ）の場合には、エッジ部分が表示されない側、すなわち、第２表示部１２側に移動する。
【００４８】
なお、前述の閾値３２を用いて周波数帯域を分ける場合には、観察者１により知覚される奥行き位置は、前面側、すなわち観察者１側へ移動すると説明したが、観察者１によっては、奥行き位置が、エッジ部分が明確に表示されている側、すなわち、第１表示部１１側に知覚される場合がある。この場合には、第１表示部１１がより高周波な成分になるにつれて、立体像が第１表示部１１に近づいて認識される。
【００４９】
図９は、原画像Ｐ１０の周波数の調整の他の例を説明する図である。図９は、具体的には、原画像Ｐ１０の周波数特性２１を示している。横軸は周波数を示し、縦軸は画素値を示す。制御部１３は、ハイパスフィルタおよびローパスフィルタの代わりに、バンドパスフィルタを用いることにより、第１画像Ｐ１１および第２画像Ｐ１２を生成することもできる。
【００５０】
図９（ａ）は、バンドパスフィルタを用いて第１画像Ｐ１１および第２画像Ｐ１２を生成する場合を説明する図である。制御部１３は、原画像Ｐ１０にバンドパスフィルタを施して第１画像Ｐ１１を生成する。ここでは、第１画像Ｐ１１は、原画像Ｐ１０の周波数がバンドパスフィルタを通過する範囲４１に調整された画像である。この場合には、第１範囲は、バンドパスフィルタを通過する範囲４１である。また、制御部１３は、バンドパスフィルタ外の範囲４２を第２画像Ｐ１２として生成する。この場合には、第２範囲は、バンドパスフィルタ外の範囲４２である。
【００５１】
図９（ｂ）は、バンドパスフィルタの範囲を変化させる場合を説明する図である。制御部１３は、原画像Ｐ１０の周波数に応じて、バンドパスフィルタの範囲を変化させることができる。図示するように、バンドパスフィルタを通過する範囲４１を、低周波側の範囲４３に変化させる。高周波帯域と同様に、主成分周辺の周波数帯域も画像を特徴付ける周波数帯域となるので、この領域を含むようにバンドパスフィルタの範囲を変化させるとよい。すなわち、バンドパスフィルタの範囲を変化させることにより、画素値のピーク周辺の範囲と、それ以外の範囲とに分けるとよい。
【００５２】
以上の説明では、一つのバンドパスフィルタを用いたが、複数のバンドパスフィルタを用いてもよい。例えば、画素値のピークが二つ存在する場合には、それぞれのピークに合わせて互いに異なるバンドパスフィルタを施してもよい。また、原画像Ｐ１０の周波数に応じて、使用するバンドパスフィルタの数を変えてもよい。
【００５３】
図１０は、原画像Ｐ１０の周波数の調整の他の例を説明する図である。図１０（ａ）は、原画像Ｐ１０の一例を示す図である。図示するように、原画像Ｐ１０は、被写体として奥側に写る山５１と手前側に写る人物５２とを含む。この場合には、原画像Ｐ１０の領域毎に主要周波数帯が異なる。具体的には、手前側に写る人物５２には高周波成分が多く含まれるのに対して、奥側に写る山５１には低周波数成分が多く含まれる。そこで、制御部１３は、原画像Ｐ１０における特徴のある領域毎に周波数解析して、主成分の多い周波数帯を算出する。具体的には、人物５２が写っている領域Ａおよび山５１が写っている領域Ｂのそれぞれを周波数解析して、領域Ａにおける主成分の多い周波数帯、領域Ｂにおける主成分の多い周波数帯を算出する。
【００５４】
その後、領域Ａおよび領域Ｂの各領域において提示する奥行き位置に合わせてバンドパスの幅、位置を調整するとよい。ここで、領域の検出については、被写体が人物、ペット等であれば、公知の人物検出技術、動物検出技術を使用することができる。そして、検出した領域と、その他の領域に区別することができる。また、被写体が山等の静止物であれば、サリエンシーマップから領域を区別して、周波数解析すべき領域を決定することができる。
【００５５】
図１０（ｂ）は、二つのバンドパスフィルタを用いる場合を説明する図である。具体的には、原画像Ｐ１０の周波数特性２１を示している。ここでは、原画像Ｐ１０の周波数特性２１は、図１０（ａ）に対応しており、すなわち、低周波側のピークは山５１に対応し、高周波側のピークは人物５２に対応している。横軸は周波数を示し、縦軸は画素値を示す。
【００５６】
制御部１３は、原画像Ｐ１０に第１バンドパスフィルタを施して第１画像Ｐ１１を生成する。ここでは、第１画像Ｐ１１は、原画像Ｐ１０の周波数が第１バンドパスフィルタを通過する範囲５３に調整された画像である。この場合には、第１範囲は、第１バンドパスフィルタを通過する範囲５３である。より詳細には、第１範囲は、領域Ａにおける主成分の多い周波数帯、すなわち人物５２の周波数帯である。また、制御部１３は、原画像Ｐ１０に第１バンドパスフィルタとは異なる第２バンドパスフィルタを施して第２画像Ｐ１２を生成する。ここでは、第２画像Ｐ１２は、原画像Ｐ１０の周波数が第２バンドパスフィルタを通過する範囲５４に調整された画像である。この場合には、第２範囲は、第２バンドパスフィルタを通過する範囲５４である。より詳細には、第２範囲は、領域Ｂにおける主成分の多い周波数帯、すなわち山５１の周波数帯である。
【００５７】
そうすると、人物５２を含む第１画像Ｐ１１は、観察者１から見て奥側に表示され、山５１を含む第２画像Ｐ１２は、観察者から見て手前側に表示されることになる。このように、表示される画像の位置関係が、原画像Ｐ１０の被写体の位置関係と逆転している場合には、制御部１３は、第１画像Ｐ１１を手前に表示し、第２画像Ｐ１２を奥に表示してもよい。すなわち、制御部１３は、原画像Ｐ１０の被写体の位置関係に応じて、第１画像Ｐ１１および第２画像Ｐ１２を表示させる位置を変化させてもよい。
【００５８】
以上のように、制御部１３は、原画像Ｐ１０の周波数から互いに異なる周波数帯域を取得して、それらを第１画像Ｐ１１、第２画像Ｐ１２として表示する。さらに、周波数帯域の幅と位置を変化させることにより、観察者１により知覚される奥行位置を変化させることができる。
【００５９】
なお、第１画像Ｐ１１と第２画像Ｐ１２は、全体として原画像Ｐ１０の周波数の全てを含んでいるわけではないものの、第１画像Ｐ１１と第２画像Ｐ１２はそれぞれ、画像を特徴付ける部分を含んでいる。したがって、観察者１は、第１画像Ｐ１１と第２画像Ｐ１２とを立体視することができる。なお、第１バンドパスフィルタと第２バンドパスフィルタは、互いに重畳する周波数帯域を有してもよい。
【００６０】
ここで、被写界深度が深い原画像Ｐ１０を被写界深度が浅い画像として観察者１に認識させる場合について説明する。被写界深度が浅い場合には、手前の被写体にピントが合っており、奥の被写体がぼけている場合がある。このような画像として認識させるには、図１０を例に挙げて説明すれば、手前の被写体である人物５２はなるべくぼかさずに、奥の被写体である山５１を多少ぼかし、かつ、奥側に知覚されるように、すなわち低周波数成分をより含むように周波数調整するとよい。山５１を奥側に知覚させることにより、人物５２をより強調することができる。逆に、奥の被写体にピントが合っており、手前の被写体がぼけている場合には、手前の被写体である人物５２を多少ぼかし、かつ手前側に知覚させるように、すなわち低周波成分をより含むように周波数調整するとよい。
【００６１】
以上の説明では、表示装置１０が周波数成分を調整する機能、すなわち制御部１３を備えたが、他の装置が周波数成分を調整する機能を備えてもよい。この場合には、表示装置１０は、周波数成分が調整された画像を他の装置から取得すればよい。表示装置１０が、例えばヘッドマウントディスプレイのような、比較的処理能力が低い装置として実現される場合に、特に有効である。
【００６２】
以上の説明では、第１画像Ｐ１１の周波数成分と第２画像Ｐ１２の周波数成分との両方を調整したが、一方の画像の周波数成分を固定し、他方の画像の周波数成分のみを調整してもよい。すなわち、第１画像Ｐ１１の周波数成分と第２画像Ｐ１２の周波数成分とを相対的に調整できればよい。これにより、立体像の奥行き位置を調整することができる。
【００６３】
以上説明したように、原画像にフィルタを施すことにより、画素値が変化する。したがって、フィルタの種類、フィルタの係数により、画素値を調整することもできる。画素値は明るさに相関するので、フィルタの種類、フィルタの係数により、画像全体としての輝度を制御することもできる。なお、光学像の明るさから受ける印象を変えることなく、原画像にフィルタを施すこともできる。さらに、第１画像Ｐ１１および第２画像Ｐ１２の輝度を調整してもよい。図１０を例に挙げてより詳細に説明すると、周波数調整により山５１、人物５２の被写体単位で切り分けた後、さらに、山５１、人物５２の部分単位に輝度を調整してもよい。例えば人物５２の鼻の輝度を耳の輝度よりも高くする。これにより、鼻をより手前に、耳を奥に認識させることができる。
【００６４】
以上の説明では、第１画像Ｐ１１および第２画像Ｐ１２は、同一の原画像Ｐ１０から生成されたが、互いに類似する原画像であれば、別々の原画像から生成されてもよい。この場合にも、立体視を実現することができる。
【００６５】
以上の説明では、第１画像Ｐ１１の全体および第２画像Ｐ１２の全体を立体視の対象としたが、第１画像Ｐ１１の一部および当該一部に対応する第２画像Ｐ１２の一部のみを立体視の対象としてもよい。この場合には、制御部１３は、第１画像Ｐ１１に含まれる第１領域と、第２画像Ｐ１２に含まれる、第１領域に対応する第２領域とが一致するように、第１表示部１１と第２表示部１２とに表示させる。ここで、第１領域と第２領域は、立体視させる対象である。以上のように構成することにより、観察者１に対して、画像の一部のみを立体視させることができる。
【００６６】
以上の説明では、制御部１３が表示制御部の機能を担う構成であったが、他の要素が表示制御部の機能を担ってもよい。例えば、第１表示部１１および第２表示部１２が、表示制御部の機能を担う構成であってもよい。
【００６７】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００６８】
１  観察者、１０  表示装置、１１  第１表示部、１２  第２表示部、１３  制御部、１４  記憶部、２１  周波数特性、２２  周波数特性、２３  周波数特性、３１  閾値、３２  閾値、４１  範囲、４２  範囲、４３  範囲、５１  山、５２  人物、５３  範囲、５４  範囲、１１０  表示面、１２０  表示面
【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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【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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