(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左目用の画像と右目用の画像を並べて表示する表示手段を有する携帯端末装置と、前記表示手段が表示する左目用の画像と右目用の画像を仕切り板で分離してユーザの左目と右目で観察させる３Ｄビューワを有する３次元画像表示システムであって、
前記携帯端末装置のインカメラが撮影した前記３Ｄビューワの画像データから前記仕切り板の位置を算出する仕切り板位置演算手段と、
前記仕切り板の位置に合わせて左目用の画像と右目用の画像を変位させて前記表示手段に表示させる画像表示位置補正手段を有することを特徴とする３次元画像表示システム。
【請求項２】
左目用の画像と右目用の画像を並べて表示する表示手段を有する携帯端末装置と、前記表示手段が表示する左目用の画像と右目用の画像を仕切り板で分離してユーザの左目と右目で観察させる３Ｄビューワを用いる３次元画像表示方法であって、
前記仕切り板を前記携帯端末装置のインカメラで撮影し、
仕切り板位置演算手段によって、前記インカメラが撮影した画像データを画像処理することで前記仕切り板の位置を算出し、
画像表示位置補正手段によって、前記仕切り板の位置に合わせて左目用の画像と右目用の画像を変位させて前記表示手段に表示させることを特徴とする３次元画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステレオ撮影手段で左目用の画像と右目用の画像とのステレオペア画像を撮影し、そのステレオペア画像をスマートフォンなどの携帯端末装置の表示手段で表示し３Ｄビューワを用いてユーザに３次元画像を観察させる３次元画像表示システム及び３次元画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人間が物を立体として認識するのは、その物を左右の目で、角度を変えて見ているからであり、このように、人間の両眼の視差と同じ角度になるように、一つの物を見る角度を変えて表した少なくとも２つの画像を、左右の目にそれぞれ振り分けて提示すれば、両眼の画像が脳内で同時に知覚・合成されるため、立体的な感覚を得ることができる。そして、このような画像を立体視するためのステレオビューワ（３Ｄビューワ）が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、双眼レンズとアームと仕切り板と支持手段からなり、仕切り板の側面と支持手段の間に携帯端末装置などの画像表示装置を挟み、双眼レンズを通して画像表示装置の画像を立体視するステレオビューワ（３Ｄビューワ）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１９０４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の技術では、携帯端末装置をステレオビューワ（３Ｄビューワ）に取り付ける場合に、ステレオビューワ（３Ｄビューワ）の仕切り板を、携帯端末装置の表示手段に表示される左目用の画像と右目用の画像の境界線の位置に正確に位置合わせする必要がある。その位置合わせが煩雑であってステレオビューワ（３Ｄビューワ）の操作性を悪くしている問題があった。
【０００６】
特に、ユーザがステレオビューワ（３Ｄビューワ）で表示手段に表示された動画等の映像を鑑賞中に携帯端末装置の設置位置がずれた場合は、ユーザは動画の鑑賞を中断して再度ステレオビューワ（３Ｄビューワ）に携帯端末装置の位置を合わせ直す必要があり、また、動画を中断された時点まで戻して再開しなければならず、ユーザの映像の鑑賞性を著しく害する問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、前記従来技術の不都合を改善し、携帯端末装置に表示した映像をステレオビューワ（３Ｄビューワ）で鑑賞中に、携帯端末装置の設置位置がずれた場合にも、それによる映像のずれを速やかに回復し、ユーザの映像の鑑賞性を良好に保つことができる３次元画像表示システムを提供することにある。
【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ために、左目用の画像と右目用の画像を並べて表示する表示手段を有する携帯端末装置と、前記表示手段が表示する左目用の画像と右目用の画像を仕切り板で分離してユーザの左目と右目で観察させる３Ｄビューワを有する３次元画像表示システムであって、
前記携帯端末装置のインカメラが撮影した前記３Ｄビューワの画像データから前記仕切り
板の位置を算出する仕切り板位置演算手段と、
前記仕切り板の位置に合わせて左目用の画像と右目用の画像を変位させて前記表示手段に表示させる画像表示位置補正手段を有することを特徴とする３次元画像表示システムである。
【０００９】
本発明は、これにより、３Ｄビューワに設置する携帯端末装置の位置がずれても、携帯端末装置の表示手段に常に左目用の画像と右目用の画像の境界の位置を仕切り板の位置に合わせて表示する事ができる効果がある。
【００１０】
また、本発明は、左目用の画像と右目用の画像を並べて表示する表示手段を有する携帯端末装置と、前記表示手段が表示する左目用の画像と右目用の画像を仕切り板で分離してユーザの左目と右目で観察させる３Ｄビューワを用いる３次元画像表示方法であって、
前記仕切り板を前記携帯端末装置のインカメラで撮影し、
仕切り板位置演算手段によって、前記インカメラが撮影した画像データを画像処理することで前記仕切り板の位置を算出し、
画像表示位置補正手段によって、前記仕切り板の位置に合わせて左目用の画像と右目用の画像を変位させて前記表示手段に表示させることを特徴とする３次元画像表示方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の３次元画像表示システムは、仕切り板位置演算手段が、インカメラが撮影した画像データを画像処理することで前記仕切り板の位置を算出し、画像表示位置補正手段が、仕切り板の位置に合わせて左目用の画像と右目用の画像を変位させて、左目用の画像と右目用の画像の境界の位置を３Ｄビューワの仕切り板の位置に合わせて携帯端末装置の表示手段に表示させる。
【００１２】
これにより、本発明は、ユーザが３Ｄビューワによる立体映像の鑑賞中に３Ｄビューワに設置した携帯端末装置の位置がずれても、常に、左目用の画像と右目用の画像の境界の位置を仕切り板の位置に合わせて表示手段に表示する事ができるので、ユーザが継続してステレオペア画像による立体映像を鑑賞することが可能という効果がある。
【００１３】
また、本発明は、３Ｄビューワに最初に設置する携帯端末装置の位置が基準位置からずれて設置されても、常に、左目用の画像と右目用の画像の境界の位置を仕切り板の位置に合わせて表示手段に表示する事ができるので、３Ｄビューワへの携帯端末装置の設置位置の微調整が不要になり、携帯端末装置が簡単に３Ｄビューワへ設置できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態の３次元画像表示システムをあらわす機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態の３次元画像表示システムに用いる３Ｄビューワを正面斜め上から見た様子を模式的に示した斜視図である。
【図３】本発明の実施形態の３次元画像表示システムに用いる３Ｄビューワを、前面板を手前に倒して正面斜め上から見た様子を模式的に示した斜視図である。
【図４】本発明の実施形態の携帯端末装置の表示手段に表示する左目用の画像と右目用の画像と３Ｄビューワの仕切り板との関係をあらわす図である。（ａ）３Ｄビューワに設置する携帯端末装置の位置がずれた場合をあらわす図である。（ｂ）画像表示位置補正手段が、表示手段上の画像の表示位置を補正した場合をあらわす図である。
【図５】本発明の実施形態の３次元画像表示システムの動作手順をあらわすフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態につき図１から図５を参照して説明する。
【００１６】
（３次元画像表示システムの構成）
図１は本発明の第１の実施形態の３次元画像表示システムをあらわす機能ブロック図である。本実施形態では、携帯端末装置２０としてインカメラ付きの携帯電話やスマートフォンやタブレット端末装置を用いる。
【００１７】
本実施形態の３次元画像表示システムは、図１のブロック構成図のように、左目用の画像２１ａと右目用の画像２１ｂとのステレオペア画像を撮影するステレオ撮影手段４０と、携帯端末装置２０と３Ｄビューワ１００で構成する。携帯端末装置２０は、少なくとも表示手段２１とユーザ側カメラ（インカメラ）２２を有する。
【００１８】
３次元画像表示システムは、携帯端末装置２０の表示手段２１に、ステレオペア画像の左目用の画像２１ａと右目用の画像２１ｂを並べて表示させる。そして、図２と図３の様な、仕切り板１３を有する３Ｄビューワ１００を携帯端末装置２０の表示手段２１の上に被せる。それにより、携帯端末装置２０の表示手段２１に表示した左目用の画像２１ａと右目用の画像２１ｂを３Ｄビューワ１００の仕切り板１３で分けて、双眼レンズ部２からユーザ３０の左目と右目に独立に観察させる。
【００１９】
携帯端末装置２０は、制御手段のプログラムで構成する位置ずれ補正手段を有する。位置ずれ補正手段は、インカメラ画像データ入力手段２３と仕切り板位置演算手段２４とステレオペア画像データ入力手段２５と画像表示位置補正手段２６を含む。
【００２０】
位置ずれ補正手段のインカメラ画像データ入力手段２３がユーザ側カメラ（インカメラ）２２を制御して３Ｄビューワ１００を撮影した３Ｄビューワ画像１００ａのデータを入力する。
【００２１】
そして、仕切り板位置演算手段２４が、撮影した３Ｄビューワ画像１００ａの特徴を抽出する画像処理を行い演算することで、携帯端末装置２０に対する３Ｄビューワ１００の仕切り板１３の位置を計算する。
【００２２】
（ステレオ撮影手段４０）
ステレオ撮影手段４０は、携帯端末装置２０に備えることができる。例えば、ステレオ撮影手段４０として、携帯端末装置２０に、２つのステレオ撮影用デジタルカメラを人の両眼の２つの目の間隔と同じ間隔で設置することができる。
【００２３】
その２つのステレオ撮影用デジタルカメラで、観察対象物の左目用の画像２１ａと右目用の画像２１ｂのステレオペア画像を撮影する。
【００２４】
携帯端末装置２０にステレオ撮影手段４０として２つのステレオ撮影用デジタルカメラを設けることができる。その場合は、携帯端末装置２０の筐体の表示手段２１を設けた面とは反対側の面に筐体に一体的にカメラを固設する。この２つのステレオ撮影用デジタルカメラが、左目用の画像２１ａと右目用の画像２１ｂ（ステレオペア画像）を撮影する。
【００２５】
（変形例１）
ステレオ撮影手段４０は、携帯端末装置２０以外の装置に設けることができ、それによりステレオペア画像を撮影することができる。
【００２６】
図１のように、３次元画像表示システムの携帯端末装置２０が、そのステレオペア画像をステレオペア画像データ入力手段２５から取り込む。そして、そのステレオペア画像を
表示手段２１で表示してユーザ３０に観察させることができる。
【００２７】
例えば、ステレオ撮影手段４０として、１台のカメラで一度撮影を行った位置からカメラを水平方向に人間の目の間隔と同等の距離だけ移動させ、その位置から同じ被写体をもう一度撮影することによりステレオペア画像を撮影することができる。
【００２８】
また、２台のカメラを用いたステレオ撮影手段４０によりステレオペア画像を撮影することも可能である。
【００２９】
（３Ｄビューワ）
３Ｄビューワ１００は、携帯端末装置２０の表示手段２１の上に被せて、携帯端末装置２０の表示手段２１に表示したステレオペア画像の左目用の画像２１ａと右目用の画像２１ｂを仕切り板１３で分けて、双眼レンズ部２からユーザの左目と右目に独立にステレオペア画像を観察させる。
【００３０】
図２は、本実施形態の３Ｄビューワ１００の一例を正面斜め上から見た様子を模式的に示した説明図であり、図３は、本実施形態の３Ｄビューワ１００の一例の前面板を手前に倒して正面斜め上から見た様子を模式的に示した説明図である。
【００３１】
本実施形態の３Ｄビューワ１００は、図２、図３に示すように、前面板１には、双眼レンズの取り付けられる位置に２つの貫通孔が設けられ、ここに、プラスチック製の双眼レンズが取り付けられた双眼レンズ部２が設けられている。
【００３２】
また、前面板１の左右中央下端には、下面板３にかけて鼻よけ部４が窪んで設けられ、使用者が双眼レンズを通して３Ｄ画像を見るときに鼻が当たって見にくくならないようになっている。
【００３３】
また、双眼レンズ部２を設けた前面板１の左右には、左側面板５と右側面板６が手前に延びていて、外光遮蔽板７、８となり、３Ｄ画像を見るときに外部からの光が邪魔にならないようになっている。
【００３４】
上面板９と背面板１０との間に隙間が設けられていて、携帯端末装置２０を収納部１１に収納するときに携帯端末装置２０を差し込む差し込み口１２になっている。
【００３５】
このように、双眼レンズ部２と携帯端末装置２０の収納部１１の間は、左側面板５と右側面板６、下面板３、上面板９からなる外壁で囲まれている。そのため、外部からの光が入りにくくなっていて、携帯端末装置２０の表示手段２１の画面が見えにくくなることが無いようにする。
【００３６】
そして、双眼レンズ部２と、携帯端末装置２０を収納する収納部１１の間に、２つのレンズを仕切る仕切り板１３が設けられている。仕切り板１３は、上面板９から延びて、下面板３に固定されている。
【００３７】
差込部１２から差し込んで収納部１１に設置する携帯端末装置２０の種類が種々あり、寸法が種々ある。それらの携帯端末装置２０は、差込部１２から差し込んで収納部１１に設置した後に携帯端末装置２０と背面板１０を一緒に挟んで留めるクリップ等の留め具を用いて携帯端末装置２０を背面板１０に固定する。
【００３８】
（変形例２）
変形例２として、寸法の大きな携帯端末装置２０を設置する３Ｄビューワ１００として
、大きな背面板１０を用い、その背面板１０から携帯端末装置２０の寸法程度の大きな間隔をあけた位置に前面板１を設置した３Ｄビューワ１００を用いることもできる。
【００３９】
（携帯端末装置）
本実施形態の３次元画像表示システムで用いる携帯端末装置２０は、表示手段２１と、表示手段２１の側に筐体に一体的に固設されているユーザ側カメラ（インカメラ）２２を備える。携帯端末装置２０には、インカメラ付きの携帯電話やスマートフォンやタブレット端末装置等を用いる。
【００４０】
また、図１のブロック図のように、携帯端末装置２０の制御手段のプログラムによって位置ずれ補正手段を構成する。位置ずれ補正手段は、インカメラ画像データ入力手段２３と仕切り板位置演算手段２４とステレオペア画像データ入力手段２５と画像表示位置補正手段２６を含む。
【００４１】
（表示手段）
携帯端末装置２０の表示手段２１は液晶モニタ等によって構成し、携帯端末装置２０のユーザの観察面側に設置する。本実施形態の携帯端末装置２０は、表示手段２１に、ステレオペア画像の左目用の画像２１ａと右目用の画像２１ｂを、画面中に左右に配置するように並べて表示する。
【００４２】
（インカメラ画像データ入力手段）
携帯端末装置２０のインカメラ画像データ入力手段２３が、先ず、ユーザ側カメラ（インカメラ）２２に、携帯端末装置２０の表示手段２１の上に被せた３Ｄビューワ１００の内面を撮影させて３Ｄビューワ画像１００ａのデータを作成して記憶する。
【００４３】
例えば、携帯端末装置２０のインカメラ画像データ入力手段２３が、インカメラ２２に、３Ｄビューワ１００の双眼レンズ部２の内面に印刷した位置合わせ用マークを撮影させて、３Ｄビューワ画像１００ａのデータを作成する。
【００４４】
（仕切り板位置演算手段）
次に、仕切り板位置演算手段２４がその３Ｄビューワ画像１００ａのデータを処理することで、３Ｄビューワ画像１００ａのデータから位置合わせ用マークの特徴点を抽出して位置合わせ用マークの位置を検出する。
【００４５】
次に、仕切り板位置演算手段２４が、３Ｄビューワ１００の位置合わせ用マークとインカメラ２２との相対位置を演算し、最終的に、３Ｄビューワ１００の仕切り板１３と携帯端末装置２０との相対位置を演算する。
【００４６】
（画像表示位置補正手段）
携帯端末装置２０は、ステレオペア画像をステレオペア画像データ入力手段２５から取り込む。次に、携帯端末装置２０の画像表示位置補正手段２６が、仕切り板位置演算手段２４が演算した仕切り板１３の位置に応じて表示手段２１上の画像の表示位置を補正したステレオペア画像並列表示データ２７を作成し表示手段２１に表示させる。
【００４７】
それにより、表示手段２１に表示する左目用の画像２１ａと右目用の画像２１ｂの境界の位置を仕切り板１３の位置に合わせる。すなわち、携帯端末装置２０に設置する３Ｄビューワ１００と携帯端末装置２０の相対的な位置関係が変わっても、携帯端末装置２０の表示手段２１に表示する左目用の画像２１ａと右目用の画像２１ｂの境界の位置を仕切り板１３の位置に合わせる。
【００４８】
例えば、３Ｄビューワ１００に携帯端末装置２０を挟み込んで設置した際に、３Ｄビューワ１００への携帯端末装置２０の設置位置がずれて設置された場合に、図４（ａ）のように、携帯端末装置２０の表示手段２１に表示する左目用の画像２１ａと右目用の画像２１ｂの境界の位置と３Ｄビューワ１００の仕切り板１３の位置がずれる。
【００４９】
その場合に、図４（ｂ）のように、画像表示位置補正手段２６が、仕切り板１３の位置に応じて表示手段２１上の画像の表示位置を補正したステレオペア画像並列表示データ２７を作成し表示手段２１に表示させる。これにより、表示手段２１に表示する左目用の画像２１ａと右目用の画像２１ｂの境界の位置を３Ｄビューワ１００の仕切り板１３の位置に合わせる。
【００５０】
こうして、仕切り板位置演算手段２４と画像表示位置補正手段２６により、３Ｄビューワ１００から見た携帯端末装置２０の表示手段２１上のステレオペア画像の左目用の画像２１ａと右目用の画像２１ｂの境界の位置を常に仕切り板１３の位置に合わせることができる効果がある。
【００５１】
（動作手順）
次に、図５のフローチャートを参照して、本実施形態の３次元画像表示システムの動作手順を説明する。
【００５２】
（ステップＳ１）
ユーザ３０が、携帯端末装置２０の表示手段２１に、ステレオペア画像並列表示データ２７の左目用の画像２１ａと右目用の画像２１ｂを並列表示させる。
【００５３】
（ステップＳ２）
次にユーザ３０が、携帯端末装置２０の位置ずれ補正手段を起動させた上で、携帯端末装置２０を３Ｄビューワ１００の差し込み口１２に差し込む。
【００５４】
（ステップＳ３）
３Ｄビューワ１００の差し込み口１２に差し込まれた携帯端末装置２０は、その制御手段による位置ずれ補正手段のインカメラ画像データ入力手段２３が、インカメラ２２を作動させて１ショットの３Ｄビューワ画像１００ａを撮影する。
【００５５】
（ステップＳ４）
次に、位置ずれ補正手段の仕切り板位置演算手段２４が、その１ショットの３Ｄビューワ画像１００ａのデータから位置合わせマーク等の特徴点を抽出することで、３Ｄビューワ１００の位置を計算する。そして、その３Ｄビューワ１００の位置から、カメラ座標系を基準とする仕切り板１３の位置（Ｘ，Ｙ）を計算し、その結果を一時記憶する。
【００５６】
（ステップＳ５）
次に、画像表示位置補正手段２６が、仕切り板位置演算手段２４が検出した仕切り板１３の位置に応じて、表示手段２１に表示する左目用の画像２１ａと左目用の画像２１ｂの表示位置を補正したステレオペア画像並列表示データ２７を作成し、表示手段２１に表示させる。
【００５７】
（ステップＳ６）
ユーザ３０が、３Ｄビューワ１００の前面板１の双眼レンズ部２から、携帯端末装置２０の表示手段２１に表示されたステレオペア画像並列表示データ２７の左目用の画像２１ａと右目用の画像２１ｂを左目と右目で観察して立体視画像を鑑賞する。
【００５８】
以上のステップＳ３ステップＳ６の処理を繰り返す。ユーザ３０が３Ｄビューワ１００で表示手段２１に表示された映像を鑑賞中に携帯端末装置２０の設置位置がずれた場合には、位置ずれ補正手段が、ステレオペア画像並列表示データ２７の表示位置を補正することで、３Ｄビューワ１００に対する表示画像の相対位置を一定に維持して表示する。
【００５９】
これにより、ユーザが映像を鑑賞中に携帯端末装置２０の設置位置がずれても、ユーザが映像を中断せずに鑑賞を続けることができ、３Ｄビューワ１００の利便性が向上できる効果がある。
【符号の説明】
【００６０】
１・・・前面板
２・・・双眼レンズ部
３・・・下面板
４・・・鼻よけ部
５・・・左側面板
６・・・右側面板
７、８・・・外光遮蔽板
９・・・上面板
１０・・・背面板
１１・・・収納部
１２・・・差し込み口
１３・・・仕切り板
２０・・・携帯端末装置
２１・・・表示手段
２１ａ・・・左目用の画像
２１ｂ・・・右目用の画像
２２・・・ユーザ側カメラ（インカメラ）
２３・・・インカメラ画像データ入力手段
２４・・・仕切り板位置演算手段
２５・・・ステレオペア画像データ入力手段
２６・・・画像表示位置補正手段
２７・・・ステレオペア画像並列表示データ
３０・・・ユーザ
４０・・・ステレオ撮影手段
１００・・・３Ｄビューワ
１００ａ・・・３Ｄビューワ画像
【図１】
0006555037.tif 000002
【図２】
0006555037.tif 000003
【図３】
0006555037.tif 000004
【図４】
0006555037.tif 000005
【図５】
0006555037.tif 000006