(57)【要約】【課題】立体画像上での任意の位置を指示することができ、立体ポインタによる表示操作を行うことができる立体画像表示システムおよび立体ポインタの表示方法を提供する。【解決手段】右眼用と左眼用の視差画像を互いに異なる偏光軸で照射する立体画像表示装置において、立体画像上に任意の位置を光ビームによって指示する立体ポインタと、該立体ポインタの指示する位置を該立体画像表示装置の表面から検出するポインタ検出部と、該右眼用と該左眼用の視差画像それぞれに対し該立体ポインタの指示する位置に対応する位置にカーソルを生成する画像処理部と、該立体ポインタからの操作信号を受信する受信部を備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
右眼用と左眼用の視差画像を互いに異なる偏光軸で照射する立体画像表示装置において，立体画像上に任意の位置を光ビームによって指示する立体ポインタと，該立体ポインタの指示する位置を該立体画像表示装置の表示画面から検出するポインタ検出部と，該右眼用と該左眼用の視差画像それぞれに対し該立体ポインタの指示する位置に対応する位置にカーソルを生成する画像処理部と，該立体ポインタからの操作信号を受信する受信部を備えることを特徴とする立体画像表示システム。
【請求項２】
前記立体ポインタにおいて，少なくとも１つのボタン部と，前記受信部との間で該ボタン部の操作信号を受送信する通信部を有することを特徴とする請求項１の立体画像表示システム。
【請求項３】
前記ポインタ検出部において，表示画面を撮影する撮影部を備えることを特徴とする請求項１〜３の立体画像表示システム。
【請求項４】
前記立体画像表示システムにおいて，立体画像上の任意の位置を赤外線によって指示する立体ポインタと，該立体ポインタの指示する位置を該立体画像表示装置の表示画面から赤外線センサーによって検出するポインタ検出部と，該右眼用と該左眼用の視差画像それぞれに対し該立体ポインタの指示する位置に対応する位置にカーソルを生成する画像処理部と，該立体ポインタからの操作信号を受信する受信部を備えることを特徴とする請求項１の立体画像表示システム。
【請求項５】
前記立体画像表示システムにおいて，前記画像処理部と前記受信部を一体化することを特徴とする請求項４の立体画像表示システム。
【請求項６】
前記立体画像表示システムにおいて，前記ポインタ検出部と前記受信部を一体化することを特徴とする請求項４の立体画像表示システム。
【請求項７】
前記立体画像上の任意の位置に立体カーソルを生成する方法において，前記立体画像表示装置の表示画面の座標系を設定するステップと，前記立体ポインタの表示画面の位置座標から一つの視差画像のポインタ位置座標を演算し，カーソルを生成するステップと，該ポインタ位置座標に基づいてもう一つの視差画像の対応する位置座標を演算し，カーソルを生成する手段からなる立体カーソル生成方法。
【請求項８】
前記立体画像上の任意の位置に立体カーソルを生成する方法において，前記立体画像表示装置の表示画面の座標系を設定するステップと，前記立体ポインタの表示画面の位置座標に基づいて前記右眼用と左眼用の視差画像のそれぞれに対応する位置を演算し，それぞれにカーソルを生成するステップと，該カーソルの視差を変化する手段からなる立体カーソル生成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は博物館，展示会，プレゼンテーションなどにおいて立体画像上での任意の位置を指示することが出来る立体画像表示システムおよび立体ポインタの表示方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来，右眼画像と左眼画像を入力することにより立体視を可能とした立体画像表示装置が知られている。立体画像表示装置の表示方式は特殊めがねを使用する方法と使用しない方式に分けられる。現在，多人数で観察することができる特殊めがねを使用する方式が主流になっており，特に偏光めがねを使用する方式は偏光めがねが安価であることから，展示会，博物館等で多く使用されている。
しかし表示される立体画像上では，レーザポインタで光学的に位置を指すことは難しい。なぜなら，立体画像では右眼画像と左眼画像とが異なるため，指示する位置が２箇所になるからである。そのため，画像処理装置にＰＣを用い，カーソルを立体表示することによって立体画像上で位置を指示する方法が示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
立体画像上で位置を指示する方法には画像処理装置にＰＣを用い，カーソルを立体表示する方法が知られている。
【０００４】
しかし，実際にプレゼンテーション等を行う場合，説明をしながらマウス操作をすることは煩わしく，一般的なプレゼンテーションには適さない。
【０００５】
また，立体画像の拡大，縮小や複数の立体画像の切り替え等の操作を行う場合も，マウス操作よりもポインタで操作するほうがより簡便で望ましい。
【０００６】
本発明は，立体画像上での任意の位置を指示することができ，立体ポインタによる表示操作を行うことができる立体画像表示システムおよび立体ポインタの表示方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
右眼用と左眼用の視差画像を互いに異なる偏光軸で照射する立体画像表示装置において，立体画像上に任意の位置を光ビームによって指示する立体ポインタと，該立体ポインタの指示する位置を該立体画像表示装置の表示画面から検出するポインタ検出部と，該右眼用と該左眼用の視差画像それぞれに対し該立体ポインタの指示する位置に対応する位置にカーソルを生成する画像処理部と，該立体ポインタからの操作信号を受信する受信部を備えることを特徴とする。
【０００８】
前記立体ポインタにおいて，少なくとも１つのボタン部と，前記受信部との間で該ボタン部の操作信号を受送信する通信部を有することを特徴とする。
【０００９】
前記ポインタ検出部において，表示画面を撮影する撮影部を備えることを特徴とする。
【００１０】
前記立体画像表示システムにおいて，立体画像上の任意の位置を赤外線によって指示する立体ポインタと，該立体ポインタの指示する位置を該立体画像表示装置の表示画面から赤外線センサーによって検出するポインタ検出部と，該右眼用と該左眼用の視差画像それぞれに対し該立体ポインタの指示する位置に対応する位置にカーソルを生成する画像処理部と，該立体ポインタからの操作信号を受信する受信部を備えることを特徴とする。
【００１１】
前記立体画像表示システムにおいて，前記画像処理部と前記受信部を一体化することを特徴とする。
【００１２】
前記立体画像表示システムにおいて，前記ポインタ検出部と前記受信部を一体化することを特徴とする。
【００１３】
前記立体画像上の任意の位置に立体カーソルを生成する方法において，前記立体画像表示装置の表示画面の座標系を設定するステップと，前記立体ポインタの表示画面の位置座標から一つの視差画像のポインタ位置座標を演算し，カーソルを生成するステップと，該ポインタ位置座標に基づいてもう一つの視差画像の対応する位置座標を演算し，カーソルを生成する手段からなることを特徴とする。
【００１４】
前記立体画像上の任意の位置に立体カーソルを生成する方法において，前記立体画像表示装置の表示画面の座標系を設定するステップと，前記立体ポインタの表示画面の位置座標に基づいて前記右眼用と左眼用の視差画像のそれぞれに対応する位置を演算し，それぞれにカーソルを生成するステップと，該カーソルの視差を変化する手段からなることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
［実施形態１］
以下に本実施形態１の説明を行う。ここで右眼画像を表示する構成要素には「Ｒ」の添え字を，左眼画像を表示する構成要素には「Ｌ」の添え字を付して示す。
【００１６】
図１は本実施形態１の形態図である。立体画像表示装置１は液晶リアプロジェクションを使用して設計されており，偏光めがね方式を採用している。立体画像表示装置１の表示原理としては，例えば，スクリーン１ａの背面に右眼画像２０Ｒと左眼画像２０Ｌを表示する２台の液晶プロジェクターが装備されている。液晶プロジェクターの投射部には互いに偏光軸が直交する偏光板が配置されており，そのため右眼画像２０Ｒと左眼画像２０Ｌは互いに直交する直線偏光からなっている。観察者は偏光めがねをかけて立体画像２１を観察する。
【００１７】
立体画像表示装置１は画像処理部２から画像データを入力し表示している。画像処理部２はＰＣと立体ポインタからの操作信号を受信する受信部等で構成される。画像処理部２は蓄積される左右眼画像のデータの拡大，縮小や複数の画像データの切り替え等の画像処理を行い，画像データを立体画像表示装置１に出力する。さらに画像処理部２は図３を参照して後述する立体ポインタ４からのクリック操作の情報を受信し，その操作に従って画像処理を行うこともできる。
【００１８】
観察者は立体ポインタ４で立体画像２１上での任意の位置２２を指示することができる。立体ポインタ４からは赤外線が立体画像２１に向けて照射される。そして立体画像２１上の位置２２を指示する赤外線はスクリーン１ａ上のポインタ位置２３に照射される。
【００１９】
ポインタ検出部３は赤外線センサーやデジタルカメラ等で構成され，スクリーン１ａ上のポインタ位置２３の座標を検出し，座標データを画像処理部２に出力する。画像処理部２は座標データに基づき，立体カーソルを生成する。
【００２０】
図２は立体カーソル２４の生成の説明図を示している。立体ポインタ４で立体画像２１上の任意の位置２２を指示する場合，スクリーン１ａ上でポインタ位置は位置２３となる。画像処理部２はあらかじめスクリーン１ａの座標系と立体画像表示装置１に直接出力する右眼画像２０Ｒの座標系との関係付けをしており，右眼画像２０Ｒの位置２３に右眼用カーソル２４Ｒが生成される。次に右眼画像２０Ｒの位置２３に対応する左眼画像２０Ｌの位置に左眼用カーソル２４Ｌが生成される。立体ポインタ４が動く場合，以上の処理が繰り返され常に左右眼用カーソルが生成されることになる。よって観察者は立体画像２１上に立体カーソル２４を観察することができる。
【００２１】
図３は立体ポインタ４の概要図である。立体ポインタ４の先端は赤外線開口部４ａがあり，指示する位置へ赤外線が照射される。上部には右クリックボタン４ｂと左クリックボタン４ｃがあり，マウスのクリックボタンと同様の役割をする。クリックボタンの操作信号は画像処理装置２に送信される。操作信号を送信する通信部は内蔵されるため，図３では省略されている。操作信号は通常用いるマウスから画像処理部２へ出力される出力信号の形態と同じになるように設定されているため，立体画像２１の操作アイコンを操作することができる。
【００２２】
図４は本実施形態のメインルーチンを示すフローチャートである。まずＳ１００では立体画像２１の観察を行う前に，スクリーン１ａの座標系を示す座標画像を表示する。ポインタ検出部３は表示された座標画像からスクリーン１ａの座標系を記録する。Ｓ２００では，立体ポインタ４によってスクリーン１ａ上に照射されたポインタ位置２３をポインタ検出部３が検出する。Ｓ３００では，検出されたポインタ位置２３に従って画像処理部２が左右眼画像に立体カーソル２４を生成する。Ｓ４００では立体ポインタ４のクリック操作を画像処理部２が受信し，画像処理を行う。ここでクリック操作を行わない場合はＳ４００を省略しても構わない。Ｓ５００では再び観察者が立体ポインタ４を動作し，新たな位置を指示する場合はＳ１００に戻り，動作を終了する場合は全処理を終了する。
【００２３】
図５はＳ１００のスクリーン１ａ上の座標系の決定処理のフローチャートである。
【００２４】
Ｓ１０１では座標系が記された座標画像を右眼画像用のプロジェクターからスクリーン１ａ上に表示する。この座標画像によって，どの画素も２次元座標で表されるようになる。Ｓ１０２では，ポインタ検出部３がスクリーン１ａ上の座標画像を撮像し，Ｓ１０３ではスクリーン１ａの座標系を記録する。この処理で，スクリーン１ａ上における右眼画像２０Ｒの座標系が決定する。Ｓ１０４で表示を終了し，左眼画像用のプロジェクターを作動し，通常の立体画像２１の表示を行う。ここでは座標系の基準とする画像を右眼画像としたが，左眼画像でも同様の手順を行うことができる。
【００２５】
図６はＳ２００のスクリーン１ａ上のポインタ位置２３の検出のフローチャートである。観察者は立体ポインタ４で立体画像２１上の任意の位置２２を指示し，スクリーン１ａ上にはポインタ位置２３に赤外線が照射される。Ｓ２０１ではポインタ検出部３が赤外線センサーによってスクリーン１ａ上のポインタ位置２３を検出する。Ｓ２０２ではポインタ検出部３がＳ１００で決定した座標系からポインタ位置２３の座標を決定する。以上で処理を終了する。
【００２６】
図７はＳ３００の左右眼画像に立体カーソルを生成するフローチャートである。Ｓ３０１では，スクリーン１ａ上のポインタ位置２３の座標がポインタ検出部３から画像処理部２へ出力される。得られた座標はＳ１００で説明したように右眼画像２０Ｒを基準とした座標であるので，画像処理部２はポインタ位置２３から右眼画像２０Ｒのポインタ位置２３Ｒを求め，ポインタ位置２３Ｒに右眼用カーソル２４Ｒを生成する。Ｓ３０２では，画像処理部２はポインタ位置２３Ｒに対応する左眼画像２０Ｌのポインタ位置２３Ｌを演算する。左眼画像２０Ｌでポインタ位置２３の座標に対応する位置周辺において画像の相関関係をとることで演算を行い，より正確なポインタ位置２３Ｌを求める。Ｓ３０３では，演算されたポインタ位置２３Ｌに左眼用カーソル２４Ｌが生成される。Ｓ３０４では，左右眼画像にそれぞれカーソルが生成され，左右眼画像用のプロジェクターから表示されるので，観察者は立体画像２２上に立体カーソル２４を観察することができる。以上で処理を終了する。
【００２７】
図８はＳ４００の立体ポインタ４のクリック操作による画像処理のフローチャートである。あらかじめ立体画像２１を処理する操作アイコンは固定の位置に配置されるようになっており，その座標は画像処理部２に記録されている。Ｓ４０１では，画像処理部２はポインタ位置２３の座標と右眼画像の操作アイコンの座標を比較し，ポインタ位置２３が操作アイコン上にあるかを判定する。否定であれば，Ｓ４００の処理は終了する。肯定であればＳ４０２の処理に進む。Ｓ４０２では，観察者が立体ポインタ４にある右クリックボタン４ｂと左ボタンクリック４ｃを操作した場合，立体ポインタ４から画像処理部２へ操作信号が送信される。操作信号は通常用いるマウスから画像処理部２へ出力される出力信号の形態と同じになるように設定されている。このため立体ポインタ４から操作アイコンを操作することができる。クリック操作がされず操作信号が送信されない場合Ｓ４００の処理は終了する。Ｓ４０３では，画像処理部２は立体ポインタ４のクリック操作に従って画像処理を行う。以上で処理を終了する。
【００２８】
［実施形態２］
実施形態２では，立体画像表示装置１，画像処理部２，ポインタ検出部３は実施形態１と同様の機能を果たすため，同一の記号を用いている。また実施形態１と同様の役割を果たす機能，画像等は実施形態１と同一の記号を用いる。
【００２９】
図９は立体カーソルの生成の説明図である。スクリーン１ａの座標系を左右眼画像のデータに射影することによって左右眼画像の座標系を決定する。よってスクリーン１ａ上に照射されたポインタ位置２３に対し右眼画像２０Ｒと左眼画像２０Ｌのそれぞれ対応する位置に右眼用カーソル２４Ｒと左眼用カーソル２４Ｌが生成される。しかし，スクリーン１ａの背面にある２つのプロジェクターの配置から左右眼画像には歪みが生じるので，生成されるカーソルの位置は立体ポインタ４が指示する位置２２を正確には示さない。そのため観察者は右眼用カーソル２４Ｒと左眼用カーソル２４Ｌの視差３０を立体ポインタ４によって調整し，立体カーソル２４が位置２２を示すようにする。
【００３０】
図１０は立体ポインタ４の概要図である。上部には左右クリックボタンのほか，視差調整ボタン４ｄを備えている。視差調整ボタン４ｄは右眼用カーソル２４Ｒと左眼用カーソル２４Ｌの視差を調整することができる。
【００３１】
図１１は本実施形態２のメインルーチンを示すフローチャートである。Ｓ１００，Ｓ２００では実施形態１と同様の処理を行う。Ｓ６００では，ポインタ位置２３に対し左右眼画像にそれぞれ対応する位置にそれぞれカーソルを生成し立体カーソル２４を生成する。Ｓ７００では生成した右眼用カーソル２４Ｒと左眼用カーソル２４Ｌの視差を立体ポイント４を用いて調節する。つぎにＳ４００，Ｓ５００は実施形態１と同様の処理を行う。
【００３２】
上記の実施形態では，立体画像表示装置１は液晶リアプロジェクションを使用しているが，偏光めがね方式であれば，反射式液晶プロジェクターの方式や液晶ディスプレイの前面に偏光制御板を備えた方式でも構わない。
【００３３】
また，本実施形態では立体ポインタ４からの操作信号を画像処理部２が受信するが，受信機能をポインタ検出部３に備えてもよい。ポインタ検出部３に受信機能を備えることで，画像処理部２は左右眼画像の出力及び立体画像の画像処理を行うのみとなる。そのため，画像処理部２は受信部を必要としない通常のＰＣで構成することができる。
【００３４】
また，立体ポインタ４に立体カーソルの形態を指示するボタンを備えることで，指示する位置によって多数の形態の立体カーソルを表示することができる。本機能を備えることでより効果あるプレゼンテーション等を行うことができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明では立体画像上での任意の位置を指示することができ，立体ポインタによる表示操作を行うことができる立体画像表示システムおよび立体ポインタの表示方法を提供している。
【００３６】
本発明によって，従来マウス操作によって立体画像上の任意の位置を指示してきたが，立体ポインタによって指示することができ，より効果的なプレゼンテーション等を行うことができる。
【００３７】
また本発明によって説明をしながらマウス操作をする必要は無く，立体ポインタから画像処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態１の形態図。
【図２】本実施形態１の立体カーソルの生成の説明図。
【図３】本実施形態１の立体ポインタの概要図。
【図４】本実施形態１のメインルーチンを示すチャート。
【図５】スクリーン上の座標系の決定処理のフローチャート。
【図６】スクリーン上のポインタ位置の検出のフローチャート。
【図７】左右眼画像に立体カーソルを生成するフローチャート。
【図８】立体ポインタのクリック操作による画像処理のフローチャート。
【図９】本実施形態２の立体カーソルの生成説明図。
【図１０】本実施形態２の立体ポインタの生成の説明図。
【図１１】本実施形態２のメインルーチンを示すチャート。
【符号の説明】
１  立体画像表示装置
２  画像処理部
３  ポインタ検出部
４  立体ポインタ
【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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