(57)【要約】【課題】視差画像のうち非対応部分が視野内に侵入するのをコンパクトな仕組みで防ぎ、調節と輻輳の差異を少なくし、色収差を少なくし、画像の形状歪みを少なくし、必要に応じ画像を拡大あるいは縮小して、両眼立体視を容易にする立体視支援装置を提供する。【解決手段】２枚の視差画像を含む画像表示部と、光路屈折部と、光路遮断部を設けた、立体視支援装置において、光路遮断部を観察者の目の近傍に設けて、右目には右目用画像のみ、左目には左目用画像のみを提供して、光路屈折部により右目用画像と左目用画像の見かけの存在位置を重ね合わせて、光路屈折部を屈折率の異なる複層構造にして色収差を軽減して、光路屈折部の面を曲面にして画像の見かけの形状歪みを軽減して、光路屈折部の面をレンズ面にして画像の見かけの大きさを拡大あるいは縮小して、両眼立体視を容易にする。【選択図】  図１
2005301190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
右目提供用と左目提供用の視差画像を右から右目提供用、左目提供用の順にあるいは逆に左目提供用、右目提供用の順に並置して表示する画像表示部と、光路屈折機能を有する光透過性の光路屈折部と、光路遮断機能を有する光路遮断部を設けた、立体視支援装置において、
上記光路遮断部を用いて上記画像表示部の一部を遮蔽して、且つ、上記光路屈折部を通して、上記画像表示部を観察する観察者に対して、
上記光路遮断部の光路遮断機能により、右目には上記右目提供用視差画像のみが提供され、左目には上記左目提供用視差画像のみが提供されるように、上記光路遮断部を上記観察者の目の近傍に設置して、
且つ、右目に関する上記右目提供用視差画像の見かけの存在位置と左目に関する上記左目提供用視差画像の見かけの存在位置が、上記光路屈折部の光路屈折機能により重なり合って見えるようにして、
上記観察者が上記２枚の視差画像を両眼で融像して立体視できるのを容易にすることを特徴とする、
立体視支援装置。
【請求項２】
上記画像表示部と上記光路屈折部のみを設けて、
右目には上記右目提供用視差画像のみが提供され、左目には上記左目提供用視差画像のみが提供されるように、上記光路屈折部として機能する領域の幅を狭く設定して、
上記立体視支援装置の構造を簡単にした、
請求項１に記載の立体視支援装置。
【請求項３】
上記画像表示部と上記光路遮断部のみを設けて、
上記光路屈折部の光路屈折機能により２枚の視差画像の見かけの位置を重ね合わせる代わりに、上記光路遮断部の光路遮断機能により、上記観察者に交差法あるいは平行法による立体視を促すようにして、
上記立体視支援装置の構造を簡単にした、
請求項１に記載の立体視支援装置。
【請求項４】
上記光路屈折部において、上記画像表示部からの光の入射面の方向と出射面の方向の交角の２等分線を成している上記光路屈折部の中心線の方向が、上記観察者の左右両眼を結ぶ直線の方向に対して傾くようにして、上記光路屈折部の入射面の方向と出射面の方向の交角が小さくなるようにした、
請求項１あるいは請求項２に記載の立体視支援装置。
【請求項５】
上記２枚の視差画像を上記観察者が観察する際に２色以上について色収差が補正されるように、屈折率の異なる複数の光学材料を組み合わせて、上記光路屈折部を複層構造とした、
請求項１、請求項２あるいは請求項４のうちのいずれか一つに記載の立体視支援装置。
【請求項６】
上記光路屈折部の表面および層面のうち少なくとも一つ以上の面を曲面にして、上記観察者の目に届く上記２枚の視差画像の見かけの形状に関して、上記画像表示部に表示された形状からの歪みを軽減した、
請求項１、請求項２、請求項４あるいは請求項５のうちのいずれか一つに記載の立体視支援装置。
【請求項７】
上記光路屈折部の表面および層面のうち少なくとも一つ以上の面をレンズ面にして、上記観察者の目に届く上記２枚の視差画像の見かけの大きさを、上記画像表示部に表示された大きさよりも拡大あるいは縮小できるようにした、
請求項１、請求項２、請求項４、請求項５あるいは請求項６のうちのいずれか一つに記載の立体視支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、右目提供用と左目提供用の視差画像を右から右目提供用、左目提供用の順にあるいは逆に左目提供用、右目提供用の順に並置して表示する画像表示部と、光路屈折機能を有する光透過性の光路屈折部と、光路遮断機能を有する光路遮断部を設けて、並置した視差画像を両眼で融像して立体視できるのを容易にするための立体視支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  右目提供用視差画像２−１を左側に左目提供用視差画像２−２を右側に並置して表示する画像表示部１を設けた、交差法による立体視支援装置は、図１５の構成として知られている（例えば、非特許文献１参照。）。図１５においては、立体視の方法の理解を容易にするために、正面手前側の上方からの斜視図が平面的に描かれている。以下、図１５により従来の交差法による立体視支援について説明する。
【非特許文献１】下條信輔著「視覚の冒険」産業図書、平成７年４月１３日、ｐ４０−ｐ５０
【０００３】  右目提供用視差画像２−１には、円錐の２次元画像３−１が、右目で見た視差の配置で表示されている。左目提供用視差画像２−２には、円錐の２次元画像３−２が、左目で見た視差の配置で表示されている。交差法により、右目７−１で右目提供用視差画像２−１を観察し、左目７−２で左目提供用視差画像２−２を観察すると、右目７−１と円錐の２次元画像３−１を結ぶ視線４−１と、左目７−２と円錐の２次元画像３−２を結ぶ視線４−２の交わる位置に円錐の立体像２３が立体視できる。【０００４】  このような交差法による立体視では、目のピント調節が画像表示部１に一致しているにもかかわらず、両眼視差に対応する輻輳が視線４−１と４−２の交点１１０付近に一致して、２枚の視差画像２−１と２−２の輻輳による認知位置は１２−１と１２−２となり、調節と輻輳に矛盾が生じて、観察者の目の疲労を招いたり、場合によっては立体視が困難になるという問題を生じている。【０００５】  また、右目７−１の視野内に、画像表示部１全体が入るので、右目に不必要な視差画像２−２も観察され、左目７−２の視野内にも、画像表示部１全体が入るので、左目に不必要な視差画像２−１が観察され、両眼立体視した場合に、中央の立体像２３の両脇に、非対応となる不必要部分の２次元画像がノイズとして目障りな状態で認識されて、立体視の妨げになったり、不快感を催すという問題を生じている。【０００６】  さらに、右目提供用視差画像２−１に表示された円錐の２次元画像３−１の対応点１０１−１と、左目提供用視差画像２−２に表示された円錐の２次元画像３−２の対応点１０１−２の間の、両眼視差量が大きくなると立体視が困難になる。一般には、両眼視差量が観察者の右目７−１と左目７−２の間の距離の半分以上になると急激に立体視が難しくなり、右目７−１と左目７−２の間の距離を越えると、大部分の人が立体視できなくなる。従って、視差画像２−１と２−２の横幅は、大きくても、右目７−１と左目７−２の間の距離以下にせざるを得ないという問題がある。【０００７】  また、例えば非特許文献１では、別の従来方式として、右目提供用視差画像２’−１を右側に左目提供用視差画像２’−２を左側に並置して表示する画像表示部１’を設けた、平行法による立体視支援装置が、図１６の構成として知られている。図１６においては、立体視の方法の理解を容易にするために、正面手前側の上方からの斜視図が平面的に描かれている。以下、図１６により従来の平行法による立体視支援について説明する。【０００８】  右目提供用視差画像２’−１には、円錐の２次元画像３’−１が、右目で見た視差の配置で表示されている。左目提供用視差画像２’−２には、円錐の２次元画像３’−２が、左目で見た視差の配置で表示されている。平行法により、右目７’−１で右目提供用視差画像２’−１を観察し、左目７’−２で左目提供用視差画像２’−２を観察すると、右目７’−１と円錐の２次元画像３’−１を結ぶ視線４’−１の延長と、左目７’−２と円錐の２次元画像３’−２を結ぶ視線４’−２の延長が、交わる位置に円錐の立体像２３’が立体視できる。【０００９】  このような平行法による立体視でも、交差法と同様に、目のピント調節が���像表示部１’に一致しているにもかかわらず、両眼視差に対応する輻輳が視線４’−１の延長と４’−２の延長の交点１１０’付近に一致して、２枚の視差画像２’−１と２’−２の輻輳による認知位置は１２’−１と１２’−２となり、調節と輻輳に矛盾が生じて、観察者の目の疲労を招いたり、場合によっては立体視が困難になるという問題を生じている。【００１０】  平行法の場合では、右目７’−１の視野内には不必要な視差画像２’−２が見えず、左目７’−２の視野内にも不必要な視差画像２’−１が見えないように、ついたて８’を設けて改善されたりしているが、ついたて８’を、画像表示部１’近傍から観察者の両眼７’−１および７’−２を結ぶ線の近傍に至るまでの間に設けるので、装置が大がかりになるという問題を生じている。【００１１】  さらに、右目提供用視差画像２’−１に表示された円錐の２次元画像３’−１の対応点１０１’−１と、左目提供用視差画像２’−２に表示された円錐の２次元画像３’−２の対応点１０１’−２の間の、両眼視差量が大きくなると立体視が困難になる。一般には、両眼視差量が観察者の右目７’−１と左目７’−２の間の距離の半分以上になると急激に立体視が難しくなり、右目７’−１と左目７’−２の間の距離を越えると、大部分の人が立体視できなくなる。従って、視差画像２’−１と２’−２の横幅は、大きくても、右目７’−１と左目７’−２の間の距離以下にせざるを得ないという問題がある。【００１２】  交差法あるいは平行法による立体視の困難さを改善するために、例えば非特許文献１では、プリズムを用いた立体視支援装置２０’が、図１７の構成として知られている。図１７においては、立体視の方法の理解を容易にするために、画像の表示に係る部分に関して正面手前側の上方からの斜視図が平面的に描かれ、残りの他の部分は平面図として描かれている。以下、図１７により従来のプリズムを用いた立体視支援について説明する。【００１３】  プリズム６’−１の屈折効果により、右目７’−１で右目提供用視差画像２’−１の代わりに見かけの右目提供用視差画像１２’−１を観察し、プリズム６’−２の屈折効果により、左目７’−２で左目提供用視差画像２’−２の代わりに見かけの左目提供用視差画像１２’−２を観察するようになるので、右目７’−１と円錐の見かけの２次元画像１３’−１を結ぶ視線１４’−１と、左目７’−２と円錐の見かけの２次元画像１３’−２を結ぶ視線１４’−２が、交わる位置１１０’に円錐の立体像２３’が立体視できる。【００１４】  図１７の立体視支援装置２０’では、両眼視差に対応する輻輳が視線１４’−１と１４’−２の交点１１０’付近に一致しているので、２枚の視差画像２’−１と２’−２の輻輳による認知位置は１２’−１と１２’−２となり、目のピント調節が一致している画像表示部１’付近に存在するようになるので、調節と輻輳の矛盾が小さくなり、交差法あるいは平行法よりも立体視が容易になる。【００１５】  しかし、図１７の立体視支援装置２０’では、プリズム６’−１および６’−２において、屈折率が光の波長に依存して異なるので、色収差を生じて画質が悪化するという問題がある。【００１６】  また、図１７の立体視支援装置２��’では、プリズム６’−１および６’−２の透過光の屈折面が平面なので、見かけの視差画像１２’−１および１２’−２の形状が、画像表示部１’に表示された視差画像２’−１および２’−２の形状から歪みを生じて、認識される立体像２３’の形状が不正確になるという問題を生じている。【００１７】  さらに、平行法の場合と同様に、右目７’−１の視野内には右目に不必要な視差画像２’−２の見かけの視差画像１２’−２が見えず、左目７’−２の視野内にも左目に不必要な視差画像２’−１の見かけの視差画像１２’−１が見えないように、ついたて８’を設けて改善されたりしているが、ついたて８’を、画像表示部１’近傍から観察者の両眼７’−１および７’−２を結ぶ線の近傍に至るまでの間に設けるので、装置が大がかりになるという問題を生じている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】  本発明は、目のピント調節と両眼視差に対応する輻輳の差異を少なくして、表示されている２次元視差画像のうち非対応となる不必要部分が視野内に侵入するのをコンパクトな仕組みで防いで、色収差を少なくして画質の悪化を軽減して、目に認識される２次元視差画像の形状の歪みを少なくして、必要に応じて２次元視差画像の大きさを拡大あるいは縮小して、両眼立体視を容易にする立体視支援装置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】
【００１９】  本発明は、上記の目的を達成するために為されたものである。本発明に係る請求項１に記載の立体視支援装置は、
右目提供用と左目提供用の視差画像を右から右目提供用、左目提供用の順にあるいは逆に左目提供用、右目提供用の順に並置して表示する画像表示部と、光路屈折機能を有する光透過性の光路屈折部と、光路遮断機能を有する光路遮断部を設けた、立体視支援装置において、
上記光路遮断部を用いて上記画像表示部の一部を遮蔽して、且つ、上記光路屈折部を通して、上記画像表示部を観察する観察者に対して、
上記光路遮断部の光路遮断機能により、右目には上記右目提供用視差画像のみが提供され、左目には上記左目提供用視差画像のみが提供されるように、上記光路遮断部を上記観察者の目の近傍に設置して、
且つ、右目に関する上記右目提供用視差画像の見かけの存在位置と左目に関する上記左目提供用視差画像の見かけの存在位置が、上記光路屈折部の光路屈折機能により重なり合って見えるようにして、
上記観察者が上記２枚の視差画像を両眼で融像して立体視できるのを容易にすることを特徴とする、
立体視支援装置である。【００２０】  本発明に係る請求項２に記載の立体視支援装置は、
上記画像表示部と上記光路屈折部のみを設けて、
右目には上記右目提供用視差画像のみが提供され、左目には上記左目提供用視差画像のみが提供されるように、上記光路屈折部として機能する領域の幅を狭く設定して、
上記立体視支援装置の構造を簡単にした、
請求項１に記載の立体視支援装置である。【００２１】  本発明に係る請求項３に記載の立体視支援装置は、
上記画像表示部と上記光路遮断部のみを設けて、
上記光路屈折部の光路屈折機能により２枚の視差画像の見かけの位置を重ね合わせる代わりに、上記光路遮断部の光路遮断機能により、上記観察者に交差法あるいは平行法による立体視を促すようにして、
上記立体視支援装置の構造を簡単にした、
請求項１に記載の立体視支援装置である。【００２２】  本発明に係る請求項４に記載の立体視支援装置は、
上記光路屈折部において、上記画像表示部からの光の入射面の方向と出射面の方向の交角の２等分線を成している上記光路屈折部の中心線の方向が、上記観察者の左右両眼を結ぶ直線の方向に対して傾くようにして、上記光路屈折部の入射面の方向と出射面の方向の交角が小さくなるようにした、
請求項１あるいは請求項２に記載の立体視支援装置である。【００２３】  本発明に係る請求項５に記載の立体視支援装置は、
上記２枚の視差画像を上記観察者が観察する際に２色以上について色収差が補正されるように、屈折率の異なる複数の光学材料を組み合わせて、上記光路屈折部を複層構造とした、
請求項１、請求項２あるいは請求項４のうちのいずれか一つに記載の立体視支援装置である。【００２４】  本発明に係る請求項６に記載の立体視支援装置は、
上記光路屈折部の表面および層面のうち少なくとも一つ以上の面を曲面にして、上記観察者の目に届く上記２枚の視差画像の見かけの形状に関して、上記画像表示部に表示された形状からの歪みを軽減した、
請求項１、請求項２、請求項４あるいは請求項５のうちのいずれか一つに記載の立体視支援装置である。【００２５】  本発明に係る請求項７に記載の立体視支援装置は、
上記光路屈折部の表面および層面のうち少なくとも一つ以上の面をレンズ面にして、上記観察者の目に届く上記２枚の視差画像の見かけの大きさを、上記画像表示部に表示された大きさよりも拡大あるいは縮小できるようにした、
請求項１、請求項２、請求項４、請求項５あるいは請求項６のうちのいずれか一つに記載の立体視支援装置である。
【発明の効果】
【００２６】  本発明を利用することにより、以下のような効果を得ることができる。【００２７】  ２枚の視差画像の見かけの表示位置が互いに重なり合って見えるので、目のピント調節と両眼視差に対応する輻輳の差異が少なくなり、両眼立体視が容易になる。【００２８】  表示されている２次元視差画像の非対応部分が視野内に侵入するのを防ぐのに、光路遮断部を観察者の目の近傍に設置して、あるいは光路屈折部として機能する領域の幅を可能な限り狭く設定して、あるいは光路屈折部の中心線の方向を観察者の左右両眼を結ぶ直線の方向に対して傾けることにより、観察者から画像表示部までの観察距離に依存せずに、光路遮断部および光路屈折部を、画像表示部から独立して、観察者の目の近傍にコンパクトに構成できる。また、光路遮断部あるいは光路屈折部の片方を省くことにより、装置全体の構造を簡単にすることもできる。【００２９】  光路屈折部に、屈折率の異なる複数の光学材料を組み合わせて用いて、光路屈折部を複層構造にするので、２色以上について色収差が補正出来るようになり、色収差による画質の悪化を軽減できる。【００３０】  光路屈折部の表面および層面のうち少なくとも一つ以上の面を曲面にして、２枚の視差画像の見かけの形状に関して、画像表示部に表示された形状からの歪みを軽減するので、表示される立体像の寸法精度を向上できる。【００３１】  光路屈折部にレンズ機能を持たせて、画像表示部に表示された２次元視差画像の大きさを拡大あるいは縮小するので、立体視困難な画像も両眼立体視が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】  以下において、本発明を実施するための最良の形態として、添付の図面を参照しつつ本発明の好適な具体的実施例を説明する。
【実施例１】
【００３２】  図１において、本発明の第１の実施例に係る交差法に対応した立体視支援装置１０の概略の構成図を示す。図１においては、立体視の方法の理解を容易にするために、画像の表示に係る部分に関して正面手前側の上方からの斜視図が平面的に描かれ、残りの他の部分は平面図として描かれている。【００３３】  第１の実施例においては、右目提供用視差画像２−１を左側に、左目提供用視差画像２−２を右側に並置した画像表示部１と、光路遮断機能を有する光路遮断部５−１および５−２と、光路屈折機能を有する光透過性の光路屈折部６−１および６−２を設ける。光路遮断部５−１と光路屈折部６−１は観察者の右目７−１の立体視に関する作用を支援する。光路遮断部５−２と光路屈折部６−２は観察者の左目７−２の立体視に関する作用を支援する。【００３４】  光路遮断部５−１の光路遮断機能により、画像表示部１を観察する観察者の右目７−１には右目提供用視差画像２−１のみが提供される。光路遮断部５−２の光路遮断機能により、画像表示部１を観察する観察者の左目７−２には左目提供用視差画像２−２のみが提供される。【００３５】  光路遮断部５−１と５−２は、観察者の両目７−１と７−２の近傍に設けられるので、画像表示部１の大きさにかかわらず、また観察者の両目７−１と７−２から画像表示部１までの距離にかかわらず、メガネやゴーグル程度のコンパクトなサイズや形式で実施できる。【００３６】  光路屈折部６−１の光路屈折機能により、観察者の右目７−１が感じる右目提供用視差画像２−１の見かけの存在位置は１２−１と認識される。光路屈折部６−２の光路屈折機能により、観察者の左目７−２が感じる左目提供用視差画像２−２の見かけの存在位置は１２−２と認識される。よって、見かけの存在位置１２−１と１２−２は重なり合って認識される。【００３７】  右目提供用視差画像２−１には、円錐の２次元画像３−１が右目７−１で見た視差の配置で表示されている。しかし、光路屈折部６−１の光路屈折機能により、右目７−１からは、円錐の２次元画像３−１を視る視線４−１が見かけの視線１４−１に代行されて、見かけの２次元画像１３−１が認識される。左目提供用視差画像２−２には、円錐の２次元画像３−２が左目７−２で見た視差の配置で表示されている。しかし、光路屈折部６−２の光路屈折機能により、左目７−２からは、円錐の２次元画像３−２を視る視線４−２が見かけの視線１４−２に代行されて、見かけの２次元画像１３−２が認識される。【００３８】  かくして、見かけの視線１４−１と見かけの視線１４−２の交わる位置１１０に円錐の立体像２３が立体視できる。交点１１０は画像表示部１の近傍に存在するので、円錐の立体像２３は、目のピント調節と輻輳の乖離が少なくなり、目の疲労感も少なく、大部分の人が容易に立体視できる。【００３９】  光路遮断部５−１と５−２の光路遮断機能により、表示されている２次元視差画像のうち非対応となる不必要部分が視野内に侵入するのをコンパクトな仕組みで防いでいるので、中央の立体像の両脇に、非対応部分の２次元画像がノイズとして目障りな状態で認識されて、立体視の妨げになったり、不快感を催すという問題が無くなる。【００４０】  図１において、右目提供用視差画像２−１の見かけの存在位置１２−１と左目提供用視差画像２−２の見かけの存在位置１２−２の重なりは、必ずしも完全でなくても良い。重なりのずれが、観察者の両目の間の距離の半分以下に収まれば、大部分の人は両眼立体視可能となる。【００４１】  図１から明らかなように、観察者は２枚の見かけの視差画像１２−１と１２−２を認識しているので、画像表示部１の２枚の視差画像２−１と２−２の配置と大きさには自由度がある。すなわち、２枚の視差画像２−１と２−２が隣接していなくても、また互いに分離独立した別々の表示画面であっても良い。大きさも、携帯電話の画面サイズから、会議場や映画館のような大画面サイズまで、任意のサイズで実施可能である。【００４２】  画像表示部１は、テレビやパソコンのモニタなど電気的な表示画面だけでなく、スクリーンや紙なども含めて、２次元画像が表示できる媒体であれば何でも良い。【００４３】  立体視支援装置１０は、一体物でなくても、光路遮断部５−１と５−２および光路屈折部６−１と６−２をまとめて、あるいは光路遮断部５−１と５−２もしくは光路屈折部６−１と６−２を単独に、分離独立させた装置として構成しても良い。分離独立させた装置は、メガネ、ゴーグル、虫眼鏡などと同様の形態で、身につけたり、手軽に携帯できるように構成できる。また、立体視支援装置１０全体を、一体物に構成する場合は、ヘッドマウントディスプレイなどと同様の形態で、身体に装着して利用することが可能になる。画像表示部１として携帯電話などの小さな画面を用いる場合は、移動型の立体視支援装置１０として構成できる。【００４４】  図１において、光路遮断部５−１と５−２および光路屈折部６−１と６−２の前後関係は、どちらが観察者の両目に近く位置しても良い。光路遮断部と光路屈折部の前後関係にかかわらず、同等の立体視支援機能が実現されうるからである。【００４５】  図１において、光路遮断部と光路屈折部を密接させる構成にすれば、さらにコンパクトな装置として実施できる。【００４６】  従って、光路遮断部の形状は、平面でなくても曲面であっても良いし、光路遮断部の方向に傾きがあっても良い。【００４７】  光路遮断部の材質は、金属、黒いプラスチック、黒い紙などで光が透過出来ない材質であったり、すりガラスなどで或る程度光が透過しても散乱性のある材質であれば、何でも良い。【００４８】  第１の実施例において、光路遮断部あるいは光路屈折部の一方のみ実施しても、従来の交差法による立体視よりも、或る程度両眼立体視が容易になるので、光路遮断部あるいは光路屈折部の一方のみを実施しても良い。そうすれば、装置全体の構成が簡単になるというメリットが得られる。【００４９】    ≪光路屈折部の設計法≫
第１の実施例において設けられる、光路屈折部６−１と６−２の設計法を説明する。【００４９】  図２において、２次元の視差画像２に表示された２次元画像３を、光の入射面と出射面の成す頂角がｐで屈折率がｎの光透過性の光路屈折部６を通して、目７で観察するものとする。なお、図２においては、立体視の方法の理解を容易にするために、画像の表示に係る部分に関して正面手前側の上方からの斜視図が平面的に描かれ、残りの他の部分は平面図として描かれている。【００５０】  光路屈折部６の光路屈折機能により、視差画像２の見かけの位置が１２に移動し、２次元画像３の見かけの位置が１３に移動したものとする。２次元画像３の位置から見かけの２次元画像１３の位置までの移動量をｗとする。目７から光路屈折部６の中心線１１５までの距離をｘとし、光路屈折部６の中心線１１５から視差画像２および見かけの視差画像１２までの距離をｖとする。目７の光路屈折部６の中心線１１５への法線の方向を基準として、見かけの２次元画像１３の視角をｑとする。移動量ｗが、屈折率ｎと頂角ｐおよび視角ｑの関数として求められれば、光路屈折部の設計が可能である。【００５０】  目７の視角ｑから、光路屈折部６の手前側の境界面の屈折点１０３における外部屈折角ｒは
【数１】
となり、光の屈折の法則から、屈折点１０３における内部屈折角Ｒは
【数２】
となって、光路屈折部６の奥方側の境界面の屈折点１０２における内部屈折角Ｓは
【数３】
として得られ、光の屈折の法則から、屈折点１０２における外部屈折角ｓとして
【数４】
が得られるので、視線４の方向角ｔは
【数５】
となり、距離ｘが距離ｖに比較して十分小さいと見なして、移動量ｗは
【数６】
として求まる。
【００５１】
【数１】
ｒ＝（ｐ／２）−ｑ
【００５２】
【数２】
Ｒ＝ｓｉｎ−１｛ｓｉｎ（ｒ）／ｎ｝
【００５３】
【数３】
Ｓ＝π−（π−ｐ）−Ｒ
【００５４】
【数４】
ｓ＝ｓｉｎ−１｛ｎ・ｓｉｎ（Ｓ）｝
【００５５】
【数５】
ｔ＝ｓ−（ｐ／２）
【００５６】
【数６】
ｗ＝ｖ｛ｔａｎ（ｑ）−ｔａｎ（ｔ）｝
【００５７】  このようにして、視角ｑの見かけの視線方向１４に対して２次元画像３の所望の移動量ｗを得るために、必要な屈折率ｎと頂角ｐの組合せとなる解が得られる。一般的には、光路屈折部に使用する光学材料の屈折率ｎは前提条件に含まれるので、屈折率ｎに応じた頂角ｐは一意に決まる。
【００５８】  上記設計法からわかるように、光の屈折点１０２および１０３における光路屈折部の頂角ｐが満足されれば、光路屈折部の全体の形状は、問わない。従って、例えば、三角プリズムであっても、台形プリズムであっても良いし、場合によっては凸レンズや凹レンズの一部であっても良いし、右目用と左目用の光路屈折部が分離していても、一体物として形成されていても良い。ちなみに、図１は、１対の三角プリズムを用いた例であって、上記設計法からわかるように、光路屈折部６−１の屈折率ｎ１と光路屈折部６−２の屈折率ｎ２を等しく設定して、頂角ｐ１とｐ２も等しく設定して、それぞれの中心線１１５−１と１１５−２を観察者の両目を結ぶ直線に平行な直線１２６に揃えて配置したものである。
【００５９】  光路屈折部の材料は、ガラス、プラスチック、液体、気体などで、光が全反射を伴うことなく屈折のみで通過できる２面が利用できる形状で実施できれば、光透過性と光屈折性を持つ物質であれば何でも良い。また、光屈折性と等価な仕組みを実施できる、光学薄膜の多層膜干渉あるいはホログラムを利用した回折格子によって光回折性を持つ物質で、光路屈折部の材料を代替しても良い。
【実施例２】
【００６０】  図３において、本発明の第２の実施例に係る平行法に対応した立体視支援装置１０’の概略の構成図を示す。図３においては、立体視の方法の理解を容易にするために、画像の表示に係る部分に関して正面手前側の上方からの斜視図が平面的に描かれ、残りの他の部分は平面図として描かれている。第２の実施例の説明は、第１の実施例と異なる点の説明にとどめ、第１の実施例と共通する点の説明は省く。【００６１】  第２の実施例においては、右目提供用視差画像２’−１を右側に、左目提供用視差画像２’−２を左側に並置した画像表示部１’と、光路遮断機能を有する光路遮断部５’−１および５’−２と、光路屈折機能を有する光透過性の光路屈折部６’−１および６’−２を設ける。光路遮断部５’−１と光路屈折部６’−１は観察者の右目７’−１の立体視に関する作用を支援する。光路遮断部５’−２と光路屈折部６’−２は観察者の左目７’−２の立体視に関する作用を支援する。【００６２】  上記以外に第２の実施例の構成が、第１の実施例の構成と異なる点は、光路遮断部が視線４’−１と４’−２の間、あるいは見かけの視線１４’−１と１４’−２の間に、挟まれた領域に設けられている点、および光路屈折部の頂角ｐ’１とｐ’２が共に内側を向くように設けられている点である。なお、図２は、光路屈折部に１対の三角プリズムを用いた例であって、光路屈折部６’−１の屈折率ｎ’１と光路屈折部６’−２の屈折率ｎ’２を等しく設定して、頂角ｐ’１とｐ’２も等しく設定して、それぞれの中心線１１５’−１と１１５’−２を観察者の両目を結ぶ直線に平行な直線１２６’に揃えて配置したものである。【００６３】  第２の実施例においても、機能的な働きは、第１の実施例と同等の内容が実施できる。また、装置の構成方法および材料も、第１の実施例と同等の構成方法および材料で実施できる。【００６４】  第２の実施例において、光路遮断部あるいは光路屈折部の一方のみ実施しても、従来の平行法による立体視よりも、或る程度両眼立体視が容易になるので、光路遮断部あるいは光路屈折部の一方のみを実施しても良い。
【実施例３】
【００６５】  図４において、本発明の第３の実施例に係る交差法に対応した立体視支援装置１０の概略の構成図を示す。図４においては、立体視の方法の理解を容易にするために、画像の表示に係る部分に関して正面手前側の上方からの斜視図が平面的に描かれ、残りの他の部分は平面図として描かれている。第３の実施例の説明は、第１および第２の実施例と異なる点の説明にとどめ、第１および第２の実施例と共通する点の説明は省く。【００６６】  第３の実施例においては、右目提供用視差画像２−１を左側に、左目提供用視差画像２−２を右側に並置した画像表示部１と、光路屈折機能を有する光透過性の光路屈折部６−１および６−２を設ける。光路屈折部６−１は観察者の右目７−１の立体視に関する作用を支援する。光路屈折部６−２は観察者の左目７−２の立体視に関する作用を支援する。【００６７】  上記以外に第３の実施例の構成が、第１の実施例の構成と異なる点は、光路屈折部６−１の頂角ｐ１側と光路屈折部６−２の頂角ｐ２側が、切断され短くなっている点である。なお、図４は、光路屈折部に１対の三角プリズムの頂角近傍を切断した台形プリズムを用いた例であって、光路屈折部６−１の屈折率ｎ１と光路屈折部６−２の屈折率ｎ２を等しく設定して、頂角ｐ１とｐ２も等しく設定して、それぞれの中心線１１５−１と１１５−２を観察者の両目を結ぶ直線に平行な直線１２６に揃えて配置されている。これにより、観察者の右目７−１から、光路屈折部６−１を通して、右目に不必要な視差画像２−２が見えなくなり、観察者の左目７−２から、光路屈折部６−２を通して、左目に不必要な視差画像２−１が見えなくなる。結果、光路遮断部を設けなくても、第１および第２の実施例と同等の機能が実施される。【００６８】  また、第３の実施例の装置の構成方法および材料も、第１および第２の実施例と同等の構成方法および材料で実施できる。
【実施例４】
【００６９】  図５において、本発明の第４の実施例に係る平行法に対応した立体視支援装置１０’の概略の構成図を示す。図５においては、立体視の方法の理解を容易にするために、画像の表示に係る部分に関して正面手前側の上方からの斜視図が平面的に描かれ、残りの他の部分は平面図として描かれている。第４の実施例の説明は、第１から第３までの実施例と異なる点の説明にとどめ、第１から第３までの実施例と共通する点の説明は省く。【００７０】  第４の実施例においては、右目提供用視差画像２’−１を右側に、左目提供用視差画像２’−２を左側に並置した画像表示部１’と、光路屈折機能を有する光透過性の光路屈折部６’−１および６’−２を設ける。光路屈折部６’−１は観察者の右目７’−１の立体視に関する作用を支援する。光路屈折部６’−２は観察者の左目７’−２の立体視に関する作用を支援する。【００７１】  上記以外に第４の実施例の構成が、第１から第３までの実施例と構成が異なる点は、光路屈折部の頂角ｐ’１とｐ’２が共に内側を向くように設けられていて、且つ、光路屈折部６’−１の頂角ｐ’１側と光路屈折部６’−２の頂角ｐ’２側が、切断され短くなっている点である。なお、図５は、光路屈折部に１対の三角プリズムの頂角近傍を切断した台形プリズムを用いた例であって、光路屈折部６’−１の屈折率ｎ’１と光路屈折部６’−２の屈折率ｎ’２を等しく設定して、頂角ｐ’１とｐ’２も等しく設定して、それぞれの中心線１１５’−１と１１５’−２を観察者の両目を結ぶ直線に平行な直線１２６’に揃えて配置されている。これにより、観察者の右目７’−１から、光路屈折部６’−１を通して、右目に不必要な視差画像２’−２が見えなくなり、観察者の左目７’−２から、光路屈折部６’−２を通して、左目に不必要な視差画像２’−１が見えなくなる。結果、光路遮断部を設けなくても、第１から第３までの実施例と同等の機能が実施される。【００７２】  また、第４の実施例の装置の構成方法および材料も、第１から第３までの実施例と同等の構成方法および材料で実施できる。
【実施例５】
【００７３】  図６において、本発明の第５の実施例に係る交差法に対応した立体視支援装置１０の概略の構成図を示す。図６においては、立体視の方法の理解を容易にするために、画像の表示に係る部分に関して正面手前側の上方からの斜視図が平面的に描かれ、残りの他の部分は平面図として描かれている。第５の実施例の説明は、第１から第４までの実施例と異なる点の説明にとどめ、第１から第４までの実施例と共通する点の説明は省く。【００７４】  第５の実施例においては、右目提供用視差画像２−１を左側に、左目提供用視差画像２−２を右側に並置した画像表示部１と、光路屈折機能を有する光透過性の光路屈折部６−１および６−２を設ける。光路屈折部６−１は観察者の右目７−１の立体視に関する作用を支援する。光路屈折部６−２は観察者の左目７−２の立体視に関する作用を支援する。【００７５】  上記以外に第５の実施例の構成が、第１から第４までの実施例の構成と異なる点は、光路屈折部の中心線１１５−１と１１５−２が観察者の両目を結ぶ直線に平行な直線１２６に対して傾いて設けられていて、且つ、観察者の目から、光路屈折部を通して、不必要な方の視差画像が見えなくなるように短く設定されている点である。【００７６】  光路屈折部の中心線を傾ける効果について、図７のグラフを用いて説明する。図７のグラフは、図２において視角ｑの変化に対して、視線４から見かけの視線１４への角度変位量（ｑ−ｔ）を一定とするのに必要なプリズムの頂角ｐの値の変化を調べたものである。図７の曲線は、角度変位量（ｑ−ｔ）が−１０度の場合を表している。なお、光路屈折部の屈折率ｎは１．５としている。図７のＡ点の座標から、視角が０度ではプリズムの頂角を１８．５度にする必要があることがわかる。図７のＢ点の座標からは、視角が−５０度ではプリズムの頂角が１１．３度で良いことがわかる。図７のＣ点の座標からは、視角が５０度ではプリズムの頂角が８．３度で済むことがわかる。従って、視角が０度から大きく外れる程、プリズムの頂角の大きさが小さくて良いので、光路屈折部の厚みを薄くできる。【００７７】  実際に装置に実装する場合は、視角の大きさは変えられないので、代わりに光路屈折部の中心線を傾けて回転させれば、同様の効果が実現される。光路屈折部の中心線を傾けて回転させると、光路屈折部の横幅が狭くなり視界が狭まるので、副次的効果として実施例３あるいは実施例４と同様に、観察者の右目７−１から、光路屈折部６−１を通して、右目に不必要な視差画像２−２が見えなくなり、観察者の左目７−２から、光路屈折部６−２を通して、左目に不必要な視差画像２−１が見えなくなる。従って、光路遮断部を設けなくても、第１から第４までの実施例と同等の機能が実施される。【００７８】  光路屈折部の回転方向は、図７のグラフから分かるように視角の変化が正負どちらでも同様の効果が達せられるので、右回りでも、左回りでもどちらでも良い。図６では、図１の第１の実施例に対して、光路屈折部６−１を右回り、光路屈折部６−２を左回りとしている。光路屈折部６−１と６−２の屈折率ｎ１とｎ２が等しく、頂角ｐ１とｐ２も等しい場合は、このように回転方向が逆であっても、回転角度の絶対値の大きさは共に等しくする。【００７９】  第５の実施例の装置の材料と上記以外の部分の構成方法は、第１から第４までの実施例と同等の材料と構成方法で実施できる。
【実施例６】
【００８０】  図８において、本発明の第６の実施例に係る平行法に対応した立体視支援装置１０’の概略の構成図を示す。図８においては、立体視の方法の理解を容易にするために、画像の表示に係る部分に関して正面手前側の上方からの斜視図が平面的に描かれ、残りの他の部分は平面図として描かれている。第６の実施例の説明は、第１から第５までの実施例と異なる点の説明にとどめ、第１から第５までの実施例と共通する点の説明は省く。【００８１】  第６の実施例においては、右目提供用視差画像２’−１を右側に、左目提供用視差画像２’−２を左側に並置した画像表示部１’と、光路屈折機能を有する光透過性の光路屈折部６’−１および６’−２を設ける。光路屈折部６’−１は観察者の右目７’−１の立体視に関する作用を支援する。光路屈折部６’−２は観察者の左目７’−２の立体視に関する作用を支援する。【００８２】  上記以外に第６の実施例の構成が、第１から第４までの実施例と構成が異なる点は、第５の実施例と同様に、光路屈折部の中心線１１５’−１と１１５’−２が観察者の両目を結ぶ直線に平行な直線１２６’に対して傾いて設けられていて、且つ、観察者の目から、光路屈折部を通して、不必要な方の視差画像が見えなくなるように短く設定されている点である。【００８３】  光路屈折部の中心線を傾ける効果は、実施例５と同様に、視角が０度から大きく外れる程、プリズムの頂角の大きさが小さくて良いので、光路屈折部の厚みを薄くできることである。【００８４】  光路屈折部の中心線を傾けて回転させると、実施例５と同様に、光路屈折部の横幅が狭くなり視界が狭まるので、副次的効果として実施例３あるいは実施例４と同様に、観察者の右目７’−１から、光路屈折部６’−１を通して、右目に不必要な視差画像２’−２が見えなくなり、観察者の左目７’−２から、光路屈折部６’−２を通して、左目に不必要な視差画像２’−１が見えなくなる。従って、光路遮断部を設けなくても、第１から第５までの実施例と同等の機能が実施される。【００８５】  光路屈折部の回転方向は、実施例５と同様に、右回りでも、左回りでもどちらでも良い。図８では、図３の第２の実施例に対して、光路屈折部６’−１を右回り、光路屈折部６’−２を左回りとしている。光路屈折部６’−１と６’−２の屈折率ｎ’１とｎ’２が等しく、頂角ｐ’１とｐ’２も等しい場合は、回転方向が逆であっても、回転角度の絶対値の大きさは共に等しくする。【００８６】  第６の実施例の装置の材料と構成方法は、第５の実施例と同等の材料と構成方法で実施できる。
【実施例７】
【００８７】  図９において、本発明の第７の実施例に係る光路屈折部６の設計に関する概略の構成図を示す。図９は、平面図として描かれている。第７の実施例は、第１から第６までの実施例に共通する光路屈折部に関する改良の実施例として説明する。従って、図９は、立体視支援装置全体ではなく、光路屈折部６の設計に関する部分の表示に限っている。【００８８】  図９において、視差画像２および見かけの視差画像１２と、光路屈折機能を有する光透過性の光路屈折部６と観察者の片目７を示す。視差画像２には、２次元画像の対応点群１０１が等間隔で示される。同様に、見かけの視差画像１２には、見かけの２次元画像の対応点群１１０が等間隔で示される。観察者の目７から対応点群１０１に向かう視線群は４で示される。観察者の目７から見かけの対応点群１１０に向かう視線群は１４で示される。このような等間隔の見かけの対応点群１１０を実現するには、光路屈折部の表面は平面ではなく所定のルールで定まる曲面としなければならない。【００８９】  以下、図１０のグラフを参照して、光路屈折部６の表面を曲面にしなければならない理由と曲面の設計方法について説明する。図１０のグラフは、横軸に視差画像２の表示位置を表し、縦軸に見かけの視差画像１２の表示位置を表したものである。図１０の太い曲線は、図２において、距離ｖが５０ｃｍの場合に、屈折率ｎを１．５とし、プリズムの頂角ｐを１９．９度に固定した場合に、２次元画像３の対応点１０１の値と見かけの２次元画像１３の対応点１１０との関係を計算して、対応点１０１が視差画像２上で推移した時に対応点１１０が見かけの視差画像１２上で変化する状況を表している。【００９０】  図１０の点Ｃは、見かけの位置が０すなわち正面に位置する原画の位置が９０ｍｍとなること、すなわち光路屈折部６により−９０ｍｍ画像が移動していることを表している。太い曲線は全体として上に凸な形状をなしている。それは、画像の変位量を縦軸に表した細い曲線から、明暸に理解できる。原画の位置が３９ｍｍで見かけの位置が−５０ｍｍとなる太い曲線の点Ｂに対応していて、画像変位量が最も少ない点Ａの−８９ｍｍをピークにして、周辺になるほど画像変位量が拡大していることが理解される。これは、点Ａすなわち点Ｂより右側の部分では見かけの画像の横幅が原画よりも圧縮され、点Ａすなわち点Ｂよりも左側の部分では見かけの画像の横幅が原画よりも拡張されていることを意味している。このように、プリズムの頂角ｐが一定で光路屈折部の表面が平面となる場合は、見かけの画像に歪みが生じる。図１０において、点Ｂで太い曲線に接する直線は、原画に対して見かけの表示位置が至る所−８９ｍｍの変位量となる歪みの無い平行移動を表す。点Ｂでの接線と太い曲線の間の影の部分が、補正すべき歪み部分を表している。【００９１】  図１１のグラフは、原画に対して見かけの表示位置の変位量が常に−８９ｍｍとなる場合に、図２における視角ｑの変化と光路屈折部のプリズムの頂角ｐの対応関係を表したものである。理解しやすいように、横軸の上側に、距離ｖを５０ｃｍとした場合の見かけの表示位置を目盛ってある。図１１の曲線に従って、視角ｑに対応して光路屈折部６のプリズムの頂角ｐ��変化させれば、見かけの視差画像１２の形状を元の視差画像２の形状と同一にすることができる。図９の光路屈折部６の表面の曲面形状は、図１１の曲線の形状を参照して模擬的に描いたものである。【００９２】  第７の実施例に基づき、第１から第６までの実施例を改良して、光路屈折部の表面を曲面にして、２枚の視差画像の見かけの形状に関して、画像表示部に表示された形状からの歪みを軽減することができる。
【実施例８】
【００９３】  図１２において、本発明の第８の実施例に係る光路屈折部６−１および６−１１の設計に関する概略の構成図を示す。図１２は、平面図として描かれているが、２次元画像３のみ正面図的に描かれている。第８の実施例は、第１から第７までの実施例に共通する光路屈折部に関する改良の実施例として説明する。従って、図１２は、立体視支援装置全体ではなく、光路屈折部６−１および６−１１の設計に関する部分の表示に限っている。【００９４】  図１２において、２次元画像３と、光路屈折機能を有する光透過性の光路屈折部６−１および６−１１と観察者の片目７を示す。観察者の目７から２次元画像３上の対応点１０１に向かう視線は４で示されるが、対応点１０１から観察者の目７に至る経路は、光の波長により異なる。図１２に示すように、一つの波長の光は、点１０１〜点１０４〜点１０５−１〜点１０６〜点１０９の経路をたどる。他の一つの波長の光は、点１０１〜点１０４〜点１０５−０１〜点１０６〜点１０９の経路をたどる。このように、途中の経路が異なっても、最終的に同じ点１０９に到達できれば、目７で認識される画像に色収差は生じない。しかし、実施例１から実施例７までのように、単一の屈折率の単層の光路屈折部とする場合は、点１０１から発した光が波長の違いにより点１０９の近傍に色分散して集光せず、色収差の発生が避けられない。色収差の発生を抑えるには、図１２のように、光路屈折部を屈折率の異なる複数の層から成る複層構造にすればよい。カメラの色消しレンズのように、２色について色収差を補正するアクロマートや、３色について色収差を補正するアポクロマートなどと同様に、複層構造にして波長による屈折率の違いを吸収するようにすれば、可視光全域に対する色収差を軽減することができる。【００９５】  図１２に従って、２色について色収差を補正する方法を説明する。光路屈折部の諸元データおよび計算値を
【表１】
に示す。波長として赤色の６５６．３ｎｍと青色の４３５．８ｎｍを選択する。光路屈折部６−１の材料はＢＫ７の硼硅クラウンガラスとする。光路屈折部６−１１の材料はＳＦ２の重フリントガラスとする。従って、光路屈折部６−１の屈折率ｎ１は、赤色に対して１．５１４３、青色に対して１．５２６７となる。光路屈折部６−１１の屈折率ｎ１１は、赤色に対して１．６４２１、青色に対して１．６７２５となる。そこで、視角ｑが３度の場合に、画像の変位角と、光路屈折部に対する光の入射点１０４と出射点１０６が、赤色も青色も一致するように、プリズムの頂角ｐ１とｐ１１を決定する。計算結果は、頂角ｐ１が１４度、頂角ｐ１１が５．６度で、原画の方向角が６．６１度なので、見かけの画像の変位角は−３．６１度となる。入射点１０４は頂角ｐ１１の頂点１２５−１１から１４ｍｍの距離になり、出射点１０６は頂角ｐ１の頂点１２５−１から１５ｍｍの距離になる。このようにして、２次元画像３上の点１０１から、波長６５６．３ｎｍの赤色の光と、波長４３５．８ｎｍの青色の光が、観察者の目７に対して同一の点１０６から届くように認識されるので、色収差を低減することが可能になる。
【００９６】
【表１】
2005301190.tif 000003
【００９７】  第８の実施例に基づき、第１から第７までの実施例を改良して、光路屈折部を屈折率の異なる複数の層から成る複層構造にして波長による屈折率の違いを吸収するようにすれば、可視光全域に対する色収差を軽減することができる。なお、第７の実施例に第８の実施例を付加する場合は、光路屈折部全体の表面だけでなく、複層構造内の個別の層面に対しても、第７の実施例の表面の曲面化を実施することも可能となる。
【実施例９】
【００９８】  図１３において、本発明の第９の実施例に係る交差法に対応した立体視支援装置１０の概略の構成図を示す。図１３においては、立体視の方法の理解を容易にするために、画像の表示に係る部分に関して正面手前側の上方からの斜視図が平面的に描かれ、残りの他の部分は平面図として描かれている。第９の実施例は、第１の実施例に第８の実施例を具体的に付加したものであるので、第１の実施例と異なる点の説明にとどめ、第１の実施例と共通する点の説明は省く。【００９９】  第９の実施例においては、右目提供用視差画像２−１を左側に、左目提供用視差画像２−２を右側に並置した画像表示部１と、光路遮断機能を有する光路遮断部５−１および５−２と、光路屈折機能を有する光透過性の光路屈折部として６−１と６−１１の組み合わせおよび６−２と６−１２の組み合わせを設ける。光路屈折部６−１と６−１１の組み合わせと光路遮断部５−１は、観察者の右目７−１の立体視に関する作用を支援する。光路屈折部６−２と６−１２の組み合わせと光路遮断部５−２は、観察者の左目７−２の立体視に関する作用を支援する。【０１００】  第９の実施例の構成により、光路屈折部内において、右目用の視差画像の経路は、一つの波長の光については点１０４−１〜点１０５−１〜点１０６−１となり、他の一つの波長の光については点１０４−１〜点１０５−１１〜点１０６−１となり、最終的に両方の波長の光が観察者の右目７−１に至る。左目用の視差画像の経路は、一つの波長の光については点１０４−２〜点１０５−２〜点１０６−２となり、他の一つの波長の光については点１０４−２〜点１０５−１２〜点１０６−２となり、最終的に両方の波長の光が観察者の左目７−２に至る。このように、光路屈折部を屈折率の異なる複数の層から成る複層構造にして波長による屈折率の違いを吸収するようにすれば、可視光全域に対する色収差が軽減できる。【０１０１】  図１３において、光路屈折部６−１の屈折率ｎ１と光路屈折部６−２の屈折率ｎ２、光路屈折部６−１の頂角ｐ１と光路屈折部６−２の頂角ｐ２、光路屈折部６−１１の屈折率ｎ１１と光路屈折部６−１２の屈折率ｎ１２、光路屈折部６−１１の頂角ｐ１１と光路屈折部６−１２の頂角ｐ１２は、それぞれ等しく設定されている。【０１０２】  第９の実施例の装置の材料と上記以外の部分の構成方法は、第１の実施例と同等の材料と構成方法で実施できる。
【実施例１０】
【０１０３】  図１４において、本発明の第１０の実施例に係る平行法に対応した立体視支援装置１０’の概略の構成図を示す。図１４においては、立体視の方法の理解を容易にするために、画像の表示に係る部分に関して正面手前側の上方からの斜視図が平面的に描かれ、残りの他の部分は平面図として描かれている。第１０の実施例は、第２の実施例に第８の実施例を具体的に付加したものであるので、第２の実施例と異なる点の説明にとどめ、第２の実施例と共通する点の説明は省く。【０１０４】  第１０の実施例においては、右目提供用視差画像２’−１を右側に、左目提供用視差画像２’−２を左側に並置した画像表示部１’と、光路遮断機能を有する光路遮断部５’−１および５’−２と、光路屈折機能を有する光透過性の光路屈折部として６’−１と６’−１１の組み合わせおよび６’−２と６’−１２の組み合わせを設ける。光路屈折部６’−１と６’−１１の組み合わせと光路遮断部５’−１は、観察者の右目７’−１の立体視に関する作用を支援する。光路屈折部６’−２と６’−１２の組み合わせと光路遮断部５’−２は、観察者の左目７’−２の立体視に関する作用を支援する。【０１０５】  第１０の実施例の構成により、光路屈折部内において、右目用の視差画像の経路は、一つの波長の光については点１０４’−１〜点１０５’−１〜点１０６’−１となり、他の一つの波長の光については点１０４’−１〜点１０５’−１１〜点１０６’−１となり、最終的に両方の波長の光が観察者の右目７’−１に至る。左目用の視差画像の経路は、一つの波長の光については点１０４’−２〜点１０５’−２〜点１０６’−２となり、他の一つの波長の光については点１０４’−２〜点１０５’−１２〜点１０６’−２となり、最終的に両方の波長の光が観察者の右目７’−２に至る。このように、光路屈折部を屈折率の異なる複数の層から成る複層構造にして波長による屈折率の違いを吸収するようにすれば、可視光全域に対する色収差が軽減できる。【０１０６】  図１４において、光路屈折部６’−１の屈折率ｎ’１と光路屈折部６’−２の屈折率ｎ’２、光路屈折部６’−１の頂角ｐ’１と光路屈折部６’−２の頂角ｐ’２、光路屈折部６’−１１の屈折率ｎ’１１と光路屈折部６’−１２の屈折率ｎ’１２、光路屈折部６’−１１の頂角ｐ’１１と光路屈折部６’−１２の頂角ｐ’１２は、それぞれ等しく設定されている。【０１０７】  第１０の実施例の装置の材料と上記以外の部分の構成方法は、第２の実施例と同等の材料と構成方法で実施できる。
【実施例１１】
【０１０８】  第１１の実施例として、特に図面を添付しないが、実施例７の図面９において、光路屈折部６の表面上の屈折点群１０２および１０３において、見かけの視差画像１２の対応点群１１０の間隔を、原画の視差画像２の対応点群１０１の間隔に対して、一定の倍率で拡大したり、縮小したりすることが可能になる。このように、光路屈折部６を設計すれば、観察者が目７で認識する見かけの視差画像全体のサイズを目的に応じて、拡大したり縮小したりできる。【０１０９】  上記方法により、第１から第１０までの実施例に対して、第１１の実施例を付加することにより、そのままでは両眼立体視するのが困難な、小さすぎる２枚の視差画像や大きすぎる２枚の視差画像を、適切な大きさに拡大したり縮小したりして、容易に立体視することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】  本発明の第１の実施例に係る交差法に対応した立体視支援装置の模式図である。
【図２】  本発明の実施例に共通する光路屈折部の設計法を説明する模式図である。
【図３】  本発明の第２の実施例に係る平行法に対応した立体視支援装置の模式図である。
【図４】  本発明の第３の実施例に係る交差法に対応した立体視支援装置の模式図である。
【図５】  本発明の第４の実施例に係る平行法に対応した立体視支援装置の模式図である。
【図６】  本発明の第５の実施例に係る交差法に対応した立体視支援装置の模式図である。
【図７】  画像の角度変移量一定の条件下で視角の変化とプリズム頂角の変化の関係を表すグラフである。
【図８】  本発明の第６の実施例に係る平行法に対応した立体視支援装置の模式図である。
【図９】  本発明の第７の実施例に係る光路屈折部の設計に関する平面図である。また、第１１の実施例に係る光路屈折部の設計に関する平面図も兼ねる。
【図１０】  光路屈折部の表面が平面の場合に、原画の視差画像の位置と見かけの視差画像の位置との関係を表して、画像歪みを説明するグラフである。
【図１１】  見かけの視差画像の表示位置の変位量を一定とする場合の、視角の変化とプリズム頂角の変化の関係を表すグラフである。
【図１２】  本発明の第８の実施例に係る光路屈折部を複層構造にする方法を説明する模式図である。
【図１３】  本発明の第９の実施例に係る交差法に対応した立体視支援装置の模式図である。
【図１４】  本発明の第１０の実施例に係る平行法に対応した立体視支援装置の模式図である。
【図１５】  従来技術の交差法を説明する模式図である。
【図１６】  従来技術の平行法を説明する模式図である。
【図１７】  従来技術のプリズムを用いた立体視支援装置を説明する模式図である。
【符号の説明】
１、１’・・・画像表示部
２、２’・・・視差画像
３、３’・・・２次元画像
４、４’・・・視線
５、５’・・・光路遮断部
６、６’・・・光路屈折部
７、７’・・・目
８’・・・ついたて
１０、１０’・・・本発明による立体視支援装置
１２、１２’・・・見かけの視差画像
１３、１３’・・・見かけの２次元画像
１４、１４’・・・見かけの視線
２０’・・・従来方式による立体視支援装置
２３、２３’・・・立体像
１０１、１０１’・・・２次元画像の対応点
１０２、１０２’、１０３、１０３’、１０４、１０４’、１０５、１０５’、１０６、１０６’・・・光路屈折部の境界面における光の屈折点
１０９、１０９’・・・観察者の目の位置の点
１１０、１１０’・・・左右の目の視線の交点なる見かけの２次元画像の対応点
１１５、１１５’・・・光路屈折部の中心線
１２５・・・光路屈折部のプリズムの頂点
１２６、１２６’・・・観察者の両目を結ぶ直線に平行な直線
【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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