(57)【要約】【課題】フレーム・シーケンシャル方式に基づく表示装置において、両目が傾いた状態となっているユーザに対して、両目が水平に並んでいる状態と同様の立体感を与える。【解決手段】３Ｄメガネ２の水平面に対する傾き角を取得する傾き取得部６２と、傾き取得部６２が取得した傾き角の３Ｄメガネ２で立体視するユーザに与える視差が、右目用画像および左目用画像が、上記傾き角がゼロである３Ｄメガネ２で立体視するユーザに与える視差と一致するように、上記左目用画像または上記右目用画像を再構成した傾斜時用右目用画像および傾斜時用左目用画像を生成して表示させる画像生成部６３とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
右目で視認されるべき右目用画像と左目で視認されるべき左目用画像とを交互表示すると共に、立体視用のメガネの左右のシャッターの開閉を上記交互表示と同期させることによってユーザに立体視させる表示装置であって、
上記メガネの水平面に対する傾き角を取得する傾き取得手段と、
上記傾き取得手段が取得した傾き角の上記メガネで立体視するユーザに与える視差が、上記右目用画像および上記左目用画像が、上記傾き角がゼロである上記メガネで立体視するユーザに与える視差と一致するように、上記左目用画像または上記右目用画像を再構成した傾斜時用右目用画像および傾斜時用左目用画像を生成して表示させる画像生成手段とを備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
上記右目用画像および上記左目用画像を立体視するときに同一の点と認識される、上記右目用画像上の点Ｒと、上記左目用画像上の点Ｌとの視差を示す視差データを取得する視差データ取得手段を備え、
上記画像生成手段は、上記傾斜時用右目用画像における上記点Ｒに対応する点をＲ’とし、上記傾斜時用左目用画像における上記点Ｌに対応する点をＬ’としたときに、点Ｒ’と点Ｌ’との視差が上記視差データの示す視差に一致し、かつ表示面上において点Ｒ’と点Ｌ’とを結ぶ線分と水平面とのなす角が、上記傾き取得手段が取得した傾き角と一致するように、上記点Ｒまたは上記点Ｌを移動させて、上記傾斜時用右目用画像および上記傾斜時用左目用画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
上記画像生成手段は、上記視差データの示す視差が同一の、上記点Ｒまたは上記点Ｌの集まりである同一視差領域の少なくとも１つについて、当該同一視差領域に含まれる点Ｒまたは点Ｌを移動させることにより、上記傾斜時用右目用画像および上記傾斜時用左目用画像を生成することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
上記視差データ取得手段は、表示面上における上記点Ｒと上記点Ｌとの水平方向の距離を、当該点Ｒと点Ｌとの視差を示す視差データとして生成することを特徴とする請求項２または３に記載の表示装置。
【請求項５】
上記画像生成手段は、上記右目用画像または上記左目用画像上で、上記点Ｒまたは上記点Ｌを垂直方向または水平方向に移動させて上記傾斜時用右目用画像を生成し、当該点Ｒまたは当該点Ｌを水平方向または垂直方向に移動させて上記傾斜時用左目用画像を生成することを特徴とする請求項２から４の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
右目で視認されるべき右目用画像と左目で視認されるべき左目用画像とを交互表示すると共に、立体視用のメガネの左右のシャッターの開閉を上記交互表示と同期させることによってユーザに立体視させる表示装置と、上記メガネと、該メガネの水平面に対する傾き角を測定する測定装置とを含む表示システムであって、
上記表示装置は、
上記測定装置から、上記メガネの水平面に対する傾き角を取得する傾き取得手段と、
上記傾き取得手段が取得した傾き角の上記メガネで立体視するユーザに与える視差が、上記右目用画像および上記左目用画像が、上記傾き角がゼロである上記メガネで立体視するユーザに与える視差と一致するように、上記左目用画像または上記右目用画像を再構成した傾斜時用右目用画像および傾斜時用左目用画像を生成して表示させる画像生成手段とを備えていることを特徴とする表示システム。
【請求項７】
右目で視認されるべき右目用画像と左目で視認されるべき左目用画像とを交互表示すると共に、立体視用のメガネの左右のシャッターの開閉を上記交互表示と同期させることによってユーザに立体視させる表示装置の制御方法であって、
上記メガネの水平面に対する傾き角を取得する傾き取得ステップと、
上記傾き取得ステップで取得した傾き角の上記メガネで立体視するユーザに与える視差が、上記右目用画像および上記左目用画像が、上記傾き角がゼロである上記メガネで立体視するユーザに与える視差と一致するように、上記左目用画像または上記右目用画像を再構成した傾斜時用右目用画像および傾斜時用左目用画像を生成して表示させる画像生成ステップとを含むことを特徴とする表示装置の制御方法。
【請求項８】
請求項１から５のいずれか１項に記載の表示装置を動作させるための制御プログラムであって、コンピュータを上記各手段として機能させるための制御プログラム。
【請求項９】
請求項８に記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、右目用画像と左目用画像との切り替えタイミングと、立体視用のメガネの左右のシャッターの開閉タイミングとを同期させることによって、立体視を可能にする表示装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、映像を三次元（３Ｄ）で視聴することのできる表示装置が注目を集めている。こうした装置でユーザに立体視させる表示方式は多数提案されており、一般家庭向けのテレビなどでは、ユーザが液晶シャッターを備えた立体視用メガネ（３Ｄメガネ）を装着する方式（一般に「フレーム・シーケンシャル方式」と呼ばれ、以下ではこれを「ＦＳ方式」と略す）が普及している。
【０００３】
ここで、ＦＳ方式について図１２に基づいて説明する。図１２は、ＦＳ方式に基づく従来の３Ｄ表示装置において、右目用画像と左目用画像とを交互表示する様子を模式的に表した図である。
【０００４】
図示のように、ＦＳ方式では、３Ｄメガネが水平となるような状態でユーザが視聴することを想定して右目用画像と左目用画像とを交互表示する。このため、右目用画像中における物体の位置と、左目用画像における該物体の位置とは、図示のように水平方向にずれている。このずれが視差であり、この視差によって立体感を得ることができる。
【０００５】
続いて、視差と右目用画像および左目用画像との関係について図１３に基づいて説明する。図１３は、視差と右目用画像および左目用画像との関係を説明する図であり、同図（ａ）（ｂ）は表示面に対して奥行き方向に立体感を出すとき、同図（ｃ）は表示面に対して手前方向に立体感を出すときの関係を示している。
【０００６】
同図（ａ）および（ｂ）で表される通り、表示面に対して奥行き方向に立体感（奥行き感）を出すときには、画像中の物体が表示面の奥側にあると認識させるために、右目用画像における当該物体の位置を右向きにずらし、左目用画像における当該物体の位置を左向きにずらして表示する。
【０００７】
より詳細には、右目用画像では、ユーザの右目と物体を認識させる位置（表示面の奥側）を結んだ線分が表示面と交わる位置に当該物体を表示し、左目用画像では、ユーザの左目と物体を認識させる位置を結んだ線分が表示面と交わる位置に当該物体を表示する。
【０００８】
このため、奥行き方向の立体感が大きい（物体を認識させる位置がユーザから遠い）同図（ａ）の方が、同図（ｂ）と比べて視差（右目用画像における物体の位置と、左目画像における物体の位置とのずれ量）が大きくなる。
【０００９】
一方、同図（ｃ）で表される通り、表示面に対して手前方向に立体感（飛び出し感）を出すときには、物体が表示面の手前にあるとユーザに認識させるために、右目用画像における当該物体の位置を左向きにずらし、左目用画像における当該物体の位置を右向きにずらして表示する。つまり、同図（ａ）（ｂ）場合と比べて右目用画像と左目用画像とに含まれる当該物体の表示位置が入れ替わる。同図（ｃ）の場合も、同図（ａ）（ｂ）の場合と同様に、立体感が大きい（物体を認識させる位置がユーザに近い）ほど、視差が大きくなる。
【００１０】
映像を３Ｄで視聴できるこうした表示装置の普及に伴い、様々な技術が提案されている。例えば、下記の特許文献１には、通常の２次元の映像信号を用いて擬似立体映像を簡単かつ低コストで見られるようにする発明が開示されている。この発明によれば、２次元の映像信号を、眼幅（左右の目の幅）だけ離れた位置に見えるように水平方向のみをずらした２つの映像信号に分割変換することで、擬似的な立体画像とできる。
【００１１】
ここで、上記従来の３Ｄ表示装置では、３Ｄ映像の視聴中に、ユーザが首を傾げるなどにより両眼（および３Ｄメガネ）が水平に並ばない状態となったときに、水平に並んでいたときのような立体感が得られなくなるという問題が生じる。
【００１２】
これは、上述のように、ＦＳ方式では、ユーザの右目の位置と左目の位置に応じて、右目用画像と左目用画像における物体位置を決定して所定の立体感を生じさせており、ユーザの両目が傾いた位置となっている状態では、この位置関係が崩れて適切な視差が得られなくなるためである。
【００１３】
そこで、このような問題を解決するための技術も提案されている。例えば、下記の特許文献２には、ユーザが疲労を生じやすい姿勢で立体画像を見ている場合には、立体表示を中断して疲労を生じないように制御する立体画像表示装置に関する技術が開示されている。具体的には、３Ｄメガネを着用しているユーザの顔の傾き量を検出して両眼が水平に並んでいるか否かを決定し、水平に並んでいないと決定された場合は立体表示を中断する。
【００１４】
また、下記の特許文献３には、使用者の頭部が傾いても表示画像を立体視できるようにした立体映像観察用偏光メガネに関する発明が開示されている。この発明によれば、前記の特許文献２に記載の発明のように立体表示を中断する必要はなく、ユーザの頭部が傾くことにより両眼が水平に並んでいなくても、当該メガネに備える偏光レンズが回転自在であることにより立体視が可能となる。
【００１５】
あるいは、下記の特許文献４には、ユーザが立体画像表示装置を動かした場合に、左右等の３軸の移動および３軸の周りの回転を同時に制御して、所望の視点から画像を表示することができ、携帯性を実現することが可能な立体画像表示装置が開示されている。この発明によれば、立体画像を表示するにあたり、運動視差を利用して見たい方向から立体画像を表示できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開平８−２０５２０１号公報（平成８年８月９日公開）
【特許文献２】特開２００１−２９６５０１号公報（２００１年１０月２６日公開）
【特許文献２】特開平７−２３００６０号公報（平成７年８月２９日公開）
【特許文献４】特開２００７−４７２９４号公報（２００７年２月２２日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上記従来の技術では、ＦＳ方式に基づく表示装置において、ユーザが首を傾げる等して両眼が水平に並ばない状態となったときに、両目が水平に並んでいるときの立体感を維持しながら視聴を継続することができないという問題を解決することができない。
【００１８】
すなわち、上述した特許文献２に記載の発明では、首を傾げた時点で立体表示が中断されるため、ユーザは、立体映像の視聴を継続するために、常に両眼を水平に固定した堅苦しい姿勢での視聴を強いられる。また、特許文献３に記載の発明は、偏光レンズを備えたメガネを装着する方式において、このメガネをハードウェア的に工夫することにより上述の問題を解決するものであり、ＦＳ方式には適用することができない。そして、特許文献１および４に記載の発明は、上記課題の解決を目的としたものではない。
【００１９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＦＳ方式に基づく表示装置において、首を傾げる等により両目が傾いた状態となっているユーザに対して、両目が水平に並んでいる状態と同様の立体感を与えることができる表示装置等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記の課題を解決するために、本発明の表示装置は、右目で視認されるべき右目用画像と左目で視認されるべき左目用画像とを交互表示すると共に、立体視用のメガネの左右のシャッターの開閉を上記交互表示と同期させることによってユーザに立体視させる表示装置であって、上記メガネの水平面に対する傾き角を取得する傾き取得手段と、上記傾き取得手段が取得した傾き角の上記メガネで立体視するユーザに与える視差が、上記右目用画像および上記左目用画像が、上記傾き角がゼロである上記メガネで立体視するユーザに与える視差と一致するように、上記左目用画像または上記右目用画像を再構成した傾斜時用右目用画像および傾斜時用左目用画像を生成して表示させる画像生成手段とを備えることを特徴としている。
【００２１】
また、本発明の表示装置の制御方法は、上記の課題を解決するために、右目で視認されるべき右目用画像と左目で視認されるべき左目用画像とを交互表示すると共に、立体視用のメガネの左右のシャッターの開閉を上記交互表示と同期させることによってユーザに立体視させる表示装置の制御方法であって、上記メガネの水平面に対する傾き角を取得する傾き取得ステップと、上記傾き取得ステップで取得した傾き角の上記メガネで立体視するユーザに与える視差が、上記右目用画像および上記左目用画像が、上記傾き角がゼロである上記メガネで立体視するユーザに与える視差と一致するように、上記左目用画像または上記右目用画像を再構成した傾斜時用右目用画像および傾斜時用左目用画像を生成して表示させる画像生成ステップとを含むことを特徴としている。
【００２２】
上記の構成によれば、立体視用のメガネの水平面に対する傾き角を取得する。そして、傾き角がゼロである上記メガネで立体視するユーザに与える視差と、取得した傾き角の上記メガネで立体視するユーザに与える視差とが一致するように、左目用画像または右目用画像を再構成した傾斜時用右目用画像および傾斜時用左目用画像を生成して表示させる。
【００２３】
したがって、上記の構成によれば、首を傾げる等によって両目が傾いた状態となっているユーザに対して、上記メガネの傾き角がゼロ、すなわち両目が水平に並んでいる状態と同様の立体感を与えることができる。
【００２４】
なお、画像の全領域について視差を一致させてもよいし、一部の領域について視差を一致させてもよい。一部の領域について視差を一致させる場合には、この領域についての立体感を維持することができる。
【００２５】
また、傾斜時用右目用画像および傾斜時用左目用画像は、左目用画像または右目用画像のいずれか一方に基づいて生成されるが、いずれの画像からいずれの画像を生成するかは任意である。例えば、左目用画像に基づいて傾斜時用右目用画像および傾斜時用左目用画像の両方を生成してもよいし、左目用画像に基づいて傾斜時用左目用画像を生成し、右目用画像に基づいて傾斜時用右目用画像を生成してもよい。
【００２６】
そして、上記表示装置は、上記右目用画像および上記左目用画像を立体視するときに同一の点と認識される、上記右目用画像上の点Ｒと、上記左目用画像上の点Ｌとの視差を示す視差データを取得する視差データ取得手段を備え、上記画像生成手段は、上記傾斜時用右目用画像における上記点Ｒに対応する点をＲ’とし、上記傾斜時用左目用画像における上記点Ｌに対応する点をＬ’としたときに、点Ｒ’と点Ｌ’との視差が上記視差データの示す視差に一致し、かつ表示面上において点Ｒ’と点Ｌ’とを結ぶ線分と水平面とのなす角が、上記傾き取得手段が取得した傾き角と一致するように、上記点Ｒまたは上記点Ｌを移動させて、上記傾斜時用右目用画像および上記傾斜時用左目用画像を生成することが好ましい。
【００２７】
上記の構成によれば、右目用画像上の点Ｒと左目用画像上の点Ｌとの視差を示す視差データを取得する。そして、点Ｒと点Ｌにそれぞれ対応する傾斜時用右目用画像上の点Ｒ’と、傾斜時用左目用画像上の点Ｌ’との視差が上記視差データの示す視差に一致し、かつ表示面上において点Ｒ’と点Ｌ’とを結ぶ線分と水平面とのなす角が、上記傾き取得手段が取得した傾き角と一致するように、上記点Ｒまたは上記点Ｌを移動させて、傾斜時用右目用画像および傾斜時用左目用画像を生成する。
【００２８】
つまり、上記の構成によれば、ユーザの両目が水平に並んでいない状態となっているときには、その両目の傾きと同じ傾きで点Ｒ’および点Ｌ’が傾いた傾斜時用右目用画像および傾斜時用左目用画像が表示される。そして、これらの点の間の視差は元の右目用画像および左目用画像の点Ｒと点Ｌとの視差と同じである。
【００２９】
したがって、上記の構成によれば、首を傾げる等によって両目が傾いた状態となっているユーザに対して、両目が水平に並んでいた状態と同様の立体感を与えることができる。
【００３０】
なお、傾斜時用右目用画像および傾斜時用左目用画像は、右目用画像および左目用画像の全ての点Ｒおよび点Ｌの位置を再構成したものであってもよいし、一部の点（例えば画像中の一部の領域に含まれる点）の位置を再構成したものであってもよい。
【００３１】
また、上記画像生成手段は、上記視差データの示す視差が同一の、上記点Ｒまたは上記点Ｌの集まりである同一視差領域の少なくとも１つについて、当該同一視差領域に含まれる点Ｒまたは点Ｌを移動させることにより、上記傾斜時用右目用画像および上記傾斜時用左目用画像を生成することが好ましい。
【００３２】
上記の構成によれば、同一視差領域の点Ｒまたは点Ｌを移動させて傾斜時用右目用画像および傾斜時用左目用画像を生成する。したがって、同一視差領域について、頭を傾ける等によって両目が傾いた状態となっているユーザに対して、両目が水平に並んでいた状態と同様の立体感を与えることができる。なお、同一視差領域は、視差が同じ点の集まりであるから、立体視したときに同一の領域と認識される。
【００３３】
また、上記視差データ取得手段は、表示面上における上記点Ｒと上記点Ｌとの水平方向の距離を、当該点Ｒと点Ｌとの視差を示す視差データとして生成することが好ましい。
【００３４】
上記の構成によれば、点Ｒと点Ｌの水平方向の距離を、当該点Ｒと点Ｌとの視差を示す視差データとして生成するので、視差データを含まないコンテンツについても、ユーザの両目の傾きに応じた立体表示を行うことができる。
【００３５】
また、上記画像生成手段は、上記右目用画像または上記左目用画像上で、上記点Ｒまたは上記点Ｌを垂直方向または水平方向に移動させて上記傾斜時用右目用画像を生成し、当該点Ｒまたは当該点Ｌを水平方向または垂直方向に移動させて上記傾斜時用左目用画像を生成することが好ましい。
【００３６】
上記の構成によれば、点Ｒまたは点Ｌを、水平方向および垂直方向に移動させることによって、傾斜時用右目用画像および傾斜時用左目用画像を生成するので、回転等の演算を行うことなく、傾斜時用右目用画像および傾斜時用左目用画像を生成することができる。
【００３７】
なお、点Ｒまたは点Ｌを垂直方向に移動させて傾斜時用右目用画像を生成した場合には、この点Ｒまたは点Ｌを水平方向に移動させて傾斜時用左目用画像を生成する。同様に、点Ｒまたは点Ｌを垂直方向に移動させて傾斜時用左目用画像を生成した場合には、この点Ｒまたは点Ｌを水平方向に移動させて傾斜時用右目用画像を生成する。
【００３８】
また、傾き取得手段が取得した傾き角をθ、対応点の視差をｄとした場合、点Ｒまたは点Ｌの垂直方向の移動量はｄ×ｓｉｎθと表すことができ、水平方向の移動量はｄ×ｃｏｓθと表すことができる。
【００３９】
また、本発明の表示システムは、上記の課題を解決するために、右目で視認されるべき右目用画像と左目で視認されるべき左目用画像とを交互表示すると共に、立体視用のメガネの左右のシャッターの開閉を上記交互表示と同期させることによってユーザに立体視させる表示装置と、上記メガネと、該メガネの水平面に対する傾き角を測定する測定装置とを含む表示システムであって、上記表示装置は、上記測定装置から、上記メガネの水平面に対する傾き角を取得する傾き取得手段と、上記傾き取得手段が取得した傾き角の上記メガネで立体視するユーザに与える視差が、上記右目用画像および上記左目用画像が、上記傾き角がゼロである上記メガネで立体視するユーザに与える視差と一致するように、上記左目用画像または上記右目用画像を再構成した傾斜時用右目用画像および傾斜時用左目用画像を生成して表示させる画像生成手段とを備えていることを特徴としている。
【００４０】
上記の構成によれば、測定装置は、立体視用のメガネの水平面に対する傾き角を測定する。そして、表示装置は、この測定装置から取得した傾き角を用いて、傾き角がゼロである上記メガネで立体視するユーザに与える視差と、取得した傾き角の上記メガネで立体視するユーザに与える視差とが一致するように、左目用画像または右目用画像を再構成した傾斜時用右目用画像および傾斜時用左目用画像を生成して表示させる。
【００４１】
したがって、上記の構成によれば、測定装置によって、首を傾げる等によってユーザの両目が傾いた状態となっていることを検出して、表示装置によって、両目が水平に並んでいる状態と同様の立体感をユーザに与えることができる。
【００４２】
なお、上記測定装置は、表示装置または立体視用のメガネに組み込まれていてもよいし、これらに対して取り付けられていてもよい。また、表示装置および立体視用のメガネとは独立に設けられていてもよい。
【００４３】
なお、上記表示装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記表示装置の各手段として動作させることにより、上記表示装置をコンピュータにて実現させる制御プログラム、及びそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も本発明の範疇に入る。
【発明の効果】
【００４４】
以上のように、本発明の表示装置は、メガネの水平面に対する傾き角を取得する傾き取得手段と、上記傾き取得手段が取得した傾き角の上記メガネで立体視するユーザに与える視差が、右目用画像および左目用画像が、上記傾き角がゼロである上記メガネで立体視するユーザに与える視差と一致するように、上記左目用画像または上記右目用画像を再構成した傾斜時用右目用画像および傾斜時用左目用画像を生成して表示させる画像生成手段とを備えている構成である。
【００４５】
また、本発明の表示装置の制御方法は、メガネの水平面に対する傾き角を取得する傾き取得ステップと、上記傾き取得ステップで取得した傾き角の上記メガネで立体視するユーザに与える視差が、右目用画像および左目用画像が、上記傾き角がゼロである上記メガネで立体視するユーザに与える視差と一致するように、上記左目用画像または上記右目用画像を再構成した傾斜時用右目用画像および傾斜時用左目用画像を生成して表示させる画像生成ステップとを含む構成である。
【００４６】
そして、本発明の表示システムは、表示装置が、測定装置からメガネの水平面に対する傾き角を取得する傾き取得手段と、上記傾き取得手段が取得した傾き角の上記メガネで立体視するユーザに与える視差が、右目用画像および左目用画像が、上記傾き角がゼロである上記メガネで立体視するユーザに与える視差と一致するように、上記左目用画像または上記右目用画像を再構成した傾斜時用右目用画像および傾斜時用左目用画像を生成して表示させる画像生成手段とを備えている構成である。
【００４７】
したがって、首を傾げる等によって両目が水平面に対して傾いた状態となっているユーザに対して、両目が水平に並んでいる状態と同様の立体感を与えることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態である表示システムの要部構成を表すブロック図である。
【図２】上記表示システムにおいて、ユーザの両眼が傾いた様子を模式的に表したものである。
【図３】右目用画像、左目用画像、およびこれらを重ね合わせた画像を示している。
【図４】上記表示システムに含まれる表示装置の画像生成部による一連の画像生成処理を模式的に表したものである。
【図５】表示面に対して奥行き方向に立体感の得られる３Ｄ画像について、移動量および移動方向の特定方法を説明する図であり、同図（ａ）は回転移動の例を示し、同図（ｂ）は平行移動の例を示している。
【図６】表示面に対して手前方向に立体感の得られる３Ｄ画像について、移動量および移動方向の特定方法を説明する図であり、同図（ａ）は回転移動の例を示し、同図（ｂ）は平行移動の例を示している。
【図７】上記表示システムに含まれる３Ｄメガネが右上がりに３０°傾いている場合に上記画像生成部が特定する移動方向および移動量の具体例を示す図であり、同図（ａ）は奥行き方向に立体感の得られる３Ｄ画像が対象である例を示し、同図（ｂ）は手前方向に立体感の得られる３Ｄ画像が対象である例を示している。
【図８】上記３Ｄメガネが右上がりに４５°傾いている場合に画像生成部６３が特定する移動方向および移動量の具体例を示す図であり、同図（ａ）は奥行き方向に立体感の得られる３Ｄ画像が対象である例を示し、同図（ｂ）は手前方向に立体感の得られる３Ｄ画像が対象である例を示している。
【図９】上記３Ｄメガネが右上がりに６０°傾いている場合に画像生成部６３が特定する移動方向および移動量の具体例を示す図であり、同図（ａ）は奥行き方向に立体感の得られる３Ｄ画像が対象である例を示し、同図（ｂ）は手前方向に立体感の得られる３Ｄ画像が対象である例を示している。
【図１０】上記表示装置が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【図１１】上記画像生成部が実行する画像生成処理の一例を示すフローチャートである。
【図１２】ＦＳ方式に基づく従来の３Ｄ表示装置において、右目用画像と左目用画像とを交互表示する様子を模式的に表した図である。
【図１３】視差と右目用画像および左目用画像との関係を説明する図であり、同図（ａ）（ｂ）は表示面に対して奥行き方向に立体感を出すとき、同図（ｃ）は表示面に対して手前方向に立体感を出すときの関係を示している。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図１１に基づいて詳細に説明する。
【００５０】
〔概要〕
本実施の形態に係る表示装置の概要について、図２に基づいて説明する。図２は、本発明の一実施形態である表示システム（表示装置と３Ｄメガネを含む）において、ユーザの両眼が傾いた様子を模式的に表したものである。
【００５１】
本実施の形態に係る表示装置は、ＦＳ方式で３Ｄ画像を表示する表示装置である。すなわち、この表示装置は、表示部へ立体視用の右目用画像および左目用画像を交互に出力すると共に、シャッター同期信号を３Ｄメガネに発信する。３Ｄメガネはこの信号に従って、右目用画像と左目用画像の交互表示と同期するように右目用シャッターおよび左目用シャッターを開閉する。これにより、ユーザは右目用画像を右目のみで、左目用画像を左目のみで視認することができ、立体感を得ることができる。
【００５２】
ここで、本実施の形態に係る表示システムにおいては、３Ｄメガネの備えるセンサが、該３Ｄメガネの水平面からの傾き角を計測し、これを表示装置に送信する。これにより、表示装置は、３Ｄメガネが水平な状態にあるか否か、また水平な状態にない場合にはどの程度傾いているかを特定することができる。
【００５３】
なお、上記の傾き角は、３Ｄメガネのレンズ面が表示装置の表示面に対して平行であり、右目レンズと左目レンズとが水平に並んだ状態からの傾き角であり、同図では、この傾き角をθで示している。ただし、−９０°≦θ≦＋９０°であり、θ＝０のときに右目レンズと左目レンズとが水平に並び、θ＝−９０°のとき左目レンズが右目レンズの上側（真上）の位置となり、θ＝＋９０°のとき右目レンズが左目レンズの上側（真上）の位置となる。つまり、θが負のときは３Ｄメガネは右下がりに傾いており、θが正のときは３Ｄメガネは右上がりに傾いている。
【００５４】
そして、表示装置は、３Ｄメガネが水平な状態になく、傾きが一定以上の場合に、水平であった状態と同じ視差が保たれるように、画像に含まれる各物体をずらした右目用画像および左目用画像（傾斜時用右目用画像および傾斜時用左目用画像）を生成し、表示する。
【００５５】
したがって、３Ｄ映像の視聴中に、例えば首を傾げるなどしてユーザの両眼が傾いた状態となったときでも、両目が水平であったときと同じ立体感で３Ｄ映像を視聴することができる。
【００５６】
詳細については以下説明するが、上記表示装置は、元の右目用画像と左目用画像との間のずれ量から、画像に含まれる各物体の視差を示す視差データを生成する。そして、元の右目用画像または元の左目用画像、生成した視差データ、および検出した傾き角θから、ユーザの両眼に傾きが生じた場合にも正しく立体的に視認できる右目用画像および左目用画像を新たに生成する。
【００５７】
〔表示システムの構成〕
本実施の形態に係る表示システムの構成について、図１に基づいて説明する。図１は、前記表示システムの要部構成を示すブロック図である。図示のように、表示システム１００は、表示装置１、３Ｄメガネ（立体視用のメガネ）２、および画像記憶部３を含む。
【００５８】
表示装置１は制御部４と表示部５とを含み、制御部４は画像処理部６と表示制御部７とを含む。さらに、画像処理部６は視差データ生成部（視差データ取得手段）６１、傾き取得部（傾き取得手段）６２、および画像生成部（画像生成手段）６３を含む。
【００５９】
また、３Ｄメガネ２は、右目用シャッター２１、左目用シャッター２２、シャッター制御部２３、および傾き検出部（測定装置）２４を含む。
【００６０】
なお、本実施の形態において、表示装置１が、いわゆる３Ｄテレビであることを想定しているが、本発明に直接関係のない部分、例えばテレビ映像を受信する部分やテレビ番組の録画等を行う部分などは省略した。以下、表示装置１（制御部４、表示部５、視差データ生成部６１、傾き取得部６２、画像生成部６３、表示制御部７）、３Ｄメガネ２（右目用シャッター２１および左目用シャッター２２、シャッター制御部２３、傾き検出部２４）、画像記憶部３の順序で、各構成が担う機能を説明する。
【００６１】
（表示装置１）
表示装置１は、３Ｄ画像を表示できる表示装置である。上述したように、本実施の形態では、ＦＳ方式で３Ｄ画像を表示する。
【００６２】
制御部４は、以下で説明するように、表示装置１を動作させるための処理を行う。表示部５は画像を表示する装置であり、例えば液晶ディスプレイで構成できる。
【００６３】
画像処理部６は、画像記憶部３に記憶された右目用画像および左目用画像を読み込み、表示制御部７へ読み込んだ画像を出力する。また、傾き取得部６２によって取得された傾きθから、画像生成の要否を判断する。
【００６４】
視差データ生成部６１は、右目用画像と左目用画像を用いて立体視するときに同一の部分と認識される、右目用画像上の部分と、左目用画像上の部分との視差を表す視差データを取得する。具体的には、視差データ生成部６１は、画像記憶部３に視差データが格納されている場合には画像記憶部３から視差データを取得し、格納されていない場合には画像記憶部３から読み出した右目用画像および左目用画像から視差データを生成する。なお、視差データの生成方法については、後で詳細に述べる。
【００６５】
傾き取得部６２は、３Ｄメガネ２の傾きを取得する。具体的には、３Ｄメガネ２に備えられた傾き検出部２４による計測値を受信することによって、３Ｄメガネ２の傾き角θ（図２参照）を取得する。なお、傾き取得部６２は、３Ｄメガネ２の傾きを示すデータを取得できるものであればよく、例えば表示装置１等に設けたカメラでユーザを撮影し、この画像の解析結果から算出された傾き角を取得してもよい。また、このような解析を傾き取得部６２が行ってもよい。つまり、傾き角を測定する装置は、３Ｄメガネ２の傾き検出部２４に限られず、傾き取得部６２が傾き角を測定する装置としての機能を有していてもよいし、このような機能を有する他の装置を設けてもよい。
【００６６】
画像生成部６３は、傾き取得部６２から入力された傾き角θと、視差データ生成部６１が生成した視差データとを用いて、元の右目用画像または元の左目用画像から、θの傾きに対応した新たな右目用画像および左目用画像を生成する。なお、画像生成部６３による画像生成方法については、後で詳述する。
【００６７】
表示制御部７は、立体表示のための制御を行う。具体的には、表示制御部７は、画像生成部６３が生成した右目用画像および左目用画像を、表示部５へ所定の間隔で交互に出力すると共に、シャッター同期用の信号を３Ｄメガネ２に含まれるシャッター制御部２３へ発信する。
【００６８】
（３Ｄメガネ２）
３Ｄメガネ２は、表示部５に出力される立体画像を視聴するにあたり、ユーザが装着する機器である。ここで、表示装置１と３Ｄメガネ２とは有線または無線で通信可能に構成されている。これにより、表示制御部７からシャッター制御部２３へ発信されるシャッター同期用の信号を受信することができ、また、傾き検出部２４から傾き取得部６２へ傾きの計測値を送信することができる。なお、このような情報の送受信が可能であれば、通信態様は問わず、例えばＩｒＤＡに基づく無線通信であってもよい。また、同期用の信号の受信と、傾きの計測値の送信を別の通信手段で行うようにしてもよい。
【００６９】
右目用シャッター２１および左目用シャッター２２は、シャッター制御部２３の制御にしたがって開閉動作することにより、それぞれユーザの右目・左目の視界を交互に遮蔽する。これにより、ユーザは右目用画像を右目のみで、左目用画像を左目のみで視認することができる。
【００７０】
シャッター制御部２３は、表示制御部７から受信するシャッター同期用の信号に従って右目用シャッター２１および左目用シャッター２２を開閉する。これにより、表示装置１における右目用画像と左目用画像の切り替えと、右目用シャッター２１と左目用シャッター２２の開閉とが同期し、右目用画像が右目に、左目用画像が左目に視認される。
【００７１】
傾き検出部２４は、３Ｄメガネ２の傾き角を計測し、その計測値である角度θを傾き取得部６２へ送信する。傾き検出部２４は、上記回転角を計測できるものであればよく、また３Ｄメガネ２に内蔵されていてもよいし、外付けされていてもよい。本実施の形態では、傾き検出部２４としてジャイロセンサを適用した例を説明する。
【００７２】
なお、上述のように、−９０°≦θ≦＋９０°であり、θ＝０のときに右目レンズと左目レンズとが水平に並び、θ＝−９０°のとき左目レンズが右目レンズの上側（真上）の位置となり、θ＝＋９０°のとき右目レンズが左目レンズの上側（真上）の位置となる。無論、傾き検出部２４が送信するデータは、傾き取得部６２が３Ｄメガネ２の水平面に対する傾き角、および３Ｄメガネ２が右上がりに傾いているか、右下がりに傾いているかを特定できるものであればこれに限られない。
【００７３】
（画像記憶部３）
画像記憶部３は、表示すべき右目用画像および左目用画像を記憶した不揮発性の記憶装置であり、例えば半導体メモリ、ハードディスク、ＤＶＤ等で構成できる。
【００７４】
なお、本実施の形態では、画像記憶部３が有線または無線で表示装置１の外部に接続された外部記憶装置である構成として図１に示しているが、画像記憶部３は表示装置１に内蔵される装置として実現されてもよい。また、表示装置１は、画像記憶部３に記憶された右目用画像および左目用画像を読み込み、これを処理して表示部５へ表示することとしているが、データの取得方法はこれに限られない。例えば、テレビ放送波からこれらを受信してもよいし、インターネット等の通信網を介して受信してもよい。
【００７５】
〔視差データの生成〕
視差データ生成部６１による視差データの生成について、図３に基づいて説明する。図３は、画像記憶部３から読み出した右目用画像、左目用画像、およびこれらを重ね合わせた画像を示している。図示のように、左目用画像および右目用画像には、それぞれ２つの円が含まれており、このうち上側の円は表示面上にある物体を示し、下側の円は表示面より奥にある物体を示している。
【００７６】
これらの左目用画像と右目用画像を重ね合わせることによって、上側の円にはずれがなく、一方、下側の円は水平方向にずれていることがわかる。これは、表示面より奥にある物体には視差を出し、表示面上にある物体には視差を出さないためである。そして、このずれ量は、視差の大きさを示している（図１３参照）。
【００７７】
したがって、右目用画像における物体の位置と左目用画像における物体の位置とのずれ量を計算することによって、当該物体についての視差を特定することができる。具体的には、右目用画像中の点Ｒ（ドット）と、この点に対応する左目用画像中の点Ｌ（点Ｒと点Ｌは立体視したときに同一の点と認識される）としたときに、表示面上における点Ｒと点Ｌの水平方向の距離を、点Ｒと点Ｌの視差と特定することができる。そして、このような処理を、画像を構成する各ドットについて行うことにより、画像中の各物体（視差が同一の領域）の視差を示す視差データ（視差マップ）を生成することができる。
【００７８】
なお、右目用画像における物体と、左目用画像におけるその物体との対応は、パターンマッチングや特徴点抽出等の処理によって特定することができる。そして、このようにして特定した物体中のドットから視差を算出することができる。
【００７９】
また、表示面に対して奥行き方向に立体感を出す場合と、手前方向に立体感を出す場合とでは、ずれの向きが逆転する（図１３参照）。このため、ずれの向きからいずれの方向に立体感を出す画像であるかを一意に決定できる。
【００８０】
ここでは、表示面上において、点Ｌに対して点Ｒが右側に位置している場合の視差を正の値で示す。一方、点Ｌに対して点Ｒが左側に位置している場合の視差を負の値で示す。つまり、奥行き方向に立体感を出す場合の視差を正の値で示し、手前方向に立体感を出す場合の視差の値を負の値で示し、これにより、奥行き方向に立体感を出すか、手前方向に立体感を出すかを特定可能とする。無論、奥行き方向に立体感を出すか、手前方向に立体感を出すかの特定方法は、この方法に限られない。例えば、奥行き方向に立体感を出す画像であるか、手前方向に立体感を出す画像であるかを示す情報を視差データに含めることによって、これを特定してもよい。
【００８１】
なお、例えば画像にポリゴン情報（立体座標に関する情報）が含まれている場合には、これを用いてユーザの視点に応じた画像を生成してもよい。この場合、傾き角からユーザの視点位置を特定し、該視点位置から見える座標が表示されるように画像を再構成する。
【００８２】
〔画像生成部６３による画像生成処理〕
次に、画像生成部６３による画像生成処理について、図４に基づいて説明する。図４は、画像生成部６３による一連の画像生成処理を模式的に表したものである。同図では、両目が水平のときに適切な視差が得られる左目用画像（元の画像）と視差データから、両目が傾いているときに適切な視差が得られる左目用画像と右目用画像を生成する例を示している。なお、図４に示す左目用画像は、図３に示した左目用画像とは別のものである。
【００８３】
また、生成した左目用画像と右目用画像の図では、各物体の位置を実線で示し、元の画像における各物体の位置を点線で示している。そして、視差データでは、各物体の視差を色分け（色が濃くなるほど視差が小さい）で示している。つまり、小円で示される物体は、大円で示される物体よりも視差が小さい。
【００８４】
図示のように、生成した左目用画像では、元の左目用画像に対して物体の位置が下方に移動している。また、生成した右目用画像では、元の左目用画像に対して物体の位置が左方に移動している。このように物体の位置を移動させる（視差方向を傾かせる）ことにより、ユーザの両目が傾いたときにも、元の画像と同様の奥行き感を与えることができる。
【００８５】
また、生成した左目用画像および右目用画像では、物体毎に移動量が異なっている。具体的には、小円で示される物体（視差小）よりも、大円で示される物体（視差大）の方が、移動量が大きくなっている。詳細については後述するが、これは、視差が大きい物体の方が、大きい移動量が特定されるためである。このように、物体毎に、その視差に応じた移動量を特定することによって、画像を単に回転させた場合と比べて自然な立体感をユーザに与えることができる。
【００８６】
〔移動量および移動方向の特定方法〕
続いて、視差データと傾き角θを用いて、上記の移動量および移動方向を特定する方法を、図５および図６に基づいて説明する。なお、移動量および移動方向は、表示面に対して奥行き方向に立体感の得られる画像と、手前方向に立体感を得られる画像とで異なっている。以下では、まず奥行き方向に立体感の得られる画像について説明し、続いて手前方向に立体感の得られる画像について説明する。
【００８７】
（表示面に対して奥行き方向に立体感の得られる３Ｄ画像について）
図５は、表示面に対して奥行き方向に立体感の得られる３Ｄ画像について、移動量および移動方向の特定方法を説明する図であり、同図（ａ）は回転移動の例を示し、同図（ｂ）は平行移動の例を示している。
【００８８】
なお、同図では、通常の３Ｄ画像を構成する左目用画像における点をＬ、Ｌに対応する右目用画像における点をＲ、ＬとＲの距離（すなわち視差）をｄとしている。また、表示面に対して奥行き方向に立体感の得られる３Ｄ画像であるから、ＲはＬに対して右側に位置している（図１３（ａ）（ｂ）参照）。なお、立体視するユーザからは、ＬとＲは同一の点と認識される。
【００８９】
そして、同図では、生成した左目画像におけるＬに対応する点をＬ’、生成した右目画像におけるＲに対応する点をＲ’としている。また、３Ｄメガネ２の傾き角をθとする（図２参照）。
【００９０】
３Ｄメガネ２が角度θで傾いているときに、視差ｄを保つためには、図５（ａ）に示すように、ＬとＲを結ぶ線分（以下、線分Ｌ−Ｒと称する）を、該線分上の点Ａを支点としてθだけ回転させたときのＬとＲの位置を、それぞれＲ’とＬ’の位置とすればよい。このように、視差ｄと角度θから、ＲとＬの移動量および移動方向を特定し、Ｒ’とＬ’の位置を特定することができる。
【００９１】
また、図５（ｂ）のように、ＲとＬを垂直方向または水平方向に移動させることによっても、Ｒ’とＬ’の位置を特定することができる。図５（ｂ）の例では、Ｌを垂直方向下向きに移動させてＬ’とし、Ｒを水平方向左向きに移動させてＲ’としている。
【００９２】
なお、このようなＲ’とＬ’の位置は、同図（ａ）の例において、Ｒ’とＬ’を結ぶ線分（以下、線分Ｌ’−Ｒ’と称する）を、Ｒ’線分Ｌ−Ｒと交わるまで垂直方向下向きに移動させ、Ｌ’がＬを通る線分Ｌ−Ｒの垂線と交わるまで水平方向左向きに移動させることによって特定できる。
【００９３】
また、図示のように、ＬとＬ’の距離はｄ×ｓｉｎθと表すことができ、ＲとＲ’の距離はｄ−ｄ×ｃｏｓθ＝ｄ×（１−ｃｏｓθ）と表すことができる。つまり、Ｌを垂直方向下向きにｄ×ｓｉｎθだけ移動させた位置をＬ’の位置と特定することができ、Ｒを水平方向左向きにｄ×（１−ｃｏｓθ）だけ移動させた位置をＲ’の位置と特定することができる。
【００９４】
なお、同図から明らかなように、左目用画像および右目用画像のいずれか一方から、新たな左目用画像および右目用画像を生成することができる。すなわち、左目用画像から新たな左目用画像および右目用画像を生成する場合には、点Ｌを水平方向右向きにｄ×ｃｏｓθだけ移動させた位置をＲ’の位置と特定することができる。同様に、右目用画像から新たな左目用画像および右目用画像を生成する場合には、点Ｒを水平方向左向きにｄだけ移動させ、垂直方向下向きにｄ×ｓｉｎθだけ移動させた位置をＬ’の位置と特定することができる。つまり、視差の大きい点の方が、視差の小さい点よりも移動量が大きくなる（視差に正比例して移動量が増加する）。
【００９５】
図５（ｂ）の例においても、同図（ａ）の例と同様に、Ｒ’とＬ’の距離がｄであり、線分Ｒ’−Ｌ’と線分Ｒ−Ｌとのなす角がθであるから、角度θで傾いている３Ｄメガネ２を装着しているユーザは視差ｄが得られる。
【００９６】
なお、図５（ｂ）では、同図（ａ）の例において、線分Ｒ’−Ｌ’を垂直方向下向きに移動させてＲ’とＬ’の位置を特定する例を示したが、垂直方向上向きに移動させてもよい。この場合、線分Ｒ’−Ｌ’を、Ｌ’が線分Ｌ−Ｒと交わるまで垂直方向上向きに移動させ、Ｒ’がＲを通る線分Ｌ−Ｒの垂線と交わるまで水平方向右向きに移動させることによって、Ｒ’とＬ’の位置を特定する。
【００９７】
つまり、この場合、図５（ｂ）の例と比べて、点Ｌ、Ｒの移動方向および移動量が逆となり、Ｒを垂直方向上向きにｄ×ｓｉｎθだけ移動させた位置がＲ’の位置となり、Ｌを水平方向右向きにｄ×（１−ｃｏｓθ）だけ移動させた位置がＬ’の位置となる。
【００９８】
（表示面に対して手前方向に立体感の得られる３Ｄ画像について）
図６は、表示面に対して手前方向に立体感の得られる３Ｄ画像について、移動量および移動方向の特定方法を説明する図であり、同図（ａ）は回転移動の例を示し、同図（ｂ）は平行移動の例を示している。
【００９９】
表示面に対して手前方向に立体感の得られる３Ｄ画像についての、移動量および移動方向の計算方法は、ＲがＬに対して左側に位置していること（図１３（ｃ）参照）を除けば図５の例と同様である。
【０１００】
すなわち、３Ｄメガネ２が角度θで傾いているときに視差ｄを保つためには、図６（ａ）に示すように、線分Ｌ−Ｒを、該線分上の点Ａを支点としてθだけ回転させたときのＬとＲの位置を、それぞれＲ’とＬ’の位置とすればよい。
【０１０１】
また、図６（ｂ）のように、ＲとＬを垂直方向または水平方向に移動させることによっても、Ｒ’とＬ’の位置を特定することができる。図６（ｂ）の例では、Ｌを垂直方向上向きに移動させてＬ’とし、Ｒを水平方向右向きに移動させてＲ’としている。なお、図示のように、ＬとＬ’の距離はｄ×ｓｉｎθと表すことができ、ＲとＲ’の距離はｄ−ｄ×ｃｏｓθ＝ｄ×（１−ｃｏｓθ）と表すことができる。
【０１０２】
この例においても、Ｌを水平方向左向きにｄ×ｃｏｓθだけ移動させた位置をＲ’の位置と特定し、Ｌを垂直方向上向きにｄ×ｓｉｎθだけ移動させた位置をＬ’の位置と特定することができる。つまり、左目用画像のみから新たな左目用画像および右目用画像を生成することができる。
【０１０３】
また、線分Ｒ’−Ｌ’を垂直方向下向きに移動させてＲ’とＬ’の位置を特定することもできる。この場合、Ｒを垂直方向下向きにｄ×ｓｉｎθだけ移動させた位置がＲ’の位置となり、Ｌを水平方向左向きにｄ×（１−ｃｏｓθ）だけ移動させた位置がＬ’の位置となる。
【０１０４】
（画像生成部６３が実行する処理）
画像生成部６３は、図５（ｂ）および図６（ｂ）で示したような、垂直方向または水平方向に移動させる方式で、左目用画像から新たな左目用画像および右目用画像を生成する。これについて、以下、具体的に説明する。
【０１０５】
まず、画像生成部６３は、視差データと角度θから移動方向を特定する。具体的には、視差データの示す視差の正負から奥行き方向に立体感が出る画像であるか、手前方向に立体感が出る画像であるかを判断する。また、角度θの正負から３Ｄメガネ２が右上がりに傾いているか、右下がりに傾いているかを判断する。
【０１０６】
そして、奥行き方向に立体感が出る画像であるか、手前方向に立体感が出る画像であるか、また右上がりに傾いているか、右下がりに傾いているかの判断結果に応じて移動方向を特定する。
【０１０７】
例えば、奥行き方向に立体感が出る画像であり、右上がりに傾いている場合には、新たな左目用画像では、元の左目用画像中の物体を垂直方向下向きに移動させることを特定する。また、新たな右目用画像では、元の左目用画像中の物体を水平方向左向きに移動させることを特定する（図５（ｂ）参照）。
【０１０８】
次に、画像生成部６３は、元の左目用画像中の各物体の移動量を、新たな左目用画像および右目用画像のそれぞれについて算出する。具体的には、視差データから特定される、視差が同一の点の集まりである連続領域（同一視差領域）を１つの物体として特定する。また、その領域に含まれる各ドットの新たな左目用画像における移動量をｄ×ｓｉｎθの式で算出し、新たな右目用画像における移動量をｄ×ｃｏｓθの式で算出する。そして、特定した各物体についてこの処理を行う。
【０１０９】
最後に、画像生成部６３は、元の左目用画像中の各物体（物体を構成する画像中のドット）を、上記特定した向きに上記特定した移動量だけ移動させることによって、新たな左目用画像および右目用画像を生成する。
【０１１０】
このようにして生成した左目用画像および右目用画像が、角度θで傾く３Ｄメガネ２を装着しているユーザに与える視差は、元の左目用画像および右目用画像が、θ＝０の３Ｄメガネ２を装着しているユーザに与える視差と一致する。
【０１１１】
つまり、画像生成部６３は、傾き角θの３Ｄメガネ２で立体視するユーザに与える視差が、θがゼロである３Ｄメガネ２で立体視するユーザに与える視差と一致するように、元の左目用画像を再構成することによって、新たな右目用画像および左目用画像を生成する。これにより、ユーザは、首を傾げたときにも、そうでないときにも、同じ視差で立体映像を視聴することができる。
【０１１２】
なお、新たな左目用画像および右目用画像において、物体が重畳する場合には、手前の物体が視認されるように、奥側の物体から順に描画する。また、手前の物体とは、表示面に対して奥行き方向に立体感を出す場合には視差の小さい物体であり、手前方向に立体感を出す場合には視差の大きい物体である。なお、物体の位置がずれることにより、元の左目用画像および右目用画像では表示されていなかった部分が表示される場合には、補間等の画像処理によってその部分を補えばよい。
【０１１３】
（画像生成部６３が行う演算の具体例）
続いて、画像生成部６３が行う演算の具体例について、図７〜図９に基づいて説明する。なお、これらの図では、図５、図６の例と同様に、元の左目用画像における点をＬ、Ｌに対応する元の右目用画像における点をＲとしている。また、ＬとＲの距離、すなわち元の３Ｄ画像における視差ｄ＝１０（ドット）とし、新たな左目用画像におけるＬに対応する点をＬ’、新たな右目用画像におけるＲに対応する点をＲ’としている。
【０１１４】
（θが３０°の場合の具体例）
図７は、３Ｄメガネ２が右上がりに３０°傾いている場合（θ＝３０°）に画像生成部６３が特定する移動方向および移動量の具体例を示す図であり、同図（ａ）は奥行き方向に立体感の得られる３Ｄ画像が対象である例を示し、同図（ｂ）は手前方向に立体感の得られる３Ｄ画像が対象である例を示している。
【０１１５】
図７（ａ）の例では、元の左目用画像および右目用画像が、奥行き方向に立体感の得られる３Ｄ画像であるから、Ｌに対してＲが右側に位置している。また、３Ｄメガネ２は右上がりに傾いている。したがって、Ｌ’に対してＲ’が右側に位置し、線分Ｌ’−Ｒ’が右上がりに傾くように、Ｌ’、Ｒ’の位置が特定される。つまり、Ｌ’の位置が、Ｌを垂直方向下向きに移動させた位置であり、Ｒ’の位置が、Ｌを水平方向右向きに移動させた位置であると特定される。
【０１１６】
また、θ＝３０°、ｄ＝１０であるから、Ｌ’の位置は、Ｌを垂直方向下向きに１０×ｓｉｎ３０°＝５だけ移動させた位置であると特定される。同様に、Ｒ’の位置は、Ｌを水平方向右向きに１０×ｃｏｓ３０°≒８．７だけ移動させた位置であると特定される。なお、ここではドット単位で移動させることを想定しているため、小数点以下の値は四捨五入する。すなわち、上述において８．７と計算された場合には９ドット移動させる。
【０１１７】
無論、元の右目用画像から新たな右目用画像を生成してもよく、この場合には、Ｒを水平方向左向きに１０−１０×ｃｏｓ３０°≒１．３≒１だけ移動させた位置を、Ｒ’の位置として特定すればよい。
【０１１８】
一方、同図（ｂ）の例では、元の左目用画像および右目用画像が、手前方向に立体感の得られる３Ｄ画像であるから、Ｌに対してＲが左側に位置している。また、３Ｄメガネ２は右上がりに傾いている。したがって、Ｌ’に対してＲ’が左側に位置し、線分Ｌ’−Ｒ’が右上がりに傾くように、Ｌ’、Ｒ’の位置が特定される。つまり、Ｌ’の位置が、Ｌを垂直方向上向きに移動させた位置であり、Ｒ’の位置が、Ｌを水平方向左向きに移動させた位置であると特定される。
【０１１９】
また、θ＝３０°、ｄ＝１０であるから、Ｌ’の位置は、Ｌを垂直方向上向きに１０×ｓｉｎ３０°＝５だけ移動させた位置であると特定される。同様に、Ｒ’の位置は、Ｌを水平方向左向きに１０×ｃｏｓ３０°≒８．７≒９だけ移動させた位置であると特定される。この場合においても、元の右目用画像から新たな右目用画像を生成してもよいことは、同図（ａ）の例と同様である。
【０１２０】
（θが４５°の場合の具体例）
図８は、３Ｄメガネ２が右上がりに４５°傾いている場合（θ＝４５°）に画像生成部６３が特定する移動方向および移動量の具体例を示す図であり、同図（ａ）は奥行き方向に立体感の得られる３Ｄ画像が対象である例を示し、同図（ｂ）は手前方向に立体感の得られる３Ｄ画像が対象である例を示している。
【０１２１】
図８（ａ）の例では、Ｌ’の位置は、Ｌを垂直方向下向きに１０×ｓｉｎ４５°≒７だけ移動させた位置であると特定される。同様に、Ｒ’の位置は、Ｌを水平方向右向きに１０×ｃｏｓ４５°≒７だけ移動させた位置であると特定される。
【０１２２】
一方、同図（ｂ）の例では、Ｌ’の位置は、Ｌを垂直方向上向きに１０×ｓｉｎ４５°≒７だけ移動させた位置であると特定される。同様に、Ｒ’の位置は、Ｌを水平方向左向きに１０×ｃｏｓ４５°≒７だけ移動させた位置であると特定される。
【０１２３】
（θが６０°の場合の具体例）
図９は、３Ｄメガネ２が右上がりに６０°傾いている場合（θ＝６０°）に画像生成部６３が特定する移動方向および移動量の具体例を示す図であり、同図（ａ）は奥行き方向に立体感の得られる３Ｄ画像が対象である例を示し、同図（ｂ）は手前方向に立体感の得られる３Ｄ画像が対象である例を示している。
【０１２４】
図９（ａ）の例では、Ｌ’の位置は、Ｌを垂直方向下向きに１０×ｓｉｎ６０°≒９だけ移動させた位置であると特定される。同様に、Ｒ’の位置は、Ｌを水平方向右向きに１０×ｃｏｓ６０°＝５だけ移動させた位置であると特定される。
【０１２５】
一方、同図（ｂ）の例では、Ｌ’の位置は、Ｌを垂直方向上向きに１０×ｓｉｎ６０°≒９だけ移動させた位置であると特定される。同様に、Ｒ’の位置は、Ｌを水平方向左向きに１０×ｃｏｓ６０°＝５だけ移動させた位置であると特定される。
【０１２６】
〔表示装置１が実行する処理〕
表示装置１が実行する処理の流れを、図１０に基づいて説明する。図１０は、表示装置１が実行する処理の一例を示すフローチャートである。
【０１２７】
まず、画像処理部６は、右目用画像および左目用画像（両目が水平な状態で適切な視差が得られる通常の３Ｄ画像）を画像記憶部３から読み込み（Ｓ１）、両画像を表示制御部７へ出力して３Ｄ表示させる。すなわち、両画像の入力を受けた表示制御部７は、これらを表示部５へ所定の時間間隔で交互に出力すると共に、３Ｄメガネ２に同期用の信号を発信する。これを受けて表示部５は当該画像を交互表示し（Ｓ２）、３Ｄメガネ２は、画像の交互表示に同期してシャッターを開閉させる。
【０１２８】
次に、傾き取得部６２は、３Ｄメガネ２の傾き検出部２４によって計測され、表示装置１に送信された傾き角θを取得し（Ｓ３、傾き取得ステップ）、これを画像処理部６に出力する。傾き角θを受信した画像処理部６は、画像を生成するか否かを判断する（Ｓ４）。具体的には、θと予め定めたしきい値とを比較し、θがしきい値以上であった場合に画像を生成すると判断し、しきい値未満であった場合には生成しないと判断する。なお、しきい値が小さいほど傾きに応じた細やかな制御が行われるが、処理の負荷も大きくなるため、表示装置１の性能等を考慮してしきい値を設定すればよい。
【０１２９】
ここで、画像を生成しないと判断した場合（Ｓ４でＮＯ）、処理はＳ２に戻り、通常の３Ｄ画像の表示を継続する。なお、読み込み済みの３Ｄ画像が存在しない場合には、Ｓ１に戻って読み込みを行う。
【０１３０】
一方、画像を生成すると判断した場合（Ｓ４でＹＥＳ）、画像処理部６は、傾き角θを画像生成部６３に出力する。傾き角θを受信した画像生成部６３は、視差データ生成部６１に視差データを要求し、この要求を受信した視差データ生成部６１は、画像記憶部３に視差データが記憶されているか確認する（Ｓ５）。
【０１３１】
ここで、視差データが記憶されている場合（Ｓ５）には、視差データ生成部６１は記憶されている視差データを読み出して画像生成部６３に出力し、処理はＳ８に進む。なお、処理の高速化のため、視差データが記憶されている場合には、これを予め視差データ生成部６１または画像生成部６３に読み込ませておいてもよい。
【０１３２】
一方、視差データが記憶されていない場合（Ｓ５でＮＯ）には、視差データ生成部６１は、視差データを生成するか否かを判断する（Ｓ６）。なお、視差データを生成するか否かは、ユーザが予め設定しておく。つまり、ユーザが視差データを生成する設定にしている場合には、視差データ生成部６１は、視差データを生成すると判断する。一方、生成しない設定にしている場合には生成しないと判断する。
【０１３３】
ここで、生成しないと判断した場合（Ｓ６でＮＯ）、Ｓ２の処理に戻る。なお、このときに、３Ｄメガネ２（ユーザの両目）が傾いていることを画像や音声等でユーザに通知する等して、３Ｄメガネ２が水平になる状態で視聴することを促してもよい。
【０１３４】
一方、視差データを生成すると判断した場合（Ｓ６でＹＥＳ）、視差データ生成部６１は、入力された右目用画像と左目用画像から視差データを生成し（Ｓ７）、これを画像生成部６３へ出力する。
【０１３５】
Ｓ８では、画像生成部６３は、画像生成処理を行う。これにより、視差データ生成部６１から入力された視差データと、傾き取得部６２から入力された傾きθと、画像処理部６によって読み出された左目用画像とから、新たに右目用画像および左目用画像を生成し、表示制御部７へ出力する。
【０１３６】
そして、表示制御部７は、画像生成部６３から入力された右目用画像および左目用画像をＦＳ方式に基づいて表示する（Ｓ９）。この後処理はＳ３に戻り、再度傾きの取得が行われる。
【０１３７】
なお、上記の例では、入力された右目用画像と左目用画像から視差データを生成し、この左目用画像から新たな右目用画像および左目用画像を生成する例を示したがこれに限られない。視差データの生成に用いる画像は、新たな右目用画像および左目用画像の生成に用いる画像よりも前のフレームの画像であってもよい。フレーム毎に視差が大きく変化することは少ないからである。また、前のフレームの画像から視差データを生成する場合には、視差データの生成に用いる画像から視差データを生成する場合と比べて、早いタイミングで視差データを生成することができる。このため、新たな右目用画像および左目用画像が生成されるまでの時間を短縮することもできる。
【０１３８】
〔画像生成処理の流れ〕
続いて、図１０のＳ８において画像生成部６３が実行する画像生成処理の流れを、図１１に基づいて説明する。図１１は、画像生成部６３が実行する画像生成処理の一例を示すフローチャートである。
【０１３９】
まず、画像生成部６３は、視差データと角度θから移動方向を特定する（Ｓ１０）。上述のように、移動方向は、奥行き方向に立体感が出る画像であるか、手前方向に立体感が出る画像であるか、また３Ｄメガネ２が右上がりに傾いているか、右下がりに傾いているかに応じて特定される。
【０１４０】
次に、画像生成部６３は、元の左目用画像中の物体（視差が同一の連続した領域）の移動量を、新たな左目用画像および右目用画像のそれぞれについて算出する（Ｓ１１）。上述のように、垂直方向の移動量はｄ×ｓｉｎθの式で表され、水平方向の移動量はｄ×ｃｏｓθの式で表される。
【０１４１】
続いて、画像生成部６３は、移動量の特定が終了したか確認する（Ｓ１２）。なお、ここでは全ての物体（左目用画像中の全領域）の移動量を特定したときに、移動量の特定が終了したと判断してもよいし、一部の物体（例えば視差が一定以上大きい物体のみ）の移動量を特定したときに、移動量の特定が終了したと判断してもよい。ここで、特定が終了していないと判断した場合（Ｓ１２でＮＯ）、Ｓ１０の処理に戻る。
【０１４２】
一方、特定が終了していると判断した場合（Ｓ１２でＹＥＳ）、画像生成部６３は、元の左目用画像中の各物体（物体を構成する画像中のドット）を、Ｓ１０で特定した方向にＳ１１で特定した移動量だけ移動させることによって、物体を移動させた３Ｄ画像（新たな左目用画像および右目用画像）を生成する（Ｓ１３、画像生成ステップ）。そして、画像生成部６３は、生成した３Ｄ画像を表示制御部７に出力し、これにより画像生成処理は終了する。
【０１４３】
〔表示装置１の効果〕
以上のように、表示装置１によれば、３Ｄメガネ２の傾きを検出し、この傾きで視聴しているユーザが正しく立体視できる右目用画像および左目用画像を生成して表示する。すなわち、両眼の傾きをフィードバック情報とし、これに基づいて３Ｄ画像を再構成して表示する。
【０１４４】
したがって、例えば首を傾げる等により両眼が水平な状態ではなくなったときでも、ユーザは水平な状態と同じく自然な３Ｄ映像を視聴することができる。これにより、ユーザが視聴する際の姿勢の制約が緩和されるため、従来よりも自由な姿勢で３Ｄ映像を楽しむことができる。
【０１４５】
なお、上記実施形態では、元の左目用画像中の各物体を移動させて、新たな左目用画像および右目用画像を生成する例を説明したが、元の左目用画像全体を移動させて新たな左目用画像および右目用画像としてもよい。例えば、図７（ａ）の例では、元の左目用画像を垂直方向下向きに５ドット移動させて新たな左目用画像とし、元の左目用画像を水平方向右向きに９ドット移動させて新たな右目用画像としてもよい。
【０１４６】
これにより、元の左目用画像中の物体毎に位置を特定する場合と比べて、簡易な処理で傾きに対応した画像を表示することができる。ただし、物体毎の視差が画一化されてしまうため、もとより画像中の視差が画一となる〔背景技術〕に記載の特許文献１のような構成で立体表示を行う場合に適用することが好ましい。
【０１４７】
〔ソフトウェアによる実現例〕
最後に、表示装置１の各ブロック、特に制御部４は、集積回路（ＩＣチップ）上に形成された論理回路によってハードウェア的に実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェア的に実現してもよい。
【０１４８】
後者の場合、表示装置１は、各機能を実現するプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである表示装置１の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記表示装置１に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【０１４９】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ類、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク類、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード類、マスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ類、あるいはＰＬＤ（Programmable logic device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の論理回路類などを用いることができる。
【０１５０】
また、表示装置１を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークは、プログラムコードを伝送可能であればよく、特に限定されない。例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（Virtual Private Network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な媒体であればよく、特定の構成または種類のものに限定されない。例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＩＥＥＥ８０２．１１無線、ＨＤＲ（High Data Rate）、ＮＦＣ（Near Field Communication）、ＤＬＮＡ（Digital Living Network Alliance）、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【産業上の利用可能性】
【０１５１】
本発明は、立体視用のメガネの左右のシャッターの開閉と、右目用映像と左目用映像との切り替えとを同期させることによって、立体視を可能にする表示装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１５２】
１    表示装置
２    ３Ｄメガネ（立体視用のメガネ）
２１    右目用シャッター
２２    左目用シャッター
２４    傾き検出部（測定装置）
６１    視差データ生成部（視差データ取得手段）
６２    傾き取得部（傾き取得手段）
６３    画像生成部（画像生成手段）
１００    表示システム
【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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