(57)【要約】【課題】  立体画像を観察者が適切に観察することを可能とする表示装置及び表示方法を提供する。【解決手段】  表示装置１００は、複数の視点画像によって構成される立体画像を、左右方向において所定幅を有する表示領域に表示する。表示装置は、表示領域の左右方向の中心と観察者の視点との延長線上に複数の視点画像の視点が存在するように、表示領域に表示すべき複数の視点画像のサイズを調整する表示制御部１２０を備える。【選択図】  図１
2013121146.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の視点画像によって構成される立体画像を、左右方向において所定幅を有する表示領域に表示する表示装置であって、
前記表示領域の左右方向の中心と観察者の視点との延長線上に前記複数の視点画像の視点が存在するように、前記表示領域に表示すべき前記複数の視点画像のサイズを調整する調整部を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記調整部は、前記立体画像を観察者が観察すべき観察距離と、前記所定幅のサイズと、前記複数の視点画像を撮像する撮像手段に含まれる撮像レンズの間隔と、観察者の視点間隔と、左右方向における前記撮像手段の視野角とに基づいて、前記表示領域に表示すべき前記複数の視点画像のサイズを調整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】
複数の視点画像によって構成される立体画像を、左右方向において所定幅を有する表示領域に表示する表示方法であって、
前記表示領域の左右方向の中心と観察者の視点との延長線上に前記複数の視点画像の視点が存在するように、前記表示領域に表示すべき前記複数の視点画像のサイズを調整するステップを備えることを特徴とする表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の視点画像によって構成される立体画像を表示する表示装置及び表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、複数の視点画像（例えば、左目視点画像及び右目視点画像）によって構成される立体画像を表示する表示装置が知られている（例えば、特許文献１）。例えば、このような立体画像について、水平面や垂直面などの所定投影面に対して斜め方向から撮像された画像を所定投影面に対して正面から撮像された画像に補正する遠近補正処理が適用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２１１７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、表示装置は、左右方向において所定幅を有する表示領域を備える。表示装置は、表示領域のサイズに合わせて複数の視点画像を表示する。
【０００５】
しかしながら、左右方向において、複数の視点画像を撮像する撮像手段に含まれる撮像レンズの間隔が観察者の視点間隔と異なるケースが存在する。このようなケースでは、観察者は、立体画像を適切に観察することができない。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、立体画像を観察者が適切に観察することを可能とする表示装置及び表示方法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】
【０００７】
第１の特徴に係る表示装置は、複数の視点画像によって構成される立体画像を、左右方向において所定幅を有する表示領域に表示する。表示装置は、前記表示領域の左右方向の中心と観察者の視点との延長線上に前記複数の視点画像の視点が存在するように、前記表示領域に表示すべき前記複数の視点画像のサイズを調整する調整部を備える。
【０００８】
第１の特徴において、前記調整部は、前記立体画像を観察者が観察すべき観察距離と、前記所定幅のサイズと、前記複数の視点画像を撮像する撮像手段に含まれる撮像レンズの間隔と、観察者の視点間隔と、左右方向における前記撮像手段の視野角とに基づいて、前記表示領域に表示すべき前記複数の視点画像のサイズを調整する。
【０００９】
第２の特徴に係る表示方法は、複数の視点画像によって構成される立体画像を、左右方向において所定幅を有する表示領域に表示する。表示方法は、前記表示領域の左右方向の中心と観察者の視点との延長線上に前記複数の視点画像の視点が存在するように、前記表示領域に表示すべき前記複数の視点画像のサイズを調整するステップを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、立体画像を観察者が適切に観察することを可能とする表示装置及び表示方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１実施形態に係る表示装置１００を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る複数の視点画像の撮像を説明するための図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る立体画像の観察を説明するための図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る立体画像の観察を説明するための図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る立体画像の観察を説明するための図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係るサイズ調整を説明するための図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係るサイズ調整を説明するための図である。
【図８】図８は、第１実施形態に係るサイズ調整を説明するための図である。
【図９】図９は、第１実施形態に係るサイズ調整を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下において、本発明の実施形態に係る表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
【００１３】
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１４】
［実施形態の概要］
実施形態に係る表示装置は、複数の視点画像によって構成される立体画像を、左右方向において所定幅を有する表示領域に表示する。表示装置は、前記表示領域の左右方向の中心と観察者の視点との延長線上に前記複数の視点画像の視点が存在するように、前記表示領域に表示すべき前記複数の視点画像のサイズを調整する調整部を備える。
【００１５】
実施形態では、調整部は、表示領域のサイズに合わせて複数の視点画像のサイズを調整せずに、表示領域の左右方向の中心と観察者の視点との延長線上に複数の視点画像の視点が存在するように、表示領域に表示すべき複数の視点画像のサイズを調整する。従って、観察者は、適切な観察距離で立体画像を観察することができる。
【００１６】
［第１実施形態］
（表示装置の構成）
以下において、第１実施形態に係る表示装置について説明する。図１は、第１実施形態に係る表示装置１００を示す図である。表示装置１００は、取得部１１０と、表示制御部１２０と、表示部１３０とを有する。表示装置１００は、例えば、投写型映像表示装置、プラズマディスプレイ、液晶テレビなどの装置である。
【００１７】
取得部１１０は、立体画像（左目視点画像及び右目視点画像）を構成する入力信号を取得する。例えば、取得部１１０は、テレビチューナ、ＤＶＤプレーヤ或いはパーソナルコンピュータなどの装置から入力信号を取得する。
【００１８】
第１実施形態において、取得部１１０は、立体画像を表示するために必要なパラメータを取得する。パラメータは、例えば、立体画像を観察者が観察すべき観察距離と、複数の視点画像によって構成される立体画像が表示される表示領域の幅（所定幅）のサイズと、複数の視点画像を撮像する撮像手段に含まれる撮像レンズの間隔と、撮像手段の視野角と、観察者の視点間隔である。
【００１９】
ここで、撮像手段は、撮像レンズ及び撮像素子（例えば、ＣＣＤ）を含む。撮像手段の視野角は、撮像レンズの形状、撮像レンズと撮像素子との間隔などによって定められる。
【００２０】
取得部１１０は、このようなパラメータを予め記憶するメモリ（不図示）からパラメータを取得してもよく、立体画像を構成する入力信号を出力する装置からパラメータを取得してもよい。或いは、取得部１１０は、立体画像を撮像する撮像手段からパラメータを取得してもよい。
【００２１】
表示制御部１２０は、各種画像を表示部１３０に表示する。例えば、表示制御部１２０は、取得部１１０によって取得された入力信号に基づいて、複数の視点画像（左目視点画像及び右目視点画像）を表示部１３０に表示する。
【００２２】
表示部１３０は、表示制御部１２０の制御に従って画像を表示領域上に表示する。例えば、表示装置１００が投写型映像表示装置であるケースでは、表示部１３０は、光変調素子及び投写ユニットである。このようなケースにおいて、表示領域は、例えば、画像が投写される投写領域である。
【００２３】
第１実施形態において、表示制御部１２０は、表示領域の左右方向の中心と観察者の視点との延長線上に複数の視点画像（左目視点画像及び右目視点画像）の視点が存在するように、表示領域に表示すべき複数の視点画像のサイズを調整する調整部を構成する。
【００２４】
（複数の視点画像の撮像）
以下において、第１実施形態に係る複数の視点画像の撮像について説明する。図２は、複数の視点画像の撮像を説明するための図である。
【００２５】
図２に示すように、右目視点画像は、右眼撮像位置から撮像され、左目視点画像は、左眼撮像位置から撮像される。ここで、右眼撮像位置及び左眼撮像位置を結ぶ直線に沿った方向を”幅方向”と称する。或いは、右眼撮像位置及び左眼撮像位置を結ぶ直線に沿った方向を”左右方向”と称する。複数の視点画像が表示される表示領域（表示面）において、”幅方向”と直交する方向を”縦方向”と称する。視点画像を撮像する撮像素子の光軸に沿った方向を”撮像方向”と称する。
【００２６】
ここで、撮像方向は、幅方向及び縦方向によって定義される面（表示面）に対して直交することが好ましい。但し、撮像方向は、表示面に対して直交していなくてもよい。このようなケースにおいて、複数の視点画像を表示面上に投影して、複数の視点画像の座標変換が行われてもよい。
【００２７】
（立体画像の観察）
以下において、第１実施形態に係る立体画像の観察について説明する。図３〜図５は、第１実施形態に係る立体画像の観察を説明するための図である。
【００２８】
ここで、図３において、各符号は、以下の内容を表している。
【００２９】
Ａ：立体画像を観察者が観察すべき観察距離
Ｂ：表示領域の幅（所定幅）のサイズ
Ｃ：撮像レンズの間隔
Ｄ：観察者の視点間隔
θ：幅方向における撮像手段の視野角
Ｏ：幅方向における表示領域の中心
図３に示すように、撮像位置（右眼撮像位置及び左眼撮像位置）及び観察位置（右眼観察位置及び左眼観察位置）が揃っていれば、観察者は、立体画像を適切に視認することができる。なお、右眼撮像位置は、右目視点画像を撮像する撮像手段に設けられる撮像レンズの位置であり、左眼撮像位置は、左目視点画像を撮像する撮像手段に設けられる撮像レンズの位置である。
【００３０】
このようなケースでは、撮像レンズの間隔Ｃが観察者の視点間隔Ｄと同じである必要があり、撮像手段の視野角θで見込む幅が距離Ａにおいて表示領域の幅Ｂと一致する必要がある。
【００３１】
但し、このような条件が満たされていなくても、表示領域の左右方向の中心と観察者の視点との延長線（以下、立体視保証直線）上に撮像位置が存在していれば、立体画像を適切に視認することができる。
【００３２】
例えば、図４に示すように、撮像レンズの間隔Ｃが観察者の視点間隔Ｄよりも大きい場合であっても、撮像位置が立体視保証直線上に存在していればよい。ここで、観察者の視点間隔Ｄは不変であるため、観察者が表示領域に近づくことによって、観察者は、立体画像を視認することができる。
【００３３】
或いは、図５に示すように、撮像レンズの間隔Ｃが観察者の視点間隔Ｄよりも小さい場合であっても、撮像位置が立体視保証直線上に存在していればよい。ここで、観察者の視点間隔Ｄは不変であるため、観察者が表示領域から離れることによって、観察者は、立体画像を視認することができる。
【００３４】
（サイズ調整）
以下において、第１実施形態に係るサイズ調整について説明する。図６〜図９は、第１実施形態に係るサイズ調整を説明するための図である。
【００３５】
上述したように、観察者と表示領域との距離（すなわち、観察距離Ａ）を変更すれば、撮像位置が立体視保証直線上に存在するように、立体画像の観察方法を工夫することが可能である。
【００３６】
しかしながら、観察距離Ａの変更量は有限であるため、立体画像を適切に観察できないケースも存在する。例えば、携帯端末を用いて立体画像を観察する場合には、観察距離Ａは、観察者の手の長さによって制約される。
【００３７】
従って、第１実施形態では、上述したように、表示制御部１２０は、表示領域の左右方向の中心と観察者の視点との延長線（すなわち、立体視保証直線）上に複数の視点画像（左目視点画像及び右目視点画像）の視点が存在するように、表示領域に表示すべき複数の視点画像のサイズを調整する。
【００３８】
第１に、複数の視点画像の幅のサイズを表示領域の幅のサイズに揃えた場合に、撮像レンズの間隔Ｃが観察者の視点間隔Ｄよりも小さいケースについて、図６を参照しながら説明する。図６では、撮像位置と表示領域との距離が観察位置と表示領域との距離（観察距離Ａ）よりも大きい。
【００３９】
図６に示すように、表示制御部１２０は、立体視保証直線上に複数の視点画像の視点が存在するように、複数の視点画像の幅のサイズを縮小する。
【００４０】
具体的には、表示制御部１２０は、観察距離Ａ、観察者の視点間隔Ｄ、中心Ｏに基づいて、立体視保証直線を特定する。表示制御部１２０は、表示領域の幅のサイズＢ及び撮像手段の視野角θに基づいて、撮像位置と表示領域との距離を特定する。表示制御部１２０は、立体視保証直線、撮像位置と表示領域との距離及び撮像レンズの間隔Ｃに基づいて、複数の視点画像の縮小量を特定する。
【００４１】
なお、表示制御部１２０は、複数の視点画像の縮小に伴って、表示領域上に表示すべき画像が存在しない領域において黒表示を行ってもよい。
【００４２】
第２に、複数の視点画像の幅のサイズを表示領域の幅のサイズに揃えた場合に、撮像レンズの間隔Ｃが観察者の視点間隔Ｄよりも小さいケースについて、図７を参照しながら説明する。図７では、撮像位置と表示領域との距離が観察位置と表示領域との距離（観察距離Ａ）よりも小さい。
【００４３】
図７に示すように、表示制御部１２０は、立体視保証直線上に複数の視点画像の視点が存在するように、複数の視点画像の幅のサイズを縮小する。
【００４４】
具体的には、表示制御部１２０は、観察距離Ａ、観察者の視点間隔Ｄ、中心Ｏに基づいて、立体視保証直線を特定する。表示制御部１２０は、表示領域の幅のサイズＢ及び撮像手段の視野角θに基づいて、撮像位置と表示領域との距離を特定する。表示制御部１２０は、立体視保証直線、撮像位置と表示領域との距離及び撮像レンズの間隔Ｃに基づいて、複数の視点画像の縮小量を特定する。
【００４５】
なお、表示制御部１２０は、複数の視点画像の縮小に伴って、表示領域上に表示すべき画像が存在しない領域において黒表示を行ってもよい。
【００４６】
第３に、複数の視点画像の幅のサイズを表示領域の幅のサイズに揃えた場合に、撮像レンズの間隔Ｃが観察者の視点間隔Ｄよりも大きいケースについて、図８を参照しながら説明する。図８では、撮像位置と表示領域との距離が観察位置と表示領域との距離（観察距離Ａ）よりも大きい。
【００４７】
図８に示すように、表示制御部１２０は、立体視保証直線上に複数の視点画像の視点が存在するように、複数の視点画像の幅のサイズを拡大する。
【００４８】
具体的には、表示制御部１２０は、観察距離Ａ、観察者の視点間隔Ｄ、中心Ｏに基づいて、立体視保証直線を特定する。表示制御部１２０は、表示領域の幅のサイズＢ及び撮像手段の視野角θに基づいて、撮像位置と表示領域との距離を特定する。表示制御部１２０は、立体視保証直線、撮像位置と表示領域との距離及び撮像レンズの間隔Ｃに基づいて、複数の視点画像の拡大量を特定する。
【００４９】
なお、複数の視点画像の拡大に伴って、表示領域上に表示しきれない視点画像の部分が存在する。従って、表示制御部１２０は、表示領域上に表示可能な視点画像の部分をトリミングして、トリミングされた視点画像の部分を表示領域上に表示する。
【００５０】
第４に、複数の視点画像の幅のサイズを表示領域の幅のサイズに揃えた場合に、撮像レンズの間隔Ｃが観察者の視点間隔Ｄよりも大きいケースについて、図９を参照しながら説明する。図９では、撮像位置と表示領域との距離が観察位置と表示領域との距離（観察距離Ａ）よりも小さい。
【００５１】
図９に示すように、表示制御部１２０は、立体視保証直線上に複数の視点画像の視点が存在するように、複数の視点画像の幅のサイズを拡大する。
【００５２】
具体的には、表示制御部１２０は、観察距離Ａ、観察者の視点間隔Ｄ、中心Ｏに基づいて、立体視保証直線を特定する。表示制御部１２０は、表示領域の幅のサイズＢ及び撮像手段の視野角θに基づいて、撮像位置と表示領域との距離を特定する。表示制御部１２０は、立体視保証直線、撮像位置と表示領域との距離及び撮像レンズの間隔Ｃに基づいて、複数の視点画像の拡大量を特定する。
【００５３】
なお、複数の視点画像の拡大に伴って、表示領域上に表示しきれない視点画像の部分が存在する。従って、表示制御部１２０は、表示領域上に表示可能な視点画像の部分をトリミングして、トリミングされた視点画像の部分を表示領域上に表示する。
【００５４】
上述したように、表示制御部１２０は、観察距離Ａ、表示領域の幅のサイズＢ、撮像レンズの間隔Ｃ、観察者の視点間隔Ｄ及び撮像手段の視野角θに基づいて、立体視保証直線上に複数の視点画像の視点が存在するように、複数の視点画像の幅のサイズを調整する。
【００５５】
（作用及び効果）
第１実施形態では、表示制御部１２０は、表示領域のサイズに合わせて複数の視点画像のサイズを調整せずに、表示領域の左右方向の中心と観察者の視点との延長線上に複数の視点画像の視点が存在するように、表示領域に表示すべき複数の視点画像のサイズを調整する。従って、観察者は、適切な観察距離で立体画像を観察することができる。
【００５６】
［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００５７】
実施形態において、撮像レンズの間隔Ｃは、実際の撮像時のレンズ間の距離ではなく、撮像した画像を表示領域に所定幅Ｂで表示した際の換算距離である。実際の撮像時のレンズ間の距離がＣ０、撮像手段から視差がゼロになる面までの距離がＥ０、撮像手段が視野角θで見込む幅が距離Ｅ０においてＦ０である場合に、撮像レンズの間隔Ｃは、式（１）で表される。
【００５８】
Ｃ＝Ｃ０×Ｂ／Ｆ０…式（２）
また、サイズ調整を行う前の撮像位置から表示領域までの距離Ｅは、式（２）で表される。
【００５９】
Ｅ＝Ｅ０×Ｂ／Ｆ０
【符号の説明】
【００６０】
１００…表示装置、１１０…取得部、１２０…表示制御部、１３０…表示部
【図１】
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【図２】
2013121146.tif 000004
【図３】
2013121146.tif 000005
【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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