(57)【要約】【課題】テレビ画面やスクリーンなどの遠方と近方の中間にある立体画像表示装置に表示された立体画像の視聴を容易にすることができる。【解決手段】視聴者が立体視用眼鏡１を装着すると、右目用レンズ１Ｒは視聴者の右目の前面に配置され、左目用レンズ１Ｌは視聴者の左目の前面に配置される。右目用レンズ１Ｒ及び左目用レンズ１Ｌは、光が水平方向に屈折するベースインプリズムである。プリズムの強さは、右目用レンズ１Ｒについては、立体表示装置に表示される右目用画像の中心に視線が向くような屈折率とし、左目用レンズ１Ｌについては、立体表示装置に表示される左目用画像の中心に視線が向くような屈折率とする。これにより、右目用レンズ１Ｒ及び左目用レンズ１Ｌのプリズム作用により視線が内側に曲げられ、視聴者は目をほぼ正面に向けた状態で立体表示装置上の点を見ることができる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
右目用レンズ及び左目用レンズを備えた立体視用眼鏡であって、
前記右目用レンズ及び前記左目用レンズは、前記立体視用眼鏡を装着した装着者の視線を、遠方と近方との中間の距離である中間距離に設置された立体画像表示手段の略中心近傍の任意の点へ向けるような屈折力（以下、適正屈折力という）のプリズムを有することを特徴とする立体視用眼鏡。
【請求項２】
請求項１に記載の立体視用眼鏡であって、
前記右目用レンズ及び前記左目用レンズは、前記プリズムの屈折力が調整可能に形成されたレンズであり、
前記中間距離を取得する第１の取得手段と、
前記取得された中間距離に基づいて、前記適正屈折力となるように前記右目用レンズ及び前記左目用レンズの屈折力を調整する調整手段と、
を備えたことを特徴とする立体視用眼鏡。
【請求項３】
請求項２に記載の立体視用眼鏡であって、
前記右目用レンズ及び左目用レンズは、基底が逆向きになるように設けられた２枚のプリズムを備え、
前記調整手段は、前記２枚のプリズムを逆方向に回動させる機構を備えたことを特徴とする立体視用眼鏡。
【請求項４】
請求項３に記載の立体視用眼鏡であって、
前記２枚のプリズムを逆方向に回動させる機構は、
前記２枚のプリズムのそれぞれに設けられたかさ歯車と、
前記かさ歯車を連結する連結歯車と、
前記連結歯車を回転させる回転手段と、
を備えたことを特徴とする立体視用眼鏡。
【請求項５】
請求項２に記載の立体視用眼鏡であって、
前記右目用レンズ及び左目用レンズは、透明な弾性材料で形成した外壁の中に高分子ゲルが封入され、両端面に導電層が形成された略円筒形状のレンズであり、
前記調整手段は、前記導電層へ加える電圧を制御する制御手段を備えたことを特徴とする立体視用眼鏡。
【請求項６】
請求項５に記載の立体視用眼鏡であって、
前記装着者の右目と左目との間隔を取得する第２の取得手段と、
前記調整手段は、前記取得された右目と左目との間隔に基づいて前記右目用レンズ及び前記左目用レンズの屈折力を調整することを特徴とする立体視用眼鏡。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の立体視用眼鏡であって、
前記適正屈折力は、前記装着者の立体視に関する能力により補正されることを特徴とする立体視用眼鏡。
【請求項８】
屈折率が可変に構成された右目用レンズ及び左目用レンズを備えた立体視用眼鏡の調整方法であって、
遠方と近方との中間の距離である中間距離に設置された立体画像表示手段の略中心近傍の任意の点へ装着者の視線を向けるのに必要な屈折力を算出するステップと、
前記算出された屈折力となるように前記右目用レンズ及び前記左目用レンズを調整するステップと、
を有することを特徴とする立体視用眼鏡の調整方法。
【請求項９】
請求項８に記載の立体視用眼鏡の調整方法であって、
前記立体画像表示手段は、右目用画像と左目用画像とからなる立体画像が表示され、
前記屈折力を算出するステップは、前記右目用レンズについては、前記立体画像表示手段に表示される前記右目用画像の中心を前記任意の点とし、前記左目用レンズについては、前記立体画像表示手段に表示される前記左目用画像の中心を前記任意の点として屈折率を算出することを特徴とする立体視用眼鏡の調整方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の立体視用眼鏡の調整方法であって、
前記屈折力を算出するステップは、
前記装着者の黒目の位置を測定するステップと、
前記測定結果に基づいて前記装着者の右目と左目と間隔を算出するステップと、
を含むことを特徴とする立体視用眼鏡の調整方法。
【請求項１１】
請求項８から１０のいずれか１項に記載の立体視用眼鏡の調整方法であって、
前記屈折力を算出するステップは、
前記立体画像表示手段までの距離を測定するステップと、
前記測定結果に基づいて前記中間距離を算出するステップと、
を含むことを特徴とする立体視用眼鏡の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体視の補助に用いる立体視用眼鏡及び立体視用眼鏡の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、視聴者に立体感や奥行感を認知させる立体画像（静止画や動画）を提供する技術が普及してきている。水平方向に視差のある左右２つの画像（左眼用画像および右眼用画像）を画面上に表示し、視聴者が、左眼用画像を左眼で、右眼用画像を右眼で視認することにより、視聴者に立体画像を知覚させる。このように表示された立体画像の視聴時には、焦点は画面に合わせつつ、輻輳角の調整が必要となる。なお、輻輳角とは、両眼の視線のなす角度である。
【０００３】
しかしながら、先天的に輻輳角の調整力（以下、輻輳力という）が弱い人は一定数存在する。また、先天的に輻輳力が弱くない場合でも輻輳力は加齢によって弱くなっていく。さらに、一方の眼球が外側を向く外斜視、外斜位の人も一定数存在する。外斜視、外斜位の人は、正常な眼位の人に比べて、より強い輻輳力が必要となる。
【０００４】
引用文献１には、遠方視をする際に用いられる本体レンズと、近方視をする際に用いられる補助レンズとで異なる屈折力のプリズムを入れた眼鏡が開示されている。例えば、本体レンズはプリズムを有さず、近方視をする際に用いられる補助レンズは鼻側に基底方向があるプリズムを有する眼鏡の場合には、輻輳力が補助され、輻輳力が弱い人であっても、遠方から近方へ視線を移動させる時に自然と輻輳が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１―１０７２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、引用文献１に記載の発明は、輻輳、開散の異常がある人や、斜視、斜位のある人が、通常の生活で用いる眼鏡に関する発明であり、立体画像の視聴に対応した発明ではない。
【０００７】
このような眼鏡は、通常、遠方（例えば、５ｍ）に合わせて処方される。したがって、室内でテレビを見る場合（テレビまでの距離は一般的に約２．５ｍ）、特に立体画像を見る場合には、視聴者は輻輳をする必要があり、眼精疲労の原因となる。
【０００８】
輻輳、開散に異常がない人にとっても、立体画像の視聴中継続して輻輳を継続することは、眼精疲労につながる。これは、立体画像を表示するモニタが近距離にない場合にも発生する。
【０００９】
３Ｄ映画や、立体画像を表示可能なテレビが普及しつつある現在、立体画像の視聴を継続しても眼精疲労が低減されるような眼鏡が求められている。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、テレビなどの遠方と近方の中間に設置された立体画像表示装置に表示された立体画像の視聴を容易にすることができる立体視用眼鏡及び立体視用眼鏡の調整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】
【００１１】
本発明は上記の目的を達成するためになされたもので、本発明に係る立体視用眼鏡は、例えば、右目用レンズ及び左目用レンズを備えた立体視用眼鏡であって、前記右目用レンズ及び前記左目用レンズは、前記立体視用眼鏡を装着した装着者の視線を、遠方と近方との中間の距離である中間距離に設置された立体画像表示手段の略中心近傍の任意の点へ向けるような屈折力（以下、適正屈折力という）のプリズムを有することを特徴とする。
【００１２】
前記右目用レンズ及び前記左目用レンズは、前記プリズムの屈折力が調整可能に形成されたレンズであり、前記中間距離を取得する第１の取得手段と、前記取得された中間距離に基づいて、前記適正屈折力となるように前記右目用レンズ及び前記左目用レンズの屈折力を調整する調整手段と、を備えてもよい。なお、中間距離は、測定した結果に基づいて取得してもよいし、記憶手段等に記憶された値を取得してもよい。
【００１３】
前記右目用レンズ及び左目用レンズは、基底が逆向きになるように設けられた２枚のプリズムを備え、前記調整手段は、前記２枚のプリズムを逆方向に回動させる機構を備えてもよい。
【００１４】
前記２枚のプリズムを逆方向に回動させる機構は、前記２枚のプリズムのそれぞれに設けられたかさ歯車と、前記かさ歯車を連結する連結歯車と、前記連結歯車を回転させる回転手段と、を備えてもよい。
【００１５】
前記右目用レンズ及び左目用レンズは、透明な弾性材料で形成した外壁の中に高分子ゲルが封入され、両端面に導電層が形成された略円筒形状のレンズであり、前記調整手段は、前記導電層へ加える電圧を制御する制御手段を備えてもよい。
【００１６】
前記装着者の右目と左目との間隔を取得する第２の取得手段と、前記調整手段は、前記取得された右目と左目との間隔に基づいて前記右目用レンズ及び前記左目用レンズの屈折力を調整してもよい。
【００１７】
前記適正屈折力は、前記装着者の立体視に関する能力により補正されてもよい。
【００１８】
本発明に係る立体視用眼鏡の調整方法は、例えば、屈折率が可変に構成された右目用レンズ及び左目用レンズを備えた立体視用眼鏡の調整方法であって、遠方と近方との中間の距離である中間距離に設置された立体画像表示手段の略中心近傍の任意の点へ装着者の視線を向けるのに必要な屈折力を算出するステップと、前記算出された屈折力となるように前記右目用レンズ及び前記左目用レンズを調整するステップと、を有することを特徴とする。
【００１９】
前記立体画像表示手段は、右目用画像と左目用画像とからなる立体画像が表示され、前記屈折力を算出するステップは、前記右目用レンズについては、前記立体画像表示手段に表示される前記右目用画像の中心を前記任意の点とし、前記左目用レンズについては、前記立体画像表示手段に表示される前記左目用画像の中心を前記任意の点として屈折率を算出してもよい。
【００２０】
前記屈折力を算出するステップは、前記装着者の黒目の位置を測定するステップと、前記測定結果に基づいて前記装着者の右目と左目と間隔を算出するステップと、を含んでもよい。
【００２１】
前記屈折力を算出するステップは、前記立体画像表示手段までの距離を測定するステップと、前記測定結果に基づいて前記中間距離を算出するステップと、を含んでもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、テレビなどの遠方と近方の中間に設置された立体画像表示装置に表示された立体画像の視聴を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る立体視用眼鏡１の使用状態を説明するための概略構成図である。
【図２】立体表示装置１００の模式図である。
【図３】立体表示装置１００の立体表示の原理を説明するための図である。
【図４】立体画像の原理を説明するための概略説明図である。
【図５】立体視の原理を説明するための概略説明図である。
【図６】立体視用眼鏡１の斜視図である。
【図７】立体視用眼鏡１を説明するための概略構成図である。
【図８】立体視用眼鏡１を装着した場合の立体視補助の様子を説明するための図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る立体視用眼鏡２の斜視図である。
【図１０】立体視用眼鏡２を説明するための概略構成図である。
【図１１】立体視用眼鏡２の右目用レンズ及び左目用レンズの概略構成図である。
【図１２】立体視用眼鏡２を装着した場合の立体視補助の様子を説明するための図である。
【図１３】立体視用眼鏡２を装着した場合の立体視補助の様子を説明するための図である。
【図１４】立体視用眼鏡２を装着した場合の立体視補助の様子を説明するための図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態に係る立体視用眼鏡３の斜視図である。
【図１６】立体視用眼鏡３の右目用レンズ及び左目用レンズの概略構成図である。
【図１７】立体視用眼鏡３の概略構成図である。
【図１８】立体視用眼鏡３のハードウェア構成の概略構成図である。
【図１９】立体視用眼鏡３の制御部の処理の流れを示すフローチャートである。
【図２０】立体視用眼鏡３の制御部の処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２５】
＜第１の実施形態＞
図１は、立体視用眼鏡１を用いて立体表示装置１００に表示された立体画像を視聴する様子を示す図である。立体画像の視聴者１０は、立体視用眼鏡１を装着して立体表示装置１００に表示された立体画像を立体視する。
【００２６】
立体表示装置１００は、パララックスバリア方式の立体表示装置である。立体表示装置１００は、例えばテレビであり、遠方（例えば５ｍ以上）と近方（例えば、３０ｃｍ未満）の中間の距離（以下、中間距離という）に設置される。ここで、近方とは、読書や、携帯機器のモニタ視聴等の距離を意味する。また、中間距離とは、近方より遠く、遠方より近い距離、例えば３０ｃｍ〜５ｍを意味する。
【００２７】
立体表示装置１００は、図２に示すように、液晶、有機ＥＬ等の平面表示装置１０１の手前に、水平方向に等間隔に並んだ短冊状のスリットを備えたバリア１０２を配置し、視差を有する立体画像を表示させるものである。平面表示装置１０１は、図２に示すように、右眼用短冊画像表示領域１０１Ｒと左眼用短冊画像表示領域１０１Ｌとが交互に配置されている。なお、図２に示す眼用短冊画像表示領域１０１Ｒ及び左眼用短冊画像表示領域１０１Ｌの数はこれに限られないし、バリア１０２のスリットの数もこれに限られない。
【００２８】
立体画像は、図３（ａ）に示すように、視差を有する右目用画像と左目用画像とで構成されている。右目用画像を短冊状に切断した画像が右眼用短冊画像表示領域１０１Ｒに表示され、左目用画像を短冊状に切断した画像が左眼用短冊画像表示領域１０１Ｌに表示されることで、図３（ｂ）に示すように、右目用画像と左目用画像とが交互に配列された立体表示用画像が平面表示装置１０１に表示される。
【００２９】
図４は、平面表示装置１０１に表示された立体表示用画像が、どのように立体画像として視認されるかを示す図である。右眼用短冊画像表示領域１０１Ｒに表示された画像は、右目には届くが、バリア１０２によって遮られるため左目には届かない。また、左眼用短冊画像表示領域１０１Ｌに表示された画像は、左目には届くが、バリア１０２によって遮られるため右目には届かない。その結果、右目では、右眼用短冊画像表示領域１０１Ｒに表示された画像、すなわち右目用画像のみが見え、左目では、左眼用短冊画像表示領域１０１Ｌに表示された画像、すなわち左目用画像のみが見える。右目用画像と左目用画像とは視差を有するため、立体画像をみた視聴者はこの視差に基づいて立体感を認識する。
【００３０】
図５は、視差を有する右目用画像及び左目用画像を視聴者が見たときに、どのように立体感を認識するかを説明する図であり、（ａ）は奥行き方向の立体感を認識する場合、（ｂ）は奥行き感、飛び出し感を感じない場合、（ｃ）は飛び出し方向の立体感を認識する場合である。
【００３１】
図５（ｂ）に示すように、右目用画像と左目用画像との視差がない場合には、視認される被写体Ａは表示手段の表示面上にあると認識される。この場合には、輻輳角αｂは、表示面上で交わる左右の視線のなす角度となっている。
【００３２】
これに対し、図５（ａ）は、右目用画像と左目用画像とが、右目と右目用画像とを結ぶ線と、左目と左目用画像とを結ぶ線とが表示面より奥側で交差するような視差を有する場合である。この場合には、被写体Ａは表示面より奥で結像し、視聴者は奥行き方向の立体感を認識する。この場合の輻輳角αａは、表示面よりも奥にある仮想点で交わる左右の視線のなす角度となる。
【００３３】
また、図５（ｃ）は、右目用画像と左目用画像とが、右目と右目用画像とを結ぶ線と、左目と左目用画像とを結ぶ線とが表示面より手前で交差するような視差を有する場合である。この場合には、被写体Ａは表示面より手前に結像し、視聴者は飛び出し方向の立体感を認識する。この場合の輻輳角αｃは、表示面よりも手前にある仮想点で交わる左右の視線のなす角度となる。
【００３４】
図６は、このような視差を有する立体画像を視聴者１０が見るときに、視聴者１０を補助する立体視用眼鏡１の斜視図である。立体視用眼鏡１は、主として、フレームＦと、フレームＦに取り付けられた右目用レンズ１Ｒ及び左目用レンズ１Ｌとで構成される。なお、フレームＦは一般的な眼鏡と同一であるため、説明を省略する。
【００３５】
図７は、図６のＡ−Ａ断面図である。視聴者１０が立体視用眼鏡１を装着すると、右目用レンズ１Ｒは視聴者１０の右目の前面に配置され、左目用レンズ１Ｌは視聴者１０の左目の前面に配置される。
【００３６】
右目用レンズ１Ｒ及び左目用レンズ１Ｌは、光が水平方向に屈折するプリズム形状のレンズである。図７に示すように、右目用レンズ１Ｒ及び左目用レンズ１Ｌは、それぞれ鼻側に基底方向があるプリズム（ベースインプリズム）である。
【００３７】
プリズムの強さは、右目用レンズ１Ｒについては、立体表示装置１００に表示される右目用画像の中心に視線が向くような屈折率とし、左目用レンズ３Ｌについては、立体表示装置１００に表示される左目用画像の中心に視線が向くような屈折率とする。
【００３８】
図８（ａ）に示すように、視聴者１０が立体視用眼鏡１を装着しない場合には、装着者は立体表示装置１００上の点に向けて目を内側に向けて、輻輳角がαとなるように輻輳を行う必要がある。それに対し、図８（ｂ）に示すように、視聴者１０が立体視用眼鏡１を装着する場合には、右目用レンズ１Ｒ及び左目用レンズ１Ｌのプリズム作用により内側への屈折作用が生じるため、視線が内側に曲げられ、視聴者は目をほぼ正面に向けた状態で立体表示装置１００上の点を見ることができる。
【００３９】
右目用レンズ１Ｒ及び左目用レンズ３Ｌの屈折率は、眼鏡店等の店頭で検査を行うことで決定される。検査は、検査用の立体表示装置を視聴者に合わせた中間距離（例えば、視聴者１０が通常視聴するテレビまでの距離）に設置し、視聴者１０の右目の間隔と左目との間隔とを測定することにより行われる。
【００４０】
プリズムの強さは、プリズムディオプターで表され、プリズムレンズを通過した光が１ｍ先の垂直スクリーン上で１ｃｍズレるときのプリズムの強さが１プリズムディオプターと定義される。例えば、視聴者の眼の間隔が５５ｍｍで、視聴者の目と立体表示装置１００との距離が２．５ｍの場合において、右目用画像の中心と左目用画像の中心とが５ｍｍずれる場合には、右目用レンズ１Ｒ及び左目用レンズ１Ｌには１プリズムディオプターのプリズムを使用する。
【００４１】
なお、上記例は、視聴者は斜視、斜位がないことを前提としているが、視聴者に斜視、斜位がある場合には、ない場合に対してプリズムの強さが異なる。内斜視、内斜位の場合には、プリズムの強さは小さくなり、外斜視、外斜位の場合には、プリズムの強さは強くなる。
【００４２】
本実施の形態によれば、右目用レンズ及び左目用レンズの屈折率を中間距離での立体視に適した適正な屈折率とすることで、輻輳をほとんど行うことなく、テレビ画面やスクリーンに表示された立体画像を鑑賞することができる。したがって、このように立体視を補助することで、立体視が容易となり、立体画像の視聴を長時間継続して行う場合にも、眼精疲労や、目が疲れる、目が重い、二重に見える等の不快感を低減させることができる。
【００４３】
なお、本実施の形態では、右目用レンズ１Ｒ及び左目用レンズ１Ｌをプリズムレンズとしたが、視聴者の視力に応じて、右目用レンズ１Ｒ及び左目用レンズ１Ｌに球面を形成してもよい。例えば、プリズム形状に、表面が凸面、裏面が凹面のメニスカスレンズや、円柱レンズ等の形状を付加したレンズとしてもよい。これは処方データとして、左右のプリズムの基底方向、プリズムディオプターに加え、左右の球面度数（Ｓ、単位：Ｄ）、左右の乱視度数（Ｃ、単位：Ｄ）、左右の乱視軸の角度（Ａｘ、単位：°）等を追加することで実現できる。
【００４４】
また、本実施の形態では、右目用レンズ１Ｒ及び左目用レンズ１Ｌは１つのプリズムを有したが、右目用レンズ１Ｒ及び左目用レンズ１Ｌは複数のプリズムを有してもよい。例えば、右目用レンズ１Ｒ及び左目用レンズ１Ｌの中央は、中間距離に設置された立体表示装置に表示される立体画像の視聴に合わせた屈折率を有するプリズムとし、右目用レンズ１Ｒ及び左目用レンズ１Ｌの下方は、近方に設置された立体表示装置に表示される立体画像の視聴に合わせた屈折率を有するプリズムとしてもよい。
【００４５】
また、本実施の形態では、パララックスバリア式の立体表示装置１００を用いたが、立体表示装置１００はパララックスバリア式に限られない。例えば、かまぼこ状のレンズ群を有したレンチキュラレンズが前面に配置されたレンチキュラ方式のモニタを用いることもできる。なお、レンチキュラ方式のモニタはすでに公知であるため、説明を省略する。
【００４６】
また、本実施の形態では、斜視、斜位等がない場合には同じプリズムの強さのレンズとなるが、視聴者の立体視に関する能力に応じてプリズムの強さを異ならせてもよい。例えば、立体視用眼鏡の作成時に視聴者の立体視に関する能力を測定し、立体視に関する能力が高い場合には、プリズムの強さを、視聴者の目の間隔と立体表示装置までの距離とに基づいて求められた屈折率よりも弱くなるように補正する。また、立体視に関する能力が高い場合には、プリズムの強さを、視聴者の目の間隔と立体表示装置までの距離とに基づいて求められた屈折率よりも強くなるように補正する。
【００４７】
立体視に関する能力の測定としては、視標画像に視差角の異なる（例えば、４０”〜３６００”）ものを複数視標として用いてステレオテストを行う方法や、視差を有する視標画像を専用の偏光メガネ又はモニタに分離して表示させ、立体視にかかる時間を測定する方法が考えられる。
【００４８】
＜第２の実施形態＞
第２の実施の形態は、右目用レンズ、左目用レンズのプリズムの屈折力を可変可能な形態である。以下、第２の実施形態の立体視用眼鏡２について説明する。第１の実施の形態の立体視用眼鏡１と同一の部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４９】
立体視用眼鏡２は、主として、フレームＦ１と、フレームＦ１に取り付けられた右目用レンズ２Ｒ及び左目用レンズ２Ｌとで構成される。視聴者１０が立体視用眼鏡２を装着すると、右目用レンズ２Ｒは視聴者１０の右目の前面に配置され、左目用レンズ２Ｌは視聴者１０の左目の前面に配置される。
【００５０】
フレームＦ１には、右目用レンズ２Ｒ及び左目用レンズ２Ｌから突出する調整ツマミ２５Ｒ、２５Ｌが貫通する孔（図示せず）が設けられている。なお。フレームＦ１のその他の構成はフレームＦと略同一であるため、説明を省略する。
【００５１】
右目用レンズ２Ｒは、図１０に示すように、主として、プリズム２１Ｒ、２２Ｒと、プリズム２１Ｒが取り付けられた保持部材２３Ｒと、プリズム２２Ｒが取り付けられた保持部材２４Ｒと、調整ツマミ２５Ｒと、連結部材２６Ｒとを備える。なお、左目用レンズ２Ｌは、右目用レンズ２Ｒと同様の構成であるため、以下、右目用レンズ２Ｒを例に説明する。
【００５２】
右目用レンズ２Ｒを構成するプリズム２１Ｒ、２２Ｒは、略同一の形状であり、図１１に示すように、周囲の筒形状に対して直交するように構成された面（以下、この面を水平面という）を水平に置いた時に、他方の面が水平面に対して傾斜するように形成されたプリズムである。以下、水平面に対して傾斜するように形成された面を傾斜面という。
【００５３】
プリズム２１Ｒ、２２Ｒは、プリズム２１Ｒの傾斜面とプリズム２２Ｒの傾斜面とが対向し、プリズム２１Ｒ、２２Ｒの水平面が外側に向くように設けられる。また、プリズム２１Ｒ、２２Ｒは、プリズム２１Ｒの基底とプリズム２２Ｒの基底が逆向きになるように設けられる。
【００５４】
保持部材２３Ｒ、２４Ｒは、軸（図示せず）を介してフレームＦ１に回動自在に設けられる。保持部材２３Ｒ、２４Ｒは、プリズム２１Ｒ、２２Ｒの水平面又はプリズム２１Ｒ、２２Ｒの水平面近傍の外周面に取り付けられる。保持部材２３Ｒ、２４Ｒには、かさ歯車が形成される。
【００５５】
連結部材２６Ｒは、フレームＦ１に回動自在に設けられる。連結部材２６Ｒは、保持部材２３Ｒのかさ歯車及び保持部材２４Ｒのかさ歯車とかみ合うかさ歯車が形成される。調整ツマミ２５Ｒは、連結部材２６Ｒの軸上に取り付けられているため、調整ツマミ２５Ｒが回転操作されることにより、連結部材２６Ｒが回転される。
【００５６】
連結部材２６Ｒが回転されると、保持部材２３Ｒ、２４Ｒ、すなわちプリズム２１Ｒ、２２Ｒが逆方向に回動される。
【００５７】
このような構成により、立体視用眼鏡２は、右目用レンズ２Ｒ及び左目用レンズ３Ｌの屈折力を連続的に変化させることが可能である。図１２〜１４は、プリズム２１Ｒ、２２Ｒの回動により視線がどのように変化するかを説明する図である。
【００５８】
図１２に示すように、一方のプリズム（例えば、プリズム２１Ｒ）を基底上方に、他方のプリズム（例えば、プリズム２２Ｒ）を基底下方とした場合には、見かけの偏角は±０となる。そのため、立体視用眼鏡２を装着した場合であっても、立体視用眼鏡２を装着しない場合と視線の向きは変わらない。
【００５９】
一方のプリズム（例えば、プリズム２１Ｒ）の基底が内側（基底内方）に向くように、調整ツマミ２５Ｒ、２５Ｌを介して連結部材２６Ｒ、２６Ｌを回転させると、他方のプリズム（例えば、プリズム２２Ｒ）の基底も内方に向けて回転される。図１３は、プリズム２１Ｒ、２２Ｒの基底が最も内方（すなわち、偏角が内方側に最大）となるときを図示したものである。基底が内方にある場合には、内側への屈折作用が生じるため、視線は内側に曲げられ、視聴者が前方を平行視した場合において右目の視線と左目の視線はある位置で交差する。
【００６０】
逆に、一方のプリズム（例えば、プリズム２１Ｒ）の基底が外側（基底外方）に向くように、調整ツマミ２５Ｒ、２５Ｌを介して連結部材２６Ｒ、２６Ｌを回転させると、他方のプリズム（例えば、プリズム２２Ｒ）の基底も外方に向けて回転される。図１４は、プリズム２１Ｒ、２２Ｒの基底が最も外方（すなわち、偏角が外方側に最大）となるときを図示したものである。基底が外方にある場合には、外側への屈折作用が生じるため、視線は外側に曲げられ、視聴者が前方を平行視した場合において視聴者は立体視が不可能となる。
【００６１】
調整ツマミ２５Ｒ、２５Ｌには、周方向に複数のメモリが付されている。メモリは、例えば、１ｍ、２ｍ等の距離が付されている。メモリは、立体表示装置１００までの距離を示すものである。例えば、１ｍと記載されたメモリが標準位置（例えば、真上）にある場合には、プリズム２１Ｒ、２２Ｒ、２１Ｌ、及び２２Ｌは、右目と左目の間隔が標準的な視聴者の右目の視線と左目の視線が１ｍ先で交差するような屈折率となる位置に回動される。同様に、２．５ｍと記載されたメモリが標準位置にある場合には、プリズム２１Ｒ、２２Ｒ、２１Ｌ、及び２２Ｌは、右目と左目の間隔が標準的な視聴者の右目の視線と左目の視線が２．５ｍ先で交差するような屈折率となる位置に回動される。
【００６２】
ここでいう交差するとは、説明を容易にするため、右目用画像の中心と左目用画像の中心とが一致すると仮定した場合に、視線が交差することを意味する。実際には、右目用レンズ２Ｒは右目用画像の中心に視線が向くように、左目用レンズ３Ｒは左目用画像の中心に視線が向くように屈折率が求められるため、右目用画像の中心と左目用画像の中心だけずれることとなる。
【００６３】
視聴者は、視聴する立体表示装置の距離に応じて調整ツマミ２５Ｒ、２５Ｌを回転させる。視聴者が２．５ｍの距離にある立体表示装置１００を視認する場合には、視聴者は、２．５ｍと記載されたメモリが標準位置にくるように調整ツマミ２５Ｒ、２５Ｌを回転させてから立体視用眼鏡２を装着する。
【００６４】
これにより、右目用レンズ２Ｒ及び左目用レンズ２Ｌにより視線が内側に曲げられ、視聴者は目をほぼ正面に向けた状態で２．５ｍ先にある立体表示装置１００上の点を見ることができる。
【００６５】
本実施の形態によれば、視聴する立体表示装置の距離に応じて調整ツマミを回転させるだけで、右目用レンズ及び左目用レンズの屈折率が適正な屈折率とされるため、輻輳をほとんど行うことなく、テレビ画面やスクリーンに表示された立体画像を鑑賞することができる。したがって、このように立体視を補助することで、立体視が容易となり、立体画像の視聴を長時間継続して行う場合にも、眼精疲労や、目が疲れる、目が重い、二重に見える等の不快感を低減させることができる。
【００６６】
なお、本実施の形態では、右目用レンズ２Ｒ及び左目用レンズ２Ｌに水平方向の屈折のみを有するプリズムを用いたが、例えば上下斜位などの斜位がある場合には、双方でその斜位をキャンセルする（打ち消す）方向となるプリズム対を追加するようにすればよい。また、第１の実施の形態と同様、近視、遠視、乱視等の矯正を行うレンズ又はレンズ形状を追加することもできる。さらに、第１の実施の形態と同様、視聴者の立体視に関する能力に応じてプリズムの強さを補正してもよい。
【００６７】
＜第３の実施形態＞
第３の実施の形態は、右目用レンズ、左目用レンズのプリズムの屈折力を自動的に変更する形態である。以下、第３の実施形態の立体視用眼鏡３について説明する。なお、第１の実施の形態の立体視用眼鏡１と同一の部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６８】
立体視用眼鏡３は、図１５に示すように、主として、フレームＦ２と、フレームＦ２に取り付けられた右目用レンズ３Ｒ及び左目用レンズ３Ｌと、測距センサ３５と、センサ３６とで構成される。視聴者１０が立体視用眼鏡３を装着すると、右目用レンズ３Ｒは視聴者１０の右目の前面に配置され、左目用レンズ３Ｌは視聴者１０の左目の前面に配置される。
【００６９】
フレームＦ２の前面の略中央には、測距センサ３５が設けられる。また、フレームＦ２の裏面には、センサ３６（図１７参照）が設けられる。さらに、フレームＦ２には、ボタン電池等の電源３７（図１７参照）が取り付け可能に構成されている。フレームＦ２のその他の構成は、フレームＦと同一であるため、説明を省略する。
【００７０】
測距センサ３５は、例えば赤外線センサであり、立体表示装置１００までの距離を測定する。センサ３６は、例えば赤外線センサであり、視聴者１０の目に弱い赤外光をあて、白目と黒目の反射率の違いにより黒目の位置を検出する。測距センサ３５、センサ３６に用いられる赤外線センサは、すでに公知の装置を用いることができるため、説明を省略する。
【００７１】
右目用レンズ３Ｒ及び左目用レンズ３Ｌは、略円筒形状であり、屈折率が可変なレンズ（以下、アクティブレンズという）である。アクティブレンズは、透明な弾性材料で形成した外壁３１の中に高分子ゲル３２が封入されている。右目用レンズ３Ｒと左目用レンズ３Ｌとは同一の構成であるため、以下右目用レンズ３Ｒを例に説明する。
【００７２】
図１６（ａ）は、右目用レンズ３Ｒの平面図であり、図１６（ｂ）は、右目用レンズ３Ｒの軸を通り、かつ軸に平行な面で切った断面図である。右目用レンズ３Ｒの両端面には、透明で弾性を有する導電性の材料でできた導電層３３が形成される。導電層３３は、複数の区画に分割される。分割された各導電層３３は、図示しない電源に接続される。導電層３３に電圧が供給されると、電圧に応じた屈折率に変更される。
【００７３】
図１７は、立体視用眼鏡３の電気的な構成を示す概略図である。立体視用眼鏡３は、主として、視聴者１０の目の間隔を算出する眼球位置算出部３８ａ、右目用レンズ３Ｒ及び左目用レンズ３Ｌの屈折率を算出する屈折率算出部３８ｂ、アクティブレンズへ加える電圧を制御するアクティブレンズ制御部３８ｃからなる制御部３８を備える。制御部３８は、測距センサ３５、センサ３６及び電源３７と電気的に接続される。これにより、各部へ電源が供給され、各部間でデータのやり取りが行われる。制御部３８の機能については、後に詳述する。
【００７４】
図１８は、立体視用眼鏡３のハードウェア構成を示すブロック図である。立体視用眼鏡３は、各部を集中的に制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）４０と、各種データを書換え可能に記憶するメモリ４１と、各種のプログラム、プログラムの生成するデータ等を格納する不揮発性メモリ４２と、測距センサ３５と、センサ３６と、電源３７と、これらを接続するバス４３と、を備える。制御部３８は、不揮発性メモリ４２に記憶されている所定のプログラムをメモリ４１にロードしてＣＰＵ４０で実行することで実現可能である。
【００７５】
なお、各構成は、立体視用眼鏡３の構成を理解容易にするために、主な処理内容に応じて分類したものである。処理ステップの分類の仕方やその名称によって、本発明が制限されることはない。また、各機能部の処理が一つのハードウェア（ＡＳＩＣなど）で実行されてもよいし、複数のハードウェアで実行されてもよい。
【００７６】
以上のように構成された立体視用眼鏡３の作用を、図１９に示すフローチャートを用いて説明する。
【００７７】
眼球位置算出部３８ａは、センサ３６に黒目の位置を検出するように指示を出力し、検出結果を取得する。眼球位置算出部３８ａは、取得された黒目の位置の中心を、右目、左目のそれぞれについて求め、この中心間の距離を視聴者の目の間隔Ｌ１として算出する（ステップＳ１０）。
【００７８】
屈折率算出部３８ｂは、測距センサ３５に指示を出し、測距センサ３５で測定された立体表示装置１００までの距離を取得する。また、屈折率算出部３８ｂは、センサ３６に指示を出し、フレームＦ２と黒目までの距離を取得する。そして、屈折率算出部３８ｂは、これらを足し合わせることで、目と立体表示装置１００との距離Ｌ２を算出する。（ステップＳ１２）。なお、フレームＦ２の厚さは、距離Ｌ２に対してはるかに小さいため、誤差として無視しても差し支えない。
【００７９】
屈折率算出部３８ｂは、ステップＳ１０で求められた目の間隔Ｌ１と、ステップＳ１２で取得された目と立体表示装置１００との距離Ｌ２とを取得し、これらに基づいて輻輳角αを算出する。そして、屈折率算出部３８ｂは、輻輳角αの半分の角度α/2を、右目用レンズ３Ｒ及び左目用レンズ３Ｌの屈折率として算出する（ステップＳ１４）。
【００８０】
Ｌ１、Ｌ２及びαは、図２０に示す関係にあり、数式１で表される。
【００８１】
【数１】
2013207665.tif 000003
【００８２】
なお、ステップＳ１４においては、右目用レンズ３Ｒについては、立体表示装置１００に表示される右目用画像の中心を、輻輳角αを算出する基準の点とし、左目用レンズ３Ｌについては、立体表示装置１００に表示される左目用画像の中心を輻輳角αを算出する基準の点とする。なお、図２０では、表示を簡潔にするため、右目用画像の中心及び左目用画像の中心を共に同じ黒丸で表示している。
【００８３】
アクティブレンズ制御部３８ｃは、ステップＳ１４で算出された屈折率がα/2となるように、導電層３３へ供給する電圧を算出する。図１６に示すように導電層３３は複数に分割されており、この分割された導電層３３のそれぞれについて電圧を算出する。例えば、右目用レンズ３Ｒ及び左目用レンズ３Ｌの屈折率と、供給すべき各導電層３３の電圧との関係を不揮発性メモリ４２に記憶しておき、この関係を参照することで各導電層３３へ供給する電圧を求めることができる。
【００８４】
そして、アクティブレンズ制御部３８ｃは、電源３７の電圧を算出された電圧へ変換して、各部屋の導電層３３へ供給する（ステップＳ１６）。
【００８５】
本実施の形態によれば、視聴する立体表示装置の距離や視聴者の目の間隔に応じて、右目用レンズ及び左目用レンズの屈折率が自動的に適正な屈折率とされるため、視聴者は立体視用眼鏡をかけるだけで、輻輳をほとんど行うことなく、テレビ画面やスクリーンに表示された立体画像を鑑賞することができる。したがって、このように立体視を補助することで、立体視が容易となり、立体画像の視聴を長時間継続して行う場合にも、眼精疲労や、目が疲れる、目が重い、二重に見える等の不快感を低減させることができる。また、視聴する立体表示装置の距離や視聴者の目の間隔を測定するため、場面（テレビを見るか、映画を見るか）や視聴者に応じて最適な輻輳角の立体視用眼鏡を提供することができる。
【００８６】
なお、本実施の形態では、右目用レンズ３Ｒ及び左目用レン３Ｌに対して輻輳角を変える方向の屈折力を持たせたが、輻輳角の変更に加えて、近視、遠視、乱視等の矯正を行うこともできる。さらに、第１の実施の形態と同様、視聴者の立体視に関する能力に応じてプリズムの強さを補正してもよい。
【００８７】
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００８８】
また、立体視用眼鏡に限らず、上記実施の形態に記載された方法を用いて、屈折率が可変に構成された右目用レンズ及び左目用レンズを備えた立体視用眼鏡の屈折率を調整する方法も含まれる。なお、この調整方法を行う時に用いられる立体視用眼鏡は、屈折率が可変に構成された右目用レンズ及び左目用レンズを備えていればよく、上記に記載の眼鏡には限定されない。例えば、枠に対してレンズが交換可能な眼鏡を使用してもよいし、複数の眼鏡をあらかじめ準備しておき、その中から視聴者にあった眼鏡を選択してもよい。
【００８９】
さらに、複数の実施形態を組み合わせることもできる。例えば、第２の実施の形態は、視聴者が手で調整ツマミを回すことで屈折率を調整したが、第２の実施の形態に第３に実施の形態のハードウェア構成を追加し、自動で調整ツマミを回して屈折率を調整するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１、２、３：立体視用眼鏡、１Ｌ、２Ｌ、３Ｌ：左目用レンズ、１Ｒ、２Ｒ、３Ｒ：右目用レンズ、２１Ｒ、２２Ｒ：プリズム、２３Ｒ、２４Ｒ：保持部材、２５Ｒ：調整ツマミ、２６Ｒ：連結部材、３１：外殻、３２：高分子ゲル、３３：導電層、３５：測距センサ、３６：センサ、３７：電源、３８：制御部、３８ａ：眼球位置算出部、３８ｂ：屈折率算出部、３８ｃ：アクティブレンズ制御部、４１：メモリ、４２：不揮発性メモリ、４３：バス、１００：立体表示装置、１０１：平面表示装置、１０２：バリア
【図１】
2013207665.tif 000004
【図２】
2013207665.tif 000005
【図３】
2013207665.tif 000006
【図４】
2013207665.tif 000007
【図５】
2013207665.tif 000008
【図６】
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【図７】
2013207665.tif 000010
【図８】
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【図９】
2013207665.tif 000012
【図１０】
2013207665.tif 000013
【図１１】
2013207665.tif 000014
【図１２】
2013207665.tif 000015
【図１３】
2013207665.tif 000016
【図１４】
2013207665.tif 000017
【図１５】
2013207665.tif 000018
【図１６】
2013207665.tif 000019
【図１７】
2013207665.tif 000020
【図１８】
2013207665.tif 000021
【図１９】
2013207665.tif 000022
【図２０】
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