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立体映像呈示装置

国内特許コード P05A007453
整理番号 WASEDA-315
掲載日 2005年8月26日
出願番号 特願2003-404784
公開番号 特開2005-165032
登録番号 特許第4549661号
出願日 平成15年12月3日(2003.12.3)
公開日 平成17年6月23日(2005.6.23)
登録日 平成22年7月16日(2010.7.16)
発明者
  • 河合 隆史
  • 柴田 隆史
  • 葭原 義弘
  • 三宅 信行
  • 山本 正男
出願人
  • 学校法人早稲田大学
  • 株式会社有沢製作所
  • 株式会社ニコン
  • スカラ株式会社
発明の名称 立体映像呈示装置
発明の概要 【課題】 視覚系の不整合を解消または軽減して眼精疲労を抑えることができ、かつ、多様な立体像の再生位置に対応することができる立体映像呈示装置を提供すること。
【解決手段】 左眼用画像および右眼用画像が画面表示されるディスプレイ21と、このディスプレイ21の画面上に左右の画像を表示する処理を行う画像表示処理手段と、観察者とディスプレイ21との間に配置されたテレセントリック光学系22と、ディスプレイ21をテレセントリック光学系22に対して近接離隔する方向に移動させる駆動手段23と、左右の画像の表示処理と同期させて駆動手段23の動作制御を行うための制御信号を駆動手段23に送り、左右の画像内の注視点の再生位置の奥行き方向の変化に応じてディスプレイ21を前後に移動させる制御手段とを設け、立体映像呈示装置10を構成した。
【選択図】 図2
従来技術、競合技術の概要


従来より、観察者に対して立体映像を呈示する際には、左眼用画像と右眼用画像との対応点を左右にずらして画面上に表示し、その両眼視差を利用して画像の各点を画面の手前側に飛び出させ、あるいは画面の奥側に引っ込ませることにより、立体感を作り出す手法が採られている。



図14は、このような両眼視差を利用した従来の立体映像呈示方法の原理説明図である。図14において、図示されない偏光フィルタや液晶シャッタ等を用いることにより、観察者の左眼と右眼とで観察される画像を分離し、左眼により、画像呈示面90に表示された左眼用画像のみが観察され、右眼により、画像呈示面90に表示された右眼用画像のみが観察されるようにする。例えば、観察者が、左眼により、P1点の対象を観察し、右眼により、これに対応するP2点の対象を観察したとすると、左眼と右眼との視線方向の交差点である画面手前のP3点で、それらの対象が融像され、立体像として再生される。



ところで、2眼式立体映像は、新しい映像情報メディアとして、その社会的・経済的な波及効果が期待されるため、これまで様々な研究がなされてきたが、応用領域が不明瞭であること、観察により眼精疲労が生じること等の原因により、未だ普及していないのが現状である。とりわけ、立体映像観察により生じる眼精疲労は、視覚系の不整合が主な原因と考えられており、これまでにも様々な検討が行われている。この視覚系の不整合は、図14に示すように両眼視差を利用した立体映像の観察を行う場合に、輻輳は、再生される立体像の位置に働くのに対し、左眼および右眼の各水晶体の調節は、画像呈示面90に固定されているために生じる、輻輳と調節との奥行き情報の矛盾のことである。なお、自然視の状態では、輻輳と調節との奥行き情報は一致しているので、眼精疲労は生じない。



そこで、このような眼精疲労の問題を解決するために、本願出願人により、立体映像観察において単焦点レンズを観察メガネに付加することで調節距離のシフト効果を誘起し、さらには、輻輳性調節といった人間の視覚特性を踏まえた立体像の再生位置の制御を行うことで視覚性の不整合を軽減することができる立体映像観察装置が既に提案されている(特許文献1参照)。この立体映像観察装置によれば、立体映像観察中の水晶体の屈折値を立体像の再生位置に近似させることができるとともに、補正レンズを用いることで眼精疲労の自覚症状も軽減できるという効果が得られる。



【特許文献1】
特開2002-341289号公報(段落[0012]、図1、要約)

産業上の利用分野


本発明は、観察者に対して立体映像を呈示する立体映像呈示装置に係り、例えば、注視点(視標)を含む近景画像と、その背景となる遠景画像とを用いて立体映像を呈示する場合等に利用できる。

特許請求の範囲 【請求項1】
観察者に対して立体映像を呈示する立体映像呈示装置であって、
左眼用画像および右眼用画像が画面表示されるディスプレイと、
このディスプレイの画面上に注視点を含む近景画像を構成する左眼用近景画像および右眼用近景画像を表示する処理を行う近景画像表示処理手段と、
前記ディスプレイの画面上に前記注視点よりも遠方に位置する背景となる遠景画像を構成する左眼用遠景画像および右眼用遠景画像を表示する処理を行う遠景画像表示処理手段と、
前記観察者と前記ディスプレイとの間に配置されたテレセントリック光学系と、
前記ディスプレイを前記テレセントリック光学系に対して近接離隔する方向に移動させる駆動手段と、
前記近景画像表示処理手段による前記左眼用近景画像および前記右眼用近景画像の表示処理と同期させて前記駆動手段の動作制御を行うための制御信号を前記駆動手段に送ることにより、前記近景画像を構成する前記左眼用近景画像内および前記右眼用近景画像内に対応点としてそれぞれ設定された前記注視点を再生させる位置の奥行き方向の変化に応じて前記ディスプレイを移動させる制御手段とを備え
前記近景画像表示処理手段は、前記左眼用近景画像内の前記注視点とこれに対応する前記右眼用近景画像内の前記注視点とが前記ディスプレイの画面上の左右方向の中央位置で重なる状態でこれらの左眼用近景画像および右眼用近景画像を表示する処理を行う構成とされ、
前記遠景画像表示処理手段は、前記ディスプレイの前方または後方への移動に伴って前記遠景画像の再生位置を一定の位置に保つように前記左眼用遠景画像および前記右眼用遠景画像をそれぞれ交差方向または同側方向にシフトさせる処理を行う構成とされている
ことを特徴とする立体映像呈示装置。

【請求項2】
請求項に記載の立体映像呈示装置において、
前記近景画像表示処理手段は、前記ディスプレイの前方または後方への移動に伴って前記左眼用近景画像および前記右眼用近景画像をそれぞれ縮小または拡大する処理を行う構成とされている
ことを特徴とする立体映像呈示装置。

【請求項3】
請求項またはに記載の立体映像呈示装置において、
前記観察者の左眼および/または右眼の水晶体の屈折値を測定する水晶体屈折値測定手段を備え、
この水晶体屈折値測定手段による測定結果が、前記近景画像表示処理手段による前記近景画像の表示処理、前記遠景画像表示処理手段による前記遠景画像の表示処理、または前記ディスプレイを移動させるために行われる前記制御手段による前記駆動手段の動作制御処理のうちの少なくとも一つの処理にフィードバックされる構成とされている
ことを特徴とする立体映像呈示装置。

【請求項4】
請求項1~3のいずれかに記載の立体映像呈示装置において、
前記遠景画像表示処理手段は、左右の眼の位置から前記遠景画像の再生位置までの距離をDとし、左右の眼の位置から見かけの画面までの仮想距離をdとし、瞳孔間隔の半分の長さをLとしたとき、中心からのシフト量として示された前記遠景画像の見かけのシフト量sを、
s=d×tan{tan-1(L/d)-tan-1(L/D)}
という式により算出するか、
または、仮想距離dの位置に表示された見かけの画面のサイズの横幅がwとなる場合に、横方向の画素数をxとしたとき、前記遠景画像を中心からシフトする画素数Δxを、
Δx={(x×d)/w}×tan{tan-1(L/d)-tan-1(L/D)}
という式により算出する処理を行う構成とされている
ことを特徴とする立体映像呈示装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2003404784thum.jpg
出願権利状態 登録
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