ディスプレイ装置及び情報処理装置
【課題】ユーザに立体映像を表示するディスプレイ装置において、ユーザの視聴する位置が移動しても、精度良くかつ自動で、左眼及び右眼用の映像が反転することなく、自然な立体映像の認識させることができる。
【解決手段】立体映像として左眼用と右眼用の映像を出力する表示部及び表示部で出力された左眼用と右眼用の映像をそれぞれユーザの左眼と右眼で知覚させるためのフィルタ部を備えるディスプレイ装置であって、ユーザの眼と表示部及びフィルタ部との相対的な位置関係を検出する位置検出手段と、位置検出手段により検出された位置関係に基づいて、表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を調整する表示調整手段と、を有する。
【解決手段】立体映像として左眼用と右眼用の映像を出力する表示部及び表示部で出力された左眼用と右眼用の映像をそれぞれユーザの左眼と右眼で知覚させるためのフィルタ部を備えるディスプレイ装置であって、ユーザの眼と表示部及びフィルタ部との相対的な位置関係を検出する位置検出手段と、位置検出手段により検出された位置関係に基づいて、表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を調整する表示調整手段と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイ装置及び情報処理装置に関し、特に、ユーザに立体映像を表示するディスプレイ装置及び情報処理装置に好ましく適用される技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、ハイビジョンテレビやＰＣモニタ等、ユーザに立体映像を表示するディスプレイ装置がさかんに提供されてきている。当該ディスプレイ装置は、いくつか異なる原理に基づいたものが存在するが、左右の眼に別々の映像を見せることでユーザに立体感を与えるものが多い。左右の眼に別々の画像を見せるために眼鏡を利用するもの（眼鏡式）と、眼鏡を必要とせずに裸眼のままで立体感を与えるもの（裸眼式）の２種に大別できる。
【０００３】
眼鏡式としては、左右の映像に直交する直線偏光（円偏光でも可）をかけて重ねて投影し、これを偏光フィルタの付いた眼鏡により分離する偏光眼鏡方式や、左右異なる角度から撮影した映像を交互に再生し、左右の視界が交互に遮蔽される液晶シャッタを備えた眼鏡で見るフレームシーケンシャル方式がある。裸眼式としては、ユーザの左右両眼に異なる画素が見えるように、表示画素の手前に左右２画素ごとに１つの穴又は溝を設けた遮蔽板を立てることで両眼視差を作り出すパララックスバリア方式や、単純な遮蔽板と穴（又は溝）ではなく、レンチキュラーレンズを用いることで左右の画素の光を最大限にユーザの視点へと振り向けるようにしたレンチキュラーレンズがある。
【０００４】
偏光眼鏡方式のディスプレイ装置における立体映像表示の原理について図面を用いて説明する。偏光眼鏡方式のディスプレイ装置は映像を表示する表示面だけでなく、表示面からの映像に異なる偏光特性を与える偏光面を備えており、図７（ａ）に示すように、横ライン交互に左右の映像を切り替えて表示する。ユーザは、左右で異なる偏光板を実装した偏光眼鏡を装着し、左右の眼にそれぞれ別の横ラインが見えるようにする。その結果、左右の眼に別々の映像が入り、それぞれの視差情報から奥行きを持った画像であると錯覚し、それら画像を連続して見ることで立体映像を認識する。現在の主流である横ラインごとの立体映像表示について説明したが、理論的には、縦ラインごとや市松模様といった表示も同様である。
【０００５】
上記の偏光眼鏡方式の立体映像表示では、見る角度によって左右の映像が反転してしまい、ユーザは不自然な立体映像を認識してしまう。この現象について図面を用いて説明する。図７（ｂ）に示すように、立体映像表示を行うディスプレイ装置では表示面と偏光面に隙間があるが、この隙間があることで、正面から見た場合と斜めから見た場合とで偏光面を通してみる表示面上の映像にずれが生じる。正面から見ると、表示面と偏光面は同じ座標のものが対応するが、斜め（図では下方）から見ると、座標の関係が１ラインずれて左右が反転し、さらに斜めから見ると、座標の関係が２ラインずれて左右の反転が元に戻る（正面から見たのと同じ見え方となる）。
【０００６】
例えば、特許文献１には、２枚の偏光格子スクリーンを使用して２Ｄ（平面）モードと３Ｄ（立体）モードとの間のスイッチングが可能な立体映像ディスプレイ装置が開示されている。当該立体映像ディスプレイ装置では、映像を表示するディスプレイ素子と対向して配置された２枚の偏光格子スクリーンを相対的に移動させることで、２Ｄモードでは入射光を全て透過させ、３Ｄモードでは左眼映像と右眼映像とに分かれてユーザの眼に入るように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２８５２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１で開示された立体映像ディスプレイ装置は、平面映像と立体映像とを切り替えてユーザに見せるようにするものであり、ユーザの画面を見る角度に起因した左右映像の反転（不自然な立体映像の認識）を解消するものではない。
【０００９】
また一般に、この見る角度による左右映像の反転を解消する方法としては、ユーザが固定の位置から視聴するものと仮定してユーザ自身が設定画面等により設定することが考えられる。しかし、実際には、固定の位置からユーザが視聴することは考えにくいため、ユーザの視聴位置に応じて自動的に左右映像の反転を解消することが望ましい。
【００１０】
そこで、本発明は、ユーザに立体映像を表示するディスプレイ装置において、ユーザの視聴する位置が移動しても、精度良くかつ自動で、左眼及び右眼用の映像が反転することなく、自然な立体映像の認識させることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一側面であるディスプレイ装置は、立体映像として左眼用と右眼用の映像を出力する表示部及び表示部で出力された左眼用と右眼用の映像をそれぞれユーザの左眼と右眼で知覚させるためのフィルタ部を備えるディスプレイ装置であって、ユーザの眼と表示部及びフィルタ部との相対的な位置関係を検出する位置検出手段と、位置検出手段により検出された位置関係に基づいて、表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を調整する表示調整手段と、を有する。
【００１２】
また、上記のディスプレイ装置において、表示調整手段は、位置検出手段により検出された位置関係に基づいて、表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かを判定する反転判定手段と、反転判定手段による判定結果に従って、表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させる映像反転手段と、を有するものであってもよい。
【００１３】
また、上記のディスプレイ装置において、位置検出手段は、位置関係として、表示部全体の中心位置を基準にしたユーザの眼の座標位置情報を検出し、反転判定手段は、位置検出手段で検出された座標位置情報を用いて、表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かを判定するものであってもよい。
【００１４】
また、上記のディスプレイ装置において、位置検出手段は、位置関係として、表示部全体の中心位置を通る設置面との水平線とユーザの眼とがなす角度を表す角度情報を検出し、移動量算出手段は、位置検出手段で検出された角度情報を用いて、表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かを判定するものであってもよい。
【００１５】
また、上記のディスプレイ装置において、位置検出手段は、位置関係として、表示部全体の中心位置を基準にしたユーザの眼の座標位置情報を検出し、反転判定手段は、位置検出情報で検出された位置情報、表示部とフィルタ部の間の距離情報及び表示部のドット間の距離情報を用いて、表示部において左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させる領域と反転させない領域を判定するものであってもよい。
【００１６】
また、上記のディスプレイ装置において、対象物を撮影しその画像データを取得する画像取得手段を有し、位置検出手段が、画像取得手段により取得されたユーザの眼の画像データを用いて、ユーザの眼と表示部及びフィルタ部との相対的な位置関係を検出するものであってもよい。
【００１７】
また、上記のディスプレイ装置において、対象物に向けて光を発射し反射した光の受光量を検出する光検出手段を有し、位置検出手段が、光検出手段による検出結果を用いて、ユーザの眼と表示部及びフィルタ部との相対的な位置関係を検出するものであってもよい。
【００１８】
本発明の他の一側面である情報処理装置は、立体映像として左眼用と右眼用の映像を出力する表示部及び表示部で出力された左眼用と右眼用の映像をそれぞれユーザの左眼と右眼で知覚させるためのフィルタ部を備えるディスプレイ装置を搭載した情報処理装置であって、ユーザの眼と表示部及びフィルタ部との相対的な位置関係を検出する位置検出手段と、位置検出手段により検出された位置関係に基づいて、表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を調整する表示調整手段と、を有する。
【００１９】
また、上記の情報処理装置において、表示調整手段は、位置検出手段により検出された位置関係に基づいて、表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かを判定する反転判定手段と、反転判定手段による判定結果に従って、表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させる映像反転手段と、を有するものであってもよい。
【００２０】
また、上記の情報処理装置において、位置検出手段は、位置関係として、表示部全体の中心位置を基準にしたユーザの眼の座標位置情報を検出し、反転判定手段は、位置検出手段で検出された座標位置情報を用いて、表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かを判定するものであってもよい。
【００２１】
また、上記の情報処理装置において、位置検出手段は、位置関係として、表示部全体の中心位置を通る設置面との水平線とユーザの眼とがなす角度を表す角度情報を検出し、移動量算出手段は、位置検出手段で検出された角度情報を用いて、表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かを判定するものであってもよい。
【００２２】
また、上記の情報処理装置において、位置検出手段は、位置関係として、表示部全体の中心位置を基準にしたユーザの眼の座標位置情報を検出し、反転判定手段は、位置検出情報で検出された位置情報、表示部とフィルタ部の間の距離情報及び表示部のドット間の距離情報を用いて、表示部において左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させる領域と反転させない領域を判定するものであってもよい。
【００２３】
また、上記の情報処理装置において、対象物を撮影しその画像データを取得する画像取得手段を有し、位置検出手段が、画像取得手段により取得されたユーザの眼の画像データを用いて、ユーザの眼と表示部及びフィルタ部との相対的な位置関係を検出するものであってもよい。
【００２４】
また、上記の情報処理装置において、対象物に向けて光を発射し反射した光の受光量を検出する光検出手段を有し、位置検出手段が、光検出手段による検出結果を用いて、ユーザの眼と表示部及びフィルタ部との相対的な位置関係を検出するものであってもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、ユーザに立体映像を表示するディスプレイ装置において、ユーザの視聴する位置が移動しても、精度良くかつ自動で、左眼及び右眼用の映像が反転することなく、自然な立体映像の認識させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係るディスプレイ装置の構成を示した図である。
【図２】本発明の実施形態に係るディスプレイ装置の映像表示調整処理（左右映像の出力位置反転処理）の流れを示したフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係る映像反転の判定手法（一例）を説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態に係る映像反転の判定手法（他の例）を説明するための図である。
【図５】画面が大きい場合の問題を説明するための図である。
【図６】本発明の実施形態に係る映像反転の判定手法（他の例）を説明するための図である。
【図７】偏光眼鏡方式の立体映像表示の原理及び左右映像の反転を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施形態に係るディスプレイ装置の構成を示した図である。本実施形態のディスプレイ装置１は、ユーザに対して立体映像を表示するディスプレイ装置で、画像取得手段２、位置検出手段３、表示調整手段４、映像入力部７、表示部（映像出力部）８、偏光部９を有する。
【００２９】
画像取得手段２は、画面を見るユーザに装着された偏光眼鏡５０を撮影し、その画像データを取得する。例えばカメラ等で構成することができる。
【００３０】
位置検出手段３は、画像取得手段２から偏光眼鏡５０の画像データを受け取り、その画像データを用いて偏光眼鏡５０の位置データを算出する。
【００３１】
表示調整手段４は、位置検出手段３から偏光眼鏡５０の位置データを受け取り、その位置データに基づいて表示部８による立体映像の出力を調整する。表示調整手段４は、反転判定手段５、映像反転手段６を有する。反転判定手段５は、位置検出手段３からの位置データを用いて、表示部８により出力される左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かの判定を行う。映像反転手段６は、反転判定手段５から判定結果を受け取り、その判定結果に従って表示部８により出力される左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させる。具体的には、映像入力部７からの元映像に反転処理を加え、処理後の補正映像を表示部８に出力する（判定結果が反転要の場合に反転処理を行い、反転不要の場合は元映像を出力する）。
【００３２】
位置検出手段３、反転判定手段５及び映像反転手段６は、ディスプレイ装置の一般的な構成としてのＣＰＵ及びＲＯＭによりソフトウェア的に構成（ＣＰＵがＲＯＭから本発明特有の処理を行うプログラムを読み出して実行することにより上記各手段を主記憶装置上に構成）してもよいし、特定の回路等によりハードウェア的に構成してもよい。
【００３３】
表示部８は、映像入力部７に対応する映像出力部で、映像入力部７からの元映像を、映像反転手段６を介して、立体映像として左眼用の映像と右眼用の映像をラインごとに出力する。偏光部９は、表示部８でラインごとに出力された左眼用及び右眼用の映像について、ピクセル単位でそれぞれ偏光方向を変える。なお、偏光光としては直線偏光であってもよいし、円偏光であってもよい。円偏光を用いる場合、ユーザが顔を傾けても左右の映像のストロークは小さく維持され、不自然な立体映像を認識することが少ないというメリットがある。
【００３４】
図２は、本発明の実施形態に係るディスプレイ装置の映像表示調整処理（左右映像の出力位置反転処理）の流れを示したフローチャートである。本実施形態の映像表示調整処理では、図２（ａ）に示す偏光眼鏡の位置検出及び出力映像の反転判定の処理と、図２（ｂ）に示す映像入力及び映像出力の処理と、が独立して行われる。
【００３５】
図２（ａ）の処理において、まず電源がＯＮとなり（ステップＳ１／ＮＯ）、所定時間が経過した場合（ステップＳ２／ＹＥＳ）、すなわち所定のタイミングで、画像取得手段２が偏光眼鏡５０の撮影を行い、画像データを取得する（ステップＳ３）。例えば画像取得手段２をカメラで構成した場合、当該相対位置調整処理を行うプログラムをＲＯＭから読み込んだＣＰＵがカメラに命令することで撮影、画像データ取得を行う。
【００３６】
そして、画像取得手段２で取得された画像データが複数の偏光眼鏡を含むものであった場合（ステップＳ４／ＹＥＳ）、映像表示調整処理（左右映像の出力位置反転処理）は行わず、ステップＳ１に戻る。これは、本発明による映像表示調整処理（左右映像の出力位置反転処理）は、単一ユーザの見る左眼及び右眼用の映像を反転させずに自然な立体映像の認識させるためのものであり、複数ユーザの視聴時にはそぐわない（特定のユーザのみが自然な立体映像を認識できるようにしても、他のユーザの不自然な立体映像認識は解消しない）ためである。
【００３７】
他方、画像取得手段２で取得された画像データが単数の偏光眼鏡を含むものであった場合（ステップＳ４／ＮＯ）、位置検出手段３は、画像取得手段２から偏光眼鏡５０の画像データを受け取り、その位置データを算出する（ステップＳ５）。位置データとしては、例えば表示部７の画面中央を０とした場合の座標情報（画面中央からどの程度の離れた場所に位置しており、どの程度の高さに位置しているか）等が挙げられる。画像データを用いた座標情報の算出や、前述した偏光眼鏡の単複の判別は、周知の技術であるため詳細な説明は省略する。
【００３８】
続いて、反転判定手段５は、位置検出手段３から位置データを受け取り、映像入力部７で立体映像として入力される元映像について、表示部８における出力位置が左右逆となるような反転処理を行うか否かを判定する（ステップＳ６）。そして、反転判定手段５は、判定結果を映像反転手段６に送る。
【００３９】
電源ＯＮ状態となっている間（ステップＳ１／ＮＯ）、以下の動作を繰り返す（ステップＳ２〜ステップＳ６）。
【００４０】
一方、図２（ｂ）の処理において、電源がＯＮとなっているとき（ステップＳ１１／ＮＯ）、映像反転手段６は、映像入力部７からの元映像として１フレーム分の画像を読み込む（ステップＳ１２）。そして、反転判定手段５から反転要の判定結果を受け取っている場合（ステップＳ１３／ＹＥＳ）、左眼用の画像と右眼用の画像のラインを反転する（ステップＳ１４）。
【００４１】
反転判定手段５から反転不要の判定結果を受け取っている場合あるいはいずれの判定結果も受け取っていない場合（ステップＳ１３／ＮＯ）には、左眼用の画像と右眼用の画像のラインの反転は行わず、映像入力部７から読み込んだ１フレーム分の画像を表示部（映像出力部）８に出力する（ステップＳ１５）。
【００４２】
電源ＯＮ状態となっている間（ステップＳ１１／ＮＯ）、映像入力部７から入力した元映像について、フレームごとに以下の動作を繰り返す（ステップＳ１２〜ステップＳ１５）。
【００４３】
次に、本発明の実施形態に係る映像反転の判定手法について図面を用いて説明する。図３は、左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かの判定手法の一例を説明するための図である。ここでは、位置検出手段３で求めた偏光眼鏡５０の座標情報（眼鏡位置の距離及び高さ）と、表示面と偏光面との距離と、表示面のドット間の距離と、を用いて、映像反転の判定を行っている。
【００４４】
表示面の画面中央を通り設置面に水平な直線上に偏光眼鏡５０がある場合、図７（ｂ）に示すように表示面と偏光面でラインのずれは生じず同じ座標のものが対応するため、ユーザにとって理想的な視聴状態である。一方で、ユーザに見える画像は、正しい状態と反転した状態の２通りだけではなく、双方が混ざった状態である。よって、左眼用の映像と右眼用の映像を反転させるか否かは、どちらの画像が強く見えるかにより決定することが望ましく、偏光眼鏡の位置が、左右の正しい画像が強く見える範囲にあるのか、左右の反転画像が強く見える範囲にあるのかに基づいて、映像反転の要否を判定するとよい。
【００４５】
図３に示すように、左右の正しい画像が強く見える範囲は、表示面の画像中央と、当該画面中央を中心にした１ドットピッチ分の表示面領域と対向する偏光面領域の端部と、を結ぶ直線で囲まれた領域（領域ａとする）となる。そして、その偏光面領域と１ドットピッチ分上下にずれた偏光面領域の端部と、表示面の画面中央と、を結ぶ直線で囲まれた領域（領域ｂとする）が、左右の反転画像が強く見える範囲となる。左右の正しい画像が強く見える範囲と左右の反転画像が強く見える範囲とは、交互に位置する。
【００４６】
偏光眼鏡の位置が、左右の正しい画像が強く見える範囲にあるのか、左右の反転画像が強く見える範囲にあるのかは、偏光眼鏡５０と画面中央を結ぶ直線と偏光面との交点が、上記領域ａに含まれるのか、上記領域ｂに含まれるのかをみることで判定することができる。眼鏡位置の距離（表示面の画面中央を通り設置面に水平な直線と偏光眼鏡５０を通る当該水平な直線と直交する直線との交点から画面中央までの距離）をＬ、眼鏡位置の高さ（当該交点から偏光眼鏡５０までの距離）をＨ、表示面と偏光面との距離をｄとした場合、偏光眼鏡５０と画面中央を結ぶ直線と偏光面との交点の、当該水平な直線からの垂直な距離は、Ｈｄ／Ｌの式で求めることができる。
【００４７】
一般化すると、以下のような式となる。
【数１】
ｎが偶数の場合、本来の正しい左右の映像が強く見え、ｎが奇数の場合、本来とは左右が反転した映像が強く見える。したがって、この閾値を用いて、ｎが奇数の場合のみ表示部８に出力する映像を反転させる（ｎが偶数の場合には映像反転を行わない）ように制御すればよい。
【００４８】
図４は、偏光面８の移動量を算出する手法の他の例を説明するための図である。ここでも、図３の場合と同様に、位置検出手段３で求めた偏光眼鏡５０の座標情報（眼鏡位置の距離及び高さ）と、表示面と偏光面との距離と、表示面及び偏光面のドット間の距離（ドットピッチ）と、を用いる。図３に示した手法と異なるのは、映像反転の要否の判定に、上記情報を用いて求めた偏光眼鏡５０と画面中央の角度を使用している点である。左眼用の映像と右眼用の映像を反転させるか否かが、どちらの画像が強く見えるかにより決定することが望ましいのは図３の場合と同様で、ここでは、完全に正しく見える角度と反転して見える角度の中間を閾値とすることができる。
【００４９】
図４において、表示面の画面中央を通り設置面に水平な直線上に偏光眼鏡５０があるとき、ユーザは左右の映像を完全に正しく見える。また、当該水平な直線と偏光面との交点から１ドットピッチだけ上方（又は下方）の点と画面中央とを結ぶ直線上に偏光眼鏡５０があるとき、ユーザが見る映像は左右が完全に反転している。つまり、完全に正しく見える角度と反転して見える角度の中間として、図４に示す視角θ（当該水平な直線と当該交点からｐ／２ピッチ上方（又は下方）偏光面上の点を通る直線とのなす角度）を、偏光面を移動させる閾値とする。視角θは、左右の正しい画像が強く見える範囲として、
【数２】
で表される。つまり、表示面の画面中央と偏光眼鏡５０を結ぶ線と偏光面との交点が、偏光面において表示面の画面中央と対向する点（画面中央を通り設置面に水平な直線と偏光面との交点）からそれぞれ上下にｐ／２ピッチ以内の距離にある（当該対向する点を中心にドットピッチｐの範囲内）とき、左右の正しい画像が強く見える。
【００５０】
一方、視角θが、表示面の画面中央とその点からｐ／２ピッチ上方の偏光面上の点を通る直線と、表示面の画面中央とその点から３ｐ／２ピッチ上方の偏光面上の点を通る直線と、のなす角度である場合、視角θは、左右の反転画像が強く見える範囲として、
【数３】
で表される。
【００５１】
また、視角θが、表示面の画面中央とその点からｐ／２ピッチ下方の偏光面上の点を通る直線と、表示面の画面中央とその点から３ｐ／２ピッチ下方の偏光面上の点を通る直線と、のなす角度である場合、視角θは、左右の反転画像が強く見える範囲として、
【数４】
で表される。
【００５２】
閾値は、ドットピッチｐ、表示面と偏光面との距離ｄを用いた三角関数で求めることができる。また、視角θは、図３で使用した座標情報（眼鏡位置の距離Ｌ、眼鏡位置の高さＨ）を用いた三角関数で求めることが可能である。
【００５３】
一般化すると、以下のような式となる。
【数５】
ｎが偶数の場合、本来の正しい左右の映像が強く見え、ｎが奇数の場合、本来とは左右が反転した映像が強く見える。したがって、この閾値を用いて、ｎが奇数の場合のみ表示部８に出力する映像を反転させる（ｎが偶数の場合には映像反転を行わない）ように制御すればよい。
【００５４】
上述した図３や図４の手法は、表示面と偏光面との距離と画面の大きさの比に対して、偏光眼鏡５０が十分に遠い場合を想定していた。しかし、特に画面サイズが大きいときには、画面と偏光眼鏡５０とで十分な距離がとれない場合がある。この場合、図５に示すように、画面中央での視角θと、画面上端での視角θｔと、画面下端での視角θｂと、が大きく相違し、それぞれの映像反転の判定結果が異なるという状況が起こりうる。つまり、画面中央を基準に反転要否を判定して映像の反転を行ったとしても、画面上端や画面下端において依然として左右の正しい映像が見えない状態が解消できない可能性がある。
【００５５】
この問題に対して、映像反転を行わずに表示部８に表示させる範囲と、映像反転を行って表示部８に表示させる範囲と、を決めることで回避することが可能である。映像反転する範囲と反転しない範囲を特定する方法について、図６を用いて説明する。図６に示す方法では、図３や図４とは逆に、偏光眼鏡の位置を基準に、左右の正しい画像が強く見える範囲と、左右の反転画像が強く見える範囲と、を決め、前者の範囲に含まれる画面領域をそのまま表示させる領域とし、後者の範囲に含まれる画面領域を映像反転して表示させる領域と特定する。
【００５６】
左右の正しい画像が強く見える範囲と左右の反転画像が強く見える領域は、図３や図４と同様の角度の広がりを持ち、これらと反対の方向に（偏光眼鏡５０から画面に向かって）放射する直線で囲まれた領域で、交互に連続する。すなわち、左右の正しい画像が強く見える範囲は、偏光眼鏡５０を通り設置面に水平な直線と画面の交点を中心とした１ドットピッチ分の表示面領域と対向する偏光面領域の端部と、偏光眼鏡５０と、を結ぶ直線で囲まれた領域（領域Ａとする）となる。また、左右の反転画像が強く見える領域は、その偏光面領域と１ドットピッチ分上下にずれた偏光面領域の端部と、偏光眼鏡５０と、を結ぶ直線で囲まれた領域（領域Ｂとする）が、左右の反転画像が強く見える範囲となる。
【００５７】
左右の正しい画像が強く見える画面上の領域や、左右の反転画像が強く見える画面上の領域の具体的な位置については、偏光眼鏡５０の座標位置情報（眼鏡位置の距離及び高さ）と、表示面と偏光面との距離と、偏光面のドット間の距離（ドットピッチ）と、を用いて求めることができる。
【００５８】
図３や図４と同様に、眼鏡位置の距離をＬ、眼鏡位置の高さをＨ、表示面と偏光面の間隔をｄ、ドットピッチをｐとした場合、領域Ａや領域Ｂを特定する直線のうち、上側の直線（例えば領域Ａを特定する直線（ｂ））は、
【数６】
で表され、下側の直線（例えば領域Ａを特定する直線（ａ））は、
【数７】
で表される。なお、ｎが偶数の場合、本来の正しい左右の映像が強く見え、ｎが奇数の場合、本来とは左右が反転した映像が強く見えるのは、図３や図４の場合と同様である。図６に示すように、例えば、ｎが０の場合、両方直線に囲まれた領域は領域Ａで、上側の直線が直線（ｂ）、下側の直線が直線（ａ）となり、ｎが１の場合、両方直線に囲まれた領域は領域Ｂで、上側の直線が直線（ｃ）、下側の直線が直線（ｂ）となる。
【００５９】
これらの式から、上側の直線の切片が、
【数８】
下側の直線の切片が、
【数９】
とそれぞれ導き出され、画面上の具体的な位置として特定することができる。
【００６０】
そして、左右の正しい画像が強く見える表示部８の表示位置（上記具体的な位置）に表示される画像については、反転を行わずにそのまま表示し、左右の反転画像が強く見える表示部８の表示位置（上記具体的な位置）に表示される画像については、左右反転を行って表示する。このように映像反転処理を行うことで、図５に示した問題を解消することが可能である。
【００６１】
なお、映像入力部７や映像反転手段６は、描画機能を持ち立体映像を生成する映像生成部に実装し、映像生成部内で反転判定結果に応じた映像反転を行って表示部８に補正映像を直接出力するように構成してもよい。
【００６２】
また、上述した映像表示の調整（左右映像の出力位置反転）は、上述した横ラインごとの左右表示のみならず、縦ラインごとの左右表示にも適用することが可能である。また、市松模様のような表示に対応する場合には、上下方向、左右方向で個別に演算を行えばよい。
【００６３】
また、偏光眼鏡５０の位置検出について、本実施形態のような画像データを用いた方法のほか、赤外線を用いて三点測量する方法（偏光眼鏡５０との間で発信及び受信を行い、赤外線の反射したものが偏光眼鏡５０であることを検知しておくことは必要）を用いることが可能である。この場合、本実施形態のディスプレイ装置１は、対象物に光を向けて光を発射し反射した光の受光量を検出する光検出手段（例えば赤外線センサ）を有し、位置検出手段３は、光検出手段による検出結果を用いて、表示部８と偏光部９の相対的な位置関係を検出する。
【００６４】
また、ユーザの設定により、偏光部９の位置に対して固定的な補正を加えることができるように構成してもよい。この場合、偏光眼鏡５０と瞳の相対位置の個人差について補正することが可能となる。
【００６５】
なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。例えば、眼鏡式の他の方式（フレームシーケンシャル方式やアナグリフ方式）にも本発明は適用することができ、また、裸眼式（パララックスバリア方式やレンチキュラーレンズ方式）のディスプレイ装置に適用することも可能である。また、このようなディスプレイを搭載するノートＰＣ等の情報処理装置も本発明の実施形態を構成する。
【００６６】
また、本実施形態におけるディスプレイ装置で実行されるプログラムは、先に述べた各手段（位置検出手段３、反転判定手段５、映像反転手段６、）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアを用いて具体的手段を実現する。すなわち、ＣＰＵが所定の記録媒体（例えばＲＯＭ等）からプログラムを読み出して実行することにより上記各手段が主記憶装置上にロードされて生成される。
【００６７】
本実施形態におけるディスプレイ装置で実行されるプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納され、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供されるように構成してもよい。また、上記プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供あるいは配布するように構成してもよい。
【００６８】
また、上記プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルで、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、不揮発性のメモリカード等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されるように構成してもよい。また、上記プログラムは、ＲＯＭ等にあらかじめ組み込んで提供するように構成してもよい。
【００６９】
この場合、上記記録媒体から読み出された又は通信回線を通じてロードし実行されたプログラムコード自体が前述の実施形態の機能を実現することになる。そして、そのプログラムコードを記録した記録媒体は本発明を構成する。
【符号の説明】
【００７０】
１ ディスプレイ装置
２ 画像取得手段
３ 位置検出手段
４ 表示調整手段
５ 反転判定手段
６ 映像判定手段
７ 映像入力部
８ 表示部（映像出力部）
９ 偏光部
５０ 偏光眼鏡
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイ装置及び情報処理装置に関し、特に、ユーザに立体映像を表示するディスプレイ装置及び情報処理装置に好ましく適用される技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、ハイビジョンテレビやＰＣモニタ等、ユーザに立体映像を表示するディスプレイ装置がさかんに提供されてきている。当該ディスプレイ装置は、いくつか異なる原理に基づいたものが存在するが、左右の眼に別々の映像を見せることでユーザに立体感を与えるものが多い。左右の眼に別々の画像を見せるために眼鏡を利用するもの（眼鏡式）と、眼鏡を必要とせずに裸眼のままで立体感を与えるもの（裸眼式）の２種に大別できる。
【０００３】
眼鏡式としては、左右の映像に直交する直線偏光（円偏光でも可）をかけて重ねて投影し、これを偏光フィルタの付いた眼鏡により分離する偏光眼鏡方式や、左右異なる角度から撮影した映像を交互に再生し、左右の視界が交互に遮蔽される液晶シャッタを備えた眼鏡で見るフレームシーケンシャル方式がある。裸眼式としては、ユーザの左右両眼に異なる画素が見えるように、表示画素の手前に左右２画素ごとに１つの穴又は溝を設けた遮蔽板を立てることで両眼視差を作り出すパララックスバリア方式や、単純な遮蔽板と穴（又は溝）ではなく、レンチキュラーレンズを用いることで左右の画素の光を最大限にユーザの視点へと振り向けるようにしたレンチキュラーレンズがある。
【０００４】
偏光眼鏡方式のディスプレイ装置における立体映像表示の原理について図面を用いて説明する。偏光眼鏡方式のディスプレイ装置は映像を表示する表示面だけでなく、表示面からの映像に異なる偏光特性を与える偏光面を備えており、図７（ａ）に示すように、横ライン交互に左右の映像を切り替えて表示する。ユーザは、左右で異なる偏光板を実装した偏光眼鏡を装着し、左右の眼にそれぞれ別の横ラインが見えるようにする。その結果、左右の眼に別々の映像が入り、それぞれの視差情報から奥行きを持った画像であると錯覚し、それら画像を連続して見ることで立体映像を認識する。現在の主流である横ラインごとの立体映像表示について説明したが、理論的には、縦ラインごとや市松模様といった表示も同様である。
【０００５】
上記の偏光眼鏡方式の立体映像表示では、見る角度によって左右の映像が反転してしまい、ユーザは不自然な立体映像を認識してしまう。この現象について図面を用いて説明する。図７（ｂ）に示すように、立体映像表示を行うディスプレイ装置では表示面と偏光面に隙間があるが、この隙間があることで、正面から見た場合と斜めから見た場合とで偏光面を通してみる表示面上の映像にずれが生じる。正面から見ると、表示面と偏光面は同じ座標のものが対応するが、斜め（図では下方）から見ると、座標の関係が１ラインずれて左右が反転し、さらに斜めから見ると、座標の関係が２ラインずれて左右の反転が元に戻る（正面から見たのと同じ見え方となる）。
【０００６】
例えば、特許文献１には、２枚の偏光格子スクリーンを使用して２Ｄ（平面）モードと３Ｄ（立体）モードとの間のスイッチングが可能な立体映像ディスプレイ装置が開示されている。当該立体映像ディスプレイ装置では、映像を表示するディスプレイ素子と対向して配置された２枚の偏光格子スクリーンを相対的に移動させることで、２Ｄモードでは入射光を全て透過させ、３Ｄモードでは左眼映像と右眼映像とに分かれてユーザの眼に入るように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２８５２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１で開示された立体映像ディスプレイ装置は、平面映像と立体映像とを切り替えてユーザに見せるようにするものであり、ユーザの画面を見る角度に起因した左右映像の反転（不自然な立体映像の認識）を解消するものではない。
【０００９】
また一般に、この見る角度による左右映像の反転を解消する方法としては、ユーザが固定の位置から視聴するものと仮定してユーザ自身が設定画面等により設定することが考えられる。しかし、実際には、固定の位置からユーザが視聴することは考えにくいため、ユーザの視聴位置に応じて自動的に左右映像の反転を解消することが望ましい。
【００１０】
そこで、本発明は、ユーザに立体映像を表示するディスプレイ装置において、ユーザの視聴する位置が移動しても、精度良くかつ自動で、左眼及び右眼用の映像が反転することなく、自然な立体映像の認識させることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一側面であるディスプレイ装置は、立体映像として左眼用と右眼用の映像を出力する表示部及び表示部で出力された左眼用と右眼用の映像をそれぞれユーザの左眼と右眼で知覚させるためのフィルタ部を備えるディスプレイ装置であって、ユーザの眼と表示部及びフィルタ部との相対的な位置関係を検出する位置検出手段と、位置検出手段により検出された位置関係に基づいて、表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を調整する表示調整手段と、を有する。
【００１２】
また、上記のディスプレイ装置において、表示調整手段は、位置検出手段により検出された位置関係に基づいて、表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かを判定する反転判定手段と、反転判定手段による判定結果に従って、表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させる映像反転手段と、を有するものであってもよい。
【００１３】
また、上記のディスプレイ装置において、位置検出手段は、位置関係として、表示部全体の中心位置を基準にしたユーザの眼の座標位置情報を検出し、反転判定手段は、位置検出手段で検出された座標位置情報を用いて、表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かを判定するものであってもよい。
【００１４】
また、上記のディスプレイ装置において、位置検出手段は、位置関係として、表示部全体の中心位置を通る設置面との水平線とユーザの眼とがなす角度を表す角度情報を検出し、移動量算出手段は、位置検出手段で検出された角度情報を用いて、表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かを判定するものであってもよい。
【００１５】
また、上記のディスプレイ装置において、位置検出手段は、位置関係として、表示部全体の中心位置を基準にしたユーザの眼の座標位置情報を検出し、反転判定手段は、位置検出情報で検出された位置情報、表示部とフィルタ部の間の距離情報及び表示部のドット間の距離情報を用いて、表示部において左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させる領域と反転させない領域を判定するものであってもよい。
【００１６】
また、上記のディスプレイ装置において、対象物を撮影しその画像データを取得する画像取得手段を有し、位置検出手段が、画像取得手段により取得されたユーザの眼の画像データを用いて、ユーザの眼と表示部及びフィルタ部との相対的な位置関係を検出するものであってもよい。
【００１７】
また、上記のディスプレイ装置において、対象物に向けて光を発射し反射した光の受光量を検出する光検出手段を有し、位置検出手段が、光検出手段による検出結果を用いて、ユーザの眼と表示部及びフィルタ部との相対的な位置関係を検出するものであってもよい。
【００１８】
本発明の他の一側面である情報処理装置は、立体映像として左眼用と右眼用の映像を出力する表示部及び表示部で出力された左眼用と右眼用の映像をそれぞれユーザの左眼と右眼で知覚させるためのフィルタ部を備えるディスプレイ装置を搭載した情報処理装置であって、ユーザの眼と表示部及びフィルタ部との相対的な位置関係を検出する位置検出手段と、位置検出手段により検出された位置関係に基づいて、表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を調整する表示調整手段と、を有する。
【００１９】
また、上記の情報処理装置において、表示調整手段は、位置検出手段により検出された位置関係に基づいて、表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かを判定する反転判定手段と、反転判定手段による判定結果に従って、表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させる映像反転手段と、を有するものであってもよい。
【００２０】
また、上記の情報処理装置において、位置検出手段は、位置関係として、表示部全体の中心位置を基準にしたユーザの眼の座標位置情報を検出し、反転判定手段は、位置検出手段で検出された座標位置情報を用いて、表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かを判定するものであってもよい。
【００２１】
また、上記の情報処理装置において、位置検出手段は、位置関係として、表示部全体の中心位置を通る設置面との水平線とユーザの眼とがなす角度を表す角度情報を検出し、移動量算出手段は、位置検出手段で検出された角度情報を用いて、表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かを判定するものであってもよい。
【００２２】
また、上記の情報処理装置において、位置検出手段は、位置関係として、表示部全体の中心位置を基準にしたユーザの眼の座標位置情報を検出し、反転判定手段は、位置検出情報で検出された位置情報、表示部とフィルタ部の間の距離情報及び表示部のドット間の距離情報を用いて、表示部において左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させる領域と反転させない領域を判定するものであってもよい。
【００２３】
また、上記の情報処理装置において、対象物を撮影しその画像データを取得する画像取得手段を有し、位置検出手段が、画像取得手段により取得されたユーザの眼の画像データを用いて、ユーザの眼と表示部及びフィルタ部との相対的な位置関係を検出するものであってもよい。
【００２４】
また、上記の情報処理装置において、対象物に向けて光を発射し反射した光の受光量を検出する光検出手段を有し、位置検出手段が、光検出手段による検出結果を用いて、ユーザの眼と表示部及びフィルタ部との相対的な位置関係を検出するものであってもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、ユーザに立体映像を表示するディスプレイ装置において、ユーザの視聴する位置が移動しても、精度良くかつ自動で、左眼及び右眼用の映像が反転することなく、自然な立体映像の認識させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係るディスプレイ装置の構成を示した図である。
【図２】本発明の実施形態に係るディスプレイ装置の映像表示調整処理（左右映像の出力位置反転処理）の流れを示したフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係る映像反転の判定手法（一例）を説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態に係る映像反転の判定手法（他の例）を説明するための図である。
【図５】画面が大きい場合の問題を説明するための図である。
【図６】本発明の実施形態に係る映像反転の判定手法（他の例）を説明するための図である。
【図７】偏光眼鏡方式の立体映像表示の原理及び左右映像の反転を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施形態に係るディスプレイ装置の構成を示した図である。本実施形態のディスプレイ装置１は、ユーザに対して立体映像を表示するディスプレイ装置で、画像取得手段２、位置検出手段３、表示調整手段４、映像入力部７、表示部（映像出力部）８、偏光部９を有する。
【００２９】
画像取得手段２は、画面を見るユーザに装着された偏光眼鏡５０を撮影し、その画像データを取得する。例えばカメラ等で構成することができる。
【００３０】
位置検出手段３は、画像取得手段２から偏光眼鏡５０の画像データを受け取り、その画像データを用いて偏光眼鏡５０の位置データを算出する。
【００３１】
表示調整手段４は、位置検出手段３から偏光眼鏡５０の位置データを受け取り、その位置データに基づいて表示部８による立体映像の出力を調整する。表示調整手段４は、反転判定手段５、映像反転手段６を有する。反転判定手段５は、位置検出手段３からの位置データを用いて、表示部８により出力される左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かの判定を行う。映像反転手段６は、反転判定手段５から判定結果を受け取り、その判定結果に従って表示部８により出力される左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させる。具体的には、映像入力部７からの元映像に反転処理を加え、処理後の補正映像を表示部８に出力する（判定結果が反転要の場合に反転処理を行い、反転不要の場合は元映像を出力する）。
【００３２】
位置検出手段３、反転判定手段５及び映像反転手段６は、ディスプレイ装置の一般的な構成としてのＣＰＵ及びＲＯＭによりソフトウェア的に構成（ＣＰＵがＲＯＭから本発明特有の処理を行うプログラムを読み出して実行することにより上記各手段を主記憶装置上に構成）してもよいし、特定の回路等によりハードウェア的に構成してもよい。
【００３３】
表示部８は、映像入力部７に対応する映像出力部で、映像入力部７からの元映像を、映像反転手段６を介して、立体映像として左眼用の映像と右眼用の映像をラインごとに出力する。偏光部９は、表示部８でラインごとに出力された左眼用及び右眼用の映像について、ピクセル単位でそれぞれ偏光方向を変える。なお、偏光光としては直線偏光であってもよいし、円偏光であってもよい。円偏光を用いる場合、ユーザが顔を傾けても左右の映像のストロークは小さく維持され、不自然な立体映像を認識することが少ないというメリットがある。
【００３４】
図２は、本発明の実施形態に係るディスプレイ装置の映像表示調整処理（左右映像の出力位置反転処理）の流れを示したフローチャートである。本実施形態の映像表示調整処理では、図２（ａ）に示す偏光眼鏡の位置検出及び出力映像の反転判定の処理と、図２（ｂ）に示す映像入力及び映像出力の処理と、が独立して行われる。
【００３５】
図２（ａ）の処理において、まず電源がＯＮとなり（ステップＳ１／ＮＯ）、所定時間が経過した場合（ステップＳ２／ＹＥＳ）、すなわち所定のタイミングで、画像取得手段２が偏光眼鏡５０の撮影を行い、画像データを取得する（ステップＳ３）。例えば画像取得手段２をカメラで構成した場合、当該相対位置調整処理を行うプログラムをＲＯＭから読み込んだＣＰＵがカメラに命令することで撮影、画像データ取得を行う。
【００３６】
そして、画像取得手段２で取得された画像データが複数の偏光眼鏡を含むものであった場合（ステップＳ４／ＹＥＳ）、映像表示調整処理（左右映像の出力位置反転処理）は行わず、ステップＳ１に戻る。これは、本発明による映像表示調整処理（左右映像の出力位置反転処理）は、単一ユーザの見る左眼及び右眼用の映像を反転させずに自然な立体映像の認識させるためのものであり、複数ユーザの視聴時にはそぐわない（特定のユーザのみが自然な立体映像を認識できるようにしても、他のユーザの不自然な立体映像認識は解消しない）ためである。
【００３７】
他方、画像取得手段２で取得された画像データが単数の偏光眼鏡を含むものであった場合（ステップＳ４／ＮＯ）、位置検出手段３は、画像取得手段２から偏光眼鏡５０の画像データを受け取り、その位置データを算出する（ステップＳ５）。位置データとしては、例えば表示部７の画面中央を０とした場合の座標情報（画面中央からどの程度の離れた場所に位置しており、どの程度の高さに位置しているか）等が挙げられる。画像データを用いた座標情報の算出や、前述した偏光眼鏡の単複の判別は、周知の技術であるため詳細な説明は省略する。
【００３８】
続いて、反転判定手段５は、位置検出手段３から位置データを受け取り、映像入力部７で立体映像として入力される元映像について、表示部８における出力位置が左右逆となるような反転処理を行うか否かを判定する（ステップＳ６）。そして、反転判定手段５は、判定結果を映像反転手段６に送る。
【００３９】
電源ＯＮ状態となっている間（ステップＳ１／ＮＯ）、以下の動作を繰り返す（ステップＳ２〜ステップＳ６）。
【００４０】
一方、図２（ｂ）の処理において、電源がＯＮとなっているとき（ステップＳ１１／ＮＯ）、映像反転手段６は、映像入力部７からの元映像として１フレーム分の画像を読み込む（ステップＳ１２）。そして、反転判定手段５から反転要の判定結果を受け取っている場合（ステップＳ１３／ＹＥＳ）、左眼用の画像と右眼用の画像のラインを反転する（ステップＳ１４）。
【００４１】
反転判定手段５から反転不要の判定結果を受け取っている場合あるいはいずれの判定結果も受け取っていない場合（ステップＳ１３／ＮＯ）には、左眼用の画像と右眼用の画像のラインの反転は行わず、映像入力部７から読み込んだ１フレーム分の画像を表示部（映像出力部）８に出力する（ステップＳ１５）。
【００４２】
電源ＯＮ状態となっている間（ステップＳ１１／ＮＯ）、映像入力部７から入力した元映像について、フレームごとに以下の動作を繰り返す（ステップＳ１２〜ステップＳ１５）。
【００４３】
次に、本発明の実施形態に係る映像反転の判定手法について図面を用いて説明する。図３は、左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かの判定手法の一例を説明するための図である。ここでは、位置検出手段３で求めた偏光眼鏡５０の座標情報（眼鏡位置の距離及び高さ）と、表示面と偏光面との距離と、表示面のドット間の距離と、を用いて、映像反転の判定を行っている。
【００４４】
表示面の画面中央を通り設置面に水平な直線上に偏光眼鏡５０がある場合、図７（ｂ）に示すように表示面と偏光面でラインのずれは生じず同じ座標のものが対応するため、ユーザにとって理想的な視聴状態である。一方で、ユーザに見える画像は、正しい状態と反転した状態の２通りだけではなく、双方が混ざった状態である。よって、左眼用の映像と右眼用の映像を反転させるか否かは、どちらの画像が強く見えるかにより決定することが望ましく、偏光眼鏡の位置が、左右の正しい画像が強く見える範囲にあるのか、左右の反転画像が強く見える範囲にあるのかに基づいて、映像反転の要否を判定するとよい。
【００４５】
図３に示すように、左右の正しい画像が強く見える範囲は、表示面の画像中央と、当該画面中央を中心にした１ドットピッチ分の表示面領域と対向する偏光面領域の端部と、を結ぶ直線で囲まれた領域（領域ａとする）となる。そして、その偏光面領域と１ドットピッチ分上下にずれた偏光面領域の端部と、表示面の画面中央と、を結ぶ直線で囲まれた領域（領域ｂとする）が、左右の反転画像が強く見える範囲となる。左右の正しい画像が強く見える範囲と左右の反転画像が強く見える範囲とは、交互に位置する。
【００４６】
偏光眼鏡の位置が、左右の正しい画像が強く見える範囲にあるのか、左右の反転画像が強く見える範囲にあるのかは、偏光眼鏡５０と画面中央を結ぶ直線と偏光面との交点が、上記領域ａに含まれるのか、上記領域ｂに含まれるのかをみることで判定することができる。眼鏡位置の距離（表示面の画面中央を通り設置面に水平な直線と偏光眼鏡５０を通る当該水平な直線と直交する直線との交点から画面中央までの距離）をＬ、眼鏡位置の高さ（当該交点から偏光眼鏡５０までの距離）をＨ、表示面と偏光面との距離をｄとした場合、偏光眼鏡５０と画面中央を結ぶ直線と偏光面との交点の、当該水平な直線からの垂直な距離は、Ｈｄ／Ｌの式で求めることができる。
【００４７】
一般化すると、以下のような式となる。
【数１】
ｎが偶数の場合、本来の正しい左右の映像が強く見え、ｎが奇数の場合、本来とは左右が反転した映像が強く見える。したがって、この閾値を用いて、ｎが奇数の場合のみ表示部８に出力する映像を反転させる（ｎが偶数の場合には映像反転を行わない）ように制御すればよい。
【００４８】
図４は、偏光面８の移動量を算出する手法の他の例を説明するための図である。ここでも、図３の場合と同様に、位置検出手段３で求めた偏光眼鏡５０の座標情報（眼鏡位置の距離及び高さ）と、表示面と偏光面との距離と、表示面及び偏光面のドット間の距離（ドットピッチ）と、を用いる。図３に示した手法と異なるのは、映像反転の要否の判定に、上記情報を用いて求めた偏光眼鏡５０と画面中央の角度を使用している点である。左眼用の映像と右眼用の映像を反転させるか否かが、どちらの画像が強く見えるかにより決定することが望ましいのは図３の場合と同様で、ここでは、完全に正しく見える角度と反転して見える角度の中間を閾値とすることができる。
【００４９】
図４において、表示面の画面中央を通り設置面に水平な直線上に偏光眼鏡５０があるとき、ユーザは左右の映像を完全に正しく見える。また、当該水平な直線と偏光面との交点から１ドットピッチだけ上方（又は下方）の点と画面中央とを結ぶ直線上に偏光眼鏡５０があるとき、ユーザが見る映像は左右が完全に反転している。つまり、完全に正しく見える角度と反転して見える角度の中間として、図４に示す視角θ（当該水平な直線と当該交点からｐ／２ピッチ上方（又は下方）偏光面上の点を通る直線とのなす角度）を、偏光面を移動させる閾値とする。視角θは、左右の正しい画像が強く見える範囲として、
【数２】
で表される。つまり、表示面の画面中央と偏光眼鏡５０を結ぶ線と偏光面との交点が、偏光面において表示面の画面中央と対向する点（画面中央を通り設置面に水平な直線と偏光面との交点）からそれぞれ上下にｐ／２ピッチ以内の距離にある（当該対向する点を中心にドットピッチｐの範囲内）とき、左右の正しい画像が強く見える。
【００５０】
一方、視角θが、表示面の画面中央とその点からｐ／２ピッチ上方の偏光面上の点を通る直線と、表示面の画面中央とその点から３ｐ／２ピッチ上方の偏光面上の点を通る直線と、のなす角度である場合、視角θは、左右の反転画像が強く見える範囲として、
【数３】
で表される。
【００５１】
また、視角θが、表示面の画面中央とその点からｐ／２ピッチ下方の偏光面上の点を通る直線と、表示面の画面中央とその点から３ｐ／２ピッチ下方の偏光面上の点を通る直線と、のなす角度である場合、視角θは、左右の反転画像が強く見える範囲として、
【数４】
で表される。
【００５２】
閾値は、ドットピッチｐ、表示面と偏光面との距離ｄを用いた三角関数で求めることができる。また、視角θは、図３で使用した座標情報（眼鏡位置の距離Ｌ、眼鏡位置の高さＨ）を用いた三角関数で求めることが可能である。
【００５３】
一般化すると、以下のような式となる。
【数５】
ｎが偶数の場合、本来の正しい左右の映像が強く見え、ｎが奇数の場合、本来とは左右が反転した映像が強く見える。したがって、この閾値を用いて、ｎが奇数の場合のみ表示部８に出力する映像を反転させる（ｎが偶数の場合には映像反転を行わない）ように制御すればよい。
【００５４】
上述した図３や図４の手法は、表示面と偏光面との距離と画面の大きさの比に対して、偏光眼鏡５０が十分に遠い場合を想定していた。しかし、特に画面サイズが大きいときには、画面と偏光眼鏡５０とで十分な距離がとれない場合がある。この場合、図５に示すように、画面中央での視角θと、画面上端での視角θｔと、画面下端での視角θｂと、が大きく相違し、それぞれの映像反転の判定結果が異なるという状況が起こりうる。つまり、画面中央を基準に反転要否を判定して映像の反転を行ったとしても、画面上端や画面下端において依然として左右の正しい映像が見えない状態が解消できない可能性がある。
【００５５】
この問題に対して、映像反転を行わずに表示部８に表示させる範囲と、映像反転を行って表示部８に表示させる範囲と、を決めることで回避することが可能である。映像反転する範囲と反転しない範囲を特定する方法について、図６を用いて説明する。図６に示す方法では、図３や図４とは逆に、偏光眼鏡の位置を基準に、左右の正しい画像が強く見える範囲と、左右の反転画像が強く見える範囲と、を決め、前者の範囲に含まれる画面領域をそのまま表示させる領域とし、後者の範囲に含まれる画面領域を映像反転して表示させる領域と特定する。
【００５６】
左右の正しい画像が強く見える範囲と左右の反転画像が強く見える領域は、図３や図４と同様の角度の広がりを持ち、これらと反対の方向に（偏光眼鏡５０から画面に向かって）放射する直線で囲まれた領域で、交互に連続する。すなわち、左右の正しい画像が強く見える範囲は、偏光眼鏡５０を通り設置面に水平な直線と画面の交点を中心とした１ドットピッチ分の表示面領域と対向する偏光面領域の端部と、偏光眼鏡５０と、を結ぶ直線で囲まれた領域（領域Ａとする）となる。また、左右の反転画像が強く見える領域は、その偏光面領域と１ドットピッチ分上下にずれた偏光面領域の端部と、偏光眼鏡５０と、を結ぶ直線で囲まれた領域（領域Ｂとする）が、左右の反転画像が強く見える範囲となる。
【００５７】
左右の正しい画像が強く見える画面上の領域や、左右の反転画像が強く見える画面上の領域の具体的な位置については、偏光眼鏡５０の座標位置情報（眼鏡位置の距離及び高さ）と、表示面と偏光面との距離と、偏光面のドット間の距離（ドットピッチ）と、を用いて求めることができる。
【００５８】
図３や図４と同様に、眼鏡位置の距離をＬ、眼鏡位置の高さをＨ、表示面と偏光面の間隔をｄ、ドットピッチをｐとした場合、領域Ａや領域Ｂを特定する直線のうち、上側の直線（例えば領域Ａを特定する直線（ｂ））は、
【数６】
で表され、下側の直線（例えば領域Ａを特定する直線（ａ））は、
【数７】
で表される。なお、ｎが偶数の場合、本来の正しい左右の映像が強く見え、ｎが奇数の場合、本来とは左右が反転した映像が強く見えるのは、図３や図４の場合と同様である。図６に示すように、例えば、ｎが０の場合、両方直線に囲まれた領域は領域Ａで、上側の直線が直線（ｂ）、下側の直線が直線（ａ）となり、ｎが１の場合、両方直線に囲まれた領域は領域Ｂで、上側の直線が直線（ｃ）、下側の直線が直線（ｂ）となる。
【００５９】
これらの式から、上側の直線の切片が、
【数８】
下側の直線の切片が、
【数９】
とそれぞれ導き出され、画面上の具体的な位置として特定することができる。
【００６０】
そして、左右の正しい画像が強く見える表示部８の表示位置（上記具体的な位置）に表示される画像については、反転を行わずにそのまま表示し、左右の反転画像が強く見える表示部８の表示位置（上記具体的な位置）に表示される画像については、左右反転を行って表示する。このように映像反転処理を行うことで、図５に示した問題を解消することが可能である。
【００６１】
なお、映像入力部７や映像反転手段６は、描画機能を持ち立体映像を生成する映像生成部に実装し、映像生成部内で反転判定結果に応じた映像反転を行って表示部８に補正映像を直接出力するように構成してもよい。
【００６２】
また、上述した映像表示の調整（左右映像の出力位置反転）は、上述した横ラインごとの左右表示のみならず、縦ラインごとの左右表示にも適用することが可能である。また、市松模様のような表示に対応する場合には、上下方向、左右方向で個別に演算を行えばよい。
【００６３】
また、偏光眼鏡５０の位置検出について、本実施形態のような画像データを用いた方法のほか、赤外線を用いて三点測量する方法（偏光眼鏡５０との間で発信及び受信を行い、赤外線の反射したものが偏光眼鏡５０であることを検知しておくことは必要）を用いることが可能である。この場合、本実施形態のディスプレイ装置１は、対象物に光を向けて光を発射し反射した光の受光量を検出する光検出手段（例えば赤外線センサ）を有し、位置検出手段３は、光検出手段による検出結果を用いて、表示部８と偏光部９の相対的な位置関係を検出する。
【００６４】
また、ユーザの設定により、偏光部９の位置に対して固定的な補正を加えることができるように構成してもよい。この場合、偏光眼鏡５０と瞳の相対位置の個人差について補正することが可能となる。
【００６５】
なお、上述する実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。例えば、眼鏡式の他の方式（フレームシーケンシャル方式やアナグリフ方式）にも本発明は適用することができ、また、裸眼式（パララックスバリア方式やレンチキュラーレンズ方式）のディスプレイ装置に適用することも可能である。また、このようなディスプレイを搭載するノートＰＣ等の情報処理装置も本発明の実施形態を構成する。
【００６６】
また、本実施形態におけるディスプレイ装置で実行されるプログラムは、先に述べた各手段（位置検出手段３、反転判定手段５、映像反転手段６、）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアを用いて具体的手段を実現する。すなわち、ＣＰＵが所定の記録媒体（例えばＲＯＭ等）からプログラムを読み出して実行することにより上記各手段が主記憶装置上にロードされて生成される。
【００６７】
本実施形態におけるディスプレイ装置で実行されるプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納され、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供されるように構成してもよい。また、上記プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供あるいは配布するように構成してもよい。
【００６８】
また、上記プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルで、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、不揮発性のメモリカード等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されるように構成してもよい。また、上記プログラムは、ＲＯＭ等にあらかじめ組み込んで提供するように構成してもよい。
【００６９】
この場合、上記記録媒体から読み出された又は通信回線を通じてロードし実行されたプログラムコード自体が前述の実施形態の機能を実現することになる。そして、そのプログラムコードを記録した記録媒体は本発明を構成する。
【符号の説明】
【００７０】
１ ディスプレイ装置
２ 画像取得手段
３ 位置検出手段
４ 表示調整手段
５ 反転判定手段
６ 映像判定手段
７ 映像入力部
８ 表示部（映像出力部）
９ 偏光部
５０ 偏光眼鏡
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体映像として左眼用と右眼用の映像を出力する表示部及び前記表示部で出力された左眼用と右眼用の映像をそれぞれユーザの左眼と右眼で知覚させるためのフィルタ部を備えるディスプレイ装置であって、
ユーザの眼と前記表示部及び前記フィルタ部との相対的な位置関係を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された前記位置関係に基づいて、前記表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を調整する表示調整手段と、
を有することを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項２】
前記表示調整手段は、
前記位置検出手段により検出された前記位置関係に基づいて、前記表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かを判定する反転判定手段と、
前記反転判定手段による判定結果に従って、前記表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させる映像反転手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項３】
前記位置検出手段は、前記位置関係として、前記表示部全体の中心位置を基準にしたユーザの眼の座標位置情報を検出し、
前記反転判定手段は、前記位置検出手段で検出された座標位置情報を用いて、前記表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ装置。
【請求項４】
前記位置検出手段は、前記位置関係として、前記表示部全体の中心位置を通る設置面との水平線とユーザの眼とがなす角度を表す角度情報を検出し、
前記移動量算出手段は、前記位置検出手段で検出された角度情報を用いて、前記表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ装置。
【請求項５】
前記位置検出手段は、前記位置関係として、前記表示部全体の中心位置を基準にしたユーザの眼の座標位置情報を検出し、
前記反転判定手段は、前記位置検出情報で検出された位置情報、前記表示部と前記フィルタ部の間の距離情報及び前記表示部のドット間の距離情報を用いて、前記表示部において左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させる領域と反転させない領域を判定することを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ装置。
【請求項６】
対象物を撮影しその画像データを取得する画像取得手段を有し、
前記位置検出手段は、前記画像取得手段により取得されたユーザの眼の画像データを用いて、前記ユーザの眼と前記表示部及び前記フィルタ部との相対的な位置関係を検出する
ことを特徴とする請求項１から５に記載のディスプレイ装置。
【請求項７】
対象物に向けて光を発射し反射した光の受光量を検出する光検出手段を有し、
前記位置検出手段は、前記光検出手段による検出結果を用いて、ユーザの眼と前記表示部及び前記フィルタ部との相対的な位置関係を検出する
ことを特徴とする請求項１から５に記載のディスプレイ装置。
【請求項８】
立体映像として左眼用と右眼用の映像を出力する表示部及び前記表示部で出力された左眼用と右眼用の映像をそれぞれユーザの左眼と右眼で知覚させるためのフィルタ部を備えるディスプレイ装置を搭載した情報処理装置であって、
ユーザの眼と前記表示部及び前記フィルタ部との相対的な位置関係を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された前記位置関係に基づいて、前記表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を調整する表示調整手段と、
を有することを特徴とする情報処理装置。
【請求項９】
前記表示調整手段は、
前記位置検出手段により検出された前記位置関係に基づいて、前記表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かを判定する反転判定手段と、
前記反転判定手段による判定結果に従って、前記表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させる映像反転手段と、
を有することを特徴とする請求項８に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記位置検出手段は、前記位置関係として、前記表示部全体の中心位置を基準にしたユーザの眼の座標位置情報を検出し、
前記反転判定手段は、前記位置検出手段で検出された座標位置情報を用いて、前記表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かを判定することを特徴とする請求項９に記載の情報処理装置。
【請求項１１】
前記位置検出手段は、前記位置関係として、前記表示部全体の中心位置を通る設置面との水平線とユーザの眼とがなす角度を表す角度情報を検出し、
前記移動量算出手段は、前記位置検出手段で検出された角度情報を用いて、前記表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かを判定することを特徴とする請求項９に記載の情報処理装置。
【請求項１２】
前記位置検出手段は、前記位置関係として、前記表示部全体の中心位置を基準にしたユーザの眼の座標位置情報を検出し、
前記反転判定手段は、前記位置検出情報で検出された位置情報、前記表示部と前記フィルタ部の間の距離情報及び前記表示部のドット間の距離情報を用いて、前記表示部において左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させる領域と反転させない領域を判定することを特徴とする請求項９に記載の情報処理装置。
【請求項１３】
対象物を撮影しその画像データを取得する画像取得手段を有し、
前記位置検出手段は、前記画像取得手段により取得されたユーザの眼の画像データを用いて、前記ユーザの眼と前記表示部及び前記フィルタ部との相対的な位置関係を検出する
ことを特徴とする請求項８から１２に記載の情報処理装置。
【請求項１４】
対象物に向けて光を発射し反射した光の受光量を検出する光検出手段を有し、
前記位置検出手段は、前記光検出手段による検出結果を用いて、ユーザの眼と前記表示部及び前記フィルタ部との相対的な位置関係を検出する
ことを特徴とする請求項８から１２に記載の情報処理装置。
【請求項１】
立体映像として左眼用と右眼用の映像を出力する表示部及び前記表示部で出力された左眼用と右眼用の映像をそれぞれユーザの左眼と右眼で知覚させるためのフィルタ部を備えるディスプレイ装置であって、
ユーザの眼と前記表示部及び前記フィルタ部との相対的な位置関係を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された前記位置関係に基づいて、前記表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を調整する表示調整手段と、
を有することを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項２】
前記表示調整手段は、
前記位置検出手段により検出された前記位置関係に基づいて、前記表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かを判定する反転判定手段と、
前記反転判定手段による判定結果に従って、前記表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させる映像反転手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ装置。
【請求項３】
前記位置検出手段は、前記位置関係として、前記表示部全体の中心位置を基準にしたユーザの眼の座標位置情報を検出し、
前記反転判定手段は、前記位置検出手段で検出された座標位置情報を用いて、前記表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ装置。
【請求項４】
前記位置検出手段は、前記位置関係として、前記表示部全体の中心位置を通る設置面との水平線とユーザの眼とがなす角度を表す角度情報を検出し、
前記移動量算出手段は、前記位置検出手段で検出された角度情報を用いて、前記表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かを判定することを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ装置。
【請求項５】
前記位置検出手段は、前記位置関係として、前記表示部全体の中心位置を基準にしたユーザの眼の座標位置情報を検出し、
前記反転判定手段は、前記位置検出情報で検出された位置情報、前記表示部と前記フィルタ部の間の距離情報及び前記表示部のドット間の距離情報を用いて、前記表示部において左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させる領域と反転させない領域を判定することを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ装置。
【請求項６】
対象物を撮影しその画像データを取得する画像取得手段を有し、
前記位置検出手段は、前記画像取得手段により取得されたユーザの眼の画像データを用いて、前記ユーザの眼と前記表示部及び前記フィルタ部との相対的な位置関係を検出する
ことを特徴とする請求項１から５に記載のディスプレイ装置。
【請求項７】
対象物に向けて光を発射し反射した光の受光量を検出する光検出手段を有し、
前記位置検出手段は、前記光検出手段による検出結果を用いて、ユーザの眼と前記表示部及び前記フィルタ部との相対的な位置関係を検出する
ことを特徴とする請求項１から５に記載のディスプレイ装置。
【請求項８】
立体映像として左眼用と右眼用の映像を出力する表示部及び前記表示部で出力された左眼用と右眼用の映像をそれぞれユーザの左眼と右眼で知覚させるためのフィルタ部を備えるディスプレイ装置を搭載した情報処理装置であって、
ユーザの眼と前記表示部及び前記フィルタ部との相対的な位置関係を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された前記位置関係に基づいて、前記表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を調整する表示調整手段と、
を有することを特徴とする情報処理装置。
【請求項９】
前記表示調整手段は、
前記位置検出手段により検出された前記位置関係に基づいて、前記表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かを判定する反転判定手段と、
前記反転判定手段による判定結果に従って、前記表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させる映像反転手段と、
を有することを特徴とする請求項８に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記位置検出手段は、前記位置関係として、前記表示部全体の中心位置を基準にしたユーザの眼の座標位置情報を検出し、
前記反転判定手段は、前記位置検出手段で検出された座標位置情報を用いて、前記表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かを判定することを特徴とする請求項９に記載の情報処理装置。
【請求項１１】
前記位置検出手段は、前記位置関係として、前記表示部全体の中心位置を通る設置面との水平線とユーザの眼とがなす角度を表す角度情報を検出し、
前記移動量算出手段は、前記位置検出手段で検出された角度情報を用いて、前記表示部による左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させるか否かを判定することを特徴とする請求項９に記載の情報処理装置。
【請求項１２】
前記位置検出手段は、前記位置関係として、前記表示部全体の中心位置を基準にしたユーザの眼の座標位置情報を検出し、
前記反転判定手段は、前記位置検出情報で検出された位置情報、前記表示部と前記フィルタ部の間の距離情報及び前記表示部のドット間の距離情報を用いて、前記表示部において左眼用と右眼用の映像の出力位置を反転させる領域と反転させない領域を判定することを特徴とする請求項９に記載の情報処理装置。
【請求項１３】
対象物を撮影しその画像データを取得する画像取得手段を有し、
前記位置検出手段は、前記画像取得手段により取得されたユーザの眼の画像データを用いて、前記ユーザの眼と前記表示部及び前記フィルタ部との相対的な位置関係を検出する
ことを特徴とする請求項８から１２に記載の情報処理装置。
【請求項１４】
対象物に向けて光を発射し反射した光の受光量を検出する光検出手段を有し、
前記位置検出手段は、前記光検出手段による検出結果を用いて、ユーザの眼と前記表示部及び前記フィルタ部との相対的な位置関係を検出する
ことを特徴とする請求項８から１２に記載の情報処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１４２８４６（Ｐ２０１２−１４２８４６Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６０７（Ｐ２０１１−６０７）
【出願日】平成２３年１月５日（２０１１．１．５）
【出願人】（３１１０１２１６９）ＮＥＣパーソナルコンピュータ株式会社 (116)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月５日（２０１１．１．５）
【出願人】（３１１０１２１６９）ＮＥＣパーソナルコンピュータ株式会社 (116)
【Ｆターム（参考）】
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