表示装置および表示方法
【課題】観察者の眼の疲労を低減する。
【解決手段】画像を表示して観察者に立体像を観察させる表示部と、観察者の眼の網膜からの光を検出して、観察者の眼のピント位置を検出する検出部と、表示部により表示する画像のそれぞれの領域を、立体像における当該領域に対応する部分とピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせるボケ制御部と、を備え、ボケ制御部は、表示部に対して与えられる画像データに対してぼかし処理を行い、ズレ量が大きいほど大きなボケを生じさせる表示装置を提供する。
【解決手段】画像を表示して観察者に立体像を観察させる表示部と、観察者の眼の網膜からの光を検出して、観察者の眼のピント位置を検出する検出部と、表示部により表示する画像のそれぞれの領域を、立体像における当該領域に対応する部分とピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせるボケ制御部と、を備え、ボケ制御部は、表示部に対して与えられる画像データに対してぼかし処理を行い、ズレ量が大きいほど大きなボケを生じさせる表示装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置および表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、観察者の注視点を検出し、注視点に表示された物体の距離を取得し、取得した距離に応じて光学系の焦点距離を制御する立体表示システムが記載されている。この立体表示システムでは、眼の焦点の距離と、観察者が注視している表示物体の距離とを一致させ、立体視に伴う観察者の疲労感を軽減することができる。
特許文献１ 特公平６−８５５９０号明細書
特許文献２ 特開２００７−４４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、表示画面内には、注視点に表示された物体とは異なる距離の物体も表示されている。従って、このような立体表示システムは、注視点に表示された物体と異なる距離の物体については、異なる焦点距離で観察しなければならないので、観察者に疲労感を与えてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、画像を表示して観察者に立体像を観察させる表示部と、前記観察者の眼のピント位置を検出する検出部と、前記表示部により表示する画像のそれぞれの領域を、前記立体像における当該領域に対応する部分と前記ピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせるボケ制御部と、を備える表示装置、および、表示方法を提供する。
【０００５】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本実施形態に係る表示装置１０の構成を示す。
【図２】本実施形態の表示装置１０において、観察者の眼のピント位置Ｈが表示部１２により生成された立体像１００上の点Ｐより手前側である場合の視線の一例を示す。
【図３】本実施形態の表示装置１０において、観察者の眼のピント位置Ｈが表示部１２により生成された立体像１００上の点Ｐより手前側であり、且つ、表示部１２上である場合の視線の一例を示す。
【図４】本実施形態の表示装置１０において、観察者の眼のピント位置Ｈが表示部１２により生成された立体像１００上の点Ｐに一致する場合の視線の一例を示す。
【図５】本実施形態の表示装置１０において、観察者の眼のピント位置Ｈが表示部１２により生成された立体像１００の点Ｐの奥側である場合の視線の一例を示す。
【図６】図２の状態において、表示部１２により表示される点Ｐに対応する部分の画像の一例を示す。
【図７】図３の状態において、表示部１２により表示される点Ｐに対応する部分の画像の一例を示す。
【図８】図４の状態において、表示部１２により表示される点Ｐに対応する部分の画像の一例を示す。
【図９】図５の状態において、表示部１２により表示される点Ｐに対応する部分の画像の一例を示す。
【図１０】本実施形態に係る検出部１６の第１例の構成、並びに、第１例に係る検出部１６から眼３０の網膜３４へ向かう調整光の光路の一例を示す。
【図１１】本実施形態に係る検出部１６の第１例の構成、並びに、眼３０から第１例に係る検出部１６へ向かう、眼３０の網膜３４により反射された調整光の光路の一例を示す。
【図１２】第１例に係る調整光学系４０の移動位置Ｘに対する、観察者の眼３０の網膜３４から反射された調整光の予め定められた位置でのスポットＳｐの直径ｄの関係を示す。
【図１３】本実施形態に係る検出部１６の第２例の構成、並びに、第２例に係る検出部１６から眼３０の網膜３４へ向かう調整光の光路の一例を示す。
【図１４】本実施形態に係る検出部１６の第２例の構成、並びに、眼３０から第２例に係る検出部１６へ向かう、眼３０の網膜３４により反射された調整光の光路の一例を示す。
【図１５】本実施形態の第２例に係る検出部１６における、（ａ）観察者の眼３０の網膜３４との光学的共役位置がスポット検出部５２の受光面の前側にある場合、および、（ｂ）後側にある場合の、調整光学系４０により検出される第１の調整光のスポットＳｐ１の径ｄ１および第２の調整光のスポットＳｐ２の径ｄ２の一例を示す。
【図１６】本実施形態の第２例に係る調整光学系４０の移動位置Ｘに対する、観察者の眼３０の網膜３４から反射された第１の調整光のスポットＳｐ１の径ｄ１および第２の調整光のスポットＳｐ２の径ｄ２、および、径ｄ１と径ｄ２との差（ｄ２−ｄ１）の関係を示す。
【図１７】本実施形態の第１変形例に係る表示装置１０の構成を示す。
【図１８】本実施形態の第２変形例に係る表示装置１０の構成を示す。
【図１９】本実施形態の第２変形例に係る表示装置１０において、観察者が立体像１００の点Ｐを注視している場合の、観察者の眼３０のピント位置Ｈの一例を示す。
【図２０】本実施形態の第２変形例に係る検出部１６の第１例の構成、並びに、第１例に係る検出部１６から眼３０の網膜３４へ向かう調整光の光路の一例を示す。
【図２１】本実施形態の第２変形例に係る検出部１６の第１例の構成、並びに、眼３０から第１例に係る検出部１６へ向かう、眼３０の網膜３４により反射された調整光の光路の一例を示す。
【図２２】本実施形態の第２変形例に係る検出部１６の第２例の構成、並びに、第２例に係る検出部１６から眼３０の網膜３４へ向かう調整光の光路の一例を示す。
【図２３】本実施形態の第２変形例に係る検出部１６の第２例の構成、並びに、眼３０から第２例に係る検出部１６へ向かう、眼３０の網膜３４により反射された調整光の光路の一例を示す。
【図２４】本実施形態の第３変形例に係る表示装置１０の構成を示す。
【図２５】第３変形例に係る検出部１６の構成の一例、及び、観察者の眼のピント位置Ｈが立体像１００上の点Ｐより手前側である場合の視線の一例を示す。
【図２６】第３変形例に係る検出部１６の構成の一例、及び、観察者の眼のピント位置Ｈが立体像１００上の点Ｐより手前側であり、図２５のピント位置よりも奥側である場合の視線の一例を示す。
【図２７】第３変形例に係る検出部１６の構成の一例、及び、観察者の眼のピント位置Ｈが立体像１００上の点Ｐに一致する場合の視線の一例を示す。
【図２８】第３変形例に係る検出部１６の構成の一例、及び、観察者の眼のピント位置Ｈが表示部１２により生成された立体像１００の点Ｐの奥側である場合の視線の一例を示す。
【図２９】本実施形態の第３変形例に係る表示装置１０において、立体像の点Ｐに対応する画像の、表示面２２上における表示位置を示す。
【図３０】本実施形態の第４変形例に係る表示装置１０の構成を示す。
【図３１】本実施形態の第４変形例に係る表示装置１０により生成された立体像１００を観察する場合の観察者の眼のピント位置および輻輳の一例を示す。
【図３２】本実施形態の第４変形例において、右眼用の撮像部９８−Ｒおよび左眼用の撮像部９８−Ｌの撮像方向および焦点位置の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００８】
図１は、本実施形態に係る表示装置１０の構成を示す。本実施形態に係る表示装置１０は、観察者の右眼に右眼用画像を与え、観察者の左眼に左眼用画像を与えて、観察者に立体的に認識される画像を提供する。
【０００９】
表示装置１０は、表示部１２と、出力部１４と、検出部１６と、ボケ制御部１８とを備える。表示部１２は、右眼用画像および左眼用画像を表示して観察者に立体像を観察させる。
【００１０】
表示部１２は、一例として、表示面２２と、レンチキュラーレンズアレイ２４とを有する。表示面２２は、右眼用画像を表示する右眼用領域と左眼用画像を表示する左眼用領域とが交互に配列される。
【００１１】
レンチキュラーレンズアレイ２４は、表示面２２の右眼用領域から出力された光を観察者の右眼方向に屈折させて観察者に右眼のみに照射する。また、レンチキュラーレンズアレイ２４は、左眼用領域から出力された光を観察者の左眼方向に屈折させて観察者に左眼のみに照射する。このような表示部１２は、専用メガネを装着しない裸眼の観察者に対して立体像を提供することができる。なお、表示部１２は、レンチキュラーレンズアレイ２４に代えて、パララックスバリアを有してもよい。また、表示部１２は、裸眼に限らず、専用メガネを装着した観察者に立体像を表示する装置であってもよい。
【００１２】
出力部１４は、右眼用画像および左眼用画像を出力する。表示部１２は、一例として、記録媒体から読み出した信号または外部から受信した信号から右眼用画像および左眼用画像を再生して出力する。
【００１３】
検出部１６は、観察者の眼のピント位置を検出する。検出部１６は、一例として、右眼用の検出部１６−Ｒと、左眼用の検出部１６−Ｌとを有する。右眼用の検出部１６−Ｒは、観察者の右眼のピント位置を検出する。左眼用の検出部１６−Ｌは、観察者の左眼のピント位置を検出する。
【００１４】
検出部１６は、一例として、赤外光等の不可視波長領域の調整光を観察者の眼の網膜に与えて、観察者の眼の網膜から反射された調整光を検出する。そして、検出部１６は、検出した調整光に基づき、観察者の眼のピント位置を検出する。検出部１６は、一例として、表示部１２の上部または側部等から調整光を観察者の眼に与える。
【００１５】
なお、検出部１６は、観察者の右眼および左眼の一方のみのピント位置を検出して、一方のみのピント位置を両眼共通のピント位置として出力してもよい。また、表示装置１０は、観察者の右眼のピント位置および左眼のピント位置をそれぞれ検出し、平均のピント位置を両眼共通のピント位置として出力してもよい。
【００１６】
ボケ制御部１８は、表示部１２により表示する画像のそれぞれの領域を、立体像における当該領域に対応する部分とピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる。この場合において、ボケ制御部１８は、一例として、ズレ量が０の場合には当該領域の画像にボケを生じさせない、即ち、当該領域にフォーカスの合った画像を表示する。そして、ボケ制御部１８は、一例として、ズレ量が０でない場合には、ズレ量が大きいほど大きなボケを生じさせる。
【００１７】
ボケ制御部１８は、一例として、表示面２２により表示する画像のそれぞれの領域について、右眼用画像と左眼用画像との視差量を算出し、算出した視差量に基づき当該領域に対応する立体像の距離を算出する。そして、ボケ制御部１８は、表示面２２により表示する画像のそれぞれの領域について、検出部１６により検出されたピント位置と当該領域の距離との差から、ズレ量を算出する。また、ボケ制御部１８は、視差量を算出することに代えて、表示面２２により表示する画像のそれぞれの領域についての距離情報を右眼用画像および左眼用画像とともに出力部１４から受け取ってもよい。この場合、距離情報は、例えば右眼用画像および左眼用画像の生成時または撮像時に予め生成されている。
【００１８】
更に、ボケ制御部１８は、一例として、表示面２２により表示する画像のそれぞれの領域について、算出したズレ量に基づきソフトウェアによる演算によりぼかし処理を実行する。ボケ制御部１８は、一例として、ズレ量が大きいほどボケ量を大きくするぼかし処理を実行する。
【００１９】
また、特許文献２には、複数のマイクロレンズを介して画素毎に射出瞳の異なる領域の複数の画像を１回で撮影し、複数の画像の重なり位置等を変更して合成する方法が記載されている。この方法によれば、外部から指定した位置の物体にピントが合い、指定した位置以外の物体が指定した位置からの距離に応じてぼけた画像を表示することができる。ボケ制御部１８は、右眼用画像および左眼用画像として、特許文献２に記載された方法で撮像された画像を取得して、検出部１６により検出された眼のピント位置にピントの合った画像を出力する。これにより、ボケ制御部１８は、表示部１２により表示する画像のそれぞれの領域を、立体像における当該領域に対応する部分とピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせることができる。
【００２０】
以上のように本実施形態に係る表示装置１０は、観察者の眼のピント位置とは異なる距離の部分に対して、ピント位置からのズレ量に応じてボケを生じさせた立体像を表示することができる。これにより、表示装置１０によれば、例えば観察者の注視点とは異なる位置の像をぼけさせて観察者に自然に近い立体像を提供し、観察者の眼の疲労を低減することができる。
【００２１】
図２は、本実施形態の表示装置１０において、観察者の眼のピント位置Ｈが表示部１２により生成された立体像１００上の点Ｐより手前側である場合の視線の一例を示す。図３は、本実施形態の表示装置１０において、観察者の眼のピント位置Ｈが表示部１２により生成された立体像１００上の点Ｐより手前側であり、且つ、表示部１２上である場合の視線の一例を示す。図４は、本実施形態の表示装置１０において、観察者の眼のピント位置Ｈが表示部１２により生成された立体像１００上の点Ｐに一致する場合の視線の一例を示す。図５は、本実施形態の表示装置１０において、観察者の眼のピント位置Ｈが表示部１２により生成された立体像１００の点Ｐの奥側である場合の視線の一例を示す。
【００２２】
観察者の眼のピント位置Ｈは、水晶体の厚みの変化等に応じて前後に移動する。観察者の眼のピント位置Ｈは、例えば、図２に示されるように表示部１２よりも観察者側（手前側）から、図５に示されるように表示部１２よりも奥側（例えば無限遠）まで移動する。
【００２３】
立体像１００上の任意の点Ｐと観察者の眼のピント位置Ｈとの間の距離（ズレ量Ｄ）は、観察者の眼のピント位置Ｈの移動に伴い変化する。ズレ量Ｄは、図４のようにピント位置Ｈと点Ｐの位置とが一致する場合に０となる。そして、ズレ量Ｄは、ピント位置Ｈが点Ｐから離れるほど大きくなる。
【００２４】
図６は、図２の状態において、表示部１２により表示される点Ｐに対応する部分の画像の一例を示す。図７は、図３の状態において、表示部１２により表示される点Ｐに対応する部分の画像の一例を示す。図８は、図４の状態において、表示部１２により表示される点Ｐに対応する部分の画像の一例を示す。図９は、図５の状態において、表示部１２により表示される点Ｐに対応する部分の画像の一例を示す。
【００２５】
表示装置１０は、例えば図４のようにズレ量Ｄが０の場合、点Ｐに対応する画像を図８に示されるようなフォーカスの合った状態、即ち、ぼけの無い状態で表示させる。これに対して、表示装置１０は、例えば図２、図３および図５のようにズレ量が０ではない場合、点Ｐに対応する画像を、図６、図７および図９に示されるようにフォーカスのずれた状態、即ちぼかした状態で表示する。
【００２６】
ここで、表示装置１０は、ズレ量Ｄが大きいほど点Ｐに対応する画像のボケ量を大きくして表示する。例えば、図２のズレ量Ｄは、図３のズレ量Ｄより大きい。従って、表示装置１０は、図６および図７に示されるように、図２のずれ量Ｄに対応するボケ量を、図３のずれ量Ｄに対応するボケ量より大きくする。
【００２７】
また、表示装置１０は、ピント位置Ｈと点Ｐとのズレの方向に関わらず、点Ｐに対応する画像をぼかす。例えば、図３のズレ量Ｄと図５のズレ量Ｄとは、方向は異なるが大きさはほぼ等しい。従って、表示装置１０は、図７および図９に示されるように、図３のズレ量Ｄに対するボケ量と、図５のズレ量Ｄに対応するボケ量とを略同一とする。
【００２８】
立体像１００を観察する初期状態では、図３のように、右眼および左眼のピント位置Ｈは表示部１２の表示面にほぼ一致している。しかし、図３の状態では、点Ｐに対応する画像は図７に示すようにボケて見えるので、眼はボケ量を小さくするようにピント調整を行う。
【００２９】
もし、ピント位置Ｈが手前側（図中右側）へ変化すると、点Ｐに対応する画像は図６の状態になり更にボケ量は増大する。逆に、ピント位置Ｈが奥側（図中左側）へ変化すると、点Ｐに対応する画像は図８の状態になりボケ量は減少する。しかし、図８の状態を超えて、ピント位置Ｈが点Ｐよりも奥側（図中左側）に変化すると、点Ｐに対応する画像は図９に示す状態となり再びボケ量は増大する。従って、眼は、点Ｐに対応する画像のボケが最小になる図８の状態で、ピント調節を行うことを停止する。
【００３０】
このように表示装置１０は、常に、点Ｐにおいて、右眼および左眼の視線の交差点（輻輳の位置）とピント位置Ｈとを一致させ、且つ、点Ｐから奥行き方向の位置が異なる部位については、そのずれ量に応じてボケが生じた像を見せることができる。また、以上の動作は単眼でも成立する。従って、表示装置１０は、左右の視差画像の中に共通の画像が存在しない場合は、左右それぞれの眼に対する立体像の注視位置とピント位置Ｈを合致させ、ピント位置Ｈから奥行き方向の位置が異なる立体像の部位については、そのずれ量に応じたボケを生じさせた像を見せることができる。
【００３１】
このように表示装置１０は、右眼および左眼の視線の交差点（輻輳の位置）とピント位置が一致し、且つ、ピント位置からのズレ量に応じてボケを生じさせることにより、観察者に自然に近い立体像を提供して、眼の疲労を低減することができる。
【００３２】
図１０は、本実施形態に係る検出部１６の第１例の構成、並びに、第１例に係る検出部１６から眼３０の網膜３４へ向かう調整光の光路の一例を示す。図１１は、本実施形態に係る検出部１６の第１例の構成、並びに、眼３０から第１例に係る検出部１６へ向かう、眼３０の網膜３４により反射された調整光の光路の一例を示す。
【００３３】
本例に係る検出部１６は、調整光学系４０と、調整用レンズ４２と、移動制御部４４と、算出部４６とを有する。調整光学系４０は、点光源から出力された不可視波長領域の調整光（例えば赤外光）を観察者の眼３０の網膜３４に照射する。これとともに、調整光学系４０は、観察者の眼３０の網膜３４から反射された調整光のスポット径を予め定められた位置で検出する。調整光学系４０は、一例として、観察者の眼３０の網膜３４から反射された調整光のスポットＳｐの径を、観察者の眼３０の網膜３４に対して調整光を出力する点光源の位置と光学的に同一位置において検出する。
【００３４】
調整光学系４０は、一例として、調整光出力部５０と、スポット検出部５２と、ハーフミラー５４とを含む。調整光出力部５０は、観察者の眼３０の網膜３４に与える調整光を点光源から出力する。スポット検出部５２は、観察者の眼３０の網膜３４から反射された調整光のスポット径を検出する。スポット検出部５２は、一例として、イメージセンサと、イメージセンサにより取り込まれた画像から画像処理によりスポット径を算出するスポット径算出部とを含む。
【００３５】
ハーフミラー５４は、調整光出力部５０により出力された調整光を観察者の眼３０の網膜３４に与えるとともに、観察者の眼３０の網膜３４から反射された調整光をスポット検出部５２に与える。ハーフミラー５４は、一例として、調整光出力部５０により出力された調整光を眼３０の網膜３４へ向かう方向に反射（または透過）し、眼３０の網膜３４の方向から受光した光をスポット検出部５２の方向に透過（または反射）する。
【００３６】
このような調整光学系４０において、スポット検出部５２の受光位置は、ハーフミラー５４からの距離が、調整光出力部５０における調整光を出力する点光源の位置と同一となるように配置されている。これにより、調整光学系４０は、観察者の眼３０の網膜３４から反射された調整光のスポット径を、観察者の眼３０の網膜３４に対して調整光を出力する点光源の位置と光学的に同一位置において検出することができる。
【００３７】
調整用レンズ４２は、調整光学系４０と観察者の眼３０との間の光路中に設けられる。調整用レンズ４２は、調整光学系４０から眼３０へと照射される調整光を集光する。調整用レンズ４２は、一例として、眼３０の網膜３４の近傍に焦点が位置するように調整光を供給する。
【００３８】
移動制御部４４は、調整光学系４０により検出されるスポット径を予め定められた大きさとするように、調整光学系４０の位置を調整光の光路に沿って前後に移動させる。移動制御部４４は、一例として、網膜３４から反射された調整光のスポット径を、観察者の眼３０の網膜３４に対する調整光を出力する点光源の位置と光学的に同一位置において検出する場合、検出されるスポット径を最小とするように調整光学系４０の位置を移動させる。
【００３９】
算出部４６は、スポット径を予め定められた大きさとした状態での調整光学系４０の位置に基づき、観察者の眼３０のピント位置を算出する。算出部４６は、一例として、観察者の眼３０の網膜３４に対する調整光を出力する点光源の位置と光学的に同一位置においてスポット径を検出する場合、検出したスポット径を最小とした状態での調整光学系４０の位置に基づき、観察者の眼３０のピント位置を算出する。
【００４０】
図１２は、第１例に係る調整光学系４０の移動位置Ｘに対する、観察者の眼３０の網膜３４から反射された調整光の予め定められた位置でのスポットＳｐの直径ｄの関係を示す。観察者の眼３０の網膜３４に対する調整光を出力する点光源の位置と光学的に同一位置において、観察者の眼３０の網膜３４から反射された調整光のスポットＳｐの径ｄを検出したとする。
【００４１】
この場合、調整光出力部５０における調整光を出力する点光源の位置と観察者の眼３０の網膜３４の位置とが、水晶体３２および調整用レンズ４２を挟んで光学的に共役な関係となると、スポットＳｐの径ｄが最小となる。これに対して、調整光出力部５０における調整光を出力する点光源の位置と観察者の眼３０の網膜３４の位置とが光学的に共役な関係から離れるほど、スポットＳｐの径ｄは大きくなる。従って、移動制御部４４は、スポットＳｐの径ｄを最小とするように調整光学系４０の位置を制御することにより、調整光出力部５０における調整光を出力する点光源の位置と観察者の眼３０の網膜３４の位置とを、水晶体３２および調整用レンズ４２を挟んで光学的に共役な関係とすることができる。
【００４２】
ここで、調整用レンズ４２の焦点距離は、製造時において予め定まっている。従って、算出部４６は、調整光出力部５０における調整光を出力する点光源の位置と観察者の眼３０の網膜３４の位置とが光学的共役関係となっている状態における調整光学系４０の移動位置に基づき、眼３０の水晶体３２の厚み、即ち眼３０のピント位置を算出することができる。
【００４３】
算出部４６は、一例として、調整光学系４０の移動位置のそれぞれに対応する眼３０のピント位置を表わすテーブルを予め登録しておき、検出した調整光学系４０の移動位置に基づき眼３０のピント位置を検出する。また、算出部４６は、一例として、調整光学系４０の移動位置に対する眼３０のピント位置を表わす演算式を予め登録しておき、この演算式に基づき眼３０のピント位置を検出する。このようにして本例に係る検出部１６は、観察者の眼３０のピント位置を検出することができる。
【００４４】
図１３は、本実施形態に係る検出部１６の第２例の構成、並びに、第２例に係る検出部１６から眼３０の網膜３４へ向かう調整光の光路の一例を示す。図１４は、本実施形態に係る検出部１６の第２例の構成、並びに、眼３０から第２例に係る検出部１６へ向かう、眼３０の網膜３４により反射された調整光の光路の一例を示す。なお、図１３および図１４に示す第２例に係る検出部１６は、図１０から図１２において示した第１例に係る検出部１６と略同一の機能および構成を有するので、以下、同一の構成要素には同一の符号を付け、相違点を除き詳細な説明を省略する。
【００４５】
本例に係る調整光出力部５０は、観察者の眼３０の網膜３４に与える第１の調整光を点光源から出力するとともに、観察者の眼３０の網膜３４までの光学的距離が第１の調整光とは異なる点光源から第２の調整光を出力する。調整光出力部５０は、一例として、第１点光源６０と、第２点光源６２と、平行平板ガラス６４とを含む。
【００４６】
第１点光源６０は、観察者の眼３０の網膜３４に与える第１の調整光を出力する。第２点光源６２は、観察者の眼３０の網膜３４に与える第２の調整光を出力する。第１点光源６０および第２点光源６２は、ハーフミラー５４の光軸に対して平行に光を出力する。また、第１点光源６０および第２点光源６２は、一例として、ハーフミラー５４からの物理的な距離が同一の位置に配置される。
【００４７】
平行平板ガラス６４は、入射面に９０度未満の角度で第２の調整光が入射されるように、第２点光源６２とハーフミラー５４との間に配置される。平行平板ガラス６４は、第２の調整光を平行な２つの面により２回屈折して出力する。従って、平行平板ガラス６４は、観察者の眼３０の網膜３４から第１点光源６０までの光学的距離と、観察者の眼３０の網膜３４から第２点光源６２までの光学的距離を異なる距離にすることができる。
【００４８】
スポット検出部５２は、観察者の眼３０の網膜３４からの光学的距離が、観察者の眼３０の網膜３４から第１点光源６０までの光学的距離と観察者の眼３０の網膜３４から第２点光源６２までの光学的距離との中間位置に配置される。そして、スポット検出部５２は、観察者の眼３０の網膜３４から反射された第１の調整光のスポット径および第２の調整光のスポット径を検出する。
【００４９】
移動制御部４４は、第１の調整光のスポット径と第２の調整光のスポット径との差を予め定められた値とするように、調整光学系４０の位置を調整光の光路に沿って前後に移動させる。そして、算出部４６は、第１の調整光のスポット径と第２の調整光のスポット径との差を予め定められた値とした状態での、調整光学系４０の位置に基づき、観察者の眼３０のピント位置を算出する。
【００５０】
例えば、スポット検出部５２の受光面の観察者の眼３０の網膜３４からの光学的距離が、観察者の眼３０の網膜３４から第１点光源６０までの光学的距離と観察者の眼３０の網膜３４から第２点光源６２までの光学的距離との中間位置に配置されているとする。この場合、移動制御部４４は、第１の調整光のスポット径と第２の調整光のスポット径との差を０とするように、調整光学系４０の位置を調整光の光路に沿って前後に移動させる。そして、算出部４６は、第１の調整光のスポット径と第２の調整光のスポット径との差を０とした状態での調整光学系４０の位置に基づき、観察者の眼３０のピント位置を算出する。
【００５１】
図１５は、本実施形態の第２例に係る検出部１６における、（ａ）観察者の眼３０の網膜３４との光学的共役位置がスポット検出部５２の受光面の前側にある場合、および、（ｂ）後側にある場合の、調整光学系４０により検出される第１の調整光のスポットＳｐ１の径ｄ１および第２の調整光のスポットＳｐ２の径ｄ２の一例を示す。図１６は、本実施形態の第２例に係る調整光学系４０の移動位置Ｘに対する、観察者の眼３０の網膜３４から反射された第１の調整光のスポットＳｐ１の径ｄ１および第２の調整光のスポットＳｐ２の径ｄ２、および、径ｄ１と径ｄ２との差（ｄ２−ｄ１）の関係を示す。
【００５２】
観察者の眼３０の網膜３４から反射された第１の調整光と第２の調整光とを比較すると、第２の調整光の方が第１の調整光よりも、観察者の眼３０の網膜３４から遠い位置に集光される。従って、第１の調整光のスポット径ｄ１が最小となるような調整光学系４０の移動位置と、第２の調整光のスポット径ｄ２が最小となるような調整光学系４０の移動位置との中間に、調整光学系４０を制御することにより、スポット検出部５２の受光面の位置と観察者の眼３０の網膜３４の位置とを、水晶体３２および調整用レンズ４２を挟んで光学的に共役な関係とすることができる。
【００５３】
従って、算出部４６は、第１の調整光のスポット径ｄ１と第２の調整光のスポット径ｄ２との差を予め定められた値（例えば０）とした状態における調整光学系４０の移動位置に基づき、眼３０の水晶体３２の厚み、即ち眼３０のピント位置を算出することができる。これにより、本例に係る検出部１６は、観察者の眼３０のピント位置を検出することができる。
【００５４】
特に、本例に係る検出部１６は、第１の調整光のスポット径ｄ１と第２の調整光のスポット径ｄ２との差の値の正負が、調整光学系４０の移動位置の目標位置を挟んで反転する。従って、本例に係る検出部１６は、調整光学系４０の移動位置をサーボ制御により制御することができる。
【００５５】
図１７は、本実施形態の第１変形例に係る表示装置１０の構成を示す。第１変形例に係る表示装置１０は、図１に示した本実施形態に係る表示装置１０と略同一の機能および構成を有するので、以下、同一の構成要素には同一の符号を付け、相違点を除き詳細な説明を省略する。
【００５６】
本変形例に係る表示装置１０は、複数の観察者のそれぞれに異なる立体像を提供する。表示装置１０は、一例として、異なる視点から観賞する複数の観察者のそれぞれに、その視点に対応した立体像を提供する。本変形例に係る出力部１４は、複数の観察者（視点）のそれぞれに対応した右眼用画像および左眼用画像を出力する。表示部１２は、複数の視点の観察者のそれぞれの右眼および左眼に対して、その視点に対応した右眼用画像および左眼用画像を与える。
【００５７】
さらに、本変形例に係る表示装置１０は、複数の観察者のそれぞれに対応した複数の検出部１６を備える。複数の検出部１６のそれぞれは、対応する観察者の眼のピント位置を検出する。
【００５８】
ボケ制御部１８は、複数の観察者のそれぞれに対して表示する画像のそれぞれの領域を、立体像における当該領域に対応する部分と、対応する観察者の眼のピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる。このような表示装置１０によれば、複数の観察者毎に、右眼および左眼の視線の交差点（輻輳の位置）とピント位置が一致し、且つ、眼のピント位置とは異なる距離の部分に対して、ピント位置からのズレ量に応じたボケを生じさせた立体像を表示することができる。従って、表示装置１０によれば、複数の観察者のそれぞれに自然に近い立体像を提供し、眼の疲労を低減することができる。
【００５９】
図１８は、本実施形態の第２変形例に係る表示装置１０の構成を示す。第２変形例に係る表示装置１０は、図１に示した本実施形態に係る表示装置１０と略同一の機能および構成を有するので、以下、同一の構成要素には同一の符号を付け、相違点を除き詳細な説明を省略する。
【００６０】
本変形例に係る表示装置１０は、観察者の右眼および左眼に別個の画像を与えて、観察者に立体的に認識される画像を提供する。本変形例に係る表示装置１０は、出力部１４と、右眼用の表示面２２−Ｒと、左眼用の表示面２２−Ｌと、右眼用の光学系７０−Ｒと、左眼用の光学系７０−Ｌと、右眼用の検出部１６−Ｒと、左眼用の検出部１６−Ｌと、制御部７２と、右眼用のボケ制御部１８−Ｒと、左眼用のボケ制御部１８−Ｌとを備える。
【００６１】
右眼用の表示面２２−Ｒは、観察者の右眼に表示するべき右眼用画像を表示する。左眼用の表示面２２−Ｌは、観察者の左眼に表示するべき左眼用画像を表示する。右眼用の表示面２２−Ｒおよび左眼用の表示面２２−Ｌは、例えば別個の表示パネルである。なお、右眼用の表示面２２−Ｒおよび左眼用の表示面２２−Ｌは、右眼用または左眼用である点において相違するが、他の点においては互いに同一の機能および構成を有するので、両者を区別せずに説明する場合には、単に表示面２２と称する。
【００６２】
右眼用の光学系７０−Ｒは、右眼用の表示面２２−Ｒの虚像を生成して観察者の右眼に与える。左眼用の光学系７０−Ｌは、左眼用の表示面２２−Ｌの虚像を生成して観察者の左眼に与える。なお、右眼用の光学系７０−Ｒおよび左眼用の光学系７０−Ｌは、右眼用または左眼用である点において相違するが、他の点においては互いに同一の機能および構成を有するので、両者を区別せずに説明する場合には、単に光学系７０と称する。
【００６３】
光学系７０は、表示面２２の虚像を生成する虚像生成光学系を有する。本例においては、光学系７０は、虚像生成光学系として、レンズ７４を有する。なお、虚像生成光学系は、反射光学系であってもよい。
【００６４】
さらに、表示面２２および光学系７０の一方または両方は、互いの光軸方向の相対的な位置を変更することができる。例えば、表示面２２および光学系７０のレンズ７４の一方または両方は、光軸方向の位置を移動することができる。
【００６５】
右眼用の検出部１６―Ｒは、観察者の右眼の網膜との光学的共役位置を検出する。この場合、右眼用の検出部１６―Ｒは、レンズ７４と右眼用の表示面２２−Ｒとの位置関係を検出することができれば、観察者の右眼の網膜との光学的共役位置と右眼用の表示面２２−Ｒの位置とのずれ量を検出することができる。本実施形態においては、右眼用の検出部１６―Ｒは、観察者の右眼の網膜からの光を検出し、検出した光に基づいて観察者の右眼の網膜との光学的共役位置を検出し、右眼用の表示面２２−Ｒの位置とのずれ量を検出する。
【００６６】
右眼用の検出部１６―Ｒは、一例として、赤外光等の不可視の調整光を右眼用の光学系７０−Ｒを介して観察者の右眼の網膜に与え、右眼の網膜から反射された調整光を右眼用の光学系７０−Ｒを介して受光する。そして、右眼用の検出部１６―Ｒは、受光した調整光に基づき、右眼の網膜との光学的共役位置を検出する。
【００６７】
左眼用の検出部１６―Ｌは、観察者の左眼の網膜との光学的共役位置を検出する。この場合、左眼用の検出部１６―Ｌは、レンズ７４と左眼用の表示面２２−Ｌとの位置関係を検出することができれば、観察者の左眼の網膜との光学的共役位置と左眼用の表示面２２−Ｌの位置とのずれ量を検出する。本実施形態においては、左眼用の検出部１６―Ｌは、観察者の左眼の網膜からの光を検出し、検出した光に基づいて、観察者の左眼の網膜との光学的共役位置を検出し、左眼用の表示面２２−Ｌの位置とのずれ量を検出する。
【００６８】
左眼用の検出部１６―Ｌは、一例として、赤外光等の不可視の調整光を左眼用の光学系７０−Ｌを介して観察者の左眼の網膜に与え、左眼の網膜から反射された調整光を左眼用の光学系７０−Ｌを介して受光する。そして、左眼用の検出部１６―Ｌは、受光した調整光に基づき、左眼の網膜との光学的共役位置を検出する。
【００６９】
なお、右眼用の検出部１６−Ｒおよび左眼用の検出部１６−Ｌは、右眼用または左眼用である点において相違するが、他の点においては互いに同一の機能および構成を有する。従って、右眼用の検出部１６−Ｒおよび左眼用の検出部１６−Ｌを区別せずに説明する場合には、単に検出部１６という。
【００７０】
制御部７２は、右眼用の検出部１６−Ｒの検出結果に基づいて右眼用の光学系７０−Ｒおよび右眼用の表示面２２−Ｒの少なくとも一方の位置を制御して、右眼用の表示面２２−Ｒと右眼の網膜とを光学的共役関係に保つ。制御部７２は、一例として、右眼用の表示面２２−Ｒと右眼の網膜との光学的共役位置とのずれ量が０となるように、右眼用の光学系７０−Ｒのレンズ７４および右眼用の表示面２２−Ｒの少なくとも一方の光軸方向の位置を移動させる。
【００７１】
また、制御部７２は、左眼用の検出部１６−Ｌの検出結果に基づいて左眼用の光学系７０−Ｌおよび左眼用の表示面２２−Ｌの少なくとも一方の位置を制御して、左眼用の表示面２２−Ｌと左眼の網膜とを光学的共役関係に保つ。制御部７２は、一例として、左眼用の表示面２２−Ｌと左眼の網膜との光学的共役位置とのずれ量が０となるように、左眼用の光学系７０−Ｌのレンズ７４および左眼用の表示面２２−Ｌの少なくとも一方の光軸方向の位置を移動させる。
【００７２】
右眼用のボケ制御部１８−Ｒは、右眼用の表示面２２−Ｒにより表示する画像のそれぞれの領域を、立体像における当該領域に対応する部分と、観察者の右眼のピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる。この場合、右眼用のボケ制御部１８−Ｒは、一例として、右眼用の表示面２２−Ｒと右眼の網膜とを光学的共役関係に保った状態における右眼用の光学系７０−Ｒおよび右眼用の表示面２２−Ｒの位置に基づき、右眼用の表示面２２−Ｒにより表示する画像のそれぞれの領域を、立体像における当該領域に対応する部分と、観察者の右眼のピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる。
【００７３】
左眼用のボケ制御部１８−Ｌは、左眼用の表示面２２−Ｌにより表示する画像のそれぞれの領域を、立体像における当該領域に対応する部分と、観察者の左眼のピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる。この場合、左眼用のボケ制御部１８−Ｌは、一例として、左眼用の表示面２２−Ｌと左眼の網膜とを光学的共役関係に保った状態における左眼用の光学系７０−Ｌおよび左眼用の表示面２２−Ｌの位置に基づき、左眼用の表示面２２−Ｌにより表示する画像のそれぞれの領域を、立体像における当該領域に対応する部分と、観察者の左眼のピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる。
【００７４】
なお、右眼用のボケ制御部１８−Ｒおよび左眼用のボケ制御部１８−Ｌは、右眼用または左眼用である点において相違するが、他の点においては互いに同一の機能および構成を有する。右眼用のボケ制御部１８−Ｒおよび左眼用のボケ制御部１８−Ｌを区別せずに説明する場合には、単にボケ制御部１８という。
【００７５】
右眼用の検出部１６−Ｒと左眼用の検出部１６−Ｌにより、右眼および左眼のピント位置Ｈと、レンズ７４が作る表示面２２の虚像の位置とは一致している。しかし、立体像１００を観察する初期状態では、立体像１００の点Ｐとレンズ７４が作る虚像の位置とはずれているので、点Ｐに対応する画像はボケて見える。仮に、初期状態で図７に示すようにボケているものとすると、眼はボケ量を小さくするようにピント調整を行う。
【００７６】
もし、右眼と左眼のピント位置Ｈが眼へ近づく方へ変化すると、レンズ７４の虚像の位置も眼へ近づく方へと変化して、それに応じて右眼用のボケ制御部１８−Ｒと左眼用のボケ制御部１８−Ｌは、図６の状態のように点Ｐに対応する画像のボケ量を増大させる。逆に、右眼と左眼のピント位置Ｈが眼から遠ざかる方へ変化すると、レンズ７４の虚像の位置も眼から遠ざかる方へと変化して、それに応じて右眼用のボケ制御部１８−Ｒと左眼用のボケ制御部１８−Ｌは、図８の状態のように点Ｐに対応する画像のボケ量を減少させる。しかし、図８の状態を超えて、右眼と左眼のピント位置Ｈが点Ｐよりも眼から遠ざかる方へ変化すると、右眼用のボケ制御部１８−Ｒと左眼用のボケ制御部１８−Ｌは、図９の状態のように点Ｐに対応する画像のボケ量を増加させる。従って、眼は、点Ｐに対応する画像のボケが最小になる図８の状態で、ピント調節を行うことを停止する。
【００７７】
このように表示装置１０は、常に、立体像１００の点Ｐにおいて、両眼視差による認識位置とピント位置Ｈを一致させ、且つ、点Ｐから奥行き方向の位置が異なる部位については、そのずれ量に応じたボケが生じた像を見せることができる。
【００７８】
以上のような表示装置１０は、観察者の右眼に右眼用の画像を与え、観察者の左眼に左眼用の画像を与える。これにより、表示装置１０によれば、観察者に立体像を提供することができる。更に、表示装置１０によれば、右眼および左眼の視線の交差点（輻輳の位置）とピント位置が一致し、且つ、観察者の眼のピント位置とは異なる距離の像については、ピント位置からのズレ量に応じてボケを生じさせることができる。従って、表示装置１０によれば、観察者に自然に近い立体像を提供し、眼の疲労を低減することができる。
【００７９】
図１９は、本実施形態の第２変形例に係る表示装置１０において、観察者が立体像１００の点Ｐを注視している場合の、観察者の眼３０のピント位置Ｈの一例を示す。
【００８０】
観察者が表示面２２により表示された立体像１００の点Ｐを注視しているとする。この場合、レンズ７４および表示面２２の少なくとも一方の光軸方向の位置が制御されて、表示面２２と眼３０の網膜３４との間が、水晶体３２およびレンズ７４を挟んで光学的共役関係となる。
【００８１】
ここで、眼３０は、ピント位置Ｈを立体像１００の点Ｐに一致させるように水晶体３２の厚みを調整する。これにより、表示装置１０によれば、立体像１００の点Ｐを認識している位置と、眼３０のピント位置Ｈとを一致させることができる。更に、立体像１００は右眼と左眼に共通であるので、本変形例にかかる表示装置１０は、右眼と左眼のそれぞれのピント位置を立体像１００の同一点Ｐを認識している位置に一致させることもできる。従って、本変形例にかかる表示装置１０によれば、観察者に自然に近い立体像を提供し、立体像の観察時における疲労を抑制することができる。
【００８２】
図２０は、本実施形態の第２変形例に係る検出部１６の第１例の構成、並びに、第１例に係る検出部１６から眼３０の網膜３４へ向かう調整光の光路の一例を示す。図２１は、本実施形態の第２変形例に係る検出部１６の第１例の構成、並びに、眼３０から第１例に係る検出部１６へ向かう、眼３０の網膜３４により反射された調整光の光路の一例を示す。
【００８３】
本例において、検出部１６は、表示面２２と光学系７０のレンズ７４との間の光路中に配置される。また、本例において、検出部１６および表示面２２は一体化されて光学ユニット８８を形成する。そして、光学ユニット８８は、レンズ７４の光軸に沿って前後に移動する。
【００８４】
検出部１６は、調整光出力部５０と、出力用レンズ８２と、ハーフミラー５４と、ダイクロイックミラー８４と、受光用レンズ８６と、スポット検出部５２とを有する。
【００８５】
調整光出力部５０は、赤外光等の不可視の調整光を出力する。出力用レンズ８２は、調整光出力部５０から出力された調整光を集光する。出力用レンズ８２は、当該調整光が調整光出力部５０から観察者の眼３０の網膜３４に与えられるまでの光路上における、レンズ７４からの光学的距離が表示面２２と等しい位置に、調整光を集光する。
【００８６】
即ち、出力用レンズ８２は、レンズ７４からの光学的距離が表示面２２と等しい位置と、調整光出力部５０の発光位置との間を、共役関係とするレンズである。これにより、出力用レンズ８２は、表示面２２からレンズ７４までの光学的距離と、当該出力用レンズ８２が集光した調整光のスポットＳｓの位置からレンズ７４までの光学的距離とを同一とすることができる。
【００８７】
ハーフミラー５４およびダイクロイックミラー８４は、調整光出力部５０から出力された調整光を、表示面２２とレンズ７４との間の光路中に導いて、レンズ７４を介して観察者の眼３０の網膜３４へ与える。また、ハーフミラー５４およびダイクロイックミラー８４は、観察者の眼３０の網膜３４により反射された調整光を、レンズ７４と表示面２２との間の光路中から取り出して、スポット検出部５２に与える。
【００８８】
例えば、ハーフミラー５４は、出力用レンズ８２と、出力用レンズ８２が集光した調整光のスポットＳｓとの間に配置される。ハーフミラー５４は、出力用レンズ８２から出力された調整光を反射（または透過）して、ダイクロイックミラー８４に与える。
【００８９】
例えば、ダイクロイックミラー８４は、レンズ７４と表示面２２との間の光路中に、光軸に対して４５度の角度に設けられる。ダイクロイックミラー８４は、ハーフミラー５４からの調整光を反射して、レンズ７４を介して観察者の眼３０の網膜３４に与える。また、ダイクロイックミラー８４は、観察者の眼３０の網膜３４から戻った調整光を反射して、ハーフミラー５４に与える。ハーフミラー５４は、ダイクロイックミラー８４により反射された調整光を透過（または反射）して、スポット検出部５２に与える。
【００９０】
ダイクロイックミラー８４は、一例として、赤外光のみを反射し、他の波長の光を透過する。これにより、ダイクロイックミラー８４は、表示面２２から観察者の眼３０へ与えられる表示光に影響を与えずに、赤外光の調整光を観察者の眼３０の網膜３４に与え、更に、観察者の眼３０の網膜３４から反射した調整光を取り出すことができる。
【００９１】
また、ハーフミラー５４およびダイクロイックミラー８４は、調整光出力部５０から出力された調整光を光学系７０を介して観察者の眼３０の網膜３４に与えるとともに、観察者の眼３０の網膜３４から反射されて光学系７０を介して出力された調整光を取り出す検出用光学系であれば、どのような構成であってもよい。
【００９２】
受光用レンズ８６は、観察者の眼３０の網膜３４により反射された調整光を集光してスポット検出部５２に与える。この場合において、受光用レンズ８６は、観察者の眼３０の網膜３４により反射された調整光を、レンズ７４からの光学的距離が表示面２２と等しい参照位置を通過した後に集光する。受光用レンズ８６は、一例として、ハーフミラー５４とスポット検出部５２との間に設けられる。
【００９３】
スポット検出部５２は、観察者の眼３０の網膜３４から反射された調整光における、レンズ７４からの光学的距離が表示面２２と等しい参照位置でのスポットＳｐの大きさを検出する。スポット検出部５２は、一例として、レンズ７４からの光学的距離が表示面２２と等しい参照位置と受光用レンズ８６を挟んで光学的に共役な関係となるように配置されたイメージセンサと、このイメージセンサにより検出された画像からスポットＳｐの直径を算出するスポット径算出部とを含む。
【００９４】
制御部７２は、このような検出部１６により検出された、観察者の眼３０の網膜３４から反射された調整光のスポットＳｐに基づき、当該スポットのＳｐの直径ｄを算出する。そして、制御部７２は、算出した直径ｄが最も小さくなるように、表示面２２の光軸方向の位置（本例においては表示面２２と検出部１６とを一体化した光学ユニット８８）を移動させる。
【００９５】
これにより、制御部７２は、観察者の右眼の網膜３４との光学的共役位置を右眼用の表示面２２―Ｒに一致させることができる。また、制御部７２は、観察者の左眼の網膜３４の光学的共役位置を左眼用の表示面２２−Ｌに一致させることができる。
【００９６】
図２２は、本実施形態の第２変形例に係る検出部１６の第２例の構成、並びに、第２例に係る検出部１６から眼３０の網膜３４へ向かう調整光の光路の一例を示す。図２３は、本実施形態の第２変形例に係る検出部１６の第２例の構成、並びに、眼３０から第２例に係る検出部１６へ向かう、眼３０の網膜３４により反射された調整光の光路の一例を示す。なお、図２２および図２３に示す第２例に係る検出部１６は、図２０から図２１において示した第１例に係る検出部１６と略同一の機能および構成を有するので、以下、同一の構成要素には同一の符号を付け、相違点を除き詳細な説明を省略する。
【００９７】
本例に係る調整光出力部５０は、観察者の眼３０の網膜３４に与える第１の調整光を点光源から出力するとともに、観察者の眼３０の網膜３４までの光学的距離が第１の調整光とは異なる点光源から第２の調整光を出力する。本例に係る調整光出力部５０は、図１３および図１４に示した調整光出力部５０と同様の構成である。
【００９８】
出力用レンズ８２は、調整光出力部５０から出力された第１の調整光および第２の調整光を集光する。出力用レンズ８２は、調整光が調整光出力部５０から観察者の眼３０の網膜３４に与えられるまでの光路上における、レンズ７４からの光学的距離が表示面２２と等しい位置を挟んで光軸方向に前後する位置に、第１の調整光および第２の調整光を集光する。
【００９９】
出力用レンズ８２は、一例として、調整光出力部５０から出力された第１の調整光を集光したスポットＳｓ１を、レンズ７４からの光学的距離が表示面２２と等しい位置よりも、観察者の眼３０から見て前側（即ち、レンズ７４側）に形成する。また、出力用レンズ８２は、一例として、調整光出力部５０から出力された第２の調整光を集光したスポットＳｓ２を、レンズ７４からの光学的距離が表示面２２と等しい位置よりも、観察者の眼３０から見て後側（即ち、調整光出力部５０側）に形成する。
【０１００】
ハーフミラー５４およびダイクロイックミラー８４は、調整光出力部５０から出力された第１の調整光および第２の調整光を、表示面２２とレンズ７４との間の光路中に導いて、レンズ７４を介して観察者の眼３０の網膜３４へ与える。また、ハーフミラー５４およびダイクロイックミラー８４は、観察者の眼３０の網膜３４により反射された第１の調整光および第２の調整光を、レンズ７４と表示面２２との間の光路中から取り出して、スポット検出部５２に与える。
【０１０１】
受光用レンズ８６は、観察者の眼３０の網膜３４により反射された第１の調整光および第２の調整光を集光してスポット検出部５２に与える。この場合において、受光用レンズ８６は、観察者の眼３０の網膜３４により反射された第１の調整光および第２の調整光を、レンズ７４からの光学的距離が表示面２２と等しい参照位置を通過した後に集光する。
【０１０２】
スポット検出部５２は、観察者の眼３０の網膜３４から反射された第１の調整光および第２の調整光のそれぞれにおける、レンズ７４からの光学的距離が表示面２２と等しい参照位置でのスポットＳｐ１およびスポットＳｐ２のスポット径を検出する。スポット検出部５２は、一例として、レンズ７４からの光学的距離が表示面２２と等しい参照位置と受光用レンズ８６を挟んで光学的に共役な関係となるように配置されたイメージセンサと、このイメージセンサにより検出された画像からスポットＳｐ１およびスポットＳｐ２の直径を算出するスポット径算出部とを含む。
【０１０３】
制御部７２は、このような検出部１６により検出された、観察者の眼３０の網膜３４から反射された第１の調整光のスポット径および第２の調整光のスポット径の差を算出する。そして、制御部７２は、スポット径の差が０となるように、表示面２２の光軸方向の位置（本例においては表示面２２と検出部１６とを一体化した光学ユニット８８）を移動させる。
【０１０４】
これにより、制御部７２は、観察者の右眼の網膜３４との光学的共役位置を右眼用の表示面２２―Ｒに一致させることができる。また、制御部７２は、観察者の左眼の網膜３４の光学的共役位置を左眼用の表示面２２−Ｌに一致させることができる。
【０１０５】
図２４は、本実施形態の第３変形例に係る表示装置１０の構成を示す。第３変形例に係る表示装置１０は、図１８に示した第２変形例に係る表示装置１０と略同一の機能および構成を有するので、以下、同一の構成要素には同一の符号を付け、相違点を除き詳細な説明を省略する。
【０１０６】
本変形例に係る表示装置１０は、観察者の右眼および左眼に別個の画像を与えて、観察者に立体的に認識される画像を提供する。表示装置１０は、表示部１２と、出力部１４と、光学系７０と、検出部１６と、制御部７２と、ボケ制御部１８とを備える。
【０１０７】
表示部１２は、右眼用画像および左眼用画像を表示して観察者に立体像を観察させる。表示部１２は、表示面２２と、レンチキュラーレンズアレイ２４とを有する。
【０１０８】
表示面２２は、右眼用画像を表示する右眼用領域と左眼用画像を表示する左眼用領域とを有する。表示面２２は、一例として、右眼用領域と左眼用領域とが交互に配列される。
【０１０９】
レンチキュラーレンズアレイ２４は、表示面２２の右眼用領域から出力された光を観察者の右眼方向に屈折させて観察者に右眼のみに照射する。また、レンチキュラーレンズアレイ２４は、左眼用領域から出力された光を観察者の左眼方向に屈折させて観察者に左眼のみに照射する。
【０１１０】
光学系７０は、表示面２２の虚像を生成して観察者の右眼および左眼に与える。本例においては、光学系７０は、表示面２２の虚像を生成する両眼用レンズ９０を有する。
【０１１１】
さらに、表示面２２および光学系７０の一方または両方は、互いの光軸方向の相対的な位置を変更することができる。例えば、表示面２２および光学系７０の両眼用レンズ９０の一方または両方は、光軸方向の位置を移動することができる。
【０１１２】
検出部１６は、観察者の右眼および左眼の少なくとも一方の網膜との光学的共役位置と、表示面２２の位置とのずれ量を検出する。
【０１１３】
制御部７２は、検出部１６の検出結果に基づいて光学系７０および表示面２２の少なくとも一方の位置を制御して、表示面２２と観察者の左眼および右眼の少なくとも一方の網膜とを光学的共役関係に保つ。制御部７２は、一例として、観察者の左眼および右眼の少なくとも一方の網膜との光学的共役位置と、表示面２２の位置とのずれ量が０となるように、右眼用の光学系７０の両眼用レンズ９０および表示面２２の少なくとも一方の光軸方向の位置を移動させる。
【０１１４】
ボケ制御部１８は、表示面２２により表示する画像のそれぞれの領域を、立体像における当該領域に対応する部分と、観察者の右眼および左眼の少なくともに一方のピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる。この場合、ボケ制御部１８は、一例として、表示面２２と右眼および左眼の少なくとも一方の網膜とを光学的共役関係に保った状態における、光学系７０および表示面２２の位置に基づき、虚像の位置を算出して、虚像の位置と立体像における当該領域とのズレ量に応じてボケを生じさせる。
【０１１５】
以上のような表示装置１０は、観察者の右眼に右眼用の画像を与え、観察者の左眼に左眼用の画像を与える。これにより、表示装置１０によれば、観察者に立体像を提供することができる。更に、表示装置１０によれば、両眼視差による認識位置とピント位置が一致し、且つ、観察者の眼のピント位置とは異なる距離の像については、ピント位置からのズレ量に応じてボケを生じさせることができる。従って、表示装置１０によれば、観察者に自然に近い立体像を提供し、眼の疲労を低減することができる。
【０１１６】
図２５は、第３変形例に係る検出部１６の構成の一例、及び、観察者の眼のピント位置Ｈが立体像１００上の点Ｐより手前側である場合の視線の一例を示す。図２６は、第３変形例に係る検出部１６の構成の一例、及び、観察者の眼のピント位置Ｈが立体像１００上の点Ｐより手前側であり、図２５のピント位置よりも奥側である場合の視線の一例を示す。図２７は、第３変形例に係る検出部１６の構成の一例、及び、観察者の眼のピント位置Ｈが立体像１００上の点Ｐに一致する場合の視線の一例を示す。図２８は、第３変形例に係る検出部１６の構成の一例、及び、観察者の眼のピント位置Ｈが表示部１２により生成された立体像１００の点Ｐの奥側である場合の視線の一例を示す。
【０１１７】
変形例に係る検出部１６は、表示面２２と光学系７０の両眼用レンズ９０との間の光路中に配置される。検出部１６は、右眼用の検出器９４−Ｒおよび左眼用の検出器９４−Ｌの少なくとも一方と、両眼用ダイクロイックミラー９２とを有する。
【０１１８】
右眼用の検出器９４−Ｒは、赤外光等の不可視波長領域の調整光を観察者の右眼の網膜に与えて、観察者の右眼の網膜から反射された調整光を検出する。そして、右眼用の検出器９４−Ｒは、検出した調整光に基づき、観察者の右眼のピント位置を検出する。
【０１１９】
左眼用の検出器９４−Ｌは、赤外光等の不可視波長領域の調整光を観察者の左眼の網膜に与えて、観察者の左眼の網膜から反射された調整光を検出する。そして、左眼用の検出器９４−Ｌは、検出した調整光に基づき、観察者の左眼のピント位置を検出する。検出部１６は、右眼用の検出器９４−Ｒおよび左眼用の検出器９４−Ｌを両方有していてもよいし、何れか一方を有してもよい。
【０１２０】
両眼用ダイクロイックミラー９２は、赤外光のみを反射し、他の波長の光を透過する。両眼用ダイクロイックミラー９２は、表示面２２と両眼用レンズ９０との間の光路中に配置される。
【０１２１】
両眼用ダイクロイックミラー９２は、右眼用の検出器９４−Ｒおよび左眼用の検出器９４−Ｌから出力された調整光を、表示面２２と両眼用レンズ９０との間の光路中に導いて、両眼用レンズ９０を介して観察者の眼３０の網膜３４へ与える。また、両眼用ダイクロイックミラー９２は、観察者の眼３０の網膜３４により反射された調整光を、両眼用レンズ９０と表示面２２との間の光路中から取り出して、右眼用の検出器９４−Ｒおよび左眼用の検出器９４−Ｌに与える。このような検出部１６は、観察者の右眼および左眼の少なくとも一方の網膜との光学的共役位置と、表示面２２の位置とのずれ量を検出することができる。
【０１２２】
ここで、本変形例において、観察者の眼のピント位置Ｈが図２７に示されるように立体像１００の点Ｐに一致している場合、両眼用レンズ９０により屈折された右眼および左眼の視線の交差点（輻輳の位置）は、表示面２２上において一致する。
【０１２３】
これに対して、観察者の眼のピント位置Ｈが、図２５および図２６に示されるように立体像１００の点Ｐよりも手前側である場合、両眼用レンズ９０により屈折された右眼および左眼の視線の交差点（輻輳の位置）は、表示面２２上よりも奥側になる。また、観察者の眼のピント位置Ｈが、図２８に示されるように立体像１００の点Ｐよりも奥側である場合、両眼用レンズ９０により屈折された右眼および左眼の視線の交差点（輻輳の位置）は、表示面２２上よりも手前側になる。
【０１２４】
従って、第３変形例に係る表示装置１０においては、制御部７２は、観察者の眼のピント位置Ｈに応じて、右眼用画像および左眼用画像の表示座標を補正することが好ましい。即ち、表示面２２は、立体像におけるそれぞれの部分について、当該部分と対応する眼の水晶体の中心とを結ぶ直線上に、当該部分に対応する表示領域の虚像を生成するように、右眼用画像および左眼用画像を変更して表示することが好ましい。
【０１２５】
図２９は、本実施形態の第３変形例に係る表示装置１０において、立体像の点Ｐに対応する画像の、表示面２２上における表示位置を示す。両眼用レンズ９０により作られる表示面２２上の任意の点Ｐｐの虚像が、点Ｐｉであるとする。この場合、点Ｐｐに対応する表示面２２により生成される立体像上の点Ｐは、観察者の眼の中心位置Ｅｃと点Ｐｉとを結ぶ直線上に存在しなければならない。
【０１２６】
観察者の眼の中心位置Ｅｃの両眼用レンズ９０の光軸Ａｏからの距離をＨｅとする。なお、図面上において、観察者の眼の中心位置Ｅｃが光軸Ａｏの下側に位置する場合には、Ｈｅはマイナスの値となる。
【０１２７】
また、点Ｐの光軸Ａｏからの距離をＨｏとする。また、両眼用レンズ９０から観察者の眼の中心位置Ｅｃまでの距離をＬｅ、両眼用レンズ９０から点Ｐｉまでの距離をＬｉ、両眼用レンズ９０から点Ｐまでの距離をＬｏとする。さらに、両眼用レンズ９０の焦点距離をｆとする。
【０１２８】
この場合、点Ｐｐの光軸Ａｏからの距離Ｈｐは、下記の式（１）により表される。
【０１２９】
【数１】
【０１３０】
従って、表示面２２は、立体像上における観察者の眼のピント位置からずれた点Ｐについては、下記式（１）に基づき算出された座標に対応する画像を表示する。これにより、第３変形例に係る表示装置１０では、観察者の眼のピント位置に係わらず、右眼および左眼の視線の交差点（輻輳の位置）を常に点Ｐに一致させることができる。
【０１３１】
図３０は、本実施形態の第４変形例に係る表示装置１０の構成を示す。第４変形例に係る表示装置１０は、図１に示した表示装置１０と略同一の機能および構成を有するので、以下、同一の構成要素には同一の符号を付け、相違点を除き詳細な説明を省略する。
【０１３２】
本変形例に係る表示装置１０は、リアルタイムで撮像された右眼用画像および左眼用画像を表示部１２に表示させ、観察者にリアルタイムで撮像された立体像を観察させる。表示装置１０は、出力部１４に代えて、右眼用の撮像部９８−Ｒおよび左眼用の撮像部９８−Ｌを備える。また、表示装置１０は、ボケ制御部１８に代えて、右眼用のピント制御部９９−Ｒおよび左眼用のピント制御部９９−Ｌを備える。
【０１３３】
右眼用の撮像部９８−Ｒは、被写体２００を右眼に対応する位置から撮像して右眼用画像を生成する。左眼用の撮像部９８−Ｌは、被写体２００を左眼に対応する位置から撮像して左眼用画像を生成する。
【０１３４】
表示部１２は、右眼用の撮像部９８−Ｒにより撮像して生成された右眼用画像を、リアルタイムで観察者の右眼に表示する。また、表示部１２は、左眼用の撮像部９８−Ｌにより撮像して生成された左眼用画像を、リアルタイムで観察者に左眼に表示する。
【０１３５】
右眼用のピント調整部９９−Ｒは、右眼用の検出部１６−Ｒにより検出された観察者の右眼のピント位置に応じて、右眼用の撮像部９８−Ｒの撮像レンズの焦点位置を調整する。左眼用のピント調整部９９−Ｌは、左眼用の検出部１６−Ｌにより検出された観察者の右眼のピント位置に応じて、左眼用の撮像部９８−Ｌの撮像レンズの焦点位置を調整する。
【０１３６】
図３１は、本実施形態の第４変形例に係る表示装置１０により生成された立体像１００を観察する場合の観察者の眼のピント位置および輻輳の一例を示す。図３２は、本実施形態の第４変形例において、右眼用の撮像部９８−Ｒおよび左眼用の撮像部９８−Ｌの撮像方向および焦点位置の一例を示す。
【０１３７】
図３１において、初期状態では、観察者の右眼および左眼は、立体像１００上の点Ｐを注視しようとしているが、ピント位置がそれぞれ面Hｒ１と面Hｌ１に合っているものとする。一方、図３２において、右眼用の撮像部９８−Ｒと左眼用の撮像部９８−Ｌの焦点はそれぞれ面Hｒ′１と面Hｌ′１に合っているものとする。このように、初期状態では、点Ｐは眼のピント位置上にないのでボケて見える。
【０１３８】
ここで、表示部１２は、倍率αで撮影された画像を表示する。この場合、右眼（または左眼）から右眼（または左眼）のピント面までの距離をＤとし、右眼用の撮像部９８−Ｒ（または左眼用の撮像部９８−Ｌ）から、右眼用の撮像部９８−Ｒの焦点位置（または左眼用の撮像部９８−Ｌの焦点位置）までの距離をＤ′とすると、眼用のピント調整部９９−Ｒは、α×Ｄ′=Ｄの関係が成り立つように、右眼用の撮像部９８−Ｒの焦点位置を制御する。また、左眼用のピント調整部９９−Ｌも、同様に、α×Ｄ′=Ｄの関係が成り立つように、左眼用の撮像部９９−Ｒの焦点位置を制御する。
【０１３９】
例えば、右眼が点Ｐの像が鮮明に見えるように、ピント位置を面Hｒ１から面Hｒ２に変化させようとしたとする。すると、右眼用のピント調整部９９−Ｒは、右眼のピンと位置の変化に同期して、右眼用の撮像部９８−Ｒの焦点位置を面Hｒ′１からΔＤ′=ΔＤ／αだけずらした面Hｒ′２まで移動させる。また、左眼が点Ｐの像が鮮明に見えるように、ピント位置を面Hｌ１から面Hｌ２に変化させようとしたとする。すると、左眼用のピント調整部９９−Ｌは、左眼のピント位置変化に同期して、左眼用の撮像部９８−Ｌの焦点位置を面Hｌ′１からΔＤ′=ΔＤ／αだけずらした面Hｌ′２まで移動させる。
【０１４０】
こうして、最終的に右眼および左眼は立体像１００上の点Ｐを含む面にピントを合わせることができる、これは被写体２００上の点Ｐ′をα倍拡大して直接見ていることと等価である。更に、点Ｐとピント方向に距離の異なる部分については、その距離の差に応じたボケが生じる。
【０１４１】
このように、第４変形例に係る表示装置１０は、ソフトウェアによる画像のぼかし処理をせずに、右眼および左眼の視線の交差点（輻輳の位置）を常に点Ｐに一致させて、被写体２００のα倍拡大した自然な立体像を観察者に表示することができる。なお、図３０には、図１に示した表示装置１０の出力部１４に代えて右眼用の撮像部９８−Ｒおよび左眼用の撮像部９８−Ｌを備えた構成を示したが、図１８および図２４に示した出力部１４に代えて右眼用の撮像部９８−Ｒおよび左眼用の撮像部９８−Ｌを備える構成であってもよい。
【０１４２】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【０１４３】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１４４】
１０ 表示装置、１２ 表示部、１４ 出力部、１６ 検出部、１８ ボケ制御部、２２ 表示面、２４ レンチキュラーレンズアレイ、３０ 眼、３２ 水晶体、３４ 網膜、４０ 調整光学系、４２ 調整用レンズ、４４ 移動制御部、４６ 算出部、５０ 調整光出力部、５２ スポット検出部、５４ ハーフミラー、６０ 第１点光源、６２ 第２点光源、６４ 平行平板ガラス、７０ 光学系、７２ 制御部、７４ レンズ、８２ 出力用レンズ、８４ ダイクロイックミラー、８６ 受光用レンズ、８８ 光学ユニット、９０ 両眼用レンズ、９２ 両眼用ダイクロイックミラー、９４ 検出器、９８ 撮像部、９９ ピント調整部、１００ 立体像、２００ 被写体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置および表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、観察者の注視点を検出し、注視点に表示された物体の距離を取得し、取得した距離に応じて光学系の焦点距離を制御する立体表示システムが記載されている。この立体表示システムでは、眼の焦点の距離と、観察者が注視している表示物体の距離とを一致させ、立体視に伴う観察者の疲労感を軽減することができる。
特許文献１ 特公平６−８５５９０号明細書
特許文献２ 特開２００７−４４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、表示画面内には、注視点に表示された物体とは異なる距離の物体も表示されている。従って、このような立体表示システムは、注視点に表示された物体と異なる距離の物体については、異なる焦点距離で観察しなければならないので、観察者に疲労感を与えてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、画像を表示して観察者に立体像を観察させる表示部と、前記観察者の眼のピント位置を検出する検出部と、前記表示部により表示する画像のそれぞれの領域を、前記立体像における当該領域に対応する部分と前記ピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせるボケ制御部と、を備える表示装置、および、表示方法を提供する。
【０００５】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本実施形態に係る表示装置１０の構成を示す。
【図２】本実施形態の表示装置１０において、観察者の眼のピント位置Ｈが表示部１２により生成された立体像１００上の点Ｐより手前側である場合の視線の一例を示す。
【図３】本実施形態の表示装置１０において、観察者の眼のピント位置Ｈが表示部１２により生成された立体像１００上の点Ｐより手前側であり、且つ、表示部１２上である場合の視線の一例を示す。
【図４】本実施形態の表示装置１０において、観察者の眼のピント位置Ｈが表示部１２により生成された立体像１００上の点Ｐに一致する場合の視線の一例を示す。
【図５】本実施形態の表示装置１０において、観察者の眼のピント位置Ｈが表示部１２により生成された立体像１００の点Ｐの奥側である場合の視線の一例を示す。
【図６】図２の状態において、表示部１２により表示される点Ｐに対応する部分の画像の一例を示す。
【図７】図３の状態において、表示部１２により表示される点Ｐに対応する部分の画像の一例を示す。
【図８】図４の状態において、表示部１２により表示される点Ｐに対応する部分の画像の一例を示す。
【図９】図５の状態において、表示部１２により表示される点Ｐに対応する部分の画像の一例を示す。
【図１０】本実施形態に係る検出部１６の第１例の構成、並びに、第１例に係る検出部１６から眼３０の網膜３４へ向かう調整光の光路の一例を示す。
【図１１】本実施形態に係る検出部１６の第１例の構成、並びに、眼３０から第１例に係る検出部１６へ向かう、眼３０の網膜３４により反射された調整光の光路の一例を示す。
【図１２】第１例に係る調整光学系４０の移動位置Ｘに対する、観察者の眼３０の網膜３４から反射された調整光の予め定められた位置でのスポットＳｐの直径ｄの関係を示す。
【図１３】本実施形態に係る検出部１６の第２例の構成、並びに、第２例に係る検出部１６から眼３０の網膜３４へ向かう調整光の光路の一例を示す。
【図１４】本実施形態に係る検出部１６の第２例の構成、並びに、眼３０から第２例に係る検出部１６へ向かう、眼３０の網膜３４により反射された調整光の光路の一例を示す。
【図１５】本実施形態の第２例に係る検出部１６における、（ａ）観察者の眼３０の網膜３４との光学的共役位置がスポット検出部５２の受光面の前側にある場合、および、（ｂ）後側にある場合の、調整光学系４０により検出される第１の調整光のスポットＳｐ１の径ｄ１および第２の調整光のスポットＳｐ２の径ｄ２の一例を示す。
【図１６】本実施形態の第２例に係る調整光学系４０の移動位置Ｘに対する、観察者の眼３０の網膜３４から反射された第１の調整光のスポットＳｐ１の径ｄ１および第２の調整光のスポットＳｐ２の径ｄ２、および、径ｄ１と径ｄ２との差（ｄ２−ｄ１）の関係を示す。
【図１７】本実施形態の第１変形例に係る表示装置１０の構成を示す。
【図１８】本実施形態の第２変形例に係る表示装置１０の構成を示す。
【図１９】本実施形態の第２変形例に係る表示装置１０において、観察者が立体像１００の点Ｐを注視している場合の、観察者の眼３０のピント位置Ｈの一例を示す。
【図２０】本実施形態の第２変形例に係る検出部１６の第１例の構成、並びに、第１例に係る検出部１６から眼３０の網膜３４へ向かう調整光の光路の一例を示す。
【図２１】本実施形態の第２変形例に係る検出部１６の第１例の構成、並びに、眼３０から第１例に係る検出部１６へ向かう、眼３０の網膜３４により反射された調整光の光路の一例を示す。
【図２２】本実施形態の第２変形例に係る検出部１６の第２例の構成、並びに、第２例に係る検出部１６から眼３０の網膜３４へ向かう調整光の光路の一例を示す。
【図２３】本実施形態の第２変形例に係る検出部１６の第２例の構成、並びに、眼３０から第２例に係る検出部１６へ向かう、眼３０の網膜３４により反射された調整光の光路の一例を示す。
【図２４】本実施形態の第３変形例に係る表示装置１０の構成を示す。
【図２５】第３変形例に係る検出部１６の構成の一例、及び、観察者の眼のピント位置Ｈが立体像１００上の点Ｐより手前側である場合の視線の一例を示す。
【図２６】第３変形例に係る検出部１６の構成の一例、及び、観察者の眼のピント位置Ｈが立体像１００上の点Ｐより手前側であり、図２５のピント位置よりも奥側である場合の視線の一例を示す。
【図２７】第３変形例に係る検出部１６の構成の一例、及び、観察者の眼のピント位置Ｈが立体像１００上の点Ｐに一致する場合の視線の一例を示す。
【図２８】第３変形例に係る検出部１６の構成の一例、及び、観察者の眼のピント位置Ｈが表示部１２により生成された立体像１００の点Ｐの奥側である場合の視線の一例を示す。
【図２９】本実施形態の第３変形例に係る表示装置１０において、立体像の点Ｐに対応する画像の、表示面２２上における表示位置を示す。
【図３０】本実施形態の第４変形例に係る表示装置１０の構成を示す。
【図３１】本実施形態の第４変形例に係る表示装置１０により生成された立体像１００を観察する場合の観察者の眼のピント位置および輻輳の一例を示す。
【図３２】本実施形態の第４変形例において、右眼用の撮像部９８−Ｒおよび左眼用の撮像部９８−Ｌの撮像方向および焦点位置の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００８】
図１は、本実施形態に係る表示装置１０の構成を示す。本実施形態に係る表示装置１０は、観察者の右眼に右眼用画像を与え、観察者の左眼に左眼用画像を与えて、観察者に立体的に認識される画像を提供する。
【０００９】
表示装置１０は、表示部１２と、出力部１４と、検出部１６と、ボケ制御部１８とを備える。表示部１２は、右眼用画像および左眼用画像を表示して観察者に立体像を観察させる。
【００１０】
表示部１２は、一例として、表示面２２と、レンチキュラーレンズアレイ２４とを有する。表示面２２は、右眼用画像を表示する右眼用領域と左眼用画像を表示する左眼用領域とが交互に配列される。
【００１１】
レンチキュラーレンズアレイ２４は、表示面２２の右眼用領域から出力された光を観察者の右眼方向に屈折させて観察者に右眼のみに照射する。また、レンチキュラーレンズアレイ２４は、左眼用領域から出力された光を観察者の左眼方向に屈折させて観察者に左眼のみに照射する。このような表示部１２は、専用メガネを装着しない裸眼の観察者に対して立体像を提供することができる。なお、表示部１２は、レンチキュラーレンズアレイ２４に代えて、パララックスバリアを有してもよい。また、表示部１２は、裸眼に限らず、専用メガネを装着した観察者に立体像を表示する装置であってもよい。
【００１２】
出力部１４は、右眼用画像および左眼用画像を出力する。表示部１２は、一例として、記録媒体から読み出した信号または外部から受信した信号から右眼用画像および左眼用画像を再生して出力する。
【００１３】
検出部１６は、観察者の眼のピント位置を検出する。検出部１６は、一例として、右眼用の検出部１６−Ｒと、左眼用の検出部１６−Ｌとを有する。右眼用の検出部１６−Ｒは、観察者の右眼のピント位置を検出する。左眼用の検出部１６−Ｌは、観察者の左眼のピント位置を検出する。
【００１４】
検出部１６は、一例として、赤外光等の不可視波長領域の調整光を観察者の眼の網膜に与えて、観察者の眼の網膜から反射された調整光を検出する。そして、検出部１６は、検出した調整光に基づき、観察者の眼のピント位置を検出する。検出部１６は、一例として、表示部１２の上部または側部等から調整光を観察者の眼に与える。
【００１５】
なお、検出部１６は、観察者の右眼および左眼の一方のみのピント位置を検出して、一方のみのピント位置を両眼共通のピント位置として出力してもよい。また、表示装置１０は、観察者の右眼のピント位置および左眼のピント位置をそれぞれ検出し、平均のピント位置を両眼共通のピント位置として出力してもよい。
【００１６】
ボケ制御部１８は、表示部１２により表示する画像のそれぞれの領域を、立体像における当該領域に対応する部分とピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる。この場合において、ボケ制御部１８は、一例として、ズレ量が０の場合には当該領域の画像にボケを生じさせない、即ち、当該領域にフォーカスの合った画像を表示する。そして、ボケ制御部１８は、一例として、ズレ量が０でない場合には、ズレ量が大きいほど大きなボケを生じさせる。
【００１７】
ボケ制御部１８は、一例として、表示面２２により表示する画像のそれぞれの領域について、右眼用画像と左眼用画像との視差量を算出し、算出した視差量に基づき当該領域に対応する立体像の距離を算出する。そして、ボケ制御部１８は、表示面２２により表示する画像のそれぞれの領域について、検出部１６により検出されたピント位置と当該領域の距離との差から、ズレ量を算出する。また、ボケ制御部１８は、視差量を算出することに代えて、表示面２２により表示する画像のそれぞれの領域についての距離情報を右眼用画像および左眼用画像とともに出力部１４から受け取ってもよい。この場合、距離情報は、例えば右眼用画像および左眼用画像の生成時または撮像時に予め生成されている。
【００１８】
更に、ボケ制御部１８は、一例として、表示面２２により表示する画像のそれぞれの領域について、算出したズレ量に基づきソフトウェアによる演算によりぼかし処理を実行する。ボケ制御部１８は、一例として、ズレ量が大きいほどボケ量を大きくするぼかし処理を実行する。
【００１９】
また、特許文献２には、複数のマイクロレンズを介して画素毎に射出瞳の異なる領域の複数の画像を１回で撮影し、複数の画像の重なり位置等を変更して合成する方法が記載されている。この方法によれば、外部から指定した位置の物体にピントが合い、指定した位置以外の物体が指定した位置からの距離に応じてぼけた画像を表示することができる。ボケ制御部１８は、右眼用画像および左眼用画像として、特許文献２に記載された方法で撮像された画像を取得して、検出部１６により検出された眼のピント位置にピントの合った画像を出力する。これにより、ボケ制御部１８は、表示部１２により表示する画像のそれぞれの領域を、立体像における当該領域に対応する部分とピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせることができる。
【００２０】
以上のように本実施形態に係る表示装置１０は、観察者の眼のピント位置とは異なる距離の部分に対して、ピント位置からのズレ量に応じてボケを生じさせた立体像を表示することができる。これにより、表示装置１０によれば、例えば観察者の注視点とは異なる位置の像をぼけさせて観察者に自然に近い立体像を提供し、観察者の眼の疲労を低減することができる。
【００２１】
図２は、本実施形態の表示装置１０において、観察者の眼のピント位置Ｈが表示部１２により生成された立体像１００上の点Ｐより手前側である場合の視線の一例を示す。図３は、本実施形態の表示装置１０において、観察者の眼のピント位置Ｈが表示部１２により生成された立体像１００上の点Ｐより手前側であり、且つ、表示部１２上である場合の視線の一例を示す。図４は、本実施形態の表示装置１０において、観察者の眼のピント位置Ｈが表示部１２により生成された立体像１００上の点Ｐに一致する場合の視線の一例を示す。図５は、本実施形態の表示装置１０において、観察者の眼のピント位置Ｈが表示部１２により生成された立体像１００の点Ｐの奥側である場合の視線の一例を示す。
【００２２】
観察者の眼のピント位置Ｈは、水晶体の厚みの変化等に応じて前後に移動する。観察者の眼のピント位置Ｈは、例えば、図２に示されるように表示部１２よりも観察者側（手前側）から、図５に示されるように表示部１２よりも奥側（例えば無限遠）まで移動する。
【００２３】
立体像１００上の任意の点Ｐと観察者の眼のピント位置Ｈとの間の距離（ズレ量Ｄ）は、観察者の眼のピント位置Ｈの移動に伴い変化する。ズレ量Ｄは、図４のようにピント位置Ｈと点Ｐの位置とが一致する場合に０となる。そして、ズレ量Ｄは、ピント位置Ｈが点Ｐから離れるほど大きくなる。
【００２４】
図６は、図２の状態において、表示部１２により表示される点Ｐに対応する部分の画像の一例を示す。図７は、図３の状態において、表示部１２により表示される点Ｐに対応する部分の画像の一例を示す。図８は、図４の状態において、表示部１２により表示される点Ｐに対応する部分の画像の一例を示す。図９は、図５の状態において、表示部１２により表示される点Ｐに対応する部分の画像の一例を示す。
【００２５】
表示装置１０は、例えば図４のようにズレ量Ｄが０の場合、点Ｐに対応する画像を図８に示されるようなフォーカスの合った状態、即ち、ぼけの無い状態で表示させる。これに対して、表示装置１０は、例えば図２、図３および図５のようにズレ量が０ではない場合、点Ｐに対応する画像を、図６、図７および図９に示されるようにフォーカスのずれた状態、即ちぼかした状態で表示する。
【００２６】
ここで、表示装置１０は、ズレ量Ｄが大きいほど点Ｐに対応する画像のボケ量を大きくして表示する。例えば、図２のズレ量Ｄは、図３のズレ量Ｄより大きい。従って、表示装置１０は、図６および図７に示されるように、図２のずれ量Ｄに対応するボケ量を、図３のずれ量Ｄに対応するボケ量より大きくする。
【００２７】
また、表示装置１０は、ピント位置Ｈと点Ｐとのズレの方向に関わらず、点Ｐに対応する画像をぼかす。例えば、図３のズレ量Ｄと図５のズレ量Ｄとは、方向は異なるが大きさはほぼ等しい。従って、表示装置１０は、図７および図９に示されるように、図３のズレ量Ｄに対するボケ量と、図５のズレ量Ｄに対応するボケ量とを略同一とする。
【００２８】
立体像１００を観察する初期状態では、図３のように、右眼および左眼のピント位置Ｈは表示部１２の表示面にほぼ一致している。しかし、図３の状態では、点Ｐに対応する画像は図７に示すようにボケて見えるので、眼はボケ量を小さくするようにピント調整を行う。
【００２９】
もし、ピント位置Ｈが手前側（図中右側）へ変化すると、点Ｐに対応する画像は図６の状態になり更にボケ量は増大する。逆に、ピント位置Ｈが奥側（図中左側）へ変化すると、点Ｐに対応する画像は図８の状態になりボケ量は減少する。しかし、図８の状態を超えて、ピント位置Ｈが点Ｐよりも奥側（図中左側）に変化すると、点Ｐに対応する画像は図９に示す状態となり再びボケ量は増大する。従って、眼は、点Ｐに対応する画像のボケが最小になる図８の状態で、ピント調節を行うことを停止する。
【００３０】
このように表示装置１０は、常に、点Ｐにおいて、右眼および左眼の視線の交差点（輻輳の位置）とピント位置Ｈとを一致させ、且つ、点Ｐから奥行き方向の位置が異なる部位については、そのずれ量に応じてボケが生じた像を見せることができる。また、以上の動作は単眼でも成立する。従って、表示装置１０は、左右の視差画像の中に共通の画像が存在しない場合は、左右それぞれの眼に対する立体像の注視位置とピント位置Ｈを合致させ、ピント位置Ｈから奥行き方向の位置が異なる立体像の部位については、そのずれ量に応じたボケを生じさせた像を見せることができる。
【００３１】
このように表示装置１０は、右眼および左眼の視線の交差点（輻輳の位置）とピント位置が一致し、且つ、ピント位置からのズレ量に応じてボケを生じさせることにより、観察者に自然に近い立体像を提供して、眼の疲労を低減することができる。
【００３２】
図１０は、本実施形態に係る検出部１６の第１例の構成、並びに、第１例に係る検出部１６から眼３０の網膜３４へ向かう調整光の光路の一例を示す。図１１は、本実施形態に係る検出部１６の第１例の構成、並びに、眼３０から第１例に係る検出部１６へ向かう、眼３０の網膜３４により反射された調整光の光路の一例を示す。
【００３３】
本例に係る検出部１６は、調整光学系４０と、調整用レンズ４２と、移動制御部４４と、算出部４６とを有する。調整光学系４０は、点光源から出力された不可視波長領域の調整光（例えば赤外光）を観察者の眼３０の網膜３４に照射する。これとともに、調整光学系４０は、観察者の眼３０の網膜３４から反射された調整光のスポット径を予め定められた位置で検出する。調整光学系４０は、一例として、観察者の眼３０の網膜３４から反射された調整光のスポットＳｐの径を、観察者の眼３０の網膜３４に対して調整光を出力する点光源の位置と光学的に同一位置において検出する。
【００３４】
調整光学系４０は、一例として、調整光出力部５０と、スポット検出部５２と、ハーフミラー５４とを含む。調整光出力部５０は、観察者の眼３０の網膜３４に与える調整光を点光源から出力する。スポット検出部５２は、観察者の眼３０の網膜３４から反射された調整光のスポット径を検出する。スポット検出部５２は、一例として、イメージセンサと、イメージセンサにより取り込まれた画像から画像処理によりスポット径を算出するスポット径算出部とを含む。
【００３５】
ハーフミラー５４は、調整光出力部５０により出力された調整光を観察者の眼３０の網膜３４に与えるとともに、観察者の眼３０の網膜３４から反射された調整光をスポット検出部５２に与える。ハーフミラー５４は、一例として、調整光出力部５０により出力された調整光を眼３０の網膜３４へ向かう方向に反射（または透過）し、眼３０の網膜３４の方向から受光した光をスポット検出部５２の方向に透過（または反射）する。
【００３６】
このような調整光学系４０において、スポット検出部５２の受光位置は、ハーフミラー５４からの距離が、調整光出力部５０における調整光を出力する点光源の位置と同一となるように配置されている。これにより、調整光学系４０は、観察者の眼３０の網膜３４から反射された調整光のスポット径を、観察者の眼３０の網膜３４に対して調整光を出力する点光源の位置と光学的に同一位置において検出することができる。
【００３７】
調整用レンズ４２は、調整光学系４０と観察者の眼３０との間の光路中に設けられる。調整用レンズ４２は、調整光学系４０から眼３０へと照射される調整光を集光する。調整用レンズ４２は、一例として、眼３０の網膜３４の近傍に焦点が位置するように調整光を供給する。
【００３８】
移動制御部４４は、調整光学系４０により検出されるスポット径を予め定められた大きさとするように、調整光学系４０の位置を調整光の光路に沿って前後に移動させる。移動制御部４４は、一例として、網膜３４から反射された調整光のスポット径を、観察者の眼３０の網膜３４に対する調整光を出力する点光源の位置と光学的に同一位置において検出する場合、検出されるスポット径を最小とするように調整光学系４０の位置を移動させる。
【００３９】
算出部４６は、スポット径を予め定められた大きさとした状態での調整光学系４０の位置に基づき、観察者の眼３０のピント位置を算出する。算出部４６は、一例として、観察者の眼３０の網膜３４に対する調整光を出力する点光源の位置と光学的に同一位置においてスポット径を検出する場合、検出したスポット径を最小とした状態での調整光学系４０の位置に基づき、観察者の眼３０のピント位置を算出する。
【００４０】
図１２は、第１例に係る調整光学系４０の移動位置Ｘに対する、観察者の眼３０の網膜３４から反射された調整光の予め定められた位置でのスポットＳｐの直径ｄの関係を示す。観察者の眼３０の網膜３４に対する調整光を出力する点光源の位置と光学的に同一位置において、観察者の眼３０の網膜３４から反射された調整光のスポットＳｐの径ｄを検出したとする。
【００４１】
この場合、調整光出力部５０における調整光を出力する点光源の位置と観察者の眼３０の網膜３４の位置とが、水晶体３２および調整用レンズ４２を挟んで光学的に共役な関係となると、スポットＳｐの径ｄが最小となる。これに対して、調整光出力部５０における調整光を出力する点光源の位置と観察者の眼３０の網膜３４の位置とが光学的に共役な関係から離れるほど、スポットＳｐの径ｄは大きくなる。従って、移動制御部４４は、スポットＳｐの径ｄを最小とするように調整光学系４０の位置を制御することにより、調整光出力部５０における調整光を出力する点光源の位置と観察者の眼３０の網膜３４の位置とを、水晶体３２および調整用レンズ４２を挟んで光学的に共役な関係とすることができる。
【００４２】
ここで、調整用レンズ４２の焦点距離は、製造時において予め定まっている。従って、算出部４６は、調整光出力部５０における調整光を出力する点光源の位置と観察者の眼３０の網膜３４の位置とが光学的共役関係となっている状態における調整光学系４０の移動位置に基づき、眼３０の水晶体３２の厚み、即ち眼３０のピント位置を算出することができる。
【００４３】
算出部４６は、一例として、調整光学系４０の移動位置のそれぞれに対応する眼３０のピント位置を表わすテーブルを予め登録しておき、検出した調整光学系４０の移動位置に基づき眼３０のピント位置を検出する。また、算出部４６は、一例として、調整光学系４０の移動位置に対する眼３０のピント位置を表わす演算式を予め登録しておき、この演算式に基づき眼３０のピント位置を検出する。このようにして本例に係る検出部１６は、観察者の眼３０のピント位置を検出することができる。
【００４４】
図１３は、本実施形態に係る検出部１６の第２例の構成、並びに、第２例に係る検出部１６から眼３０の網膜３４へ向かう調整光の光路の一例を示す。図１４は、本実施形態に係る検出部１６の第２例の構成、並びに、眼３０から第２例に係る検出部１６へ向かう、眼３０の網膜３４により反射された調整光の光路の一例を示す。なお、図１３および図１４に示す第２例に係る検出部１６は、図１０から図１２において示した第１例に係る検出部１６と略同一の機能および構成を有するので、以下、同一の構成要素には同一の符号を付け、相違点を除き詳細な説明を省略する。
【００４５】
本例に係る調整光出力部５０は、観察者の眼３０の網膜３４に与える第１の調整光を点光源から出力するとともに、観察者の眼３０の網膜３４までの光学的距離が第１の調整光とは異なる点光源から第２の調整光を出力する。調整光出力部５０は、一例として、第１点光源６０と、第２点光源６２と、平行平板ガラス６４とを含む。
【００４６】
第１点光源６０は、観察者の眼３０の網膜３４に与える第１の調整光を出力する。第２点光源６２は、観察者の眼３０の網膜３４に与える第２の調整光を出力する。第１点光源６０および第２点光源６２は、ハーフミラー５４の光軸に対して平行に光を出力する。また、第１点光源６０および第２点光源６２は、一例として、ハーフミラー５４からの物理的な距離が同一の位置に配置される。
【００４７】
平行平板ガラス６４は、入射面に９０度未満の角度で第２の調整光が入射されるように、第２点光源６２とハーフミラー５４との間に配置される。平行平板ガラス６４は、第２の調整光を平行な２つの面により２回屈折して出力する。従って、平行平板ガラス６４は、観察者の眼３０の網膜３４から第１点光源６０までの光学的距離と、観察者の眼３０の網膜３４から第２点光源６２までの光学的距離を異なる距離にすることができる。
【００４８】
スポット検出部５２は、観察者の眼３０の網膜３４からの光学的距離が、観察者の眼３０の網膜３４から第１点光源６０までの光学的距離と観察者の眼３０の網膜３４から第２点光源６２までの光学的距離との中間位置に配置される。そして、スポット検出部５２は、観察者の眼３０の網膜３４から反射された第１の調整光のスポット径および第２の調整光のスポット径を検出する。
【００４９】
移動制御部４４は、第１の調整光のスポット径と第２の調整光のスポット径との差を予め定められた値とするように、調整光学系４０の位置を調整光の光路に沿って前後に移動させる。そして、算出部４６は、第１の調整光のスポット径と第２の調整光のスポット径との差を予め定められた値とした状態での、調整光学系４０の位置に基づき、観察者の眼３０のピント位置を算出する。
【００５０】
例えば、スポット検出部５２の受光面の観察者の眼３０の網膜３４からの光学的距離が、観察者の眼３０の網膜３４から第１点光源６０までの光学的距離と観察者の眼３０の網膜３４から第２点光源６２までの光学的距離との中間位置に配置されているとする。この場合、移動制御部４４は、第１の調整光のスポット径と第２の調整光のスポット径との差を０とするように、調整光学系４０の位置を調整光の光路に沿って前後に移動させる。そして、算出部４６は、第１の調整光のスポット径と第２の調整光のスポット径との差を０とした状態での調整光学系４０の位置に基づき、観察者の眼３０のピント位置を算出する。
【００５１】
図１５は、本実施形態の第２例に係る検出部１６における、（ａ）観察者の眼３０の網膜３４との光学的共役位置がスポット検出部５２の受光面の前側にある場合、および、（ｂ）後側にある場合の、調整光学系４０により検出される第１の調整光のスポットＳｐ１の径ｄ１および第２の調整光のスポットＳｐ２の径ｄ２の一例を示す。図１６は、本実施形態の第２例に係る調整光学系４０の移動位置Ｘに対する、観察者の眼３０の網膜３４から反射された第１の調整光のスポットＳｐ１の径ｄ１および第２の調整光のスポットＳｐ２の径ｄ２、および、径ｄ１と径ｄ２との差（ｄ２−ｄ１）の関係を示す。
【００５２】
観察者の眼３０の網膜３４から反射された第１の調整光と第２の調整光とを比較すると、第２の調整光の方が第１の調整光よりも、観察者の眼３０の網膜３４から遠い位置に集光される。従って、第１の調整光のスポット径ｄ１が最小となるような調整光学系４０の移動位置と、第２の調整光のスポット径ｄ２が最小となるような調整光学系４０の移動位置との中間に、調整光学系４０を制御することにより、スポット検出部５２の受光面の位置と観察者の眼３０の網膜３４の位置とを、水晶体３２および調整用レンズ４２を挟んで光学的に共役な関係とすることができる。
【００５３】
従って、算出部４６は、第１の調整光のスポット径ｄ１と第２の調整光のスポット径ｄ２との差を予め定められた値（例えば０）とした状態における調整光学系４０の移動位置に基づき、眼３０の水晶体３２の厚み、即ち眼３０のピント位置を算出することができる。これにより、本例に係る検出部１６は、観察者の眼３０のピント位置を検出することができる。
【００５４】
特に、本例に係る検出部１６は、第１の調整光のスポット径ｄ１と第２の調整光のスポット径ｄ２との差の値の正負が、調整光学系４０の移動位置の目標位置を挟んで反転する。従って、本例に係る検出部１６は、調整光学系４０の移動位置をサーボ制御により制御することができる。
【００５５】
図１７は、本実施形態の第１変形例に係る表示装置１０の構成を示す。第１変形例に係る表示装置１０は、図１に示した本実施形態に係る表示装置１０と略同一の機能および構成を有するので、以下、同一の構成要素には同一の符号を付け、相違点を除き詳細な説明を省略する。
【００５６】
本変形例に係る表示装置１０は、複数の観察者のそれぞれに異なる立体像を提供する。表示装置１０は、一例として、異なる視点から観賞する複数の観察者のそれぞれに、その視点に対応した立体像を提供する。本変形例に係る出力部１４は、複数の観察者（視点）のそれぞれに対応した右眼用画像および左眼用画像を出力する。表示部１２は、複数の視点の観察者のそれぞれの右眼および左眼に対して、その視点に対応した右眼用画像および左眼用画像を与える。
【００５７】
さらに、本変形例に係る表示装置１０は、複数の観察者のそれぞれに対応した複数の検出部１６を備える。複数の検出部１６のそれぞれは、対応する観察者の眼のピント位置を検出する。
【００５８】
ボケ制御部１８は、複数の観察者のそれぞれに対して表示する画像のそれぞれの領域を、立体像における当該領域に対応する部分と、対応する観察者の眼のピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる。このような表示装置１０によれば、複数の観察者毎に、右眼および左眼の視線の交差点（輻輳の位置）とピント位置が一致し、且つ、眼のピント位置とは異なる距離の部分に対して、ピント位置からのズレ量に応じたボケを生じさせた立体像を表示することができる。従って、表示装置１０によれば、複数の観察者のそれぞれに自然に近い立体像を提供し、眼の疲労を低減することができる。
【００５９】
図１８は、本実施形態の第２変形例に係る表示装置１０の構成を示す。第２変形例に係る表示装置１０は、図１に示した本実施形態に係る表示装置１０と略同一の機能および構成を有するので、以下、同一の構成要素には同一の符号を付け、相違点を除き詳細な説明を省略する。
【００６０】
本変形例に係る表示装置１０は、観察者の右眼および左眼に別個の画像を与えて、観察者に立体的に認識される画像を提供する。本変形例に係る表示装置１０は、出力部１４と、右眼用の表示面２２−Ｒと、左眼用の表示面２２−Ｌと、右眼用の光学系７０−Ｒと、左眼用の光学系７０−Ｌと、右眼用の検出部１６−Ｒと、左眼用の検出部１６−Ｌと、制御部７２と、右眼用のボケ制御部１８−Ｒと、左眼用のボケ制御部１８−Ｌとを備える。
【００６１】
右眼用の表示面２２−Ｒは、観察者の右眼に表示するべき右眼用画像を表示する。左眼用の表示面２２−Ｌは、観察者の左眼に表示するべき左眼用画像を表示する。右眼用の表示面２２−Ｒおよび左眼用の表示面２２−Ｌは、例えば別個の表示パネルである。なお、右眼用の表示面２２−Ｒおよび左眼用の表示面２２−Ｌは、右眼用または左眼用である点において相違するが、他の点においては互いに同一の機能および構成を有するので、両者を区別せずに説明する場合には、単に表示面２２と称する。
【００６２】
右眼用の光学系７０−Ｒは、右眼用の表示面２２−Ｒの虚像を生成して観察者の右眼に与える。左眼用の光学系７０−Ｌは、左眼用の表示面２２−Ｌの虚像を生成して観察者の左眼に与える。なお、右眼用の光学系７０−Ｒおよび左眼用の光学系７０−Ｌは、右眼用または左眼用である点において相違するが、他の点においては互いに同一の機能および構成を有するので、両者を区別せずに説明する場合には、単に光学系７０と称する。
【００６３】
光学系７０は、表示面２２の虚像を生成する虚像生成光学系を有する。本例においては、光学系７０は、虚像生成光学系として、レンズ７４を有する。なお、虚像生成光学系は、反射光学系であってもよい。
【００６４】
さらに、表示面２２および光学系７０の一方または両方は、互いの光軸方向の相対的な位置を変更することができる。例えば、表示面２２および光学系７０のレンズ７４の一方または両方は、光軸方向の位置を移動することができる。
【００６５】
右眼用の検出部１６―Ｒは、観察者の右眼の網膜との光学的共役位置を検出する。この場合、右眼用の検出部１６―Ｒは、レンズ７４と右眼用の表示面２２−Ｒとの位置関係を検出することができれば、観察者の右眼の網膜との光学的共役位置と右眼用の表示面２２−Ｒの位置とのずれ量を検出することができる。本実施形態においては、右眼用の検出部１６―Ｒは、観察者の右眼の網膜からの光を検出し、検出した光に基づいて観察者の右眼の網膜との光学的共役位置を検出し、右眼用の表示面２２−Ｒの位置とのずれ量を検出する。
【００６６】
右眼用の検出部１６―Ｒは、一例として、赤外光等の不可視の調整光を右眼用の光学系７０−Ｒを介して観察者の右眼の網膜に与え、右眼の網膜から反射された調整光を右眼用の光学系７０−Ｒを介して受光する。そして、右眼用の検出部１６―Ｒは、受光した調整光に基づき、右眼の網膜との光学的共役位置を検出する。
【００６７】
左眼用の検出部１６―Ｌは、観察者の左眼の網膜との光学的共役位置を検出する。この場合、左眼用の検出部１６―Ｌは、レンズ７４と左眼用の表示面２２−Ｌとの位置関係を検出することができれば、観察者の左眼の網膜との光学的共役位置と左眼用の表示面２２−Ｌの位置とのずれ量を検出する。本実施形態においては、左眼用の検出部１６―Ｌは、観察者の左眼の網膜からの光を検出し、検出した光に基づいて、観察者の左眼の網膜との光学的共役位置を検出し、左眼用の表示面２２−Ｌの位置とのずれ量を検出する。
【００６８】
左眼用の検出部１６―Ｌは、一例として、赤外光等の不可視の調整光を左眼用の光学系７０−Ｌを介して観察者の左眼の網膜に与え、左眼の網膜から反射された調整光を左眼用の光学系７０−Ｌを介して受光する。そして、左眼用の検出部１６―Ｌは、受光した調整光に基づき、左眼の網膜との光学的共役位置を検出する。
【００６９】
なお、右眼用の検出部１６−Ｒおよび左眼用の検出部１６−Ｌは、右眼用または左眼用である点において相違するが、他の点においては互いに同一の機能および構成を有する。従って、右眼用の検出部１６−Ｒおよび左眼用の検出部１６−Ｌを区別せずに説明する場合には、単に検出部１６という。
【００７０】
制御部７２は、右眼用の検出部１６−Ｒの検出結果に基づいて右眼用の光学系７０−Ｒおよび右眼用の表示面２２−Ｒの少なくとも一方の位置を制御して、右眼用の表示面２２−Ｒと右眼の網膜とを光学的共役関係に保つ。制御部７２は、一例として、右眼用の表示面２２−Ｒと右眼の網膜との光学的共役位置とのずれ量が０となるように、右眼用の光学系７０−Ｒのレンズ７４および右眼用の表示面２２−Ｒの少なくとも一方の光軸方向の位置を移動させる。
【００７１】
また、制御部７２は、左眼用の検出部１６−Ｌの検出結果に基づいて左眼用の光学系７０−Ｌおよび左眼用の表示面２２−Ｌの少なくとも一方の位置を制御して、左眼用の表示面２２−Ｌと左眼の網膜とを光学的共役関係に保つ。制御部７２は、一例として、左眼用の表示面２２−Ｌと左眼の網膜との光学的共役位置とのずれ量が０となるように、左眼用の光学系７０−Ｌのレンズ７４および左眼用の表示面２２−Ｌの少なくとも一方の光軸方向の位置を移動させる。
【００７２】
右眼用のボケ制御部１８−Ｒは、右眼用の表示面２２−Ｒにより表示する画像のそれぞれの領域を、立体像における当該領域に対応する部分と、観察者の右眼のピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる。この場合、右眼用のボケ制御部１８−Ｒは、一例として、右眼用の表示面２２−Ｒと右眼の網膜とを光学的共役関係に保った状態における右眼用の光学系７０−Ｒおよび右眼用の表示面２２−Ｒの位置に基づき、右眼用の表示面２２−Ｒにより表示する画像のそれぞれの領域を、立体像における当該領域に対応する部分と、観察者の右眼のピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる。
【００７３】
左眼用のボケ制御部１８−Ｌは、左眼用の表示面２２−Ｌにより表示する画像のそれぞれの領域を、立体像における当該領域に対応する部分と、観察者の左眼のピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる。この場合、左眼用のボケ制御部１８−Ｌは、一例として、左眼用の表示面２２−Ｌと左眼の網膜とを光学的共役関係に保った状態における左眼用の光学系７０−Ｌおよび左眼用の表示面２２−Ｌの位置に基づき、左眼用の表示面２２−Ｌにより表示する画像のそれぞれの領域を、立体像における当該領域に対応する部分と、観察者の左眼のピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる。
【００７４】
なお、右眼用のボケ制御部１８−Ｒおよび左眼用のボケ制御部１８−Ｌは、右眼用または左眼用である点において相違するが、他の点においては互いに同一の機能および構成を有する。右眼用のボケ制御部１８−Ｒおよび左眼用のボケ制御部１８−Ｌを区別せずに説明する場合には、単にボケ制御部１８という。
【００７５】
右眼用の検出部１６−Ｒと左眼用の検出部１６−Ｌにより、右眼および左眼のピント位置Ｈと、レンズ７４が作る表示面２２の虚像の位置とは一致している。しかし、立体像１００を観察する初期状態では、立体像１００の点Ｐとレンズ７４が作る虚像の位置とはずれているので、点Ｐに対応する画像はボケて見える。仮に、初期状態で図７に示すようにボケているものとすると、眼はボケ量を小さくするようにピント調整を行う。
【００７６】
もし、右眼と左眼のピント位置Ｈが眼へ近づく方へ変化すると、レンズ７４の虚像の位置も眼へ近づく方へと変化して、それに応じて右眼用のボケ制御部１８−Ｒと左眼用のボケ制御部１８−Ｌは、図６の状態のように点Ｐに対応する画像のボケ量を増大させる。逆に、右眼と左眼のピント位置Ｈが眼から遠ざかる方へ変化すると、レンズ７４の虚像の位置も眼から遠ざかる方へと変化して、それに応じて右眼用のボケ制御部１８−Ｒと左眼用のボケ制御部１８−Ｌは、図８の状態のように点Ｐに対応する画像のボケ量を減少させる。しかし、図８の状態を超えて、右眼と左眼のピント位置Ｈが点Ｐよりも眼から遠ざかる方へ変化すると、右眼用のボケ制御部１８−Ｒと左眼用のボケ制御部１８−Ｌは、図９の状態のように点Ｐに対応する画像のボケ量を増加させる。従って、眼は、点Ｐに対応する画像のボケが最小になる図８の状態で、ピント調節を行うことを停止する。
【００７７】
このように表示装置１０は、常に、立体像１００の点Ｐにおいて、両眼視差による認識位置とピント位置Ｈを一致させ、且つ、点Ｐから奥行き方向の位置が異なる部位については、そのずれ量に応じたボケが生じた像を見せることができる。
【００７８】
以上のような表示装置１０は、観察者の右眼に右眼用の画像を与え、観察者の左眼に左眼用の画像を与える。これにより、表示装置１０によれば、観察者に立体像を提供することができる。更に、表示装置１０によれば、右眼および左眼の視線の交差点（輻輳の位置）とピント位置が一致し、且つ、観察者の眼のピント位置とは異なる距離の像については、ピント位置からのズレ量に応じてボケを生じさせることができる。従って、表示装置１０によれば、観察者に自然に近い立体像を提供し、眼の疲労を低減することができる。
【００７９】
図１９は、本実施形態の第２変形例に係る表示装置１０において、観察者が立体像１００の点Ｐを注視している場合の、観察者の眼３０のピント位置Ｈの一例を示す。
【００８０】
観察者が表示面２２により表示された立体像１００の点Ｐを注視しているとする。この場合、レンズ７４および表示面２２の少なくとも一方の光軸方向の位置が制御されて、表示面２２と眼３０の網膜３４との間が、水晶体３２およびレンズ７４を挟んで光学的共役関係となる。
【００８１】
ここで、眼３０は、ピント位置Ｈを立体像１００の点Ｐに一致させるように水晶体３２の厚みを調整する。これにより、表示装置１０によれば、立体像１００の点Ｐを認識している位置と、眼３０のピント位置Ｈとを一致させることができる。更に、立体像１００は右眼と左眼に共通であるので、本変形例にかかる表示装置１０は、右眼と左眼のそれぞれのピント位置を立体像１００の同一点Ｐを認識している位置に一致させることもできる。従って、本変形例にかかる表示装置１０によれば、観察者に自然に近い立体像を提供し、立体像の観察時における疲労を抑制することができる。
【００８２】
図２０は、本実施形態の第２変形例に係る検出部１６の第１例の構成、並びに、第１例に係る検出部１６から眼３０の網膜３４へ向かう調整光の光路の一例を示す。図２１は、本実施形態の第２変形例に係る検出部１６の第１例の構成、並びに、眼３０から第１例に係る検出部１６へ向かう、眼３０の網膜３４により反射された調整光の光路の一例を示す。
【００８３】
本例において、検出部１６は、表示面２２と光学系７０のレンズ７４との間の光路中に配置される。また、本例において、検出部１６および表示面２２は一体化されて光学ユニット８８を形成する。そして、光学ユニット８８は、レンズ７４の光軸に沿って前後に移動する。
【００８４】
検出部１６は、調整光出力部５０と、出力用レンズ８２と、ハーフミラー５４と、ダイクロイックミラー８４と、受光用レンズ８６と、スポット検出部５２とを有する。
【００８５】
調整光出力部５０は、赤外光等の不可視の調整光を出力する。出力用レンズ８２は、調整光出力部５０から出力された調整光を集光する。出力用レンズ８２は、当該調整光が調整光出力部５０から観察者の眼３０の網膜３４に与えられるまでの光路上における、レンズ７４からの光学的距離が表示面２２と等しい位置に、調整光を集光する。
【００８６】
即ち、出力用レンズ８２は、レンズ７４からの光学的距離が表示面２２と等しい位置と、調整光出力部５０の発光位置との間を、共役関係とするレンズである。これにより、出力用レンズ８２は、表示面２２からレンズ７４までの光学的距離と、当該出力用レンズ８２が集光した調整光のスポットＳｓの位置からレンズ７４までの光学的距離とを同一とすることができる。
【００８７】
ハーフミラー５４およびダイクロイックミラー８４は、調整光出力部５０から出力された調整光を、表示面２２とレンズ７４との間の光路中に導いて、レンズ７４を介して観察者の眼３０の網膜３４へ与える。また、ハーフミラー５４およびダイクロイックミラー８４は、観察者の眼３０の網膜３４により反射された調整光を、レンズ７４と表示面２２との間の光路中から取り出して、スポット検出部５２に与える。
【００８８】
例えば、ハーフミラー５４は、出力用レンズ８２と、出力用レンズ８２が集光した調整光のスポットＳｓとの間に配置される。ハーフミラー５４は、出力用レンズ８２から出力された調整光を反射（または透過）して、ダイクロイックミラー８４に与える。
【００８９】
例えば、ダイクロイックミラー８４は、レンズ７４と表示面２２との間の光路中に、光軸に対して４５度の角度に設けられる。ダイクロイックミラー８４は、ハーフミラー５４からの調整光を反射して、レンズ７４を介して観察者の眼３０の網膜３４に与える。また、ダイクロイックミラー８４は、観察者の眼３０の網膜３４から戻った調整光を反射して、ハーフミラー５４に与える。ハーフミラー５４は、ダイクロイックミラー８４により反射された調整光を透過（または反射）して、スポット検出部５２に与える。
【００９０】
ダイクロイックミラー８４は、一例として、赤外光のみを反射し、他の波長の光を透過する。これにより、ダイクロイックミラー８４は、表示面２２から観察者の眼３０へ与えられる表示光に影響を与えずに、赤外光の調整光を観察者の眼３０の網膜３４に与え、更に、観察者の眼３０の網膜３４から反射した調整光を取り出すことができる。
【００９１】
また、ハーフミラー５４およびダイクロイックミラー８４は、調整光出力部５０から出力された調整光を光学系７０を介して観察者の眼３０の網膜３４に与えるとともに、観察者の眼３０の網膜３４から反射されて光学系７０を介して出力された調整光を取り出す検出用光学系であれば、どのような構成であってもよい。
【００９２】
受光用レンズ８６は、観察者の眼３０の網膜３４により反射された調整光を集光してスポット検出部５２に与える。この場合において、受光用レンズ８６は、観察者の眼３０の網膜３４により反射された調整光を、レンズ７４からの光学的距離が表示面２２と等しい参照位置を通過した後に集光する。受光用レンズ８６は、一例として、ハーフミラー５４とスポット検出部５２との間に設けられる。
【００９３】
スポット検出部５２は、観察者の眼３０の網膜３４から反射された調整光における、レンズ７４からの光学的距離が表示面２２と等しい参照位置でのスポットＳｐの大きさを検出する。スポット検出部５２は、一例として、レンズ７４からの光学的距離が表示面２２と等しい参照位置と受光用レンズ８６を挟んで光学的に共役な関係となるように配置されたイメージセンサと、このイメージセンサにより検出された画像からスポットＳｐの直径を算出するスポット径算出部とを含む。
【００９４】
制御部７２は、このような検出部１６により検出された、観察者の眼３０の網膜３４から反射された調整光のスポットＳｐに基づき、当該スポットのＳｐの直径ｄを算出する。そして、制御部７２は、算出した直径ｄが最も小さくなるように、表示面２２の光軸方向の位置（本例においては表示面２２と検出部１６とを一体化した光学ユニット８８）を移動させる。
【００９５】
これにより、制御部７２は、観察者の右眼の網膜３４との光学的共役位置を右眼用の表示面２２―Ｒに一致させることができる。また、制御部７２は、観察者の左眼の網膜３４の光学的共役位置を左眼用の表示面２２−Ｌに一致させることができる。
【００９６】
図２２は、本実施形態の第２変形例に係る検出部１６の第２例の構成、並びに、第２例に係る検出部１６から眼３０の網膜３４へ向かう調整光の光路の一例を示す。図２３は、本実施形態の第２変形例に係る検出部１６の第２例の構成、並びに、眼３０から第２例に係る検出部１６へ向かう、眼３０の網膜３４により反射された調整光の光路の一例を示す。なお、図２２および図２３に示す第２例に係る検出部１６は、図２０から図２１において示した第１例に係る検出部１６と略同一の機能および構成を有するので、以下、同一の構成要素には同一の符号を付け、相違点を除き詳細な説明を省略する。
【００９７】
本例に係る調整光出力部５０は、観察者の眼３０の網膜３４に与える第１の調整光を点光源から出力するとともに、観察者の眼３０の網膜３４までの光学的距離が第１の調整光とは異なる点光源から第２の調整光を出力する。本例に係る調整光出力部５０は、図１３および図１４に示した調整光出力部５０と同様の構成である。
【００９８】
出力用レンズ８２は、調整光出力部５０から出力された第１の調整光および第２の調整光を集光する。出力用レンズ８２は、調整光が調整光出力部５０から観察者の眼３０の網膜３４に与えられるまでの光路上における、レンズ７４からの光学的距離が表示面２２と等しい位置を挟んで光軸方向に前後する位置に、第１の調整光および第２の調整光を集光する。
【００９９】
出力用レンズ８２は、一例として、調整光出力部５０から出力された第１の調整光を集光したスポットＳｓ１を、レンズ７４からの光学的距離が表示面２２と等しい位置よりも、観察者の眼３０から見て前側（即ち、レンズ７４側）に形成する。また、出力用レンズ８２は、一例として、調整光出力部５０から出力された第２の調整光を集光したスポットＳｓ２を、レンズ７４からの光学的距離が表示面２２と等しい位置よりも、観察者の眼３０から見て後側（即ち、調整光出力部５０側）に形成する。
【０１００】
ハーフミラー５４およびダイクロイックミラー８４は、調整光出力部５０から出力された第１の調整光および第２の調整光を、表示面２２とレンズ７４との間の光路中に導いて、レンズ７４を介して観察者の眼３０の網膜３４へ与える。また、ハーフミラー５４およびダイクロイックミラー８４は、観察者の眼３０の網膜３４により反射された第１の調整光および第２の調整光を、レンズ７４と表示面２２との間の光路中から取り出して、スポット検出部５２に与える。
【０１０１】
受光用レンズ８６は、観察者の眼３０の網膜３４により反射された第１の調整光および第２の調整光を集光してスポット検出部５２に与える。この場合において、受光用レンズ８６は、観察者の眼３０の網膜３４により反射された第１の調整光および第２の調整光を、レンズ７４からの光学的距離が表示面２２と等しい参照位置を通過した後に集光する。
【０１０２】
スポット検出部５２は、観察者の眼３０の網膜３４から反射された第１の調整光および第２の調整光のそれぞれにおける、レンズ７４からの光学的距離が表示面２２と等しい参照位置でのスポットＳｐ１およびスポットＳｐ２のスポット径を検出する。スポット検出部５２は、一例として、レンズ７４からの光学的距離が表示面２２と等しい参照位置と受光用レンズ８６を挟んで光学的に共役な関係となるように配置されたイメージセンサと、このイメージセンサにより検出された画像からスポットＳｐ１およびスポットＳｐ２の直径を算出するスポット径算出部とを含む。
【０１０３】
制御部７２は、このような検出部１６により検出された、観察者の眼３０の網膜３４から反射された第１の調整光のスポット径および第２の調整光のスポット径の差を算出する。そして、制御部７２は、スポット径の差が０となるように、表示面２２の光軸方向の位置（本例においては表示面２２と検出部１６とを一体化した光学ユニット８８）を移動させる。
【０１０４】
これにより、制御部７２は、観察者の右眼の網膜３４との光学的共役位置を右眼用の表示面２２―Ｒに一致させることができる。また、制御部７２は、観察者の左眼の網膜３４の光学的共役位置を左眼用の表示面２２−Ｌに一致させることができる。
【０１０５】
図２４は、本実施形態の第３変形例に係る表示装置１０の構成を示す。第３変形例に係る表示装置１０は、図１８に示した第２変形例に係る表示装置１０と略同一の機能および構成を有するので、以下、同一の構成要素には同一の符号を付け、相違点を除き詳細な説明を省略する。
【０１０６】
本変形例に係る表示装置１０は、観察者の右眼および左眼に別個の画像を与えて、観察者に立体的に認識される画像を提供する。表示装置１０は、表示部１２と、出力部１４と、光学系７０と、検出部１６と、制御部７２と、ボケ制御部１８とを備える。
【０１０７】
表示部１２は、右眼用画像および左眼用画像を表示して観察者に立体像を観察させる。表示部１２は、表示面２２と、レンチキュラーレンズアレイ２４とを有する。
【０１０８】
表示面２２は、右眼用画像を表示する右眼用領域と左眼用画像を表示する左眼用領域とを有する。表示面２２は、一例として、右眼用領域と左眼用領域とが交互に配列される。
【０１０９】
レンチキュラーレンズアレイ２４は、表示面２２の右眼用領域から出力された光を観察者の右眼方向に屈折させて観察者に右眼のみに照射する。また、レンチキュラーレンズアレイ２４は、左眼用領域から出力された光を観察者の左眼方向に屈折させて観察者に左眼のみに照射する。
【０１１０】
光学系７０は、表示面２２の虚像を生成して観察者の右眼および左眼に与える。本例においては、光学系７０は、表示面２２の虚像を生成する両眼用レンズ９０を有する。
【０１１１】
さらに、表示面２２および光学系７０の一方または両方は、互いの光軸方向の相対的な位置を変更することができる。例えば、表示面２２および光学系７０の両眼用レンズ９０の一方または両方は、光軸方向の位置を移動することができる。
【０１１２】
検出部１６は、観察者の右眼および左眼の少なくとも一方の網膜との光学的共役位置と、表示面２２の位置とのずれ量を検出する。
【０１１３】
制御部７２は、検出部１６の検出結果に基づいて光学系７０および表示面２２の少なくとも一方の位置を制御して、表示面２２と観察者の左眼および右眼の少なくとも一方の網膜とを光学的共役関係に保つ。制御部７２は、一例として、観察者の左眼および右眼の少なくとも一方の網膜との光学的共役位置と、表示面２２の位置とのずれ量が０となるように、右眼用の光学系７０の両眼用レンズ９０および表示面２２の少なくとも一方の光軸方向の位置を移動させる。
【０１１４】
ボケ制御部１８は、表示面２２により表示する画像のそれぞれの領域を、立体像における当該領域に対応する部分と、観察者の右眼および左眼の少なくともに一方のピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる。この場合、ボケ制御部１８は、一例として、表示面２２と右眼および左眼の少なくとも一方の網膜とを光学的共役関係に保った状態における、光学系７０および表示面２２の位置に基づき、虚像の位置を算出して、虚像の位置と立体像における当該領域とのズレ量に応じてボケを生じさせる。
【０１１５】
以上のような表示装置１０は、観察者の右眼に右眼用の画像を与え、観察者の左眼に左眼用の画像を与える。これにより、表示装置１０によれば、観察者に立体像を提供することができる。更に、表示装置１０によれば、両眼視差による認識位置とピント位置が一致し、且つ、観察者の眼のピント位置とは異なる距離の像については、ピント位置からのズレ量に応じてボケを生じさせることができる。従って、表示装置１０によれば、観察者に自然に近い立体像を提供し、眼の疲労を低減することができる。
【０１１６】
図２５は、第３変形例に係る検出部１６の構成の一例、及び、観察者の眼のピント位置Ｈが立体像１００上の点Ｐより手前側である場合の視線の一例を示す。図２６は、第３変形例に係る検出部１６の構成の一例、及び、観察者の眼のピント位置Ｈが立体像１００上の点Ｐより手前側であり、図２５のピント位置よりも奥側である場合の視線の一例を示す。図２７は、第３変形例に係る検出部１６の構成の一例、及び、観察者の眼のピント位置Ｈが立体像１００上の点Ｐに一致する場合の視線の一例を示す。図２８は、第３変形例に係る検出部１６の構成の一例、及び、観察者の眼のピント位置Ｈが表示部１２により生成された立体像１００の点Ｐの奥側である場合の視線の一例を示す。
【０１１７】
変形例に係る検出部１６は、表示面２２と光学系７０の両眼用レンズ９０との間の光路中に配置される。検出部１６は、右眼用の検出器９４−Ｒおよび左眼用の検出器９４−Ｌの少なくとも一方と、両眼用ダイクロイックミラー９２とを有する。
【０１１８】
右眼用の検出器９４−Ｒは、赤外光等の不可視波長領域の調整光を観察者の右眼の網膜に与えて、観察者の右眼の網膜から反射された調整光を検出する。そして、右眼用の検出器９４−Ｒは、検出した調整光に基づき、観察者の右眼のピント位置を検出する。
【０１１９】
左眼用の検出器９４−Ｌは、赤外光等の不可視波長領域の調整光を観察者の左眼の網膜に与えて、観察者の左眼の網膜から反射された調整光を検出する。そして、左眼用の検出器９４−Ｌは、検出した調整光に基づき、観察者の左眼のピント位置を検出する。検出部１６は、右眼用の検出器９４−Ｒおよび左眼用の検出器９４−Ｌを両方有していてもよいし、何れか一方を有してもよい。
【０１２０】
両眼用ダイクロイックミラー９２は、赤外光のみを反射し、他の波長の光を透過する。両眼用ダイクロイックミラー９２は、表示面２２と両眼用レンズ９０との間の光路中に配置される。
【０１２１】
両眼用ダイクロイックミラー９２は、右眼用の検出器９４−Ｒおよび左眼用の検出器９４−Ｌから出力された調整光を、表示面２２と両眼用レンズ９０との間の光路中に導いて、両眼用レンズ９０を介して観察者の眼３０の網膜３４へ与える。また、両眼用ダイクロイックミラー９２は、観察者の眼３０の網膜３４により反射された調整光を、両眼用レンズ９０と表示面２２との間の光路中から取り出して、右眼用の検出器９４−Ｒおよび左眼用の検出器９４−Ｌに与える。このような検出部１６は、観察者の右眼および左眼の少なくとも一方の網膜との光学的共役位置と、表示面２２の位置とのずれ量を検出することができる。
【０１２２】
ここで、本変形例において、観察者の眼のピント位置Ｈが図２７に示されるように立体像１００の点Ｐに一致している場合、両眼用レンズ９０により屈折された右眼および左眼の視線の交差点（輻輳の位置）は、表示面２２上において一致する。
【０１２３】
これに対して、観察者の眼のピント位置Ｈが、図２５および図２６に示されるように立体像１００の点Ｐよりも手前側である場合、両眼用レンズ９０により屈折された右眼および左眼の視線の交差点（輻輳の位置）は、表示面２２上よりも奥側になる。また、観察者の眼のピント位置Ｈが、図２８に示されるように立体像１００の点Ｐよりも奥側である場合、両眼用レンズ９０により屈折された右眼および左眼の視線の交差点（輻輳の位置）は、表示面２２上よりも手前側になる。
【０１２４】
従って、第３変形例に係る表示装置１０においては、制御部７２は、観察者の眼のピント位置Ｈに応じて、右眼用画像および左眼用画像の表示座標を補正することが好ましい。即ち、表示面２２は、立体像におけるそれぞれの部分について、当該部分と対応する眼の水晶体の中心とを結ぶ直線上に、当該部分に対応する表示領域の虚像を生成するように、右眼用画像および左眼用画像を変更して表示することが好ましい。
【０１２５】
図２９は、本実施形態の第３変形例に係る表示装置１０において、立体像の点Ｐに対応する画像の、表示面２２上における表示位置を示す。両眼用レンズ９０により作られる表示面２２上の任意の点Ｐｐの虚像が、点Ｐｉであるとする。この場合、点Ｐｐに対応する表示面２２により生成される立体像上の点Ｐは、観察者の眼の中心位置Ｅｃと点Ｐｉとを結ぶ直線上に存在しなければならない。
【０１２６】
観察者の眼の中心位置Ｅｃの両眼用レンズ９０の光軸Ａｏからの距離をＨｅとする。なお、図面上において、観察者の眼の中心位置Ｅｃが光軸Ａｏの下側に位置する場合には、Ｈｅはマイナスの値となる。
【０１２７】
また、点Ｐの光軸Ａｏからの距離をＨｏとする。また、両眼用レンズ９０から観察者の眼の中心位置Ｅｃまでの距離をＬｅ、両眼用レンズ９０から点Ｐｉまでの距離をＬｉ、両眼用レンズ９０から点Ｐまでの距離をＬｏとする。さらに、両眼用レンズ９０の焦点距離をｆとする。
【０１２８】
この場合、点Ｐｐの光軸Ａｏからの距離Ｈｐは、下記の式（１）により表される。
【０１２９】
【数１】
【０１３０】
従って、表示面２２は、立体像上における観察者の眼のピント位置からずれた点Ｐについては、下記式（１）に基づき算出された座標に対応する画像を表示する。これにより、第３変形例に係る表示装置１０では、観察者の眼のピント位置に係わらず、右眼および左眼の視線の交差点（輻輳の位置）を常に点Ｐに一致させることができる。
【０１３１】
図３０は、本実施形態の第４変形例に係る表示装置１０の構成を示す。第４変形例に係る表示装置１０は、図１に示した表示装置１０と略同一の機能および構成を有するので、以下、同一の構成要素には同一の符号を付け、相違点を除き詳細な説明を省略する。
【０１３２】
本変形例に係る表示装置１０は、リアルタイムで撮像された右眼用画像および左眼用画像を表示部１２に表示させ、観察者にリアルタイムで撮像された立体像を観察させる。表示装置１０は、出力部１４に代えて、右眼用の撮像部９８−Ｒおよび左眼用の撮像部９８−Ｌを備える。また、表示装置１０は、ボケ制御部１８に代えて、右眼用のピント制御部９９−Ｒおよび左眼用のピント制御部９９−Ｌを備える。
【０１３３】
右眼用の撮像部９８−Ｒは、被写体２００を右眼に対応する位置から撮像して右眼用画像を生成する。左眼用の撮像部９８−Ｌは、被写体２００を左眼に対応する位置から撮像して左眼用画像を生成する。
【０１３４】
表示部１２は、右眼用の撮像部９８−Ｒにより撮像して生成された右眼用画像を、リアルタイムで観察者の右眼に表示する。また、表示部１２は、左眼用の撮像部９８−Ｌにより撮像して生成された左眼用画像を、リアルタイムで観察者に左眼に表示する。
【０１３５】
右眼用のピント調整部９９−Ｒは、右眼用の検出部１６−Ｒにより検出された観察者の右眼のピント位置に応じて、右眼用の撮像部９８−Ｒの撮像レンズの焦点位置を調整する。左眼用のピント調整部９９−Ｌは、左眼用の検出部１６−Ｌにより検出された観察者の右眼のピント位置に応じて、左眼用の撮像部９８−Ｌの撮像レンズの焦点位置を調整する。
【０１３６】
図３１は、本実施形態の第４変形例に係る表示装置１０により生成された立体像１００を観察する場合の観察者の眼のピント位置および輻輳の一例を示す。図３２は、本実施形態の第４変形例において、右眼用の撮像部９８−Ｒおよび左眼用の撮像部９８−Ｌの撮像方向および焦点位置の一例を示す。
【０１３７】
図３１において、初期状態では、観察者の右眼および左眼は、立体像１００上の点Ｐを注視しようとしているが、ピント位置がそれぞれ面Hｒ１と面Hｌ１に合っているものとする。一方、図３２において、右眼用の撮像部９８−Ｒと左眼用の撮像部９８−Ｌの焦点はそれぞれ面Hｒ′１と面Hｌ′１に合っているものとする。このように、初期状態では、点Ｐは眼のピント位置上にないのでボケて見える。
【０１３８】
ここで、表示部１２は、倍率αで撮影された画像を表示する。この場合、右眼（または左眼）から右眼（または左眼）のピント面までの距離をＤとし、右眼用の撮像部９８−Ｒ（または左眼用の撮像部９８−Ｌ）から、右眼用の撮像部９８−Ｒの焦点位置（または左眼用の撮像部９８−Ｌの焦点位置）までの距離をＤ′とすると、眼用のピント調整部９９−Ｒは、α×Ｄ′=Ｄの関係が成り立つように、右眼用の撮像部９８−Ｒの焦点位置を制御する。また、左眼用のピント調整部９９−Ｌも、同様に、α×Ｄ′=Ｄの関係が成り立つように、左眼用の撮像部９９−Ｒの焦点位置を制御する。
【０１３９】
例えば、右眼が点Ｐの像が鮮明に見えるように、ピント位置を面Hｒ１から面Hｒ２に変化させようとしたとする。すると、右眼用のピント調整部９９−Ｒは、右眼のピンと位置の変化に同期して、右眼用の撮像部９８−Ｒの焦点位置を面Hｒ′１からΔＤ′=ΔＤ／αだけずらした面Hｒ′２まで移動させる。また、左眼が点Ｐの像が鮮明に見えるように、ピント位置を面Hｌ１から面Hｌ２に変化させようとしたとする。すると、左眼用のピント調整部９９−Ｌは、左眼のピント位置変化に同期して、左眼用の撮像部９８−Ｌの焦点位置を面Hｌ′１からΔＤ′=ΔＤ／αだけずらした面Hｌ′２まで移動させる。
【０１４０】
こうして、最終的に右眼および左眼は立体像１００上の点Ｐを含む面にピントを合わせることができる、これは被写体２００上の点Ｐ′をα倍拡大して直接見ていることと等価である。更に、点Ｐとピント方向に距離の異なる部分については、その距離の差に応じたボケが生じる。
【０１４１】
このように、第４変形例に係る表示装置１０は、ソフトウェアによる画像のぼかし処理をせずに、右眼および左眼の視線の交差点（輻輳の位置）を常に点Ｐに一致させて、被写体２００のα倍拡大した自然な立体像を観察者に表示することができる。なお、図３０には、図１に示した表示装置１０の出力部１４に代えて右眼用の撮像部９８−Ｒおよび左眼用の撮像部９８−Ｌを備えた構成を示したが、図１８および図２４に示した出力部１４に代えて右眼用の撮像部９８−Ｒおよび左眼用の撮像部９８−Ｌを備える構成であってもよい。
【０１４２】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【０１４３】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１４４】
１０ 表示装置、１２ 表示部、１４ 出力部、１６ 検出部、１８ ボケ制御部、２２ 表示面、２４ レンチキュラーレンズアレイ、３０ 眼、３２ 水晶体、３４ 網膜、４０ 調整光学系、４２ 調整用レンズ、４４ 移動制御部、４６ 算出部、５０ 調整光出力部、５２ スポット検出部、５４ ハーフミラー、６０ 第１点光源、６２ 第２点光源、６４ 平行平板ガラス、７０ 光学系、７２ 制御部、７４ レンズ、８２ 出力用レンズ、８４ ダイクロイックミラー、８６ 受光用レンズ、８８ 光学ユニット、９０ 両眼用レンズ、９２ 両眼用ダイクロイックミラー、９４ 検出器、９８ 撮像部、９９ ピント調整部、１００ 立体像、２００ 被写体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示して観察者に立体像を観察させる表示部と、
前記観察者の眼のピント位置を検出する検出部と、
前記表示部により表示する画像のそれぞれの領域を、前記立体像における当該領域に対応する部分と前記ピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせるボケ制御部と、
を備える表示装置。
【請求項２】
前記ボケ制御部は、前記ズレ量が大きいほど大きなボケを生じさせる
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記ボケ制御部は、前記表示部に対して与えられる画像データに対してぼかし処理を行う
請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記検出部は、前記観察者の眼の網膜からの光を検出して、前記観察者の眼のピント位置を検出する
請求項１から３の何れかに記載の表示装置。
【請求項５】
前記検出部は、観察者の眼の網膜に調整光を与えて、前記観察者の眼の網膜から反射された前記調整光を検出する
請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記検出部は、不可視波長領域の調整光を前記観察者の眼の網膜に与える
請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記検出部は、
点光源から出力された調整光を前記観察者の眼の網膜に照射するとともに、前記観察者の眼の網膜から反射された前記調整光のスポット径を前記眼の網膜から前記点光源までの光学的距離と同一の光学的距離の位置で検出する調整光学系と、
前記調整光学系と前記観察者の眼との間に設けられた調整用レンズと、
前記スポット径を予め定められた大きさとするように前記調整光学系の位置を前記調整光に沿って前後に移動させる移動制御部と、
前記スポット径を予め定められた大きさとした状態での前記調整光学系の位置に基づき前記観察者の眼のピント位置を算出する算出部と、
を有する
請求項５または６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記調整光学系は、
前記観察者の眼の網膜に与える調整光を点光源から出力する調整光出力部と、
前記観察者の眼の網膜から反射された前記調整光のスポット径を前記眼の網膜から前記点光源までの光学的距離と同一の光学的距離の位置で検出するスポット検出部と、
前記調整光出力部により出力された前記調整光を前記観察者の眼の網膜に与えるとともに、前記観察者の眼の網膜から反射された前記調整光を前記スポット検出部に与えるハーフミラーと、
を有し、
前記移動制御部は、前記スポット径を予め定められた大きさとするように前記調整光学系の位置を移動させる
請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記調整光出力部は、点光源から第１の前記調整光を出力するとともに、前記観察者の眼の網膜までの光学的距離が前記第１の調整光とは異なる点光源から第２の前記調整光を出力し、
前記スポット検出部は、前記観察者の眼の網膜から反射された前記第１の調整光のスポット径および前記第２の調整光のスポット径を前記眼の網膜から前記第１の調整光の点光源と前記第２の調整光の点光源との間の位置までの光学的距離と同一の光学的距離の位置で検出し、
前記移動制御部は、前記第１の調整光のスポット径と前記第２の調整光のスポット径との差を予め定められた値とするように前記調整光学系の位置を移動させる
請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記表示部は、前記観察者の右眼に与える右眼用画像および前記観察者の左眼に与える左眼用画像を表示して、前記観察者に前記立体像を観察させ、
前記検出部は、前記右眼および前記左眼の少なくとも一方のピント位置を検出し、
前記ボケ制御部は、前記右眼用画像のそれぞれの領域および前記左眼用画像のそれぞれの領域を、前記立体像における当該領域に対応する部分と対応する眼の前記ピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる
請求項１から９の何れかに記載の表示装置。
【請求項１１】
前記表示部は、前記右眼用画像を表示する右眼用の表示面と、前記左眼用画像を表示する左眼用の表示面とを有し、
当該表示装置は、
前記右眼用の表示面の虚像を生成して前記右眼に与える右眼用の光学系と、
前記左眼用の表示面の虚像を生成して前記左眼に与える左眼用の光学系と、
前記右眼用の表示面の虚像の位置を制御して前記右眼用の表示面と前記右眼の網膜とを光学的共役関係に保ち、前記左眼用の表示面の虚像の位置を制御して前記左眼用の表示面と前記左眼の網膜とを光学的共役関係に保つ制御部と、
を更に備える
請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記検出部は、調整光を前記右眼用の光学系および前記左眼用の光学系の少なくとも一方を介して前記右眼の網膜および前記左眼の網膜の少なくとも一方に与え、網膜から反射された前記調整光を前記右眼用の光学系および前記左眼用の光学系の少なくとも一方を介して取り込んで前記右眼および前記左眼の少なくとも一方の前記ピント位置を検出する
請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記表示部は、前記右眼用画像を表示する領域と前記左眼用画像を表示する領域とを有する表示面を有し、
当該表示装置は、
前記表示面の虚像を生成して前記右眼および前記左眼に与える光学系と、
前記表示面の虚像の位置を制御して、前記表示面と前記右眼および前記左眼の網膜とを光学的共役関係に保つ制御部と、
を更に備える
請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記検出部は、調整光を前記光学系を介して前記右眼の網膜および前記左眼の網膜の少なくとも一方に与え、網膜から反射された前記調整光を前記光学系を介して取り込んで前記右眼および前記左眼の少なくとも一方の前記ピント位置を検出する
請求項１３に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記表示部は、前記立体像におけるそれぞれの部分について、当該部分と対応する眼の水晶体の中心とを結ぶ直線上に、当該部分に対応する表示領域の虚像を生成するように、前記右眼用画像および前記左眼用画像を変更して表示する
請求項１３または１４に記載の表示装置。
【請求項１６】
立体像を表示させるための画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された画像を表示して観察者に立体像を観察させる表示部と、
前記観察者の眼のピント位置を検出する検出部と、
前記検出部により検出された観察者の眼のピント位置に応じて、前記撮像部のピント位置を制御するピント調整部と、
を備える表示装置。
【請求項１７】
画像を表示して観察者に立体像を表示部により観察させ、
前記観察者の眼のピント位置を検出し、
前記表示部により表示する画像のそれぞれの領域を、前記立体像における当該領域に対応する部分と前記ピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる
表示方法。
【請求項１】
画像を表示して観察者に立体像を観察させる表示部と、
前記観察者の眼のピント位置を検出する検出部と、
前記表示部により表示する画像のそれぞれの領域を、前記立体像における当該領域に対応する部分と前記ピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせるボケ制御部と、
を備える表示装置。
【請求項２】
前記ボケ制御部は、前記ズレ量が大きいほど大きなボケを生じさせる
請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記ボケ制御部は、前記表示部に対して与えられる画像データに対してぼかし処理を行う
請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記検出部は、前記観察者の眼の網膜からの光を検出して、前記観察者の眼のピント位置を検出する
請求項１から３の何れかに記載の表示装置。
【請求項５】
前記検出部は、観察者の眼の網膜に調整光を与えて、前記観察者の眼の網膜から反射された前記調整光を検出する
請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記検出部は、不可視波長領域の調整光を前記観察者の眼の網膜に与える
請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記検出部は、
点光源から出力された調整光を前記観察者の眼の網膜に照射するとともに、前記観察者の眼の網膜から反射された前記調整光のスポット径を前記眼の網膜から前記点光源までの光学的距離と同一の光学的距離の位置で検出する調整光学系と、
前記調整光学系と前記観察者の眼との間に設けられた調整用レンズと、
前記スポット径を予め定められた大きさとするように前記調整光学系の位置を前記調整光に沿って前後に移動させる移動制御部と、
前記スポット径を予め定められた大きさとした状態での前記調整光学系の位置に基づき前記観察者の眼のピント位置を算出する算出部と、
を有する
請求項５または６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記調整光学系は、
前記観察者の眼の網膜に与える調整光を点光源から出力する調整光出力部と、
前記観察者の眼の網膜から反射された前記調整光のスポット径を前記眼の網膜から前記点光源までの光学的距離と同一の光学的距離の位置で検出するスポット検出部と、
前記調整光出力部により出力された前記調整光を前記観察者の眼の網膜に与えるとともに、前記観察者の眼の網膜から反射された前記調整光を前記スポット検出部に与えるハーフミラーと、
を有し、
前記移動制御部は、前記スポット径を予め定められた大きさとするように前記調整光学系の位置を移動させる
請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記調整光出力部は、点光源から第１の前記調整光を出力するとともに、前記観察者の眼の網膜までの光学的距離が前記第１の調整光とは異なる点光源から第２の前記調整光を出力し、
前記スポット検出部は、前記観察者の眼の網膜から反射された前記第１の調整光のスポット径および前記第２の調整光のスポット径を前記眼の網膜から前記第１の調整光の点光源と前記第２の調整光の点光源との間の位置までの光学的距離と同一の光学的距離の位置で検出し、
前記移動制御部は、前記第１の調整光のスポット径と前記第２の調整光のスポット径との差を予め定められた値とするように前記調整光学系の位置を移動させる
請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記表示部は、前記観察者の右眼に与える右眼用画像および前記観察者の左眼に与える左眼用画像を表示して、前記観察者に前記立体像を観察させ、
前記検出部は、前記右眼および前記左眼の少なくとも一方のピント位置を検出し、
前記ボケ制御部は、前記右眼用画像のそれぞれの領域および前記左眼用画像のそれぞれの領域を、前記立体像における当該領域に対応する部分と対応する眼の前記ピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる
請求項１から９の何れかに記載の表示装置。
【請求項１１】
前記表示部は、前記右眼用画像を表示する右眼用の表示面と、前記左眼用画像を表示する左眼用の表示面とを有し、
当該表示装置は、
前記右眼用の表示面の虚像を生成して前記右眼に与える右眼用の光学系と、
前記左眼用の表示面の虚像を生成して前記左眼に与える左眼用の光学系と、
前記右眼用の表示面の虚像の位置を制御して前記右眼用の表示面と前記右眼の網膜とを光学的共役関係に保ち、前記左眼用の表示面の虚像の位置を制御して前記左眼用の表示面と前記左眼の網膜とを光学的共役関係に保つ制御部と、
を更に備える
請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記検出部は、調整光を前記右眼用の光学系および前記左眼用の光学系の少なくとも一方を介して前記右眼の網膜および前記左眼の網膜の少なくとも一方に与え、網膜から反射された前記調整光を前記右眼用の光学系および前記左眼用の光学系の少なくとも一方を介して取り込んで前記右眼および前記左眼の少なくとも一方の前記ピント位置を検出する
請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記表示部は、前記右眼用画像を表示する領域と前記左眼用画像を表示する領域とを有する表示面を有し、
当該表示装置は、
前記表示面の虚像を生成して前記右眼および前記左眼に与える光学系と、
前記表示面の虚像の位置を制御して、前記表示面と前記右眼および前記左眼の網膜とを光学的共役関係に保つ制御部と、
を更に備える
請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記検出部は、調整光を前記光学系を介して前記右眼の網膜および前記左眼の網膜の少なくとも一方に与え、網膜から反射された前記調整光を前記光学系を介して取り込んで前記右眼および前記左眼の少なくとも一方の前記ピント位置を検出する
請求項１３に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記表示部は、前記立体像におけるそれぞれの部分について、当該部分と対応する眼の水晶体の中心とを結ぶ直線上に、当該部分に対応する表示領域の虚像を生成するように、前記右眼用画像および前記左眼用画像を変更して表示する
請求項１３または１４に記載の表示装置。
【請求項１６】
立体像を表示させるための画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された画像を表示して観察者に立体像を観察させる表示部と、
前記観察者の眼のピント位置を検出する検出部と、
前記検出部により検出された観察者の眼のピント位置に応じて、前記撮像部のピント位置を制御するピント調整部と、
を備える表示装置。
【請求項１７】
画像を表示して観察者に立体像を表示部により観察させ、
前記観察者の眼のピント位置を検出し、
前記表示部により表示する画像のそれぞれの領域を、前記立体像における当該領域に対応する部分と前記ピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる
表示方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２４４３４９（Ｐ２０１１−２４４３４９Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１６６４９（Ｐ２０１０−１１６６４９）
【出願日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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