DE69421873T2

DE69421873T2 - Bildaufnahme- und anzeigesystem

Info

Publication number: DE69421873T2
Application number: DE69421873T
Authority: DE
Inventors: Nobuo Fukushima; Hiroaki Hoshi; Katsumi Iijima; Tomotaka Muramoto; Atsushi Namba; Shigeki Okauchi; Tsunefumi C/O Canon K.K. Tanaka; Jun Tokumitsu
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-09-20
Filing date: 1994-09-19
Publication date: 2000-06-15
Anticipated expiration: 2014-09-20
Also published as: DE69421873D1; EP0644701A3; EP0644701B1; EP0644701A2; US6507359B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bildanzeigesystem, das ein stereoskopisches Bild oder ein Panoramabild aufnehmen und/oder anzeigen kann. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Bildanzeigesystem, das mit einer mehräugigen Kamera mit einer Vielzahl von Kameraeinheiten vorgesehen ist und einer Anzeigeeinrichtung, die dem Betrachter gestattet, virtuelle Bilder von aufgenommenen Bildern durch eine auf dem Kopf des Betrachters befestigte Kompaktanzeigeeinheit vergrößert zu betrachten.
Um Kamerabilder nahe am menschlichen Sehfeld zu erhalten, werden seit kurzem Bildaufnahmegeräte verwendet, die Kamerabilder durch Bildaufnahme eines Gegenstands in derselben Richtung erzielen, beispielsweise durch zwei Kameraeinheiten. Wie in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. JP-A- 62-122493 beschrieben, verwendet ein herkömmliches stereoskopisches Bildaufnahmegerät eine stereoskopische Bildaufnahme und Fokussierverfahren zum Gleichlauf eines Zwischenabschnitts zwischen optischen Linsenachsen zweier Videokameras (werden nachstehend als Kameras bezeichnet) und führen die Fokussierung auf der Grundlage einer Basisstrecke und eines Winkels zwischen den beiden Kameras aus.
Es gibt verschiedene Vorschläge für stereoskopische Bildanzeigegeräte zum Anzeigen von durch eine mehräugige Kamera aufgenommenen Bildern. Unter diesen stereoskopischen Bildanzeigegeräten ist eine sogenannte kopfbefestigte Anzeige (wird nachstehend als HMD bezeichnet), die ein Anzeigegerät ist, das dem Betrachter gestattet, virtuelle Bilder von aufgenommenen Bildern durch eine auf dem Kopf des Betrachters befestigte Kompaktanzeigeeinheit vergrößert zu betrachten.
Für das Bildaufnahme- und/oder -anzeigesystem, das hauptsächlich aus der mehräugigen Kamera und der HMD besteht, sind Bildaufnahme- und/oder -anzeigesysteme vorgeschlagen, die sich von Systemen des Standes der Technik unterscheiden und einfach szenische Bilder auf- und wahrnehmen. Derartige Systeme sind beispielsweise in den U. S. -Patenten Nr. US-A-2 711 594, Nr. US-A-3 205 303 und Nr. US-A-3 670 097 offenbart. In diesen Systemen ist ein Sensor zum Feststellen einer Bewegungsrichtung des Gesichts vom Betrachter im HMD vorgesehen, Informationen über die Bewegungsrichtung werden vom Sensor zu einer Steuereinheit gesandt, um die Kameraposition zu steuern, und ein Aufnahmefeld der Kamera wird so verändert, daß sie der Bewegungsrichtung des Gesichts vom Betrachter folgt. Wenn nach dieser Anordnung der Betrachter einfach das Gesicht in eine gewünschte Richtung wechselt, wird die Kamera in diese Richtung gerichtet und sendet ein Bild des externen Bildes in derjenigen Richtung als Kamerasignal zur HMD des Betrachters, wodurch dieser das Bild in derjenigen Richtung betrachten kann.
Als dem obigen System naheliegend ist ein entfernt vorgesehenes System untersucht worden, bei dem eine mehräugige Kamera auf einen Roboter montiert ist, der mit einem Manipulator ausgerüstet ist und in einem entfernten oder gefährlichen Ort eingesetzt wird, und dann wird ein stereoskopisches auf der HMD des Betrachters anzuzeigende Bildsignal der Kamera empfangen, wodurch Operationen am entfernten Ort möglich sind.
Der hiesige Anmelder hat in der japanischen Patentanmeldung Nr. 5-211777 eine mehräugige Kamera vorgeschlagen, die ein dreidimensionales Bild und ein Panoramabild aufnehmen kann, und in der japanischen Patentanmeldung Nr. 5-92113 ein HMD- Anzeigegerät, das ein dreidimensionales Bild und ein Panoramabild anzeigen kann.
Des weiteren offenbart das Dokument US-A-4 559 555 ein stereoskopisches Fernsichtsystem, bei dem zwei Kameras angeordnet sind, um entsprechende Bilder eines Gegenstands zu überwachen. Das stereoskopische Fernsichtsystem kann verwendet werden zur entfernten und manuellen Steuerung von Robotersystemen, die in speziellen Herstellprozessen eingesetzt werden. Die Kameras sind so eingerichtet, daß sie großräumig beweglich sind, wodurch unterschiedliche Ansichten des zu überwachenden Gegenstands durch Bewegen der Kamera entlang der halbkreisförmigen Stützspur möglich sind. Die von beiden Kameras aufgenommenen Bilder werden ausgewertet und an eine am Kopf getragene Videoanzeigeeinheit geliefert, worin ein Paar Anzeigemittel eingerichtet ist, das es dem Betrachter ermöglicht, den überwachten Gegenstand zu sehen und die Position der Kamera zur Änderung der Blickposition zu wechseln. Bis hierhin werden die Stützspur und die bewegliche Plattform, worauf die Kameras montiert sind, mit Motoren zum Fokussieren und zur Zoomsteuerung, zur Scharfsteuerung und der Kameraposition versehen. Zusätzlich zu beiden von jeder speziellen Kamera aufgenommenen Bildern werden Texte und Graphiken an die Anzeigemittel geliefert, die keine stereoskopische Anzeige erfordern, um den Betrachter zu informieren, der die im Helm untergebrachte Videoanzeigeeinheit trägt.
Obwohl die herkömmlichen Beispiele, die die Systemanordnung der mehräugigen Kamera und das HMD-Anzeigegerät zeigen, das die Steuerung der Kameraposition und der Fernsteueroperationen zur Überwachung des stereoskopischen Bildes vorschlägt, ist der Vorschlag neuer Bildaufnahme- und/oder -anzeigetechnologie als dreidimensionale Bildaufnahme- und/oder -anzeigesystem fehlgeschlagen.
Die herkömmlichen stereoskopischen Bildaufnahme- und/oder -anzeigesysteme hatten die folgenden Probleme.
(1)- Das Anzeigegerät kann bei der Bildaufnahme eine Änderung der Aufnahmebedingungen nicht reproduzieren, wie die Änderung des Konvergenzwinkels. Dann können angezeigte Bilder nicht die Absicht des Fotografen reflektieren, so daß der Betrachter unnatürliche stereoskopische Bilder zu überwachen hat, die nach langer Wahrnehmungszeit zu physiologischer Ermüdung führen.
(2) Ein mit der mehräugigen Kamera aufgenommenes stereoskopisches Bild kann nicht sofort als korrektes stereoskopisches Bild entsprechend den fotografischen Umständen und der fotografischen Absicht angezeigt werden. Folglich kann der Fotograf nicht selbst überprüfen, ob das Bild korrekt die fotografische Absicht wiedergibt.
Wie schon beschrieben, hatte der hiesige Anmelder die mehräugige Bildaufnahmekamera vorgeschlagen, die dreidimensionale Bilder und zweidimensionale Panoramabilder aufnehmen kann, sowie das HMD-Anzeigegerät, das dreidimensionale Bilder und zweidimensionale horizontale Panoramabilder anzeigen kann; aber es ist noch kein System vorgeschlagen worden, das den Vorteil der Merkmale der Bildaufnahmekamera und des HMD- Anzeigegerätes nutzt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Bildaufnahme- und/oder -anzeigesystem zu schaffen, das ein Bild korrekt anzeigen kann, das die Absicht des Fotografen wiedergibt.
Nach der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Bildanzeigesystem, wie es in den anliegenden Patentansprüchen angegeben ist.
Ein Bildaufnahme- und/oder -anzeigesystem der vorliegenden Erfindung ist ein Bildaufnahme- und/oder -anzeigesystem, das ein Bildaufnahmekameragerät mit Bildaufnahmemitteln zum Erzeugen einer Vielzahl von Bildsignalen gemäß den optischen Bildern aus unterschiedlichen Gesichtspunkten hat, und ein Anzeigegerät zum Leiten eines Paares von auf einem Paar von Bildanzeigemitteln angezeigten Bildern durch ein Paar optischer Projektionssysteme zu den Augen des Betrachters, so daß der Betrachter vergrößerte virtuelle Bilder sehen kann, und ein Paar von Bildern durch die jeweiligen Augen, und bei dem die Vielzahl von Bildsignalen aus dem Bildaufnahmekameragerät auf dem Paar von Bildanzeigemitteln im Anzeigegerät angezeigt werden, um dem Betrachter zu gestatten, diese zu betrachten; oder ein Bildaufnahme- und/oder -anzeigesystem, das ein Bildaufnahmekameragerät mit Bildaufnahmemitteln zum Erzeugen einer Vielzahl von Bildsignalen gemäß den optischen Bildern aus unterschiedlichen Gesichtspunkten hat, und ein Anzeigegerät zum Leiten eines Paares von auf einem Paar von Bildanzeigemitteln angezeigten Bildern durch ein Paar von optischen Projektionssystemen zu den Augen des Betrachters, so daß der Betrachter vergrößerte virtuelle Bilder von einem Paar von Bildern durch das jeweilige Auge sehen kann, und Steuern der Positionen der Anzeigemittel relativ zu den optischen Projektionssystemen oder eines Fokussierzustands der optischen Projektionssysteme, wodurch das Anzeigegerät räumliche Positionen von Ebenen der beiden virtuellen Bilder zwischen einem überlagerten Zustand steuern kann, wo die zwei Bilder einander überlagern, und ein benachbarter Zustand, bei dem zwei Bilder nebeneinander angeordnet sind, und welches die Vielzahl von Bildsignalen aus dem Bildaufnahmekameragerät auf dem Paar von Anzeigemitteln im Anzeigegerät anzeigt, um dem Betrachter zu ermöglichen, diese zu betrachten. Des weiteren bezieht sich das System auf Steuerinformationen des Bildaufnahmekameragerätes, die zusätzlich zu der Vielzahl von Bildsignalen aus dem Bildaufnahmekameragerät an das Anzeigegerät geliefert werden und dann die relativen räumlichen Positionen des Paares vergrößerter virtueller Bilder in dem Anzeigegerät gemäß der Steuerinformation geändert werden kann.
Des weiteren ist ein Bildaufnahme- und/oder -anzeigesystem der vorliegenden Erfindung ein Bildaufnahme- und/oder -anzeigesystem, das ein Bildaufnahmekameragerät mit Bildaufnahmemitteln zum Erzeugen einer Vielzahl von Bildsignalen hat, entsprechend den optischen Bildern aus unterschiedlichen Gesichtspunkten, ein Bildinformationsaufzeichnungsgerät zum Aufzeichnen der Vielzahl von Bildsignalen aus dem Bildaufnahmekameragerät in einen Bildinformations- Aufzeichnungsträger und ein Anzeigegerät zum Führen eines Paares von auf einem Paar von Bildanzeigemitteln angezeigten Bildern durch ein Paar von optischen Projektionssystemen zu den Augen des Betrachters, so daß der Betrachter virtuelle Bilder des Paares von Bildern durch das jeweilige Auge vergrößert sehen kann, und bei dem die Vielzahl von aus dem Bildinformationsaufzeichnungsträger im Bildinformationsaufzeichnungsgerät wiedergegebenen Bildsignale auf dem Paar von Anzeigemitteln im Anzeigegerät angezeigt werden, um dem Betrachter zu ermöglichen, diese zu betrachten; oder ein Bildaufnahme- und/oder -anzeigesystem, das ein Bildaufnahmekameragerät hat mit Bildaufnahmemitteln zum Erzeugen einer Vielzahl von Bildsignalen gemäß den optischen Bildern aus unterschiedlichen Gesichtspunkten, ein Bildinformationsaufzeichnungsgerät zum Aufzeichnen der Vielzahl von Bildsignalen aus dem Bildaufnahmekameragerät auf einen Bildinformationsaufzeichnungsträger und ein Anzeigegerät zum Leiten eines Paares von Bildern, die auf einem Paar von Bildanzeigemitteln durch ein Paar optischer Projektionssysteme für die Augen des Betrachters angezeigt werden, so daß der Betrachter virtuelle Bilder des Paares von Bildern vergrößert durch das jeweilige Auge betrachten kann, und Steuern von Positionen der Anzeigemittel relativ zu den optischen Projektionssystemen oder einen Fokussierzustand der optischen Projektionssysteme, wodurch das Anzeigegerät räumliche Positionen von Ebenen von zwei virtuellen Bildern zwischen einem überlagerten Zustand steuern kann, bei dem die beiden Bilder miteinander überlagert sind, und dem benachbarten Zustand, bei dem zwei Bilder nebeneinander angeordnet sind und bei dem die Vielzahl von aus dem Bildinformationsaufzeichnungsträger im Bildinformationsaufzeichnungsgerät wiedergegeben Bildsignale auf einem Paar von Anzeigemitteln im Anzeigegerät angezeigt werden, um dem Betrachter zu ermöglichen, diese zu betrachten. Dieses System bezieht sich des weiteren auf Steuerinformationen des Bildaufnahmekameragerätes, die ebenfalls im Bildinformationsaufzeichnungsträger im Bildinformationsaufzeichnungsgerät zusätzlich zu der Vielzahl von Bildsignalen und zur Vielzahl der Bildsignale aufgezeichnet werden, und die aus dem Bildinformationsaufzeichnungsträger wiedergegebene Steuerinformation, die an das Anzeigegerät geliefert werden, und dann die relativen räumlichen Positionen des Paares vergrößerter virtueller Bilder im Anzeigegerät, die gemäß der Steuerinformation geändert werden.
Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, die obigen Probleme zu lösen durch Vorschlagen eines Systems, das die Vorteile und Merkmale der mehräugigen Bildaufnahmekamera voll nutzt, die zweidimensionale Panoramabilder sowie dreidimensionale Bilder aufnehmen kann und das HMD-Anzeigegerät, das nicht nur dreidimensionale sondern auch zweidimensionale Panoramabilder im Querformat anzeigen kann.
Die vorliegende Erfindung beabsichtigt nämlich, die obigen Probleme (1) und (2) so zu lösen, daß die Steuerinformation der mehräugigen Kamera beim Aufnehmen von Bildern zum HMD- Anzeigegerät nach Übertragen der Bildsignale gesandt werden, und, basierend auf der Steuerinformation, daß die Positionen der Anzeigeeinheiten im HMD-Anzeigegerät oder der Fokussierungszustand des optischen Projektionssystems im HMD- Anzeigegerät so gesteuert werden, daß die Anzeige des dreidimensionalen Bildes genau die Absicht des Fotografen wiedergibt.
Auch umfaßt die vorliegende Erfindung eine derartige Anordnung, daß nach Übertragen der Bildsignale Steuerinformationen, die anzeigen, ob die mehräugige Kamera, die Bilder aufnimmt, in einem Zustand ist, bei dem es ein zweidimensionales Bild (2D-Bild), oder in einen Zustand, bei dem es ein stereoskopisches oder dreidimensionales Bild (3D-Bild) zum HMD-Anzeigegerät sendet, daß die Steuerung auf der Grundlage der Steuerinformation ausgeführt wird, um so die Positionen der Anzeigeeinheiten im HMD-Anzeigegerät zu steuern, oder den Fokussierungszustand des optischen Projektionssystems im HMD- Anzeigegerät, und die Anzeige wird in die HMD zwischen Anzeige von 2D-Panoramabild und Anzeige von 3D-Bild überwechseln, um die Anzeige zu ermöglichen, die korrekt die Absicht des Fotografen wiedergibt, wodurch der Betrachter sich über das neue Bildgerät freuen kann, welches das 3D-Bild, das 2D-Panoramabild oder eine Mischung dieser anzeigt.
Die zuvor genannten herkömmlichen Beispiele sind so eingerichtet, daß der Konvergenzwinkel der beiden Kameras gemäß einem Gegenstand in Aufnahmebildern durch das Bildaufnahmegerät eingestellt wird, aber das Anzeigegerät ist so eingerichtet, daß die Anzeigeeinheiten nicht eingestellt werden können, um einen Konvergenzwinkel der beiden Anzeigeeinheiten basierend auf dem Zustand der Kameras bei der Bildaufnahme, welches gelegentlich den Betrachter zwingt, die Bilder mit Konvergenz, die sich vollständig von der in Aufnahmebildern unterscheidet, zu betrachten. Selbst mit einem Bild eines Gegenstands im Abstand von etwa 1 m könnte der Betrachter beispielsweise das Bild mit einer Konvergenz betrachten, als ob der Blick ins Unendliche gerichtet wäre. Selbst obwohl das Bild im Gegensatz dazu eine Unendlich-Ansicht ist, könnte der Betrachter das Bild mit einer derartigen Konvergenz sehen, als ob er einen Gegenstand in 1 m vor sich hätte. Somit haben die herkömmlichen Systeme den Nachteil, daß die stereoskopische Wirkung mehr als erforderlich betont wird oder daß das Bild unnatürlich wirkt, wodurch sich die Augen leicht ermüden lassen. Bemühungen sind unternommen worden, die Konvergenz zu feststehend einzurichten, wodurch ungefähr eine Anpassung mit den Bildern erfolgt, um die manuelle Einstellung der Konvergenz zu ermöglichen. Jedoch bleibt derselbe Nachteil bestehen, weil die Konvergenz nicht immer passend zu den Aufnahmegegebenheiten eingerichtet ist.
Die vorliegende Erfindung umfaßt des weiteren eine solche Anordnung, daß bei Bildaufnahmen ein Zustand von Kameras festgestellt und ein Zustand von Anzeigeeinheiten auf der Grundlage der festgestellten Information justiert wird. Insbesondere ist das Bildaufnahme- und/oder -anzeigesystem auf der Basis folgender Punkte (1) bis (5) eingerichtet.
(1) Das System ist ein Bildaufnahme- und/oder - anzeigesystem, bei dem aufgenommene Bilder von einem Bildaufnahmegerät mit einer Vielzahl von Videokameras von einem Anzeigegerät mit derselben oder einer geringeren Anzahl von Anzeigeabschnitten als die der Anzahl von den Videokameras angezeigt werden, bei denen das Bildaufnahmegerät mit Kamerazustandsfeststellmitteln versehen ist, um einen Zustand der Videokameras bei Bildaufnahmen festzustellen, und das Anzeigegerät ist mit Steuermitteln zum Steuern eines Zustands der Anzeigeabschnitte gemäß einem Ausgangssignal aus dem Kamerazustandsfeststellmittel ausgestattet.
(2) Das System ist mit einem Justiermittel ausgestattet, um die vom Kamerazustandsfeststellmittel bezüglich der Bildinformation festgestellte Kamerazustandsinformation vorzurücken.
(3) Die Kamerazustandsinformation ist eine Information über den Konvergenzwinkel der Videokameras.
(4) Das Justiermittel dient dem Vorrücken einer Phase der Kamerazustandsinformation bezüglich der Bildinformation durch eine Zeitvorgabe zum Lesen der Information aus einem Speicher.
(5) Das Justiermittel dient dem Vorrücken einer Phase der Kamerazustandsinformation bezüglich der Bildinformation durch von Wiedergabeköpfen zum Lesen der Information aus einem Aufzeichnungsträger eingerichtete Positionen.
Gemäß einem der obigen Punkte (1) bis (5) wird der Zustand der Anzeigeabschnitte gemäß dem Zustand der Videokameras gesteuert. Gemäß einem der obigen Punkte (2) bis (5) bleibt kein Zeitverzug der Änderung des Zustands der Anzeigeabschnitte in Hinsicht auf die Bilder übrig.
Die vorliegende Erfindung umfaßt eine solche Anordnung, daß das mehräugige Bildaufnahmegerät Kamerazustandsinformationen mit einer Phase abgibt, die in Hinsicht auf die Bildinformation gemeinsam mit dieser vorangeht.
Insbesondere ist das mehräugige Bildaufnahmegerät aufgrund der folgenden Punkte (1) und (2) eingerichtet.
(1) Das mehräugige Bildaufnahmegerät ist eingerichtet, mit einer Vielzahl von Videokameras ausgestattet zu sein, mit Konvergenz-Justiermitteln zum Justieren eines Konvergenzwinkels der Videokameras, mit Konvergenzwinkelfeststellmitteln zum Feststellen des Konvergenzwinkels, der von den Justiermitteln für den Konvergenzwinkel eingestellt wird, und Justiermitteln zum Vorrücken von Informationen bezüglich des von den Konvergenzwinkelfeststellmitteln vor der Bildinformation aus den Videokameras festgestellten Konvergenzwinkels.
(2) Das mehräugige Bildaufnahmegerät ist eingerichtet, des weiteren mit Betriebsartwechselmitteln zum Wechseln eines Stereomodus und eines Panoramamodus ausgestattet zu sein, wodurch ein Anfangswert der Justiermittel für den Konvergenzwinkel gemäß dem Betriebsartumwechseln vom Betriebsartumschaltmittel eingestellt wird.
Nach einem der obigen Punkte (1) und (2) kann das mehräugige Bildaufnahmegerät die Bildinformation und die Konvergenzwinkelinformation erhalten, die der Bildinformation vorangeht. Nach dem Punkt (2) kann die Betriebsart zwischen dem Stereomodus und dem Panoramamodus umgeschaltet werden, so daß der Anfangswert vom Konvergenzwinkel gemäß dem Betriebswechsel eingestellt werden kann.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Bildaufnahme- und/oder -anzeigesystem des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines Bildaufnahmeabschnitts 151;
Fig. 3 ist eine Zeichnung, die den Bildaufnahmeabschnitt 151 im Falle des Konvergenzwinkels von θ zeigt;
Fig. 4 ist eine Zeichnung, die eine weitere Anordnung eines Bildaufnahmesystems und eines mechanischen Systems für eine mehräugige Kamera zeigt;
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm eines HMD-Abschnitts 161;
Fig. 6 ist eine Zeichnung, die einen Zustand des Betriebs von Hintergrundslichtquellen 341, 342 und LCD 339, 340 zeigt;
Fig. 7 ist eine Zeichnung, die einen weiteren Zustand des Betriebs von Hintergrundlichtquellen 341, 342 und LCD 339, 340 zeigt;
Fig. 8 ist ein Arbeitsablaufplan, der die Arbeitsweise des in den Fig. 1 bis 5 gezeigten Bildaufnahme- und/oder -anzeigesystems zeigt;
Fig. 9 ist ein Blockdiagramm eines Bildaufnahme- und/oder -anzeigesystems des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10A, 10B und 10C sind Zeichnungen, die ein Beispiel von linken und rechten Bildern zeigen, die auf den LCD 339, 340 angezeigt werden;
Fig. 11 ist eine Zeichnung, die den Aufbau eines Systems des dritten Ausführungsbeispiels zeigt;
Fig. 12 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die das äußere Aussehen eines mehräugigen Bildaufnahmegerätes zeigt, das im dritten Ausführungsbeispiel verwendet wird;
Fig. 13 umfaßt die Fig. 13A und 13B und zeigt Blockdiagramme des Aufbaus des im dritten Ausführungsbeispiel verwendeten Bildaufnahmegerätes;
Fig. 14 ist eine erläuternde Zeichnung eines Stereomodus;
Fig. 15 ist eine erläuternde Zeichnung eines Panoramamodus;
Fig. 16 ist eine Zeichnung, die ein Beispiel der Anzeige in einem Sucher im Stereomodus zeigt;
Fig. 17 ist eine erläuternde Zeichnung eines Aufzeichnungsverfahrens;
Fig. 18 ist eine perspektivische Ansicht, die das äußere Aussehen eines Anzeigegerätes zeigt, das im dritten Ausführungsbeispiel verwendet wird;
Fig. 19 ist eine Zeichnung, die einen Betriebsmechanismus des im dritten Ausführungsbeispiel verwendeten Anzeigegerätes zeigt;
Fig. 20 ist eine Zeichnung, die den Aufbau des im dritten Ausführungsbeispiel verwendeten Anzeigegerätes zeigt;
Fig. 21 ist eine Zeichnung, die den Aufbau eines Systems des vierten Ausführungsbeispiels zeigt;
Fig. 22 umfaßt die Fig. 22A und 22B, die Zeichnungen des Aufbaus eines im vierten Ausführungsbeispiel verwendeten mehräugigen Bildaufnahmegerätes zeigen;
Fig. 23 ist eine Zeichnung, die den Aufbau eines im vierten Ausführungsbeispiel verwendeten Anzeigegerätes zeigt;
Fig. 24 ist eine Zeichnung, die den Aufbau eines Systems des fünften Ausführungsbeispiels zeigt; und
Fig. 25 ist eine Zeichnung, die den Aufbau eines im fünften Ausführungsbeispiel verwendeten Anzeigegerätes zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das das Bildaufnahme- und/oder -anzeigesystem des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt. Das vorliegende Ausführungsbeispiel hat einen Bildaufnahmeabschnitt 151, einen Ausgabeabschnitte 152 zur Ausgabe von Bildsignalen und Steuerinformationen, einen Übertragungsabschnitt 153 zum Übertragen der Bildsignale und der Steuerinformationen, einen Eingangsabschnitt 154 zum Empfangen der Bildsignale und der Steuerinformationen, einen Anzeigeabschnitt 155, einen Aufzeichnungsabschnitt 156, der sich aus einer Schaltung zum Aufzeichnen der Bildsignale und Steuerinformationen zusammensetzt, einen Aufzeichnungsträger 158, einen Wiedergabeabschnitt 157, der sich aus Schaltungen zur Wiedergabe der Bildsignale und Steuerinformationen aus dem Aufzeichnungsträger 158 zusammensetzt, eine Systemsteuerung 159, die das ganze System steuert. Obwohl in Fig. 1 nicht dargestellt, sei angemerkt, daß die Systemsteuerung 151 mit den jeweiligen Blöcken in der Zeichnung verbunden ist.
Als nächstes sind anhand Fig. 1 Verläufe von Signalen beschrieben.
Die Steuerinformation wird gemeinsam mit den Bildsignalen aus dem Bildaufnahmeabschnitt 151 zum Ausgabeabschnitt 152 übertragen. Die Steuerinformation besteht aus einer Information über wechselseitige optische Lagebeziehungen zwischen Bildaufnahmeeinrichtungen im Bildaufnahmeabschnitt 151, Bildaufnahmeumständen der jeweiligen Bildaufnahmeeinrichtungen und so weiter. Hier bedeutet die Information über die wechselseitige optische Lagebeziehung zwischen einer Vielzahl von Bildaufnahmeeinrichtungen beispielsweise die Information über einen Kreuzungswinkel zwischen optischen Achsen zweier Bildaufnahmeinrichtungen, die einen Konvergenzwinkel bilden, und des weiteren die Information über die Bildaufnahmebedingungen eines jeden der Bildaufnahmeeinrichtungen, beispielsweise Informationen über das Öffnungsverhältnis, Informationen über die Entfernungseinstellung, Informationen über Zoomen (Brennweite) und so weiter. Der Ausgabeabschnitt 152 funktioniert zur Einstellung von Abweichungen auf einer Zeitbasis zwischen Bildsignalen aus den Bildaufnahmeeinrichtungen und der obigen Steuerinformation. Nach Einstellen der Entsprechung zwischen den beiden gibt der Ausgabeabschnitt 152 die Signale an den Übertragungsabschnitt 153 und den Aufzeichnungsabschnitt 156 ab. Obwohl diese Zeichnung Zweikanalausgabeleitungen für die Bildsignale anzeigt und eine Einzelausgabeleitung für das Steuersignal, kann der Ausgabeabschnitt 152 so eingerichtet sein, daß er Signale abgibt, in denen ein Teil oder alle Steuerinformationen den Bildsignalen hinzugefügt sind. Auch können die Bildsignale eingerichtet sein als Einzelwegsignale durch einen solchen Betrieb, wie Zeitbasiskompression oder Ausdünnen. Der Übertragungsabschnitt 153 setzt sich normalerweise zusammen aus Kabeln zum Übertragen der Signale. Wenn der Bildaufnahmeabschnitt 151 und der Ausgabeabschnitt 152 sich an einer entfernten Stelle befinden, sollte der Übertragungsabschnitt 153 Schaltungen zur Modulation und Demodulation der Signale in passender Form zur Übertragung besitzen. Der Eingangsabschnitt 154 empfängt die Signale aus dem Übertragungsabschnitt 153 oder aus dem Wiedergabeabschnitt 157 mit einer Funktion zum Umschalten der Eingangssignale von einem auf ein anderes, falls erforderlich. Wenn die Steuerinformation eingerichtet ist, die Bildsignale zu addieren, trennt der Eingangsabschnitt 154 ein Mischsignal in Originalbildsignale und Steuerinformationen. Der Anzeigeabschnitt 155 verarbeitet die Bildsignale in der passenden Form zur Anzeige und steuert den Konvergenzwinkel oder dergleichen für eine Vielzahl von Anzeigeeinheiten, basierend auf der Steuerinformation. Wenn andererseits die Signale aus dem Bildaufnahmeabschnitt 151 einmal auf den Aufzeichnungsträger 158 aufgezeichnet sind, werden die Signale in eine passende Form zur Aufzeichnung im Aufzeichnungsabschnitt 156 umgesetzt, und die umgesetzten Signale werden auf den Aufzeichnungsträger 158 aufgezeichnet. Wenn hier ein Bewegungsbild im Aufzeichnungsträger 158 aufgezeichnet wird, kann der Aufzeichnungsträger 158 beispielsweise ein Magnetband sein. Wenn ein Kurzzeitbewegungsbild oder ein Stehbild aufgezeichnet wird, kann der Aufzeichnungsträger eine magnetische Platte sein, eine magnetooptische Platte und so weiter. Der Wiedergabeabschnitt 157 gibt die Signale (Bildsignale und Steuerinformationen) aus dem Aufzeichnungsträger 158 wieder und sendet sie an den Eingabeabschnitt 154.
Auch können die Bilddaten vor der Übertragung oder Aufzeichnung der Kompression unterzogen werden. (Das Kompressionsverfahren kann beispielsweise das JPEG-Verfahren oder das MPEG-Verfahren sein).
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm eines mehräugigen Kameraabschnitts 160, der sich zusammensetzt aus dem Bildaufnahmeabschnitt 151 und dem in Fig. 1 gezeigten Ausgabeabschnitt 152. In der mehräugigen Kamera hat jedes Bildaufnahmesystem 201 oder 202 ein optisches System 201a oder 202a und einen Bildsensor 201b beziehungsweise 202b. Des weiteren ist 201c oder 202c eine optische Bildaufnahmeachse des Bildaufnahmesystems 201 beziehungsweise 202. Ein Arm 203 oder 204 ist ein Arm zum Tragen des Bildaufnahmesystems 201 beziehungsweise 202, der um eine Welle 205 drehbar eingerichtet ist, die auf dem nicht dargestellten Grundkörper der mehräugigen Kamera befestigt ist. Die Welle 205 ist in einem gleichen Abstand zu den optischen Bildaufnahmeachsen 201c, 202c angeordnet. Ein Stellglied 206 oder 207 dreht den Arm 203 beziehungsweise 204 um die Welle 205. In Fig. 2 werden die Bildaufnahmesysteme 201, 202 auf unendlich fokussiert, so daß der Konvergenzwinkel zwischen den Bildaufnahmesystemen 201, 202 0º beträgt, das heißt, die Bildaufnahmesysteme 201, 202 sind parallel zueinander. Ein Signalverarbeitungsabschnitt 210 oder 209 ist ein Signalverarbeitungsabschnitt, der ein Kamerasignal aus dem Bildaufnahmesystem 201 beziehungsweise 202 in ein passendes Bildsignal umsetzt. Wenn die Bildsensoren 201b, 202b jeweils als Farbkamera mit Einzelröhre aufgebaut sind, führen die Signalverarbeitungsabschnitte Verarbeitungen mit der Abtasthaltung, der Farbtrennung, dem γ-Austausch und so weiter durch. Im Falle des in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiels setzen die Signalverarbeitungsabschnitte 209, 210 die Bildsignale in Videosignalgemische um, beispielsweise nach dem NTSC-Verfahren, wobei jedes durch eine Einzelpfad-Signalleitung abgegeben wird. Die Bildsignale können zur Ausgabe als Komponentfarbsignale eingerichtet sein, wie beispielsweise RGB- Signale. Ein Steuerabschnitt 211 steuert das Öffnungsverhältnis, die Fokussierung und den Konvergenzwinkel der Bildaufnahmesysteme 201, 202. Eine Systemsteuerung 214 steuert die Signalverarbeitungsabschnitte 209, 210 und den Steuerabschnitt 211.
Fig. 3 ist eine Zeichnung, die ein Beispiel zeigt, bei dem der Konvergenzwinkel des Bildaufnahmeabschnitts 151 gleich θ ist.
Fig. 4 ist eine schematische Zeichnung, die einen weiteren Aufbau von Bildaufnahmesystemen 201, 202 und ein mechanisches System für eine mehräugige Kamera zeigt. Bezugszeichen 231 bedeutet einen Gegenstand und 232, 233 erste und zweite optische Bildaufnahmesysteme mit äquivalenten Spezifikationen, die generell Zoomobjektive sind. Bezugszeichen 234, 235 sind gleiche Bildsensoren mit äquivalenten Spezifikationen, die Kameraröhren, wie beispielsweise Saticon oder Halbleiter- Abbildungseinrichtungen, wie CCD, sind.
Jedes optische Bildaufnahmesystem 232, 233 kann durch einen Gleitmechanismus 238 horizontal bewegt werden, wodurch die Basisstrecke eingestellt werden kann. Die optischen Achsen 236 oder 237 von jedem optischen Bildaufnahmesystem 232 oder 233 ist drehbar um F&sub1; beziehungsweise F&sub2; eingerichtet. Die optischen Bildaufnahmesysteme 232, 233 sind unabhängig voneinander drehbar eingerichtet. In Fig. 4 sind die optischen Bildaufnahmesysteme 232, 233 mit jeweiligen Winkeln θ&sub1;, θ&sub2; eingerichtet, von denen jeder einen Winkel zwischen den Achsen 236, 237 und der Normalen zur Verbindungslinie F&sub1; und F&sub2; ist und durch den Gegenstand 231 verläuft.
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm eines HMD-Abschnitts 161, der sich zusammensetzt aus dem Eingabeabschnitt 154 und dem in Fig. 1 gezeigten Anzeigeabschnitt 155, die eine Anordnung zur Anzeige eines stereoskopischen Bildes zeigt. Der nicht dargestellte Grundkörper des HMD-Abschnitts ist in Form einer Maske in Plastik eingeformt, die auf dem Kopf durch einen Gurt befestigt ist und ein transparentes Schutzfenster hat, das nicht dargestellt ist und sich im Vorderflächenabschnitt befindet. Bezugszeichen 333, 334 bedeuten linke und rechte Anzeigeeinheiten. Die linke oder rechte Anzeigeeinheit 333 oder 334 wird von einer Quelle 341 beziehungsweise 342 von hinten einfallenden Lichts beleuchtet, die sich jeweils aus einer Kaltkathodenröhre zusammensetzt, und dann ein Bild auf einer Flüssigkristalltafel (ist nachstehend als LCD bezeichnet) 339, 340 angezeigt, geführt durch ein optisches Weiterleitsystem 337, 338 und über ein optisches Element 335, 336 für virtuelle Bilderzeugung zum linken oder rechten Auge geleitet und als vergrößertes fernes virtuelles Bild unabhängig voneinander für das linke und rechte Auge angezeigt. Das optische Element 335, 336 zur virtuellen Bilderzeugung ist ein asphärischer Halbspiegel, der als ein Zusammensetzer arbeitet und es ermöglicht, die Sicht zur Außenwelt durch das transparente Schutzfenster und das Bild aus der LCD 339, 340 in überlagerter Weise zu betrachten. Ein Stellglied 357 oder 358, wie nachstehend beschrieben, dreht sich nach links oder rechts, stellt die Quelle 341, 342 für von hinten einfallendes Licht und LCD 339, 340 gemeinsam entlang der Drehführung, die nicht gezeigt ist, über eine Position, die dem linken oder rechten Augapfel OL, OR äquivalent ist. Zur Vereinfachung des Mechanismus können sie zur linearen Bewegung entlang der Richtung senkrecht zur den optischen Achsen eingerichtet sein. Hier kann die vorliegende Erfindung für das optische Element 335, 336 zur virtuellen Bilderzeugung ein sphärisches Linsensystem verwenden, das Hologramm und so weiter. Das optische Element 335, 336 muß nicht immer vom Reflexionstyp sein, sondern kann auch vom Transmissionstyp sein, gleich wie die Anzeige des vergrößerten virtuellen Bildes. Das optische Weiterleitsystem 337, 338 kann zur Beugung des Strahls aus der Anzeigeeinheit zur Bildung eines Zwischenbildes und so weiter mit den Funktionen zur Korrektur der innewohnenden Aberration eingerichtet sein. Ein linkes oder rechts virtuelles Bild 361 oder 362 wird mit der Größe H des Bildes an einer Stellt in einer Entfernung a weg vom Augapfelzentrum OL beziehungsweise OR gebildet. Jedes der Bezugszeichen 363, 364 ist eine Linie, die die Mitte der linken und rechten virtuellen Bildebene mit der Mitte der Pupille des Betrachters verbindet, welche eine Normale zum virtuellen Bild 361 oder 362 ist. Die Linien 363, 364 schneiden sich in der Mitte M, M' des linken und rechten virtuellen Bildes. Bezugszeichen 365 ist eine senkrechte Zweisektorebene zur Basislinie OLOR (Länge L), die die Mitten beider Aufäpfel OL, OR verbindet, wobei ein Winkel ±θ mit den beiden Achsen 363, 364 gebildet wird. Ein Signalverarbeitungsabschnitt 351 oder 352 ist ein solcher zum Umsetzen des Bildsignals für die LCD 339 beziehungsweise 340 in eine Signalform, die für die LCD-Anzeige geeignet ist. Dieser Block enthält eine Decodierschaltung zum Umsetzen eines Signalgemischs in RGB, eine invertierende γ- Wandlerschaltung zum Steuern von Graupegelkennlinien und so weiter. Eine Treiberschaltung 353 oder 354 für die LCD 339 oder 340 enthält eine Polaritätsinverterschaltung zum Ausführen einer Inversionsansteuerung, eine Schaltung zum Einstellen einer Offsetspannung und so weiter. Eine Inverterschaltung 355 oder 356 steuert die Quelle 341 beziehungsweise 342 für von hinten einfallendes Licht an. Das Stellglied 357 oder 358 wird von einem Steuersignal aus einem Steuerabschnitt 303 angesteuert, um die Anzeigeeinheit 333 beziehungsweise 334 zu drehen. Eine Systemsteuerung 360 steuert den HMD-Abschnitt 161. Sie verstärkt Audiosignale, die von einem nicht dargestellten Audiosignalgerät kommen, um Stereotöne gemäß den Bildern durch nicht dargestellte Kopfhörer wiederzugeben.
Fig. 6 und Fig. 7 zeigen Arbeitsweisen der Quellen 341, 342 für von hinten einfallenden Lichts und LCD 339, 340. Im allgemeinen wird das stereoskopische Sehen durch Darstellen zweier Bilder (Stereopaar) mit binokularer Parallaxe für das linke und rechte Auge möglich. Eine Fusion des Bildes des Stereopaares kann vereinfacht werden durch Darstellen der beiden virtuellen Bilder in überlagerter Form im HMD-Abschnitt 161. Wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt, werden die Quellen 341, 342 für von hinten einfallenden Licht und LCD 339, 340 vor beide Mittelpunkte M, M' der linken und rechten virtuellen Bilder verschoben und kommen in jeweilige Positionen nahe auf der senkrechten Zweisektorebene 365. Das linke und rechte virtuelle Bild können in Hinsicht auf die Ebene 365 symmetrisch zueinander erzeugt werden. Die Fusion des Stereopaares ist abgeschlossen, wenn die optischen Achsen des linken und rechten Augapfels mit den Mittenachsen der angezeigten Bilder auf den Anzeigeeinheiten 333 beziehungsweise 334 zusammentreffen. Fig. 7 zeigt ein Beispiel, bei dem ein näher liegender Gegenstand als der in Fig. 6 betrachtet wird, und der Konvergenzwinkel ist 61. Fig. 6 zeigt ein Beispiel, bei dem ein entfernterer Gegenstand als derjenige in Fig. 7 betrachtet wird, und der Konvergenzwinkel beträgt 82. Die Konvergenzwinkel θ&sub1;, θ&sub2; werden normalerweise zur Wiedergabe der Konvergenzwinkel beim Bildaufnehmen durch die mehräugige Kamera 116 gesteuert.
Fig. 8 ist ein Arbeitsablaufplan, der die Arbeitsweise des mehräugigen Kamera-HMD-Systems zeigt, wie es anhand der Fig. 1 bis 4 beschrieben ist. Wenn nichts anderes dargelegt, werden die Prozesse von der Systemsteuerung 159 ausgeführt, und das linke und rechte Bildsignal werden eng miteinander synchronisiert. Wenn des weiteren ein Komprimieren der Bilddaten nach der Bildaufnahme oder bei der Aufzeichnung von Bildsignalen erfolgt, werden die Daten bei der Anzeige der Bilder als gedehnt angesehen. Zuerst wird ein nicht dargestellter Betriebsschalter eingeschaltet, und Bildsignale werden von den Aufnahmesystemen 201, 202 ausgegeben (Schritt S101). Die Bildsignale werden in die Systemsteuerung 214 eingegeben, um das Öffnungsverhältnis und die Fokussierung der Bildaufnahmesysteme 201, 202 zu steuern (Schritt S102). Die obigen Bildsignale werden auch in den HMD- Abschnitt 161 zur Anzeige der Bilder eingegeben (Schritt S103). Auch errechnet die Systemsteuerung 214 einen Steuerbetrag des Konvergenzwinkels aus der Fokussierinformation und, basierend auf dem Rechenergebnis, werden die Stellglieder 206, 207 um einen vorbestimmten Betrag die Arme 203, 204 um die Welle 205 drehen (Schritt S104). Die Information über den Konvergenzwinkel der mehräugigen Kamera wird zur Systemsteuerung 316 im HMD- Abschnitt 161 gesandt, und der Steuerabschnitt dreht die Anzeigeeinheiten 339, 341, 340, 342 durch die Stellglieder 357, 358 um einen vorbestimmten Betrag (Schritt S105). Dann wird eine Entscheidung getroffen, ob ein nicht dargestellter Bildaufnahmestartschalter eingeschaltet ist (Schritt S106). Wenn der Bildaufnahmestartschalter eingeschaltet ist, werden die Bildsignale und der Steuerinformationsstart im Aufnahme- und Wiedergabeblock 162 aufgezeichnet (Schritt S107).
Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, das ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist eingerichtet, nicht nur ein Stereobild, sondern auch ein Panoramabild aufzunehmen und anzuzeigen. Die detaillierte Beschreibung des Kamerasystems wird fortgelassen, weil hinreichend Informationen für Bilder und Informationen über den Konvergenzwinkel an das Anzeigegerät geliefert werden. Somit wird das Anzeigegerät nachstehend anhand Fig. 9 beschrieben. Unter den in Fig. 9 gezeigten Bauelementen sind jene, die den Fig. 2 bis 4 gleich sind, zur Erläuterung hier fortgelassen. In Fig. 9 kommt eine 2D-3D-Feststellschaltung 401 neu hinzu. Diese Schaltung 401 dient der Unterscheidung stereoskopischer Fotografie (3D-Fotografie) von Panoramafotografie (2D-Fotografie), basierend auf der Steuerinformation, die vom mehräugigen Kameraabschnitt kommt. Normalerweise fügt der mehräugige Kameraabschnitt die Information zur Unterscheidung 2D von 3D der Steuerinformation hinzu und sendet die Information zum HMD. Wenn keine Unterscheidungsinformation hinzugefügt ist, erfolgt die Unterscheidung auf der Grundlage der Information über den Konvergenzwinkel oder die Information über die Brennweite. Der Steuerabschnitt 303 führt das Umschalten zwischen dem Stereoanzeigezustand und dem Panoramaanzeigezustand auf der Grundlage des Unterscheidungsergebnisses der 2D-3D- Feststellschaltung 401 aus. Zur Panoramaanzeige müssen die virtuellen Bilder für das linke und rechte Auge nebeneinander ohne einen Abstand zu einander auf der Ebene 365 im Anzeigegerät angeordnet sein, wie in Fig. 9 gezeigt. Somit wird der Konvergenzwinkel so justiert, daß die linke Ecke des virtuellen Bildes für das rechte Auge mit der rechten Ecke des virtuellen Bildes für das linke Auge am Punkt N der Ebene 365 in Berührung kommt. Hier ist θ = 90º - ω - α, wobei ω (ω > 0) ein Sehwinkel des virtuellen Bildes 361, 362 ist, und α (α > 0) ein Winkel zwischen das Basislinie OLOR, der eine gerade Linie ist, die die Mitten des linken und rechten Augapfels verbinden, und eine der geraden Linie OLN, ORN, wie gezeigt. In diesem Falle ist ω = tan&supmin;¹ (H/2a) und α = cos&supmin;¹ (Lcosω/2a). Da L = 65 mm, H = 1219,2 mm und a = 1500 mm im vorliegenden Ausführungsbeispiel, θ = -20,97º, errechnet mit der Information aus der mehräugigen Kamera. Die Anordnung der Anzeigeeinheiten 333, 334 ist so justiert, daß der Konvergenzwinkel θ dieser Winkel wird. Beim Betrachten eines Panoramabildes durch die obigen Mittel wird ein scheinbarer Sehwinkel von etwa 4ω = 88,48º eingenommen, wodurch das Bild mit einem sehr weiten Sehwinkel bereitsteht. Da das menschliche Auge normalerweise sich nicht nach außen dreht, werden die Sehachsen des Betrachters in diesem Moment längs Richtungen gerichtet, die sich vom Konvergenzwinkel unterscheiden.
Fig. 10A und 10B zeigen ein Beispiel des auf den LCD 339, 340 angezeigten linken und rechten Bildes. Fig. 10A und 10B zeigen ein linkes und rechts Bild, das auf der jeweiligen Anzeigeeinheit angezeigt wird. Der Panoramablick des Bildes durch das vorliegende System kann ein verbundenes Bild darstellen, wie 505, aus zwei getrennten quadratischen Bildern 502, 503, wie in Fig. 10C gezeigt, wodurch Bilder 501, 505, 504 mit einem sehr breiten Blickwinkel als ganzes erhalten werden.
Die obigen Ausführungen betreffen den Fall, bei dem der Konvergenzwinkel durch ändern der Positionen der LCD und der von hinten einfallenden Lichtquellen in Hinsicht auf die optischen Projektionssysteme im HMD justiert wurde oder im Falle, bei dem die Anzeige umgeschaltet wurde zwischen der Panoramaanzeige und der Stereoanzeige; aber die vorliegende Erfindung ist keineswegs auf diese Beispiele beschränkt. Dieselben Wirkungen können durch andere Mittel erzielt werden, wie sie beispielsweise in der zuvor genannten, vom vorliegenden Anmelder vorgeschlagenen japanischen Patentanmeldung Nr. 5-92113 angegeben sind. Die folgenden Anordnungen sind nämlich anwendbar.
(1) Beibehalten der relativen Lagebeziehung zwischen der Anzeigeeinheit und dem optischen Projektionssystem; sie werden horizontal um die Mitte der Pupille des Betrachters gedreht.
(2) Die Anzeigeeinheit und das optische Projektionssystem werden horizontal bewegt.
(3) Fixieren der Anzeigeeinheit, nur das optische Projektionssystem wird horizontal bewegt.
(4) Optische Ablenkmittel oder bewegliche optische Reflexionsmittel werden zwischen die Pupille des Betrachters und die Anzeigeeinheit gebracht, und die Position des virtuellen Bildes wird vom optischen Ablenkmittel oder vom beweglichen optischen Reflexionsmittel horizontal bewegt.
(5) Fixieren der Anzeigeeinheit und des optischen Projektionssystems; das Anzeigebild wird horizontal auf elektrischer Grundlage bewegt.
Die obige Beschreibung betrifft auch den Fall, bei dem die in der HMD projizierte linke und rechte virtuelle Bildebene perfekt einander überlagern oder den Fall, bei dem sie einander benachbart angeordnet sind, ohne sich zu überlappen, aber dem Konvergenzwinkel nachfolgen; dies kann selbst in einem Falle bewirkt werden, bei dem die beiden virtuellen Bildebenen sich teilweise gegenseitig überlappen, wie in der japanischen Patentanmeldung Nr. 5-92113 beschrieben.
Fig. 11 ist ein Blockdiagramm, das ein Bildaufnahme- und/oder -anzeigesystem des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt. In Fig. 11 bedeutet Bezugszeichen 101 ein mehräugiges Bildaufnahmegerät, 102 einen Aufzeichnungsabschnitt, 103 einen Wiedergabeabschnitt, 104 ein Anzeigegerät und 105 einen Aufzeichnungsträger.
Das mehräugige Bildaufnahmegerät 101 ist ausgestattet mit Feststellmitteln zum Feststellen eines Zustands der Kamera, beispielsweise des Konvergenzwinkels in Aufnahmebildern zur Ausgabe dieser als Kamerazustandsinformation. Signale von vom mehräugigen Bildaufnahmegerät 101 aufgenommenen Bildern werden vom Aufzeichnungsabschnitt 102 gemeinsam mit einem Signal der Kamerazustandsinformation auf ein Videoband 105 aufgezeichnet. Diese auf das Videoband 105 aufgezeichneten Signale werden vom Wiedergabeabschnitt 103 wiedergegeben, um in das Anzeigegerät 104 geleitet zu werden. Das Kamerazustandssignal wird in diesem Ausführungsbeispiel in einer vorbestimmten Phase vor den Bildsignalen wiedergegeben, und die vorauseilende Kamerazustandsinformation wird zur Beurteilung verwendet, wie die Position des Anzeigeabschnitts gemäß dem Bild zu justieren ist, wobei die Position des Anzeigeabschnitts ohne Zeitverzögerung für das Bild justiert werden kann.
Der detaillierte Aufbau eines jeden Bauteils ist nachstehend beschrieben.
Zuerst beschrieben ist ein mehräugiges Bildaufnahmegerät 101, das in einem System des vorliegenden Ausführungsbeispiels verwendet wird. Fig. 12 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch das Aussehen des mehräugigen Bildaufnahmegerätes 101 zeigt, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet wird. Erste und zweite Videokameraabschnitte A, B werden in ungefähr derselben Richtung und ungefähr parallel zueinander angeordnet, die zu den Zusammensetzmitteln C gehören. Jeder Videokameraabschnitt A, B setzt sich zusammen aus einem Hauptkörperabschnitt, einem optischen Systemabschnitt und einem elektrischen Schaltungsabschnitt innerhalb des Grundkörpers, und eine verwendete Abbildungseinrichtung ist eine Halbleiterabbildungseinrichtung, wie beispielsweise die CCD. Auch ist das mehräugige Bildaufnahmegerät mit einem Sucher 24 zur Anzeige eines Kameraausgangssignals aus den Videokameras A, B ausgestattet.
Die Stereofotografie ist eine der Funktionen des mehräugigen Bildaufnahmegerätes. Um das stereoskopische Gesichtsfeld von Bildern zu realisieren, die durch den ersten und zweiten Kameraabschnitt A, B aufgenommen werden, ist es erforderlich, daß zwei einander zu überlagernde Bilder auf einem Bildschirm oder auf einem Schirm einer Kathodenstrahlröhre oder desjenigen eines virtuellen Bildes darauf miteinander überlagert werden. Dann muß der stereoskopische Effekt erzielt werden, wenn die Bilder überlagert sind. Um diesen Effekt zu erreichen, müssen die Bilder aufgenommen werden, während die optischen Achsen des ersten und zweiten Videokameraabschnitts A, B einander auf der Gegenstandsseite überkreuzen. Um diesen stereoskopischen Effekt zu optimieren, muß die Position des Zwischenabschnitts zwischen den optischen Achsen des ersten und zweiten Videokameraabschnitts A, B gemäß dem Abstand zwischen dem Gegenstand und den Kameras justiert werden. Das im vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendete mehräugige Bildaufnahmegerät ist unter Berücksichtigung dieses Punktes aufgebaut. Auch ist das in diesem Ausführungsbeispiel verwendete mehräugige Bildaufnahmegerät eingerichtet zur Ermöglichung der Panoramafotografie zusätzlich zur Stereofotografie durch Umschalten eines Schalters, wie später zu erläutern ist.
Der Aufbau des im vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendeten mehräugigen Bildaufnahmegerätes 101 ist nachstehend spezifizierter anhand der Fig. 13A und 13B beschrieben.
Licht für das rechte Auge durchläuft eine Linsengruppe 1 und wird von einer Abbildungseinrichtung 2 innerhalb der rechten Kamera A zur Ausgabe als ein rechtsäugiges Bildsignal aufgenommen. Andererseits wird Licht für das linke Auge, das eine Linsengruppe 4 durchläuft, von einer Abbildungseinrichtung 5 innerhalb der linken Kamera B zur Ausgabe als Bildsignal für das linke Auge aufgenommen. Die Ausgangssignale werden jeweils einer Verarbeitung unterzogen, wie sie nachstehend detailliert beschrieben ist, und werden dann auf den Aufzeichnungsträger 105 aufgezeichnet.
Sowohl die linke als auch die rechte Kamera ist mit Zoom- und Fokussiermotoren ausgestattet, um die Linsengruppe 1, 4 anzutreiben, wozu ein rechter Zoommotor 7 und ein rechter Fokussiermotor 8 oder ein linker Zoomotor 9 und ein linker Fokussiermotor 10 gehört. Auch steht die Linsengruppe 1 bis 4 mit einer Blendeneinstellung 3 oder 6 zum Justieren einer empfangenen Lichtmenge durch die Abbildungseinrichtung bereit. Des weiteren sind Positionsdetektoren 11, 13, 12, 14 zur Feststellung von Positionen von durch die Zoommotore 7 und 9 und die Fokussiermotore 8, 10 angetriebenen Linsen vorgesehen, und Ausgangssignale dieser werden an einen Steuerabschnitt 15 geliefert. Jede der Kameras A, B ist mit einem Abstandsdetektor 33, 34 versehen, der beispielsweise aus einer Lichtemissionseinrichtung und einer Lichtempfangseinrichtung aufgebaut ist, die einen Abstand zu einem Gegenstand feststellt, um ihn an den Steuerabschnitt 15 zu liefern. Des weiteren ist wenigstens einer der Abstandsdetektoren 33, 34 horizontal drehbar eingerichtet, so daß sie einen Abstand zu einem Gegenstand in einer Richtung messen können, der durch einen Befehl aus dem Steuerabschnitt 15 festgelegt wird. Bezugszeichen 16 bedeutet einen EEPROM, in den verschiedene Daten bei der Erzeugung eingeschrieben werden, beispielsweise Abweichungen der Empfindlichkeit der Abbildungseinrichtungen, unterschiedliche Abweichungen der linken und rechten Linsengruppe, der Anfangswerte von Winkeln und dem Abstand zwischen den beiden Kameras, wie schon beschrieben.
Des weiteren ist ein rechter Konvergenzwinkelmotor 17 oder ein linker Konvergenzwinkelmotor 18 zum horizontalen Drehen der zugehörigen Kamera fast über die Drehmitte der lichtempfindlichen Oberfläche der Abbildungseinrichtung 2 beziehungsweise 5 vorgesehen. Auch ist die linke oder rechte Kamera B oder A mit einem Drehwinkeldetektor 20 beziehungsweise 19 versehen, und ein Ausgangssignal davon wird an den Steuerabschnitt 15 geliefert. Zusätzlich hat die rechte Kamera A einen Justierabschnitt 21 zum Justieren eines Abstands zwischen der linken und rechten Kamera, einen Justiermotor 22 zum Antrieb des Justierabschnitts 21, einen Abstandsdetektor 23 zur Feststellung eines Abstands zwischen der linken und rechten Kamera, und ein Ausgangssignal aus dem Detektor wird an den Steuerabschnitt 15 geliefert.
Die bildgebenden Einrichtungen 2, 5 werden durch einen Synchronsignalgeber 36 miteinander synchronisiert angesteuert. Von den Einrichtungen 2, 5 ausgegebene analoge Bildsignale werden durch nicht dargestellte Verstärker geschleust und gelangen dann in A/D-Wandler 40 beziehungsweise 43 zur Umsetzung der analogen Signale in digitale Bildsignale. Der Verarbeitungsabschnitt 52 für Adressensignale fügt den digitalen Bildsignalen Adressensignale hinzu, die von den A/D-Wandlern 40, 43 kommen, und auch dem Informationssignal über den Kamerazustand, wie nachstehend beschrieben, um zwischen diesen eine Synchronisation herbeizuführen. Das linke und rechte digitale Bildsignal mit den Adressensignalen wird in den Bildspeichern 41 beziehungsweise 44 gespeichert, gesteuert beim Schreiben und/oder Lesen durch den Synchronsignalgeber 36 und einen Phasenschiebesignalgeber 55. Bezugszeichen 24 bedeutet einen Sucher, bei dem die analogen Bildsignale, bevor sie an die A/D-Wandler 40, 43 geliefert werden, in zusammengesetzter Form oder voneinander getrennt betrachtet werden können. Die in den Bildspeichern 41, 44 gespeicherten Bildsignale werden von der Verzögerungsschaltung (die der Phasenschiebesignalgeber sein kann) 55 ausgelesen, so daß die digitalen Bildsignale eine Verzögerung einer vorbestimmten Phase bezüglich des Informationssignals über den Kamerazustand haben. Die digitalen Bildsignale werden gemeinsam mit der Kamerazustandsinformation durch Ausgangsanschlüsse 50, 51, 54 zum Aufzeichnungsabschnitt 102 gesandt, um im Aufzeichnungsträger 105 aufgezeichnet zu werden. Des weiteren hat das mehräugige Bildaufnahmegerät einen Hauptkameraauswahlschalter 25, einen Zoomsteuerknopf 28, einen Konvergenzwinkelsteuerknopf 53, einen Stereo-Panorama-Umschalter 35 und einen Sucheranzeigeumschalter 57 zur Steuerung von Knöpfen oder Schaltern.
Die Zoom- und Fokussiersysteme sind nachstehend als nächstes beschrieben.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel verwendet ein Linsensystem des rückwärtigen Fokussierungstyps, bei dem eine Fokussierlinse 1-a die Funktion hat, als Korrekturlinse die Bewegung der Brennpunktebene nach Änderung der Brennweite zu korrigieren und eine Funktion als Fokussierlinse. Da die Korrekturlinse ebenfalls als Fokussierlinse im Linsensystem dieser Art dient, ändert sich ein Bewegungsort der Korrekturlinse abhängig von der Gegenstandsentfernung während des Zoomens. Dann werden eine Vielzahl von Orten der Fokussierungslinsenbewegung, wie zuvor beschrieben, im Steuerabschnitt 15 gespeichert, und die Fokussierlinse 1-a wird basierend auf einen gemäß der Gegenstandsentfernung ausgewählten Ort bewegt. Des weiteren würde der Unterschied zwischen der linken und rechten Linsengruppe in einem unterschiedlichen Gesichtsfeldwinkel resultieren, in einer Abweichung der optischen Achse beim Zoomen und in einer Abweichung der Fokussierzeit, welches Schwachpunkte in mehräugigen Bildaufsystemen wären. Um dies zu lösen, werden in den EEPROM 16 eingeschriebene Entsprechungsdaten von Positionen der linken und rechten Zoomlinsen geschrieben, um die Gesichtswinkel einander anzugleichen, und Entsprechungsdaten zwischen Abständen zum Gegenstand und Positionen der linken und rechten Fokussierungslinsen.
Als nächstes wird die Arbeitsweise des im System des vorliegenden Ausführungsbeispiels verwendeten Bildaufnahmegerätes beschrieben.
Die Initialisierung des Gerätes wird zuerst beschrieben. Mit der einsetzenden Stromversorgung des Gerätes stellt der Steuerabschnitt 15 zunächst einen Anfangswert ein, das heißt, einen horizontalen Sichtwinkel von 30º für die optischen Zoomsysteme der beiden Kameras A, B, und danach treibt der Justiermotor 22 die beiden Kameras A, B an, um einem Abstand auf einen vorbestimmten Anfangswert zu bringen, das sind hier 65 mm, welches eine allgemeine Entfernung (Basislänge) zwischen den menschlichen Augäpfeln ist. Dann werden die beiden Kameras A, B so angesteuert, daß sie senkrecht zu einer die Drehmitten verbindenden Linie und parallel zueinander verlaufen. Das Einstellen dieses Zustands wird in den EEPROM 16 bei der Herstellung geschrieben, nachdem ein Winkeloffsetwert zwischen dem Standardwert eines jeden Winkeldetektors 19, 20 und dem erwähnten Zustand gemessen ist. Dann wird ein Abstand mit der ausgewählten Kamera durch den Kameraauswahlschalter 25 gemessen, beispielsweise mit der rechten Kamera A zwischen dem Entfernungsdetektor 33 der rechten Kamera A und dem Gegenstand davor. Dann überprüft der Steuerabschnitt 15 einen Zustand des Stereo-Panorama-Umschalter 35, das heißt, ob der Stereomodus oder der Panoramamodus ausgewählt ist.
Zuerst wird der Fall beschrieben, daß der Stereomodus ausgewählt ist.
Wenn der Stereo-Panorama-Umschalter 35 in der Schaltlage der Stereoseite ist, werden die optischen Achsen der beiden Kameras A, B justiert, um hin zur Kreuzung zwischen dem senkrechten Doppelsektor zu einer Linie justiert zu werden, die die Drehmitten der Kameras und eine Ebene der gemessenen Entfernung verbindet. Wenn die Entfernungsmessung in d0 resultiert und der Kameraabstand e0 ist, wird der Kamerawinkel θ0 folgendermaßen angegeben:
θ0 = ATAN (2 · d0/e0)
(Wobei ATAN eine inverse Funktion von TAN darstellt). Somit dreht der Steuerabschnitt 15 die Kameras zur Position für θ0 nach innen. In diesem Fall wird ein Abstand df zwischen den Kameras und ein Schnittpunkt der optischen Achsen durch die nachstehende Formel angegeben.
df = e0/(2 · cosθ0)
Danach wird der Abstand erneut vom Abstandsdetektor der Hauptkamera gemessen (der Abstandsdetektor 33 der rechten Kamera A in diesem Falle). Wenn ein Fehler des Meßergebnisses in Hinsicht auf das zuvor Beschriebene dt' ist, wird das errechnete Ergebnis df kleiner als ein vorbestimmter Wert, das Fokussieren der linken und rechten Kamera wird mit dem Meßergebnis dt' ausgeführt. Es wird nämlich angenommen, daß es derselbe Gegenstand ist, wie mit der Kamera gemessen, die im Parallelzustand ist, bei einer Schnittposition oder einem anderen Gegenstand nahe der Schnittposition. Da es hier einen kleinen Fehler zwischen dem Abstandsmeßergebnis dt' und dem errechneten Ergebnis df gibt, sollte das Fokussieren basierend auf der aktuellen Abstandsmessung passender zum Meßergebnis dt' erfolgen. Hier wird das Fokussieren für die linke Kamera unter Verwendung des Abstandsmeßergebnisses der rechten Kamera ausgeführt, aber dies ist wegen der aus der Zeichnung offensichtlichen Symmetrie kein Problem. Da der Kameraabstand im vorliegenden Ausführungsbeispiel 65 mm ist, treten keine Probleme durch die Annahme auf, daß der Gegenstand auf dem senkrechten Doppelsektor einen Abschnitt des Gegenstands ist, der rechts der rechten Kamera A gegenüber steht oder ein anderer näherer Gegenstand ist.
Als nächstes wird ein Fall beschrieben, bei dem der Panoramamodus ausgewählt ist.
Wenn der Stereo-Panorama-Umschalter 35 in der Panoramaschaltlage ist, bewegt der Steuerabschnitt 15 die optischen Achsen der Kameras A, B nach außen, so daß ein Überlappungsbetrag des linken und rechten Bildes ein vorbestimmtes Maß erhält. Die Kameras des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind so eingerichtet, daß die Überlappungsrate des linken und rechten Bildes auf 1/3 des linken und rechten Bildes eingestellt ist. Genauer gesagt, die Winkel der Kameras werden so eingestellt, daß links ein Drittel des rechten Bildes mit rechts einem Drittel des linken Bildes sich überlappen, wie in Fig. 15 gezeigt. Dann werden die linke und rechte Kamera auf eine Entfernung d0 fokussiert. Das Fokussieren der linken Kamera B wird unter Verwendung des Entfernungsmeßergebnisses der rechten Kamera A ausgeführt, wobei die Fokussierung im Überlappungsbereich einheitlich sein kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kameraabstand 65 mm und die Überlappungsrate des linken und rechten Bildes beträgt 1/3. Folglich kann angenommen werden, daß ein Gegenstand nach der Drehung der Kameras nach außen dasselbe ist, wie das Messen mit den Kameras im Parallelzustand zum Gegenstand oder einem anderen Gegenstand nahebei. Dann sollte kein Problem mit der auf d0 eingestellten Fokussierentfernung aufkommen.
Die Arbeitsweise des Bildaufnehmens wird als nächstes beschrieben.
Die Arbeitsweise ist die folgende, wenn der Stereomodus ausgewählt ist.
Da die Kameras A, B am Schnittpunkt zwischen den optischen Achsen im Initialisierungszustand fokussiert sind, wird der Gegenstand auf dem Schirm angezeigt. Wenn sich der Schnittpunkt zwischen den optischen Achsen weiter vom Gegenstand entfernt befindet, wie zuvor beschrieben, wird der Gegenstand vor dem Schirm angezeigt; wenn im entgegengesetzten Fall der Schnittpunkt zwischen den optischen Achsen näher als der Gegenstand ist, wird der Gegenstand hinter dem Schirm angezeigt. Somit kann die stereoskopische Wirkung durch Ändern des Konvergenzwinkels zur Änderung der Position des Schnittpunkts zwischen den optischen Achsen geändert werden. Der Sucher 24 zeigt ein Bild an, das durch übliche Technologie aus den Bildern der linken und rechten Kamera zusammengesetzt ist. Der angezeigte Schirm ist der in Fig. 16 gezeigte, bei dem ein Gegenstand in einer Entfernung des Schnittpunkts zwischen den optischen Achsen als linkes und rechtes Bild angezeigt wird, die sich gegenseitig überlagern. Ein Gegenstand, der näher oder weiter entfernt von dem Schnittpunkt zwischen den optischen Achsen ist, wird als linkes und rechtes Bild dieser angezeigt und voneinander verschoben. Je größer der Verschiebebetrag ist, um so weiter ist der Gegenstand vom Schnittpunkt zwischen den optischen Achsen entfernt. Da der Konvergenzwinkel durch Ansteuern des rechten Konvergenzwinkelmotors 17 und des linken Konvergenzwinkelmotors 18 über den Konvergenzwinkelsteuerknopf 53 veränderbar ist, kann die Kamerabedienperson den Konvergenzwinkel justieren, während sie im Sucher 24 den angezeigten Schirm betrachtet, um so den bevorzugten stereoskopischen Effekt zu erzielen.
Der Betrieb ist der folgende, wenn der Panoramamodus gewählt ist.
Im Anfangszustand ist der Überlappungsbereich des linken und rechten Bildes ein Drittel der jeweiligen Bilder. Um Bilder in einem weiter aufgeweiteten Bereich aufzunehmen, kann der Überlappungsbereich durch Erhöhen des Winkels zwischen den optischen Achsen der Kameras A, B verringert werden. Im entgegengesetzten Falle kann der Bildaufnahmebereich eingeengt werden durch Herabsetzen des Winkels zwischen den optischen Achsen der beiden Kameras A, B, um so den Überlappungsbereich zu erhöhen. Die Bilder aus der linken und rechten Kamera werden im Sucher 24 angezeigt, entspechend dem Umschalten von einem zum anderen. Ebenso wie im Stereomodus können die optischen Achsen durch den Konvergenzwinkelsteuerknopf 53 justiert werden, so daß die Kamerabedienperson mit bevorzugter Panoramawirkung Bilder aufnimmt, während sie den Bildaufnahmebereich der linken und rechten Kamera A, B im Sucher 24 betrachtet.
Ein Drehwinkel des Justierens vom Konvergenzwinkel beim Bildaufnehmen wird von den Drehwinkeldetektoren 19, 20 für die Kameras A, B festgestellt, und Winkel der Kameras können aus Ausgangssignalen von den Detektoren 19, 20 und den Daten im EEPROM 16 gewonnen werden.
Als nächstes wird anhand Fig. 17 das Aufzeichnungsverfahren des mehräugigen Bildaufnahmegerätes vom vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben.
Der Verarbeitungsabschnitt 52 für Adressensignale bestimmt das Adressensignal für die in der zuvor beschriebenen Weise gewonnene Kamerazustandsinformation (hier Information über den Konvergenzwinkel der Kameras) und die von den A/D-Wandlern 40, 41 ausgegebenen digitalen Bildsignale zur Synchronisation dieser. Das linke und rechte digitale Bildsignal mit dem Adressensignal werden in den Bildspeichern 41, 44 gespeichert. Wenn das Kamerazustands-Informationssignal aus dem Steuerabschnitt 15 an den Ausgangsanschluß 54 abgegeben wird, ruft der Phasenschiebersignalgeber 55 die Bildinformationssignale von einigen eine vorbestimmte Anzahl davorliegenden Bildern des Kamerazustands-Informationssignals aus den Speichern 41, 44 zur Ausgabe dieser auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die vorbestimmte Anzahl auf 60 Bilder festgelegt. Die "60 Bilder" entsprechen einer Zeitdauer, die hinreichend länger ist als die erforderliche Zeit zur Bewegung der Anzeigeeinheiten basierend auf dem Steuersignal, wie zuvor beschrieben. Wenn die Bewegungsgeschwindigkeit der Anzeigeeinheiten schneller ist, kann die Zeit verkürzt werden. Wenn im entgegengesetzten Fall die Bewegungsgeschwindigkeit der Anzeigeeinheiten langsamer ist, muß die Zeit verlängert werden. Wenn das Kamerazustands-Informationssignal für das k-te Bild ausgegeben wird, werden Bildsignale des (k-60)-ten aus den Speichern 41, 44 zur Ausgabe aufgerufen. Während 1 ≤ k ≤ 60 ist, werden die Bildinformationssignale nicht ausgegeben, und nur das Kamerazustands-Informationssignal wird abgegeben. Nachdem das Kamerazustands-Informationssignal des letzten Bildes ausgegeben ist, bleiben 60 Bilder der Bildinformation. Wenn einmal die Ausgabe des Kamerazustands-Informationssignals gestoppt ist, wird beurteilt, daß die Bildaufnahme beendet ist. Nachdem das letzte Kamerazustands-Informationssignal und die Bildinformationssignale von 60 Bildern vor dem letzten Bild ausgegeben sind, werden die Bildinformationen der restlichen 60 Bilder unter Verwendung eines Auslesetaktsignals in den Steuerabschnitt 15 gegeben.
Die Bildinformationssignale, die von den Ausgangsanschlüssen 50, 51, 54 mit einer Phasenverzögerung von 60 Bildern zum Kamerazustands-Informationssignal ausgelesen und ausgegeben werden, und das Kamerazustands-Informationssignal werden zu den Aufnahme/Wiedergabeabschnitten 102, 103 gesandt, um im Aufzeichnungsträger aufgezeichnet zu werden. Somit wird das Kamerazustands-Informationssignal 60 Bilder vor den digitalen Bildsignalen aufgezeichnet. Dieser voranlaufende Zustand der Information wird im voraus von Informationen in den anliegenden Patentansprüchen und der Beschreibung ausgedrückt. Das mehräugige Bildaufnahmegerät des vorliegende Ausführungsbeispiels ist so eingerichtet, daß die Kamerazustandsinformation die vom Detektor 23 gewonnene Konvergenzwinkelinformation ist. Die solchermaßen aufgezeichnete Bildinformation und Kamerazustandsinformation wird mit der Notwendigkeit wiedergegeben, an das Anzeigegerät geliefert zu werden, wie nachstehend beschrieben.
Obwohl die obige Beschreibung das Beispiel betrifft, bei dem die in den Speichern gespeicherte Bildinformation auf der Grundlage der Kamerazustandsinformation aufgerufen wurde, die um die vorbestimmte Zeit vorauseilt, kann dieselbe Wirkung durch eine einfache Anordnung erzielt werden, bei der eine Verzögerungsschaltung verwendet wird, um die Bildinformation um die vorbestimmte Zeit bezüglich der Kamerazustandsinformation zu verzögern. Des weiteren verwendete das vorliegende Ausführungsbeispiel den Aufzeichnungsträger in Form eines Videobandes, aber der Aufzeichnungsträger kann unter verschiedenen Aufzeichnungsträgern ausgewählt werden, wie unter einem Plattenaufzeichnungsträger, Bandaufzeichnungsträger und IC-Karten. Gemäß der obigen Operation wird das Kamerazustands- Informationssignal für eine hinreichend lange Zeit aufgezeichnet, das heißt, 60 Bilder im vorliegenden Ausführungsbeispiel, die erforderlich sind, die Anzeigeeinheiten basierend auf dem Steuersignal vor den digitalen Bildsignalen zu bewegen. Angemerkt sei, daß der vorherige Informationszustand als Vorabinformation in den Patenansprüchen und der Beschreibung ausgedrückt ist.
Als nächstes beschrieben ist das Anzeigegerät 104, das im System des vorliegenden Ausführungsbeispiels verwendet wird.
Fig. 18 ist eine perspektivische Ansicht, die das äußere Aussehen des Anzeigegerätes 104 im vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt. Das Anzeigegerät 104 ist eine Anzeige, wie eine Maske, die auf dem Kopf befestigt verwendet wird, die zwei kompakte Flüssigkristalltafeln (LCD) hat, um jeweilige Bilder für das linke Auge und das rechte Auge anzuzeigen. Das Anzeigegerät verwendet Linsen zur Vergrößerung der angezeigten Bilder, wodurch virtuelle Bilder angezeigt werden können, als wäre ein 30-Inch-Fernseher 1 m vor dem Betrachter. Folglich kann der Betrachter sich erfreuen, einen Großschirmfernseher unter Verwendung einer derart kompakten Einrichtung zu betrachten. Jede Anzeigeeinheit hat von hinten einfallendes Licht, eine LCD und eine Linsengruppe. Die Anzeigeeinheiten sind so angeordnet, daß der Abstand zur Anpassung an den Abstand (Basislänge) zwischen dem linken und rechten Auge des Betrachters paßt. Auch hat die linke und rechte Anzeigeeinheit einen derartigen Aufbau, daß der Winkel dieser in der Horizontalebene geändert werden kann. Folglich können natürliche Stereobilder und Breitbilder durch Justieren oder Steuern des Winkels der Anzeigeeinheiten gemäß dem Konvergenzwinkel der Kameras bei den Bildaufnahmen erzielt werden.
Fig. 19 ist eine Zeichnung, die speziell einen Operationsmechanismus für Anzeigeeinheiten im Anzeigegerät 104 des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeigt. In Fig. 19 bedeutet Bezugszeichen 70 eine Anzeigeeinheit für das rechte Auge und 71 eine Anzeigeeinheit für das linke Auge. Jede Anzeige verfügt über eine Linsengruppe, eine LCD und über von hinten einfallendes Licht, wie später detailliert zu beschreiben ist. Bezugszeichen 60 ist ein Bild, das im Hauptkörper enthalten ist, der auf dem Kopf zu tragen ist. Bezugszeichen 61 ist eine Grundlängenbasis, die in der Zeichnung bezüglich des Bildes 60 in X-Richtung verschiebbar ist. Die linke oder rechte Grundlängenbasis 61l oder 61r ist mit einem geraden Einschub versehen, der mit einem Getriebe 62 in Eingriff steht, das drehbar vom Rahmen 60 gestützt ist. Die rechte Grundlängenbasis 61r ist mit einem Knopf 61a versehen. Wenn der Betrachter den Knopf 61a eindrückt, um die rechte Grundlägenbasis 61r längs der x-Richtung in der Zeichnung so zu verschieben, daß der Abstand mit der Basislänge des Betrachters übereinstimmt, bewegt sich auch die Grundlängenbasis 61l in entgegengesetzter Richtung um denselben Betrag wie es die rechte Grundlängenbasis 61r tut.
Bezugszeichen 63 bedeutet eine Konvergenzbasis, die auf der Grundlängenbasis 61l oder 61r drehbar gehalten ist. Sowohl die linke als auch die rechte Konvergenzbasis 631, 63r haben eine Drehführungsrille 67 in bogenförmiger Gestalt hinsichtlich der Mitte der Pupillenmitte (C) des Augapfels, der sich am Okularpunkt auf der Linsenkonstruktion befindet. Die Drehführungsrille ist im Eingriff mit zwei Stiften 64, die auf jeder Grundlängenbasis stehen, so daß die Konvergenzbasis sich um die Mitte (C) drehen kann. Des weiteren ist sowohl die linke als auch die rechte Konvergenzbasis 631, 63r mit einem Einschub in bogenförmiger Gestalt mit der Mitte bei der obigen Mitte (C) versehen, die mit einem Getriebe 65 oder 66 in Eingriff ist, das auf einem Motor 80 oder 81 befestigt ist, um den Konvergenzwinkel zu drehen und zu ändern. Die linke und rechte Konvergenzbasis 631, 63r halten die linke und rechte Augenanzeigeeinheit 71, 70, so daß die linke und rechte optische Achse zur linken beziehungsweise rechten Mitte (C) ausgerichtet ist. Somit ist der Mechanismus so eingerichtet, daß der Konvergenzwinkel durch Steuern der Bewegung des Motors 80, 81 justiert oder gesteuert werden kann.
Die Struktur des Anzeigegerätes 104 ist als nächstes in mehr Einzelheiten anhand eines in Fig. 20 gezeigten Blockdiagramms beschrieben.
Die Signale, die vom zuvor beschriebenen mehräugigen Bildaufnahmegerät aufgenommen und dann aufgezeichnet wurden, werden vom Wiedergabeabschnitt 103 wiedergegeben, wobei Bildsignale durch Eingangsanschlüsse 96, 97 und einen Eingangsanschluß 98 für das Kamerazustands-Informationssignal im Grundkörperabschnitt des Anzeigegerätes einzugeben sind. Es gibt zwei Anzeigeeinheiten, das heißt, eine rechte Augenanzeigeeinheit 70 und eine linke Augenanzeigeeinheit 71, die jeweils aus einer Linsengruppe 72, 73, einer LCD 74, 75 und einem von hinten einfallenden Licht 76, 77 bestehen. Jede der Anzeigeeinheiten 70, 71 wird von einer Synchronschaltung 90, einer LCD-Treiberschaltung 84, 85 und einer Treiberschaltung 86, 87 für von hinten einfallendes Licht angesteuert. Die beiden Anzeigeeinheiten 70, 71 sind so justiert, daß sie zum Abstand zwischen diesen mit der Basislänge des Betrachters passen durch den Abstandsjustierabschnitt 88, und ein Abstandsdetektor 89 erzeugt einen Wert des Abstands, um diesen an einen Steuerabschnitt 91 zu liefern. Auch sind die Anzeigeeinheiten 70, 71 so eingerichtet, daß sie sich in der Horizontalebene um die Pupillenmitte des Augapfels drehen können, lokalisiert am Okularpunkt der Linsenkonstruktion, und können von den aus den Drehtreiberschaltungen 82, 83 angesteuerten Motoren 80, 81 gedreht werden. Der Winkel einer jeden Anzeigeeinheit 70, 71 wird von einem Winkeldetektor 78 oder 79 festgestellt, um an den Steuerabschnitt 91 geliefert zu werden. Des weiteren bedeutet Bezugszeichen 92 einen EEPROM, in dem Variationen der LCD, individuelle Abweichungen zwischen der linken und rechten Linsengruppe, Anfangswerte von Winkeln und Abstand der beiden Anzeigeeinheiten 70, 71 und so weiter bei der Herstellung aufgezeichnet worden sind.
Das mehräugige Bildaufnahmegerät/-anzeigegerät des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist zur Aufzeichnung und/oder Wiedergabe der Konvergenzwinkelinformation als Kamerazustandsinformation bei der Bildaufnahme gemeinsam mit der Bildinformation eingerichtet. Somit können Winkel der Anzeigeeinheiten 70, 71 vom Antrieb gemäß den Bildern bei der Wiedergabe gesteuert werden, so daß der Betrachter die Anzeigeeinheiten 70,71 mit demselben Konvergenzwinkel wie der Konvergenzwinkel der Kameras bei den Bildaufnahmen anzeigen kann. Da die Konvergenzwinkelinformation 60 Bilder vor den Bildsignalen aufgezeichnet wird, wird die Konvergenzwinkelinformation natürlich 60 Bildern vor den Bildsignalen bei der Wiedergabe wiedergegeben, wenn der Wiedergabeabschnitt 103 die Signale wiedergibt, die vom zuvor beschriebenen mehräugigen Bildaufnahmegerät aufgenommen und dann aufgezeichnet wurden. Da die Konvergenzwinkelinformation 60 Bilder vor der Bildinformation wiedergegeben wird, kann der Steuerabschnitt 91 eine Beurteilung ausführen, welche Winkel die Anzeigeeinheiten 70, 71 nach 60 Bildern haben sollen, welche Winkel sie nun haben und welche Bewegungen sie während der Periode auszuführen haben, wodurch das Ausführen der Steuerung ohne mechanische Verzögerung ermöglicht wird. Somit können die Anzeigeeinheiten 70, 71 verstellt werden, um ohne Verzögern der Bilder gedreht zu werden, wodurch natürliche Bilder geschaffen werden.
Das vierte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist als nächstes unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
Das vorherige dritte Ausführungsbeispiel ist so eingerichtet, daß die Kamerazustandsinformation vor der Bildinformation aufgezeichnet wird, wodurch bei der Wiedergabe die Anzeigeeinheitssteuerinformation vor der Bildinformation wiedergegeben wird, während das vorliegende Ausführungsbeispiel so eingerichtet ist, daß die Kamerazustandsinformation und die Bildinformation ungefähr gleichzeitig aufgezeichnet werden, die Bildinformation wird einmal bei der Wiedergabe in Speichern gespeichert, und die Bildinformation wird mit einer Verzögerung einer vorbestimmten Zeit bezüglich des Kamerazustands- Informationssignals ausgelesen, wodurch das Kamerazustands- Informationssignal der Bildinformation vorauseilt.
Fig. 21 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau des mehräugigen Bildaufnahme- und/oder -anzeigesystems des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeigt.
In Fig. 21 bedeutet Bezugszeichen 111 ein mehräugiges Bildaufnahmegerät, 112 einen Aufzeichnungsabschnitt, 113 einen Wiedergabeabschnitt, 114 ein Anzeigegerät und 115 einen Aufzeichnungsträger. Das mehräugige Bildaufnahmegerät 111 ist mit Feststellmitteln zur Feststellung des Kamerazustands versehen, wie beispielsweise dem Konvergenzwinkel bei Bildaufnahmen, der die Feststellergebnisse als Kamerazustandsinformation ausgibt. Vom mehräugigen Bildaufnahmegerät 111 aufgenommene Bildsignale werden vom Aufzeichnungsabschnitt 112 gemeinsam mit Signalen der Kamerazustandsinformation auf ein Videoband 115 aufgezeichnet. Die auf dem Videoband aufgezeichneten Signale werden vom Wiedergabeabschnitt 113 wiedergegeben, um an das Anzeigegerät 114 geliefert zu werden. Das Kamerazustandssignal wird um eine vorbestimmte Phase vor den Bildsignalen mittels zuvor Beschriebenem wiedergegeben, so daß die vorhergehende Kamerazustandsinformation zur Beurteilung verwendet wird, wie die Position der Anzeigeeinheiten gemäß den Bildern zu justieren ist, wodurch die Position der zu justierenden Anzeigeeinheit ohne eine Zeitverzögerung in Hinsicht auf die Bilder möglich wird.
Die Bauteile sind nacheinander beschrieben.
Das mehräugige Bildaufnahmegerät 111 ist zuerst beschrieben.
Eine perspektivische Ansicht des äußeren Aussehens des mehräugigen Bildaufnahmegerätes 111 im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dieselbe wie in Fig. 12. Da das mehräugige Bildaufnahmegerät 111 im vorliegenden Ausführungsbeispiel in der Struktur im wesentlichen dasselbe ist wie das mehräugige Bildaufnahmegerät im dritten Ausführungsbeispiel, werden hier nur die Unterschiede beschrieben, und die restliche Beschreibung wird fortgelassen. Fig. 22A und 22B sind Blockdiagramm, die den Aufbau des mehräugigen Bildaufnahmegerätes 111 im vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigen, das den Fig. 13A und 13B im dritten Ausführungsbeispiel entspricht. Das mehräugige Bildaufnahmegerät 111 im vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die Speicher zum Speichern der Bildinformation und die Verzögerungsschaltung, in der von den A/D-Wandlern 40, 43 ausgegebene linke und rechte digitale Bildsignale gemeinsam mit dem Kamerazustands-Informationssignal durch die jeweiligen Ausgangsanschlüsse 50, 51, 54 zum Aufzeichnungsabschnitt 112 gesandt werden, um auf dem Aufzeichnungsträger 115 aufgezeichnet zu werden. Bei der Gelegenheit sind die Bildinformationssignale und das Kamerazustands-Informationssignal einander in der Phase gleich, so daß die Bildinformationssignale und das Kamerazustands-Informationssignal im selben Moment ungefähr gleichzeitig aufgezeichnet werden.
Als nächstes ist das Anzeigegerät 114 beschrieben, das im System des vorliegenden Ausführungsbeispiels Anwendung findet.
Das äußere Aussehen und der Betriebsmechanismus des im vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendeten Anzeigegerätes 114 sind dieselben wie im dritten Ausführungsbeispiel. Auch ist der Aufbau des Anzeigegerätes 114 im vorliegenden Ausführungsbeispiel demjenigen des Anzeigegerätes 104 im dritten Ausführungsbeispiel gleich, und folglich werden nur die Unterschiede beschrieben, und die andere Beschreibung entfällt. Fig. 23 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau des Anzeigegerätes 114 im vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt, das der Fig. 20 im dritten Ausführungsbeispiel entspricht. Die Signale, die vom zuvor beschriebenen mehräugigen Bildaufnahmegerät 111 aufgenommen und aufgezeichnet wurden, werden vom Wiedergabeabschnitt 113 wiedergegeben, um durch Bildsignal- Eingangsanschlüsse 96, 97 und den Eingangsanschluß 98 für das Kamerazustands-Informationssignal in den Grundkörper 114 des Anzeigegerätes gegeben zu werden. Die Bildsignale werden in die Speicher 93, 99 gegeben, während das Kamerazustands- Informationssignal in einen Steuerabschnitt 91 eingegeben wird. Die Bildsignale werden aus den Speichern 93, 99 durch eine Verzögerungsschaltung 94 zum Verzögern eines Signals um eine vorbestimmte Zeit aufgerufen, um an den Steuerabschnitt 91 geliefert zu werden. Die vorbestimmte Zeit hier bedeutet eine Zeitdauer, die hinreichend länger ist als eine zum auf dem Steuersignal basierenden Bewegen der Anzeigeeinheiten erforderliche Zeit, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel 60 Bilder, ebenso wie im dritten Ausführungsbeispiel, eingegeben werden. Die Länge von 60 Bildern kann reduziert werden, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit der Anzeigeeinheiten schneller ist, oder sollte verlängert werden, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit der Anzeigeeinheiten geringer ist. Somit ist die Zeitdauer nicht auf den speziellen numerischen Wert der Bilder von 60 beschränkt. Das mehräugige Bildaufnahmegerät/-wiedergabegerät des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist so eingerichtet, daß die Konvergenzwinkelinformation sowie die Kamerazustandsinformation bei der Bildaufnahme gemeinsam mit der Bildinformation aufgezeichnet und/oder wiedergegeben werden. Folglich können die Winkel der Anzeigeeinheiten werden gemäß den Bildern bei der Wiedergabe vom Antrieb gesteuert werden, so daß der Betrachter die Anzeigeeinheiten mit demselben Konvergenzwinkel wie der Konvergenzwinkel der Kameras bei der Bildaufnahme sieht. Wie zuvor beschrieben, wird sich die in den Steuerabschnitt 91 eingegebene Bildinformation 60 Bilder hinter der Konvergenzwinkelinformation befinden. Da die Konvergenzwinkelinformation in den Steuerabschnitt 91 60 Bilder vor der Bildinformation eingegeben wird, kann der Steuerabschnitt 91 eine Beurteilung ausführen, ob Winkel der Anzeigeeinheiten nach 60 Bildern aufzunehmen sind, welche Winkel sie gegenwärtig annehmen und welche Bewegung sie während der Periode auszuführen haben, wodurch die Ausführung einer Steuerung mit geringer mechanischer Verzögerung möglich wird. Somit können die Anzeigeeinheiten betrieben werden, sich ohne eine Verzögerung zu den Bildern zu drehen, wodurch natürliche Bilder gewonnen werden.
Das fünfte Ausführungsbeispiel ist anhand der Zeichnung beschrieben.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist so eingerichtet, daß die Kamerazustandsinformation und die Bildinformation im wesentlichen gleichzeitig aufgezeichnet werden, es gibt zwei Köpfe, die vorgesehen sind als Steuerkopf zur Wiedergabe des Kamerazustands-Informationssignals und ein Bildkopf zur Wiedergabe der Bildinformationssignale, und das Kamerazustands- Informationssignal wird wiedergegeben von einem Wiedergabeabschnitt, bei dem der Steuerkopf sich vor dem Bildkopf befindet, wodurch das Kamerazustands-Informationssignal vor der Bildinformation wiedergegeben wird.
Fig. 24 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau eines mehräugigen Bildaufnahme- und/oder -anzeigesystems des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeigt.
In Fig. 24 bedeutet Bezugszeichen 121 ein mehräugiges Bildaufnahmegerät, 122 einen Aufzeichnungsabschnitt, 123 einen Wiedergabeabschnitt, 124 ein Anzeigegerät und 125 einen Aufzeichnungsträger. Das mehräugige Bildaufnahmegerät 121 ist ausgestattet mit Feststellmitteln zum Feststellen des Kamerazustands, wie beispielsweise des Konvergenzwinkels, der die Feststellergebnisse als Kamerazustandsinformation abgibt. Signale von durch das mehräugige Bildaufnahmegerät 121 aufgenommenen Bildern werden vom Aufzeichnungsabschnitt 122 gemeinsam mit dem Kamerazustands-Informationssignal auf das Videoband 125 aufgenommen. Die auf dem Videoband 125 aufgezeichneten Signale werden vom Wiedergabeabschnitt 123 wiedergegeben, um an das Anzeigegerät 124 geliefert zu werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird das Kamerazustandssignal eine vorbestimmte Phase vor den Bildsignalen wiedergegeben, und die vorangehende Kamerazustandsinformation wird verwendet, um zu bestimmen, wie die Position der Anzeigeeinheiten gemäß den Bildern zu justieren ist, wodurch die Position der Anzeigeeinheiten ohne Zeitverzögerung bezüglich der Bilder eingestellt werden kann. Die Bauteile sind nacheinander beschrieben.
Hinsichtlich des mehräugigen Bildaufnahmegerätes 121 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist zunächst der Aufbau desselben der gleiche wie beim mehräugigen Bildaufnahmegerät 111, das im vierten Ausführungsbeispiel verwendet wird, und folglich wird hierzu die Beschreibung fortgelassen.
Das Anzeigegerät 124 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist als nächstes beschrieben.
Das äußere Aussehen und der Betriebsmechanismus des Anzeigegerätes 12-4 im vorliegenden Ausführungsbeispiel gleicht jenem des dritten Ausführungsbeispiels (wie in Fig. 18 und Fig. 19 gezeigt).
Das Anzeigegerät 124 im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist im Aufbau dem Anzeigegerät 104 im dritten Ausführungsbeispiel gleich, und folglich werden hier nur die Unterschiede beschrieben und die restliche Beschreibung fortgelassen. Fig. 25 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau des Anzeigegerätes 124 im vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt, das Fig. 20 im dritten Ausführungsbeispiel entspricht. Signale, die vom zuvor beschriebenen mehräugigen Bildaufnahmegerät 121 aufgenommen und aufgezeichnet wurden, werden vom Wiedergabeabschnitt 123 wiedergegeben. Der Wiedergabeabschnitt 123 hat zwei Köpfe, die ein Steuerkopf 130 zur Wiedergabe des Kamerazustands- Informationssignals sind und ein Bildkopf 131 zur Wiedergabe der Bildsignale, und der Steuerkopf 130 ist vor dem Bildkopf 131 in Bandlaufrichtung angeordnet. Die Kamerazustandsinformation wird folglich vor der Bildinformation wiedergegeben. Die Zeit des Vorauseilens kann durch einen Abstand zwischen dem Steuerkopf und dem Bildkopf und der Laufgeschwindigkeit des Bandes bestimmt werden. Da die Bandlaufgeschwindigkeit generell durch das Aufzeichnungsformat festgelegt ist, kann die Entfernung zwischen den Köpfen bestimmt werden abhängig von der Bewegungsmöglichkeit des Anzeigegerätes. Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist so eingerichtet, daß die Konvergenzwinkelinformation gemeinsam mit der Bildinformation als eine Kamerazustandsinformation beim Bildaufnehmen aufgezeichnet und/oder wiedergegeben wird. Somit können die Winkel der Anzeigeeinheiten vom Antrieb gemäß den Bildsignalen bei der Wiedergabe gesteuert werden, so daß der Betrachter die Anzeigeeinheiten mit demselben Konvergenzwinkel wie der Konvergenzwinkel der Kameras bei der Bildaufnahme betrachtet. Wie schon beschrieben, sind der Steuerkopf und der Bildkopf zur Wiedergabe des Steuersignals vor den Bildsignalen eingerichtet, wodurch die Steuerung der Bewegung der Anzeigeeinheiten mit geringer Verzögerung in Hinsicht auf die Bilder möglich ist. Somit können die Anzeigeeinheiten zur Drehung ohne Verzögerung für die Bilder in Gang gesetzt werden, wodurch natürliche Bilder gewonnen werden.
Obwohl die obigen Ausführungsbeispiele so eingerichtet sind, daß der Aufzeichnungsabschnitt und der Wiedergabeabschnitt an das mehräugige Bildaufnahmegerät beziehungsweise an das Anzeigegerät angefügt sind, ist die vorliegende Erfindung keineswegs auf diese Anordnung beschränkt; beispielsweise umfaßt die vorliegenden Erfindung die folgenden Abwandlungen: Der Aufzeichnungsabschnitt und der Wiedergabeabschnitt sind beide im mehräugigen Bildaufnahmegerät enthalten; der Aufzeichnungsabschnitt ist im mehräugigen Bildaufnahmegerät enthalten, während der Wiedergabeabschnitt im Anzeigegerät enthalten ist; der Aufzeichnungsabschnitt und der Wiedergabeabschnitt sind miteinander vereinigt, um ein Aufnahme- Wiedergabegerät zu schaffen, das vollständig vom mehräugigen Bildaufnahmegerät und dem Anzeigegerät getrennt ist.
Das dritte und vierte Ausführungsbeispiel ist ebenfalls so eingerichtet, daß die Bildinformation in die Speicher geschrieben wird; aber die vorliegende Erfindung ist keineswegs auf diese Einrichtung beschränkt. Beispielsweise ist eine andere mögliche Anordnung so eingerichtet, daß die Kamerazustandsinformation sowie die Bildinformation zu unterschiedlichen Zeiten im Speicher geschrieben und ausgelesen werden, um die Kamerazustandsinformation vor die Bildinformation zu bringen.
Das dritte und vierte Auführungsbeispiel sind mit dem Aufzeichnungsabschnitt und dem Wiedergabeabschnitt vorgesehen, wodurch die Kamerazustandsinformation und Bildinformation durch den Aufzeichnungsträger vom mehräugigen Bildaufnahmegerät zum Anzeigegerät übertragen wird; aber die Erfindung ist keineswegs darauf beschränkt. Beispielsweise sieht eine mögliche Anordnung so aus, daß die Kamerazustandsinformation und die Bildinformation direkt aus dem mehräugigen Bildaufnahmegerät zum Anzeigegerät übertragen werden.
Die Konvergenzwinkelinformation und Bildinformation von Videokameras wird von einem mehräugigen Bildaufnahmegerät mit zwei Videokameras durch einen Aufzeichnungsträger zu einem Anzeigegerät übertragen. Ein Konvergenzwinkel der Anzeigeeinheiten im Anzeigegerät wird gemäß der Konvergenzwinkelinformation der Videokameras gesteuert, wodurch dem Betrachter die Betrachtung natürlicher Bilder ermöglicht wird. Da die Konvergenzwinkelinformation vor der Bildinformation liegt, kann der Konvergenzwinkel der Anzeigeeinheiten mit einem natürlichen Empfinden verändert werden.

Claims

1. Bildanzeigesystem, mit:

einem Bildaufnahmemittel (150, 201, 202) zum Erzeugen einer Vielzahl von Bildsignalen gemäß einer Vielzahl optischer Bilder aus unterschiedlichen Blickwinkeln;

einem Steuerzustands-Signalausgabemittel (206, 207, 211, 214) zur Ausgabe eines Steuerzustandssignals, das einen Steuerzustand des Bildaufnahmemittels anzeigt, während das Bildaufnahmemittel die optischen Bilder aufnimmt, um das Bildsignal zu erzeugen;

einem Anzeigebild-Signalerzeugungsmittel (154) zum Erzeugen eines ersten Anzeigesignals und eines zweiten Anzeigesignals basierend auf den Bildsignalen;

einem Anzeigemittel (155, 161), das eines der Augen des Betrachters ein vergrößertes virtuelles Bild eines ersten Anzeigebildes basierend auf dem ersten Anzeigebildsignal sehen läßt und das andere der Augen des Betrachters ein vergrößertes virtuelles Bild eines zweiten Anzeigebildes basierend auf dem zweiten Anzeigebildsignal sehen läßt; wobei das Anzeigemittel (155, 161) eine erste Anzeige (333) zur Anzeige des ersten Anzeigebildes basierend auf dem ersten Anzeigebildsignal hat; eine zweite Anzeige (334) zur Anzeige des zweiten Anzeigebildes basierend auf dem zweiten Anzeigebildsignal; ein erstes optisches System (335, 337), um eines der Augen des Betrachters das vergrößerte virtuelle Bild des von der ersten Anzeige (333) angezeigten ersten Anzeigebildes sehen zu lassen; und ein zweites optisches System (336, 338), das das andere der Augen des Betrachters das vergrößerte virtuelle Bild des von der zweiten Anzeige (334) angezeigten zweiten Anzeigebildes sehen läßt;

gekennzeichnet durch ein Steuermittel (303, 360) zur Änderung einer räumlichen relativen Position zwischen dem vergrößerten virtuellen Bild des ersten Anzeigebildes und dem vergrößerten virtuellen Bild des zweiten Anzeigebildes basierend auf dem Steuerzustandssignal, um einen Konvergenzwinkel zwischen der optischen Achse eines der Augen des Betrachters, das das vergrößerte Bild des ersten Anzeigebildes betrachtet, und einer optischen Achse des anderen Auges des Betrachters, das das vergrößerte virtuelle Bild des zweiten Anzeigebildes betrachtet, zu bilden.

2. System nach Anspruch 1, mit einem Bildsignalaufzeichnungsmittel (156) zum Aufzeichnen des vom Aufnahmemittel erzeugten Bildsignals auf einen Aufzeichnungsträger (105; 115; 125),

wobei das Bildsignalaufzeichnungsmittel (156) das vom Steuerzustandssignalausgabemittel (206, 207, 211, 214) ausgegebene Steuerzustandssignal auf den Aufzeichnungsträger (105; 115; 125) auf zeichnet,

wobei das Anzeigebildsignalerzeugungsmittel (154) das erste und zweite Anzeigebildsignal basierend auf dem vom Aufzeichnungsträger wiedergegebenen Bildsignal erzeugt, und

wobei das Steuermittel (303, 360) einen Anzeigezustand des Anzeigemittel (155, 161) basierend auf dem vom Aufzeichnungsträger wiedergegebenen Steuerzustandssignal steuert, wenn das Anzeigemittel eines der Augen des Betrachters das vergrößerte virtuelle Bild des ersten Anzeigebildes basierend auf dem ersten Anzeigebildsignal sehen läßt, und das andere der Augen des Betrachters das vergrößerte virtuelle Bild des zweiten Anzeigebildes basierend auf dem zweiten Anzeigebildsignal sehen läßt.

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dessen Steuermittel (303, 360) die räumliche relative Position zwischen dem vergrößerten virtuellen Bild des ersten Anzeigebildes und dem vergrößerten virtuellen Bild des zweiten Anzeigebildes durch Steuern von Positionen des ersten und zweiten optischen Systems (335, 337, 336, 338) in Hinsicht auf die erste und zweite Anzeige oder die relative Lagebeziehung des ersten und zweiten optischen Systems ändert.

4. System nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die räumliche relative Position zwischen dem vergrößerten virtuellen Bild des ersten Anzeigebildes und dem vergrößerten virtuellen Bild des zweiten Anzeigebildes aus einem Zustand geändert wird, bei dem sich die vergrößerten virtuellen Bilder überlappen, um einen Zustand zu bilden, in dem diese beiden benachbart angeordnet sind.

5. System nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Steuerzustands- Signalausgabemittel (206, 207, 211, 214) eine Information ausgibt, die anzeigt, ob das Bildaufnahmemittel in einem Zustand ist, bei dem die Wiedergabe eines Bildsignals zur Anzeige eines zweidimensionalen Panoramabildes auf dem Anzeigemittel (155, 161) erfolgt, oder in einem Zustand ist, bei dem das Erzeugen eines Bildsignals zur Anzeige eines dreidimensionalen Stereobildes auf dem Anzeigemittel (155, 161) als das Steuerzustandssignal erfolgt.

6. System nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Bildaufnahmemittel (150, 201, 202) eine Vielzahl optischer Bildaufnahmesysteme (201, 202) hat, um ein optisches Bild aus jedem der unterschiedlichen Blickpunkte zu gewinnen, und wobei das Steuerzustandssignal-Ausgabemittel eine Information abgibt, die eine Konvergenz zwischen den optischen Bildaufnahmesystemen als das Steuerzustandssignal anzeigt.

7. System nach Anspruch 1, bei dem das Bildaufnahmemittel (150, 201, 202) ein mehräugiges Bildaufnahmemittel mit einer Vielzahl von Videokameras enthält.

8. System nach Anspruch 7, bei dem das Steuerzustandssignal eine Information gemäß einer Konvergenzwinkelinformation des mehräugigen Bildaufnahmemittels anzeigt.

9. System nach Anspruch 1, das des weiteren ein Justiermittel enthält für die Abgabe des Steuerzustandssignals an das Anzeigemittel (155, 161) zu einer weiter zurückliegenden vorbestimmten Zeit, zu der das Erzeugen des Bildsignals erfolgt.

10. System nach Anspruch 9, dessen Justiermittel einen Speicher (91, 93) hat, um wenigstens entweder das Bildsignal oder das Steuerzustandssignal zu speichern, wobei das Steuerzustandssignal um eine vorbestimmte Zeit gemäß der Zeitvorgabe zum Auslesen eines gespeicherten Signals vor dem Bildsignal vorauseilt.

11. System nach Anspruch 9, dessen Justiermittel über eine Vielzahl von Wiedergabeköpfen zur Wiedergabe des auf den Aufzeichnungsträger (105, 115, 125) aufgezeichneten Bildsignals und des Steuerzustandssignals verfügt, wobei das Steuerzustandssignal durch Anordnen der Vielzahl von Wiedergabeköpfen um eine vorbestimmte Zeit vor dem Bildsignal vorauseilt.