JPH10234057A - 立体映像装置及びこれを含むコンピュータシステム - Google Patents
立体映像装置及びこれを含むコンピュータシステムInfo
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- JPH10234057A JPH10234057A JP9032367A JP3236797A JPH10234057A JP H10234057 A JPH10234057 A JP H10234057A JP 9032367 A JP9032367 A JP 9032367A JP 3236797 A JP3236797 A JP 3236797A JP H10234057 A JPH10234057 A JP H10234057A
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Abstract
じて立体ディスプレイに仮想的に同様な立体感を表示で
きることを課題とする。 【解決手段】 複数の視差画像を用いて立体表示する立
体映像装置において、観察者の視点位置を検知する手段
と、観察者の視点位置をもとに立体ディスプレイを回転
制御する手段を設けたことを特徴とする。また、複数の
視差画像を撮影する立体カメラを具備し、この立体カメ
ラを観察者の視点位置或いは立体ディスプレイの回転角
度に応じて、被観察物の外周を移動制御する手段を設け
たことを特徴とする。複数の視差画像を用いて立体表示
する立体ディスプレイと、ポインティングデバイスを用
いたユーザインターフェースを実装したコンピュータ
と、機械的な制御手段により撮影方向を制御可能な撮影
環境が接続されたコンピュータシステムに於いて、前記
撮影方向を前記ポインティングデバイスを用いることに
より操作することを特徴とする。
Description
ンピュータモニタ、ゲームマシンなどにおいて立体表示
を行う立体映像装置と、左右の視差画像を撮影する立体
カメラと、立体ディスプレイとコンピュータを接続した
コンピュータシステムに関する。
ロジェクタといった従来の2次元表示の技術を用いて表
示する装置には、眼鏡を用いて左右像をそれぞれ分離し
て立体視するものや、左右像をストライプ画像合成して
レンチキュラやパララックス・バリヤを通して立体像を
観察するものが代表的である。以下、これら従来例の説
明をする。また、立体ディスプレイはコンピュータと接
続されて使用されることが多いので、コンピュータの使
用環境についても説明を加える。
の説明:従来、立体ディスプレイの方式として、右眼用
と左眼用画像に対して偏光状態を異ならせ、偏光めがね
を用いて左右の画像を分離するものがある。その偏光状
態を異ならせるためにディスプレイ側に液晶シャッター
を設け、ディスプレイの表示画像のフィールド信号に同
期させて、偏光状態を切り替え、偏光めがねをかけた観
察者は時分割で片目づつ左右画像を分離して立体視を可
能にする方式が実用化されている。さらに、めがね側に
液晶シャッタを設け、モニタの表示画像に同期させるこ
とで、左右画像の視差画像を生成して観察者に立体視さ
せる等の幾つかの方式も提案・実用化されている。しか
し、これらの方式では観察者は常に立体視用のめがねを
かけねばならないという欠点があった。
それに対して、偏光めがねを用いない立体ディスプレイ
として、ディスプレイの前面にレンチキュラーレンズを
設け、空間的に左右の眼に入る画像を分離する方式があ
る。図18はレンチキュラーレンズを用いた方式の従来
例の説明図である。151は液晶ディスプレイで、液晶
の表示画素部153はガラス基板152,154の間に
形成されている。液晶ディスプレイ151の表面には、
断面が図示のように半円状で各々紙面に直角方向に延び
るシリンドリカルレンズからなるレンチキュラーレンズ
155が設けられており、その焦点面に液晶の表示画素
部153が位置するようになっている。
キュラーレンズの一つのピッチに対応して右眼用画像
(黒塗りの部分)、左眼用画像(白抜きの部分)がスト
ライプ状に対となるよう交互に配置されており、レンチ
キュラーレンズ155により観察者の右眼ER 、左眼E
L に光学的に分離して結像され、立体視が可能となる。
図中にはディスプレイの両端と中央部分の右眼用、左眼
用画像の各々を観察できる空間的領域を示してあり、画
面全面にわたって観察者の目(両眼中心距離はe)に左
右分離して見える共通領域が、図中の太線部分の立体視
領域156である。さらに、この立体視領域156に隣
接した領域(不図示)においても、左右分離して立体視
できる領域が存在する。この方式は観察者が特殊な眼鏡
を使用する必要がない上に、不特定多数の観察者がいる
場合の手軽な立体ディスプレイとして使用できる。
めがね無し立体表示手段としては、前述のレンチキュラ
ーレンズ方式の他に、パララックス・バリヤ方式が代表
的である。以下、このパララックス・バリヤ方式につい
て説明する。
H.Kaplan,“Theory of Parallax Barriers",J.SMPTE,Vo
l.59,No.7,pp.11-21(1952)に開示されており、複数視点
からの複数の視差画像から左右画像が少なくとも交互に
配列されたストライプ画像を、この画像から所定の距離
だけ離れた位置に設けられた所定の開口部を有するスリ
ット(パララックス・バリヤと呼ばれる)を介して、そ
れぞれの眼でそれぞれの眼に対応した視差画像を観察す
ることにより立体視を行うことができる。
との両立性を向上させるために、パララックス・バリヤ
を透過型液晶表示素子などにより、電子的に発生させバ
リヤ・ストライプの形状や位置などを電子的に可変制御
するようにした立体表示装置が、特開平3−11988
9号公報、特開平5−122733号公報に開示されて
いる。
開示されている立体画像表示装置の基本構成図であり、
画像表示を行う透過型液晶表示装置101に、厚さdの
スペーサー102を介して透過型液晶表示素子から成る
電子パララックス・バリヤ103を配置している。透過
型液晶表示素子101には2方向または多方向から撮像
した視差画像の縦ストライプ画像として表示し、電子式
パララックス・バリヤ103には、XYアドレスをマイ
クロコンピュータ104等の制御手段で指定することに
より、バリヤ面上の任意の位置にパララックス・バリヤ
パターンを形成し、前記パララックス・バリヤ方式の原
理に従って立体視できる装置である。
で説明したレンチキュラ方式やパララックス・バリヤ方
式のように、ストライプ画像を構成し立体視する装置で
は、その立体視できる領域の幅は狭く、観察者が立体視
できる範囲は最大でも両眼中心距離約65mmの幅の半
分しかない。そのため、観察者は頭の位置を固定するよ
うにして観察する必要があり、非常に見にくいという欠
点があった。それに対して、特開平2−44995号公
報では、この立体視の領域を広くするために、観察者の
両眼の位置を検出して、レンチキュラーレンズを水平方
向に可動に支持して、表示素子との左右方向の相対位置
を移動制御することで、立体視領域を広げる方式が提案
されている。また、パララックス・バリヤ方式でも機械
的或いは電子的に、バリヤを左右に移動させて立体視領
域を追従させることも可能である。
観察者の両眼位置を検出し、その検出した信号により、
レンチキュラに対応する右眼用画像と左眼用画像の表示
画素部の左右の位置を入れ替えて、立体視領域を広くす
る方式が提案されている。
ュータの発達は目覚ましい。近年のグラフィカル・ユー
ザ・インターフェース(GUI)は、コンピュータの操
作性を向上させ、直感的な操作を行うことができるた
め、コンピュータの普及に貢献してきた。
容量化、多機能化等の進歩に伴い、コンピュータ上で3
次元画像データを用いることが日常的となってきた。今
まで説明してきた立体ディスプレイもコンピュータ環境
で用いることが多くなってきた。特に、3次元のコンピ
ュータグラフィックでは仮想的なカメラの位置を任意に
変えることができるため、両眼視差の画像の生成に応用
されることも多い。
手段を用いた立体表示においては立体カメラやコンピュ
ータグラフィックスの立体映像を表示するだけで、観察
者は常に1方向からの像しか得られず、観察者自ら観察
物を回り込んで観ることもできず、十分な臨場感が得ら
れなかった。
ると以下のような課題があった。
レイ自身が固定されるために限定される。
ディスプレイを斜めから観るため観察しにくくなる。
示される被写体を別の角度からの映像を見たいと欲した
場合には、立体撮像装置又は、被写体を設置した台座等
を回転させる必要があり、思い通りの角度からの立体映
像を得ることが困難になる。
決するためになされたもので、複数の視差画像を用いて
立体表示する立体映像装置において、観察者の視点位置
を検知する手段と、観察者の視点位置をもとに立体ディ
スプレイを回転制御する手段を設けたことを特徴とす
る。
視差画像を撮影する立体カメラを具備し、この立体カメ
ラを観察者の視点位置或いは立体ディスプレイの回転角
度に応じて回転制御する手段を設けたことを特徴とす
る。更に、上記立体映像装置において、複数の視差画像
を撮影する立体カメラを具備し、この立体カメラの撮影
範囲に観察者の視点位置或いは立体ディスプレイの回転
角度に応じて回転制御可能な回転台を設けたことを特徴
とする。
視差画像を撮影する立体カメラを具備し、この立体カメ
ラを観察者の視点位置或いは立体ディスプレイの回転角
度に応じて、被観察物の外周を移動制御する手段を設け
たことを特徴とする。また、立体映像装置において、立
体ディスプレイとコンピュータを接続したシステムを組
み、観察者の視点位置或いは立体ディスプレイの回転角
度に応じコンピュータグラフィックスによって生成する
視差画像の視点方向を制御することを特徴とする。ま
た、立体ディスプレイとコンピュータを接続したシステ
ムで、観察者の視点位置或いは立体ディスプレイの回転
角度に応じ、予め用意した視差画像を選択的に表示する
ことを特徴とする。
る立体ディスプレイと、ポインティングデバイスを用い
たユーザインターフェースを実装したコンピュータと、
機械的な制御手段により撮影方向を制御可能な撮影環境
が接続されたコンピュータシステムにおいて、前記撮影
方向を前記ポインティングデバイスを用いることにより
操作することを特徴とする。また、該コンピュータシス
テムにおいて、その撮影手段が回転制御手段を備えた複
数の視差画像を撮影する立体カメラからなり、前記ポイ
ンティングデバイスにより前記回転手段が回転制御され
ることを特徴とする。また、該コンピュータシステムに
おいて、その撮影手段が複数の視差画像を撮影する立体
カメラと、この立体カメラの撮影範囲に設けられた回転
制御可能な回転台とからなり、前記ポインティングデバ
イスにより、前記回転が回転制御されることを特徴とす
る。さらに、上記コンピュータシステムにおいて、その
撮影手段が複数の視差画像を撮影する立体カメラと前記
立体カメラを移動制御する手段からなり、前記ポインテ
ィングデバイスにより前記移動手段が移動制御されるこ
とを特徴とする。
数の視差画像を用いて立体表示する立体表示手段と、観
察者の視点位置を検知する手段と、この観察者の視点位
置に応じて立体表示領域を追従する手段を備えた立体デ
ィスプレイと、ポインティングデバイスを用いたユーザ
インターフェースを実装したコンピュータを接続したス
テムにおいて、前記ポインティングデバイスと観察者の
移動により前記視差画像の視点方向を制御・表示するこ
とを特徴とする。また、該コンピュータシステムにおい
て、ポインティングデバイスによる観察方向の制御・表
示量を観察者の移動による観察方向の制御・表示量より
も大きくしたことを特徴とする。
て、複数の視差画像を撮影する立体カメラを具備し、こ
の立体カメラをポインティングデバイスを用いて回転制
御する手段を設けたことを特徴とする。また、上記コン
ピュータシステムにおいて、複数の視差画像を撮影する
立体カメラを具備し、この立体カメラの撮影範囲に前記
ポインティングデバイスにより回転制御される回転台を
設けたことを特徴とする。
て、複数の視差画像を撮影する立体カメラと、前記立体
カメラを移動制御する手段を具備し、前記ポインティン
グデバイスにより前記移動制御が制御されることを特徴
とする。
の前面に用いた立体ディスプレイ装置を使用する立体映
像装置において、前記立体ディスプレイ装置をレンチキ
ュラレンズのシリンドリカルレンズの長手方向を回転軸
とするように支持する回転支持機構と、前記立体ディス
プレイ装置を前記回転軸を中心として回動させる駆動手
段と、観察者の頭部又は両眼位置を検出する手段と、検
出した頭部又は両眼位置に基づき前記立体ディスプレイ
の角度を制御する制御手段と、被写体を撮像する左右の
撮像装置と、前記撮像装置を回動させる駆動手段とを備
え、前記撮像装置からの撮像情報を表示することを特徴
とする。
れた観察者の頭部又は両眼位置に基づき前記撮像装置の
角度を制御する制御手段を備えたことを特徴とする。ま
た、該立体映像装置において、前記立体ディスプレイ装
置の角度に基づき前記撮像装置の角度を制御する制御手
段を備えたことを特徴とする。
座において、検出された観察者の頭部又は両眼位置に基
づいてその角度を制御される制御手段を備えたことを特
徴とする。また、上記立体映像装置に具備された台座に
おいて、前記立体ディスプレイ装置の角度に基づいてそ
の角度を制御される制御手段を備えたことを特徴とす
る。また、上記立体映像装置の台座において、前記撮像
装置または被写体を回動できることを特徴とする。
段において、角度を前記立体ディスプレイを設置した場
合と前記被写体を設置した場合とで異なる方向にするこ
とを特徴とする。
を使用する立体映像装置において、前記立体ディスプレ
イ装置を回転するように支持する回転支持機構と、前記
立体ディスプレイ装置を回転する回転軸を中心として回
動させる駆動手段と、観察者の頭部又は両眼位置を検出
する位置検出手段と、被写体を撮像する左右の撮像装置
と、前記撮像装置を回動させる駆動手段と、前記検出し
た頭部又は両眼位置に基づき前記立体ディスプレイの角
度及び前記撮像装置の角度を制御する制御手段とを備え
たことを特徴とする。
を、図面を用いて詳細に説明する。
第1の実施形態を示すものである。図1において、10
0は本実施形態を施した立体ディスプレイ装置本体で、
1は例えばレンチキュラー方式やパララックス・バリヤ
方式等によって立体表示される立体表示部、2は画像処
理等の手段によって観察者の視点位置を検知する視点検
出部、3は本立体ディスプレイを回転制御させるための
回転台である。また、200は本立体ディスプレイを観
察している観察者である。さらに、300は立体画像を
撮影するための立体カメラ本体で、31と32は視差画
像を撮影するために設けられたレンズ、33は立体カメ
ラの回転台制御部である。また、400は立体カメラ3
00の映像信号を立体ディスプレイに送る、或いは立体
ディスプレイ100からの回転角度情報等の制御信号を
立体カメラ300へと送る等の双方向の通信を行うケー
ブルである。
体カメラ300の内部の構成を示すブロック図である。
について説明する。30は立体画像を撮像するための左
右2つの撮像系からなる撮像部、36は撮像部30より
出力された左右の画像情報に相当する映像信号に対して
それぞれ所定の信号処理を施して立体ディスプレイ10
0へと供給可能な信号形態に変換する映像信号処理回
路、33は撮像部30を回転するための回転台座を駆動
するモータを含む回転台制御部、34は映像信号処理回
路36より出力された映像信号を立体ディスプレイ10
0側に送信可能な形態に変換するとともに、ディスプレ
イ100側より送信されてきた制御信号に基づいて回転
台制御部37を制御し、立体ディスプレイに送信するた
めの撮像部30の姿勢を初めとするオートフォーカス等
の各種制御情報を生成するコントローラで、マイクロコ
ンピュータによって構成される。また、35は立体ディ
スプレイ100側との間で、映像信号及び各種制御情報
を所定のフォーマットで通信するカメラ側通信部であ
る。
明する。図2において、1は立体画像を表示するCRT
や液晶等の立体ディスプレイ、2は観察者の視点を検出
する視線検出部で、観察者に赤外線等を照射してその反
射光から眼球位置を知る方法、観察者の頭部の映像から
画像処理によって眼球像を検出する方法、あるいは頭部
自体の画像認識を行う方法等、必要に応じて選択するこ
とができる。
するための回転台座を駆動するモータを含む回転台制御
部、4は立体カメラ300から送信されてきた画像信号
とカメラの姿勢、その他の関連する制御情報を受信し、
あるいは立体カメラ300側へとカメラ制御情報等を送
信するディスプレイ側通信部である。
したがって、立体カメラ300側より送られてきた画像
情報を左右の画像情報に分離し、所定の信号処理を施し
て映像ドライブ回路6へと供給し、立体ディスプレイ表
示部1に表示させる映像信号処理回路である。
括して制御するとともに、通信部4を介して立体カメラ
300を制御するマイクロコンピュータによって構成さ
れたコントローラで、立体カメラ300から通信部4を
介して受信した映像信号を映像信号処理回路5へと供給
させてディスプレイ1に立体画像を表示させるととも
に、視点検出部2によって検出された観察者の視線位置
情報に基づいて、回転台制御部3を制御して立体ディス
プレイ100の回転位置を制御するものである。またデ
ィスプレイ側から立体カメラ300を制御するための制
御信号を立体カメラ300側へと出力する。
ラ300との間における情報の通信路となるケーブル4
00は、このようなケーブル接続の形態をとることな
く、電話回線でも無線、赤外線でも、その手段は特に限
定されるものではなく、いかなる形態をとってもよい。
追って説明する。
され、その立体画像に相当する左右の映像信号は、各通
信部4,35及びケーブル400からなる通信手段を介
して立体ディスプレイ100の画面へと表示される。
プレイ100の画面上に水平方向に形成されたレンチキ
ュラーレンズ(シリンドリカルレンズ)によって、観察
者の左右の眼に対して左右の異なる映像が映るようにな
っており、立体カメラ300の左右の映像信号出力を観
察者の左右の眼に別々に伝達するように構成されてい
る。
レイ100を観察している際に、観察者が立体ディスプ
レイ装置に対して位置を移動すると、視点位置検出部3
によって視点位置の移動として検出され(頭部位置を検
出するセンサであれば、その頭部位置の画像から頭部位
置の移動として検出される)、立体ディスプレイ100
と観察者との間の相対的な位置の変位としてコントロー
ラ7へと供給される。
に基づいて、回転台制御部3を制御し、立体ディスプレ
イ100を回転させて観察者に正対する位置へと移動す
る。
通信ケーブル400(あるいはワイヤレス通信)によっ
て、立体カメラ300側にも伝達され、コントローラ3
4を介して回転台制御部33が駆動制御され、カメラの
位置も、観察者の視点が移動した方向に回転する。
周囲を移動すると、カメラもその移動方向に移動するた
めディスプレイ1に写し出される映像が、被写体の正面
から側面へと移動し、ディスプレイ1も観察者の移動し
た方向に向きを変えるので、観察者は、ディスプレイ1
の周囲を移動することにより、あたかも被写体の周囲を
移動しているかのような映像を見ることができる。
100を回動させたとき、立体カメラ300側に、視点
位置情報でなく、立体ディスプレイ100の回転角の情
報を送信し、この情報に基づいて回転制御部33を制御
するようにしてもよい。
の視点位置の移動量や立体ディスプレイ100の回転角
に対して、1対1に対応している必要はなく、所定の比
例又は非線形な関数で規定してもよい。
イ装置を見る位置を変えるだけで、立体カメラ300も
追従して表示されている立体画像が変化するので、その
都度手動で立体カメラ300の向き等を調整する必要が
なく、観察者の意志に基づいた好みの方向の映像を観察
することができる。観察者が移動することにより、視差
画像が変化する運動視差の効果もでるため、より現実的
な立体感を感受し、その認識を増すことができる。
第2の実施形態の説明図である。第1の実施形態との差
異について特に説明する。
施形態と同様に、視点検知手段と立体表示手段と回転制
御手段を具備した立体ディスプレイ装置である。また、
300′は第1の実施形態の立体カメラ300と同様に
視差画像を撮影するための立体カメラ300’である
が、第1の実施形態と異なり立体カメラ300’が回転
台制御部33を具備していない。600は本実施形態の
特徴を示すもので、固定部601と被写体250を載置
する回転部602から成る回転台である。410は立体
ディスプレイ100と立体カメラ300’間の通信を行
うためのケーブル、420は立体ディスプレイ100と
回転台600間の通信を行うためのケーブルである。
するブロック図である。図中、61,62,63以外は
上記第1実施形態の説明で既に述べたので、これらの説
明は省略する。61は回転台600を制御するためのマ
イクロコンピュータによるコントローラ、62は立体デ
ィスプレイ100と通信をして、主に回転台600の回
転角度の情報を得るための通信部、63はモータ等の機
構部を有して回転台600の回転角度を制御するための
回転台制御部である。
発明の第2の実施形態の特徴である観察者に対しての立
体ディスプレイ100と立体カメラ300’と回転台6
00の関係について説明する。立体ディスプレイ100
の動作としては通信部5が立体カメラ300’と回転台
600の両方に通信を行っている以外は、第1の実施形
態と同様である。第2の実施形態の立体カメラ300’
は第1の実施形態と異なり、回転台制御部33を具備し
ておらず、通信部35は立体映像や音声信号を司ること
になる。
視点検出部2で得た観察者の視点情報をケーブル420
で通信部62を介してコントローラ61に送られる。コ
ントローラ61はこの信号をもとに回転台制御部63を
制御し、観察者の視点移動と共に回転させる。
観察中、その立体画像の側面を見ようとして、観察者自
身の眼の位置をサイドにずらせた場合、それを視点検出
部2の視点位置センサあるいは頭部位置センサによって
検出し、観察物を載せた回転台600をそのズレに相当
する分、回転するので、立体ディスプレイ100の前を
回転移動することで、観察物も追従するので観察者の意
志に基づいた方向の観察ができ、観察者が移動すること
により視差画像が変化する運動視差の効果や、回り込み
画像が得られることで、より立体感を増すことができ
る。
おける第3の実施形態を示す説明図である。上述の実施
形態との差異について説明する。
同様に、視点検知手段と立体表示手段と回転制御手段を
具備した立体ディスプレイ装置である。300”は第1
の実施形態の立体カメラ300と同様に視差画像を撮影
するための立体カメラであるが、上述と異なり立体カメ
ラ300の回転台制御部33の替わりに、円周状に構成
されたレール700上を移動する移動手段、例えばリニ
アモータやステップモータを用いた移動体を具備し、被
観察物250の回りから撮影できる。
ブロック図である。上述以外で、430は立体ディスプ
レイ100と立体カメラ300”間の通信を行うための
ケーブル、71はレール700を移動するためにモータ
等を備えたレール移動手段である。
立体ディスプレイ100と立体カメラ300”の移動制
御について説明する。立体ディスプレイ100の動作と
しては第1の実施形態と同様である。第3の実施形態の
立体カメラ300”は第1の実施形態と異なり、回転台
制御部33の替わりにレール700上を移動する。立体
カメラ300”は立体ディスプレイ100の視点検出部
2で得た情報をケーブル430で通信部35を介してコ
ントローラ34に送られる。コントローラ34はこの信
号をもとに自走的に移動制御し、観察者の視点又は頭部
の移動と共に移動させる。
ルを配すれば、被写体を360°どの位置からも撮影す
ることができ、観察者の視点に応じて画像をその動きに
応じて表示することができる。
プレイ100の前を回転移動することで、立体カメラ3
00”も追従するので観察者の意志に基づいた方向の観
察ができ、観察者が移動することにより視差画像が変化
する運動視差の効果や回り込み画像がディスプレイ上で
観察されることで、より立体感を増すことができる。
述の実施形態の立体ディスプレイ100とコンピュータ
を接続したものについて述べる。図7は本実施形態のコ
ンピュータ(不図示)の処理を説明する流れ図である。
s1は立体ディスプレイ100の視点検知部2より所定
の手段で観察者の視点位置をコンピュータに取り込むた
めの視点位置取得部、s2は先述の視点位置情報に応じ
て視差画像をコンピュータグラフィックス(CG)で生
成するための視差画像生成部である。s3は上述以外の
コンピュータの一般的な処理を行うその他の処理部であ
る。また、視差画像生成部s2では、コンピュータグラ
フィックスを用いたが、替わりに予め用意した視差画像
を選択的に表示しても良い。
ても、コンピュータグラフィックス機能を活用して、運
動視差や回り込みの効果をコンピュータを接続したシス
テムで実現できる。
本発明の第5の実施形態による概略外観図と構成ブロッ
ク図とディスプレイ上に表現した概略表示画像である。
いられる立体ディスプレイ装置本体で、上記実施形態と
異なり、回転台制御部3を備えずに立体視領域の追従は
従来の方法によってなされる。また、82は前記立体デ
ィスプレイ100’と接続されたホストコンピュータで
あり、ポインティングデバイスであるマウス83やキー
ボード84によって入力操作される。図9は第5の実施
形態のブロック図であり、追従制御手段81を有するこ
とが上述の実施形態と異なる。尚、マウス83の替わり
にトラックボールやジョイスティク等の他のポインティ
ングデバイスを用いても良い。
で、立体ディスプレイ100’の画面の図面で、85は
画面の最も外側の外枠、86は画面のタイトルバー、8
7はプルダウンメニューで使用されるメニューバー、8
8aと88bと88cと88dはディスプレイファイル
や入力デバイスを仮想的に表示するためのアイコン、8
9はマウス83によって操作されるポインタ、90は立
体表示するためのウィウンドウであって、90aはウィ
ンドウのタイトルやウィンドウアクティブか否かを示す
ウィンドウバー、90bは立体画像を表示する表示部、
90cはウィンドウの表示部を制御するコントロールバ
ーで、90Lと90Rは前記コントロールバーの中にあ
り、90Lをマウスでクリックすると立体表示されてい
るオブジェクトが左回転する左回転ボタン、90Rは同
様に右回転ボタンである。また、この立体表示環境は3
次元表示と2次元表示を混在表示するものであるが、2
次元と3次元の切り替える手段を設けたもので良い。
動手段について説明する。図11は立体視領域の拡大方
法での観察者の位置検知の範囲を示すもので上面より見
た概略平面図で、αは観察者の位置検知範囲を示す。こ
の位置検知の検出法として、例えば、1/2インチ固体
撮像子(撮像画角は幅6.4mm、縦4.8mm)と焦
点距離8mmのレンズを用いた結像光学系を採用した場
合では、検知範囲αは、幾何学的に、α=2Atan
(3.2/8)=43.6°になる。よって、このような
検知方法で、観察者を追従し、視点位置に応じて画像を
変える方法では、この検知範囲よりも広い範囲の視点画
像の変更はできにくい。本実施形態では、ポインティン
グデバイスにより、(360−α)°以上の表示オブジ
ェクトの視点移動とα以内の観察者の移動による視点移
動を協調的に行うことで使い勝手のよい視点移動を可能
としている。
回転ボタン90Rを用いオブジェクトを(360−α)
°以上に回転させ観察可能であると同時に、視点検出部
2からの検知手段からの信号をもとに視点方向も変えら
れる。また、右回転ボタン90Rや左回転ボタン90L
の替わりに表示オブジェクトをマウスでクリック及びド
ラッグし、視点方向を変えることも可能である。
段で用いられる視差画像は、第4の実施形態で説明した
ように、コンピュータ内部の処理によって生成される
が、以下のような方法でも可能である。 (回転制御部を備えた立体カメラを用いる方法)図12
と図13は視差画像の生成手段として視差のある画像を
撮影するための立体カメラ300を備えたシステムの説
明図で、図12はシステムの構成概略図、図13はシス
テムのブロック図であり、図中の記号に関しては既に説
明しているので省略する。また、立体カメラ部300の
ブロック図の一部の図示を省略する。本構成では視差画
像を生成するために回転制御可能な立体カメラ300を
ホストコンピュータを用いて、前述したポインティング
デバイス或いは観察者の移動により、立体カメラ300
を回転制御することが特徴である。 (立体カメラと回転台を用いる方法)図14と図15は
視差画像の生成手段として視差のある画像を撮影するた
めの立体カメラ300’と回転制御可能な回転台600
を備えたシステムの説明図で、図14はシステムの構成
概略図、図15はシステムのブロック図で、図中の記号
に関しては既に説明しているので省略する。本構成では
視差画像を生成するために立体カメラ300’と回転制
御可能な回転台600を備え、ホストコンピュータ82
を用いて、前述したポインティングデバイス或いは観察
者の移動により、回転台の回転制御することが特徴であ
る。 (移動制御部を備えた立体カメラを用いる方法)図16
と図17は視差画像の生成手段として視差のある画像を
撮影するための移動制御可能な立体カメラ300”を備
えたシステムの説明図で、図16はシステムの構成概略
図、図17はシステムのブロック図で、図中の記号に関
しては既に説明しているので省略する。本構成では視差
画像を生成するために移動制御可能な立体カメラ30
0”を、ホストコンピュータ82を用いて、前述したポ
インティングデバイス或いは観察者の移動に従って、立
体カメラ300を移動制御することが特徴である。
キュラーレンズを用いた例を示したが、これに限るもの
ではなく、微小レンズを上下左右に配列し、角レンズ毎
に視差のある映像を後部に提示するフライズ・アイ・レ
ンズ板方式であっても、短冊状の左右眼用映像(L,
R)を縦格子(アパーチャ・グリル)を通して観察する
パララックス・バリヤ方式であっても、微小三面鏡素子
を配列し、投射方向に反射光を戻すオートコリメート・
スクリーンを形成し、2眼用プロジェクタからの映像を
両眼分離提示するコーナ・キューブ板方式であっても、
本発明を適用できる。
対象やオブジェクトの視点方向を変える実施形態につい
て述べてきたが、これらは上下方向や斜め方向の視点方
向の制御でも転用可能であり、また、立体表示方法とし
て主に左右の2像を用いる手段を述べたが、2像以上の
複数枚の視差画像を用いても良い。
ディスプレイに表示される映像を立体ディスプレイを観
る位置と連動させることで、より立体的な臨場感のある
映像を観察者の提供できる。
をより広くすることができ、任意の角度からの立体像が
観察できる。
動による協調的な視点方向変更手段により、使い勝手の
よい操作環境が得られる。
に用いた立体ディスプレイ装置を使用する立体映像装置
において、立体ディスプレイをレンチキュラーレンズの
シリンドリカルレンズの長手方向を回転軸とするように
支持する回転支持機構と、上記立体ディスプレイを上記
回転軸を中心として回動させる駆動手段と、観察者の頭
部又は両眼位置を検出する手段と、検出した頭部又は両
眼位置に基づき上記立体ディスプレイの角度を制御する
制御手段と、被写体を撮像する左右の撮像装置と、上記
撮像装置を回動させる駆動手段と、上記撮像装置からの
撮像情報を表示するような立体映像装置を構成すること
により、以下のような効果が得られる。 (a)立体ディスプレイに表示される映像を、立体ディ
スプレイを見る位置と同期させて変化させることによ
り、平面上ではあるがより立体的な映像をあたえられ
る。 (b)観察者が立体ディスプレイを見る角度を変えるこ
とにより被写体の映像の角度を変化させるので、非常に
簡単で自然な方法で、別の角度から見た立体画像を得る
ことを可能にしている。
る。
ある。
る。
明図である。
る。
る。
略図である。
ロック図である。
略図である。
ロック図である。
略図である。
ロック図である。
ある。
ある。
Claims (23)
- 【請求項1】 複数の視差画像を用いて立体表示する立
体映像装置において、 観察者の視点位置を検知する手段と、観察者の視点位置
をもとに立体ディスプレイを回転制御する手段を設けた
ことを特徴とする立体映像装置。 - 【請求項2】 複数の視差画像を撮影する立体カメラを
具備し、この立体カメラを観察者の視点位置或いは立体
ディスプレイの回転角度に応じて回転制御する手段を設
けたことを特徴とする請求項1の立体映像装置。 - 【請求項3】 複数の視差画像を撮影する立体カメラを
具備し、この立体カメラの撮影範囲に観察者の視点位置
或いは立体ディスプレイの回転角度に応じて回転制御可
能な回転台を設けたことを特徴とする請求項1の立体映
像装置。 - 【請求項4】 請求項1の立体ディスプレイとコンピュ
ータを接続したシステムで、観察者の視点位置或いは立
体ディスプレイの回転角度に応じコンピュータグラフィ
ックスによって生成する視差画像の視点方向を制御する
ことを特徴とする立体映像装置。 - 【請求項5】 請求項1の立体ディスプレイとコンピュ
ータを接続したシステムで、観察者の視点位置或いは立
体ディスプレイの回転角度に応じ、予め用意した視差画
像を選択的に表示する立体映像装置。 - 【請求項6】 複数の視差画像を撮影する立体カメラを
具備し、この立体カメラを観察者の視点位置或いは立体
ディスプレイの回転角度に応じて、被観察物の外周を移
動制御する手段を設けたことを特徴とする立体映像装
置。 - 【請求項7】 複数の視差画像を用いて立体表示する立
体ディスプレイと、ポインティングデバイスを用いたユ
ーザインターフェースを実装したコンピュータと、機械
的な制御手段により撮影方向を制御可能な撮影環境が接
続されたコンピュータシステムに於いて、 前記撮影方向を前記ポインティングデバイスを用いるこ
とにより操作することを特徴とするコンピュータシステ
ム。 - 【請求項8】 請求項7に記載のコンピュータシステム
に於いて、 その撮影手段が回転制御手段を備えた複数の視差画像を
撮影する立体カメラからなり、前記ポインティングデバ
イスにより前記回転手段が回転制御されることを特徴と
するコンピュータシステム。 - 【請求項9】 請求項7に記載のコンピュータシステム
に於いて、 その撮影手段が複数の視差画像を撮影する立体カメラ
と、この立体カメラの撮影範囲に設けられた回転制御可
能な回転台とからなり、前記ポインティングデバイスに
より、前記回転が回転制御されることを特徴とするコン
ピュータシステム。 - 【請求項10】 請求項7に記載のコンピュータシステ
ムに於いて、 その撮影手段が複数の視差画像を撮影する立体カメラと
前記立体カメラを移動制御する手段からなり、前記ポイ
ンティングデバイスにより前記移動手段が移動制御され
ることを特徴とするコンピュータシステム。 - 【請求項11】 複数の視差画像を用いて立体表示する
立体表示手段と、観察者の視点位置を検知する手段と、
この観察者の視点位置に応じて立体表示領域を追従する
手段を備えた立体ディスプレイと、ポインティングデバ
イスを用いたユーザインターフェースを実装したコンピ
ュータを接続したステムに於いて、 前記ポインティングデバイスと観察者の移動により前記
視差画像の視点方向を制御・表示することを特徴とする
コンピュータシステム。 - 【請求項12】 請求項11に記載のコンピュータシス
テムに於いて、 ポインティングデバイスによる観察方向の制御・表示量
を観察者の移動による観察方向の制御・表示量よりも大
きくしたことを特徴とするコンピュータシステム。 - 【請求項13】 複数の視差画像を撮影する立体カメラ
を具備し、この立体カメラをポインティングデバイスを
用いて回転制御する手段を設けたことを特徴とする請求
項11に記載のコンピュータシステム。 - 【請求項14】 複数の視差画像を撮影する立体カメラ
を具備し、この立体カメラの撮影範囲に前記ポインティ
ングデバイスにより回転制御される回転台を設けたこと
を特徴とする請求項11に記載のコンピュータシステ
ム。 - 【請求項15】 複数の視差画像を撮影する立体カメラ
と、前記立体カメラを移動制御する手段を具備し、前記
ポインティングデバイスにより前記移動制御が制御され
ることを特徴とする請求項11に記載のコンピュータシ
ステム。 - 【請求項16】 レンチキュラレンズを画像表示部の前
面に用いた立体ディスプレイ装置を使用する立体映像装
置において、 前記立体ディスプレイ装置をレンチキュラレンズのシリ
ンドリカルレンズの長手方向を回転軸とするように支持
する回転支持機構と、前記立体ディスプレイ装置を前記
回転軸を中心として回動させる駆動手段と、観察者の頭
部又は両眼位置を検出する手段と、検出した頭部又は両
眼位置に基づき前記立体ディスプレイの角度を制御する
制御手段と、被写体を撮像する左右の撮像装置と、前記
撮像装置を回動させる駆動手段とを備え、前記撮像装置
からの撮像情報を表示することを特徴とする立体映像装
置。 - 【請求項17】 請求項16に記載の立体映像装置にお
いて、検出された観察者の頭部又は両眼位置に基づき前
記撮像装置の角度を制御する制御手段を備えたことを特
徴とする立体映像装置。 - 【請求項18】 請求項16に記載の立体映像装置にお
いて、前記立体ディスプレイ装置の角度に基づき前記撮
像装置の角度を制御する制御手段を備えたことを特徴と
する立体映像装置。 - 【請求項19】 請求項1に記載の立体映像装置に具備
された台座において、検出された観察者の頭部又は両眼
位置に基づいてその角度を制御される制御手段を備えた
ことを特徴とする立体映像装置の台座。 - 【請求項20】 請求項1に記載の立体映像装置に具備
された台座において、前記立体ディスプレイ装置の角度
に基づいてその角度を制御される制御手段を備えたこと
を特徴とする立体映像装置の台座。 - 【請求項21】 請求項1に記載の立体映像装置に具備
された台座において、前記撮像装置または被写体を回動
できることを特徴とする立体映像装置の台座。 - 【請求項22】 請求項1に記載の立体映像装置に具備
された台座の制御手段において、角度を前記立体ディス
プレイを設置した場合と前記被写体を設置した場合とで
異なる方向にすることを特徴とする台座の制御手段。 - 【請求項23】 表示面方式の立体ディスプレイ装置を
使用する立体映像装置において、 前記立体ディスプレイ装置を回転するように支持する回
転支持機構と、前記立体ディスプレイ装置を回転する回
転軸を中心として回動させる駆動手段と、観察者の頭部
又は両眼位置を検出する位置検出手段と、被写体を撮像
する左右の撮像装置と、前記撮像装置を回動させる駆動
手段と、前記検出した頭部又は両眼位置に基づき前記立
体ディスプレイの角度及び前記撮像装置の角度を制御す
る制御手段とを備えたことを特徴とする立体映像装置。
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