JPH1070740A

JPH1070740A - 立体カメラおよびビデオ映像伝送システム

Info

Publication number: JPH1070740A
Application number: JP24561896A
Authority: JP
Inventors: Kaichi Tatezawa; 加一立沢
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-08-28
Filing date: 1996-08-28
Publication date: 1998-03-10

Abstract

(57)【要約】【課題】立体撮影ができる立体カメラにおいて、ズー
ミングしても正しく立体感が再現できるようにする。【解決手段】カメラ１ａおよび１ｂで目標点２を撮影
する際に、仮想的な両眼３ａおよび３ｂの位置から見た
視野と同様になるように、カメラ１ａおよび１ｂとをズ
ーミングする際に、カメラ１ａおよび１ｂは、目標点２
と、仮想的な両眼３ａおよび３ｂのそれぞれとを結ぶ線
の延長上に、それぞれの光軸が一致するように配置され
る。このようにカメラ１ａおよび１ｂの位置および角度
を制御することによって、ズーミングを行っても、カメ
ラ１ａおよび１ｂと両眼３ａおよび３ｂとの視野がそれ
ぞれ一致するため、カメラ１ａおよび１ｂからの再生映
像は、正しく立体感を再現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、被写体の立体感
を保ったままズーム撮影が可能な立体カメラおよびこの
立体カメラを応用することにより仮想現実感を味わえる
ようにしたビデオ映像伝送システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばスタジアムにおけるスポーツ観戦
の場合、実際にそのスタジアムに居る観客は、そのスタ
ジアムの雰囲気と相まって、迫力のある試合を楽しむこ
とができる。ところが、このようなスタジアムには収容
できる観客数に制限があり、試合の観戦をしたい全ての
人の収容は不可能である。そのため、例えば試合を実況
中継することにより、テレビジョン受像機などでの試合
の観戦ができるようにされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来のテレビジョン受像機による観戦は、２次元による平
面画像でなされ、奥行き感を表示することができないた
め、スピード感や迫力、臨場感などに欠けるという問題
点があった。そのため、立体的な表示をなし得る表示装
置ならびに撮影装置が求められていた。

【０００４】ところで、現在では、動画像を立体的に表
示可能な表示装置は、既に幾つかが実用化されている。
また、これらに対応可能なような、立体撮影装置も提案
されている。図１３は、この、従来技術による立体カメ
ラの原理を概略的に示す。連動的にズーム可能なカメラ
１００ａおよび１００ｂが、標準的な右目１０１ａおよ
び左目１０１ｂの間隔Ｅ_dなどの間隔で以て並行して、
固定的に配置される。Ｅ_dは、例えば７〜１０ｃｍ程度
とされる。これらカメラ１００ａおよび１００ｂによっ
て、被写体１０２が撮影される。このような構成をとる
ことによって、肉眼での立体感の再現が可能とされる。

【０００５】ここで、図１４に示されるように、位置ｓ
において肉眼１０１ａおよび１０１ｂで、位置ｔにおい
てカメラ１００ａおよび１００ｂにおいて、恰も位置ｓ
で肉眼１０１ａおよび１０１ｂで以て見るかの如く、被
写体１０３における点ａを注目点としてそれぞれ被写体
１０３および１０４を撮影する場合について考える。こ
の場合、カメラ１００ａおよび１００ｂは、点ａから位
置ｓおよび位置ｔまでの距離の比に応じてズーミングさ
れる。

【０００６】肉眼１０１ａが視野角φを有している場
合、この肉眼１０１ａは、被写体１０３および１０４上
に太線で示される範囲ＡおよびＢを見ることができる。
また、肉眼１０１ａでは、注目点である点ａに焦点が合
い、それに対して被写体１０４の範囲Ｂが奥に見える。

【０００７】周知であるが、カメラのズーミングは、カ
メラの視野角を狭めることによってなされる。したがっ
て、固定的に配置されているカメラ１００ａでは、位置
ｔにおいて位置ｓで見たときと同じ大きさに被写体１０
３および１０４を撮影できるようにズーミングを行う
と、肉眼１０１ａに対して、例えば図中のＣで示される
範囲に視野の差が生じてしまうと共に、被写体１０３に
おける点ａ’に焦点が合うことになる。これは、カメラ
１００ｂにおいても同様である。そのため、カメラ１０
０ａおよび１００ｂとでは、位置ｓで見たような立体感
を正しく表現できないという問題点があった。

【０００８】また、テレビジョン受像機による観戦で
は、所詮、スタジアムにおける雰囲気などを伝えること
ができないため、物足りなさが残ることは拭いきれない
という問題点があった。

【０００９】したがって、この発明の目的は、ズーミン
グを可能としながら正しく立体感を表現できるような立
体カメラ、および、この立体カメラを用いて、恰も現場
に居るかのような臨場感をも再現できるようなビデオ映
像伝送システムを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、上述した課
題を解決するために、右目側の撮影を行う第１のカメラ
と、左目側の撮影を行う第２のカメラと、被写体と仮想
的な右目の位置とを結ぶ第１の線の延長上に、第１の線
と光軸を合わせて第１のカメラが配置され、目標点と右
目と対の仮想的な左目の位置とを結ぶ第２の線の延長上
に、第２の線と光軸を合わせて第２のカメラが配置され
るように、第１および第２のカメラの位置および角度を
所定の関係に制御する制御手段とを有し、ズーミングに
よって被写体と仮想的な右目および左目との距離が変化
しても、所定の関係が保たれることを特徴とする立体カ
メラである。

【００１１】また、この発明は、上述した課題を解決す
るために、第１の場所の複数の箇所にそれぞれ配置され
る複数台のカメラと、第１の場所の複数の箇所にそれぞ
れ配置される複数台の立体的な撮影が可能な立体カメラ
と、複数台のカメラおよび映像信号と複数台の立体カメ
ラのそれぞれの映像信号を多重化する多重化手段と、多
重化信号を、第２の場所に伝送する第１の伝送手段と、
第２の場所に存在する１または複数の観客がそれぞれ有
する携帯可能な立体映像表示手段と、第２の場所に配置
され、多重化信号を受信する受信手段と、受信された多
重化信号を立体映像表示手段に伝送する第２の伝送手段
と、を有し、立体映像表示手段は、多重化信号をそれぞ
れの映像信号に分離し、それぞれの映像信号の中から必
要な映像信号を選択可能とされていることを特徴とする
ビデオ映像伝送システムである。

【００１２】上述したように、この発明は、被写体と仮
想的な左右それぞれの目とを結ぶ線の延長上に、左右の
目に対応したそれぞれのカメラが光軸を合わせて配置さ
れ、さらにこの配置は、被写体に対してズーミングを行
っても保たれるようにされているため、撮影された映像
を正しい立体感で以て再現することができる。

【００１３】また、この発明は、第１の場所で立体的に
撮影された映像を第２の場所で立体感を再現させながら
映出させることができるため、別の場所でも臨場感あふ
れる映像を見ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態
を、図面を参照しながら説明する。図１は、この発明に
よる立体カメラの原理を概略的に示す。この発明におい
ては、このように、立体カメラを構成するカメラ１ａお
よび１ｂのそれぞれを、被写体２と肉眼３ａおよび３ｂ
とをそれぞれ結んだ線の延長上に配置する。また、この
ときのカメラ１ａおよび１ｂの光軸がこれらの線と一致
するように、これらカメラ１ａおよび１ｂは、それぞれ
被写体２の方向に向けられる。このようにカメラ１ａお
よび１ｂとを配置することによって、これらカメラ１ａ
および１ｂと肉眼３ａおよび３ｂとの、ズーム時におけ
る視野範囲を一致させることができる。

【００１５】なお、以下の説明において、特に説明の無
い限りは、このようなカメラ，肉眼，および被写体との
関係を示す図は、上面方向から見た図とする。

【００１６】図２に示されるように、ズームがなされて
いない場合の視野角がα₀であるカメラ１ａにおいて、
ズーミングがなされると、視野角は、α＜α₀である視
野角αとされる。この視野角αとα₀との差がズーミン
グの有無に対応する。また、視野角βを有する肉眼３ａ
においては、被写体４および５における範囲ＡおよびＢ
が視野範囲とされる。したがって、この肉眼３ａでの視
野範囲とカメラ１ａによる視野範囲とが一致するように
カメラ１ａの視野角αを設定することによって、ズーム
時のカメラ１ａによるカメラ映像と位置ｓにおける肉眼
３ａでの視野内の映像とを一致させることができる。な
お、この説明は、カメラ１ｂについても同様である。

【００１７】一方、カメラ１００ａのように、上述の従
来例で説明したカメラ位置では、カメラ１ａと同一のズ
ーム率でズームを行った場合に、図２中でＣで示した範
囲だけ視野の差が生じてしまい、ズーム時でのカメラ１
００ａのカメラ画像と位置ｓにおける肉眼３ａでの視野
内の画像とが一致しない。

【００１８】次に、右側のカメラ１ａおよび左側のカメ
ラ１ｂとの関係について説明する。先ず、図３を用い
て、以下の説明に用いられる各変数および固定値につい
ての定義を行う。Ｅ_dは、人間の左右の目の間隔であ
る。ｄ（またはｄ’）は、目と被写体６との距離であ
る。この距離ｄは、実際には仮想的な値とされる。ｌ
は、カメラ１ａおよび１ｂの間隔である。Ｄは、カメラ
１ａおよびカメラ１ｂとを結ぶ直線の中心点と被写体６
との距離である。

【００１９】このように定義した場合、ｄ：Ｅ_d／２＝
Ｄ：ｌ／２の関係から、ズーム率Ｚは、Ｚ＝Ｄ／ｄと求
められる。図３において、目の位置がｄからｄ’へと近
付くと、左右のカメラ１ａおよび１ｂとの距離がｌから
ｌ’へと広がる。勿論、目の間隔Ｅ_dは、一定とされ
る。したがって、カメラ１ａおよび１ｂとの距離は、被
写体２に近付く程広がることになる。

【００２０】図４は、カメラ１ａおよび１ｂから成る視
差を示す。例えば被写体４に対して奥行きを伴って表現
されるべき被写体５に対して、上述の従来例の方法で以
て位置ｔに配置されたカメラ１００ａおよび１００ｂと
からは、図中にＦで示される視差しか得られないのに対
して、この発明による方法で以て同様の位置ｔに配置さ
れたカメラ１ａおよび１ｂとからは、図中にＧで示され
るように、十分な視差を得ることができる。

【００２１】次に、この実施の一形態のより具体的な例
について説明する。図５は、カメラ１ａおよび１ｂとか
らなる、この発明による立体カメラのより具体的な構成
例を示す。カメラ１ａは、例えば外部から制御されるス
テッピングモータによって回転角が制御される回転台１
０ａに対して取り付けられる。同様に、カメラ１ｂが回
転台１０ｂに対して取り付けられる。このとき、回転台
１０ａおよび回転台１０ｂの回転の中心がそれぞれカメ
ラ１ａおよび１ｂの光軸の開始点に一致していると好ま
しい。

【００２２】これらカメラ１ａおよび１ｂがそれぞれ取
り付けられた回転台１０ａおよび１０ｂは、アーム１１
に取り付けられる。回転台１０ａおよび１０ｂには、そ
れぞれアーム１１に対して横方向に対して移動可能で、
外部からの制御によって動作を制御される稼働部分が設
けられており（図示しない）、この稼働部分によって、
カメラ１ａおよび１ｂが例えばアーム１１に設けられた
レール１２のガイドに基づき横方向に移動される。アー
ム１１は、例えば外部から制御されるステッピングモー
タによって回転角を制御される回転台１３によって、雲
台などに固定される。

【００２３】回転台１０ａおよび回転台１０ｂによっ
て、カメラ１ａおよびカメラ１ｂのそれぞれの光軸が互
いに成す角は、θに制御される。また、同様に、カメラ
１ａおよびカメラ１ｂとの間の、互いの光軸の開始点の
距離がｌになるように制御される。図６は、このときの
光軸の成す角θおよび光軸の開始点間の距離ｌについて
示す。θは、カメラ１ａおよび１ｂの光軸の開始点と、
仮想的な肉眼３ａおよび３ｂをそれぞれ介して被写体２
とを結ぶ直線の成す角度である。上述の、ズーム率Ｚ＝
Ｄ／ｄとこの図とから、次に示す数式（１）および数式
（２）が導き出される。

【００２４】ｌ＝Ｚ・Ｅ_d ・・・数式（１）

【００２５】 θ＝２ｔａｎ^-1（Ｚ・Ｅ_d／２Ｄ）・・・数式（２）

【００２６】すなわち、Ｅ_dは、固定値であるため、ズ
ーム率Ｚおよびカメラ１ａおよび１ｂ（実際には、これ
らの中心点）と被写体２との距離Ｄが分かれば、これら
ｌおよびθが算出でき、カメラ１ａおよび１ｂの位置お
よび角度とが制御可能とされる。なお、観客席からみた
立体像（カメラ位置からズーム率”１０”）を構成する
アーム１１の大きさを決めるｌは、例えばＥ_d＝０．０
７ｍとして、ｄ＝５ｍ，Ｄ＝５０ｍと見積もっても高々
７０ｃｍ程度である。

【００２７】図７は、このようにカメラ１ａおよび１ｂ
の位置および角度を制御するための構成の一例を示す。
詳細は後述するが、左右のカメラ１ａおよび１ｂにおい
て、何方か一方のカメラを基準カメラとして、他方のカ
メラのフォーカスやズームなどが制御される。ここで
は、基準カメラをカメラ１ａとする。

【００２８】カメラ１ａおよび１ｂは、以下に示す方法
に従い自動フォーカスおよびズームの制御がなされる。
この制御の説明に先立ち、カメラ１ａおよび１ｂの出力
レベルの調整について説明する。先ず、これらカメラ１
ａおよび１ｂの出力信号の差分をとる。そして、差分の
小さい画像部分で、出力信号における最小および最大の
振幅部分を見つけ、この部分の、カメラ１ａおよび１ｂ
の出力信号が同一のレベルになるように、カメラ１ｂの
出力信号レベルを基準カメラであるカメラ１ａの出力信
号レベルに対して合わせる。カメラ１ａ，１ｂは、この
ように調整される。

【００２９】回転台１０ａには、２つのモータ３０およ
び３１とが含まれる。モータ３０ａは、例えばステッピ
ングモータから成り、カメラ１ａの回転を制御する。モ
ータ３１ｂは、カメラ１ａの、ガイド１２に沿った横方
向への移動を制御する。同様に、回転台１０ｂにも、回
転を制御するモータ３０ｂおよび横方向への移動を制御
するモータ３１ｂとが含まれる。

【００３０】カメラコントローラ２０に対して、外部か
らコントロール信号が供給される。このコントロール信
号の供給方法については、後述する。このコントロール
信号には、カメラ１ａおよび１ｂに対してズーミング指
示を出すための情報であるズーム率Ｚが含まれる。ま
た、このコントロール信号に対して、被写体までの距離
Ｄを含ませ、カメラ１ａおよび１ｂにおけるオートフォ
ーカス情報とすることもできる。

【００３１】カメラ１ａで撮影された映像情報がカメラ
コントローラ２０に対して送出される。カメラコントロ
ーラ２０において、この供給された映像情報に基づい
て、カメラ１ａにおけるズームおよびオートフォーカス
制御を行うための処理がなされる。カメラ１ａにおい
て、この結果に基づきズームおよびオートフォーカスが
行われる。このオートフォーカス処理の結果および上述
のズーミング指示は、カメラ１ｂにも共に供給される。
これにより、カメラ１ｂにおいて、カメラ１ａと同様の
動作がなされる。

【００３２】カメラコントローラ２０に供給されるコン
トロール信号に対して距離Ｄの情報が含まれている場合
には、これに基づいてオートフォーカス動作を行っても
よい。

【００３３】カメラコントローラ２０においてオートフ
ォーカス処理が行われることによって、被写体までの距
離Ｄを得ることができる。カメラコントローラ２０から
モータ制御部２１に対して、距離Ｄおよびズーム率Ｚと
が供給される。モータ制御部２１において、供給された
距離Ｄおよびズーム率Ｚとから上述の数式（２）の演算
がなされ、この演算結果に基づきモータ３０ａおよび３
０ｂとが制御され、カメラ１ａおよびカメラ１ｂの角度
がそれぞれ内側に角度θ／２とされる。また、カメラコ
ントローラ２０からモータ制御部２２に対して、ズーム
率Ｚが供給される。モータ制御部２２において、供給さ
れたズーム率Ｚから上述の数式（１）の演算がなされ、
この演算結果に基づきモータ３１ａおよび３１ｂとが制
御され、カメラ１ａおよび１ｂとの間隔が距離ｌとされ
る。

【００３４】一方、被写体自動追尾部２３において、被
写体の追尾が行われ、コントロール信号が生成される。
このコントロール信号は、カメラコントローラ２０に対
して供給される。この追尾は、例えばカメラ２４によっ
て撮影され、カメラコントローラ２５において所定の処
理を施された映像と、予め記憶されている被写体の例え
ば形状とが比較されることによってなされる。また、こ
の追尾は、自動的に行わずに、例えばカメラ２４をオペ
レータが操作し被写体を追いかけることによって行って
もよい。この場合には、カメラ２４は、アーム１１に対
して一体的に動くように取り付けられるのが望ましい。
さらに、広角のレンズで広範囲を捉え、モニタ画面を見
ながらオペレータがジョイスティックなどの所定の指示
手段で以て被写体を追うようにしてもよい。さらにま
た、被写体に対して発信器などを設け、この発信器から
発信される電波や超音波を複数の受信装置で以て受信す
ることにより、被写体の追尾を行うこともできる。

【００３５】このような、被写体の追尾により、被写体
の位置情報が時間経過に伴って得られる。この得られた
位置情報に基づき、カメラ１ａおよび１ｂから被写体ま
での距離Ｄが得られる。被写体の位置情報および時間情
報とが方向・速度検出部２６に対して供給される。方向
・速度検出部２６において、供給されたこれら被写体の
位置情報および時間情報とから、被写体の移動方向，移
動速度，および移動の際の加速度が得られる。

【００３６】この実施の一形態では、被写体の自動追尾
が行われている際のカメラ１ａおよび１ｂのズーム率Ｚ
は、これら被写体の移動方向，移動速度，および加速度
に基づいて選択される。例えば、移動速度が速い場合に
は、ズーム率Ｚが小さい値とされ、遅い場合にはズーム
率Ｚが大きい値とされる。また、被写体の自動追尾をせ
ずに、オペレータのカメラ２４の操作によって被写体の
追尾が行われる場合には、オペレータの操作に基づい
て、直接的にズーム率Ｚを得ることができる。また、こ
の場合でも、ズーム率Ｚを自動的に選択するようにもで
きる。こうして得られた距離Ｄおよびズーム率Ｚは、上
述のコントロール信号として、カメラコントローラ２５
からカメラコントローラ２０に対して供給される。

【００３７】次に、この実施の一形態による立体カメラ
の応用例について説明する。図８は、この立体カメラを
例えばサッカー競技が行われるスタジアムに設置し、こ
のスタジアムにおいて行われる競技の実況中継を行う例
である。この場合、実際に競技が行われるスタジアム４
０に幾つかのカメラが設置され、これらのカメラで撮影
された映像信号が多重化され別のスタジアム６０に対し
て送信される。スタジアム６０では、観客６１ａ，６１
ｂ，６１ｃ，・・・がそれぞれ映像を立体的に表示可能
な表示装置（詳細は後述する）を有し、スタジアム４０
から送信された信号をスタジアム６０の受信システムを
介して受信する。これにより、スタジアム４０で行われ
ている競技が実況され、スタジアム６０に居ながらスタ
ジアム４０における競技を立体的に観戦することができ
る。

【００３８】スタジアム４０には、この発明による立体
カメラが立体カメラ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，および４
１ｄというように複数台設置される。さらに、高解像度
カメラがカメラ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，および４２ｄ
というように複数台設置される。高解像度カメラ４２
ａ，４２ｂ，４２ｃ，および４２ｄは、例えば垂直解像
度で１１２５本を有するＨＤＴＶ方式程度乃至それ以上
の解像度を有するカメラが用いられ、それぞれ固定的に
広範囲をカバーする。立体カメラ４１ａ，４１ｂ，４１
ｃ，および４１ｄは、上述したように、被写体（例え
ば、サッカー競技であればサッカーボール）を追尾す
る。また、この立体カメラ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，お
よび４１ｄは、それぞれ移動が可能とされる。これら立
体カメラ４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，および４１ｄ、およ
び高解像度カメラ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，および４２
ｄによって撮影された映像信号は、それぞれエンコーダ
５０に対して供給される。

【００３９】エンコーダ５０において、これらの供給さ
れた映像信号が所定の圧縮方式、例えばＭＰＥＧ−２方
式で以てそれぞれ圧縮される。圧縮されたこれら映像信
号は、多重化器５１によって多重され多重ストリームと
され、送信システム５２に対して供給される。そして、
送信システム５２において変調，増幅といった処理を施
され、多重ストリームから成る送信電波とされ送信され
る。

【００４０】一方、上述のスタジアム４０とは別の場所
に存在するスタジアム６０内には、多数の観客６１ａ，
６１ｂ，６１ｃ，・・・が存在しており、これら観客６
１ａ，６１ｂ，６１ｃ，・・・のそれぞれは、後述する
携帯用立体映像表示装置および付属信号処理器とから成
る受信システムを有している。

【００４１】スタジアム４０の送信システム５２から送
信された送信電波は、このスタジアム６０に設けられた
受信システム５３によって受信される。受信された信号
は、コンバータ５４によって所定の形式に変換され、ス
タジアム６０内の観客に対して送信を行うローカル送信
システム５５に供給される。ローカル送信システム５５
から観客６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，・・・がそれぞれ有
する受信システムに対して、この変換された信号が送信
される。上述したように、この送信された信号は、送信
側においてＭＰＥＧ−２方式で以て圧縮された映像信号
が多重化され多重ストリームとされている。

【００４２】制御センター５６では、スタジアム６０の
観客６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，・・・がそれぞれ有する
携帯用立体映像表示装置および付属信号処理器に対する
サービス情報の提供が行われる。また、これらの機器が
観客６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，・・・に対して貸与され
るものである場合には、制御センター５６において機器
の管理が行われる。この、制御センター５６による情報
の提供および機器の管理は、所定の方法で以て処理され
た信号を、スタジアム内に設置されたアンテナ５７によ
って送信／受信することによってなされる。この送信／
受信には、例えばＰＨＳ（簡易型携帯電話システム）で
用いられている方式を適用することが可能である。

【００４３】図９は、観客６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，・
・・がそれぞれ有する受信システムの、携帯用立体映像
表示装置の一例を示す。これは、既に存在する眼鏡型デ
ィスプレイを応用したものである。図９Ａおよび図９Ｂ
は、この携帯用立体映像表示装置が人間の頭部に装着さ
れた様子を、それぞれ上部および横方向から見た図であ
る。この表示装置７０は、このように眼鏡型の形状を有
しており、弦７１およびに伸縮性のバンド７２，７３に
よって頭部に装着される。光学系は、前部に取り付けら
れた箱体７４内部に構成される。弦７１に対して、アン
テナを伴った受信装置７６および各種の操作を行うため
のスイッチ７７ａ，７７ｂ，および７７ｃが設けられ
る。また、図示されないが、両側の弦７１からそれぞれ
ケーブルが引き出され、両耳に装着されたイヤホンに対
して接続される。

【００４４】弦７１には、ケーブル７８が接続される。
このケーブル７８の他端は、付属信号処理器９０に接続
される。図１０は、この付属信号処理器９０の構成の一
例を示す。この付属信号処理器９０は、表示装置７０を
装着するそれぞれの観客が有するものである。この付属
信号処理器９０は、通信コントローラ部９１，信号処理
部９３，および電源部９４とで構成される。通信コント
ローラ部９１には、アンテナ９２が接続される。

【００４５】通信コントロール部９１は、メモリ，マイ
クロプロセッサおよびその周辺回路，通信回路などから
成る。この通信コントロール部９１には、この表示装置
７０および付属信号処理器９０を管理するための情報、
例えばＩＤ情報が記憶されている。例えば、この表示装
置７０や付属信号処理器９０においてエラーなどが発生
した場合、アラームを鳴らして所持者にエラーの発生を
知らせると共に、アンテナ９２からアンテナ５７に対し
てＩＤ情報とエラー情報とを送信し、制御センター５６
に装置の異状を自動的に知らせることが可能とされる。

【００４６】また、この表示装置７０および付属信号処
理器９０が貸与されたものである場合、制御センター５
６とこの通信コントロール部９１との間で定期的に通信
を行いＩＤ情報の管理を行うことによって、貸与した観
客にこれらの装置を勝手に持ち帰られないようにするこ
とも可能である。

【００４７】制御センター５６からアンテナ５７によっ
て送信されたサービス情報は、アンテナ９２を介して通
信コントローラ９１に供給される。この情報は、例えば
実況を行っている競技に関するデータベースとしてメモ
リなどに記憶される。

【００４８】信号処理部９３は、メモリ，マイクロプロ
セッサおよびその周辺回路，ビデオ／オーディオ信号処
理回路などから成り、ビデオ／オーディオ信号の処理お
よびサービス情報の処理が行われる。信号処理部９３に
対して、表示装置７０のアンテナ７６で受信された多重
ストリームが供給される。この信号処理部９３におい
て、この多重ストリームが分離され、分離されたストリ
ームのデコードがなされる。また、表示装置７０のスイ
ッチ７７ａ，７７ｂ，および７７ｃなどの操作によりな
された、仮想的位置の切り換え，ズーム率選択，表示モ
ードの選択，および情報ウィンドウの表示制御などの情
報がこの信号処理部９３に供給される。また、通信コン
トローラ９１においてメモリに記憶されている、実況さ
れた競技に関するデータなどがこの信号処理部９３に対
して供給される。

【００４９】供給されたこれらの情報に基づき、この信
号処理部９３において、分離されデコードされたストリ
ームの選択、映像データの切り出しおよび拡大処理、状
況表示部８１および情報ウィンドウ８２の生成および表
示画面８０への多重などの処理がなされる。このような
処理を施されたビデオ信号がケーブル７８を介して表示
装置７０に対して供給される。また、この信号処理部９
３では、ストリームに含まれる音声信号の処理もなさ
れ、処理されたこの音声信号も、ビデオ信号と共にケー
ブル７８を介して表示装置７０に供給される。

【００５０】電源部９４は、表示装置７０のための電源
およびこの付属信号処理器９０自身の電源から成る。表
示装置７０のための電源は、ケーブル７８を介して表示
装置７０に対して供給される。

【００５１】図１１は、箱体７４内に構成された光学系
を概略的に示す。液晶パネル８１は、図示されない駆動
回路によって、供給されるビデオ信号に基づき駆動され
る。このビデオ信号は、上述のカメラ１ａおよび１ｂか
らの映像信号を合成して得られるもので、表示の際に
は、液晶パネル８１の中心線を境界として、それぞれ対
応する側にカメラ１ａおよびカメラ１ｂによる映像が映
出される。実際には、この液晶パネル８１により透過光
の光量が制御されることによって、ビデオ映像の映出が
なされる。例えば白色蛍光管から成るバックライト８０
で発せられた白色光がＲＧＢフィルタを有する液晶パネ
ル８１およびディフーザ８２を介してハーフミラー８３
に照射される。ディフーザ８２は、液晶パネル８１から
の光を適当に拡散させることによって、画素の境界を目
立たなくさせるものである。

【００５２】ハーフミラー８３に照射されたビデオ映像
は、図１１において左方向に反射され、凹面ハーフミラ
ー８４に照射される。そして、凹面ハーフミラー８４に
入射されたビデオ映像が反射され、ハーフミラー８３を
透過し、肉眼８５に対して入射する。肉眼８５に対し
て、反射面が凹面状とされた凹面ハーフミラー８４によ
って反射された映像が照射されるため、この携帯用立体
映像表示装置７０を装着した人は、実際の凹面ハーフミ
ラー８４の位置よりも遠くに、より大きく映像の表示が
なされたかのように感じることができる。この例では、
肉眼８５の位置から２ｍ程の距離に、５２型画面の大き
さで以て仮想的に映像８６の表示がなされたかのように
感じることができる。

【００５３】この場合、映像８６は、左右の目の視差分
の差異を有する２つの映像が横に並んで表示されること
になる。そのため、左右の目の視野が重ならないよう
に、例えば箱体７４の内部を仕切ることによって、立体
的な映像の表示が可能とされる。

【００５４】なお、上述の構成を両眼のそれぞれに対し
て設け、例えば、右目に対応する液晶パネル８１を上述
のカメラ１ａの出力で、また、左目に対応する液晶パネ
ル８１をカメラ１ｂの出力でというように、それぞれ対
応する側のビデオ映像信号によって駆動することでも、
立体的な映像の表示が可能とされる。

【００５５】なお、箱体７４の前面は透明または半透明
とされているため、液晶シャッタ８７をＯＮ／ＯＦＦす
ることで、ビデオ映像だけを見るか、ビデオ映像と外部
の情景とを同時に見るかを選択することができる。

【００５６】図１２は、携帯用立体映像表示装置７０に
おける表示の例を示す。主画面８０の右下には、状況表
示部８１が表示される。この状況表示部８１には、この
表示装置７０を装着した観客の、スタジアム４０におけ
る仮想的な位置，被写体（この例ではボール）の位置お
よび方向，および画面モードなどの情報の表示がなされ
る。主画面８０の左下には、この装置７０を装着した観
客の指示により、所定の方法で以て情報ウィンドウ８２
を表示することができる。この情報ウィンドウ８２に
は、例えばこの中継が行われている競技の主催者側から
提供された情報を表示することができる。

【００５７】主画面８０の表示には、平面的な表示を行
う２Ｄ切り出し表示モードと、立体的な表示を行う３Ｄ
表示モードとの、２種類の表示モードがある。これら２
種類の表示モードは、表示装置７０の弦７１に設けられ
たスイッチ７１ａによって選択することができる。選択
されたモードは、状況表示部８１の中央部に表示され
る。

【００５８】２Ｄ切り出し表示モードにおいては、上述
の高解像度カメラ４２ａ〜４２ｄのうちの、後述する方
法によって選択されたカメラの映像が所定の大きさで以
て切り出されることによってズーミングされ表示され
る。このときのズーム率の選択は、表示装置７０の弦７
１に設けられたスイッチ７７ｂによってなされる。この
選択は、スイッチ７７ｂを１回押す毎に段階的に変化す
るズーム率を選択する方法や、スイッチ７７ｂを押し続
けることで連続的に変化するズーム率を選択する方法な
どが考えられる。これら何れの方法においても、ズーム
率を循環的に変化させると操作性の面で好ましい。

【００５９】３Ｄ表示モードにおいては、上述の立体カ
メラ４１ａ〜４１ｄのうちの、後述する方法によって選
択されたカメラの映像が表示される。このモードでは、
表示装置７０において両眼のそれぞれに対応して設けら
れた液晶パネル８１が、立体カメラの右側用カメラ１ａ
および左側用カメラ１ｂそれぞれの映像信号によって独
立に駆動される。そのため、観客は、立体カメラ４１ａ
〜４１ｄにおいて適切にズーミングがなされた画面を、
立体的に見ることができる。

【００６０】この表示装置７０を装着した観客は、表示
装置７０の弦７１に設けられたスイッチ７７ｃによっ
て、スタジアム４０における観客の仮想的な位置を選択
することができる。表示装置７０に受信された信号は、
上述したように、多重化されている。このスイッチ７７
ｃを切り換えることによってこの多重化された信号の中
から、カメラ４１ａ〜４１ｄ，およびカメラ４２ａ〜４
２ｄのうち希望のカメラ位置の信号を選択することで、
この仮想的な位置の選択がなされる。選択された位置
は、状況表示部８１に表示される。この例では、この観
客は、状況表示部８１中のスタジアムの全体表示におけ
る上側で表される場所に、仮想的に位置していることが
示されている。

【００６１】また、この表示装置７０を装着した観客
は、情報ウィンドウ８２を表示させることができる。こ
の情報ウィンドウ８２には、例えばサッカー中継を行う
この例では、選手の個人情報、チームの対戦成績など、
提供される様々な情報を表示させることができる。観客
は、情報ウィンドウ８２に表示されるメニュー画面に従
い所定の方法で以て項目の指定などを行うことによっ
て、容易に表示させる情報の選択を行うことが可能とさ
れる。

【００６２】この情報ウィンドウ８２の表示／非表示の
切り換えや項目指定などの操作は、例えば表示装置７０
に対して細いケーブルで接続されたリモートコントロー
ラによって行うことができる。このコントローラには、
例えば所謂十字キーを設けると、快適に操作を行うこと
ができる。勿論、赤外線などによるワイヤレスのリモー
トコントローラで行ってもよい。また、上述のスイッチ
７７ａ，７７ｂ，および７７ｃと同様に、弦７１にスイ
ッチを設け、このスイッチによって操作するようにもで
きる。

【００６３】さらに、この操作を、この装置７０を装着
した観客の、例えば左右何方かの目のウィンク、また、
このウィンクの組み合わせに基づいて行うことも可能で
ある。これは、この装置７０の内側、すなわち目の側
に、眼球に影響を与えない程度の微弱な赤外線を発光す
る赤外線発光器および赤外線検出器を設け、瞼の部分と
眼球との赤外線の反射率の差などを検出することによっ
て、ウィンクなどの目や瞼の動きを検出することで実現
することができる。

【００６４】なお、上述の説明では、この発明は、実況
中継の別スタジアムによる観戦に用いられるとしたが、
勿論、これはこの例に限定されるものではない。例え
ば、この発明による立体カメラで以て撮影された映画を
劇場で鑑賞する場合にも適用可能なものである。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、立体映像を撮影するための２つのカメラが適切な配
置とされているために、ズーミングをした場合でも正確
な立体感を再現することができる効果がある。

【００６６】また、この発明の応用例では、実際に競技
などが行われているスタジアムに居なくても、そのスタ
ジアムの最良位置からの観戦が可能とされ、また観戦場
所が予め用意された別のスタジアムである場合には、他
の観客との一体感などまで感じ取ることができ、臨場感
あふれる観戦を行うことができる効果がある。

【００６７】さらに、別のスタジアムにおいて臨場感あ
ふれる観戦が可能とされるため、実際に競技が行われる
スタジアムの収容人数に捕らわれずに、より多くの人が
競技を楽しむことができるという効果がある。

【００６８】また、この発明の応用例においては、テレ
ビジョン放映のような流れに沿った観戦と、見る者の意
思による、主体的に視点を変えてなされる観戦の両方を
楽しむことができるため、通常のスタジアムでの観戦よ
りも魅力ある観戦を楽しむことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による立体カメラの原理を概略的に示
す略線図である。

【図２】この発明による立体カメラの原理を概略的に示
す略線図である。

【図３】説明に用いられる各変数および固定値について
の定義を行うための略線図である。

【図４】２台のカメラから成る視差を示す略線図であ
る。

【図５】２台のカメラからなる立体カメラのより具体的
な構成例を示す略線図である。

【図６】２台のカメラの光軸の成す角θおよび光軸の開
始点間の距離ｌについて示す略線図である。

【図７】立体カメラを構成する２台のカメラの位置およ
び角度を制御するための構成の一例を示すブロック図で
ある。

【図８】この発明による立体カメラの応用例について説
明するための図であり、立体カメラをスタジアムに設置
し、このスタジアムにおいて行われる競技の実況中継を
行う例をを示す略線図である。

【図９】観客が有する受信システムの、携帯用立体映像
表示装置の一例を示す略線図である。

【図１０】付属信号処理器の構成の一例を示す略線図で
ある。

【図１１】箱体内に構成された光学系を概略的に示す略
線図である。

【図１２】携帯用立体映像表示装置における表示の例を
示す略線図である。

【図１３】従来技術による立体カメラの原理を概略的に
示す略線図である。

【図１４】従来技術による立体カメラの原理を概略的に
示す略線図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ・・・カメラ、３ａ，３ｂ・・・肉眼、２，
４，５，６・・・被写体、４０，６０・・・スタジア
ム、４１ａ〜４１ｄ・・・立体カメラ、４２ａ〜４２ｄ
・・・高解像度カメラ、７０・・・携帯用立体映像表示
装置、８０・・・表示画面、８１・・・状況表示部、８
２・・・情報ウィンドウ、９０・・・付属信号処理器、
Ｄ・・・立体カメラから被写体までの距離、ｄ・・・仮
想的な肉眼位置から被写体までの距離、Ｅ_d・・・両眼
の間隔、ｌ・・・立体カメラを構成する２つのカメラの
光軸の開始点の間隔、Ｚ・・・ズーム率、θ・・・立体
カメラを構成する２つのカメラの光軸の成す角

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ズーミングが可能で、被写体を立体的に
撮影する立体カメラにおいて、右目側の撮影を行う第１のカメラと、左目側の撮影を行う第２のカメラと、被写体と仮想的な右目の位置とを結ぶ第１の線の延長上
に、上記第１の線と光軸を合わせて上記第１のカメラが
配置され、上記目標点と上記右目と対の仮想的な左目の
位置とを結ぶ第２の線の延長上に、上記第２の線と光軸
を合わせて上記第２のカメラが配置されるように、上記
第１および第２のカメラの位置および角度を所定の関係
に制御する制御手段とを有し、ズーミングによって上記被写体と上記仮想的な右目およ
び左目との距離が変化しても、上記所定の関係が保たれ
ることを特徴とする立体カメラ。
【請求項２】請求項１に記載の立体カメラにおいて、上記被写体を追尾する追尾手段をさらに有することを特
徴とする立体カメラ。
【請求項３】請求項１に記載の立体カメラにおいて、上記被写体の移動の速度に応じて上記第１および第２の
カメラのズーム率を自動的に選択することを特徴とする
立体カメラ。
【請求項４】請求項１に記載の立体カメラにおいて、上記第１および第２のカメラのうち何方か一方を基準カ
メラとし、上記一方のカメラと異なる他方のカメラの制
御を上記基準カメラの制御に基づき行うことを特徴とす
る立体カメラ。
【請求項５】第１の場所から第２の場所へとビデオ映
像を伝送するビデオ映像伝送システムにおいて、第１の場所の複数の箇所にそれぞれ配置される複数台の
カメラと、上記第１の場所の複数の箇所にそれぞれ配置される複数
台の立体的な撮影が可能な立体カメラと、上記複数台のカメラおよび映像信号と上記複数台の立体
カメラのそれぞれの映像信号を多重化する多重化手段
と、上記多重化信号を、第２の場所に伝送する第１の伝送手
段と、上記第２の場所に存在する１または複数の観客がそれぞ
れ有する携帯可能な立体映像表示手段と、上記第２の場所に配置され、上記多重化信号を受信する
受信手段と、上記受信された多重化信号を上記立体映像表示手段に伝
送する第２の伝送手段とを有し、上記立体映像表示手段は、上記多重化信号を上記それぞ
れの映像信号に分離し、該それぞれの映像信号の中から
必要な上記映像信号を選択可能とされていることを特徴
とするビデオ映像伝送システム。
【請求項６】請求項５に記載のビデオ映像伝送システ
ムにおいて、上記立体映像表示手段に対して所定の情報の供給および
上記立体映像表示手段の管理を行う管理手段と、上記立体映像表示手段と上記管理手段との間で通信を行
う通信手段とをさらに有することを特徴とするビデオ映
像伝送システム。
【請求項７】請求項５に記載のビデオ映像伝送システ
ムにおいて、上記立体映像表示手段は、上記映像信号による映像と上
記選択情報とを多重して表示することを特徴とするビデ
オ映像伝送システム。
【請求項８】請求項５に記載のビデオ映像伝送システ
ムにおいて、上記立体映像表示手段は、上記映像信号による映像と上
記所定の情報に基づく表示とを多重して表示することを
特徴とするビデオ映像伝送システム。
【請求項９】請求項７または請求項８に記載のビデオ
映像伝送システムにおいて、上記立体映像表示手段は、該立体映像表示手段を装着し
た人間の目の動きを検出する検出手段をさらに有し、上記映像信号による映像に多重される表示は、上記検出
結果に基づきなされることを特徴とするビデオ映像伝送
システム。