JPH11164323A - 多視点画像視認方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 視点移動に伴う映像の変化と擬似立体視とを
同時に行わせることである。 【解決手段】 タイミングを合わせて複数の撮像装置１
で取り込んだ複数の画像を前記撮像装置１毎の画像を任
意の順番で表示装置１０に表示させ、左右に独立したシ
ャッタ１１を備えたシャッタ式メガネ１２の位置を検出
してこの位置に対応する前記撮像装置１の表示画像のタ
イミングに合わせて前記シャッタ１１を開閉するように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シャッタ式メガネ
を使用した多視点画像視認方法及びその装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、シャッタ式メガネを使った擬似立
体視方法は、例えば、特開平８−２０５２０１号公報に
開示されている。この技術は、擬似立体処理回路で通常
の２次元の映像信号そのものを加工し、表示装置上で所
定幅横にずれた２つの映像信号を作成し、この表示装置
をシャッタ式メガネで見ることにより擬似立体映像が得
られる仕組みである。

【０００３】また、登録第１８７１１１８号の特許公報
には、左右の目に直交する偏光板を入れた偏光メガネを
用い、表示装置に左右画像を順番に表示させ、この表示
装置の前に配設された液晶板が左右画像の表示に合わせ
て透過光の偏光方向を左目あるいは右目に合わせるよう
に制御しているものが記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の前述の擬似立体
視方法及び偏光メガネ方式は、右目用の映像と左目用の
映像とを交互に表示させ、左目用映像を表示している時
には右目で映像が見えないようにシャッタを閉め、右目
用映像を表示している時には左目で映像が見えないよう
にシャッタを閉めるようにしているものである。これ
は、あくまでも、１つの２次元画像を基にして左右画像
を作成し、これを視認することにより擬似立体画像を得
ているものである。

【０００５】しかしながら、従来のものは、視点移動を
行っても映像の変化は生じないものであり、肉眼で３次
元物体を観察した時に、視点位置を動かせばその見え方
が変化する実際の映像とはかけ離れたものになってい
る。

【０００６】本発明は、視点移動に伴ってその移動位置
での擬似立体視ができる多視点画像視認方法及びその装
置を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
タイミングを合わせて複数の撮像装置で取り込んだ複数
の画像を、任意の順番で前記撮像装置毎の画像を表示装
置に表示させ、左右に独立したシャッタを備えたシャッ
タ式メガネの位置を検出してこの位置に対応する前記撮
像装置の表示画像のタイミングに合わせて前記シャッタ
を開閉するようにした。従って、観察位置の移動に伴っ
て観察できる映像も変化し、その位置でシャッタ式メガ
ネの左右のシャッタを適宜開閉することにより擬似立体
視を行うこともできるものである。

【０００８】請求項２記載の発明は、異なる位置から対
象物を撮像する複数の撮像装置と、これらの撮像装置で
撮像した画像を編集して所定のタイミングで出力する画
像処理装置と、この画像処理装置の出力を伝送する伝送
手段と、この伝送手段からの出力を受けて時分割的に各
画像を表示する表示装置と、左右に独立したシャッタを
備えたシャッタ式メガネと、このシャッタ式メガネの位
置を検出する位置検出手段と、前記シャッタ式メガネの
位置に対応する前記撮像装置の表示画像のタイミングに
合わせて前記シャッタを開閉するシャッタ開閉制御手段
とよりなる。従って、観察者が装着するシャッタ式メガ
ネの位置を位置検出手段で検出してシャッタ開閉制御手
段が撮像装置の表示画像の選択と左右のシャッタの開閉
タイミングとを制御し、これにより、異なる位置で撮像
装置により撮像された対象物を視点位置に従って擬似立
体視することができるものである。

【０００９】請求項３記載の発明は、複数の撮像装置は
水平方向に１列に略等間隔に並べられ、予め決められた
順番に時間差を持たせて再生されるようにした。従っ
て、如何なる観察位置でも擬似立体視をすることができ
るものである。

【００１０】請求項４記載の発明は、表示装置の有効表
示画角をγとし、ｎ台の撮像装置の画像切換角度をαと
し、βをα×ｎとした時、γ＞βとして両サイドの（γ
−β）／２の領域に観察者がいる場合、最寄りの端の映
像を観察できるようにシャッタの開閉を行うようにし
た。従って、左右に移動して映像を観察する場合、スム
ーズに視点が移動したような自然な状態に感じることが
できる。

【００１１】請求項５記載の発明は、ｎ台の撮像装置の
映像を切り換えるために、観察位置において水平方向に
ｔａｎ（α）の移動量毎に画像が切り換えられるように
シャッタ式メガネのシャッタ開閉時間を制御し、前記シ
ャッタ式メガネの位置を検出する位置検出手段の検出セ
ンサから垂直に観察者がいる平面までの距離をｆとした
時、 ｆ×ｔａｎ（γ／２）＞ｆ×ｔａｎ（α）×（ｎ／２） とした。従って、表示装置の正面と周辺とにおいて視点
の切り換えが自然に行われるものである。

【００１２】請求項６記載の発明は、シャッタ式メガネ
の視認画像は左右異なり、右側で視認される映像は右側
の撮像装置の映像であり、左側で視認される映像は左側
の撮像装置の映像であるようにした。従って、確実な擬
似立体視が行われるものである。

【００１３】請求項７記載の発明は、シャッタ式メガネ
の位置を検出する位置検出手段は、検出センサと発光器
及び受光器を備え、前記シャッタ式メガネは発光器及び
受光器を備えて位置検出手段とシャッタ式メガネとの間
の双方向の通信が行えるようにしたものである。従っ
て、観察者の位置を的確に把握してその位置に応じた映
像を視認させるシャッタの開閉を確実に行うことができ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図１
乃至図６に基づいて説明する。まず、図１に示すもの
は、全体のシステムである。すなわち、それぞれ異なる
位置に配設されたｎ個の撮像装置１が設けられ、これら
の撮像装置１は、これらの撮像装置１で撮像した画像を
編集して出力する画像処理装置２に接続されている。こ
の画像処理装置２は、ｎ個の撮像装置１からの画像を時
分割して取り込み、必要に応じて編集及び録画するもの
である。この時の取込画像は動画である。ついで、前記
画像処理装置２には、伝送手段３が設けられている。こ
の伝送手段３は、電波送信手段４とアンテナ５とよりな
り、受信側のアンテナ６を介して取り込む第一の手段、
有線により接続線７よりなる第二の手段、テープ等の記
録媒体８に保存された画像をビデオデッキ等の再生手段
９により再生して取り込む第三の手段等がある。この伝
送手段３は、全ての手段を備えてそれらを選択して使用
してもよいし、いずれか一つの手段のみを配設するだけ
でもよい。このような伝送手段３を介して入力される画
像を表示する表示装置１０が設けられている。この表示
装置１０は、左右で互いに独立して設けられたシャッタ
１１を備えたシャッタ式メガネ１２の位置を検出する位
置検出手段１３を備えており、かつ、この位置検出手段
１３からの検出信号に基づいてシャッタ１１を開閉する
シャッタ開閉制御手段１４が設けられている。

【００１５】次に、図２は、ビデオカメラやＴＶカメラ
などのｎ台の撮像装置１でランニングする女性（対象
物）の動画像を取り込む様子を示したものであり、前記
撮像装置１は、２次元的な撮像装置配置面１５内に位置
させて上下（No.１とNo.２との関係又はNo.３とNo.ｎと
の関係）及び水平方向（No.２〜No.６の関係）に設けら
れている。

【００１６】ついで、図３に示すものは、表示装置１０
とシャッタ式メガネ１２との関係を示すものである。前
記表示装置１０は、前記位置検出手段１３を構成する位
置検知センサ１６を備えており、また、前記シャッタ式
メガネ１２は、前記表示装置１０から所定距離の位置の
２次元的な観察者認識可能面１７に配設されている。図
４に基づいてシャッタ式メガネ１２と位置検出手段１３
との構造及び作用を説明する。前記観察者認識可能面１
７に配設されたシャッタ式メガネ１２のそれぞれには、
発光器１８と受光器１９とが設けられている。また、前
記位置検出手段１３の位置検知センサ１６は、ＰＳＤ
（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ ＳｅｎｓｉｎｇＤｅｖｉｃｅ）セ
ンサ、ＣＣＤエリアセンサ、ＣＣＤラインセンサ等によ
り構成されており、かつ、正面側には結像レンズ２０が
設けられている。また、前記位置検知センサ１６には、
前記発光器１８と受光器１９とに対応する発光・発振器
２１と受光・受信器２２とが設けられている。

【００１７】このような構成において、ｎ台の撮像装置
１からの画像は、画像処理装置２に取り込まれて時分割
的な処理がなされ、伝送手段３を経て表示装置１０に伝
送される。この時の通常の１フィールド分の画像データ
は、図５(ａ)に示すものであるとする。この時、撮像装
置１の台数を６とすれば、表示装置１０で表示される画
像は、図５(ｂ)に示すように、No.１からNo.６までの各
撮像装置１に対応した画像が時分割的に映像として表示
される。そして、擬似立体視をするためには、左右のシ
ャッタ１１が交互に開閉する必要があるが、本実施の形
態においては、視点移動に伴う映像の変化を説明するた
めに、左右のシャッタ式メガネ１２のシャッタ１１の開
閉が同時に行われるものとして説明する。そのため、シ
ャッタ１１の開閉は、図５(ｃ)に示すように、Ａなるシ
ャッタ式メガネ１２がNo.２の画像の位置に位置してい
るときには、図５(ｂ)のNo.２の画像位置でシャッタ１
１が開放される。これにより、対象物をNo.２の撮像装
置１で撮像した位置で視認することができる。また、シ
ャッタ式メガネ１２がＢなる位置に位置しているときに
は、No.４の撮像装置１による画像が視認できる。この
状態は、一人の観察者が１台のシャッタ式メガネ１２を
装着して位置を移動する場合にもそれぞれの位置が検出
されてその位置に対応した映像を視認することができる
ものである。

【００１８】一方、１台のシャッタ式メガネ１２が移動
する場合のみならず、図６に示すように、Ａ，Ｂ，Ｃ…
の複数のシャッタ式メガネ１２が観察者認識可能面１７
に配設されていた場合の位置検出動作を説明する。すな
わち、１周期毎に位置検知側でパルス状の発光がなさ
れ、かつ、１周期の大半は、位置検知側の受光タイミン
グとなっている。その間に、シャッタ式メガネ１２の
Ａ，Ｂ，Ｃ…のそれぞれが順次発光して位置検知側で受
光させることにより、各シャッタ式メガネ１２の位置は
シャッタ開閉制御手段１４により認識される。そして、
位置検知側の発光時にシャッタ式メガネ１２側では受光
してシャッタ開閉のためのタイミング信号を受信する。

【００１９】ついで、本発明の第二の実施の形態を図７
及び図９に基づいて説明する。本実施の形態は、対象物
を撮像するｎ台の撮像装置１を水平方向に１列に、か
つ、等間隔に配設したものである。表示装置１０は、通
常のＣＲＴや液晶パネルなどで構成されているが、表示
の形態は毎秒３０フレームのＮＴＳＣ信号よりも撮像装
置１の台数倍に早くする必要がある。すなわち、通常は
１台のカメラの画像を１秒間に６０枚（間引き画像２枚
で１枚のフル画像を表示）のインターレース表示をする
のがＮＴＳＣ方式であるが、この方式に合わせるのであ
れば、通常の１フィールド分の画像データの伝送時間内
にｎ台の撮像装置１の画像データを送りきることが望ま
しい。そうしないとチラツキが目立つからである。それ
には、表示装置１０を通常のＴＶ表示器などのｎ倍の早
さで表示できるものとするか、各ｎ台のカメラ画像を１
／ｎに間引いて送信するか（但し、データのクロックだ
けが同じで表示画像の切り換えはｎ倍にする必要があ
る）の２つの方法がある。しかして、シャッタ式メガネ
１２をかけた観察者は、表示装置１０の視認範囲をγと
した時、γの範囲内で観察するようにする。もちろん、
１８０°＞γであるが、表示装置１０の面に垂直な垂線
を軸にして水平方向の角度α毎にｎ台の撮像装置１の画
像を切り換えるように構成されている。

【００２０】一方、シャッタ式メガネ１２がＡ，Ｂ，
Ｃ，Ｄの位置に移動するものとした場合のシャッタ１１
の開閉状態を図９に基づいて説明する。本実施の形態に
おいては、シャッタ式メガネ１２の視点移動に対応する
のみならず、各位置において対象物を擬似立体視できる
状態のものである。例えば、図９(ａ)に示すものが１フ
ィールド分の画像データであり、図９(ｂ)に示すよう
に、ｎ＝６の６台の撮像装置１のNo.１〜No.６の画像が
時間的に順次表示されているものとする。このとき、図
９(ｃ)に示すように、Ａなるシャッタ式メガネ１２にお
いては、左目のシャッタ１１がNo.１の画像のタイミン
グで開放し、ついで、右目のシャツタ１１がNo.２の画
像のタイミングで開放する。これにより、１フィールド
毎にNo.１の画像は左目でNo.２の画像は右目で見ること
になり、両者間に視差が存することから擬似的な立体視
を行うことができる。観察位置がＢになれば、左目のシ
ャッタ１１がNo.３の画像のタイミングで開放し、つい
で、右目のシャツタ１１がNo.４の画像のタイミングで
開放する。これにより、１フィールド毎にNo.３の画像
は左目でNo.４の画像は右目で見ることになり、この位
置での擬似立体視ができる。このような状態は、位置
Ｃ、位置Ｄにおいても同様に行われる。なお、右左の画
像の選択は、撮像装置１の配列に確実に対応するように
配慮する必要が有り、左右が逆になることがあってはな
らない。

【００２１】このような観察状態は、一人の観察者がＡ
位置からＤ位置に向けて移動することにより視点移動が
生じるものであるが、複数人の観察者がＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ
のそれぞれの位置にいて観察するようにしてもよいもの
である。

【００２２】また、βをα×ｎとした時、γ＞βとし
て、両サイドの（γ−β）／２の領域に観察者がいる場
合、シャッタ式メガネ１２のシャッタ１１の開閉制御
を、最寄りの端の映像（例えば、No.１）を両眼で観察
するか、あるいは、その最寄りの端の映像と次の映像
（例えば、No.１及びNo.２）とを右左交互に観察するか
する。前者の場合は、観察位置の移動に対応することは
できるが、擬似立体視をすることはできない。後者の場
合には、多視点の運動視差と左右の視差からくる擬似的
な立体感の両方を感じることができる。

【００２３】つぎに、本発明の第三の実施の形態を図１
０に基づいて説明する。本実施の形態は、表示装置１０
の垂線を基準にして、ｔａｎ（α）の移動量毎に画像が
切り換えられるようにしたものである。いま、位置検知
センサ１６の位置から観察者がいる平面までの距離をｆ
とした時に、 ｆ×ｔａｎ（γ／２）＞ｆ×ｔａｎ（α）×（ｎ／２） とした。これは、位置検知による視点切換を観察位置に
おいて一定距離毎に行うもので、前述の第二の実施の形
態では周辺程分解能が下がってしまうが、本実施の形態
においては中央と周辺とで同じ感覚で視点が切り換わる
ものである。そして、中心から観察位置までの水平方向
距離が、ｆ×ｔａｎ（α）×（ｎ／２）を越えると視点
の切換を行わないように構成した。

【００２４】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、タイミングを合
わせて複数の撮像装置で取り込んだ複数の画像を、任意
の順番で前記撮像装置毎の画像を表示装置に表示させ、
左右に独立したシャッタを備えたシャッタ式メガネの位
置を検出してこの位置に対応する前記撮像装置の表示画
像のタイミングに合わせて前記シャッタを開閉するよう
にしたので、観察位置の移動に伴って観察できる映像も
変化し、その位置でシャッタ式メガネの左右のシャッタ
を適宜開閉することにより擬似立体視を行うこともでき
ると云う効果を有する。

【００２５】請求項２記載の発明は、異なる位置から対
象物を撮像する複数の撮像装置と、これらの撮像装置で
撮像した画像を編集して所定のタイミングで出力する画
像処理装置と、この画像処理装置の出力を伝送する伝送
手段と、この伝送手段からの出力を受けて時分割的に各
画像を表示する表示装置と、左右に独立したシャッタを
備えたシャッタ式メガネと、このシャッタ式メガネの位
置を検出する位置検出手段と、前記シャッタ式メガネの
位置に対応する前記撮像装置の表示画像のタイミングに
合わせて前記シャッタを開閉するシャッタ開閉制御手段
とよりなるので、観察者が装着するシャッタ式メガネの
位置を位置検出手段で検出してシャッタ開閉制御手段が
撮像装置の表示画像の選択と左右のシャッタの開閉タイ
ミングとを制御し、これにより、異なる位置で撮像装置
により撮像された対象物を視点位置に従って擬似立体視
することができると云う効果を有する。

【００２６】請求項３記載の発明は、複数の撮像装置は
水平方向に１列に略等間隔に並べられ、予め決められた
順番に時間差を持たせて再生されるようにしたので、如
何なる観察位置でも擬似立体視をすることができると云
う効果を有する。

【００２７】請求項４記載の発明は、表示装置の有効表
示画角をγとし、ｎ台の撮像装置の画像切換角度をαと
し、βをα×ｎとした時、γ＞βとして両サイドの（γ
−β）／２の領域に観察者がいる場合、最寄りの端の映
像を観察できるようにシャッタの開閉を行うようにした
ので、左右に移動して映像を観察する場合、スムーズに
視点が移動したような自然な状態に感じることができる
と云う効果を有する。

【００２８】請求項５記載の発明は、ｎ台の撮像装置の
映像を切り換えるために、観察位置において水平方向に
ｔａｎ（α）の移動量毎に画像が切り換えられるように
シャッタ式メガネのシャッタ開閉時間を制御し、前記シ
ャッタ式メガネの位置を検出する位置検出手段の検出セ
ンサから垂直に観察者がいる平面までの距離をｆとした
時、 ｆ×ｔａｎ（γ／２）＞ｆ×ｔａｎ（α）×（ｎ／２） としたので、表示装置の正面と周辺とにおいて視点の切
り換えが自然に行われると云う効果を有する。

【００２９】請求項６記載の発明は、シャッタ式メガネ
の視認画像は左右異なり、右側で視認される映像は右側
の撮像装置の映像であり、左側で視認される映像は左側
の撮像装置の映像であるようにしたので、確実な擬似立
体視が行われると云う効果を有する。

【００３０】請求項７記載の発明は、シャッタ式メガネ
の位置を検出する位置検出手段は、検出センサと発光器
及び受光器を備え、前記シャッタ式メガネは発光器及び
受光器を備えて位置検出手段とシャッタ式メガネとの間
の双方向の通信が行えるようにしたので、観察者の位置
を的確に把握してその位置に応じた映像を視認させるシ
ャッタの開閉を確実に行うことができると云う効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態を示す全体のシステ
ムのシステム図である。

【図２】撮像装置の配置を示す斜視図である。

【図３】表示装置とシャッタ式メガネの関係を示す斜視
図である。

【図４】シャッタ式メガネと位置検知センサとの関係を
示す斜視図である。

【図５】画像データとシャッタの開閉タイミングとの関
係を示すもので、(ａ)は１フィールド分の画像データを
示す説明図、(ｂ)は表示装置の画像の表示タイミングを
示す説明図、(ｃ)はシャッタの開閉タイミングを示すタ
イミング図である。

【図６】位置検知センサの発光・受光のタイミングとシ
ャッタ式メガネの発光・受光のタイミングとを示すタイ
ミングチャートである。

【図７】本発明の第二の実施の形態を示すもので、撮像
装置の配置を示す斜視図である。

【図８】表示装置とシャッタ式メガネとの関係を示す斜
視図である。

【図９】画像データとシャッタの開閉タイミングとの関
係を示すもので、(ａ)は１フィールド分の画像データを
示す説明図、(ｂ)は表示装置の画像の表示タイミングを
示す説明図、(ｃ)はシャッタの開閉タイミングを示すタ
イミング図である。

【図１０】本発明の第三の実施の形態を示すもので、表
示装置とシャッタ式メガネとの関係を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ 撮像装置 ２ 画像処理装置 ３ 伝送手段 １０ 表示装置 １１ シャッタ １２ シャッタ式メガネ １３ 位置検出手段 １４ シャッタ開閉制御手段 １８ 発光器 １９ 受光器

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タイミングを合わせて複数の撮像装置で
   取り込んだ複数の画像を、任意の順番で前記撮像装置毎
   の画像を表示装置に表示させ、左右に独立したシャッタ
   を備えたシャッタ式メガネの位置を検出してこの位置に
   対応する前記撮像装置の表示画像のタイミングに合わせ
   て前記シャッタを開閉するようにしたことを特徴とする
   多視点画像視認方法。
2. 【請求項２】 異なる位置から対象物を撮像する複数の
   撮像装置と、これらの撮像装置で撮像した画像を編集し
   て所定のタイミングで出力する画像処理装置と、この画
   像処理装置の出力を伝送する伝送手段と、この伝送手段
   からの出力を受けて時分割的に各画像を表示する表示装
   置と、左右に独立したシャッタを備えたシャッタ式メガ
   ネと、このシャッタ式メガネの位置を検出する位置検出
   手段と、前記シャッタ式メガネの位置に対応する前記撮
   像装置の表示画像のタイミングに合わせて前記シャッタ
   を開閉するシャッタ開閉制御手段とよりなることを特徴
   とする多視点画像視認装置。
3. 【請求項３】 複数の撮像装置は水平方向に１列に略等
   間隔に並べられ、予め決められた順番に時間差を持たせ
   て再生されるようにしたことを特徴とする請求項１又は
   ２記載の多視点画像視認方法及びその装置。
4. 【請求項４】 表示装置の有効表示画角をγとし、ｎ台
   の撮像装置の画像切換角度をαとし、βをα×ｎとした
   時、γ＞βとして両サイドの（γ−β）／２の領域に観
   察者がいる場合、最寄りの端の映像を観察できるように
   シャッタの開閉を行うようにしたことを特徴とする請求
   項２又は３記載の多視点画像視認方法及びその装置。
5. 【請求項５】 ｎ台の撮像装置の映像を切り換えるため
   に、観察位置において水平方向にｔａｎ（α）の移動量
   毎に画像が切り換えられるようにシャッタ式メガネのシ
   ャッタ開閉時間を制御し、前記シャッタ式メガネの位置
   を検出する位置検出手段の検出センサから垂直に観察者
   がいる平面までの距離をｆとした時、 ｆ×ｔａｎ（γ／２）＞ｆ×ｔａｎ（α）×（ｎ／２） としたことを特徴とする請求項２又は３記載の多視点画
   像視認方法及びその装置。
6. 【請求項６】 シャッタ式メガネの視認画像は左右異な
   り、右側で視認される映像は右側の撮像装置の映像であ
   り、左側で視認される映像は左側の撮像装置の映像であ
   るようにしたことを特徴とする請求項２又は３記載の多
   視点画像視認方法及びその装置。
7. 【請求項７】 シャッタ式メガネの位置を検出する位置
   検出手段は、検出センサと発光器及び受光器を備え、前
   記シャッタ式メガネは発光器及び受光器を備えて位置検
   出手段とシャッタ式メガネとの間の双方向の通信が行え
   るようにしたことを特徴とする請求項２又は３記載の多
   視点画像視認方法及びその装置。