JPH11341517A - 水平配置立体画像表示システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】水平に設置した画像表示面に両眼視差画像によ
る立体画像を表示する装置において，ユーザが観察位置
によらずに，どの方向からも適切な立体画像を見ること
ができるようにする。 【解決手段】表示対象を３台以上のビデオカメラ11〜14
で撮影する。画像選択装置43により，ユーザの観察位置
の変化に応じて左目用のカメラと右目用のカメラを選択
する。時分割立体画像合成装置46により，左目用画像信
号と右目用画像信号を交互に出力して画像表示装置21に
表示し，それと同期して液晶メガネ同期信号を発生さ
せ，ユーザの左目または右目の視野を遮蔽する液晶メガ
ネ26を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，両眼視差画像を複
数のカメラにより撮影し，立体感のある画像を表示する
立体画像表示システムであって，特に，画像表示面を水
平に設置した場合にユーザの観察位置によらずに適切な
立体画像を表示できるようにした水平配置立体画像表示
システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】人間の両眼の間隔程度の距離を離して平
行に配置した２つのカメラにより，人間の左右両眼の各
々に対応した画像を撮影し，それを交互に画像表示装置
に表示し，それと同期して右目または左目をメガネに取
り付けた液晶シャッターによって遮蔽することで，左目
・右目に各々に対応した画像だけを見せることにより，
立体画像を表示する時分割立体画像表示システムがあ
る。

【０００３】このような時分割立体画像表示システムで
は，表示面は立てて置くことを前提に設計されているの
で，ユーザが画面の上を上として，画面の右を右として
見る位置関係は，常に正しく保たれていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，水平面
に置かれたものを自然な位置関係で観察する目的で，こ
のような時分割立体画像表示システムの画像表示面をテ
ーブルなどの水平面に埋め込んで使用する場合には，ユ
ーザが画面の上を上以外の方向として見る場合がある。
例えば，画面の右辺が下となる方向（画面の左辺が上，
下辺が左，上辺が右となる方向）から見た場合には，左
右方向にずれた位置から撮影された両眼視差立体画像
は，上下のずれを持った画像として表示され，それを両
眼で見ても立体視をすることはできない。

【０００５】このように，従来の時分割立体画像表示シ
ステムでは，画像表示面を水平に置いた場合には，ユー
ザの観察位置によっては立体画像を正しく表示できない
という問題があった。

【０００６】本発明は上記問題点の解決を図り，水平に
設置した画像表示面を持つ立体画像表示システムにおい
て，ユーザが観察位置によらずに，どの方向からも適切
な立体画像を見ることができるようにすることを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は，上記課題を解
決するために，水平に設置した画像表示面に両眼視差画
像による立体画像を表示する装置において，３台以上の
ビデオカメラを配置し，ユーザの観察位置の変化に応じ
て左目用のカメラと右目用のカメラを選択することによ
り，ユーザの観察位置によらずに適切な立体画像を表示
できるようにしたことを特徴とする。

【０００８】すなわち，本発明の水平配置立体画像表示
システムは，光軸方向が平行となる位置に配置された３
台以上のビデオカメラと，ユーザの位置を測定する位置
センサーと，前記位置センサーの出力をもとに前記ビデ
オカメラの出力画像信号の一つを左目用画像信号とし
て，前記ビデオカメラの出力画像信号の別の一つを右目
用画像信号として選択して出力する画像選択装置と，前
記左目用画像信号と右目用画像信号を交互に出力し，そ
れと同期して液晶メガネ同期信号を発生する時分割立体
画像合成装置と，前記時分割立体画像合成装置の出力す
る画像信号を表示する表示面が水平または水平に近い角
度で置かれた画像表示装置と，液晶メガネ同期信号に従
いユーザの左目または右目の視野を遮蔽する液晶メガネ
とによって構成される。

【０００９】例えば，ビデオカメラは，四角形の各頂点
の位置に４台配置したものを用いる。または３台もしく
は５台以上のビデオカメラを同一平面における円周上に
均等に配置したものを，複数方向の両眼視差画像を得る
ために使用してもよい。

【００１０】４台のビデオカメラを用いたときの本発明
の作用は，以下のとおりである。４台のビデオカメラは
上下左右に視差のある画像を撮影するので，例えば，画
面の下側を下にして観察する場合には，左下のカメラの
画像を左目が観察し，右下のカメラの画像を右目が観察
するようにすれば，左右両眼の視差画像を観察すること
ができる立体視することができる。また，画面の上側を
下にして観察する場合には，右下または右上のカメラの
画像を左目が観察し，左下または左上のカメラの画像を
右目が観察するようにすれば，左右両眼の視差画像を観
察することができ立体視することができる。画面を斜め
に観察する場合，例えば画面の右下を下として左上を上
として観察する場合には，左下のカメラの画像を左目が
観察し，右上のカメラの画像を右目が観察するようにす
れば，左右両眼の視差画像を観察することができ立体視
することができる。

【００１１】本発明においては，位置センサーによって
ユーザの位置を測定し，その位置から画像表示装置の中
心に向かう方向を観察方向とする。この観察方向に基づ
き４台のビデオカメラの撮影画像のうちの２つを左目・
右目に表示する画像として選択し，時分割立体画像合成
装置によって液晶メガネの左右の眼の交互遮蔽と同期し
て表示することにより，左目用に選択した画像を左目
に，右目用に選択した画像を右目に提示する。このよう
に，ユーザの位置によって，左右両眼用の画像を４台の
カメラの撮影画像から選択して表示することにより，ど
の方向から見ても，正しい視差を持った両眼視差立体画
像を観察することができる。

【００１２】また，ビデオカメラの数が４台以外の場合
でも，円周上に均等に配置し各方向からの両眼視差画像
を得るのに最も適当な組み合わせを選択することによ
り，どの方向から見ても，正しい視差を持った両眼視差
立体画像を観察することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下，本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。 ［第１の実施の形態］図１は，本発明の水平配置立体画
像表示システムの画像撮影部の例を示す。図中，１０は
４台のビデオカメラを固定する正方形のカメラ固定枠，
１１は第１のビデオカメラ，１２は第２のビデオカメ
ラ，１３は第３のビデオカメラ，１４は第４のビデオカ
メラである。１５は画像撮影装置の下に置かれた被写体
である。１６はカメラの上すなわち画像の上を示す矢印
である。

【００１４】４台のビデオカメラ１１，１２，１３，１
４は光軸が平行で，各カメラの上すなわち撮影する画像
の上が矢印１６の向きとなり，各カメラがカメラ固定枠
１０の正方形の頂点に接するように設置されている。

【００１５】図２は，本発明の水平配置立体画像表示シ
ステムの画像表示部とそれに付随する装置及びユーザと
ユーザが装着する液晶メガネを表す使用状態図である。
図３は，図２のユーザ頭部の拡大図である。

【００１６】図中，２１は画像を表示するＣＲＴディス
プレイ等の画像表示装置，２２は画像表示装置２１の画
像の表示面，２３はユーザの位置を測定する位置センサ
ーの発信器，２４はユーザが装着する液晶メガネを制御
する液晶メガネ同期信号発信器，２５は画像を見るユー
ザ，２６はユーザが装着し，液晶メガネ同期信号に従っ
て左目，右目または両眼の視野を遮蔽する液晶メガネ，
２７はユーザの位置を測定する位置センサーの受信器，
２８は液晶メガネ同期信号を受信する液晶メガネ同期信
号受信器である。また，２９は表示画像の上，すなわち
撮影された画像が表示される場合の上を示す矢印であ
る。

【００１７】図２において，ユーザは画面の上側から表
示面２２を観察している。この場合は，画面の上がユー
ザの視野の下側として観察される。図４は，本発明の水
平配置立体画像表示システムの全体の構成を示す構成図
である。図中，図１および図２と同符号のものは図１お
よび図２に示すものに対応する。４１は磁気によってユ
ーザの位置を検出する磁気位置センサーで，４２は磁気
位置センサー４１が出力するユーザ視点位置情報であ
る。４３は４台のビデオカメラ１１〜１４から２つを選
択して左目用画像，右目用画像として出力する画像選択
装置で，４４と４５は画像選択装置４３が選択して出力
した左目用画像信号と右目用画像信号である。４６は左
目用画像信号４４と右目用画像信号４５とを入力し，そ
れをビデオのフレーム毎に交互に出力し，同時に液晶メ
ガネ同期信号発信器２４を制御する時分割立体画像合成
装置で，４７は時分割立体画像合成装置４６が出力する
表示画像信号である。

【００１８】４８は液晶メガネ同期信号発信器２４が発
信する液晶メガネ同期信号である。液晶メガネ同期信号
発信器２４は，時分割立体画像合成装置４６から制御さ
れて，左目用画像が出力されている期間は液晶メガネの
左目を透過状態に右目を遮蔽状態にし，右目用画像が出
力されている期間は液晶メガネ２６の右目を透過状態に
左目を遮蔽状態にするように液晶メガネ同期信号４８を
発生する。

【００１９】画像表示装置２１は，表示画像信号４７を
入力して表示する。液晶メガネ２６は，液晶メガネ同期
信号４８に従って左目または右目を，透過状態または遮
蔽状態にすることができるメガネであり，液晶メガネ同
期信号４８を受信する液晶メガネ同期信号受信器２８が
取り付けられている。

【００２０】このように画像の選択・表示と液晶メガネ
２６の左右眼の透過・遮蔽状態を同期して制御すること
により，左目用画像は左目だけに，右目用画像は右目だ
けに見せることができ，立体視用の左右眼用の画像を入
力することで，ユーザは立体視を行うことができる。

【００２１】次に，図５と図６を用いて，本システムの
動作を説明する。図５は，画像表示装置２１の向きをも
とにユーザの観察視線方向を定義する図であり，画像表
示装置２１を上から見た図である。

【００２２】画像表示装置２１は，図１においてカメラ
の上すなわち画像の上を示す矢印１６で示された画像の
上が，表示画像の上を示す矢印２９の方向となるよう
に，画像を表示する。

【００２３】５１は視線方向１である。視線方向１は，
画面と正対する向きで一般の立体画像の観察方向であ
る。５２は，視線方向１から４５度傾いた方向で画像表
示装置２１の中心に向かう視線方向で，これを視線方向
２とする。５３，５４，５５，５６，５７，５８は，同
様にそれぞれ視線方向１から９０度，１３５度，１８０
度，２２５度，２７０度，３１５度だけ回転させた方向
で画像表示装置２１の中心に向かう視線方向で，これら
をそれぞれ，視線方向３，視線方向４，視線方向５，視
線方向６，視線方向７，視線方向８とする。図２に示さ
れるユーザ２５は，視線方向５から表示画像を観察して
いることになる。

【００２４】図６は，ユーザが画像表示装置２１を観察
する視線方向と，左目用画像と右目用画像として選択さ
れる画像の対応を示す図である。図６における表中の番
号は，表示するべき画像を撮影するカメラの番号を表し
ている。

【００２５】画像の選択方法について例を示して説明す
る。 ＜画像選択方法の例１＞ユーザが視線方向１から画像表
示装置２１を観察する場合，図６の表に基づき，左目に
は第１のビデオカメラ１１によって撮影された画像が表
示され，右目には第２のビデオカメラ１２によって撮影
された画像が表示される。図１に示される撮影装置にお
いて，第１のビデオカメラ１１の右に第２のビデオカメ
ラ１２が位置するので，これらをそれぞれ左目と右目に
表示すれば，第１のビデオカメラ１１と第２のビデオカ
メラ１２の間隔を持った両眼視差画像が表示されること
となり，ユーザは立体視を行うことができる。

【００２６】＜画像選択方法の例２＞ユーザが視線方向
５から画像表示装置２１を観察する場合について説明す
る。この場合には，図６の表に基づき，左目には第４の
ビデオカメラ１４によって撮影された画像が表示され，
右目には第３のビデオカメラ１３によって撮影された画
像が表示される。

【００２７】ユーザがどの方向から画像表示装置２１を
観察する場合でも，画像の上を示す矢印１６の方向と表
示画像の上を示す矢印２９の方向が同一方向となるよう
に画像を表示する。視線方向５は，画像表示装置２１の
上の方向から観察する方向なので，ユーザは表示画像を
上下逆に見ることとなる。つまり，ユーザは表示画像の
上を視野の下として画像を観察することとなる。図１に
おいて，画像の上を視野の下にした方向，すなわち画像
の上を示す矢印１６の方向と反対の方向から４台のカメ
ラを見た場合，第４のビデオカメラ１４の右に第３のビ
デオカメラ１３が位置するので，これらをそれぞれ左目
と右目に表示すれば，第４のビデオカメラ１４と第３の
ビデオカメラ１３の間隔の視差を持った両眼視差画像が
表示されることとなり，ユーザは立体視を行うことがで
きる。

【００２８】＜画像選択方法の例３＞ユーザが視線方向
３から画像表示装置２１を観察する場合について説明す
る。この場合は，図６の表に基づき，左目には第２のビ
デオカメラ１２によって撮影された画像が表示され，右
目には第４のビデオカメラ１４によって撮影された画像
が表示される。

【００２９】ユーザがどの方向から画像表示装置２１を
観察する場合でも，画像の上を示す矢印１６の方向と表
示画像の上を示す矢印２９の方向が同一方向となるよう
に画像を表示する。視線方向３は，画像表示装置２１の
右の方向から観察する方向なので，ユーザは画像の上を
示す矢印１６の方向を視野の右として画像を観察するこ
ととなる。図１において，画像の上を視野の右にした方
向，すなわち画像の上を示す矢印１６の方向を反時計回
りに９０度回転した方向から４台のカメラを見た場合，
第２のビデオカメラ１２の右に第４のビデオカメラ１４
が位置するので，これらをそれぞれ左目と右目に表示す
れば，第２のビデオカメラ１２と第４のビデオカメラ１
４の間隔の視差を持った両眼視差画像が表示されること
となり，ユーザは立体視を行うことができる。

【００３０】＜画像選択方法の例４＞ユーザが視線方向
２から画像表示装置２１を観察する場合について説明す
る。この場合は，図６の表に基づき，左目には第１のビ
デオカメラ１１によって撮影された画像が表示され，右
目には第４のビデオカメラ１４によって撮影された画像
が表示される。

【００３１】ユーザがどの方向から画像表示装置２１を
観察する場合でも，画像の上を示す矢印１６の方向と表
示画像の上を示す矢印２９の方向が同一方向となるよう
に画像を表示する。視線方向２は，画像表示装置２１の
右下の方向から観察する方向なので，ユーザは画像の上
を示す矢印１６の方向を視野の右上として画像を観察す
ることとなる。図１において，画像の上を視野の右上に
した方向，すなわち画像の上を示す矢印１６の方向を反
時計回りに４５度回転した方向から４台のカメラを見た
場合，第１のビデオカメラ１１の右に第４のビデオカメ
ラ１４が位置するので，これらをそれぞれ左目と右目に
表示すれば，第１のビデオカメラ１１と第４のビデオカ
メラ１４の間隔の視差を持った両眼視差画像が表示され
ることとなり，ユーザは立体視を行うことができる。

【００３２】上記以外の視線方向４，視線方向６，視線
方向７，視線方向８から観察した場合でも同様に，図６
の表に示されるように画像を選択して左右の目で観察さ
れるようにすれば，両眼視差による立体視を行うことが
できる。

【００３３】実際に使用する場合には，ユーザの視線方
向は必ずしも視線方向１〜８と一致するものではないの
で，最も近い視線方向を近似的に用い，表示画像を決定
する。

【００３４】［第２の実施の形態］以下に本発明の第２
の実施の形態を示す。図７は，本発明の第２の実施の形
態のカメラの配置とユーザの観察視線方向を示す図であ
る。

【００３５】第２の実施の形態では，６台のカメラを同
一円周上に均等な間隔で配置している。図７において，
１７はカメラの上すなわち画像の上を示す矢印であり，
１８はカメラを固定するカメラ固定枠である。７１は第
１のビデオカメラ，７２は第２のビデオカメラ，７３は
第３のビデオカメラ，７４は第４のビデオカメラ，７５
は第５のビデオカメラ，７６は第６のビデオカメラであ
る。

【００３６】また，７１１，７１２，７１３，７１４，
７１５，７１６はユーザが画像表示装置２１に表示され
る画像を観察する際の視線方向である。カメラが６台の
場合でも，第１の実施の形態の場合と同様に，複数のカ
メラの撮影画像から，左目用画像と右目用画像を選択し
て表示することにより，両眼視差による立体視を行うこ
とができる。

【００３７】画像の選択の方法について，例を示して説
明する。例えば，図７に示す視線方向１（７１１）から
画像を観察する場合，第６のビデオカメラ７６の撮影画
像が左目に，第２のビデオカメラ７２の撮影画像が右目
によって観察されるように画像を選択して表示する。こ
れにより，第１の実施の形態で説明したのと同様の理由
で，視線方向１の方向から見た場合には，第６のビデオ
カメラ７６の右に第２のビデオカメラ７２が位置するの
で，これらをそれぞれ左目と右目に表示すれば，第６の
ビデオカメラ７６と第２のビデオカメラ７２の間隔を持
った両眼視差画像が表示されることとなり，ユーザは立
体視を行うことができる。

【００３８】第１の実施の形態の場合と同様に，実際に
使用する場合には，ユーザの視線方向は必ずしも視線方
向１〜６と一致するものではないので，最も近い視線方
向を近似的に用い，表示画像を決定する。

【００３９】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば，時分
割立体画像表示装置の表示面を水平に置いた場合でも，
ユーザの観察位置に従い複数のビデオカメラによって撮
影された画像から左目用と右目用の画像を選択して表示
することにより，適切な両眼視差をもった立体画像を表
示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水平配置立体画像表示システムの画像
撮影部の例を示す図である。

【図２】本発明の水平配置立体画像表示システムの画像
表示部とそれに付随する装置及びユーザとユーザが装着
する液晶メガネを表す使用状態図である。

【図３】図２のユーザ頭部の拡大図である。

【図４】本発明の水平配置立体画像表示システムの全体
の構成を示す構成図である。

【図５】画像表示装置の向きをもとにユーザの観察視線
方向を定義する図である。

【図６】ユーザの視線方向と左目用画像と右目用画像と
して選択される画像の対応を示す図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態のカメラの配置とユ
ーザの観察視線方向を示す図である。

【符号の説明】

１０ カメラ固定枠 １１ 第１のビデオカメラ １２ 第２のビデオカメラ １３ 第３のビデオカメラ １４ 第４のビデオカメラ １５ 被写体 １６ カメラの上すなわち画像の上を示す矢印 ２１ 画像表示装置 ２２ 表示面 ２３ 位置センサーの発信器 ２４ 液晶メガネ同期信号発信器 ２５ ユーザ ２６ 液晶メガネ ２７ 位置センサーの受信器 ２８ 液晶メガネ同期信号受信器 ２９ 表示画像の上を示す矢印 ４１ 磁気位置センサー ４２ ユーザ視点位置情報 ４３ 画像選択装置 ４４ 左目用画像信号 ４５ 右目用画像信号 ４６ 時分割立体画像合成装置 ４７ 表示画像信号 ４８ 液晶メガネ同期信号

フロントページの続き (72)発明者 島田 義弘 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 一之瀬 進 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光軸方向が平行となる位置に配置された
   ３台以上のビデオカメラと，ユーザの位置を測定する位
   置センサーと，前記位置センサーの出力をもとに前記ビ
   デオカメラの出力画像信号の一つを左目用画像信号とし
   て，前記ビデオカメラの出力画像信号の別の一つを右目
   用画像信号として選択して出力する画像選択装置と，前
   記左目用画像信号と右目用画像信号とを交互に出力し，
   それと同期して液晶メガネ同期信号を発生する時分割立
   体画像合成装置と，前記時分割立体画像合成装置の出力
   する画像信号を表示する表示面が水平または水平に近い
   角度で置かれた画像表示装置と，液晶メガネ同期信号に
   従いユーザの左目または右目の視野を遮蔽する液晶メガ
   ネとによって構成される水平配置立体画像表示システ
   ム。
2. 【請求項２】 請求項１記載の水平配置立体画像表示シ
   ステムにおいて，前記３台以上のビデオカメラが，同一
   平面における円周上に等間隔に配置されたことを特徴と
   する水平配置立体画像表示システム。