JPH08111876A - 立体映像表示装置及び立体映像を利用した遠隔作業システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】遠隔操作において、操作者がディスプレイから
目を離さずに、遠隔現場の立体映像と通常映像を、違和
感無く切り替えられる装置を提供する。 【構成】立体映像Ｐ１を撮影するカメラ４ａ，４ｂの中
間に通常の映像Ｐ２を撮影するカメラ６と、前記各カメ
ラが撮影した映像を表示するディスプレイ１と、立体映
像用眼鏡６が操作者Ｈの眼前にあるか否かを検出する検
出装置とを設け、前記検出装置の出力に応じて、ディス
プレイ１に立体映像Ｐ１と通常の映像Ｐ２とを切り替え
て表示する。 【効果】必要な時だけワンタッチで立体映像を見ること
ができるので、操作者の疲労を軽減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は遠隔作業に利用される立
体映像装置に係り、特に立体映像と通常の映像との切替
え時に操作者が感じる違和感を軽減する立体映像装置と
立体映像を利用した遠隔作業システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】立体映像は操作者に臨場感を与え、また
奥行き感が得られるので遠隔作業に有効であるなどの利
点がある。立体映像を提示する装置としては、以下に示
すようなものが知られている。

【０００３】（１）左右の眼前それぞれにディスプレイ
を設置する方法 （２）左右のカメラの映像を単一のディスプレイ上で高
速に切り替え、表示切替えに同期して操作者が装着する
眼鏡の左右に設けられた液晶シャッタを左右交互に開閉
する方法 （３）左右のカメラの像の各々に互いに直交する偏向フ
ィルターを通した映像を単一のディスプレイ上に表示し
操作者は互いに直交する偏向フィルターを左右の眼鏡に
設けた眼鏡を装着するなどの眼鏡を用いる方法 （４）ディスプレイ上にレンチキュラ板を配置し、ディ
スプレイ内に右目用左目用の画像表示用電極を設ける方
法 以上の各技術は、日経エレクトロニクス444号（1988）2
06〜210ページに開示されている。

【０００４】また、立体映像を遠隔作業に利用する技術
として、特開平5-228855号公報や特開平6-65949号公報
に開示されたものがある。特開平5-228855号公報には、
遠隔操作者が装着するヘルメットにディスプレイを内臓
させ、操作者はあたかも作業現場を直視しているように
見せる装置が開示されている。また、特開平6-65949号
公報には、左右の眼鏡を互いに直交する偏向フィルター
で構成して立体映像を観察することにより、作業を行い
やすくする遠隔作業装置が開示されている。

【０００５】しかしながら、上記いずれの立体映像の表
示方法によっても、ディスプレイ画面上にピントを合わ
せつつ、左右の目で別々の映像を見なければならず、操
作者は実際の空間を見るのとは異質な状態に置かれるこ
とになる。そのため、操作者は激しい疲労感におそわれ
るという問題があった（日経エレクトロニクス444号（1
988）206〜209ページにて指摘されている）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、遠隔作業を行
う場合、作業のすべての時点で立体映像が必要ではな
く、作業環境の概観を観察したり粗い精度で奥行きを把
握するときなどは、立体映像を除く通常の画面（以下、
単に「通常の画面」という）を用いることで十分である
場合が多い。従って、このような場合には、疲労の少な
い通常の映像を用いる方が操作者への負担が軽くなる。

【０００７】次の問題としては、立体映像と通常の映像
を観察可能にして作業を行なう場合、操作者の眼前に装
着された立体映像用の眼鏡が問題になる。立体映像用の
眼鏡またはこれに類するものを眼前に装着するという手
段は、左右の目に観察される映像を切り分けるための特
殊な機能のために、立体映像以外のものを見るとき、作
業性を著しく害する恐れがある。

【０００８】また、前述したヘルメット搭載型のディス
プレイを用いる場合、計器類の確認やスイッチ類の操作
時など、立体映像以外のものを見る場合に不都合を生じ
る。

【０００９】従って、立体映像用の眼鏡またはこれに類
するものが操作者の眼前で着脱されることに対応して、
立体映像と通常の映像との切替えが確実かつスムーズに
行なわれることが望ましい。ここにおいて重要な点は、
映像を切替えたいという操作者の意志は、無意識のうち
に立体映像用の眼鏡またはこれに類するものの着脱に結
び付くということである。

【００１０】さらに、立体映像を観察する場合、上述し
たように、ディスプレイ画面上にピントを合わせつつ左
右の目で別々の映像を見なければならないという、厳し
い感覚調整を操作者に強いることになる。このとき、前
記立体映像と通常の映像を観察するためのディスプレイ
を一つにすることによって、両映像の切替え時に、操作
者のディスプレイ画面に対する視覚の調整を不要にする
ことが、操作者の負担軽減にとって有効である。さら
に、両映像の切替え時に、観察されていた対象の大きさ
と位置を実質的に等しくすることが、操作者の感覚調整
を容易にする上で望ましい。

【００１１】上記のような場合として、例えば、マスタ
スレーブ型ロボットアームによる手先の位置決め作業が
ある。通常の映像を見ながらの作業から立体映像を見な
がらの精細な作業へ移行するとき、切替わりの前後で別
々のカメラの映像を用いると画面の構図が異なり、操作
者がロボットアームの操作感覚を変更されたディスプレ
イの構図に調整する必要がある。

【００１２】本発明の目的は、観察の目的や作業内容に
応じた立体映像と通常の映像との使い分けを可能にする
ことにより、疲労等の観察者又は操作者の受ける負担を
軽減することができる立体映像表示装置又は立体映像を
利用した遠隔作業システムを提供することにある。

【００１３】さらに、本発明の他の目的は、立体映像表
示装置又は立体映像を利用した遠隔作業システムにおい
て、立体映像と通常の映像を交互に観察する観察者又は
立体映像装置を利用して遠隔作業を行なう操作者が、両
映像に対して行なわなければならない感覚調整を軽減す
ることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、立体映像を生成するための二種類の立体視用映像
を取り込むための第１及び第２の映像取込み手段と、前
記第１及び第２の映像取込み手段が取り込んだ映像を処
理する第１の処理手段と、前記処理手段によって処理さ
れた映像を受けて表示を行なう表示手段と、前記表示手
段に表示された映像を処理する第２の処理手段とから構
成される立体映像表示装置において、通常の映像を取り
込む第３の映像取込み手段と、前記第１及び第２の映像
取込み手段によって取り込まれた映像と前記第３の映像
取込み手段によって取り込まれた映像のうち、いずれか
一方を選択して前記表示手段に表示するための映像選択
手段とを備えたものである。

【００１５】また、上記の課題を解決するために、立体
映像を生成するための二種類の立体視用映像を撮影する
ための第１及び第２のカメラと、前記第１及び第２のカ
メラの映像を処理する第１の処理装置と、前記処理装置
によって処理された映像を受けて表示を行なう表示装置
と、前記表示装置に表示された映像を処理する第２の処
理装置とから構成される立体映像表示装置において、前
記第１及び第２のカメラと等しい画角を有して前記第１
及び第２のカメラの中間に配置される第３のカメラと、
前記第１及び第２のカメラの映像と前記第３のカメラの
映像のうち、いずれか一方を選択して前記表示装置に表
示するための映像選択装置とを備えたものである。

【００１６】また、上記の課題を解決するために、立体
映像を生成するための二種類の立体視用映像を取り込む
ための第１及び第２の映像取込み手段と、前記第１及び
第２の映像取込み手段が取り込んだ映像を処理する第１
の処理手段と、前記処理手段によって処理された映像を
受けて表示を行なう表示手段と、前記表示手段に表示さ
れた映像を処理する第２の処理手段とから構成される立
体映像表示装置において、前記第１の映像取込み手段が
取り込む立体視用映像と、前記第２の映像取込み手段が
取り込む立体視用映像のうち、いずれか一方の立体視用
映像のみを選択して前記表示手段に連続表示する映像選
択手段を備えたものである。

【００１７】また、上記の課題を解決するために、立体
映像を生成するための二種類の立体視用映像を撮影する
ための第１及び第２のカメラと、前記第１及び第２のカ
メラの映像を処理する第１の処理装置と、前記処理装置
によって処理された映像を受けて表示を行なう表示装置
と、前記表示装置に表示された映像を処理する立体映像
観察用眼鏡とから構成される立体映像表示装置におい
て、通常の映像を撮影する第３のカメラと、前記第１及
び第２のカメラの映像と前記第３のカメラの映像のう
ち、いずれか一方の映像を選択して前記表示装置に表示
するための映像選択装置とを備え、前記映像選択装置が
前記立体映像観察用眼鏡の眼前への装着を検出する眼鏡
装着検出器と、前記眼鏡装着検出器の検出結果に基づい
て、前記第１及び第２のカメラの映像と前記第３のカメ
ラの映像とを切り替える切替装置とから構成されたもの
である。

【００１８】また、上記の課題を解決するために、立体
映像を生成するための二種類の立体視用映像を撮影する
ための第１及び第２のカメラと、前記第１及び第２のカ
メラが撮影した映像を処理する第１の処理装置と、前記
処理装置によって処理された映像を受けて表示を行なう
表示装置と、前記表示装置に表示された映像を処理する
立体映像観察用眼鏡とから構成される立体映像表示装置
において、前記第１のカメラが撮影する立体視用映像
と、前記第２のカメラが撮影する立体視用映像のうち、
いずれか一方の立体視用映像のみを選択して前記表示装
置に連続表示する映像選択装置を備え、前記映像選択装
置が前記立体映像観察用眼鏡の眼前への装着を検出する
眼鏡装着検出器と、前記眼鏡装着検出器の検出結果に基
づいて、前記第１のカメラの映像と前記第２のカメラの
映像とを切り替える切替装置とから構成されたものであ
る。

【００１９】また、上記の課題を解決するために、第１
及び第２のカメラと、前記第１及び第２のカメラと画角
が等しく前記第１及び第２のカメラの中間に配置される
第３のカメラと、各カメラを制御する第１，第２，第３
のカメラコントローラと、第１と第２のカメラの映像を
切り替える第１の切替手段と、前記第１の切替手段によ
って切り替えられる映像と前記第３のカメラの映像とを
切り替える第２の切替手段と、前記第２の切替手段によ
って選択された映像を表示する表示装置と、前記表示装
置に表示される第１と第２のカメラの映像から立体映像
を観察するための立体映像観察用装置と、前記立体映像
観察用装置を制御する立体映像観察装置用コントローラ
と、前記第１，第２，第３のカメラコントローラと前記
第１の切替手段と前記第２の切替手段と前記立体映像観
察装置用コントローラの基準同期信号を発生する同期信
号発生器を備えたものである。

【００２０】さらに、上記の課題を解決するために、立
体映像を観察して作業機械を遠隔地より操作する立体映
像を利用した遠隔作業システムにおいて、上記のいずれ
かの立体映像表示装置を設けたものである。

【００２１】

【作用】第１及び第２の映像取込み手段は観察者又は操
作者（以下、両者を区別せず、操作者という）の左右の
目に提示する映像をそれぞれ取り込むための手段であ
る。第１の映像取込み手段が左目又は右目のいずれか一
方の目に提示する映像を取り込むとき、第２の映像取込
み手段は他方の目に提示する映像を取り込む。

【００２２】このような映像取込み手段としては、例え
ば、テレビカメラのような撮影装置を用いることができ
る。

【００２３】表示手段（装置）は前記第１及び第２の映
像取込み手段が取り込んだ映像と、後述する第３の映像
取込み手段が取り込んだ映像とを表示し、操作者が立体
映像と通常の映像を一つの表示手段（装置）で観察可能
にする。このとき、各映像取込み手段が取り込んだ映像
は適当に加工されたものが表示されてもよい。

【００２４】このような手段としては、例えば、ＣＲ
Ｔ，液晶，プラズマ表示パネル等を用いたディスプレイ
や、スクリーンとこれに映写するプロジェクタ等があ
る。

【００２５】第１の処理手段及び第２の処理手段は、第
１及び第２の映像取込み手段の取り込んだそれぞれの映
像が、操作者の左又は右の目に確実に分離されて提示さ
れるように作用する。例えば第１の処理手段は第１及び
第２の映像取込み手段が取り込んだそれぞれの映像を、
一画面ずつ交互に表示手段に送るように作用する。この
意味で第１の映像切替手段であるとすることができる。
また、第２の処理手段は表示手段に表示される映像から
立体映像を観察するための手段（立体映像観察手段）で
ある。つまり、前記表示手段が交互に表示する左目及び
右目用の映像を選択して、それぞれの目に提示されるよ
うに作用する。

【００２６】このような立体映像観察手段としては、例
えば、観察者の左右の目の前で交互に開閉する液晶シャ
ッタを備えた立体映像観察用眼鏡がある。また、前記表
示手段と観察者の間に偏向フィルタを置いて、第１及び
第２の映像取込み手段の取り込んだそれぞれの映像で偏
向方向を変え、この偏向方向に対応した偏向フィルタを
それぞれ観察者の左右の眼前に配置して観察するという
手段がある。

【００２７】第３の映像取込み手段は、前記表示手段
（装置）に表示される通常の映像を取り込むためのもの
である。例えば、映像取込み手段としてテレビカメラを
使用する場合、第３のカメラの画角を第１及び第２のカ
メラの画角と等しくし、第３のカメラを第１及び第２の
カメラの中間に配置すれば、表示される立体映像と通常
の映像の構図は、両映像の切替え時において大きく変化
することがない。

【００２８】また、このような立体映像表示装置の用途
によっては、第３の映像取込み手段を設けず、第１又は
第２の映像取込み手段のうちいずれか一方の映像を利用
しても構わない。

【００２９】映像選択手段（装置）は立体映像と通常の
映像のうち所望の映像を選択して、前記表示手段（装
置）に表示できるようにする。例えば、立体映像観察用
眼鏡が操作者の眼前に有るか否かを検出する眼鏡装着検
出器と、眼鏡装着検出器の検出結果に基づいて立体映像
と通常の映像を切り替える切替装置とを設ける。前記第
１の映像切替手段に対して、ここにおける切替装置は第
２の映像切替装置であるとすることができる。

【００３０】このとき、前記眼鏡を眼前から除くという
動作は、操作者の通常の映像を見たいという意志に基づ
いており、この意志に沿って映像がスムーズに切り替え
られることになる。また、立体映像を所望する場合は、
前記眼鏡の装着によって映像の切替えが行なわれる。

【００３１】また、前記立体映像観察装置と前記第１，
第２，第３のカメラには必要に応じて各コントローラが
設けられ、前記装置又はカメラのコントロールや映像の
処理を行なう場合もある。このとき基準同期信号を発生
する同期信号発生器を設けて、前記各コントローラと上
記各切替装置のタイミングを調整することも有効であ
る。これにより、例えば、立体映像と通常の映像との切
替え時等に、１画面文の映像の表示途中で映像が切り替
わる等の映像の乱れを取り除くことができる。

【００３２】上記のような手段を備えた立体映像表示装
置を遠隔作業システムに組み込むことにより、作業性の
良好な遠隔作業システムを得ることができる。

【００３３】

【実施例】本発明の実施例を図面を用いて説明する。図
１，図２及び図３を用いて、本発明の一実施例を説明す
る。図１は本発明の立体映像を利用した遠隔作業システ
ムの概要を、図２は図１で使用される立体映像表示装置
の構成を、図３は本実施例で使用される立体映像観察用
眼鏡の構造を示している。

【００３４】図１において、遠隔作業機械Ｇと、作業現
場の立体映像を撮影する第１及び第２のカメラ４ａ，４
ｂと、第１及び第２のカメラ４ａ，４ｂの間に配置され
た第３のカメラ６とが作業現場に構成されている。操作
者Ｈの前には、前記カメラ４ａ，４ｂ又は６が撮影した
映像を表示するディスプレイ１と、作業機械Ｇを遠隔操
作する操作卓Ｑとが設けられ、操作者Ｈは立体映像観察
用眼鏡８を装着している。

【００３５】また、ディスプレイ１には、第１及び第２
のカメラ４ａ，４ｂによって撮影された映像Ｐ１と、第
３のカメラ６によって撮影された映像Ｐ２とが切り替え
られて表示される。

【００３６】ここで、第１及び第２のカメラ４ａ，４ｂ
によって撮影される映像は立体映像を観察するための映
像であり、第３のカメラ６によって撮影される映像は立
体映像を除く通常の映像を観察するための映像である。
本明細書においては、「通常の映像」という用語を用い
て、立体映像とそうでない映像とを区別する。

【００３７】次に、図２を用いて、立体映像表示装置の
構成を詳細に説明する。本実施例の立体映像表示装置で
は、第１及び第２のカメラ４ａ，４ｂにカメラコントロ
ーラ５ａ，５ｂが設けられている。前記コントローラ５
ａ，５ｂはカメラ４ａ，４ｂが取り込んだ映像の送出の
タイミングを制御したり、取り込まれた映像のコントラ
ストや色調等を処理する手段であり、必要に応じて設け
られる。また、前記コントローラ５ａ，５ｂは、カメラ
４ａ，４ｂの映像の取り込みのタイミングを制御するも
のであっても良い。

【００３８】前記コントローラ５ａ，５ｂの映像信号の
出力部は第１の映像切替手段である立体映像コントロー
ラ３に接続され、立体映像コントローラ３の出力部は第
２の映像切替手段である映像切替装置２（以下、映像切
替装置というときは第２の映像切替手段である映像切替
装置２をいうものとする）の入力部に接続される。

【００３９】一方、第３のカメラ６にはカメラコントロ
ーラ７が設けられ、前記コントローラ７の出力部は映像
切替装置２の入力部に接続される。カメラコントローラ
７は前記カメラコントローラ５ａ，５ｂと同様のもの
で、必要に応じて設けられる。

【００４０】映像切替装置２の出力部はディスプレイ１
に接続される。

【００４１】立体映像観察装置Ａは立体映像観察用眼鏡
８と、立体映像観察用眼鏡８のコントローラ９とで構成
されている。本実施例において、立体映像観察用眼鏡８
には左右の目への入射光を交互に遮断する液晶シャッタ
を備えた眼鏡（以下、液晶シャッタ眼鏡という）が用い
られ、従って、コントローラ９は前記液晶シャッタを左
右交互に開閉するコントローラ（以下、液晶シャッタコ
ントローラという）である。

【００４２】液晶シャッタ眼鏡８は眼前の液晶シャッタ
部がはね上げられる構造にしてあり、液晶シャッタ部が
はね上がった状態か眼前にある状態かを識別するスイッ
チ（図３に図示）が設けてある。前記スイッチの出力
（状態信号１０）は映像切替装置２の制御信号入力部に
接続される。

【００４３】さらに、同期信号発生器１１が設けられ
る。同期信号発生器１１はカメラコントローラ５ａ，５
ｂからの映像信号がフレームを更新する周波数またはそ
の整数倍の周波数の同期信号を発生しており、カメラコ
ントローラ５ａ，５ｂ、立体映像コントローラ３、液晶
シャッタコントローラ９に接続されている。

【００４４】図２の構成では、立体映像コントローラ３
及び映像切替装置２において、映像信号の切り替えをメ
カニカルなスイッチ動作で行うように描写しているが、
映像を切り替える手段をトランジスタ等を用いたアナロ
グ回路で実現してもかまわない。

【００４５】次に、図３を用いて、液晶シャッタ眼鏡８
の構造を説明する。液晶シャッタ眼鏡８は、前述したよ
うに、液晶シャッタ部はね上げ式の眼鏡構造をしてお
り、液晶シャッタ部１２と、液晶シャッタ部１２の側面
にレバー１４と、眼鏡８の柄にスイッチ１３とが設けて
ある。液晶シャッタ部１２が眼前にあるときは、スイッ
チ１３をレバー１４が押すことで、液晶シャッタ部１２
がはね上げられたときには、レバー１４がスイッチ１３
から離れることで、液晶シャッタ部１２の状態を検出で
きる構造になっている。

【００４６】さらに、左右の眼前に設けられたそれぞれ
の液晶シャッタ部１２には、電極１５ａ，１６ａ及び１
５ｂ，１６ｂが設けられ、液晶シャッタコントローラ９
の電圧制御回路及びインバータ回路によって、液晶シャ
ッタを開閉制御する。このとき、前述したように、電圧
制御回路は同期信号発生器１１の同期信号を受けてタイ
ミングを制御している。

【００４７】次に、本実施例の動作を説明する。カメラ
４ａ，４ｂによって撮影された映像は、必要に応じて、
カメラコントローラ５ａ，５ｂで処理される。このとき
の処理としては、輝度・色調等の調整，信号変換等が考
えられるが、場合によっては、映像位置をずらしたり、
拡大・縮小等の処理を施す場合もある。また、カメラコ
ントローラ５ａ，５ｂは同期信号発生器１１の同期信号
を受けて、カメラ４ａ，４ｂの映像の送出のタイミング
を制御する。

【００４８】適当に処理された（処理しない場合を含
む）映像信号は立体映像コントローラ３に送られる。立
体映像コントローラ３では、例えば、映像信号のフレー
ムが更新される周期（又はこれの整数倍の周期）に合わ
せて、カメラ４ａと４ｂからの映像信号を切り替えて、
映像切替装置２に送る（立体視用の映像信号）。

【００４９】一方、第３のカメラ６によって撮影された
映像は、必要に応じて、カメラコントローラ７で処理さ
れる。このときの処理はカメラコントローラ５ａ，５ｂ
と同様である。また、カメラコントローラ７は同期信号
発生器１１の同期信号を用いて、第３のカメラ６の映像
の送出のタイミングを制御するようにしてもよい。

【００５０】適当に処理された（処理しない場合を含
む）映像信号は、映像切替装置２に送られる（通常の映
像信号）。

【００５１】映像切替装置２は前記立体視用の映像信号
と前記通常の映像信号とを切り替えて、ディスプレイ１
に送る。

【００５２】この映像切替装置２の映像切替えについ
て、以下に説明する。作業機械Ｇに精密な作業を行わせ
るために奥行き方向の感覚が必要な場合は、操作者Ｈは
ディスプレイ１に立体視用の映像Ｐ１を表示して立体映
像を観察する。立体映像を継続的に使用することは操作
者にとって過度の負担となるので、作業機械Ｇに精密さ
を必要としない作業を行わせる場合には、ディスプレイ
１上の映像をカメラ６の通常の映像Ｐ２に切り替える。

【００５３】操作者Ｈが撮影対象の状況を立体映像で観
察したいときは、液晶シャッタ部１２を眼前に降ろす。
このとき、前述したようにスイッチ１３が押され、液晶
シャッタ部１２が操作者Ｈの眼前にあることが映像切替
装置２に伝達される。これによって、映像切替装置２は
ディスプレイ１に表示される映像を、通常の映像Ｐ２か
ら立体視用の映像Ｐ１に切り替える。

【００５４】また、操作者Ｈが立体映像でない通常の映
像を見たいときは、眼鏡８の液晶シャッタ部１２を図２
に点線で示す様に、操作者Ｈの眼前からはね上げる。こ
のとき、眼鏡状態信号１０により、液晶シャッタ部１２
が操作者Ｈの眼前にないことが映像切替装置２に伝達さ
れ、ディスプレイ１には立体視用の映像Ｐ１に替わっ
て、通常の映像Ｐ２が表示される。

【００５５】次に、図４を用いて、操作者が知覚する映
像について説明する。図４は、本実施例において表示さ
れる立体視用の映像Ｐ１と通常の映像Ｐ２の状態を説明
する模式図である。

【００５６】図４において、ディスプレイ１上には立体
映像用の一式のカメラ４ａ，４ｂによって撮影された右
眼用の映像１８と、左眼用の映像１９と、立体映像用の
一式のカメラ４ａ，４ｂの中央に配置された第３のカメ
ラ６の映像２０とが表示される。

【００５７】ディスプレイ１に立体視用の映像を表示し
ているときには、映像２０は表示されない。また、映像
１８と１９は交互に表示され、同時に表示されない。

【００５８】操作者Ｈが立体視用の映像を見ているとき
は、眼鏡８の液晶シャッタにより、右眼には映像１８の
み、左眼には映像１９のみが観察されるが、操作者Ｈが
知覚する映像は映像１８と１９の中央の位置となる。一
方、第３のカメラ６は立体映像用の１式のカメラ４ａ，
４ｂの中央に配置されているので、映像２０は映像１８
と１９の中央に表示されることになる。

【００５９】このとき、第３のカメラ６の画角，焦点距
離，明るさなどの性能を立体映像を撮影する１式のカメ
ラ４ａ，４ｂの性能と同一にすることにより、立体映像
と通常の映像とを完全に同一の構図で操作者Ｈに提示す
ることができる。

【００６０】従って、遠隔操作時にディスプレイを注視
しながら眼鏡８の液晶シャッタ部１２をはね上げても、
または、眼前に降ろしても、操作者が知覚するディスプ
レイの構図は同一である。従って、操作者はカメラが切
り替わったときに、感覚に大きな隔たりを感じることが
なく、感覚調整が短時間でできるため、遠隔操作を円滑
に行える。

【００６１】次に、液晶シャッタ部１２の動作を説明す
る。液晶シャッタ部１２は右目部と左目部で独立であ
り、例えば、所定の電圧が加わると閉じ、別の所定の電
圧が加わると開く機能を備えている。

【００６２】液晶シャッタコントローラ９内の電圧制御
回路は、同期信号発生器１１の同期信号を受けて、立体
視用の映像が右眼用と左眼用に切り替わるタイミングに
合わせて、ハイレベルとローレベルの間で切り替わる電
圧を発生する。前記電圧は液晶シャッタ部１２の左眼部
の電極１５ａに印加される。

【００６３】前記電圧制御回路の出力は同時にインバー
タ回路に入力され、前記電圧のハイレベルとローレベル
が反転される。前記反転された電圧は液晶シャッタ部１
２の右眼部の電極１５ｂに印加される。

【００６４】１６ａ、１６ｂはグランド電極であり液晶
シャッタコントローラ９内のグランド端子に接続されて
いる。

【００６５】前記同期信号に合わせて左右別々に設けら
れた液晶の状態が変化することにより、立体視用の左右
の映像に合わせて、液晶シャッタ眼鏡８の左右のシャッ
タが開閉されることになる。これによって、左眼用の立
体視用の映像は左眼によって、右眼用の立体視用の映像
は右眼によって観察される。

【００６６】本実施例において、第３のカメラ６の位置
を立体映像用の一式のカメラ４ａ，４ｂの中央よりずら
し、立体視用の映像Ｐ１又は通常の映像Ｐ２の映像信号
を電気的に処理して、その表示位置を変化させたり、拡
大又は縮小表示を行なうようにしてもよい。このような
機能は、各カメラに設けたカメラコントローラ５ａ，５
ｂ，７にもたせることが可能である。

【００６７】さらに、各カメラ４ａ，４ｂ，７のそれぞ
れに拡大・縮小撮影が可能なレンズを備え、これを遠隔
調整可能にし、カメラごとに僅かに生じる性能の差異を
吸収するように、操作者Ｈが調整してもよい。

【００６８】また、第３のカメラ６を設けず、立体映像
用の一式のカメラ４ａ，４ｂのいずれか一方の映像を、
通常の映像の代わりに用いることも可能である。このと
き、立体視用の映像Ｐ１と通常の映像Ｐ２との構図に生
じる僅かな差異が問題になるならば、前述したように、
電気的に映像信号を処理することにより、その表示位置
を左又は右にずらすようにしてもよい。

【００６９】本実施例によれば、遠隔操作時にディスプ
レイを注視しながら眼鏡８の液晶シャッタ部１２をはね
上げても、または、眼前に降ろしても、操作者が知覚す
るディスプレイの構図を同一にすることができる。従っ
て、操作者は映像が切り替わったときに、感覚に大きな
隔たりを感じることがなく、感覚調整が短時間でできる
ため、遠隔操作を円滑に行なうことができる。

【００７０】また、立体映像観察用眼鏡の液晶シャッタ
部（レンズ部）のはね上げ動作と映像の切替えを結び付
けることにより、映像を切り替えたいという意志が映像
の切替えにスムーズに反映される。このため、遠隔作業
システムの操作性が向上するという効果が得られる。

【００７１】図５は、本発明に使用する液晶シャッタ部
はね上げ式の眼鏡の、他の構成例を示す図である。

【００７２】図５は操作者Ｈが頭部に装着するヘルメッ
ト１７に、図５の矢印の方向に可動する液晶シャッタ部
１２と、液晶シャッタ部１２がはね上げられた状態を検
出するスイッチ１３が設けられいる。液晶シャッタ部１
２がはね上げられた状態であれば、スイッチ１３と液晶
シャッタ部１２が接触して、液晶シャッタ部１２がはね
上げられた状態であることを検出できるようになってい
る。

【００７３】次に、図６を用いて、本発明の他の実施例
を説明する。図６は、本発明の立体映像表示装置におけ
る第２の実施例の装置構成を示す図である。本実施例に
おける立体映像表示装置は、図１の立体映像を利用した
遠隔作業システムに用いることができる。

【００７４】本実施例では、作業現場の立体映像を撮影
するための１式のカメラ４ａ，４ｂと、各カメラに対応
したカメラコントローラ５ａ，５ｂとが設けられる。カ
メラコントローラ５ａ，５ｂの映像信号の出力部は立体
映像コントローラ３に接続され、立体映像コントローラ
３の出力部は映像切替装置２に接続される。映像切替装
置２には、さらに、カメラコントローラ５ａの映像信号
の出力部が接続される。映像切替装置２の出力部は、映
像を表示するディスプレイ１に接続される。

【００７５】ディスプレイ１と操作者Ｈの間には偏向フ
ィルタ２２が設けられ、偏向フィルタ２２には偏向フィ
ルタコントローラ２３が接続されている。操作者Ｈは立
体映像観察用眼鏡２１を装着して、偏向フィルタ２２を
介してディスプレイ１を観察する。立体映像観察用眼鏡
２１は、左右の眼前に、互いに偏向方向が９０度異なる
偏向フィルタが設けられた偏向眼鏡であり、偏向フィル
タ部ははね上げ式になっている。

【００７６】また、前記偏向眼鏡２１には図３と同様な
偏向フィルタ部のはね上げを検出するスイッチが設けて
あり、眼鏡状態信号１０が映像切替装置２に入力される
仕組みになっている。

【００７７】さらに、同期信号発生器１１が設けられ、
カメラコントローラ５ａ，５ｂ，立体映像コントローラ
３及び偏向フィルタコントローラ２３に同期信号を与え
る。

【００７８】次に、本実施例の動作を説明する。

【００７９】操作者Ｈは遠隔作業機械Ｇの作業現場の映
像を表示するディスプレイ１を見ながら遠隔の作業現場
を監視し、また作業機械Ｇを操作する。

【００８０】本実施例では、上記の構成により、立体映
像用の１式のカメラのうち、カメラ４ａからカメラコン
トローラ５ａを介して出力される映像を通常の映像とし
て使用している。このとき、カメラ４ｂからカメラコン
トローラ５ｂを介して出力される映像信号を用いても、
また、図２に示した実施例のように、第３のカメラを用
いても構わない。

【００８１】偏向フィルタ２２は偏向フィルタコントロ
ーラ２３から出力される信号によって、偏向方向が９０
度変えられる。偏向フィルタコントローラ２３は同期信
号発生器１１からの同期信号に基づいて、前記偏向方向
の切替えを行なっている。

【００８２】同期信号発生器１１の同期信号は立体映像
コントローラ３，カメラコントローラ５ａ，５ｂにも入
力されており、カメラ４ａ，４ｂによる映像信号の送出
と、立体映像コントローラ３による映像信号の切替え
と、前記偏向方向の切替えとは、同期して行なわれる。

【００８３】従って、ディスプレイ１に右眼用と左眼用
の映像が立体映像コントローラ３によって切り替えられ
て表示されるのに合わせて、偏向フィルタ２２の偏向方
向が切り替えられる。このとき、右眼用の映像がディス
プレイ１に表示されるときは、右眼の前に置かれた偏向
フィルタの偏向方向と同じ偏向方向を持つように、偏向
フィルタ２２の偏向方向が切り替えられる。また、映像
はフレームごとに切り替えられるため、映像の切替え時
に映像に乱れを生じることがない。

【００８４】偏向眼鏡２１は偏向フィルタ部がはね上げ
式になっており、偏向フィルタ部の状態を検出する図３
と同様なスイッチが設けられており、偏向フィルタ部の
状態は眼鏡状態信号１０により映像切替装置２に送信さ
れる。

【００８５】操作者Ｈが撮影対象の状況を立体映像で見
たいときは、偏向眼鏡２１の偏向フィルタ部を図６に実
線で示す様に眼前に配置する。このとき、眼鏡状態信号
１０により、映像切替装置２においてディスプレイ１に
出力する映像信号として立体視用の映像Ｐ１が選択され
る。

【００８６】また操作者Ｈが立体映像でない通常の映像
Ｐ２を見たいときは、偏向眼鏡２１の偏向フィルタ部を
図６に点線で示す位置にはね上げる。このとき、眼鏡状
態信号１０により、映像切替装置２がディスプレイ１に
出力する映像信号として通常の映像Ｐ２を選択し、ディ
スプレイ１に表示する。

【００８７】なお、偏向眼鏡２１の代わりに、図４に示
したヘルメットにおいて、液晶シャッタ部１２を偏向眼
鏡２１の偏向フィルタ部に置き換えたものを用いてもよ
い。

【００８８】本実施例のように立体映像用の１式のカメ
ラ４ａ，４ｂのうち、いずれか一方のカメラの映像を通
常の映像Ｐ２として用いる方式では、一方（どちらでも
良い）のカメラの映像のみが選択されて、連続して表示
されればよい。従って、本実施例のような映像切替装置
２を特に設けず、眼鏡状態信号１０に基づいて、立体映
像コントローラ３の切替えを停止することによっても、
目的は達成される。

【００８９】このとき、上述したように立体視用の映像
Ｐ１を観察しているときと、通常の映像Ｐ２を観察して
いるときとで、構図に生じる僅かな差異が問題になるな
らば、電気的に映像信号を処理することにより、その表
示位置を左又は右にずらすようにしてもよい。

【００９０】本実施例によれば、通常の映像を撮影する
カメラを設ける必要がないため、装置又はシステムをコ
ンパクトにまとめることができる。また、立体映像観察
用眼鏡のはね上げ部を軽量化することができるので、操
作性が向上する。

【００９１】次に、図７を用いて、本発明の立体映像表
示装置における第３の実施例を説明する。

【００９２】図７は本実施例の装置構成を示す図であ
る。本実施例はディスプレイの代わりに、スクリーン２
５と、スクリーン２５に映像を映写するプロジェクタ２
４を用いたものである。

【００９３】次に、図８を用いて、本発明の立体映像表
示装置における第４の実施例を説明する。

【００９４】図８は本実施例の装置構成を示す図であ
る。本実施例では、図２と同様な構成になっているが、
同期信号発生器１１の出力が映像切替装置２に接続さ
れ、第３のカメラ６にカメラコントローラ７が設けられ
ているところが異なっている。

【００９５】図８において、第３のカメラ６によって撮
影されカメラコントローラ７を介して出力される映像信
号は、同期信号発生器１１の同期信号により、立体映像
用の一式のカメラ４ａ，４ｂによって撮影されカメラコ
ントローラ５ａ，５ｂを介して出力される映像信号と、
同期させてある。

【００９６】映像切替装置２は、眼鏡８から送られる眼
鏡状態信号１０と、同期信号発生器１１の同期信号とを
受けて、立体映像コントローラ３の出力とカメラコント
ローラ７の出力とを切り替える。このとき同期信号発生
器１１の同期信号を用いるようにしたことにより、立体
視用の映像Ｐ１と通常の映像Ｐ２との切替えは、映像信
号のフレーム切り替えと一致して行われる。

【００９７】上記構成によれば、立体映像用のカメラ４
ａ，４ｂからカメラコントローラ５ａ，５ｂを介して出
力される映像信号と、第３のカメラ６からカメラコント
ローラ７を介して出力される映像信号が、全て同期して
動作し、立体映像と通常映像との切り替えもフレームが
切り替わるのと同じタイミングで行われるので、立体映
像と通常の映像を切り替える瞬間において、映像の乱れ
がない。従って、作業を効率良く円滑に行うことができ
る。

【００９８】

【発明の効果】本発明によれば、作業内容に応じて、立
体映像と通常の映像を切り替えることができ、しかも、
遠隔操作時にディスプレイを注視しながら映像を切り替
えてたとき、操作者が知覚するディスプレイ上の構図を
同一にすることができる。従って、操作者は映像が切り
替わったときに、感覚に大きな隔たりを感じることがな
く、感覚調整を短時間で行なうことができるため、遠隔
操作を円滑に行なうことができる。

【００９９】また、立体映像観察用眼鏡の液晶シャッタ
部（レンズ部）のはね上げ動作と映像の切替えを結び付
けることにより、映像を切り替えたいという意志が映像
の切替えにスムーズに反映されるため、遠隔作業システ
ムの操作性が向上するという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の立体映像を利用した遠隔作業システム
の概要を示す図である。

【図２】図１で使用される立体映像表示装置の構成の詳
細を示す図である。

【図３】本発明で使用される立体映像観察用眼鏡の一実
施例の構造を示す図である。

【図４】本発明において表示装置に表示される立体視用
の映像Ｐ１と通常の映像Ｐ２の状態を説明する模式図で
ある。

【図５】本発明で使用される液晶シャッタ部はね上げ式
眼鏡の他の構成例を示す図である。

【図６】本発明の立体映像表示装置の第２の実施例の構
成を示す図である。

【図７】本発明の立体映像表示装置の第３の実施例の構
成を示す図である。

【図８】本発明の立体映像表示装置の第４の実施例の構
成を示す図である。

【符号の説明】

１…ディスプレイ、２…映像切替え装置、３…立体映像
コントローラ、４ａ、４ｂ…立体映像用カメラ、５ａ、
５ｂ…カメラコントローラ、６…第３のカメラ、７…カ
メラコントローラ、８…液晶シャッタ眼鏡、９…液晶シ
ャッタコントローラ、１０…眼鏡状態信号、１１…同期
信号発生器、１２…液晶シャッタ部、１３…スイッチ、
１４…レバー、１５ａ、１５ｂ…電極、１６ａ、１６ｂ
…グランド電極、１７…ヘルメット、１８…右眼用カメ
ラによる映像、１９…左眼用カメラによる映像、２０…
第３のカメラによる映像、２１…偏向眼鏡、２２…偏向
フィルタ、２３…偏向フィルタコントローラ、２４…プ
ロジェクタ、２５…スクリーン、Ｈ…操作者、Ｇ…作業
機械、Ｑ…操作卓。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】立体映像を生成するための二種類の立体視
   用映像を取り込むための第１及び第２の映像取込み手段
   と、前記第１及び第２の映像取込み手段が取り込んだ映
   像を処理する第１の処理手段と、前記処理手段によって
   処理された映像を受けて表示を行なう表示手段と、前記
   表示手段に表示された映像を処理する第２の処理手段と
   から構成される立体映像表示装置において、 立体映像を除く通常の映像を取り込む第３の映像取込み
   手段と、前記第１及び第２の映像取込み手段によって取
   り込まれた映像と前記第３の映像取込み手段によって取
   り込まれた映像のうち、いずれか一方を選択して前記表
   示手段に表示するための映像選択手段とを備えたことを
   特徴とする立体映像表示装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の立体映像表示装置におい
   て、 前記第３の映像取込み手段によって取り込まれた映像と
   前記第１及び第２の映像取込み手段によって取り込まれ
   た映像とが、前記表示手段によって、大きさと位置が実
   質的に等しく表示されることを特徴とする立体映像表示
   装置。
3. 【請求項３】立体映像を生成するための二種類の立体視
   用映像を撮影するための第１及び第２のカメラと、前記
   第１及び第２のカメラの映像を処理する第１の処理装置
   と、前記処理装置によって処理された映像を受けて表示
   を行なう表示装置と、前記表示装置に表示された映像を
   処理する第２の処理装置とから構成される立体映像表示
   装置において、 前記第１及び第２のカメラと等しい画角を有して前記第
   １及び第２のカメラの中間に配置される第３のカメラ
   と、前記第１及び第２のカメラの映像と前記第３のカメ
   ラの映像のうち、いずれか一方を選択して前記表示装置
   に表示するための映像選択装置とを備えたことを特徴と
   する立体映像表示装置。
4. 【請求項４】立体映像を生成するための二種類の立体視
   用映像を取り込むための第１及び第２の映像取込み手段
   と、前記第１及び第２の映像取込み手段が取り込んだ映
   像を処理する第１の処理手段と、前記処理手段によって
   処理された映像を受けて表示を行なう表示手段と、前記
   表示手段に表示された映像を処理する第２の処理手段と
   から構成される立体映像表示装置において、 前記第１の映像取込み手段が取り込む立体視用映像と、
   前記第２の映像取込み手段が取り込む立体視用映像のう
   ち、いずれか一方の立体視用映像のみを選択して前記表
   示手段に連続表示する映像選択手段を備えたことを特徴
   とする立体映像表示装置。
5. 【請求項５】立体映像を生成するための二種類の立体視
   用映像を撮影するための第１及び第２のカメラと、前記
   第１及び第２のカメラの映像を処理する第１の処理装置
   と、前記処理装置によって処理された映像を受けて表示
   を行なう表示装置と、前記表示装置に表示された映像を
   処理する立体映像観察用眼鏡とから構成される立体映像
   表示装置において、 立体映像を除く通常の映像を撮影する第３のカメラと、
   前記第１及び第２のカメラの映像と前記第３のカメラの
   映像のうち、いずれか一方の映像を選択して前記表示装
   置に表示するための映像選択装置とを備え、 前記映像選択装置が前記立体映像観察用眼鏡の眼前への
   装着を検出する眼鏡装着検出器と、前記眼鏡装着検出器
   の検出結果に基づいて、前記第１及び第２のカメラの映
   像と前記第３のカメラの映像とを切り替える切替装置と
   から構成されたことを特徴とする立体映像表示装置。
6. 【請求項６】立体映像を生成するための二種類の立体視
   用映像を撮影するための第１及び第２のカメラと、前記
   第１及び第２のカメラが撮影した映像を処理する第１の
   処理装置と、前記処理装置によって処理された映像を受
   けて表示を行なう表示装置と、前記表示装置に表示され
   た映像を処理する立体映像観察用眼鏡とから構成される
   立体映像表示装置において、 前記第１のカメラが撮影する立体視用映像と、前記第２
   のカメラが撮影する立体視用映像のうち、いずれか一方
   の立体視用映像のみを選択して前記表示装置に連続表示
   する映像選択装置を備え、 前記映像選択装置が前記立体映像観察用眼鏡の眼前への
   装着を検出する眼鏡装着検出器と、前記眼鏡装着検出器
   の検出結果に基づいて、前記第１のカメラの映像と前記
   第２のカメラの映像とを切り替える切替装置とから構成
   されたことを特徴とする立体映像表示装置。
7. 【請求項７】請求項１〜５項のいずれかに記載の立体映
   像表示装置において、前記表示手段又は装置が、ディス
   プレイによって構成されたことを特徴とする立体映像表
   示装置。
8. 【請求項８】請求項１〜５項のいずれかに記載の立体映
   像表示装置において、前記表示手段又は装置が、映像を
   映写するプロジェクタとスクリーンとから構成されたこ
   とを特徴とする立体映像表示装置。
9. 【請求項９】第１及び第２のカメラと、前記第１及び第
   ２のカメラと画角が等しく前記第１及び第２のカメラの
   中間に配置される第３のカメラと、各カメラを制御する
   第１，第２，第３のカメラコントローラと、第１と第２
   のカメラの映像を切り替える第１の切替手段と、前記第
   １の切替手段によって切り替えられる映像と前記第３の
   カメラの映像とを切り替える第２の切替手段と、前記第
   ２の切替手段によって選択された映像を表示する表示装
   置と、前記表示装置に表示される第１と第２のカメラの
   映像から立体映像を観察するための立体映像観察用装置
   と、前記立体映像観察用装置を制御する立体映像観察装
   置用コントローラと、前記第１，第２，第３のカメラコ
   ントローラと前記第１の切替手段と前記第２の切替手段
   と前記立体映像観察装置用コントローラの基準同期信号
   を発生する同期信号発生器を備えたことを特徴とする立
   体映像表示装置。
10. 【請求項１０】立体映像を観察して作業機械を遠隔地よ
    り操作する立体映像を利用した遠隔作業システムにおい
    て、 請求項１〜９に記載のいずれかの立体映像表示装置を設
    けたことを特徴とする立体映像を利用した遠隔作業シス
    テム。