JPH08251627A - 立体カメラ位置調整方法と立体映像信号発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 立体映像撮影用の左カメラ、右カメラの相対
的な位置関係を視覚的に調整する。 【構成】 被写体を異なる方向から撮影する左カメラ８
Ｌ及び右カメラ８Ｒと、左カメラ８Ｌ、右カメラ８Ｒに
よって撮影された左眼映像、及び右眼映像の差分信号を
算出する差分回路２と、左カメラ８Ｌ、右カメラ８Ｒ及
び差分回路２に同期信号を供給する同期信号供給部４を
備えて立体映像信号発生装置を構成する。また、差分回
路２で算出された差分信号の絶対値を取る絶対値回路３
を設けるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、両眼視差を利用した左
眼映像と右眼映像を得るための立体カメラの位置調整方
法、及び立体映像信号発生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近では両眼視差を利用して左眼映像と
右眼映像を撮影して、２つの映像信号を直接、又は記録
／再生装置を介してモニタに表示することによって、立
体画像を得ることができる立体テレビジョン方式が知ら
れている。この立体テレビジョン方式は、例えば左眼映
像を撮影する左カメラと、右眼映像を撮影する右カメラ
の２台を用いて撮影が行われる。つまり、この２台のカ
メラは左眼、右眼に対応するように、被写体に対して輻
輳角（被写体に対して各カメラの視軸が集中するよう
に、各カメラの視軸の挟む角）を形成するように設置さ
れることとなる。

【０００３】図８に２台のカメラによって立体テレビジ
ョン方式の映像を撮影する原理を摸式的に示す。この図
に示されているように左眼映像を撮影する左カメラ１３
Ｌと、左眼映像を撮影する右カメラ１３Ｒを水平に配置
し、かつ、破線で示されている各カメラ１３Ｌ、１３Ｒ
の前方に備えられている撮像レンズ１４Ｌ、１４Ｒの視
軸の挟む輻輳角θをもって設置して、例えば立方体とさ
れている被写体１５を撮影する。

【０００４】被写体１５に対して図８に示されているよ
うに設置された左カメラ１３Ｌ、右カメラ１３Ｒで撮影
された映像はそれぞれ図９（ａ）（ｂ）に示されている
ようになる。図９（ａ）は左カメラ１３Ｌで撮影された
被写体１５の映像であり、被写体１５の正面１５ａから
左側面１５ｂにかけて撮影される。また同図（ｂ）は右
カメラ１３Ｒで撮影された被写体１５の映像であり、被
写体１５の正面１５ａから右側面１５ｃにかけて撮影さ
れることとなる。そしてこれらの映像を例えば所定のタ
イミングで切替えて交互に表示するか、又は異なる偏光
板を介して同一画面上に表示し、種々の方法で左右の眼
がこれらの映像を別々に見るようにする等、画面又はス
クリーン上で立体画像として認識することができるよう
になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで図９に示した
ような正確な立体映像を形成する映像を撮影するために
は、撮像レンズ１４Ｌと撮像レンズ１４Ｒの視軸の上
下、左右方向及びカメラの回転方向が人間の視線とほぼ
一致するような位置に設置しなければならず、わずかで
も設置位置がずれている場合でも、正確な立体画像を得
ることができなくなる。このため左カメラ１３Ｌと右カ
メラ１３Ｒの視軸を人間の両眼の視線と正確に一致させ
て設置する必要があるが、左カメラ１３Ｌと右カメラ１
３Ｒの相対的な位置関係を精度良く簡単に確認すること
が困難であった。特に、遠距離の被写体を立体画像とし
て撮影するときは、２台のカメラの離間距離が長くなる
ため、正確な立体映像信号を出力することが困難にな
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点を解決するためになされたもので、左右対称の被写体
を第一のカメラ、第二のカメラによって異なる方向から
撮影し、次に前記第一、第二のカメラで撮影された第一
の映像、及び第二の映像の差分信号を算出して、該差分
信号をカメラ位置調整画像として表示し、このカメラ位
置調整画像によって前記第一、第二のカメラの設置位置
を調整するようにする。また、前記カメラ位置調整画像
は前記差分信号の絶対値信号とする。

【０００７】また、左右対称の被写体を異なる方向から
撮影する第一のカメラ及び第二のカメラと、前記第一、
第二のカメラによって撮影された第一の映像、及び第二
の映像の差分信号を算出する差分演算手段と、前記第
一、第二のカメラ及び前記差分演算手段に同期信号を供
給する同期信号供給手段と、前記第一、第二の映像、及
び前記同期信号が重畳されている差分信号を選択して出
力する出力手段を備えて立体映像信号発生装置を構成す
る。また、前記差分演算手段で算出された差分信号の絶
対値を取る絶対値手段を設けるようにする。

【０００８】

【作用】本発明によれば、左カメラと右カメラの差分信
号でカメラ位置調整画像を形成することができるので、
カメラ位置調整画像の表示面積がより小さくなるように
各カメラの設置位置を調整することで、精度良く簡単に
カメラ位置の調整を行える。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１は本
実施例の立体映像信号発生装置を構成する回路ブロック
の一例を示す図である。本実施例の立体映像信号発生装
置は左眼／右眼映像の差分信号を算出する立体映像信号
処理部１と左眼／右眼映像を撮影するカメラブロック７
によって構成されている。なお、カメラブロック７を構
成する左カメラ８Ｌ、右カメラ８Ｒは図８に示した左カ
メラ１３Ｌ、右カメラ１３Ｒに対応し、左眼で見た映像
信号Ｖ_L と右眼で見た映像信号Ｖ_R を出力するものであ
る。

【００１０】図１において、一点鎖線で囲まれている立
体映像信号処理部１は、左眼／右眼用のカメラで撮影し
た被写体の各方向（上下、左右、回転）の成分を算出し
て、カメラ位置を調整するカメラ位置調整信号を生成す
るために、例えば以下に示す各回路ブロックによって構
成されている。

【００１１】差分回路２は左カメラ８Ｌ、及び右カメラ
８Ｒから供給される左眼映像信号Ｖ_L 及び右眼映像信号
Ｖ_R を入力して各信号の差分信号Ｖ_D を算出する。絶対
値回路３は差分回路２から出力された差分信号Ｖ_D の絶
対値｜Ｖ_D ｜を取り、差分成分を同一の極性の信号とし
て選択回路５Ｌ、５Ｒに供給する。つまり、この絶対値
回路３から出力される絶対値信号が左眼／右眼映像のず
れを示すカメラ位置調整信号とされ、このカメラ位置調
整信号によって調整画像が形成されることとなる。同期
信号供給部４は左カメラ８Ｌ、右カメラ８Ｒに同期信号
を供給し、この２台のカメラを同期させると共に、差分
回路２、絶対値回路３に対しても同期信号を供給し、左
カメラ８Ｌ、右カメラ８Ｒで撮影された映像と差分回路
２、絶対値回路３から出力されるカメラ位置調整信号が
同期するようになされている。

【００１２】選択回路５Ｌは左カメラ８Ｌから供給され
る左眼映像信号Ｖ_L と、絶対値回路３から供給されるカ
メラ位置調整信号を選択して出力するスイッチ、また選
択回路５Ｒは右カメラ８Ｒから供給される右眼映像信号
Ｖ_R と、絶対値回路３から供給されるカメラ位置調整信
号を選択して出力するスイッチである。この選択回路５
Ｌ、５Ｒの切替えは同期して行われ、左カメラ８Ｌ、右
カメラ８Ｒで撮影された左／右眼映像信号（Ｖ_L 、Ｖ
_R ）と、絶対値回路３から出力されるカメラ位置調整信
号のいずれかが選択されて出力されることとなる。

【００１３】モニタ画像表示部６は選択回路５Ｌ、５Ｒ
で選択された映像信号（左／右眼映像信号（Ｖ_L 、Ｖ
_R ）又はカメラ位置調整信号）を表示する表示手段であ
る。このモニタ画像表示部６は立体画像を表示するとき
は、選択回路５Ｌ、５Ｒから供給される信号を例えば所
定のタイミングで切替えて交互に表示するか、又は投影
することによって、モニタ画面又はスクリーン上に立体
画像を形成するようになされている。なお、差分回路
２、絶対値回路３から供給されるカメラ位置調整信号は
そのまま出力される。

【００１４】カメラブロック７は左カメラ８Ｌ、右カメ
ラ８Ｒ等により構成され被写体を立体画像として撮影す
る。左カメラ８Ｌ、右カメラ８Ｒの設置位置を示すカメ
ラ位置調整信号は立体映像信号処理部１における差分回
路２、絶対値回路３によって算出され、算出結果にした
がってモニタ画像表示部６に映し出される調整画像に基
づき設置位置の調整が行われる。なお、カメラブロック
７と映像信号処理部１は別体で構成することも可能であ
る。この場合、カメラブロック７に設けられる２台のカ
メラは一般のビデオカメラなどで構成するようにしても
よい。

【００１５】以下、図２乃至図７にしたがい、左カメラ
８Ｌ、右カメラ８Ｒの設置位置を調整する場合について
説明する。図２は左カメラ８Ｌ、右カメラ８Ｒが立体画
像を撮影するために正確な位置、及び方向で設置されて
いる場合を摸式的に示す正面図である。撮像レンズ９
Ｌ、９Ｒは先程図８で説明した撮像レンズ１４Ｌ、１４
Ｒに対応しており、左カメラ８Ｌ、右カメラ８Ｒの前方
に構成され、各レンズの視軸が輻輳角θを形成するよう
に設置されている。設置台１０は左カメラ８Ｌ、右カメ
ラ８Ｒが設置されている台であが、各カメラはそれぞれ
三脚等によって個別に設置されていてもよい。図２に示
されている左カメラ８Ｌ、右カメラ８Ｒは水平方向、垂
直方向、及び回転方向共に所定の位置に設置されている
ので正確な立体画像を撮影することが可能となる。

【００１６】図３は、図２に示したように設置された左
カメラ８Ｌ、右カメラ８Ｒで撮影された被写体（立方
体）の映像を摸式的に示す図であり、図３（ａ）は左カ
メラ８Ｌで撮影された被写体の映像、図３（ｂ）は右カ
メラ８Ｒで撮影された被写体の映像、図３（ｃ）は差分
回路２に入力される左カメラ８Ｌ及び右カメラ８Ｒの映
像信号が形成する映像、図３（ｄ）は差分回路２で被写
体１１の同一映像部分を除去した出力で、モニタ画像表
示部６に表示されたときの調整画像１２を示している。
これらの図で被写体１１は図８、図９に示した被写体１
５と同様に例えば立方体とされている。なお、以下左カ
メラ８Ｌで撮影された被写体１１は添え字Ｌ、又右カメ
ラ８Ｒで撮影された被写体１１は添え字Ｒを付して説明
する。また、図３（ｃ）においては右カメラＲ８で撮影
された被写体１１Ｒは破線で示されている。

【００１７】左カメラ８Ｌで撮影される被写体１１Ｌの
映像は、図３（ａ）に示されているようになり、正面１
１Ｌ_a 、左側面１１Ｌ_b 、及び天面１１Ｌ_c の映像信号
が差分回路２に入力される。また右カメラ８Ｒで撮影さ
れる被写体１１Ｒの映像は、図３（ｂ）に示されている
ようになり、正面１１Ｒ_a 、右側面１１Ｒ_b 、及び天面
１１Ｒ_c の映像信号が差分回路２に入力される。すなわ
ち差分回路２には図３（ｃ）に示したような映像を形成
する映像信号が入力されることとなる。

【００１８】図３（ｃ）に示されているように、正確な
位置に設置された左カメラ８Ｌ、右カメラ８Ｒで被写体
１１を撮影すると、正面１１Ｌ_a 、１１Ｒ_a と、天面１
１Ｌ_c 、１１Ｒ_c のほとんどの部分が重なることとな
る。つまり図３（ａ）（ｂ）に示した被写体１１Ｌ、１
１Ｒは、差分回路２における演算処理によって図３
（ｃ）に示した被写体１１Ｌ、１１Ｒの重なった部分
（正面及び天面の一部分）の差分が『０』となり、それ
以外の部分の信号が出力されることとなる。この出力信
号によって一応左右のカメラの映像信号の差分成分が検
出されるが、さらに、絶対値回路３で絶対値が取られる
ことによって差分成分が同一の極性の信号となる。そし
てこのカメラ位置調整信号によって、図３（ｄ）に示さ
れているような調整画像１２が形成されモニタ画像表示
部６に表示されるようになる。

【００１９】図２に示したように左カメラ８Ｌと右カメ
ラ８Ｒが正確に設置されている場合は、図３（ｄ）に示
したように、天面１１Ｌ_a 、１１Ｒ_a の一部分及び左側
面１１Ｌ_b 、右側面１１Ｒ_b のみの調整画像１２が映し
出されるようになり、この画像をモニタすることによっ
て、現在の左カメラ８Ｌと右カメラ８Ｒの設置位置をモ
ニタすることができるようになる。また、左カメラ８Ｌ
と右カメラ８Ｒの設置位置が正しくない場合、モニタ画
像表示部６に映し出される調整画像１２の表示面積は図
３（ｄ）に示した場合と比較して左右の対称性がずれる
ようになる。したがって調整画像１２の表示面積が左右
両側でより狭くなるように設置位置を調整することで、
正確な立体画像を得ることができるようになる。

【００２０】以下左カメラ８Ｌと右カメラ８Ｒが正確に
設置されていない場合について説明する。図４、図５
（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は例えば左カメラ８Ｌが右カ
メラ８Ｒよりも上方に設置されている場合の例を示す図
であり、図４は図２に、また図５（ａ）（ｂ）（ｃ）
（ｄ）はそれぞれ図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に対応
している。

【００２１】図４に示されているように右カメラ８Ｒに
対して左カメラ８Ｌが例えば上方に設置され、各カメラ
が水平に設置されていない場合は、各カメラで撮影され
た被写体１１Ｌ、１１Ｒの映像は図５（ａ）（ｂ）に示
されているようになる。つまり、左カメラ８Ｌに撮影さ
れた被写体１１Ｌは右カメラ８Ｒで撮影された被写体１
１Ｒよりも下方に位置するようになる。すなわち、差分
回路２には図５（ｃ）に示されているような映像を形成
する映像信号が入力される。

【００２２】このように左カメラ８Ｌが右カメラ８Ｒよ
りも上方に設置されていると、被写体１１Ｌと１１Ｒは
それぞれの重なり合っている正面部１１Ｌ_a 、１１Ｒ_a
の一部分以外の映像信号が差分回路２から出力されるこ
ととなる。そして、差分回路２及び絶対値回路３で左／
右眼映像信号（Ｖ_L 、Ｖ_R ）の差分の絶対値が取られた
カメラ位置調整信号によって、図５（ｄ）に示されてい
るような調整画像１２ａが形成されモニタ画像表示部６
に表示されるようになる。

【００２３】図５（ｄ）に示した調整画像１２ａは、図
３（ｄ）に示した調整画像１２と比較して、上下方向に
広がって表示されている。このように調整画像１２ａが
上方向に広がることによって、左カメラ８Ｌが右カメラ
８Ｒに対して上方にずれて設置されていることを示して
いる。つまり、モニタ画像表示部６に、図５（ｄ）に示
されているような調整画像１２ａが表示された場合、図
３（ｄ）に示した調整画像１２のように表示面積の広が
りがより小さくなるように、左カメラ８Ｌの上下方向の
設置位置を調整することによって正確な立体画像を撮影
することができるようになる。

【００２４】なお、図４、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）
（ｄ）では左カメラ８Ｌが上方にずれている場合につい
て説明したが、下方にづれている場合は調整画像が下方
に広がって表示されるようになる。また、同様に右カメ
ラ８Ｒが上下にずれている場合は被写体１１Ｒが上下方
向にずれて撮影されることとなり、これにより表示され
る調整画像は、被写体１１Ｒが撮影されている向かって
左側が上下方向に広がるようになる。

【００２５】次に例えば左カメラ８Ｌが左右カメラ８Ｒ
に対して右回転方向にずれて設置された場合の例を説明
する。図６、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は左カメラ
８Ｌが前後方向を軸として右回転方向にずれて設置され
ている場合の例を示す図であり、図６は図２に、また図
７（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はそれぞれ図３（ａ）
（ｂ）（ｃ）（ｄ）に対応している。

【００２６】図６に示されているように左カメラ８Ｌが
右回転方向にずれて設置されている場合は、各カメラで
撮影された被写体１１Ｌ、１１Ｒの映像は図７（ａ）
（ｂ）に示されているようになる。つまり、左カメラ８
Ｌは図７（ａ）に示されているように右回転方向にねじ
れて被写体１１Ｌを撮影することとなる。すなわち、差
分回路２には図７（ｃ）に示されているような映像を形
成する映像信号が入力される。

【００２７】左カメラ８Ｌが前後方向を軸として右回転
方向にねじれて設置されていると、被写体１１Ｌと１１
Ｒは例えば正面部１１Ｌ_a 、１１Ｒ_a の一部分のみの信
号が差し引かれて差分回路２から出力されることとな
る。そして、絶対値回路３で絶対値が取られたカメラ位
置調整信号によって、図７（ｄ）に示されているような
調整画像１２ｂが形成されモニタ画像表示部６に表示さ
れるようになる。

【００２８】この場合の調整画像１２ｂは、図３（ｄ）
に示した調整画像１２と比較して、右回転方向に広がっ
て表示されている。このように調整画像１２ｂが右回転
方向に広がって表示されることによって、左カメラ８Ｌ
が右回転方向にずれて設置されていることを示してい
る。つまり、モニタ画像表示部６に、図７（ｄ）に示さ
れているような調整画像１２ｂが表示された場合、図３
（ｄ）に示した調整画像１２のように表示部分の広がり
が最も小さくなるように、左カメラ８Ｌの回転方向の設
置位置を調整することによって正確な立体画像を撮影す
ることができるようになる。

【００２９】なお、図６、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）
（ｄ）では左カメラ８Ｌが右回転方向にずれて設置され
ている場合について説明したが、左回転方向にずれてい
る場合は調整画像１２ｂが左回転方向に広がって表示さ
れるようになる。また、同様に右カメラ８Ｒが回転方向
にずれて設置されている場合は、被写体１１Ｒが回転方
向にずれて撮影されることとなり、これにより表示され
る調整画像は、被写体１１Ｒが撮影されている向かって
右側が回転方向に広がるようになる。

【００３０】また、本実施例では左カメラ８Ｌのみが所
定の位置よりずれている場合の例を説明したが、右カメ
ラ８Ｒの設置位置が所定の位置よりずれている場合や、
左カメラ８Ｌと右カメラ８Ｒがともに所定の位置よりず
れている場合も、調整画像を見ながら設置位置を調整す
ることが可能である。

【００３１】上記実施例は被写体として左右の側面が対
称となっている立方体について説明したが、カメラ位置
調整のための被写体は立方体に限ることなく、左右又は
上下方向でほぼ対称となるものであれば、他の物体を使
用することもできる。そしてこの場合はカメラの設置位
置の全体的な偏位を検知することができる。また、完全
に対称性を有していない物体の場合でも、被写体の映像
信号に対して差分の映像信号を重畳してモニタすること
によって、カメラの位置の適、不適を或る程度検知する
ことができる。

【００３２】なお、上記した２台のカメラはそれぞれ映
像信号を記録又は再生する装置と一体化される一体型の
ビデオカメラとすることができ、又、この２台のカメラ
が同一の装置内に調整可能な状態で取付けられた１台の
立体映像信号発生装置を構成する場合にも適用すること
ができることはいうまでもない。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば立
体映像を撮影する第一のカメラ、及び第二のカメラの撮
影映像を調整画像として表示することができるので、表
示手段に表示された調整画像を見ながら第一、第二のカ
メラの設置位置を視覚的に確認できるようになる。第一
のカメラと第二のカメラの上下方向の位置、左右方向の
位置、上下方向のねじれ、左右方向のねじれ等の相対的
な位置関係を調整画像をモニタしながら簡単に調整する
ことができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の立体映像信号発生装置の回路
ブロックの一例を示す図である。

【図２】左カメラ、右カメラの正確な設置状態を摸式的
に示す図である。

【図３】図２に示した左カメラ、右カメラで撮影された
被写体を示す図である。

【図４】左カメラが上方にずれて設置されている状態を
摸式的に示す図である。

【図５】図４に示した左カメラ、右カメラで撮影された
被写体を示す図である。

【図６】左カメラが右回転方向にずれて設置されている
状態を摸式的に示す図である。

【図７】図６に示した左カメラ、右カメラで撮影された
被写体を示す図である。

【図８】立体画像撮影用の左カメラ、右カメラと被写体
を説明する図である。

【図９】図８に示した左カメラ、右カメラで撮影された
被写体を示す図である。

【符号の説明】

１ 立体映像信号発生装置 ２ 差分回路 ３ 絶対値回路 ４ 同期信号供給部 ５Ｌ、５Ｒ 選択回路 ６ モニタ画像表示部 ７ カメラブロック ８Ｌ 左カメラ ８Ｒ 右カメラ １１ 被写体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右対称の被写体を第一のカメラ、第二
   のカメラによって異なる方向から撮影し、次に前記第
   一、第二のカメラで撮影された第一の映像、及び第二の
   映像の差分信号を算出して、該差分信号をカメラ位置調
   整画像として表示し、このカメラ位置調整画像によって
   前記第一、第二のカメラの設置位置を調整することを特
   徴とする立体カメラ位置調整方法。
2. 【請求項２】 前記カメラ位置調整画像は前記差分信号
   の絶対値信号であることを特徴とする請求項１に記載の
   立体カメラ位置調整方法。
3. 【請求項３】 左右対称の被写体を異なる方向から撮影
   する第一のカメラ及び第二のカメラと、 前記第一、第二のカメラによって撮影された第一の映
   像、及び第二の映像の差分信号を算出する差分演算手段
   と、 前記第一、第二のカメラ及び前記差分演算手段に同期信
   号を供給する同期信号供給手段と、 前記第一、第二の映像、及び前記同期信号が重畳されて
   いる差分信号を選択して出力する出力手段と、 を備えていることを特徴とする立体映像信号発生装置。
4. 【請求項４】 前記差分演算手段で算出された差分信号
   の絶対値を取る絶対値手段を設けたことを特徴とする請
   求項３に記載の立体映像信号発生装置。