JPH09167253A - 映像表示装置 - Google Patents

映像表示装置

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JPH09167253A
JPH09167253A JP7325734A JP32573495A JPH09167253A JP H09167253 A JPH09167253 A JP H09167253A JP 7325734 A JP7325734 A JP 7325734A JP 32573495 A JP32573495 A JP 32573495A JP H09167253 A JPH09167253 A JP H09167253A
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eye
signal
display
video
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Seiichiro Tabata
誠一郎 田端
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Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 仮想現実をより現実の世界に近づけることが
できる映像表示装置を提供する。 【解決手段】 単一の撮像手段19からの実空間映像信号
を実空間映像信号処理手段26で処理して、互いに対応す
る像の水平位置が異なる右眼用第１映像信号および左眼
用第１映像信号を生成すると共に、画像信号生成手段22
により互いに対応する像の水平位置が異なる右眼用第２
画像信号および左眼用第２画像信号を生成して、右眼用
映像信号合成手段28により右眼用第１映像信号の一部領
域に右眼用第２画像信号を合成して右眼用表示信号を生
成すると共に、左眼用映像信号合成手段27により左眼用
第１映像信号の一部領域に左眼用第２画像信号を合成し
て左眼用表示信号を生成し、これら右眼用表示信号およ
び左眼用表示信号を、撮像手段19による映像が有限距離
で融像されるように映像表示手段14に表示する。

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、異なる映像信号
を合成して表示する映像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、仮想現実を体験できるゲーム機、
システムキッチン、フライトシュミレータ、ドライブシ
ュミレータ等の仮想体験装置が実用化されている。ま
た、このような仮想体験装置として、特開平６−１７６
１３１号公報には、仮想現実をより現実の世界に近づけ
るために、例えば、ドライビングゲーム機として、プレ
ーヤが装着する頭部装着体に、プレーヤの視点位置の近
傍に位置するように映像カメラを配置し、これによりブ
ルーマットを背景とするレーシングカー、ハンドル、プ
レーヤの手を実空間映像として撮像し、この実空間映像
とコンピュータグラフィックによる左右の仮想空間画像
とをそれぞれクロマキー合成して表示するようにしたも
のが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平６−１７６１３１号公報に開示されているドラ
イビングゲーム機では、プレーヤの視点位置近傍に配置
した映像カメラからの実空間映像を、そのまま左右の仮
想空間画像にそれぞれ合成して表示するようにしている
ため、常に、実空間映像が左右の表示画面の同一水平位
置に表示されることになる。すなわち、プレーヤが正面
を向いている場合には、左右の各表示画面において、そ
の水平走査線の中央部にハンドルが表示されることにな
る。
【０００４】このため、左右の表示画面に表示されてい
る映像を観察すると、実空間映像であるハンドルが無限
遠に融像されてしまい、実際には、現実の世界と全く異
なったものになってしまうという問題がある。
【０００５】この発明は、このような従来の問題点に着
目してなされたもので、仮想体験装置に適用した場合に
は、仮想現実をより現実の世界に近づけることができる
よう適切に構成した映像表示装置を提供することを目的
とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の映像表示装置は、実像を撮影する単一の
撮像手段と、この撮像手段からの実空間映像信号を処理
して、互いに対応する像の水平位置が異なる右眼用第１
映像信号および左眼用第１映像信号を生成する実空間映
像信号処理手段と、互いに対応する像の水平位置が異な
る右眼用第２画像信号および左眼用第２画像信号を生成
する画像信号生成手段と、前記右眼用第１映像信号の一
部領域に、前記右眼用第２画像信号を合成して右眼用表
示信号を生成する右眼用映像信号合成手段と、前記左眼
用第１映像信号の一部領域に、前記左眼用第２画像信号
を合成して左眼用表示信号を生成する左眼用映像信号合
成手段と、前記右眼用映像信号合成手段および前記左眼
用映像信号合成手段でそれぞれ生成された前記右眼用表
示信号および前記左眼用表示信号を表示して観察者の右
眼球および左眼球に導く映像表示手段とを有し、前記撮
像手段による映像が有限距離で融像されるように、前記
右眼用表示信号および前記左眼用表示信号を生成するよ
う構成したことを特徴とするものである。
【０００７】さらに、この発明の映像表示装置は、観察
者の視野を覆うように装着され、観察者の右眼球および
左眼球にそれぞれ対応する映像を表示するための映像表
示手段を有する頭部装着型映像表示手段と、観察者に装
着され、観察者から見える実空間映像を撮像する単一の
撮像手段と、この撮像手段からの実空間映像信号を処理
して、互いに対応する像の水平位置が異なる右眼用第１
映像信号および左眼用第１映像信号を生成する実空間映
像信号処理手段と、第２画像信号を生成する画像信号生
成手段と、前記右眼用第１映像信号と前記第２画像信号
とを合成して右眼用表示信号を生成する右眼用映像信号
合成手段と、前記左眼用第１映像信号と前記第２画像信
号とを合成して左眼用表示信号を生成する左眼用映像信
号合成手段とを有し、前記右眼用映像信号合成手段およ
び前記左眼用映像信号合成手段でそれぞれ生成された前
記右眼用表示信号および前記左眼用表示信号を、前記撮
像手段による映像が有限距離で融像されるように前記映
像表示手段に表示して、観察者の右眼球および左眼球に
導くよう構成したことを特徴とするものである。
【０００８】さらに、この発明の映像表示装置は、観察
者の視野を覆うように装着され、観察者の右眼球および
左眼球にそれぞれ対応する映像を表示するための映像表
示手段を有する頭部装着型映像表示手段と、観察者に装
着され、観察者から見える実空間映像を撮像する単一の
撮像手段と、互いに対応する像の水平位置が異なる右眼
用第２画像信号および左眼用第２画像信号を、前記右眼
用第２画像信号による像よりも前記左眼用第２画像信号
による像の方が相対的に左側に位置するように生成する
画像信号生成手段と、前記撮像手段から得られる実空間
映像信号と前記右眼用第２画像信号とを合成して右眼用
表示信号を生成する右眼用映像信号合成手段と、前記撮
像手段から得られる実空間映像信号と前記左眼用第２画
像信号とを合成して左眼用表示信号を生成する左眼用映
像信号合成手段とを有し、前記右眼用映像信号合成手段
および前記左眼用映像信号合成手段でそれぞれ生成され
た前記右眼用表示信号および前記左眼用表示信号を、前
記撮像手段による映像が有限距離で融像されるように前
記映像表示手段に表示して、観察者の右眼球および左眼
球に導くよう構成したことを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。図１は、この発明の第
１実施形態を示すものである。この実施形態は、ドライ
ビングゲームの仮想体験装置に適用したもので、自動車
１は、例えば、内側をブルーマットとした図示しないド
ームの中に配置するか、若しくは自動車１の窓ガラス部
分をブルーマットに構成する。この自動車１は、公道を
走行できる自動車と同じように、ハンドル２を有すると
共に、図示しないが、シフトギア、アクセル、ブレー
キ、ルームミラー、ドアミラー、各種計器類を有する。
【００１０】また、図示しないが、自動車１には、その
下部に姿勢制御装置が設けられ、例えば、路面状態、道
路の変化等のゲームの状況や、ハンドル操作、アクセル
操作、ブレーキ操作等に応じて、自動車１の姿勢や加速
が制御されるようになっている。
【００１１】一方、自動車１の運転席に着座してドライ
ビングゲームをプレイするプレーヤ１１は、頭部装着装
置１２を装着する。この頭部装着装置１２は、頭部に被
るゴーグル１３および顔面に装着する映像表示部１４を
有する。ゴーグル１３には、その頂部にプレーヤ１１の
３次元情報を検出するための空間センサ１５を、両耳の
部分にはゲームに応じた音響を出力するためのスピーカ
（図示せず）を設ける。なお、空間センサ１５と対を成
して３次元情報を検出するための他方の空間センサ（図
示せず）は、例えば自動車１の外に固定して配置する。
この場合、３次元情報の検出方法によっては、自動車１
の車体が妨げとなる場合には、自動車１をオープンカー
タイプあるいはサンループタイプとしてもよい。
【００１２】また、映像表示部１４には、図２に概略図
を示すように、左右の眼球１６Ｌ，１６Ｒに対応して、
例えばカラー液晶表示素子よりなる表示素子１７Ｌ，１
７Ｒおよびそれに表示された映像を対応する眼球に拡大
して導く接眼光学系１８Ｌ，１８Ｒを設ける。さらに、
この映像表示部１４には、プレーヤ１１の視点位置近傍
で、プレーヤ１１の視界方向と一致するように、左右眼
球のほぼ中間に映像カメラ１９を設ける。なお、この実
施形態では、左右の表示素子１７Ｌ，１７Ｒを、その各
水平方向の中心が対応する眼球の視軸と一致するように
配置する。
【００１３】図３は、この発明の第１実施形態における
映像表示装置の回路構成を示すブロック図である。この
映像表示装置は、操作部２１、仮想視界画像演算部２
２、プレーヤ用空間センサ１５、音声合成部２３、スピ
ーカ２４、姿勢制御装置２５、映像カメラ１９、左右画
像処理部２６、左眼用表示画像合成部２７、右眼用表示
画像合成部２８、映像表示部１４を有する。
【００１４】操作部２１は、自動車１に装着されている
ハンドル２、シフトギア、アクセル、ブレーキ等のプレ
ーヤ１１が操作する各操作手段を収容し、その各操作手
段からの各種操作信号を仮想視界画像演算部２２に供給
するようにする。
【００１５】仮想視界画像演算部２２は、仮想３次元空
間でプレーヤ１１が観察し得る仮想画像を演算するもの
で、プログラム回路３１、仮想３次元空間演算回路３
２、左右視界画像演算回路３３を有する。プログラム回
路３１は、ドライビングゲーム用の演算プログラムを格
納するもので、その情報は仮想３次元空間演算回路３２
に出力する。仮想３次元空間演算回路３２は、操作部２
１からの各種操作信号およびプログラム回路３１からの
情報に基づいて、実３次元空間と重ね合わせて設定され
るゲーム空間を表す仮想３次元空間を演算すると共に、
そのゲーム空間におけるゲームの進行状況に応じた音声
情報および姿勢制御信号を生成する。
【００１６】この仮想３次元空間演算回路３２から出力
される仮想３次元空間を表す画像情報は、左右視界画像
演算回路３３に供給し、音声情報は音声合成部２３を経
て、ゴーグル１３に取り付けたスピーカ２４に供給して
音声信号として出力させ、姿勢制御信号は姿勢制御装置
２５に供給して自動車１の姿勢を制御するようにする。
【００１７】また、左右視界画像演算回路３３は、仮想
３次元空間演算回路３２からの仮想３次元空間の画像情
報を、プレーヤ用空間センサ１５からのプレーヤ１１の
３次元情報に基づいて座標変換して、実際にプレーヤ１
１の左眼球および右眼球から見える左眼用仮想視界画像
信号および右眼用仮想視界画像信号を生成し、左眼用仮
想視界画像信号を左眼用表示画像合成部２７に、右眼用
仮想視界画像信号を右眼用表示画像合成部２８にそれぞ
れ供給する。例えば、仮想３次元空間演算回路３２で
は、図４に示すように、２台の直進する自動車を仮想３
次元空間内に配置し、その仮想３次元空間の画像データ
を、左右視界画像演算回路３３で、異なった視点に配置
した左眼用仮想カメラ７１Ｌおよび右眼用仮想カメラ７
１Ｒで撮影したようにそれぞれ２次元画像データに変換
して、左眼用仮想視界画像信号および右眼用仮想視界画
像信号を生成する。なお、ここでは、２台の仮想カメラ
７１Ｌ，７１Ｒを、それらの光軸７２Ｌ，７２Ｒが平行
となるように配置する。
【００１８】一方、映像カメラ１９から得られるプレー
ヤ１１の視界方向と一致する実空間映像信号は、左右画
像処理部２６に供給する。この左右画像処理部２６で
は、映像カメラ１９からの実空間映像信号を処理して、
実際にプレーヤ１１の左眼球および右眼球から見える左
眼用実空間映像信号および右眼用実空間映像信号を生成
し、左眼用実空間映像信号を左眼用表示画像合成部２７
に、右眼用実空間映像信号を右眼用表示画像合成部２８
にそれぞれ供給する。
【００１９】左眼用表示画像合成部２７は、左右画像処
理部２６からの左眼用実空間映像信号のブルーマット部
に、左右視界画像演算回路３３からの左眼用仮想視界画
像信号をクロマキー合成し、その合成した映像信号を映
像表示部１４の左眼用表示素子１７Ｌに供給して表示さ
せる。同様に、右眼用表示画像合成部２８は、左右画像
処理部２６からの左眼用実空間映像信号のブルーマット
部に、左右視界画像演算回路３３からの左眼用仮想視界
画像信号をクロマキー合成し、その合成した映像信号を
映像表示部１４の右眼用表示素子１７Ｒに供給して表示
させる。
【００２０】次に、図５を参照して、左右画像処理部２
６、左眼用表示画像合成部２７および右眼用表示画像合
成部２８の動作について説明する。なお、この実施形態
では、左右視界画像演算回路３３からの左右の仮想視界
画像信号による各画面の大きさと、映像表示部１４にお
ける左右の表示素子１７Ｌ，１７Ｒの各画面の大きさが
等しく、それらの画面よりも映像カメラ１９による実空
間映像の水平方向の画面が大きいものとする。ここで、
画面の大きさとは、撮影画角を表しており、この実施形
態では、図４に示す仮想カメラの撮影画角よりも映像カ
メラ１９の撮影画角が大きいことを表す。
【００２１】図５において、映像カメラ１９からは、実
空間映像３５が得られ、この実空間映像３５が左右画像
処理部２６に供給される。ここで、実空間映像３５は、
自動車１がブルーマットのドーム内に配置されているの
で、フロントガラス、サイドガラスは、ブルーマットと
なっている。また、映像カメラ１９がプレーヤ１１の左
右眼球のほぼ中央に位置しているので、プレーヤ１１が
前方（正面）を向いている状態では、ハンドル２の映像
は、画面中央部下側に位置している。
【００２２】左右画像処理部２６では、映像カメラ１９
からの実空間映像３５を切り出して、左右の表示素子１
７Ｌ，１７Ｒの各画面の大きさに等しい画面の左眼用実
空間映像３６Ｌおよび右眼用実空間映像３６Ｒを生成
し、これらを左眼用表示画像合成部２７および右眼用表
示画像合成部２８にそれぞれ供給する。すなわち、左眼
用実空間映像３６Ｌについては、破線で示すように、ハ
ンドルが映像の右寄りとなるように実空間映像３５の左
側領域を切り出し、また、右眼用実空間映像３６Ｒにつ
いては、破線で示すように、ハンドルが映像の左寄りと
なるように実空間映像３５の右側領域を切り出す。
【００２３】左眼用表示画像合成部２７では、左右画像
処理部２６からの左眼用実空間映像３６Ｌと、仮想視界
画像演算部２２からの左眼用仮想視界画像（立体ＣＧ）
３７Ｌとをクロマキー合成することにより、左眼用実空
間映像３６Ｌのブルーマット部に立体ＣＧ３７Ｌの対応
する部分の画像を嵌め込んで左眼用表示画像３８Ｌを生
成し、これを映像表示部１４の左眼用表示素子１７Ｌに
表示させる。同様に、右眼用表示画像合成部２８では、
左右画像処理部２６からの右眼用実空間映像３６Ｒと、
仮想視界画像演算部２２からの右眼用仮想視界画像（立
体ＣＧ）３７Ｒとをクロマキー合成することにより、右
眼用実空間映像３６Ｒのブルーマット部に立体ＣＧ３７
Ｒの対応する部分の画像を嵌め込んで右眼用表示画像３
８Ｒを生成し、これを映像表示部１４の右眼用表示素子
１７Ｒに表示させる。
【００２４】このようにして、映像表示部１４の左眼用
表示素子１７Ｌおよび右眼用表示素子１７Ｒに、それぞ
れ左眼用表示画像３８Ｌおよび右眼用表示画像３８Ｒを
表示させれば、映像カメラ１９による実空間映像が有限
距離で融像される。すなわち、プレーヤ１１が前方を向
いてプレーしている場合には、ハンドル２の映像がフロ
ントガラスの部分に合成した仮想視界画像よりも手前に
位置するように融像されるので、より現実の世界に近い
状態で仮想現実を体験することができる。
【００２５】図６は、この発明の第２実施形態を説明す
るための図である。この実施形態では、映像カメラ１９
による実空間映像３５の画面の大きさと、左右視界画像
演算回路３３からの左右の仮想視界画像３７Ｌ，３７Ｒ
の各画面の大きさと、映像表示部１４における左右の表
示素子１７Ｌ，１７Ｒの各画面の大きさとがそれぞれ等
しいものとする。
【００２６】このようにして、図３に示す回路構成にお
いて、左右画像処理部２６で、映像カメラ１９からの実
空間映像３５を左眼用および右眼用に対して互いに逆方
向にシフトさせて、左眼用実空間映像３６Ｌおよび右眼
用実空間映像３６Ｒを生成する。すなわち、左眼用実空
間映像３６Ｌについては、ハンドルが映像の右寄りとな
るように実空間映像３５を右側にシフトさせ、また、右
眼用実空間映像３６Ｒについては、ハンドルが映像の左
寄りとなるように実空間映像３５を左側にシフトさせ
る。
【００２７】以下、第１実施形態と同様にして、左眼用
表示画像合成部２７において、左右画像処理部２６から
の左眼用実空間映像３６Ｌと、仮想視界画像演算部２２
からの左眼用の立体ＣＧ３７Ｌとをクロマキー合成し
て、映像表示部１４の左眼用表示素子１７Ｌに表示さ
せ、右眼用表示画像合成部２８において、左右画像処理
部２６からの右眼用実空間映像３６Ｒと、仮想視界画像
演算部２２からの右眼用の立体ＣＧ３７Ｒとをクロマキ
ー合成して、映像表示部１４の右眼用表示素子１７Ｒに
表示させる。
【００２８】このように表示すれば、第１実施形態にお
けると同様に、左眼用表示画像３８Ｌおよび右眼用表示
画像３８Ｒは、映像カメラ１９による実空間映像が有限
距離で融像され、例えば、プレーヤ１１が前方を向いて
プレーしている場合には、ハンドル２の映像がフロント
ガラスの部分に合成した仮想視界画像よりも手前に位置
するように融像されるので、より現実の世界に近い状態
で仮想現実を体験することができる。なお、この実施形
態では、映像カメラ１９からの実空間映像３５を、右眼
用には右側に、左眼用には左側に互いに逆方向にシフト
させているので、左眼用表示画像３８Ｌにおいては左側
に、右眼用表示画像３８Ｒにおいては右側にそれぞれ映
像が表示されない部分が生じる。しかし、これらの部分
は、融像状態においては外側に位置するので、観察には
さほど問題にならない。
【００２９】図７は、この発明の第３実施形態における
映像表示装置の回路構成を示すブロック図である。この
映像表示装置では、図３に示す構成において、左右画像
処理部２６を省略し、映像カメラ１９からの実空間映像
信号を左眼用表示画像合成部２７および右眼用表示画像
合成部２８に並列に供給する。左眼用表示画像合成部２
７では、映像カメラ１９からの実空間映像信号のブルー
マット部に、左右視界画像演算回路３３からの左眼用仮
想視界画像信号をクロマキー合成し、その合成した映像
信号を映像表示部１４の左眼用表示素子１７Ｌに供給し
て表示させる。また、右眼用表示画像合成部２８では、
映像カメラ１９からの実空間映像信号のブルーマット部
に、左右視界画像演算回路３３からの左眼用仮想視界画
像信号をクロマキー合成し、その合成した映像信号をゲ
ート回路４１を経て映像表示部１４の右眼用表示素子１
７Ｒに供給して表示させる。
【００３０】ここで、映像カメラ１９による実空間映像
の画面の大きさと、左右視界画像演算回路３３からの左
右の仮想視界画像信号による各画面の大きさとは等し
く、それらの画面の大きさよりも、映像表示部１４にお
ける左右の表示素子１７Ｌ，１７Ｒの各画面の水平方向
の大きさが小さいものとする。
【００３１】以下、図８を参照して、この実施形態の動
作を説明する。この実施形態では、左右の表示画像合成
部２７，２８において、映像カメラ１９からの実空間映
像３５と、左右視界画像演算回路３３からの左右の立体
ＣＧ３７Ｌ，３７Ｒとをクロマキー合成して、左右の表
示画像３８Ｌ，３８Ｒを生成する。この実施形態では、
例えば、左右視界画像演算回路３３において、図９に示
すように、左右の仮想カメラ７１Ｌ，７１Ｒを、それら
の光軸７２Ｌ，７２Ｒが平行ではなく、内向きとなるよ
うに配置して、左右の立体ＣＧ３７Ｌ，３７Ｒを得る。
あるいは、図４と同様に、左右の仮想カメラ７１Ｌ，７
１Ｒをそれらの光軸７２Ｌ，７２Ｒが平行となるように
配置して、図１０に示すような左右の映像７３Ｌ，７３
Ｒ（図５の立体ＣＧ３７Ｌ，３７Ｒと同じ）を生成した
のち、左眼用映像７３Ｌは右領域をトリミングし、右眼
用映像７３Ｒは左領域をトリミングして、それぞれ破線
で示すＣＧ３７Ｌ，３７Ｒを得る。ただし、いずれの方
法においても、作成されるべき左右のＣＧ３７Ｌ，３７
Ｒは、図１１に概略的に示すように、それぞれ対応する
像の位置をＸL ，ＸR を比べると、ＸL がＸR よりも相
対的に左側に位置するようにする。
【００３２】左眼用表示画像合成部２７からの左眼用表
示画像３８Ｌの画像信号は、そのまま映像表示部１４の
左眼用表示素子１７Ｌに供給し、右眼用表示画像合成部
２８からの右眼用表示画像３８Ｒの画像信号は、ゲート
回路４１により各水平ラインの画像信号の先頭部を除去
して、映像表示部１４の右眼用表示素子１７Ｒに供給す
る。
【００３３】ここで、映像表示部１４の左右の表示素子
１７Ｌ，１７Ｒの各画面の水平方向の大きさは、左右の
表示画像合成部２７，２８から出力される左右の表示画
像３８Ｌ，３８Ｒの各画面の水平方向の大きさよりも小
さい。したがって、左眼用表示素子１７Ｌには、左眼用
表示画像合成部２７からの左眼用表示画像３８Ｌの右側
が除去され、すなわち結果として左眼用表示画像３８Ｌ
が左側にシフトされ、ハンドル２の像が右側に寄った映
像が表示されることになる。また、右眼用表示素子１７
Ｒには、右眼用表示画像合成部２８からの右眼用表示画
像３８Ｒの各水平ラインの画像信号の先頭部が、ゲート
回路４１で除去されるので、すなわち結果として右眼用
表示画像３８Ｒが右側にシフトされるので、ハンドル２
の像が左側に寄った映像が表示されることになる。
【００３４】このように表示すれば、上述した実施形態
におけると同様に、左眼用表示画像３８Ｌおよび右眼用
表示画像３８Ｒは、映像カメラ１９による実空間映像が
有限距離で融像され、例えば、プレーヤ１１が前方を向
いてプレーしている場合には、ハンドル２の映像がフロ
ントガラスの部分に合成した仮想視界画像よりも手前に
位置するように融像されるので、より現実の世界に近い
状態で仮想現実を体験することができる。
【００３５】図１２は、この発明の第４実施形態におけ
る映像表示装置の回路構成を示すブロック図である。こ
の映像表示装置は、図３に示す構成において、仮想視界
画像演算部２２を構成する左右視界画像演算回路３３に
代えて単一視界画像演算回路４３を設け、これにより仮
想３次元空間演算回路３２からの仮想３次元空間の画像
情報を、プレーヤ用空間センサ１５からのプレーヤ１１
の３次元情報に基づいて座標変換して、単一の仮想視界
画像信号を生成し、その仮想視界画像信号を左眼用表示
画像合成部２７および右眼用表示画像合成部２８に並列
に供給するようにしたもので、その他の構成は図３と同
様である。
【００３６】すなわち、この実施形態では、左右画像処
理部２６において、図１３に示すように、映像カメラ１
９からの実空間映像３５を、第１実施形態におけると同
様に切り出して、左右の表示素子１７Ｌ，１７Ｒの各画
面の大きさに等しい画面の左眼用実空間映像３６Ｌおよ
び右眼用実空間映像３６Ｒを生成する。これら左右の実
空間映像３６Ｌ，３６Ｒは、それぞれ左右の表示画像合
成部２７，２８に供給する。
【００３７】左眼用表示画像合成部２７では、左眼用実
空間映像３６Ｌと、単一視界画像演算回路４３からの仮
想視界画像４５とをクロマキー合成して、左眼用表示画
像３８Ｌを生成し、これを映像表示部１４の左眼用表示
素子１７Ｌに表示させる。同様に、右眼用表示画像合成
部２８では、右眼用実空間映像３６Ｒと、単一視界画像
演算回路４３からの同一の仮想視界画像４５とをクロマ
キー合成して、右眼用表示画像３８Ｒを生成し、これを
映像表示部１４の右眼用表示素子１７Ｒに表示させる。
【００３８】したがって、この実施形態においても、例
えば、プレーヤ１１が前方を向いてプレーしている場合
には、ハンドル２の映像がフロントガラスの部分に合成
した仮想視界画像よりも手前に位置するように、左眼用
表示画像３８Ｌおよび右眼用表示画像３８Ｒが融像され
るので、より現実の世界に近い状態で仮想現実を体験す
ることができる。
【００３９】なお、第４実施形態では、映像カメラ１９
からの実空間映像３５を左右画像処理部２６で切り出し
て、左眼用実空間映像３６Ｌおよび右眼用実空間映像３
６Ｒを生成するようにしたが、映像カメラ１９からの実
空間映像３５を第２実施形態と同様に右左にシフトさせ
て、左眼用実空間映像３６Ｌおよび右眼用実空間映像３
６Ｒを生成するようにすることもできる。
【００４０】この発明の第５実施形態においては、映像
カメラ１９を、プレーヤ１１の左側頭部または右側頭部
に位置するように、例えば、図１４に示すように、左側
頭部に位置するように映像表示部１４に取り付ける。
【００４１】図１５は、図１４に示したように、映像カ
メラ１９を、映像表示部１４の左眼球の外側の位置に取
り付けた場合の映像表示装置の回路構成を示すブロック
図である。この映像表示装置は、映像カメラ１９からの
実空間映像信号を左眼用表示画像合成部２７に供給する
と共に、画像処理部４７を経て右眼用表示画像合成部２
８に供給するようにしたもので、その他の回路構成は図
３と同様である。
【００４２】以下、この実施形態の動作を、図１６を参
照して説明する。なお、この実施形態では、映像カメラ
１９による実空間映像３５の画面の大きさと、左右視界
画像演算回路３３からの左右の仮想視界画像３７Ｌ，３
７Ｒの各画面の大きさと、映像表示部１４における左右
の表示素子１７Ｌ，１７Ｒの各画面の大きさとがそれぞ
れ等しいものとする。映像カメラ１９から得られる実空
間映像３５は、映像カメラ１９が左眼球の外側の位置に
取り付けられているので、プレーヤ１１の視界に対して
左側に寄ったものとなる。したがって、例えば、プレー
ヤが正面を向いている場合には、ハンドル２の像が画面
の右側に位置する映像となる。
【００４３】この映像カメラ１９からの実空間映像３５
は、左眼用表示画像合成部２７に供給し、ここで、実空
間映像３５と左右視界画像演算回路３３からの左眼用仮
想視界画像３７Ｌとをクロマキー合成して左眼用表示画
像３８Ｌを生成し、これを映像表示部１４の左眼用表示
素子１７Ｌに供給して表示する。また、映像カメラ１９
からの実空間映像３５は、画像処理部４７にも供給し、
ここで、実空間映像３５を左側にシフトする。これによ
り、例えば、プレーヤが正面を向いている場合には、ハ
ンドル２の像が画面の左側に位置するようにする。
【００４４】この画像処理部４７でシフト処理した映像
３５′は、右眼用表示画像合成部２８に供給し、ここ
で、左右視界画像演算回路３３からの右眼用仮想視界画
像３７Ｒとクロマキー合成して右眼用表示画像３８Ｒを
生成し、これを映像表示部１４の右眼用表示素子１７Ｒ
に供給して表示する。
【００４５】この実施形態によれば、上述した実施形態
と同様に、左眼用表示画像３８Ｌおよび右眼用表示画像
３８Ｒは、映像カメラ１９による実空間映像が有限距離
で融像され、例えば、プレーヤ１１が前方を向いてプレ
ーしている場合には、ハンドル２の映像がフロントガラ
スの部分に合成した仮想視界画像よりも手前に位置する
ように融像されるので、より現実の世界に近い状態で仮
想現実を体験することができる。なお、この実施形態で
は、右眼用においては、映像カメラ１９からの実空間映
像３５を左側にシフトさせているので、右眼用表示画像
３８Ｒにおいては右側に映像が表示されない部分が生じ
る。しかし、この部分は、融像状態においては外側に位
置するので、観察にはさほど問題にならない。
【００４６】上述した各実施形態では、図２に示したよ
うに、左右の表示素子１７Ｌ，１７Ｒを、その各水平方
向の中心が対応する左右の眼球１６Ｌ，１６Ｒの視軸と
一致するように配置した。この発明の第６実施形態にお
いては、図１７に示すように、左右の表示素子１７Ｌ，
１７Ｒを対応する左右の接眼光学系１８Ｌ，１８Ｒの光
軸に対してそれぞれ内側に偏って配置する。
【００４７】この場合には、例えば、映像カメラ１９に
よる実空間映像３５の画面の大きさと、左右視界画像演
算回路３３からの左右の仮想視界画像３７Ｌ，３７Ｒの
各画面の大きさと、映像表示部１４における左右の表示
素子１７Ｌ，１７Ｒの各画面の大きさとをそれぞれ等し
くし、図７においてゲート回路４１を省略した回路構成
で、左右の表示素子１７Ｌ，１７Ｒに映像を表示するこ
とにより、仮想現実を体験することができる。
【００４８】すなわち、図１８に示すように、映像カメ
ラ１９からの実空間映像３５を左眼用表示画像合成部２
７および右眼用表示画像合成部２８に並列に供給して、
左右視界画像演算回路３３からの左右の立体ＣＧ３７
Ｌ，３７Ｒとそれぞれクロマキー合成して、左右の表示
画像３８Ｌ，３８Ｒを生成し、これらを映像表示部１４
の左右の表示素子１７Ｌ，１７Ｒにそれぞれ供給して表
示する。
【００４９】このように表示すれば、左右の表示画像３
８Ｌ，３８Ｒにおいて、例えば、ハンドル２の像が中央
に位置していても、左右の表示素子１７Ｌ，１７Ｒが対
応する左右の接眼光学系１８Ｌ，１８Ｒの光軸に対して
それぞれ内側に偏って配置されているので、ハンドル２
の像は、左右の眼球１６Ｌ，１６Ｒの視軸に対して内側
に表示されることになる。したがって、ハンドル２の映
像は、フロントガラスの部分に合成した仮想視界画像よ
りも手前に位置するように、左眼用表示画像３８Ｌおよ
び右眼用表示画像３８Ｒが融像されるので、上述した実
施形態におけると同様に、より現実の世界に近い状態で
仮想現実を体験することができる。また、この実施形態
によれば、図３に示す左右画像処理部２６や、図７に示
すゲート回路４１が不要となるので、回路構成を簡単に
できる。
【００５０】上記の第６実施形態は、例えば、図１９に
示すように、左右の接眼光学系１８Ｌ，１８Ｌを、それ
らの光軸が内向して交差するように傾けて配置した場合
にも、同様に適用することができる。
【００５１】なお、この発明は、上述したドライビング
ゲームに限らず、システムキッチン、フライトシュミレ
ータ等の各種の仮想体験装置やその他の映像表示装置に
有効に適用することができる。
【００５２】また、上述した各実施形態では、左右の眼
球１６Ｌ，１６Ｒに対応して表示素子１７Ｌ，１７Ｒを
設けたが、例えば、図２０に示すように、一枚の表示素
子５１を設け、この表示素子５１に表示される映像を、
共通のプリズム５２、左眼用反射ミラー５３Ｌ、左眼用
接眼光学系１８Ｌおよび左眼用シャッタ５４Ｌを経て左
眼球１６Ｌに導くと共に、プリズム５２、右眼用反射ミ
ラー５３Ｒ、右眼用接眼光学系１８Ｒおよび右眼用シャ
ッタ５４Ｒを経て右眼球１６Ｒに導くようにし、表示素
子５１に左右の表示画像合成部２７，２８から左右の表
示画像を交互に出力して、フィールド順次で表示させる
と共に、それに同期して左右のシャッタ５４Ｌ，５４Ｒ
を交互に開閉して映像を観察するよう構成することもで
きる。
【００５３】付記 １．請求項１または２記載の映像表示装置において、前
記実空間映像信号処理手段は、前記右眼用第１映像信号
および前記左眼用第１映像信号における互いに対応する
像の水平位置が相対的に近接するように、前記撮像手段
からの実空間映像信号を処理することを特徴とする映像
表示装置。 ２．付記項１記載の映像表示装置において、前記実空間
映像信号処理手段は、前記撮像手段からの実空間映像信
号による実空間映像を左方向にシフトして右眼用第１映
像信号を生成する手段と、前記撮像手段からの実空間映
像信号による実空間映像を右方向にシフトして左眼用第
１映像信号を生成する手段との、少なくとも一方を有す
ることを特徴とする映像表示装置。 ３．付記項１記載の映像表示装置において、前記実空間
映像信号処理手段は、前記撮像手段からの実空間映像信
号による実空間映像の右側領域を抽出して右眼用第１映
像信号を生成する手段と、前記撮像手段からの実空間映
像信号による実空間映像の左側領域を抽出して左眼用第
１映像信号を生成する手段との、少なくとも一方を有す
ることを特徴とする映像表示装置。 ４．付記項１記載の映像表示装置において、前記撮像手
段は、観察者の左側または右側の側頭部に配置し、前記
実空間映像信号処理手段は、前記撮像手段からの実空間
映像信号を分配し、その一方の実空間映像信号を処理し
て、互いに対応する像の水平位置が異なる右眼用第１映
像信号および左眼用第１映像信号を生成するよう構成し
たことを特徴とする映像表示装置。 ５．請求項３記載の映像表示装置において、前記右眼用
表示信号による表示画像を前記映像表示手段に対して左
側にシフトし、前記左眼用表示信号による表示画像を前
記映像表示手段に対して右側にシフトする手段を有する
ことを特徴とする映像表示装置。 ６．請求項３記載の映像表示装置において、前記映像表
示手段は、観察者の右眼球に対応し、前記右眼用表示信
号を表示する右眼用表示素子および該右眼用表示素子に
表示される映像を観察者の右眼球に導く右眼用接眼光学
系と、観察者の左眼球に対応し、前記左眼用表示信号を
表示する左眼用表示素子および該左眼用表示素子に表示
される映像を観察者の左眼球に導く左眼用接眼光学系と
を有し、前記右眼用表示素子および前記左眼用表示素子
を、対応する前記右眼用接眼光学系および前記左眼用接
眼光学系の光軸に対してそれぞれ内側に偏芯して配置し
たことを特徴とする映像表示装置。 ７．請求項３記載の映像表示装置において、前記映像表
示手段は、観察者の右眼球に対応し、前記右眼用表示信
号を表示する右眼用表示素子および該右眼用表示素子に
表示される映像を観察者の右眼球に導く右眼用接眼光学
系と、観察者の左眼球に対応し、前記左眼用表示信号を
表示する左眼用表示素子および該左眼用表示素子に表示
される映像を観察者の左眼球に導く左眼用接眼光学系と
を有し、前記前記右眼用接眼光学系および前記左眼用接
眼光学系を、それらの光軸が内向して交差するように配
置したことを特徴とする映像表示装置。
【００５４】
【発明の効果】この発明によれば、撮像手段による実空
間映像が有限距離で融像されるように、実空間映像に他
の画像を合成して表示するようにしたので、仮想体験装
置に適用した場合には、仮想現実をより現実の世界に近
づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態を説明するための図で
ある。
【図２】図１に示す映像表示部の概略図である。
【図３】第１実施形態における映像表示装置の回路構成
を示すブロック図である。
【図４】その動作を説明するための図である。
【図５】同じく、図３の動作を説明するための図であ
る。
【図６】この発明の第２実施形態を説明するための図で
ある。
【図７】この発明の第３実施形態における映像表示装置
の回路構成を示すブロック図である。
【図８】その動作を説明するための図である。
【図９】同じく、動作を説明するための図である。
【図１０】同じく、動作を説明するための図である。
【図１１】同じく、動作を説明するための図である。
【図１２】この発明の第４実施形態における映像表示装
置の回路構成を示すブロック図である。
【図１３】その動作を説明するための図である。
【図１４】第５実施形態における映像カメラの取り付け
例を示す図である。
【図１５】第５実施形態における映像表示装置の回路構
成を示すブロック図である。
【図１６】その動作を説明するための図である。
【図１７】この発明の第６実施形態における映像表示部
の概略図である。
【図１８】第６実施形態の動作を説明するための図であ
る。
【図１９】映像表示部の変形例を示す概略図である。
【図２０】同じく、映像表示部の変形例を示す概略図で
ある。
【符号の説明】
１ 自動車 ２ ハンドル １１ プレーヤ １２ 頭部装着装置 １３ ゴーグル １４ 映像表示部 １５ 空間センサ １６Ｌ 左眼球 １６Ｒ 右眼球 １７Ｌ 左眼用表示素子 １７Ｒ 右眼用表示素子 １８Ｌ 左眼用接眼光学系 １８Ｒ 右眼用接眼光学系 １９ 映像カメラ ２１ 操作部 ２２ 仮想視界画像演算部 ２３ 音声合成部 ２４ スピーカ ２５ 姿勢制御装置 ２６ 左右画像処理部 ２７ 左眼用表示画像合成部 ２８ 右眼用表示画像合成部 ３１ プログラム回路 ３２ 仮想３次元空間演算回路 ３３ 左右視界画像演算回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 実像を撮影する単一の撮像手段と、 この撮像手段からの実空間映像信号を処理して、互いに
    対応する像の水平位置が異なる右眼用第１映像信号およ
    び左眼用第１映像信号を生成する実空間映像信号処理手
    段と、 互いに対応する像の水平位置が異なる右眼用第２画像信
    号および左眼用第２画像信号を生成する画像信号生成手
    段と、 前記右眼用第１映像信号の一部領域に、前記右眼用第２
    画像信号を合成して右眼用表示信号を生成する右眼用映
    像信号合成手段と、 前記左眼用第１映像信号の一部領域に、前記左眼用第２
    画像信号を合成して左眼用表示信号を生成する左眼用映
    像信号合成手段と、 前記右眼用映像信号合成手段および前記左眼用映像信号
    合成手段でそれぞれ生成された前記右眼用表示信号およ
    び前記左眼用表示信号を表示して観察者の右眼球および
    左眼球に導く映像表示手段とを有し、 前記撮像手段による映像が有限距離で融像されるよう
    に、前記右眼用表示信号および前記左眼用表示信号を生
    成するよう構成したことを特徴とする映像表示装置。
  2. 【請求項２】 観察者の視野を覆うように装着され、観
    察者の右眼球および左眼球にそれぞれ対応する映像を表
    示するための映像表示手段を有する頭部装着型映像表示
    手段と、 観察者に装着され、観察者から見える実空間映像を撮像
    する単一の撮像手段と、 この撮像手段からの実空間映像信号を処理して、互いに
    対応する像の水平位置が異なる右眼用第１映像信号およ
    び左眼用第１映像信号を生成する実空間映像信号処理手
    段と、 第２画像信号を生成する画像信号生成手段と、 前記右眼用第１映像信号と前記第２画像信号とを合成し
    て右眼用表示信号を生成する右眼用映像信号合成手段
    と、 前記左眼用第１映像信号と前記第２画像信号とを合成し
    て左眼用表示信号を生成する左眼用映像信号合成手段と
    を有し、 前記右眼用映像信号合成手段および前記左眼用映像信号
    合成手段でそれぞれ生成された前記右眼用表示信号およ
    び前記左眼用表示信号を、前記撮像手段による映像が有
    限距離で融像されるように前記映像表示手段に表示し
    て、観察者の右眼球および左眼球に導くよう構成したこ
    とを特徴とする映像表示装置。
  3. 【請求項３】 観察者の視野を覆うように装着され、観
    察者の右眼球および左眼球にそれぞれ対応する映像を表
    示するための映像表示手段を有する頭部装着型映像表示
    手段と、 観察者に装着され、観察者から見える実空間映像を撮像
    する単一の撮像手段と、 互いに対応する像の水平位置が異なる右眼用第２画像信
    号および左眼用第２画像信号を、前記右眼用第２画像信
    号による像よりも前記左眼用第２画像信号による像の方
    が相対的に左側に位置するように生成する画像信号生成
    手段と、 前記撮像手段から得られる実空間映像信号と前記右眼用
    第２画像信号とを合成して右眼用表示信号を生成する右
    眼用映像信号合成手段と、 前記撮像手段から得られる実空間映像信号と前記左眼用
    第２画像信号とを合成して左眼用表示信号を生成する左
    眼用映像信号合成手段とを有し、 前記右眼用映像信号合成手段および前記左眼用映像信号
    合成手段でそれぞれ生成された前記右眼用表示信号およ
    び前記左眼用表示信号を、前記撮像手段による映像が有
    限距離で融像されるように前記映像表示手段に表示し
    て、観察者の右眼球および左眼球に導くよう構成したこ
    とを特徴とする映像表示装置。
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