JPH0965371A - 立体視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 人を縮小したと仮定したときにその縮小され
た人の眼から見える景観を立体的に見せることが可能な
立体視装置を提供する。 【解決手段】 ビデオカメラ（１）と、ビデオカメラ
（１）からの映像信号を入力し、左眼用の画像と右眼用
の画像とを夫々表示する立体視表示手段（１２）とを有
する立体視ビデオカメラ装置において、ビデオカメラ
（１）を水平方向に往復移動させる移動手段（２、３、
８）と、ビデオカメラ（１）からの映像信号を受信する
とともに、ビデオカメラの往復移動範囲内における所定
の２ヵ所での映像信号のうちの一方を左眼用の映像信号
として、他方を右眼用の映像信号として、それぞれ立体
視表示手段に送信する送信制御手段（４、５、６、７）
とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオカメラによ
る映像をモニタ上に立体的に見せるための立体視装置に
関するものであり、特に建造物や町の縮小モデルの中に
配置してそれらの景観を立体的に観察するための立体視
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ある場所に建造物を新たに建てようとす
る場合、その周りの景観に及ぼす影響を事前にシミュレ
ーションすることが良く行われる。よくある手法として
は、建造物の縮小モデルを作成するとともに建造物の周
りの建物や施設、例えば道路や川、橋、公園等も模型に
て作成し、建造物を中心とした町を再現させる。人や車
のミニチュア模型もその縮小モデルの中に配置すれば、
建物の大きさや道路の幅等、より具体的に町の景観を感
じ取ることができる。通常このような建造物の模型の縮
小率は１／１８０程度が採用されている。これはミニチ
ュアカーや既存の縮小モデルが流用できるためである。

【０００３】このように、縮小モデルで町を再現させる
ことにより、現実に近い形で町の景観を観察することが
でき、建造物や橋等を建設したときの町の景観の変化を
シミュレーションすることができる。このとき、小さな
ビデオカメラを模型で作った町の中に配置することによ
り、実際に町の中から見た景観をテレビ画面等のモニタ
によって観察するとこができる。模型の中に配置するビ
デオカメラと、そのビデオカメラからの映像を表示する
モニタとが立体視装置で構成されれば、自分が実際にそ
の模型の町の中に居るような感覚で、その町の景観を観
察することが可能となり、新しい建造物や橋等を建設し
たときの町の景観の変化をより現実的に感じることがで
きる。

【０００４】従来の立体視装置としては、例えば右眼用
のビデオカメラと、左眼用のビデオカメラとを所定の間
隔だけ離して配置し、観察する物体に対して互いに異な
る角度からの映像を夫々得て、それらの映像信号をヘッ
ドマウントディスプレイ等の立体視表示装置に表示させ
る。観察者はこの表示装置を見ることによって、観察対
象となる物体が実際に目の前にあるかのように、より現
実的に観察することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在使
用されているビデオカメラのなかで最も小さいものは、
レンズの直径が１２ｍｍであるため、このビデオカメラ
を２台並列して配置したときの基線長（右眼用のカメラ
の光軸と左眼用のカメラの光軸との間隔）は必然的に１
２ｍｍかそれ以上となってしまう。上述したような町の
模型は１／１８０の縮尺率で形成されることが多いた
め、この縮小率の町をより現実的に観察するためには２
台のカメラのレンズの光軸間隔を、縮小模型に対応して
縮小させた人の目の間隔（眼幅）に合わせる必要があ
る。通常６０ｍｍ程度の人の眼幅を縮小模型に対応させ
ると、約０．３３ｍｍである。従って、現在使用されて
いる小型のビデオカメラでは、立体視による観察ができ
たとしても、実際に同じ比率で縮小された眼幅によって
観察されるものではないため、不自然な映像となり、全
く現実感のないシミュレーションとなってしまう。当然
１／１８０の縮小率以外にも、例えば１／６０の模型で
作った室内のインテリアの配置等を観察する場合等、従
来の立体視装置では現実感のないシミュレーションとな
ってしまう。

【０００６】本発明は上述のごとき従来の問題点に鑑
み、人を縮小したと仮定したときにその縮小された人の
眼から見える景観を立体的に見せることが可能な立体視
装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【問題を解決するための手段】上述した目的を解決する
ため、本発明のうちの請求項１記載の発明は、ビデオカ
メラ（１）と、ビデオカメラ（１）からの映像信号を入
力し、左眼用の画像と右眼用の画像とを夫々表示する立
体視表示手段（１２）とを有する立体視ビデオカメラ装
置において、ビデオカメラ（１）を水平方向に往復移動
させる移動手段（２、３、８）と、ビデオカメラからの
映像信号を受信するとともに、ビデオカメラの往復移動
範囲内における所定の２ヵ所での映像信号のうちの一方
を左眼用の映像信号として、他方を右眼用の映像信号と
して、それぞれ立体視表示手段に送信する送信制御手段
（４、５、６、７）とを有することを特徴とするもので
ある。

【０００８】請求項２記載の発明は、上述の移動手段
は、ベース部（３）と、ビデオカメラを保持しベース部
上を移動可能な移動部（２）と、該移動部をベース上で
往復移動させる駆動装置（８）とを有し、送信制御手段
は、移動部がベース上における所定の２ヵ所に来たこと
を検出する位置検出手段（４、５、６）を有し、位置検
出手段からの検出信号に応じてビデオカメラからの映像
信号を立体視表示手段に出力することを特徴とするもの
である。

【０００９】請求項３記載の発明は、上述した所定の２
ヵ所は、ビデオカメラの往復移動における移動方向の転
換位置又はその近傍であることを特徴とするものであ
る。請求項４記載の発明は、ビデオカメラの光軸の高さ
位置と前述の所定の２ヵ所の間隔との少なくとも一方を
調整可能な調整手段を有することを特徴とするものであ
る。

【００１０】ビデオカメラを往復移動させることによ
り、１つのビデオカメラから異なる位置での映像を得る
ことができる。この異なる位置での映像を人間の右目及
び左目から見た映像として得ることにより、立体視表示
装置に立体映像を映し出すことがてきる。往復移動を例
えばモータ等により高速にする（振動させる）ことによ
り、リアルタイムな立体映像を得ることができる。

【００１１】請求項３記載の発明では、ビデオカメラか
らの映像を検出する位置が往復移動の方向転換位置近傍
なので、ビデオカメラの移動速度が遅く映像がブレなく
てすむ。請求項４記載の発明では、大人から子供までの
様々な観察者の目線や眼幅を再現することができ、より
リアルに縮小模型の景観を観察することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は本願発明の第１の実施形態
の概略的な構成を示す図である。ビデオカメラ１はステ
ージ２上に配置さており、ステージ２はベース３上に配
置されている。ビデオカメラ１からの映像信号はビデオ
スイッチャー７に出力される。ベース３にはガイド３ａ
が設けられており、ステージ２はこのガイド３ａに沿っ
て図１に示す矢印の方向に摺動可能となっている。これ
らのステージ２とベース３とによってリニアモータが構
成されている。リニアモータの駆動は、駆動装置８によ
って制御されている。駆動装置８は、ステージ２をベー
ス３上で往復移動させる。ステージ２の移動方向に平行
なベース３の側面には、２つのフォトセンサ（以下単に
“センサ”と呼ぶ）４、５がステージ２の移動方向に所
定の間隔だけ離して設けられている。これらのセンサ
４、５は、それぞれ投光部と投光部からの光を受光する
受光部とが互いに向き合って配置されたものである。ス
テージ２の側面には、先のセンサにおける投光部と受光
部との間を遮光するための遮光部材６が設けられてい
る。ステージ２がベース３上を往復移動すると、この遮
光部材６はセンサ４、及び５の内部空間（投光部と受光
部との間）に配置され、投光部からの光を遮光するよう
に構成されている。駆動装置８は遮光部材６がセンサ４
とセンサ５との間を往復移動するように、ステージ２を
往復移動させる。すなわち、遮光部材６がその移動方向
を転換する位置の近傍に、センサ４及び５が配置されて
いる。センサ４、５の受光部は、投光部からの光が遮光
されたとき、ビデオカメラ１が所定の位置にきたことを
知らせる検出信号をビデオスイッチャー７に出力する。

【００１３】ビデオスイッチャー７は、センサ４からの
信号を受信すると、ビデオカメラ１からの映像信号をフ
レームメモリ９へ送り、センサ５からの信号を受信する
と、ビデオカメラ１からの映像信号をフレームメモリ１
０へ送る。センサ４が検出信号を出力したときのビデオ
カメラの映像は、人が左眼で物を見たときの映像に対応
し、センサ５が検出信号を出力したときのビデオカメラ
の映像は、人が右眼で物を見たときの映像に対応する。
従って、ビデオカメラの基線長は実質的にセンサ４とセ
ンサ５との間隔と同じである。

【００１４】フレームメモリ９、１０はビデオカメラ１
が往復移動中（何方のセンサからも検出信号が出力され
ない状態）で、入力される映像信号が欠落している間、
すでに撮影した映像信号を出力し続ける。そのため、映
像信号の欠落による画像のちらつき等、画質劣化の防止
に有効となる。また、フレームメモリ９、１０からの映
像信号は画像メモリ装置１１に出力され、夫々の映像信
号が記録される。この画像メモリ装置１１は例えば光磁
気ディスクやＶＴＲ等である。また、フレームメモリ
９、１０からの映像信号は画像メモリ装置１１を介して
ヘッドマウントディスプレイ１２に出力される。ヘッド
マウントディスプレイ１２は左眼視野の画像を表示する
左眼視野画像表示部１２Ｌと右眼視野の画像を表示する
右眼視野画像表示部１２ｒとを有し、夫々の画像表示部
に各フレームメモリ９、１０からの映像信号をリアルタ
イムに表示させる。あるいは、画像メモリ装置１２に録
画した画像を再生して表示させることもできる。観察者
は、このヘッドマウントディスプレイをかぶって画像表
示部１２Ｌ、１２Ｒを見ることにより、ビデオカメラ１
からの映像信号を立体視することが可能となり、ビデオ
カメラ１が撮像している場所に自分が実際にいるかのよ
うに、その景観を観察することができる。

【００１５】本実施の形態では、このセンサ４とセンサ
５との間隔を調節することができる。具体的には、ベー
ス３のセンサ４、５の取り付け部分に案内溝（不図示）
が設けられ、使用者が必要に応じてセンサ４、５を案内
溝に沿って移動させることより達成される。例えばこの
間隔を０．３３ｍｍにして上述した１／１８０縮小モデ
ルの町の中に配置すると、実際にその模型の町の中に自
分がいるような感覚でその町の景観を観察することがで
きる。このとき、地面からビデオカメラ１の光軸までの
高さが１ｃｍ程度であれば１８０ｃｍ程度の身長の人が
見たときと同様の景観が得られる。センサ４とセンサ５
との間隔や、ビデオカメラ１の光軸の高さ位置を調整す
ることにより、子供から大人まで、様々な観察状態をシ
ミュレーションすることができる。

【００１６】本実施の形態においてはビデオカメラの位
置を検出するための位置検出装置として、非接触型のセ
ンサ４、５を用いたが、特にこれに限らず接触型のセン
サ（例えばタッチセンサ等）であっても良い。また、特
にセンサを配置せず、ビデオカメラ１の移動方向が転換
するタイミングを駆動制御信号から検知し、その検知信
号をビデオスイッチャー７に直接入力し、ビデオカメラ
１からの映像信号をフレームメモリー９又はフレームメ
モリー１０に出力させるようにしても良い。

【００１７】また、ビデオカメラ１の移動速度を早くし
て、左眼用の映像信号の出力と右眼用の映像信号の出力
との時間間隔が非常に短くすれば、フレームメモリー
９、１０を省略しても画質の劣化を実質的に無視するこ
とができる。従って、ビデオスイッチャー７からの信号
を直接ヘッドマウントディスプレイ１２に出力すること
ができる。

【００１８】また、図１に示すようにビデオカメラをス
テージ上に据え置きする形ではなく、図４に示すように
足１３ａ、１３ｂよってつり下げる形にすれば、足１３
ａ、１３ｂの長さを調整することよりビデオカメラ１の
光軸の高さ位置が低くでき調整も簡単に行うことができ
る。具体的には足１３ａ、１３ｂを内筒部材と内筒部材
に沿って（上下に）摺動する外筒部材との２つの部材か
ら構成し、外筒を上下動させる。図４は、本実施の形態
の変形例であり、ビデオカメラ１を保持する構造が異な
るだけで、その他の構成は全て図１に示す第１の実施の
形態と同じである。

【００１９】図２は、本発明の第２の実施の形態の概略
構成を示す図である。本実施の形態は、ビデオカメラを
往復移動させる装置を第１の実施の形態のもの（リニア
モータ）よりさらに簡単な構成のもので作成したもので
ある。図２において、先の第１の実施形態と同一の機能
を果たす部材については同じ符号を付している。カメラ
１は板部材１４に固定されている。板部材１４は２枚の
板バネ１５によって左右方向に平行移動することができ
る。ボイスコイルモータ１６は板部材１４の側面に連結
されている。ボイスコイルモータ１６を駆動させると、
板部材１４は左右方向に往復移動する。この往復移動に
よってビデオカメラ１に必要な基線長を与えるビデオカ
メラ１の位置はセンサ４、５及び遮光部材６によって検
出される。また、図３は本発明の第３の実施の形態の概
略構成を示す図である。本実施の形態は、図２における
板バネ１５の代わりにリンク棒１８を使用して、パンタ
グラフ機構によって板部材１４を左右方向に往復移動さ
せるものである。このリンク棒１８以外は先の第２の実
施の形態と同じ構成である。

【００２０】上述の如き第２及び第３の実施の形態で
は、可動部の質量を小さくすることができるため、ビデ
オカメラ１を高速に移動させることができ、部品点数を
すくなくさせることができるという利点がある。

【００２１】

【発明の効果】以上のような本発明の立体視装置によれ
ば、１台のビデオカメラを水平方向に往復移動行させ、
その移動範囲内の所定の２ヵ所での映像信号を立体視表
示に用いるため、非常に小さな基線長で物体を観察する
ことができる。従って、人を縮小したと仮定したときに
その縮小された人の眼から見える景観を立体的に見せる
ことが可能となる。これは、例えば１／１８０に縮小し
た建造物の模型を立体視観察することかできる等、様々
な縮小モデルにこの装置を配置することにより、実際に
その縮小モデルの中にいるような感覚でそれらを観察す
ることができる。また、位置検出手段によって検出する
所定の２ヵ所の間隔を調整することにより、子供や大人
の眼幅に合わせたシミュレーションが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の概略的な構成を示
す図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態の概略的な構成を示
す図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態の概略的な構成を示
す図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態の変形例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１・・・ビデオカメラ ２・・・ステージ ３・・・ベース ４、５・・・センサ ６・・・遮光部材 ７・・・ビデオスイッチャー ８・・・駆動装置 ９、１０・・・フレームメモリ １２・・・ヘッドマウントディスプレイ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビデオカメラと、前記ビデオカメラから
   の映像信号を入力し、左眼用の画像と右眼用の画像とを
   夫々表示する立体視表示手段とを有する立体視装置にお
   いて、 前記ビデオカメラを水平方向に往復移動させる移動手段
   と、 前記ビデオカメラからの映像信号を受信するとともに、
   前記ビデオカメラの往復移動範囲内における所定の２ヵ
   所での映像信号のうちの一方を左眼用の映像信号とし
   て、他方を右眼用の映像信号として、それぞれ前記立体
   視表示手段に送信する送信制御手段とを有することを特
   徴とする立体視装置。
2. 【請求項２】 前記移動手段は、ベース部と、前記ビデ
   オカメラを保持し前記ベース部上を移動可能な移動部
   と、該移動部を前記ベース上で往復移動させる駆動装置
   とを有し、 前記送信制御手段は、前記移動部が前記ベース上におけ
   る所定の２ヵ所に来たことを検出する位置検出手段を有
   し、前記位置検出手段からの検出信号に応じてビデオカ
   メラからの映像信号を前記立体視表示手段に出力するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 前記所定の２ヵ所は、前記ビデオカメラ
   の往復移動における移動方向の転換位置又はその近傍で
   あることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 【請求項４】 前記ビデオカメラの光軸の高さ位置と前
   記所定の２ヵ所の間隔との少なくとも一方を調整可能な
   調整手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいず
   れかに記載の装置。