JPS63296489A

JPS63296489A - 立体テレビジョンシステム

Info

Publication number: JPS63296489A
Application number: JP62129974A
Authority: JP
Inventors: Tsuneo Adachi; 恒夫安達
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1987-05-28
Filing date: 1987-05-28
Publication date: 1988-12-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野１この発明は、立体テレビジョンシステムに関するもので
ある。

［発明がなされた背景１一般に、立体テレビジタンシステムは、人間の左右の目
に対応する一対のテレビカメラによって被写体を撮像し
、各テレビカメラからの画像信号をカソードレイチュー
ブ（以下、ＣＲＴと略称する。）に交互に表示させる一
方、ＣＲＴにおける表示画像の切替に同期して左眼と右
眼とを交互に遮蔽する眼鏡をかけて観察者に画像を観察
させることにより、表示画像から立体像を認識させるよ
うにしたものである。

ところで、仮にＣＲＴが被写体の全体を表示しているも
のとしたとき、観察者は被写体の一部のみを観察するこ
とを要望することがある。この上うな要望に応える方法
としては、次の２つの方法が考えられる。

゛　　１つの方法は、観察したい部分のみをテレビカメ
ラが撮像するように、テレビカメラを被写体に接近移動
させるものである。他の１つの方法は、テレビカメラに
ズームレンズを装着し、観察したい部分をズームアツプ
して撮像するものである。

ところが、前者の方法にあっては、２台のテレビカメラ
をそれぞれ移動させる移動装置を必要とするのみならず
、各テレビカメラの移動距離を正確に同一に制御する制
御装置が必要であり、設備費が高騰するという問題があ
る。この点、後者の方法は、２つのズームレンズを装着
するだけであり、また各ズームレンズのズームアツプ量
（拡大倍率）を同一にするのも比較的容易に行うことが
でとる（特公昭６２１４１５７号公報参照）。しかしな
がら、単にズームアツプすると、表示画像が正しい立体
像を認識させるための正規の表示画像に対して狂いが生
じ、このため後者の方法にあっては、立体画像が紙のよ
うに偏平に見えるいわゆる書き割り現象が生じ、あるい
は人物が小人のように見えたり、風景が箱庭のように見
えるいわゆる箱庭現象が生じるという問題があった。

［発明の目的１この発明は、上記事情を考慮してなされたもので、設備
費の高騰を招来することな１被写体の一部のみを表示す
ることができ、しがも書き割り現象や箱庭現象等の不具
合が生じるのを防止することができる立体テレビジョン
システムを提供することを目的とする。

［発明の構成１ここでまず、この発明の構成を述べる前に、この発明の
基礎となった原理について述べると、以下のとおりであ
る。

立体テレビジョンシステム等の２眼視式立体画像表示シ
ステムにおいて、書き割り現象や箱庭現象が生じないた
めの条件（以下、この条件を正準条件という。）は、■
２台のテレビカメラの光軸は平行である、■左右画像の
表示画面は平面で、観察者の顔面に対して平行である、
と仮定すれば、次式で表される。（１９８５年１月２４
日社団法人電子通信学会発行ｒ２１視式立体画像におけ
る”箱庭”、′書き割り”現象の解析」、およびＪ　ｏ
ｕｒｎａｌｏｆ　ｔｈｅ　ＳＭＴＰＥ、ｖｏｌ、５９．
Ｐ２５９参照。）Ａ＝ｅ＝Ｅ　　・・・・・・（１）Ｂ＝０　　　　・・・・・・（２）Ｒ＝Ｍｆ　　　・・・・・・（３）ここで、Ａ；左右画像の中心間隔ｅ；２台のテレビカメラの光軸間隔Ｅ；観察者の瞳孔間隔Ｂ；観察位置の左右変位Ｒ；観察者の視距離Ｍ；テレビカメラの撮像面における線分の長さに対する
表示画面における線分の長さの拡大率ｆ；テレビカメラのレンズ中心から撮像面までの距離（
焦点距離に概略等しい）上記の正準条件において、表示画像の大きさに関するも
のは、式（３）である。この式（３）より、ズームアツ
プに伴って距離ｒを１．からｒ２に変化させた場合、視
距離Ｒが一定ならば、距離ｆの変化に対応させて拡大率
ＭをＭｌからＭ２に変化させ、積Ｍｆを一定にしなけれ
ばならないことが判る。すなわち、Ｍｆ＝Ｍ、ｆ、＝Ｍ２ｆ２＝一定・・・・・・（４）と
しなければならない。この式（４）より、ズームアツプ
後の拡大率Ｍ２は、Ｍ、＝Ｍ、ｆ、／ｆ２・・・・・・（５）とする必要が
ある。つまり、ズームアツプして距離ｒをｆ、からｆ２
に変化させた場合には、表示系における画像の拡大率Ｍ
をＭｌからＭ２まで小さくしなければならないのである
。

より具体的に述べれば、距離ｆを基準路Ｒｆ１にしたと
き、歪みのない立体画像を認識させるための画像が表示
画面に基準大きさく拡大率Ｍ、）で映し出されていたも
のとすると、ズームアツプにより距離ｆ２にしたときに
は、基準距離ｆ１に対する距離ｒ２の比の逆数に相当す
る比率（逆倍率）だけ、表示画像を基準大きさに対して
縮小（拡大率Ｍ２）シなければならないのである。なお
、ズームレンズによるズーム倍率と上記焦点距離は比例
関係にあるから、上記焦点距離と表示画像の逆倍率との
関係は、焦点距離をズーム倍率に置き換えて説明するこ
とができる。

このような原理に基づき、この発明は、（イ）ズームレ
ンズのズーム倍率を検出する検出手段と、（ロ）歪みのない立体画像を認識させるための画像を基
準の大きさで表示画面に表示させることができるズーム
倍率を基準ズーム倍率として、この基準ズーム倍率に対
する検出手段からの検出ズーム倍率の比の逆数を演算す
ることにより逆倍率を求める演算手段と、（ハ）表示画像の基準の大きさに対して演算手段で求め
た逆倍率になるように、表示画像の大きさを制御する制
御手段と、を設けた点を構成上の主特徴とするものである。

［実施例１以下、この発明の一実施例について添付の第１図および
第２図を参照して説明する。

第１図において、符号１ａは左服用テレビカメラであり
、符号１ｂは右服用テレビカメラである。

この一対のテレビカメラ１　ａ、　１　ｂは、互いの光
軸を平行にし、かつ観察者（図示せず）の瞳孔の間隔と
同一間隔をもって配置されでいる。また、テレビカメラ
Ｉａ、Ｉｂは、ズームレンズ２　ａ、　２　ｂをそれぞ
れ備えている。各ズームレンズ２　ａ、　２　ｂは、１
台のモータ３により、歯車４、歯車５　ａ（５ｂ）、操
作部材６　ａ（６ｂ）およびフレキシブルケーブル７ａ
（７ｂ）を介して繰作される。歯車５ａと５ｂ、操作部
材６ａと６ｂ１フレキシブルケーブル７ａと７ｂは互い
に同様な構成になっている。したがって、ズームレンズ
２　ａ、　２　ｂは、互いに連動して同一量だけ焦点距
離を変えることが可能になっている。なお、２台のテレ
ビカメラ１　ａｔ　１　ｂのピント合わせ機構も同様に
して実現可能である。

上記構成のテレビカメラ１　ａｔ　１　ｂによる被写体
（図示せず）の画像信号は、画像切換装置８によってフ
ィールド毎に左服用画像信号と右服用画像信号とに交互
にかつ順次に切り換えられるとともに、各服用信号には
、左服用画像信号が右服用画像信号を識別するための識
別信号が垂直同期パルスに近接して挿入される。そして
、これら左服用画像信号および右服用画像信号は符号化
装置９に送られる。

また、上記モータ３にはロータリーエンコーダ１０が設
けられており、このロータリーエンコーダ１０から、モ
ータ３の回転に伴なうパルスが出力される。ズーム倍率
検出装置１１では、このパルスを計数（加算または減算
）することにより、ズーム倍率を検出する。この検出信
号は逆位率演算装置１２に送られ、ここで基準ズーム倍
率（本実施例ではズーム倍率１を基準ズーム倍率とする
）に対する検出ズーム倍率の比の逆数、すなわち逆倍率
を演算する。この逆倍率信号は上記符号化装置９に送ら
れる。

符号化装置９においては、左眼用画像信号および右服用
画像信号と逆倍率信号とが混合される。

その場合の混合方式としては、画像信号の垂直帰線期間
に画像縮小信号をＰＣＭ符号化し、それを画像信号中に
挿入する方法等が考えられる。このようにしで得られた
複合信号は、有線または無線の伝送路を介して受信系へ
送られる。

受信系においては、まず復号化装置１３によって複合信
号が画像信号と逆倍率信号とに分離される。

画像信号は、画像識別装置１４を介して画像信号処理回
路１５へ送られ、そこで輝度信号に変換される。そして
、輝度信号はＣＲＴ１６に入力され、ＣＲＴ１６の表示
画面１６ａに左服用画像と右服用画像とが交互に表示さ
れる。なお、左服用画像信号と右服用画像信号とに対応
して、画像識別装置１４がシャッター開閉信号を発し、
その信号によってシャッター付き眼鏡１７の左限または
右限が開閉されるようになっている。

また、ＣＲＴ１６の偏向回路１６ｂには、画像信号処理
回路１５から水平、垂直の両偏向信号が入力されるとと
もに、復号化装置１３によって分離された逆倍率信号が
入力される。偏向回路１６ｂは、上記偏向信号に基づい
て偏向コイル１６ｃへの印加電圧を制御して、表示画面
１６ａに向かう電子ビームを偏向させ、上記輝度信号に
同期して水平走査および垂直走査を行なわせる。さらに
、偏向回路１６ｂは、上記逆倍率信号に基づいて偏向コ
イル１６ｃへの印加電圧を制御し、電子ビームの偏向範
囲を狭めることにより、表示画像の大きさと基準大きさ
く本実施例では表示Ｉｉ！ｉ面１６ａと同じ大きさ）と
の比率が逆倍率と同一になるように、表示画像を縮小す
る。

上記の構成において、ズーム倍率力弓である場合、すな
わちズーム倍率が基準ズーム倍率の場合には、第２図（
Ａ）に示すように、画像が表示画面１６ａ全体に表示さ
れる（基準大きさ）。このとき、前述した正準条件が満
たされており、歪みのない立体画像を認識させるための
画像となっている。

一方、ズーム倍率が１より大きくなるようにズームアツ
プした場合には、仮に画像を縮小しないものとすると、
被写体の一部が拡大されて表示画面１６ａ全体に表示さ
れるはずである。しかるに、ユニでは表示画像の大きさ
を拡大率の逆数である逆倍率に応じて縮小しているから
、第２図（Ｂ）に示すように、表示される被写体の大き
さは何等変わることなく、被写体の一部のみが表示画面
１６ａの一部に表示されることになる。

このように、上記の立体テレビジョンシステムにおいて
は、テレビカメラにズームレンズを設置しているから、
被写体の一部のみを表示させることができるのは勿論の
こと、たとえズームアツプしたとしても、表示画面１６
ａにおいで表示される画像の大きさをズームアツプの分
だけ縮小するようにしているから、上記の正準条件の式
（３）を常に満足することになる。したがって、書き割
り現象や箱庭現象が発生することなく、歪みのない立体
像を認識させることができる。また、被写体の一部を表
示させるに際しては、テレビカメラを移動させるのでな
く、ズームアツプ方式を採用するものであるから、設備
費を安価なものとすることができる。

なお、上記の実施例においては、ズーム倍率な基準ズー
ム倍率に対して大きくする一方、それに対応して画像を
縮小するようにしているが、これとは逆にズーム倍率を
基準ズーム倍率に対して小さくし、画像を基準画像に対
して拡大するようにしてもよい。また、上記の実施例に
おいては、画像信号と逆倍率信号とを混合し、その後表
示系において分離するようにしているが、逆倍率信号を
直接偏向回路１６ｂへ伝送するようにすれば、符号化装
置９および復号化装置１３は不要である。

さらに、この発明は、左服用画像と右服用画像とを交互
に表示するようにした上記のいわゆるシャッタ一式立体
テレビジョンシステムに限定されることなく、ハーフミ
ラ−によって左右画像を合成する方式等、他の２眼視式
立体テレビジョンシステムにも適用することができる。

［発明の効果１以上説明したように、この発明の立体テレビジョンシス
テムによれば、（イ）ズームレンズのズーム倍率を検出する検出手段と
、（ロ）歪みのない立体画像を認識させるための画像を基
準の大きさで表示画面に表示させることができるズーム
倍率を基準ズーム倍率として、この基準ズーム倍率に対
する検出手段からの検出ズーム倍率の比の逆数を演算す
ることにより逆倍率を求める演算手段と、（ハ）表示画像の基準の大きさに対して演算手段で求め
た逆倍率になるように、表示画像の大きさを制御する制
御手段と、を設けたものであるから、表示画面に表示される画像の
大きさがズーム倍率の逆倍率の分だけ縮小または拡大さ
れることになり、上記の正準条件の式（３）を常に満足
することになる。したがって、書き割り現象や箱庭現象
が発生することなく、歪みのない立体像を認識させるた
めの画像を表示することができる。しかも、ズームアツ
プすることによってテレビカメラが被写体の一部のみを
撮像するから、被写体の一部のみが表示画面に表示され
ることになり、したがりで観察者は被写体の一部のみを
観察することができる。さらに、被写体の一部を表示さ
せるに際しては、テレビカメラを移動させるのでなく、
ズームアツプ方式を採用するものであるから、設備費を
安価なものとすることができる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略構成図、第２図
（Ａ）はズーム倍率が１であるときの表示画像を示す図
、第２図（Ｂ）はズーム倍率が１より大きいときの表示
画像を示す図である。ｌａ、ｌｂ・・・テレビカメラ、２　ｌｉｔ　２　ｂ・
・・ズームレンズ、１０・・・ロータリーエンコーダ、
１１・・・ズーム倍率検出手段、１２・・・送信率演算
手段、１６・・・ＣＲＴ（表示手段）、１６ｂ・・・偏
向回路（制御手段）。

Claims

【特許請求の範囲】互いに連動して動作するズームレンズをそれぞれ有し、
かつ所定距離隔てて設置された一対のテレビカメラと、
このテレビカメラの画像信号を表示画面に表示する表示
手段とを備えた立体テレビジョンシステムにおいて、（イ）前記ズームレンズのズーム倍率を検出する検出手
段と、（ロ）歪みのない立体画像を認識させるための画像を基
準の大きさで表示画面に表示させることができるズーム
倍率を基準ズーム倍率として、この基準ズーム倍率に対
する検出手段からの検出ズーム倍率の比の逆数を演算す
ることにより逆倍率を求める演算手段と、（ハ）前記表示画像の基準の大きさに対して前記演算手
段で求めた逆倍率になるように、表示画像の大きさを制
御する制御手段と、を設けたことを特徴とする立体テレビジョンシステム。