JP2001148851A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の画像表示装置では、その場で撮像した
撮像画像と予め設定された合成用の眺望画像を単に合成
して表示するだけであり、リアルな合成画像を表示させ
ることができなかった。 【解決手段】 ＣＣＤカメラ３と、このＣＣＤカメラ３
の撮像方向に合せた合成用の画像を得るための信号を、
予め合成用の画像を記憶しているコンピュータ５に出力
する方位検出手段４と、上記ＣＣＤカメラで撮像された
画像と上記方位検出手段からの信号に基づいて得られた
合成用の画像とが合成された合成画像を表示する表示部
２とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、合成画像を表示す
る画像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】特公平６−１０００２９号公報、特開平
９−１６０７０号公報、特開平９−２４４５２２号公
報、特開平８−６３０８９号公報、特開平８−１９００
４号公報には、建物の着工前や竣工前又は販売に際し、
建物の開口部からの眺望を部屋内で疑似体験する装置が
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、上記何
れの装置においても、その場で撮像した撮像画像と予め
設定された合成用の眺望画像を単に合成して表示するだ
けであり、リアルな合成画像を表示させることができな
かった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像表示装
置は、撮像手段と、この撮像手段の撮像方向に合せた合
成用の画像を得るための信号を、予め合成用の画像を記
憶している制御手段に出力する方位検出手段と、上記撮
像手段で撮像された画像と上記方位検出手段からの信号
に基づいて得られた合成用の画像とが合成された合成画
像を表示する表示部とを備えたものとした。上記構成に
より、撮像手段の向きの変化に伴って合成用の画像が動
くようなリアルな合成画像が表示される。

【０００５】

【発明の実施の形態】実施の形態１．本発明の実施の形
態１を図１乃至図４に基づいて説明する。図１は本実施
の形態１による画像表示装置の上面図、図２は当該画像
表示装置を使用した眺望疑似体験装置を示す構成図であ
る。各図において、１は本実施の形態１による画像表示
装置としての双眼鏡型の小形表示装置である。この表示
装置１は、例えばカラー液晶表示装置によって構成され
た表示部２が目の位置に維持されるように体験者Ｘが手
で持ちながら使用するものである。表示装置１は、上記
表示部２、撮像手段としてのＣＣＤカメラ３、ＣＣＤカ
メラ３の撮像方向（体験者Ｘの視線方向として扱う）を
検出するための方位検出手段４、上記ＣＣＤカメラ３で
撮像された撮像画像に合成する眺望画像を選択するため
のメニュー選択スイッチ６、ＣＣＤカメラ３の位置（体
験者Ｘの目の位置として扱う）を検出するための位置検
出手段７、後述する制御手段としてのコンピュータ５に
接続するための専用コネクタ８、把時部９、上記表示部
２に表示される内容に応じた音を出力するためのスピー
カ１０、体験者Ｘが周囲の明るさに邪魔されることなく
上記表示部２に表示される画面を見ることができるよう
に光を遮断するためのバイザー１１、表示装置１を首に
ぶらさせることができるようにするためのストラップ１
２を備える。尚、上記専用コネクタ８は表示装置１の下
面に設けられている。

【０００６】上記ＣＣＤカメラ３は、表示装置１を使用
しているときにリアルタイムに表示装置１の前方を撮像
する。上記方位検出手段４は、体験者Ｘの頭部が首を中
心として左右に傾いた角度をロール角として検出し、体
験者Ｘの頭部が首を中心として上下に傾く仰角をピッチ
角として検出し、体験者Ｘの頭部が首を中心として左右
に回転した角度を方位角として検出する３つの角度を検
出するもので、例えば、振動ジャイロと角度センサとが
各々３個用いられて構成される。この方位検出手段４か
らの角度信号は図示を省略したコントローラにより方位
信号（デジタル信号）に変換され、コンピュータ５に送
られる。上記位置検出部７は、体験者Ｘの目の位置とし
て扱うＣＣＤ３の位置を検出するための位置信号をコン
ピュータ５に出力するもので、例えば、磁気センサ、コ
マジャイロ等によって構成される。また、上記把持部９
は表示装置１の両側に設けられる。この把時部９は表示
装置１の表示部２を目に対向させた状態に長時間維持で
きるように設けられたものであり、体験者Ｘが把持し易
いように他の部分より若干薄肉に形成され、各指を位置
させやすいように、各指毎に対応する細長い若干の凹部
９ａが形成されたものである。尚、グリップを設けた
り、穴などを形成したりして把持部９を構成してもよ
い。要は、表示装置１を手で持ちやすいようにするため
のものであれば何でもよい。

【０００７】次に、上記表示装置１を使用した眺望疑似
体験装置を図２に基づいて説明する。まず、予め撮影し
ておいた各種の眺望画像を、コンピュータ５の記憶装置
１４Ａにおける各記憶領域１４に予め記憶させておく。
この各種の眺望画像としては、例えば、着工前又は竣工
前或いは販売中の建物の階層毎又は階層群毎等に対応し
て撮像された複数のパノラマ眺望画像などを予め記憶さ
せておく。表示装置１のメニュー選択スイッチ６を操作
して体験者Ｘの希望する部屋１３の属する階層に対応し
た眺望画像１５が記憶装置１４Ａから読み出されると、
コンピュータ５は方位検出手段４からの角度信号に基づ
く方位信号に基づいてこの眺望画像１５からその画像頂
点１６を中心としリアルタイムで平面補正した平面画像
を作成する。この平面画像は、ダウンコンバータ１８に
より、ＶＧＡ又はＮＴＳＣ対応のデータに変換される。
画像合成装置１９は、ＣＣＤカメラ３から入力した後述
する合成用着色マスクに対応するビデオ信号で指定され
た範囲の色を透明として扱い、その透明化された部分に
上記平面画像のデータを合成する。この合成処理には、
８ビット量子化デジタル処理が用いられる。つまり、Ｃ
ＣＤカメラ３で撮像した撮像画像における合成用着色マ
スクの青色部分に相当する画像データを、上記平面画像
データに代替えするデジタル処理により合成し、その合
成画像データを出力するものである。この合成画像デー
タに基づく合成画像が表示部２に表示される。尚、ＣＣ
Ｄカメラ３で撮像された撮像情報は画像信号信号変換器
１７でビデオ信号に変換されて画像合成装置１９に送ら
れる。また、表示部２は表示コントローラ２０により制
御される。

【０００８】擬似体験室としての部屋１３は、例えば建
物の一室が用いられる。２１は部屋１３の床、２２は部
屋１３の間仕切り、２３は部屋１３の外部と内部とを仕
切る壁である。２４は開口部としての窓であって、眺望
を擬似体験するための窓に相当する。２５は窓枠、２６
は窓枠２５の内部の桟である。２７は窓の透視領域を覆
う合成用着色マスクであって、透視領域が窓ガラスで覆
われている場合はこの窓ガラスを着色するか、壁２３の
外側より着色シートをあてがうことにより形成される。
又、合成用着色マスク２７としては窓２４と窓枠２５と
桟２６及び着色部分が描かれたシートを壁２３の内側に
取り付けることにより、部屋１３の壁２３より窓２４と
窓枠２５と桟２６等の実用的な開口要素を省いても良
い。合成用着色マスク２７の色は、実際の居住空間に使
用されることが比較的少ない青色系を採用すれば擬似体
験用の画像合成に際し、合成用着色マスク２７の色とそ
れ以外の部分とを色で適切に識別するのに最適である。
図２では合成用着色マスク２７を斜線で表して他の部分
から区別している。

【０００９】次に、上記眺望疑似体験装置の動作を説明
する。まず、装置を起動させて、画像原点１６より見た
ある一方向の画像頂点に対して方位検出手段４のある一
方向の向きを一致させるキャリブレーション操作を行
う。その後、体験者Ｘが、選択スイッチ６によって所望
の眺望画像１５を選択すると、表示部２には、ＣＣＤカ
メラ３で撮像した撮像画像と上記眺望の平面画像とが合
成された画像が表示される。このとき、体験者Ｘの視線
方向に合う実際の撮像画像と制御手段５で同視線方向に
合う眺望画像１５として選択された平面画像とを合成す
る際、図２に示すように、実際の画像中の合成着色マス
ク２７による指定色と異なる部分である窓枠２５やその
周辺及び桟２６に対応する眺望画像１５が消され、且つ
合成着色マスク２７による指定色部分に眺望画像１５が
表示部２に表示される。

【００１０】また、眺望画像１５は、体験者Ｘの部屋１
３の窓２４に対する視線方向の変化に対応して変化す
る。即ち、図３に示すように、水平方向においては、眺
望画像１５の画像原点１６から見たある一方向の画像頂
点Ｐ１に対し、方位検出手段４の向きが矢印Ｘ１で示す
ように一致している場合は、制御手段５が画像原点１６
と点Ａ，Ｂとを結ぶ２本の直線Ｌ１，Ｌ２で囲まれる部
分を眺望画像１５から切り出し、その眺望画像１５の部
分とＣＣＤカメラ３の画像との合成された画像が表示部
２に表示される。この状態において、体験者Ｘが頭部を
左に向けたことにより、方位検出手段４の向きが矢印Ｘ
１から矢印Ｘ２に移動したとすると、制御手段５が画像
原点１６と点Ｃ，Ｄとを結ぶ２本の直線Ｌ３，Ｌ４で囲
まれる部分を眺望画像１５から切り出し、その眺望画像
１５の部分とＣＣＤカメラ３の画像との合成された画像
が表示部２に表示される。つまり、体験者Ｘが頭部を左
傾ければ眺望画像１５から切り出される部分が表示部２
の画面に対し同角度だけ変わる。垂直方向も同様の原理
で、体験者Ｘが頭部を上下に向ければ眺望画像１５から
切り出される部分が表示部２の画面に対し同方向に同角
度だけ移動する。また、例えば図４（ａ）に示すように
合成された画像が表示部２の画面に表示されている状態
から体験者Ｘが窓２４側に移動すると、図４（ｂ）に示
すように、ＣＣＤカメラ３で撮像した画像中に占める窓
２４の大きさが大きくなるので、結果的に窓部２４を介
して見える眺望画像１５の部分も広がる。このような合
成された画像が表示部２に表示されるので、体験者Ｘが
見る眺望の範囲が広がる。結果として、体験者Ｘは着工
前又は竣工前或いは販売中の建物の希望する階層におけ
る或る部屋１３の窓２４から実際に見ている状態に近い
現実感と立体感のある疑似体験をできる。

【００１１】従って、体験者Ｘが希望する階層の部屋１
３であって且つこの部屋１３内の所定位置から外を見た
実際の眺望を疑似したリアルな眺望画像が表示部２に表
示される。

【００１２】実施の形態１によれば、ＣＣＤカメラ３で
撮像した撮像画像とＣＣＤカメラ３の向きに応じた合成
用の画像とを合成させることが可能となり、ＣＣＤカメ
ラ３の向きの変化に伴って合成用の画像が動くような合
成画像を表示できる表示装置１が得られる。また、把持
部９を設けたので、表示部２を目に対向させた状態に表
示装置１を長時間維持しやすくなる。また、把持部９を
備えるので、頭部，顔部等の身体に表示装置１を保持さ
せる必要がなく、圧迫感を少なくできる。また、表示装
置１の携帯性や着脱性を良くできる。また、選択スイッ
チ６を備えるので、所望の合成用の画像を簡単に選択で
き、希望の合成画像をすばやく表示できるようになる。

【００１３】尚、上記では、建物の眺望画像を合成した
画像を表示する場合について説明したが、記憶手段１４
に、例えばゲームのプログラムソフトを記憶させればゲ
ームの画像を実際の部屋１３の撮像画像内に取り込むこ
とも可能であり、表示装置１はこのような合成画像を表
示することも可能である。また、記憶手段１４に、各地
の祭りやアトラクションなどの風景画像を記憶させてお
いてこのような画像を実際の部屋１３の撮像画像内に取
り込むことも可能であり、表示装置１はこのような合成
画像を表示することも可能である。

【００１４】また、位置検出手段７を備えるので、この
位置検出手段７より体験者Ｘの位置を検出するための位
置信号をコンピュータ５に送ることによって、この位置
信号に基づいて上述の眺望画像やゲーム画像や風景画像
をスライド・拡大・縮小することにより、視点の位置が
水平，垂直，奥行方向に移動することによりリアリティ
ーのある合成画像を表示することができる。

【００１５】また、スピーカ１０を備えるので、眺望画
像の現場の音や合成する画像（眺望画像，ゲーム画像，
風景画像）に合せたＢＧＭ，ナレーション，環境音など
を出力させることができ、より一層の臨場感を出せる。
また、上記音声出力により外部から隔離され没入感が得
られる。また、視覚で確認しながら、ナレーションを聞
くことができるので、上述の眺望画像やゲーム画像や風
景画像の説明を理解しやすくなる。

【００１６】尚、上記では画像表示装置として、把持部
９を有する双眼鏡型の小形表示装置１を例にして説明し
たが、本願の画像表示装置は、顔部に装着するＦＭＤ
（フェースマウントディスプレイ）や頭部に装着するＨ
ＭＤ（ヘッドマウントディスプレイ）に適用することも
可能である。さらに、上述した小形表示装置１（あるい
はＦＭＤやＨＭＤ）とコンピュータ５とを一体にして画
像表示装置を構成するようにしてもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、撮像
手段で撮像した撮像画像と撮像手段の向きに応じた合成
用の画像とを合成させることが可能となり、撮像手段の
向きの変化に伴って合成用の画像が動くような合成画像
を表示できる画像表示装置が得られる。また、把持部を
設けたので、表示部を目に対向させた状態に画像表示装
置を長時間維持しやすくなるとともに、頭部，顔部等の
身体に画像表示装置を保持させる必要がなく、圧迫感を
少なくできる。また、画像表示装置の携帯性や着脱性を
良くできる。また、選択手段を備えるので、所望の合成
用の画像を簡単に選択でき、希望の合成画像をすばやく
表示できるようになる。また、位置検出手段を備えたの
で、遠近感のある合成画像を表示できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１による画像表示装置の
平面図である。

【図２】 本発明の実施の形態１による画像表示装置を
用いた眺望疑似体験装置の概略構成図である。

【図３】 眺望画像から視線方向を切り出す模式図であ
る。

【図４】 バーチャルリアリティ画像の変化を示す模式
図である。

【符号の説明】

１ 双眼鏡型の小形表示装置（画像表示装置）、２ 表
示部、３ ＣＣＤカメラ（撮像手段）、４ 方位検出手
段、５ コンピュータ（制御手段）、６ 選択スイッチ
（選択手段）、７ 位置検出手段、９ 把持部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像手段と、この撮像手段の撮像方向に
   合せた合成用の画像を得るための信号を、予め合成用の
   画像を記憶している制御手段に出力する方位検出手段
   と、上記撮像手段で撮像された画像と上記方位検出手段
   からの信号に基づいて得られた合成用の画像とが合成さ
   れた合成画像を表示する表示部とを備えたことを特徴と
   する画像表示装置。
2. 【請求項２】 両側に把持部を設けことを特徴とする請
   求項１に記載の画像表示装置。
3. 【請求項３】 上記撮像手段で撮像された画像に合成し
   たい所望の上記合成用の画像を選択するための選択信号
   を上記制御手段に出力する選択手段を備えたことを特徴
   とする請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置。
4. 【請求項４】 上記撮像手段の位置を検出するための信
   号を上記制御手段に出力する位置検出手段を備えたこと
   を特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３に記載
   の画像表示装置。