JP2001318664A

JP2001318664A - 映像表示システム

Info

Publication number: JP2001318664A
Application number: JP2000134771A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Oguro; 久史小黒
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2000-05-08
Filing date: 2000-05-08
Publication date: 2001-11-16

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の鑑賞者に対して共有した体験と個別の体
験とを同時に行うことができる映像表示システムを提供
する。【解決手段】映像を表示できる映像表示システムであっ
て、映像を広視野表示する第１表示手段を備えた主映像
表示装置と、鑑賞者の鑑賞方向を検出する鑑賞方向検出
手段と、前記映像の内で前記鑑賞方向にある映像を表示
させる第２表示手段とを備えた補助映像表示装置とを具
備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、映写ルームの映像
表示装置に映像を表示することにより、複数の鑑賞者が
共有した体験を味わうことができると共に、各々の鑑賞
者が希望する映像は補助映像表示装置にて表示されるこ
とができる映像表示システムに関する。さらに詳しく
は、映写ルームの映像表示装置に三次元の立体映像を表
示することにより、複数の鑑賞者がある空間に実際にい
るような体験を味わうことができると共に、各々の鑑賞
者が希望する三次元の立体映像は補助映像表示装置にて
表示されることができる映像表示システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、映画館などでは複数の鑑賞者
が同一の映像を鑑賞することにより共有した時間と体験
を得ることができるようにはなっていた。しかしなが
ら、各々鑑賞者の興味や嗜好が異なるために、全ての鑑
賞者に興味を抱かせる映像とはなっていなかった。

【０００３】さらには、近年、映像技術の発達に伴い、
バーチャルリアリティー（仮想現実：電子計算機によっ
て作り出された情報を人間の感覚器官に提示することに
よって、実存しない世界や沿革にある空間での行動を可
能にして疑似体験を行う技術）により、鑑賞者に仮想世
界を作り出し様々な体験をさせることが行われている。
このような仮想世界を表示するバーチャルリアリティ技
術は、航空機パイロット訓練用のフライトシミュレータ
や都市計画向けの景観シミュレーションなどに主に使用
され、映像として出力された所望の景色である仮想空間
内を移動しながら表示できるようにされている。

【０００４】ここで、仮想空間とは、コンピュータのメ
モリ内にｘ、ｙ、ｚの３軸で表される空間を想定し、そ
の空間中に種々の物体を配置したものであり、カメラか
らうつされた映像がスクリーンやディスプレイなどに出
力されて鑑賞者に提示することができるようになってい
る。また、鑑賞者等から選ばれた操作者の操作により、
視点位置や視線方向が制御される。なお、視点位置とは
カメラの位置であり、視線方向とはカメラの向きであ
る。例えば、フライトシミュレータは、操縦桿としてジ
ョイスティックの操作により、航空機の位置と姿勢に対
応した窓外の光景を示す仮想空間の映像を操作者の前方
に表示し、あたかも航空機を操縦しているかのような感
覚情報を操作者に与える。この場合、操縦桿の操作に連
動して視点位置が前方に移動すると共に、視線方向に一
致した窓外の光景映像の進行方向が変化する。同様に、
景観シミュレーションは、マウスの操作により、車の位
置に対応した景観の映像を操作者の前方に表示し、都市
の景観を視察しているような感覚情報を操作者に与え
る。これもマウスの操作に連動して景観の進行方向が変
化している。

【０００５】また、このようなシミュレーションを体験
するために、表示された映像を体験者の眼球に投影する
映像表示装置が提案されている。これは、鑑賞者の頭部
に搭載され、左右両眼にそれぞれ映像の虚像を投影して
立体画像を生成する装置、いわゆるＨＭＤ（ヘッドマウ
ンテッドディスプレイ）がある。このＨＭＤに3次元カ
メラを接続して、鑑賞者の頭部の方向に応じて3次元カ
メラの方向を変化させることにより。表示映像を変化さ
せる装置が提案されている。

【０００６】しかしながら、複数の鑑賞者が同一の映像
を共有する場合、一つの表示装置だけでは、操作者の操
作方向のみの視点となり、その他の各鑑賞者はそれぞれ
の意志で自由に視点を変えることができない。

【０００７】また、複数の鑑賞者が複数の表示装置を用
いる方式では、各々の鑑賞者に大型の表示装置を使用さ
せることが難しいため、没入感がえられない。

【０００８】さらに、各々の鑑賞者の没入感を作り出す
ためにＨＭＤやフェイスマウンテッドディスプレイを利
用するには、装置を装着する煩わしさと各鑑賞者間の共
有感覚や一体感が損なわれてしまう。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
問題点に着目してなされたもので、複数の鑑賞者に対し
て共有した体験と個別の体験とを同時に行うことができ
る映像表示システムを提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するものであり、請求項１の発明は、映像を表示でき
る映像表示システムであって、映像を広視野表示する第
１表示手段を備えた主映像表示装置と、鑑賞者の鑑賞方
向を検出する鑑賞方向検出手段と、前記映像の内で前記
鑑賞方向にある映像を表示させる第２表示手段とを備え
た補助映像表示装置とを具備したことを特徴とする。

【００１１】請求項２の発明においては、映像を表示で
きる映像表示システムであって、映像を広視野表示する
第１表示手段を備えた主映像表示装置と、鑑賞者の鑑賞
方向を検出する鑑賞方向検出手段と、前記映像の内で前
記鑑賞方向にある映像を表示させる第２表示手段と、第
２表示手段で表示された映像の倍率を変更する倍率操作
手段とを備えた補助映像表示装置とを具備したことを特
徴とする。

【００１２】請求項３の発明においては、前記第２表示
手段は、前記鑑賞方向検出手段からの鑑賞方向情報と主
映像表示装置からの表示情報とに基づいて、鑑賞方向に
ある映像を特定して表示させることを特徴とする。

【００１３】請求項４の発明においては、前記映像が、
三次元の立体映像であることを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の映像表示システムを一実
施形態に基づいて以下に詳細に説明する。図１は、本発
明の一実施形態にかかる映像表示システムの外観を示す
模式図である。また、図２はこの映像表示システムで利
用される主映像表示装置の構成を示す模式図である。こ
の主映像表示装置は、携帯可能な小型の入力装置１０の
操作内容が、入力信号変換部２０、画像再生演算部３
０、フレームメモリ４１〜４３及びＤ／Ａ変換器５１〜
５３を備えたコンピュータ６０と天井に設置されている
3台のプロジェクタ７１〜７３を介してスクリーン８０
上の仮想空間映像に反映されるものである。

【００１５】なお、図示しないがプロジェクタ７１〜７
３の下方には、鑑賞者と操作者を座らせるための椅子が
スクリーン８０に向けて設けられている。この椅子は、
鑑賞者用に複数脚を配置してもよく、あるいは省略して
もよい。また、操作者は鑑賞者であってもよく、また
は、鑑賞者とは異なった場所から入力装置１０を操作し
てもよい。

【００１６】図３は、この映像表示システムで利用され
る補助映像表示装置の構成を示す模式図である。この補
助映像表示装置は、前記主映像表示装置の一部を詳細に
表示するために用いられるものであり、鑑賞者が覗く接
眼手段１０１〜１０２、鑑賞者が動かした回動量を検出
し検出した回動量から鑑賞方向を検出するための鑑賞方
向検出手段２０１、鑑賞者がどの程度の倍率で表示させ
るかを操作するための倍率操作手段２０３、先に示した
各々の手段から得られる信号を入力し変換する入力信号
変換部１２０、鑑賞者に見せる映像を生成する画像生成
処理部１３０、鑑賞者に見せる映像を記憶したフレーム
メモリ１４１〜１４２、Ｄ／Ａ変換器１５１〜１５２、
前記画像生成処理部により生成された映像を表示する表
示部９１〜９２を備え、前記主映像表示装置のスクリー
ン８０に表示されている映像と同期して一部を詳細に仮
想空間映像として表示させるものである。また、主映像
表示装置とデータのやり取りをするために送受信アンテ
ナを備えていても良い。

【００１７】（主映像表示装置）以下、屋内の仮想空間
として、壁面及び天井面に複数の絵画が配置された美術
館を例に挙げて説明する。ここで、入力装置１０は、家
庭用テレビゲーム機の操作スイッチと同様に操作者が両
手で保持可能な程度の大きさであり、左手で操作可能な
十字形状の４方向のキーＵ（上）、Ｄ（下）、Ｌ
（左）、Ｒ（右）からなる方向キーＫと、右手で操作可
能な４つのボタンａ〜ｄとを有し、各キーＵ，Ｄ，Ｌ，
Ｒまたは各ボタンａ〜ｄの単独の押し操作や組み合わせ
の押し操作により、各種の信号（Ｋ，ａ〜ｄ）をコンピ
ュータ６０に入力ができるようになっている。ここで、
方向キーＫは、８方向のキー（左上、左下、右上、右下
が付加される）からなるものとしてもよい。

【００１８】なお、本実施形態中、入力装置１０からの
信号及びその変換結果の入力指令は、（）内に方向キー
Ｋやボタンａ〜ｄを示して識別する。例えば（Ｕ，ｂ）
は、キーＵとボタンｂとの押し操作を意味し、（ｄ２
回）は、ボタンｄのダブルクリックを意味している。ま
た、（Ｋ）は方向キーＵ，Ｄ，Ｌ，Ｒのいずれかの押し
操作を意味し、（ａ〜ｄ）はボタンａ〜ｄいずれかの押
し操作を意味する。ただし、任意の両者の組合せ（Ｋ，
ａ〜ｄ）は、基本的には方向キーＵ，Ｄ，Ｌ，Ｒのいず
れかとボタンａ〜ｄのいずれかとの組合せを意味するも
のの、方向キーＫまたはボタンａ〜ｄのいずれかが操作
されない場合も含む（任意の操作を意味する）。

【００１９】コンピュータ６０は、入力信号変換部２
０、画像生成演算部３０、３つのフレームメモリ４１〜
４３及び３つのＤ／Ａ変換器５１〜５３を備えている。
なお、フレームメモリ４１〜４３、Ｄ／Ａ変換器５１〜
５３及びプロジェクタ７１〜７３は、符号の１の位が等
しいものが同一の信号系統となっている。

【００２０】入力信号変換部２０は、入力装置１０から
入力される各種の信号（Ｋ，ａ〜ｄ）を対応する内容の
入力指令（Ｋ，ａ〜ｄ）に変換し、この入力指令（Ｋ，
ａ〜ｄ）を画像生成演算部３０に入力するというインタ
ーフェイス機能を持っている。

【００２１】画像生成演算部３０は、入力信号変換部１
０から入力された入力指令（Ｋ，ａ〜ｄ）に基づいて、
仮想空間映像を示す画像データ（ＲＧＢ）を生成し、こ
の画像データを大画面に表示するため、画像データを左
領域、中央領域および右領域の３領域に互いに境界を重
複させつつ略３分割して個別に３つのフレームメモリ４
１〜４３に送出する機能をもっている。

【００２２】具体的には画像生成演算部３０は、仮想空
間映像を表示するための周知の基本機能部（図示せず）
に加え、絵画特定テーブル３１、鑑賞アングルテーブル
３２、絵画配置テーブル３３、鑑賞順序テーブル３４、
平行移動演算部３５、鑑賞アングル移動演算部３６、絵
画移動演算部３７を備えている。

【００２３】基本機能部は、仮想空間映像を作成するた
めの画像データが記憶されたメモリを有し、入力信号変
換部２０から受ける入力指令（Ｋ）あるいは（ａ又は
ｃ）に基づいて、ワールド座標系、ボディ座標系、視点
座標系及びスクリーン座標系を用いた仮想空間映像の画
像処理を実行し、得られた画像信号をフレームメモリ４
１〜４３に与えるといった周知の仮想空間映像表示技術
を具現化したものである。また、基本機能の画像表示処
理には、前述した視線方向に沿った進行、後退及びその
場での任意方向の回転（首振り）がある。

【００２４】絵画特定テーブル３１は、鑑賞アングル移
動演算部３６により読み出し可能であり、図４に示すよ
うに、注目している絵画を特定するためのものであっ
て、具体的には現在の視線方向、視点位置及び注目して
いる絵画の組み合わせが設定されたものである。なお、
ここでは、注目している絵画がスクリーン８０の中央に
表示された絵画となるように設定されている。

【００２５】鑑賞アングルテーブル３２は、鑑賞アング
ル移動演算部３６及び絵画移動演算部３７により読み出
し可能であり、図５に示すように、絵画ｐ毎に鑑賞に最
適な視点位置（ｘ，ｙ，ｚ）及び視線方向（θ，φ，
ρ）からなる鑑賞アングルが設定されたものであって、
所望により、鑑賞アングルに加え、ＢＧＭ又はナレーシ
ョンを流すための音声データや、展示場所を鑑賞に適し
た明るさにするための明るさデータを絵画毎又は絵画の
グループ毎に設定可能となっている。なお、鑑賞アング
ルテーブル３２内の視点位置は、仮想空間ＶＳのワール
ド座標系で設定されている。

【００２６】絵画配置テーブル３３は、絵画移動演算部
３７により読み出し可能であり、図６に示すように、絵
画毎に、入力された移動方向と、その移動方向に配置さ
れた移動先の絵画の識別情報とが設定されたものであ
る。なお、図中、例えばＬ・Ｕは、入力装置１０の２つ
のキーＬ，Ｕが同時に押し操作され、右上方向が指定さ
れたことを示している。

【００２７】鑑賞順序テーブル３４は、絵画移動演算部
３７により読み出し可能であり、図７に示すように、任
意のグループに含まれる複数の絵画毎に、グループ内の
各絵画を所定の順序で鑑賞するための鑑賞順序データが
設定されたものである。なお、所定の順序は、例えば絵
の空間的配置や演出意図に基づいて任意に設定可能であ
る。

【００２８】平行移動演算部３５は、入力信号変換部２
０から受ける入力指示（Ｋ，ｂ）に基づいて、視線方向
と、視線方向にて交わる壁との傾きを算出し、得られた
傾きに沿って壁に平行に視点位置を移動させるように画
像処理を実行し、得られた画像データを略三分割して各
フレームメモリ４１〜４３に与えられるものである。

【００２９】鑑賞アングル移動演算部３６は、入力信号
変換部２０から受ける入力指令（ｄ２回）に基づいて、
絵画特定テーブル３１を参照して現在注目している絵画
を特定し、鑑賞アングルテーブル３２を参照して当該特
定した絵画の鑑賞アングルを読み出し、読み出した鑑賞
アングルまで現在の視点を滑らかに移動させるように画
像処理を実行し、得られた画像データを略三分割して各
フレームメモリ４１〜４３に与えるものである。なお、
滑らかに移動させる技術としては、例えば、鑑賞アング
ルと、現在の視点位置とに基づいて、両者を滑らかに結
ぶスプライン曲線を算出し、得られたスプライン曲線に
沿って視点を移動させる方式が使用可能となっている。
また、２点間を円滑に結ぶ曲線の算出方式の詳細は、例
えば、”Ｊ．Ｄ．Ｆｏｌｅｙ／Ａ．ＶａｎＤＡＭ著，
今宮淳美訳：コンピュータ・グラフィックス，日本コン
ピュータ協会”の文献に紹介されている。

【００３０】絵画移動演算部３７は、視点が鑑賞アング
ルにあるとき、入力信号変換部２０から受ける入力指令
（Ｋ，ｄ）に基づいて、絵画配置テーブル３３を参照し
て、入力された方向の絵画の鑑賞アングルに視点を移動
させるように画像処理を実行し得られた画像データを略
三分割して各フレームメモリ４１〜４３に与える機能を
もっている。

【００３１】また、絵画移動演算部３７は、視点が鑑賞
アングルにあるとき、入力信号変換部２０から受ける入
力指令（ｄ１回）に基づいて、鑑賞順序テーブル３４を
参照し、所定の次の絵画における鑑賞アングルに視点を
移動させるように画像処理を実行して得られた画像デー
タを略三分割して各フレームメモリ４１〜４３に与える
機能をもっている。

【００３２】各フレームメモリ４１〜４３は、画像デー
タを逐次、各Ｄ／Ａ変換器５１〜５３を介して各プロジ
ェクタ７１〜７３に供給するためのものである。各Ｄ／
Ａ変換器５１〜５３は、各フレームメモリ４１〜４３か
ら得られる画像データをＤ／Ａ変換し、得られた画像信
号を各プロジェクタ７１〜７３に与えるものである。

【００３３】各プロジェクタ７１〜７３は、コンピュー
タ６０内の各Ｄ／Ａ変換器５１〜５３から得られる画像
信号に基づいて、スクリーン８０に映像を投影するため
のものである。スクリーン８０は、各プロジェクタ７１
〜７３に対向配置されており、ここでは、半径３メート
ルの球から上下４０度、横１５０度の範囲で切り取られ
た表皮部分と同様の凹面形状を有する反射型のものであ
る。

【００３４】以下前述同様に、得られた画像データを略
三分割して各フレームメモリ４１〜４３に与えることに
より、所定の鑑賞順序に沿って、ある絵の鑑賞アングル
から次の絵の鑑賞アングルまで移動する際の視界を示す
仮想空間映像をスクリーン８０に表示することができ
る。また、前の絵を見直したいときには、例えばボタン
ｂのクリック操作により、鑑賞順序テーブル３４を参照
して前回の絵を特定し、この前回の絵の鑑賞アングルに
視点を戻せばよい。このように、映像表示装置が予め有
する鑑賞アングルの利用により、簡単な操作である絵の
鑑賞アングルから他の絵の鑑賞アングルへと次々に移動
し、多くの絵を最適な鑑賞アングルから観ることができ
る。

【００３５】上述したように本実施形態によれば、平行
移動演算部３５が、仮想空間映像内に壁Ｗがあるとき、
所定の入力指令（Ｋ，ｂ）を受けると、視線方向とこの
視線方向に交わる壁Ｗとの傾きを算出し、得られた傾き
に沿って壁Ｗに平行に視点位置を移動させるように画像
処理を実行するので、仮想空間内の対象を鑑賞すると
き、視線方向とは異なる方向に視点を移動でき、操作の
容易性を向上させることができる。

【００３６】また、鑑賞アングル移動演算部３６が、所
定の入力指令（ｂ２回）を受けると、現在の視点位置及
び視線方向に基づいて、絵画特定テーブル３１を参照し
て現在注目している絵画ｐｉを特定し、鑑賞アングルテ
ーブル３２を参照して当該特定した絵画ｐｉの鑑賞アン
グルを読み出し、この鑑賞アングルまで現在の視点位置
及び視線方向を移動させるように画像処理を実行するの
で、仮想空間内の態様を鑑賞するとき、鑑賞に適した位
置に視点を移動でき、操作の容易性を向上させることが
できる。

【００３７】さらに、絵画移動演算部３７が、現在の視
点位置及び視線方向が鑑賞アングルにあるとき、移動方
向を示す方向信号（Ｋ）及び所定の入力信号（ｄ）から
なる入力指令（Ｋ，ｄ）を受けると、絵画配置テーブル
３３を参照して移動方向にある絵画ｐｉを特定し、鑑賞
アングルテーブル３２を参照して当該特定した絵画ｐｉ
の鑑賞アングルを読み出し、この鑑賞アングルまで現在
の視点位置及び視線方向を移動させるように画像処理を
実行するので、仮想空間内の対象を鑑賞するとき、視線
方向とは異なる方向の鑑賞に適した位置に視点を移動で
き、操作の容易性を向上させることができる。

【００３８】さらに、機能指定部としてのボタンｂ、ｄ
が、移動方向を示す方向信号との組み合わせあるいは単
独で用いられる所定の入力信号を入力するので、方向信
号と所定の入力信号を組み合わせて指令を入力できるこ
とから入力装置１０を小型化でき、所定の入力信号によ
って前述した効果を得られることから操作の容易性を向
上でき、且つ三次元の運動制御に適している。すなわ
ち、小型で操作が容易であり、三次元の運動制御に適し
た機能を有する入力装置を実現することができる。

【００３９】（補助映像表示装置）図８は、本発明の一
実施形態にかかる映像表示システムで利用される補助映
像表示装置１００の構成を示す模式図である。この補助
映像表示装置１００は、例えば小型で携帯可能な双眼鏡
を模した形の装置であり、鑑賞者が覗き込むための接眼
部１０１〜１０２、鑑賞者がどの程度の倍率で表示させ
るかを操作するための倍率操作手段２０３、鑑賞者が動
かした回動量を検出し検出した回動量から鑑賞方向を検
出するための鑑賞方向検出手段２０１、各々の手段から
入力される信号を変換する入力信号変換部１２０、鑑賞
者に見せる映像を生成する画像生成処理部１２０、フレ
ームメモリ１４１〜１４２及びＤ／Ａ変換器１５１〜１
５２を備えたコンピュータ１１０を介して表示部９１〜
９２に仮想空間映像を表示するものである。また、表示
される前記映像は、前記主映像表示装置のスクリーン８
０に表示されている映像と同期して一部を詳細に表示さ
せるものである。

【００４０】以下、先述の主映像表示装置が屋内の仮想
空間として、壁面及び天井面に複数の絵画が配置された
美術館を例に挙げて説明する。ここで、先述の主映像表
示装置には任意の絵画が表示されているものとする。ま
た、この補助映像表示装置１００は、各々の鑑賞者が携
帯し操作者が見ている仮想映像の内で、各々が興味を持
った絵画または絵画における各部分に向けられた際に詳
細な情報を表示するために用いられる。

【００４１】コンピュータ１１０は、入力信号変換部１
２０、画像生成処理部１３０、２つのフレームメモリ１
４１〜１４２及び２つのＤ／Ａ変換器１５１〜１５２を
備えている。なお、フレームメモリ１４１〜１４２、Ｄ
／Ａ変換器１５１〜１５２及び表示部９１〜９２は、符
号の１の位が等しいものが同一の信号系統となってい
る。

【００４２】鑑賞方向検出手段２０１は、角速度を感知
して感知した角速度に対応する電圧を出力する圧電振動
ジャイロであり、柱形状に形成された圧電振動ジャイロ
の軸方向に垂直な方向の速度を検出することができる。
また、この鑑賞方向検出手段２０１は、２つの圧電振動
ジャイロからなり、水平方向と垂直方向の回転の角速度
を得ることができる。この角速度をそれぞれ積分するこ
とにより、鑑賞者の回動量を検出することができる。

【００４３】入力信号変換部１２０は、補助映像表示装
置１００の倍率操作手段２０３から入力される倍率信号
を対応する内容の入力指示に変換し、鑑賞方向検出手段
２０１から入力される２つの角速度信号をそれぞれ積分
して対応する内容の入力指令に変換し、これら入力指令
を画像生成処理部１３０に入力するというインターフェ
ース機能を持っている。

【００４４】画像生成処理部１３０は、入力信号変換部
１２０から入力された入力指令に基づいて、指定された
画像を記憶されているメモリから取り出し、仮想空間映
像を示す画像データ（ＲＧＢ）を生成し、この画像デー
タを表示部９１〜９２に表示するため、画像データを左
領域と右領域の二領域に互いに境界を重複させつつ略二
分割して個別に２つのフレームメモリ１４１〜１４２に
送出する機能をもっている。

【００４５】具体的には画像生成処理部１３０は、仮想
空間映像を表示するための周知の基本機能部（図示せ
ず）に加え、絵画特定テーブル１３１、鑑賞アングルテ
ーブル１３２、絵画詳細データ１３３、平行移動演算部
１３４、鑑賞アングル移動演算部１３５、絵画移動演算
部１３６を備えている。

【００４６】基本機能部は、仮想空間映像を作成するた
めにの画像データが記憶されたメモリを有し、入力信号
変換部１２０から受ける入力指令に基づいて、ワールド
座標系、ボディ座標系、視点座標系及びスクリーン座標
系を用いた仮想空間映像の画像処理を実行し、得られた
画像信号をフレームメモリ１４１〜１４２に与えるとい
った周知の仮想空間映像表示技術を具現化したものであ
る。ここで補助映像表示装置に映像を表示するには、鑑
賞者の視点位置から視線方向に伸ばした直線と主映像表
示装置が備えているスクリーン８０との交点を求め、周
知の透視法射影の逆変換により仮想空間内のスクリーン
座標に変換し、仮想空間内での現在の視点位置から見た
この座標方向を補助映像表示装置への表示に用いる視線
方向とする。また、補助映像表示装置への表示に用いる
視野角は、倍率により決定される。つまり、視野角は補
助映像表示装置の表示部の大きさを倍率で除算すること
により求められる。こられ視点位置、視線方向と視野角
とから透視法射影による座標変換を行い、補助映像表示
装置へ表示する。

【００４７】絵画特定テーブル１３１は、鑑賞アングル
移動演算部１３５により読み出し可能であり、図９に示
すように、注目している絵画や絵画の一部を特定するた
めのものであって、具体的には現在の視線方向、視点位
置及び注目している絵画や絵画の一部の組み合わせが設
定されたものである。なお、主映像表示装置がスクリー
ン８０に表示されている絵画の表示情報は、コンピュー
タ６０からコンピュータ１１０を介して鑑賞アングル移
動演算部１３５に入力される。なお、個々の鑑賞者が注
目している絵画や絵画の一部が表示部９１〜９２に表示
された絵画や絵画の一部となるように設定されている。

【００４８】鑑賞アングルテーブル１３２は、鑑賞アン
グル移動演算部１３５及び絵画移動演算部１３６により
読み出し可能であり、図１０に示すように、絵画ｐ毎に
鑑賞に最適な視点位置（ｘ，ｙ，ｚ）及び視線方向
（θ，φ，ρ）からなる鑑賞アングルが設定されたもの
であって、所望により、鑑賞の詳細説明、ＢＧＭ又はナ
レーションを流すための音声データや、展示場所を鑑賞
に適した明るさにするための明るさデータを絵画毎又は
絵画のグループ毎に設定可能となっている。

【００４９】平行移動演算部１３４は、入力信号変換部
１２０から受ける入力指示に基づいて、視線方向と、視
線方向にて交わる壁との傾きを算出し、得られた傾きに
沿って壁に平行に視点位置を移動させるように画像処理
を実行し、得られた画像データを略二分割して各フレー
ムメモリ１４１〜１４２に与えられるものである。

【００５０】鑑賞アングル移動演算部１３５は、入力信
号変換部１２０から受ける入力指令に基づいて、絵画特
定テーブル１３１を参照して現在注目している絵画又は
絵画の一部を特定し、鑑賞アングルテーブル１３２を参
照して当該特定した絵画又は絵画の一部の鑑賞アングル
を読み出し、読み出した鑑賞アングルまで現在の視点を
滑らかに移動させるように画像処理を実行し、得られた
画像データを略二分割して各フレームメモリ１４１〜１
４２に与えるものである。なお、滑らかに移動させる技
術としては、例えば、鑑賞アングルと、現在の視点位置
とに基づいて、両者を滑らかに結ぶスプライン曲線を算
出し、得られたスプライン曲線に沿って視点を移動させ
る方式が使用可能となっている。

【００５１】各フレームメモリ１４１〜１４２は、画像
データを逐次、各Ｄ／Ａ変換器１５１〜１５２を介して
各表示部９１〜９２に供給するためのものである。各Ｄ
／Ａ変換器１５１〜１５２は、各フレームメモリ１４１
〜１４２から得られる画像データをＤ／Ａ変換し、得ら
れた画像信号を各表示部９１〜９２に与えるものであ
る。

【００５２】次に、以上のように構成された補助映像表
示装置の動作を、主映像表示装置に表示された映像が固
定されており、各鑑賞者が各自携帯する補助映像表示装
置の動作をフローチャートにして図１１に示す。いま、
画像生成処理部１３０内の平行移動演算部１３４におい
ては、入力信号変換部１２０からの入力指令の有無を判
定し（ＳＴ１）、入力指令が無いときは待機するが、こ
こで鑑賞者Ａによる倍率の調整操作が行われる倍率操作
手段２０３、鑑賞者が見ている方向と位置を検出する鑑
賞方向検出手段２０１により、入力信号変換部１２０を
介して入力指令を受けたとする。なお、この入力指令
は、図９に示すように、絵画に対して左上方向の平行移
動であり、壁に対しても左上方向の平行移動である。平
行移動演算部１３４は、主映像表示装置により壁との４
つの交点を求め、コンピュータ６０に入力される（ＳＴ
２）。この４つの交点からそれぞれの座標［ｘ４，ｙ
４，ｚ４］〜［ｘ５，ｙ５，ｚ５］とを得て、続いて、
絵との傾きを左右方向と上下方向とに分けて算出する
（ＳＴ３）。

【００５３】ここで、平行移動演算部１３４は、絵の傾
きの方向に沿って左上方向にカメラを移動させるように
画像処理を実行し（ＳＴ４）、得られた画像データを各
フレームメモリ１４１〜１４２に与えることにより、表
示部９１〜９２において、絵画の中心を見ながら平行さ
せて左上へ移動させることができる。さらに、倍率操作
手段２０３によって絵画を鑑賞者が希望する倍率で表示
することも行うことができる。また、図１２に示したよ
うに、鑑賞者Ａが見ている絵画や絵画の一部に対応する
絵画詳細データ１３３から詳細な情報を動画像、静止画
像、文字、音声などにより出力させることができる。

【００５４】次に、任意の場所から所望の絵画や絵画の
一部に鑑賞アングルを移動させる場合の動作を図１３に
示したフローチャートを用いて述べる。鑑賞アングル移
動演算部１３５は、コンピュータ６０により生成されス
クリーン８０に表示されている複数の絵画の表示情報を
得る（ＳＴ１２）。次に、鑑賞方向検出手段２０１によ
り鑑賞者の視線方向を算出し（ＳＴ１３）、これらの信
号に基づいて絵画特定テーブル１３１を参照することに
より（ＳＴ１４）、注目している絵画や絵画の一部を特
定し（ＳＴ１５）、鑑賞アングルテーブル１３２を参照
して当該特定した絵画や絵画の一部の鑑賞アングルを読
み出す（ＳＴ１６）。次に、視点の移動経路を算出し
（ＳＴ１７）、絵の鑑賞アングルへ視点を移動させる
（ＳＴ１８）。

【００５５】以下前述と同様に、得られた画像データを
略二分割して各フレームメモリ１４１〜１４２に与える
ことにより、任意の地点から注目している絵画の一部の
鑑賞アングルへ、自然に回り込むときの視界を示すかの
ように仮想空間映像を表示部９１〜９２に表示すること
ができる。

【００５６】絵の一部を特定する際に、主映像表示装置
のコンピュータ６０からの表示情報と、鑑賞方向検出手
段２０１からの視線方向と、絵画特定テーブル１３１と
を用いているので、注目している絵を容易に特定するこ
とができる。すなわち、絵画特定テーブル１３１は、視
線方向からある程度注目している絵を幾つかに絞り込
み、さらに、これらの絵を視点位置によって、注目して
いる絵画の一部を特定するという構造なので、複雑な演
算を必要とはせずに、容易に絵画の一部を特定すること
ができる。

【００５７】また、上記実施形態では、鑑賞方向検出手
段２０１として角速度を感知するものについて説明した
が、次の機能を備えた装置であっても視線位置を検出す
ることができる。

【００５８】光学方式を用いる場合では、補助映像表示
装置上にマーカ表示体や発光表示体を取付し、１台また
は複数台のカメラを用いて、それら表示体を撮影し、画
像処理を行って撮影視野内の補助映像表示装置を検出
し、その位置や方向を求めることが可能となる。

【００５９】機械方式を用いる場合では、補助映像表示
装置を支える支持装置の可動部分に角度センサーを取り
付けておき、読み取られた角度により補助映像表示装置
の位置や方向を求めることが可能となる。

【００６０】磁場方式を用いる場合では、磁場発生装置
により鑑賞者を取り巻き、磁気センサーを取り付けた補
助映像表示装置により検出された磁場の強度と方向から
補助映像表示装置の位置や方向を求めることが可能とな
る。なお、磁場発生装置を補助映像表示装置に取り付
け、磁気センサーを固定する方式でも同様に位置や方向
を求めることが可能である。

【００６１】超音波方式を用いる場合では、超音波発生
器から発信された超音波が超音波センサーに到達するま
での時間を測定して両者間の距離を求めて、補助映像表
示装置の位置や方向を求めることが可能となる。なお、
超音波センサーを補助映像表示装置に取り付け、超音波
発生器を固定する方式でも同様に位置や方向を求めるこ
とができる。

【００６２】走査線方式を用いる場合では、補助映像表
示装置が向けられている投影スクリーン上の一点の輝度
を検出する光センサーを補助映像表示装置に取り付け、
投影光の検出タイミングと主映像表示装置のプロジェク
タの走査タイミングのずれ量からスクリーン上における
対象点の位置を求めることが可能となる。

【００６３】なお、上記実施形態では、双眼鏡の形を模
した表示装置を用いる場合について説明したが、これに
限らず周知の視点検出装置を用い、操作者の目の状態か
ら注目している絵を特定する構成としても、本発明と同
様の効果をえることができ、さらに、映像の隅の方の絵
画に注目していたとしても、その絵画を特定することが
できる。

【００６４】また、上記実施形態では、鑑賞アングルへ
の移動の際にスプライン曲線を算出する場合について説
明したが、これに限らず、スプライン曲線以外の任意の
曲線を任意方式により算出する構成としても、本発明を
同様に実施して同様の効果を得ることができる。

【００６５】また、上記実施形態では、鑑賞アングルテ
ーブル３２，１３２に音声データを登録してもよい旨を
説明したが、これに限らず、絵画近傍の空間領域（視点
位置の範囲と視線方向の範囲により規定可能）と音声デ
ータとを組にして登録し、鑑賞アングル以外に視点位置
があっても、注目している絵毎に音声データを変更する
構成としてもよい。また、鑑賞アングルにはナレーショ
ンを登録し、鑑賞アングル以外の絵画近傍の空間領域に
はＢＧＭを登録するという構成でもよい。あるいは所定
の操作により、ナレーション、ＢＧＭ又は音声オフを切
り替え可能としてもよい。また、各々の鑑賞者が各自が
特定した絵画や絵画の一部に関する音声を聞くために、
ヘッドフォンなどを使用してもよい。

【００６６】さらに、上記実施形態では、美術館の絵画
を鑑賞する場合を説明したが、これに限らず、注目対象
を有する壁の近傍の移動に関する内容（通常は屋内の移
動全般であるが、遺跡の見学のように屋外の移動も含
む）であれば、本発明を同様に実施して同様の効果を得
ることができる。

【００６７】例えば、美術館、プラネタリューム、博物
館、教育（理科（実験室内の移動）、美術（美術的な価
値をもつ寺院や礼拝堂内の移動）、歴史（歴史的な価値
をもつ建物内の移動）の授業用など）、トレーニング
（警備員の訓練、美術館員などの説明訓練）、遺跡復
元、サファリパーク、景観予測、景観や文化財の映像に
よる保存、ショールーム、新製品開発（建売住宅、映
画、迷路などのゲームや遊園地など）、プレゼンテーシ
ョンなどの内容が適用例として考えられる。

【００６８】但し、ここに列挙した以外の内容であって
も、上述した如き、複数の鑑賞者で同じ映像を共有して
鑑賞しながら、その映像の内で各々の鑑賞者が希望する
映像は、各自に映像を見せるといった動作を含む映像の
表示技術であれば、本発明の範囲に含まれることは言う
までもない。

【００６９】

【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１記載
の発明によれば、複数の鑑賞者と同じ映像を見ることに
より共有の体験をすることができ、且つ各々の鑑賞者は
各自の嗜好に合った映像を詳細に鑑賞することができ
る。

【００７０】請求項２記載の発明によれば、倍率の操作
を行うことができるので、鑑賞者は各自の嗜好に合った
倍率で映像を詳細に鑑賞することができる。

【００７１】請求項３記載の発明によれば、鑑賞者は、
各自の嗜好に合った映像を見るために煩わしい操作をす
ることなしに、希望している映像を瞬時に特定すること
ができる。

【００７２】請求項４記載の発明によれば、映像が三次
元の立体映像であるので、没入感を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態による映像表示システム
の外観を示す模式図である。

【図２】この発明の一実施形態による主映像表示装置の
構成を示す概略ブロック図である。

【図３】この発明の一実施形態による補助映像表示装置
の外観を示す模式図である。

【図４】鑑賞特定テーブルの一例を示す図である。

【図５】鑑賞アングルテーブルの一例を示す図である。

【図６】絵画配置テーブルの一例を示す図である。

【図７】鑑賞順序テーブルの一例を示す図である。

【図８】この発明の一実施形態による補助映像表示装置
の構成を示す概略ブロック図である。

【図９】絵画特定テーブルの一例を示す図である。

【図１０】鑑賞アングルテーブルの一例を示す図であ
る。

【図１１】補助映像表示装置の動作を示すフローチャー
トである。

【図１２】絵画の詳細を鑑賞者に知らせた場合の一例を
示す図である。

【図１３】補助映像表示装置が任意の場所から鑑賞アン
グルを移動させる場合の動作を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１０・・・入力装置２０、１２０・・・入力信号変換部３０・・・画像再生演算部３１、１３１・・・絵画特定テーブル３２、１３２・・・鑑賞アングルテーブル３３・・・絵画配置テーブル３４・・・鑑賞順序テーブル３５、１３４・・・平行移動演算部３６、１３５・・・鑑賞アングル移動演算部３７、１３６・・・絵画移動演算部４１、４２、４３、１４１、１４２・・・フレームメモリ５１、５２、５３、１５１、１５２・・・Ｄ／Ａ変換器６０、１１０・・・コンピュータ７１、７２、７３・・・プロジェクタ８０・・・スクリーン９１、９２・・・表示部１００・・・補助映像表示装置１０１、１０２・・・接眼部１３０・・・画像生成処理部１３３・・・絵画詳細データ２０１・・・鑑賞方向検出手段２０３・・・倍率操作手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０９Ｆ 9/00 ３６０Ｇ０９Ｆ 9/00 ３６０Ｋ３６１３６１Ｈ０４Ｎ 13/04 Ｈ０４Ｎ 13/04 Ｆターム(参考） 2H059 AA35 AA38 5B050 AA09 BA08 BA09 BA11 CA07 EA07 EA24 FA02 FA06 FA09 FA12 5C061 AA06 AA23 AB14 AB16 5C082 AA03 AA21 AA34 BA20 BA46 CB01 CB05 DA87 MM05 MM09 5G435 AA00 BB17 CC11 CC12 DD02 DD05 DD06 GG46 LL15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】映像を表示できる映像表示システムであっ
て、映像を広視野表示する第１表示手段を備えた主映像
表示装置と、鑑賞者の鑑賞方向を検出する鑑賞方向検出
手段と、前記映像の内で前記鑑賞方向にある映像を表示
させる第２表示手段とを備えた補助映像表示装置とを具
備したことを特徴とする映像表示システム。
【請求項２】映像を表示できる映像表示システムであっ
て、映像を広視野表示する第１表示手段を備えた主映像
表示装置と、鑑賞者の鑑賞方向を検出する鑑賞方向検出
手段と、前記映像の内で前記鑑賞方向にある映像を表示
させる第２表示手段と、第２表示手段で表示された映像
の倍率を変更する倍率操作手段とを備えた補助映像表示
装置とを具備したことを特徴とする映像表示システム。
【請求項３】前記第２表示手段は、前記鑑賞方向検出手
段からの鑑賞方向情報と主映像表示装置からの表示情報
とに基づいて、鑑賞方向にある映像を特定して表示させ
ることを特徴とする請求項１から請求項２のいずれかに
記載の映像表示システム。
【請求項４】前記映像が、三次元の立体映像であること
を特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の
映像表示システム。