JP3205552B2

JP3205552B2 - 立体映像撮像装置

Info

Publication number: JP3205552B2
Application number: JP2000286637A
Authority: JP
Inventors: 英明加藤
Original assignee: 株式会社パルカ
Priority date: 2000-09-21
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2001-09-04
Anticipated expiration: 2016-09-04
Also published as: JP2001147401A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオ信号を表示
するディスプレイ端末（ＶＤＴ）の表示を拡大表示、さ
らには立体視することができるビデオディスプレイ装置
等に供給する立体映像信号を撮像するための立体映像撮
像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】家庭用テレビジョン受像機に代表される
ビデオディスプレイ装置は、ＶＤＴを床やテーブルの上
に据え置いて、１つの画面を少し離れた距離から見るの
が一般的である。また、最近では液晶ディスプレイを用
いたテレビジョン受像機のように軽量で可搬形の物も普
及しているが、いずれも１つの画面を両眼で見ることに
は変わりがない。

【０００３】前述した従来のビデオディスプレイ装置
は、本来的に以下のような欠点があった。 (1) 据置形のビデオディスプレイ装置を見る場合、視線
をビデオディスプレイ装置に固定しなければならず、長
時間同じ姿勢を保つため、疲れる。また、体の姿勢を変
える場合も固定されたビデオディスプレイ装置に合わせ
るために不自然な体勢になりやすい。 (2) 携帯形のビデオディスプレイ装置では、装置の位置
を変えることで前述の負担は軽減される。しかし、ビデ
オディスプレイ装置を置くことができる位置に制限があ
るため、例えば仰向けになって画面を見たい場合には、
腕で装置を持ち支える必要がある。腕で装置を持ってい
ると、今度は腕が疲れるようになる。 (3) 一般に携帯形のビデオディスプレイ装置は、軽量で
ある必要性から画面のサイズは余り大きくない。そのた
め迫力のある大きな映像を楽しむことができない。(4)
通常ビデオディスプレイ装置と人問の眼の間には、他人
との共有空間が存在する。そのため映像を見る際に他人
に迷感をかけることがある。また、映像の秘密性を保つ
のが難しい。

【０００４】前記問題を解決するためのビデオディスプ
レイ装置は、本件発明者の提案による以下の構成により
実現できる（特開平２−２８１８９１号参照）。すなわ
ち、前記立体映像撮像装置は、左眼用と右眼用の撮像素
子と、前記左眼用の撮像素子の前に配置される左眼用の
撮像光学系と、前記右眼用の撮像素子の前に配置される
右眼用の撮像学系とを含み、前記ビデオディスプレイ装
置は、映像情報信号を表示する左眼用と右眼用のディス
プレイと、左眼と前記左眼用のディスプレイの間に配置
される左眼用の拡大光学系と、右眼と前記右眼用のディ
スプレイの間に配置される右眼用の拡大光学系と、前記
ディスプレイと拡大光学系を左眼用と右眼用のディスプ
レイにそれぞれ同一の映像情報を表示させたとき、前記
左眼用のディスプレイに表示された映像情報を、前記左
眼用の拡大光学系を通して左眼で見る拡大された左の画
面の虚像と、前記右眼用のディスプレイに表示された映
像情報を、前記右眼用の拡大光学系を通して右眼で見る
拡大された右の画面の虚像とが、左右の眼からの虚像の
距離に生成されるようにし、かつ左右の眼が各々の画面
の虚像に向けられるとき、左右の画面の虚像が画面全体
において一致するような光学位置関係に支持するフレー
ムから構成されている。

【０００５】前記ビデオディスプレイを数式を用いて表
現すれば次のとおりである。すなわち、前記ディスプレ
イ装置は、映像情報信号を表示する左眼用と右眼用のデ
ィスプレイと、左眼と前記左眼用のディスプレイの間に
配置される左眼用の拡大光学系と、右眼と前記右眼用の
ディスプレイの間に配置される右眼用の拡大光学系と、
前記ディスプレイと拡大光学系を、左眼用と右眼用のデ
ィスプレイにそれぞれ同一の映像情報を表示させたと
き、前記左眼用のディスプレイに表示された映像情報を
前記左眼用の拡大光学系を通して左眼で見る拡大された
画面の虚像と前記右眼用のディスプレイに表示された映
像情報を前記右眼用の拡大光学系を通して右眼で見る拡
大された画面の虚像とが、左右の眼からの虚像の距離に
生成されるようにし、かつ左右の眼が各々の画面の虚像
に向けられるとき、人間の眼の間隔をｄｅ、拡大光学系
の像倍率をｍとすると、各々のディスプレイの画面の中
心から（ｄｅ／２）×（１／ｍ）だけ水平方向の外側の
点からの光線が左右の拡大光学系を通って左右の眼に注
がれるとき、その光線が平行となるように配置すること
で、左右の画面の虚像が画面全体において一致するよう
に構成されている。

【０００６】前記ビデオディスプレイ装置において、さ
らにハーフミラーを前記拡大光学系と眼の間に設け、前
記ハーフミラーの反射側に拡大光学系とディスプレイを
配置し、前記ディスプレイから出る光量を切り換えまた
は調節して、前記ディスプレイに表示された映像と、前
記ハーフミラーを透過して見える外の風景とを切り換
え、または同時に重ね合わせて見ることができる。

【０００７】前記ビデオディスプレイ装置において、少
なくともハーフミラーの透過方向でハーフミラーと外の
風景との間にシャッタを設け、外の明るさが前記ディス
プレイから出る光量に比べて明るいときでも、前記シャ
ッタを閉じることによりハーフミラーの透過光を遮断し
て、前記ディスプレイに表示された映像のみを見ること
ができるように構成することができる。

【０００８】使用者は前記装置を両眼に対応して装着す
ることにより、体の姿勢の制約を受けずにテレビジョン
映像を大画面で、その内容の秘密性を保って見ることが
できる。また、前記ビデオディスプレイ装置において、
両眼視差による立体表示の原理に基づいて生成された左
右のビデオ信号を左右のディスプレイに表示させること
により立体視することができる。また前記ビデオディス
プレイ装置において、さらにハーフミラーを前記拡大レ
ンズと眼の間に設け、前記ハーフミラーの反射側に拡大
レンズとディスプレイを配置し、前記ディスプレイから
出る光量を切り換えまたは調節して、前記ディスプレイ
に表示された映像と、前記ハーフミラーを透過して見え
る外の風景とを切り換えてまたは同時に重ね合わせて見
ることができる。また前記ビデオディスプレイ装置にお
いて、少なくともハーフミラーの透過方向でハーフミラ
ーと外の風景との間にシャッタを設け、外の明るさが前
記ディスプレイから出る光量に比べて明るいときでも、
前記シャッタを閉じることによりハーフミラーの透過光
を遮断して、前記ディスプレイに表示された映像のみを
見ることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ビデ
オ信号を表示するディスプレイ端末（ＶＤＴ）の表示を
拡大表示、さらには立体視することができるビデオディ
スプレイ装置等に供給する立体映像信号を撮像するため
の立体映像撮像装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明による請求項１記載の立体映像撮像装置は、
左眼用と右眼用のディスプレイと拡大光学系を備えるビ
デオディスプレイ装置用の立体映像信号を撮像するため
の立体映像撮像装置であって、前記立体映像撮像装置
は、左眼用と右眼用の撮像素子と、前記左眼用の撮像素
子の前に配置される左眼用の撮像光学系と、前記右眼用
の撮像素子の前に配置される右眼用の撮像光学系とを含
み、前記ビデオディスプレイ装置は、映像情報信号を表
示する左眼用と右眼用のディスプレイと、左眼と前記左
眼用のディスプレイの間に配置される左眼用の拡大光学
系と、右眼と前記右眼用のディスプレイの間に配置され
る右眼用の拡大光学系と、前記ディスプレイと拡大光学
系を左眼用と右眼用のディスプレイにそれぞれ同一の映
像情報を表示させたとき、前記左眼用のディスプレイに
表示された映像情報を、前記左眼用の拡大光学系を通し
て左眼で見る拡大された左の画面の虚像と、前記右眼用
のディスプレイに表示された映像情報を、前記右眼用の
拡大光学系を通して右眼で見る拡大された右の画面の虚
像とが、左右の眼からの虚像の距離に生成されるように
し、かつ左右の眼が各々の画面の虚像に向けられると
き、左右の画面の虚像が画面全体において一致するよう
な光学位置関係に支持するフレームから構成されてお
り、前記立体映像撮像装置は、さらに、前記ビデオディ
スプレイ装置の前記左眼用と右眼用のディスプレイに前
記虚像の距離と同じ距離に前記左眼用と右眼用の撮像光
学系の撮像面を設定または調節して前記左眼用と右眼用
の撮像素子で撮像された左右の映像情報信号をそれぞれ
対応させて表示させたとき、前記ビデオディスプレイ装
置に表示された前記撮像面上の任意の要素が前記要素と
の距離によって決まる輻輳角に輻輳するような光学位置
関係に前記左眼用と右眼用の撮像素子と前記左眼用と右
眼用の撮像光学系を支特するフレームを備えて構成され
ている。

【００１１】本発明による請求項２記載の立体映像撮像
装置は、前記請求項１または２記載の立体映像撮像装置
において、前記左眼用と右眼用の撮像光学系の左右の光
軸の間隔が、人間の両眼間隔とほぼ等しいことを特徴と
するものである。本発明による請求項３記載の立体映像
撮像装置は、前記立体映像撮像装置において、前記左眼
用と右眼用の撮像光学系の左右の光軸が互いに平行であ
ることを特徴とする。本発明による請求項４記載の立体
映像撮像装置は、請求項１、２または３記載の立体映像
撮像装置において、前記左眼用と右眼用の撮像光学系の
撮像面の位置を連動して調節可能にし、ズーミングでき
るようにしたものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明を図面等を参照して
本発明による装置を詳しく説明する。先ず初めに、本発
明による立体映像撮像装置が映像信号を提供するビデオ
ディスプレイを説明する。図１は前記ビデオディスプレ
イ装置の原理を説明するための略図である。いま、２つ
の液晶ディスプレイ１，２には同じテレビジョン信号を
表示させているものとする。まず、右眼用の液晶ディス
プレイ２と右眼６との間に右用の拡大レンズ４を液晶デ
ィスプレイと拡大レンズの距離をｕ、拡大レンズと右眼
の距離がｔとなる位置に置く。液晶ディスプレイ上の画
面は拡大レンズにより拡大された拡大虚像８が右眼から
Ｄだけ離れた位置に生ずる。

【００１３】同様に、左眼用の液晶ディスプレイ１と左
眼５との間に左用の拡大レンズ３を液晶ディスプレイと
拡大レンズの距離をｕ、拡大レンズと左眼の距離がｔと
なる位置に置く。液晶ディスプレイ上の画面は拡大レン
ズにより拡大された拡大虚像７が左眼からＤだけ離れた
位置に生ずる。左右の拡大レンズの焦点距離をともにｆ
とするとレンズの公式よりＤ，ｕ，ｔ，ｆ間には次の関
係が成立する。１／ｆ＝−１／（Ｄ−ｔ）＋１／ｕ（１）また拡大レンズの像倍率をｍとすると、ｍ＝（Ｄ−ｔ）／ｕ（２）ところで人間の左・右の眼はｄｅ（通常５８mm〜７２m
m、平均６５mm、日本人の平均は６２mm）だけ離れてい
る。そしてこの両眼間距雛が物体の位置情報を得るのに
大変重要な役割を果たしていることが知られている。人
間が眼からＤだけ離れたところにある物体を注視すると
きは、眼のピントをＤの距離に調節するとともに両眼の
光軸を物体に向ける両眼輻輳を行う。このピント調節と
両眼輻輳が連動することにより眼に負担をかけることな
く大脳中枢で両眼から得た像を融像処理している。

【００１４】いま、図２ａのように、液晶ディスプレイ
の画面の中心をレンズの光軸に合わせた場合を考える。
このとき、眼のピント調節は眼との距離をＤに合わせて
いるのに輻輳角は０°すなわち無限大であるため、両者
の間に極端にずれが生じて違和感が発生してしまう。次
に、図２ｂのように、レンズの光軸を輻輳させてみた場
合を考える。このとき画面の中心においてはピント調節
も輻輳角も眼との距雛がＤに合っているが、画面の端で
は左右の像にずれを生じる。画面のサイズが大きいとき
やＤが小さいときには大脳中枢における融像処理が困難
となり、二重像や視野闘争を生じるようになる。また、
融像処理が良好に行われた場合でも眼に負担がかかって
いる。

【００１５】そこで、図１のように、眼からＤだけ離れ
たところに左右の拡大虚像が一致した結像面が存在する
場合を考える。このとき左右のレンズの光軸は結像面上
でもｄｅだけ離れている。逆にこれを成立させるために
は、液晶ディスプレイの画面の中心から水平方向の外側
にｄｅ／２ｍ＝ｄｅ・ｕ／２（Ｄ−ｔ）だけ離れた点にレンズの光軸を合わせればよく、この条
件を満たすように左右の液晶ディスプレイと左右の拡大
レンズを配置すれば、あたかも眼からＤだけ離れた位置
に１つの大きな画面が置いてあるように見える。例えば
液晶ディスプレイの画面の中心を見たとき、左右の眼
は、眼からＤだけ離れた拡大虚像の中心にピント調節
し、輻輳角θで輻輳している。この状態ではピント調節
と両眼輻輳が無理なく連動した状態にあるため、眼に負
担をかけることなく大脳中枢における融像処理を行って
いる。

【００１６】次に、図３ａおよび図３ｂを参照して本発
明による立体映像撮像装置が、両眼視差による立体表示
の原理に基づいて、生成される左右のビデオ信号の作成
を実例に沿って説明する。各図に示すような方法で撮影
された２本のビデオ信号を、上述した図１のようなビデ
オディスプレイ装置の左右の液晶ディスプレイに別々に
表示する場合を考える。図３ａに示すように物体Ｐａ，
Ｐｂがあったとする。いま、眼からＤだけ離れたところ
にある平面（画枠で囲まれる基準面）７_L 、８ _R を考え
る。基準面７_L 、８_R は前方空間で完全に重なっている
仮想の基準面である。このとき眼の代わりに２つの凸レ
ンズ５_L 、６_R と撮像素子９，１０に置き換えて、網膜
上の像に相当するビデオ信号に変換する。

【００１７】次に、このビデオ信号を図１のようなビデ
オディスプレイ装置で左右対応させて表示させると、物
体Ｐａ，Ｐｂはまるでその位置にあるかのごとくに立体
表示される。これは両眼視差の原理に基づくもので、物
体Ｐａ，Ｐｂを見込む輻輳角の差により立体的に見え
る。

【００１８】次に、図３ｂのように、眼から２Ｄだけ離
れた前述と同様の基準面７_L 、８_Rを考える。そして眼
の代わりに２つの凸レンズ５_L 、６_R と撮像素子９，１
０に置き換えて、網膜上の像に相当するビデオ信号に変
換する。前記基準面通過または前記基準面から発生した
ものと等価で前記各撮像素子９、１０に到達した光束に
基づく左右２つの像のビデオ信号を図１のようなビデオ
ディスプレイ装置で左右対応させて表示させると、物体
Ｐａ、Ｐｂは全体の位置関係が全て１／２に縮まって見
える。これはズームアップに相当する。この様にして立
体映像のズーミングが可能である。

【００１９】前述した理由で前記ビデオディスプレイ装
置を用いると、画面サイズの小さい液晶ディスプレイで
も眼に負担なく大きく見ることができ、立体表示が可能
である。また立体表示におけるズーミングが可能であ
る。

【００２０】本発明による立体映像撮像装置の特徴を実
施例に対応させて要約すると次のとおりである。すなわ
ち、本発明による立体映像撮像装置は、左眼用と右眼用
のディスプレイと拡大光学系を備えるビデオディスプレ
イ装置用の立体映像信号を撮像するための立体映像撮像
装置である。この立体映像撮像装置は、左眼用と右眼用
の撮像素子９，１０と、前記左眼用の撮像素子９の前に
配置される左眼用の撮像光学系５_L と、前記右眼用の撮
像素子１０の前に配置される右眼用の撮像学系６_R とを
含んでいる。そして前記立体映像撮像装置は、さらに、
前記ビデオディスプレイ装置の前記左眼用と右眼用のデ
ィスプレイに前記虚像の距離と同じ距離に前記左眼用と
右眼用の撮像光学系の撮像面７_L ，８_R を設定または調
節して前記左眼用と右眼用の撮像素子９，１０で撮像さ
れた左右の映像清報信号をそれぞれ対応させて表示させ
たとき、前記ビデオディスプレイ装置に表示された前記
撮像面上の任意の要素が前記要素との距離によって決ま
る輻輳角に輻輳するような光学位置関係に前記左眼用と
右眼用の撮像素子と前記左眼用と右眼用の撮像光学系５
_L ，６_R を支特するフレームを備えて構成されている。

【００２１】前記立体映像撮像装置の実施例において、
前記左眼用と右眼用の撮像光学系の左右の光軸の間隔
が、人間の両眼間隔ｄｅとほぼ等しくし、前記左眼用と
右眼用の撮像光学系の左右の光軸が互いに平行である。
前記装置において前記左眼用と右眼用の撮像光学系の左
右の光軸に対し、それぞれ対応する前記左眼用と右眼用
の撮像素子の光軸を偏心させたことを特徴とする、請求
項１、２または３記載の立体映像撮像装置。

【００２２】図３ｂに示すように、前記立体映像撮像装
置において、前記左眼用と右眼用の撮像光学系の撮像面
７_L ，８_R の位置を連動して調節可能にし、ズーミング
できるようにすることができる。

【００２３】図４は、前述したビデオディスプレイ装置
の実施例の正面図，側面図，および平面図である。２枚
の液晶ディスプレイ２１と２枚の拡大レンズ２２は、図
１に示したような光学位置に配置されてメインフレーム
２３に取り付けられている。この装置においては、自然
光を用いて液晶ディスプレイを見るため、液晶板の後ろ
に白色アクリル板２４を設け、これを介して外の光を取
り入れるようになっている。メインフレーム２３の上下
には液晶の駆動回路基板２５が、左右の側面には信号処
理基板２６が取り付けられている。２７は接続ケーブル
で本実施例では２本のビデオ信号と電源、グラウンドが
接続されていて、図示されていない外部の電源アダプタ
と他のビデオ機器に接続されている。図５にビデオディ
スプレイ装置を装着した使用状態を示す。

【００２４】これまでに説明したビデオディスプレイ装
置で装置の基本的な目的を達成することができるが、さ
らに次のような点について改善の余地がある。 (1) 外からの光に頼るために、夜や暗い所では液晶ディ
スプレイの像を見ることができない。 (2) 液晶ディスプレイ、拡大レンズ、各基板の総重量を
鼻の頭だけで受けているため、鼻に負担がかかる。 (3) 前述したディスプレイ装置を装着したままでは外を
見ることができず、その都度ディスプレイ装置を外す必
要がある。

【００２５】前述の第１番目の問題は、本装置にさらに
照明用のバックライトを取り付けることにより解決する
ことができる。しかしこのバックライトの重量分だけ第
２番目の問題が深刻になる。これを解決するには前述の
眼鏡式ではなく、図６に示すように、ちょうどスキーの
ゴーグルのような形状にすればよい。この場合、この装
置の重量は額とその周り、頬などに分散してかかるた
め、前記欠点のうち１および２については解決できる。
しかし第３番目の問題については、ゴーグルのような形
状のディスプレイ装置は簡単に取り外しができないので
間題になる。さらにバックライトが光軸上の延長上に設
けられるため、眼からメインフレームの端までの長さが
長くなり、安全の面でも問題になる。さらに前述した実
施例装置では、レンズの光軸が平行な直線上にあるた
め、液晶ディスプレイの大きさに制限が生ずる。この問
題はハーフミラーを用いることで解決することができ
る。

【００２６】図７ａ、図７ｂは、それぞれの基本的な構
成と光路を示す略図である。図７ａは、図１の光学位置
を維持したままで、眼４３と拡大レンズ４２の間にハー
フミラー４５を設けて、ハーフミラーの反射側に液晶デ
ィスプレイ４１と拡大レンズを設けた実施例である。こ
のとき液晶ディスプレイ４１とハーフミラー４５の間に
は、外からの光が漏れ込まない構造とする。いま、バッ
クライト４４が消えている間はハーフミラー４５の反射
光がなくなるため、眼４３で外の風景を見ることができ
る。次にバックライト４４が点灯すると、外からハーフ
ミラー４５を透過してくる光よりハーフミラー４５から
の反射光の光量が多くなるため、眼４３は液晶ディスプ
レイ４１の画面を見ることができる。ただし、外が著し
く明るい場合は画面と外の風景が重なって見えてしま
う。

【００２７】この問題はハーフミラー４５の透過方向の
延長線上、すなわちハーフミラー４５と外界との間にシ
ャッタを設け、液晶ディスプレイ４１の画面を見る間は
シャッタを閉めて、外からの光を遮断してやればよい。
図７ａの例では、画面がハーフミラー４５により１回だ
け反射するため、眼に見える像は液晶ディスプレイ４１
の画面に表示された像をちょうど裏返したように見え
る。このため正常な画面を見るためには、液晶ディスプ
レイ４１の液晶板を裏返すとか、信号処理で左右を反転
させるなどの工夫が必要である。図７ｂは、ミラー４６
をもう１枚用いて前述の問題を解決した、他の実施例を
示す略図である。

【００２８】この点を考慮した前記ビデオディスプレイ
装置の実施例を説明する。図８は前記実施例装置の平面
図、正面図、および側面図である。図９は、前記実施例
装置を装着した状態を示す側面略図である。図１０は、
前記実施例装置の主要部品の配置を示す斜視図である。
図１０のように、各部品の光学配置は図１および図７ｂ
の通りである。ただし、ハーフミラー５４とミラー５６
を平行に保ちながら左右それぞれ外側にひねることによ
り、液晶ディスプレイ５１上での光軸間距離を眼の間隔
よりも広くしている。また、本実施例では、シャッタと
して液晶シャッタ５５を用いている。６１はスイッチ
で、１回押すたびにＯＮ−ＯＦＦが切り換わるロック式
である。これによりバックライト５３と液晶シャッタ５
５がコントロールされる。

【００２９】まず電源がオフの状態では液晶シャッタ５
５が透過状態にあるため、眼６２は外の風景を見ること
ができる。次に電源を入れると、液晶シャッタ５５は遮
断状態になり、液晶ディスプレイ５１のバックライトが
点灯するため、眼は液晶ディスプレイ５１上の画面を見
ることができる。次に、スイッチ６１を押すとバックラ
イトが消えて、液晶シャッタ５５が透過状態になり外界
を見ることができる。再びスイッチ６１を押すと、また
電源を入れたときと同じ状態となり、液晶ディスプレイ
５１の画面を見ることができる。

【００３０】本実施例は図９に示されているように、ビ
デオディスプレイ装置の全重量を額全体で受けるような
構造のため負担が少なくなる。また、最も突出する部分
が眼の延長線上になく、いざというときにはすぐに外が
見えるため安全である。

【００３１】前述した各実施例では液晶ディスプレイを
用いて説明したが、液晶ディスプレイの代わりにＣＲＴ
やその他のフラットディスプレイを用いても本発明を実
施することができる。また、液晶ディスプレイを左右そ
れぞれ３枚づつ用いて、液晶ディスプレイの持つ画素数
の粗さを克服することも可能である。図１１は、液晶デ
ィスプレイ３枚を用いた、さらに他の実施例装置の断面
図である。バックライトにはＥＬ素子７７を用いてい
る。３枚の液晶ディスプレイ７１，７２，７３にはそれ
ぞれＲ，Ｇ，Ｂの信号が表示される。７４，７５，７６
はそれぞれＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタである。バック
ライトから出た光はカラーフィルタにより不必要な部分
がカットされＲＧＢの光源となり各々に対応する液晶板
に入射する。こうして３原色で個別に表示された画像は
ダイクロイックプリズム７８により合成される。これを
拡大レンズ７９を通してみると、カラー表示された画像
が得られる。このようにすれば、例えば１０万画素の液
晶ディスプレイを用いてもその３倍の３０万画素となり
解像度を上げることができる。図１２は、前記原理を適
用した実施例の使用状態を示す側面略図である。この実
施例ではヘッドホーン８５もビデオディスプレイ装置と
一体化してある。

【００３２】以上詳しく説明したように、前記ビデオデ
ィスプレイ装置は、テレビジョン信号を表示する右眼用
と左眼用のディスプレイと、右眼用と左眼用の拡大レン
ズと、前記各ディスプレイと拡大レンズが左右のディス
プレイの画面を各々に対応する拡大レンズを通して左右
の眼で見たときに、拡大レンズにより生ずる左右の虚像
が一致するように支持するフレームから構成されてい
る。したがって、使用者は前記装置を両眼に対応して装
着することにより、体の姿勢の制約を受けずに大画面
で、その内容の秘密性を保って見ることができる。

【００３３】また前記ビデオディスプレイ装置におい
て、さらにハーフミラーを前記拡大レンズと眼の間に設
け、前記ハーフミラーの反射側に拡大レンズとディスプ
レイを配置し、前記ディスプレイから出る光量を切り換
えまたは調節して、前記ディスプレイに表示された映像
と、前記ハーフミラーを透過して見える外の風景とを切
り換えて、または同時に重ね合わせて見ることができ
る。

【００３４】また前記ビデオディスプレイ装置におい
て、少なくともハーフミラーの透過方向でハーフミラー
と外の風景との間にシャッタを設け、外の明るさが前記
ディスプレイから出る光量に比べて明るいときでも、前
記シャッタを閉じることによりハーフミラーの透過光を
遮断して、前記ディスプレイに表示された映像のみを見
ることができる。

【００３５】

【発明の効果】前記ビデオディスプレイ装置において、
本発明による立体映像撮像装置により、両眼視差による
立体表示の原理に基づいて生成された左右のビデオ信号
を前記ビデオディスプレイ装置の左右のディスプレイに
表示させることにより立体視することができる。また、
本発明による立体映像撮像装置により得られた立体映像
情報を前記ビデオディスプレイ装置を使用することよ
り、立体視像のズーミングを可能にするとともに、前記
ビデオディスプレイ装置の備えるすべての特徴を利用し
た立体視像の鑑賞を可能とするものである。

【００３６】以上詳しく説明した実施例について、本発
明の範囲内で種々の変形を施すことができる。前記ビデ
オディスプレイ装置は、本発明による立体映像撮像装置
の光学系の構成を特定するために用いたものであり、本
発明による立体映像撮像装置の獲得した立体情報の再生
は、前記ビデオディスプレイ装置に限定されるものでは
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による立体映像撮像装置が映像信号を供
給するビデオディスプレイ装置の構成例の動作原理を説
明するための略図である。

【図２ａ】前記ビデオディスプレイ装置とは異なる他の
例において像処理が困難となり易い例を示す略図であ
る。

【図２ｂ】前記ビデオディスプレイ装置とは異なる他の
例において像処理が困難となり易い他の例を示す略図で
ある。

【図３ａ】本発明による立体映像撮像装置の実施例の立
体映像の撮像原理を示す構成図である。

【図３ｂ】本発明による立体映像撮像装置の実施例の立
体映像の撮像原理を示す構成図である。

【図４】前記ビデオディスプレイ装置の実施例を示す平
面図、正面図および側面図である。

【図５】前記実施例装置の使用状態を示す図である。

【図６】本発明によるさらに他のビデオディスプレイ装
置の実施例の正面図および使用状態を示す側面図であ
る。

【図７ａ】外の様子を見ることができるようにしたビデ
オディスプレイ装置の原理図である。

【図７ｂ】外の様子を見ることができるようにしたさら
に他のビデオディスプレイ装置の原理図である。

【図８】外の様子を見ることができるようにしたビデオ
ディスプレイ装置の実施例の平面図，正面図および側面
図である。

【図９】図８に示した実施例の使用状態を示す側面略図
である。

【図１０】外の様子を見ることができるようにしたビデ
オディスプレイ装置の実施例の主要部品の配置を示した
斜視図である。

【図１１】液晶ディスプレイを左右それぞれ３枚ずつ用
いて解像度を高めたビデオディスプレイ装置の実施例の
原理を説明するための断面図である。

【図１２】図１１に示した実施例の使用状態を示す側面
略図である。

【符号の説明】

１，２ディスプレイ（液晶）３，４拡大光学系（レンズ）５左眼６右眼５_L 左眼対応レンズ６_R 右眼対応レンズ７，８拡大虚像７_L 左眼基準面８_R 右眼基準面９，１０撮像素子２１液晶ディスプレイ２２拡大レンズ２３メインフレーム２４白色アクリル板２５液晶駆動回路基板２６信号処理基板２７接続ケーブル３１液晶ディスプレイ３２拡大レンズ３３メインフレーム３４バックライト３５液晶駆動回路基板３６信号処理基板３７バックライト駆動回路基板４１液晶ディスプレイ４２拡大レンズ４３眼４４バックライト４５ハーフミラー４６ミラー５１液晶ディスプレイ５２拡大レンズ５３バックライト５４ハーフミラー５５液晶シャッタ５６ミラー５７メインフレーム５８接続ケーブル５９液晶駆動回路基板６０信号処理基板６１スイッチ６２眼７１液晶ディスプレイ（Ｒ）７２液晶ディスプレイ（Ｇ）７３液晶ディスプレイ（Ｂ）７４カラーフィルタ（Ｒ）７５カラーフィルタ（Ｇ）７６カラーフィルタ（Ｂ）７７バックライト（ＥＬ素子）７８ダイクロイックプリズム７９拡大レンズ８０眼８１ミラー８２ハーフミラー８４メインフレーム８５ヘッドホーン８６接続ケーブル８７液晶駆動回路基板８８信号処理基板

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 27/02 G02B 27/22 H04N 5/64 H04N 13/02 H04N 13/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】左眼用と右眼用のディスプレイと拡大光
学系を備えるビデオディスプレイ装置用の立体映像信号
を撮像するための立体映像撮像装置であって、前記立体映像撮像装置は、左眼用と右眼用の撮像素子と、前記左眼用の撮像素子の前に配置される左眼用の撮像光
学系と、前記右眼用の撮像素子の前に配置される右眼用の撮像光
学系とを含み、前記ビデオディスプレイ装置は、映像情報信号を表示する左眼用と右眼用のディスプレイ
と、左眼と前記左眼用のディスプレイの間に配置される左眼
用の拡大光学系と、右眼と前記右眼用のディスプレイの間に配置される右眼
用の拡大光学系と、前記ディスプレイと拡大光学系を左眼用と右眼用のディ
スプレイにそれぞれ同一の映像情報を表示させたとき、
前記左眼用のディスプレイに表示された映像情報を、前
記左眼用の拡大光学系を通して左眼で見る拡大された左
の画面の虚像と、前記右眼用のディスプレイに表示され
た映像情報を、前記右眼用の拡大光学系を通して右眼で
見る拡大された右の画面の虚像とが、左右の眼からの虚
像の距離に生成されるようにし、かつ左右の眼が各々の
画面の虚像に向けられるとき、左右の画面の虚像が画面
全体において一致するような光学位置関係に支持するフ
レームから構成されており、前記立体映像撮像装置は、さらに、前記ビデオディスプレイ装置の前記左眼用と右眼用のデ
ィスプレイに前記虚像の距離と同じ距離に前記左眼用と
右眼用の撮像光学系の撮像面を設定または調節して前記
左眼用と右眼用の撮像素子で撮像された左右の映像情報
信号をそれぞれ対応させて表示させたとき、前記ビデオ
ディスプレイ装置に表示された前記撮像面上の任意の要
素が前記要素との距離によって決まる輻輳角に輻輳する
ような光学位置関係に前記左眼用と右眼用の撮像素子と
前記左眼用と右眼用の撮像光学系を支特するフレームを
備えて構成される立体映像撮像装置。
【請求項２】前記立体映像撮像装置において、前記左眼用と右眼用の撮像光学系の左右の光軸の間隔
が、人間の両眼間隔とほぼ等しいことを特徴とする請求
項１記載の立体映像撮像装置。
【請求項３】前記立体映像撮像装置において、前記左眼用と右眼用の撮像光学系の左右の光軸が互いに
平行であることを特徴とする請求項１または２記載の立
体映像撮像装置。
【請求項４】前記立体映像撮像装置において前記左眼
用と右眼用の撮像光学系の撮像面の位置を連動して調節
可能にし、ズーミングできるようにした請求項１、２ま
たは３記載の立体映像撮像装置。