JP3472068B2 - 立体映像表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は立体映像表示装置に
関し、さらに詳しくは、複数の観察者が同時かつ独立に
観察可能な立体映像を表示する立体映像表示装置に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】近年、仮想現実感技術の要素技術とし
て、立体テレビ、立体ビデオなどの立体映像表示装置が
提案されている。 【０００３】たとえば、磯野、安田：「時分割立体視の
成立条件」，テレビジョン学会誌，Ｖｏｌ．４１，Ｎ
ｏ．６，ｐｐ．５４９−５５５（１９８７）には、シャ
ッタ眼鏡により両目にそれぞれの目から見える映像を入
力して立体映像の観察を可能にする方式が開示されてい
る。また、竹村、岸野：「仮想環境の共有による協調作
業とヒューマンインターフェース」，ｐｐ２７９−２９
１，Ｎｏ．１７９，Ｏｐｌｕｓ Ｅ（１９９４年１０
月）には、シャッタ眼鏡を用いて仮想空間での協調作業
を可能にする方式が開示されている。 【０００４】ここで、上記方式を一般的なテレビジョン
信号を例に説明する。図４に示されるように、テレビジ
ョン信号の奇数フィールドに右目用映像を挿入し、偶数
フィールドに左目用映像を挿入する。そして、テレビジ
ョン信号に重畳された垂直同期信号に応答してシャッタ
眼鏡の左右のシャッタ１および２を交互に開閉する。よ
り具体的には、右目用映像を表示するとき、右目用シャ
ッタ２を開き、左目用シャッタ１を閉じる。他方、左目
用映像を表示するとき、右目用シャッタ２を閉じ、左目
用シャッタ１を開く。したがって、左目用映像は左目だ
けに見え、右目用映像は右目だけに見える。右目用映像
と左目用映像とには所定の視差があるため、映像は立体
的に見えることになる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、観察者
が複数の場合は全ての観察者が同じ立体映像を見ること
に、たとえば映像に対して最も右側にいる観察者も最も
左側にいる観察者も同じ立体映像を見ることになる。そ
のため、違和感が生じるという問題があった。 【０００６】これに対し、たとえば、鉄谷、岸野：「臨
場感通信会議用立体表示法の提案」，１９９２年信学春
全大，Ｄ−４５９、および鉄谷、岸野：「視点追従を用
いた複数人観察立体表示の検討」，１９９３年信学秋全
大，ＳＤ−７−４には、レンティキュラスクリーンを用
いて各観察者ごとに右目用映像と左目用映像とを表示す
る方式が開示されている。この方式によると、複数の観
察者が同時かつ独立に異なる画像を観察することができ
る。また、観察者の視点位置を検出する機構を加え、観
察者の視点位置に合わせて投影プロジェクタの位置を移
動させることにより運動視を実現することも可能であ
る。 【０００７】しかしながら、顔を傾けると左目用映像と
右目用映像とを空間的に正確な分離を行なうことができ
ずに立体映像が乱れ、また、観察者の動きに追従する際
に遅延が生じて映像にモアレ縞や陰が発生するという問
題があった。また、観察者の数の増加に伴い、２倍の数
のプロジェクタが必要になるなどの問題もあった。さら
に、複数の観察者が同時に共同で彫刻を作るというよう
な作業では各作業者ごとに任意の視野を得ることは困難
であった。 【０００８】本発明は上記のような問題を解消するため
になされたもので、その目的は複数の観察者が同時かつ
独立に立体映像を観察することが可能な立体映像表示装
置を提供することである。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明に係る立体映像表
示装置は、映像生成部と、モニタと、複数のシャッタ眼
鏡と、複数のシャッタコントローラとを備える。映像生
成部は、複数の観察者のための右目用の映像信号と左目
用の映像信号とをそれら映像信号の間に垂直同期信号を
重畳しながら順次生成する。モニタは、映像生成部から
の映像信号に応答して各観察者のための右目用映像およ
び左目用映像を順次表示する。複数のシャッタ眼鏡は、
複数の観察者にそれぞれ装着される。複数のシャッタコ
ントローラは、複数のシャッタ眼鏡に対応して設けられ
る。各シャッタコントローラは、映像信号から垂直同期
信号を抽出して対応するシャッタ眼鏡に供給する。各シ
ャッタ眼鏡は、各観察者の右目前方に位置づけられる右
目用シャッタと、各観察者の左目前方に位置づけられる
左目用シャッタとを有する。シャッタコントローラは、
モニタが特定の観察者の一方の目用の映像を表示すると
き、その観察者に装着されるシャッタ眼鏡の一方の目用
のシャッタを開き、他方の目用のシャッタおよび他の観
察者に装着されるシャッタ眼鏡の双方の目用のシャッタ
を閉じるように、シャッタ眼鏡を制御する。ここで、モ
ニタにより表示される右目用映像および左目用映像の組
数は観察者の人数と同じである。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当
部分には同一符号を付与し、その説明は繰返さない。 【００１１】図１を参照して、本発明の実施の形態によ
る立体映像表示装置は、２人の観察者１１，１２の各々
のための右目および左目用の映像信号ＶＤを順次生成す
る映像生成部２０を含むコンピュータ２２と、映像信号
ＶＤに応答して２人の観察者１１，１２の各々のための
右目用映像および左目用映像を順次表示するモニタ２４
と、２人の観察者１１，１２にそれぞれ装着される２個
のシャッタ眼鏡３１，３２とを備える。 【００１２】観察者１１に装着されるシャッタ眼鏡３１
は、観察者１１の右目前方に位置づけられる右目用シャ
ッタ４０と、観察者１１の左目前方に位置づけられる左
目用シャッタ４２とを有する。観察者１２に装着される
シャッタ眼鏡３２は、観察者１２の右目前方に位置づけ
られる右目用シャッタ４４と、観察者１２の左目前方に
位置づけられる左目用シャッタ４６とを有する。シャッ
タ４０，４２，４４，４６として、好ましくは液晶シャ
ッタを用いる。 【００１３】この立体映像表示装置はさらに、シャッタ
コントローラ５１，５２と、位置検出器６１，６２とを
備える。 【００１４】シャッタコントローラ５１，５２は、モニ
タ２４が観察者１１および１２のうち１人のための右目
用映像を表示するとき、その１人の観察者１１または１
２に装着されるシャッタ眼鏡３１または３２の右目用シ
ャッタ４０または４４を開き、その左目用シャッタ４２
または４６を閉じ、かつもう１人の観察者１２または１
１に装着されるシャッタ眼鏡３２または３１の右目用シ
ャッタ４４または４０および左目用シャッタ４６または
４２をともに閉じるように、２個のシャッタ眼鏡３１，
３２を制御する。シャッタコントローラ５１，５２はま
た、モニタ２４が観察者１１および１２のうち１人のた
めの左目用映像を表示するとき、その１人の観察者１１
または１２に装着されるシャッタ眼鏡３１または３２の
右目用シャッタ４０または４４を閉じ、その左目用シャ
ッタ４２または４６を開き、かつもう１人の観察者１２
または１１に装着されるシャッタ眼鏡３２または３１の
右目用シャッタ４４または４０および左目用シャッタ４
６または４２をともに閉じるように、２個のシャッタ眼
鏡３１，３２を制御する。 【００１５】シャッタコントローラ５１は、映像信号Ｖ
Ｄに重畳された垂直同期信号ＶＳを抽出する。シャッタ
眼鏡３１は、その抽出された垂直同期信号ＶＳに応答し
て右目用シャッタ４０および左目用シャッタ４２を開閉
する。シャッタコントローラ５２は、映像信号ＶＤに重
畳された垂直同期信号ＶＳを抽出する。シャッタ眼鏡３
２は、その抽出された垂直同期信号ＶＳに応答して右目
用シャッタ４４および左目用シャッタ４６を開閉する。 【００１６】位置検出器６１，６２は、２人の観察者１
１，１２にそれぞれ装着され、観察者１１，１２の３次
元空間における位置をそれぞれ検出する。位置検出器６
１は、観察者１１の３次元空間における位置を示す位置
信号Ｐ１を生成する。位置検出器６２は、観察者１２の
３次元空間における位置を示す位置信号Ｐ２を生成す
る。 【００１７】映像生成部２０は、運動視を可能にするた
めに、位置検出器６１からの位置信号Ｐ１に応答して観
察者１１のための右目用映像および左目用映像を変化さ
せるとともに、位置検出器６２からの位置信号Ｐ２に応
答して観察者１２のための右目用映像および左目用映像
を変化させる。観察者の位置に応じて映像を変化させる
手法には仮想現実感技術の分野で周知の手法を用いれば
よい。 【００１８】次に、上記のように構成された立体映像表
示装置の動作を図２を参照して説明する。 【００１９】観察者１１，１２の各々のための右目およ
び左目用の映像信号ＶＤは映像生成部２２によって順次
生成される。映像信号ＶＤには各フィールドごとに垂直
同期信号ＶＳが重畳される。たとえば、観察者１１の右
目用映像信号と観察者１２の右目用映像信号との間に１
つの垂直同期信号が重畳される。 【００２０】これにより、「観察者１１の右目用映像」
→「観察者１２の右目用映像」→「観察者１１の左目用
映像」→「観察者１２の左目用映像」→「観察者１１の
右目用映像」→「観察者１２の右目用映像」→「観察者
１１の左目用映像」→「観察者１２の左目用映像」→…
という順に映像がモニタ２４上に表示される。 【００２１】まず、観察者１１のための右目用映像がモ
ニタ２４上に表示されるとき、その映像信号の直前に重
畳された垂直同期信号ＶＳがシャッタコントローラ５１
および５２によって抽出される。シャッタコントローラ
５１からの垂直同期信号ＶＳに応答して、観察者１１に
装着されたシャッタ眼鏡３１の右目用シャッタ４０が開
き、左目用シャッタ４２が閉じる。これと同時に、シャ
ッタコントローラ５２からの垂直同期信号ＶＳに応答し
て、観察者１２に装着されたシャッタ眼鏡３２の右目用
シャッタ４４および左目用シャッタ４６がともに閉じ
る。そのため、観察者１１のみが右目でモニタ２４上に
表示された映像を見ることができ、観察者１２はその映
像を全く見ることができない。このような状態は、シャ
ッタコントローラ５１，５２が次の垂直同期信号ＶＳを
抽出するまで維持される。 【００２２】続いて、観察者１２のための右目用映像が
モニタ２４上に表示されるとき、その映像信号の直前に
重畳された垂直同期信号ＶＳに応答して、観察者１１に
装着されたシャッタ眼鏡３１の右目用シャッタ４０およ
び左目用シャッタ４２がともに閉じる。これと同時に、
観察者１２に装着されたシャッタ眼鏡３２の右目用シャ
ッタ４４が開き、左目用シャッタ４６が閉じる。そのた
め、観察者１２は右目でモニタ２４上に表示された映像
を見ることができるが、観察者１１はその映像を全く見
ることができない。 【００２３】続いて、観察者１１のための左目用映像が
モニタ２４上に表示されるとき、観察者１１に装着され
たシャッタ眼鏡３１の右目用シャッタ４０が閉じ、左目
用シャッタ４２が開く。これと同時に、観察者１２に装
着されたシャッタ眼鏡３２の右目用シャッタ４４および
左目用シャッタ４６がともに閉じる。そのため、観察者
１１は左目でモニタ２４上に表示された映像を見ること
ができるが、観察者１２はその映像を全く見ることがで
きない。 【００２４】続いて、観察者１２のための左目用映像が
モニタ２４上に表示されるとき、観察者１１に装着され
たシャッタ眼鏡３１の右目用シャッタ４０および左目用
シャッタ４２がともに閉じる。これと同時に、観察者１
２に装着されたシャッタ眼鏡３２の右目用シャッタ４４
が閉じ、左目用シャッタ４６が開く。そのため、観察者
１２は左目でモニタ２４上に表示された映像を見ること
ができるが、観察者１１はその映像を全く見ることがで
きない。 【００２５】以降、上記動作が繰返される。その結果、
観察者１１は、右目で自分自身の右目用映像を見ること
になり、左目で自分自身の左目用映像を見ることになる
が、観察者１２のための右目用および左目用映像のいず
れも見ることはない。他方、観察者１２は、右目で自分
自身の右目用映像を見ることになり、左目で自分自身の
左目用映像を見ることになるが、観察者１１のための右
目用および左目用映像のいずれも見ることはない。した
がって、観察者１１および１２は立体的な映像を１つの
モニタ２４上で同時にかつ互いに独立して見ることがで
きる。 【００２６】また、たとえば観察者１１が移動してその
視点が変化すると、位置検出器６１からの位置信号Ｐ１
に応答して観察者１１のための映像が変化するため、観
察者１１はその視点に応じた適切な立体映像を見ること
ができる。観察者１２が移動したときも上記と同様にそ
の視点に応じた適切な立体映像を見ることができる。 【００２７】以上のように、本発明の実施の形態によれ
ば、観察者１１，１２の各々のための右目用映像および
左目用映像が順次表示され、観察者１１，１２にそれぞ
れ装着されたシャッタ眼鏡３１，３２が上記のように制
御されるため、観察者１１，１２が同時かつ独立に異な
った立体映像を見ることができる。したがって、仮想空
間を実空間にシームレスに接続することができる。 【００２８】また、観察者１１，１２の位置に応じて映
像が変化するため、観察者１１，１２が移動して視点が
変化すると、その視点に応じた適切な立体映像を見るこ
とができる。したがって、レンティキュラ方式のように
複雑な構成をとらなくても運動視を実現することができ
る。しかも、立体映像は各観察者ごとに独立しているた
め、たとえば観察者１１が静止している間に観察者１２
が移動しても観察者１１に見える映像は変化しない。し
たがって、仮想空間への没入感が増し、運動酔いを起こ
すことはない。 【００２９】また、顔を傾けても左目用映像と右目用映
像とを完全に分離して見ることができるため、レンティ
キュラ方式のように立体映像が乱れることはない。ま
た、レンティキュラ方式のように各観察者ごとに設けた
投影プロジェクタを各観察者の視点に応じて移動させる
という複雑な動作を行なわないため、観察者の動きに追
従する際に遅延が生じることはなく、映像にモアレ縞や
陰が発生することはない。さらに、レンティキュラ方式
のように各観察者ごとに２台のプロジェクタを設ける必
要がないため、大きなスペースは必要なく、コストも低
減される。 【００３０】上記実施の形態はあくまでも一例であっ
て、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
い。 【００３１】たとえば、上記実施の形態では観察者が２
人の場合を説明したが、その数は特に限定されない。観
察者が３人の場合、シャッタ眼鏡は図３に示されるよう
に切換えればよい。この場合、モニタ２４上には、「観
察者１１のための右目用映像」→「観察者１２のための
右目用映像」→「観察者１３のための右目用映像」→
「観察者１１のための左目用映像」→「観察者１２のた
めの左目用映像」→「観察者１３のための左目用映像」
→「観察者１１のための右目用映像」→…という順に映
像が表示される。上記実施の形態のように観察者が２人
の場合は２組の右目および左目用映像が順次表示される
が、このように観察者が３人の場合は３組の右目および
左目用映像が順次表示される。すなわち、表示される右
目および左目用映像の組数は観察者の人数と同じであ
る。 【００３２】観察者１１のための右目用映像がモニタ２
４上に表示されるとき、観察者１１に装着されたシャッ
タ眼鏡３１の右目用シャッタ４０のみが開き、その他の
シャッタ４２，４４，４６，４８，５０はすべて閉じ
る。続いて、観察者１２のための右目用映像がモニタ２
４上に表示されるとき、観察者１２に装着されたシャッ
タ眼鏡３２の右目用シャッタ４４のみが開き、その他の
シャッタ４０，４２，４６，４８，５０はすべて閉じ
る。続いて、観察者１３のための右目用映像がモニタ２
４上に表示するとき、観察者１３に装着されたシャッタ
眼鏡３３の右目用シャッタ４８のみが開き、その他のシ
ャッタ４０，４２，４４，４６，５０はすべて閉じる。
続いて、観察者１１のための左目用映像がモニタ２４上
に表示されるとき、観察者１１に装着されたシャッタ眼
鏡３１の左目用シャッタ４２のみが開き、その他のシャ
ッタ４０，４４，４６，４８，５０はすべて閉じる。続
いて、観察者１２のための左目用映像がモニタ４２上に
表示されるとき、観察者１２に装着されたシャッタ眼鏡
３２の左目用シャッタ４６のみが開き、その他のシャッ
タ４０，４２，４４，４８，５０はすべて閉じる。続い
て、観察者図３のための左目用映像がモニタ２４上に表
示されるとき、観察者１３に装着されたシャッタ眼鏡３
３の左目用シャッタ５０のみが開き、その他のシャッタ
４０，４２，４４，４６，４８はすべて閉じる。 【００３３】したがって、この場合も上記観察者が２人
の場合と同様に、観察者１１〜１３は立体的な映像を１
つのモニタ２４上で同時にかつ互いに独立して見ること
ができる。 【００３４】その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範
囲内で当業者の知識に基づき種々の改良、変形などを加
えた態様で実施し得るものである。 【００３５】 【発明の効果】本発明に係る立体映像表示装置によれ
ば、複数の観察者の各々のための右目用映像および左目
用映像が順次表示され、１人の観察者のための右目用映
像が表示されるとき、その観察者に装着されるシャッタ
眼鏡の右目用シャッタが開き、その左目用シャッタが閉
じ、かつその他の観察者に装着されるシャッタ眼鏡の右
目用シャッタおよび左目用シャッタがともに閉じるとと
もに、その観察者のための左目用映像が表示されると
き、その観察者に装着されるシャッタ眼鏡の右目用シャ
ッタが閉じ、その左目用シャッタが開き、かつその他の
観察者に装着されるシャッタ眼鏡の右目用シャッタおよ
び左目用シャッタがともに閉じるため、複数の観察者が
同時かつ独立に立体的な映像を見ることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の形態による立体映像表示装置の
構成を示すブロック図である。 【図２】図１に示された立体映像表示装置による観察者
が２人の場合の動作を説明するための図である。 【図３】観察者が３人の場合の動作を説明するための図
である。 【図４】従来の立体映像表示装置による動作を説明する
ための図である。 【符号の説明】 １１，１２，１３ 観察者 ２４ モニタ ３１，３２，３３ シャッタ眼鏡 ４０，４４，４８ 右目用シャッタ ４２，４６，５０ 左目用シャッタ ５１，５２ シャッタコントローラ

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 複数の観察者のための右目用の映像信号
   と左目用の映像信号とをそれら映像信号の間に垂直同期
   信号を重畳しながら順次生成する映像生成部と、 前記映像生成部からの 映像信号に応答して各観察者のた
   めの右目用映像および左目用映像を順次表示するモニタ
   と、 前記複数の観察者にそれぞれ装着される複数のシャッタ
   眼鏡と、前記複数のシャッタ眼鏡に対応して設けられ、各々が前
   記映像信号から前記垂直同期信号を抽出して対応するシ
   ャッタ眼鏡に供給する複数のシャッタコントローラ とを
   備え、前記シャッタ眼鏡の各々は、各観察者の右目前方に位置
   づけられる右目用シャッタと、各観察者の左目前方に位
   置づけられる左目用シャッタとを有し、 前記シャッタコントローラは、前記モニタが特定の観察
   者の一方の目用の映像を表示するとき、その観察者に装
   着されるシャッタ眼鏡の一方の目用のシャッタを開き、
   他方の目用のシャッタおよび他の観察者に装着されるシ
   ャッタ眼鏡の双方の目用のシャッタを閉じるように、前
   記シャッタ眼鏡を制御し、 前記モニタにより表示される右目用映像および左目用映
   像の組数は前記観察者の人数と同じである、立体映像表
   示装置。