JP5172972B2 - 立体映像表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【技術分野】
【０００２】
本発明は、左右二つのレンズによって撮影した映像を左右夫々の眼で視る二眼立体視方式の立体映像(動画及び静止画)の撮像-表示に関するものであり、表示画面サイズが異なっても、また、表示装置の機種が異なった場合であっても同一映像データを利用することによって、テレビ放送や通信回線を利用した画像の送受信等の分野において映(影)像の立体化を推進するものである。
【背景技術】
【０００３】
従来、二眼立体視方式の電子立体映像撮像表示システムが提案及び展示、販売されている。また、一部では立体テレビ放送が既に開始されたようである。
【０００４】
これ等従来の電子立体映像撮像-表示システムは機種毎に異なるシステムを混在使用するためには表示側において画像をシフトしたりして調節する必要が生じる。しかし、これら従来の方法による調整方法は不完全なものであり汎用的実施は困難である(例えば特許文献１参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】
特開８-２７５２０７号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、電子的立体映像撮像及び表示装置と、二画面を並置したステレオ写真とは、別々の道を歩んできた経緯がある。しかし、昨今、電子式映像(画像)機器の進展により両者を統一的に扱おうとする要求があるが、未だ実現できないのが現状である。
【０００７】
そこで、前記の要請に応えて、電子的立体映像表示装置に映る一コマから二画面並置式のステレオフォトプリント、或いは、ディジタルステレオカメラで撮影した標準立体映像データから二画面並置式のステレオスライドを容易に作製可能にするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は、この課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、立体視用メガネとして、液晶板と、その後面に偏光板を取り付けるか又はシャッタメガネを用意し、該立体視用メガネの前側又は後側に視度調節レンズを取り付け、匡体上の明視の距離以近の位置に、ディスプレイとしてＬＣＤを設置し、該ディスプレイ上に立体映像の左右用の映像を時分割で交互に表示して、前記立体視用メガネを同期開閉して分離視することによって二眼立体視する構造であって、該立体映像は、基準ディメンション表示画面の両端と鑑賞者の左眼とを結ぶ線で決定される左の視野角内、及び基準ディメンション表示画面の両端と鑑賞者の右眼とを結ぶ右の視野角内の幅に交互に時分割表示する。よって、立体映像の左右用の映像は基準ディメンション表示画面位置で互いにオーバーラップする位置に表示され、基準ディメンション表示画面と等価の立体映像を見ることができるように構成した立体映像表示装置を提供する。
【０００９】
即ち、請求項１記載の発明は、ディスプレイとしてのＬＣＤに対して、左右の視野を分離するための立体視用メガネと視度調節レンズ、即ち、視野分離用メガネと視度補正レンズ（明視の距離以近の物体を見る場合に観察者の眼の焦点を合わせるためのプラスジオプタのレンズ）とを重ねて、且つ、前記ディスプレイを明視の距離以近から観察する状態に設置し、そのディスプレイ上に立体映像の基準ディメンション表示画面の両端と観察者の左右夫々の眼とを結ぶ線で決定される左右夫々の視野範囲に左右交互に時分割表示して、立体視用メガネを左右用の映像に同期作動させて左右の視野を分離して視る立体映像表示装置を提供する。
【００１０】
この構成によれば、小さなサイズのディスプレイを使用しても、大きなサイズのディスプレイを使用した場合と同等の立体感に観ることができる。
請求項２記載の発明は、立体視用メガネとして、液晶シャッタメガネを用意し、該立体視用メガネの前側又は後側に視度調節レンズを取り付け、匡体上の明視の距離以近の位置に、有機ＥＬディスプレイを設置し、該ディスプレイ上に立体映像の左右用の映像を時分割で交互に表示して、前記立体視用メガネを同期開閉して分離視することによって二眼立体視する構造であって、該立体映像は、基準ディメンション表示画面の両端と鑑賞者の左眼とを結ぶ線で決定される左の視野角内、及び基準ディメンション表示画面の両端と鑑賞者の右眼とを結ぶ右の視野角内の幅に交互に時分割表示する。よって、立体映像の左右用の映像は基準ディメンション表示画面位置で互いにオーバーラップする位置に表示され、基準ディメンション表示画面と等価の立体映像を見ることができるように構成した立体映像表示装置を提供する。
【００１１】
即ち、請求項２記載の発明は、有機ＥＬディスプレイに対して、左右の視野を分離するための立体視用メガネと視度調節レンズ、即ち、視野分離用メガネと視度補正レンズ（明視の距離以近の物体を見る場合に観察者の眼の焦点を合わせるためのプラスジオプタのレンズ）とを重ねて、且つ、前記ディスプレイを明視の距離以近から観察する状態に設置し、そのディスプレイ上に立体映像の基準ディメンション表示画面の両端と観察者の左右夫々の眼とを結ぶ線で決定される左右夫々の視野範囲に左右交互に時分割表示して、視野分離用メガネを左右用の映像に同期作動させて左右の視野を分離して視る立体映像表示装置を提供する。
【００１２】
この構成によれば、小さなサイズのディスプレイを使用しても、大きなサイズのディスプレイを使用した場合と同等の立体感に観ることができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、立体視用として、液晶板と、その後面に偏光板を取り付けた立体視用メガネ又は液晶シャッタメガネを用意し、匡体上の明視の距離以遠の位置に、ディスプレイとしてＬＣＤを設置し、該ディスプレイ上に立体映像の左右用の映像を時分割で交互に表示して、前記立体視用メガネ又は液晶シャッタメガネを同期開閉して分離視することによって二眼立体視する構造であって、該立体映像は、基準ディメンション表示画面の両端と鑑賞者の左眼とを結ぶ線で決定される左の視野角内、及び基準ディメンション表示画面の両端と鑑賞者の右眼とを結ぶ右の視野角内の幅に交互に時分割表示する。よって、立体映像の左右用の映像は基準ディメンション表示画面位置で互いにオーバーラップする位置に表示され、基準ディメンション表示画面と等価の立体映像を見ることができるように構成した立体映像表示装置を提供する。
【００１４】
即ち、請求項３記載の発明は、電子ディスプレイとしてのＬＣＤに対して、左右の視野を分離するための視野分離用メガネ、即ち、立体視用メガネ又は液晶シャッタメガネを明視の距離以遠から観察する状態に設置し、そのディスプレイ上に立体映像の基準ディメンション表示画面の両端と観察者の左右夫々の眼とを結ぶ線で決定される左右夫々の視野範囲に左右交互に時分割表示して、視野分離用メガネを左右用の映像に同期作動させて左右の視野を分離して視る立体映像表示装置を提供する。
【００１５】
この構成によれば、前記請求項１又は２記載の立体映像表示装置よりも大型の装置となるが視度の正常な人（裸眼で最も容易に見える距離が明視の距離である人）であれば視度補正メガネが不要になる。
【００１６】
請求項４記載野発明は、立体視用メガネとして、シャッタメガネを用意し、匡体上の明視の距離以遠の位置に、有機ＥＬディスプレイを設置し、該ディスプレイ上に立体映像の左右用の映像を時分割で交互に表示して、前記立体視用メガネを同期開閉して分離視することによって二眼立体視する構造であって、該立体映像は、基準ディメンション表示画面の両端と鑑賞者の左眼とを結ぶ線で決定される左の視野角内、及び基準ディメンション表示画面の両端と鑑賞者の右眼とを結ぶ右の視野角内の幅に交互に時分割表示する。よって、立体映像の左右用の映像は基準ディメンション表示画面位置で互いにオーバーラップする位置に表示され、基準ディメンション表示画面と等価の立体映像を見ることができるように構成した立体映像表示装置を提供する。
【００１７】
即ち、請求項４記載の発明は、有機ＥＬディスプレイに対して、左右の視野を分離するための視野分離用メガネ、即ち、立体視用メガネであるシャッタメガネを明視の距離以遠から観察する状態に設置し、前記ディスプレイ上に立体映像の基準ディメンション表示画面の両端と観察者の左右夫々の眼とを結ぶ線で決定される左右夫々の視野範囲に左右交互に時分割表示して、視野分離用メガネを左右用の映像に同期作動させて左右の視野を分離して視る立体映像表示装置を提供する。
【００１８】
この構成によれば、前記請求項１又は２記載の立体映像表示装置よりも大型の装置となるが視度の正常な人（裸眼で最も容易に見える距離が明視の距離である人）であれば視度補正メガネが不要になる。
また、請求項１乃至請求項４に記載のこれらの立体映像表示装置はディスプレイに対し視野分離用メガネを固定することによって観察者が頭を傾けた場合であってもクロストークを生じることはない。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載の発明の特徴は、標準立体映像を時分割で交互に表示する電子ディスプレイであるＬＣＤと視野分離用メガネを互いに固定することによってクロストークの発生を防止すると共に、更に明視の距離以近の位置から観察するべく視度補正メガネを設置したことである。
【００２０】
また、請求項２記載の発明の特徴は、立体視用メガネとして、液晶シャッタメガネを用意し、該立体視用メガネの前側又は後側に視度調節レンズを取り付け、匡体上の明視の距離以近の位置に、有機ＥＬディスプレイを設置することによって、クロストークの発生を防止すると共に、更に明視の距離以近の位置から観察するべく視度補正メガネを設置したことである。
【００２１】
請求項１又は請求項２記載の発明によれば、ディスプレイと視野分離用メガネは互いに固定された状態であるので観察者が頭を傾けた場合であってもクロストーク発生の恐れはない。また、視度補正メガネを取り付けることによって明視の距離よりも近い位置から観察可能になり、小さなディスプレイを用いた場合であっても、立体映像を大画面（基準ディメンション表示画面）で観察することが可能になる。
【００２２】
また、請求項１又は請求項２記載の発明の構成は、立体映像撮像装置のファインダ（モニタ）としても非常に効果的である。それは、外形が小型にでき携行性、取扱い性に優れ、その上外光を遮光しているので昼間の屋外等の明るい環境の下でファインダの視認性が向上するからである。
【００２３】
請求項３記載の発明の特徴は、標準立体映像を時分割で交互に表示する電子ディスプレイであるＬＣＤと視野分離用メガネを互いに固定することによってクロストークの発生を防止するようにしたことである。また、視野分離用メガネは、ディスプレイを明視の距離以遠から観察する位置に設置した。
請求項４記載の発明の特徴は、立体視用メガネとして、シャッタメガネを用意し、匡体上の明視の距離以遠の位置に、有機ＥＬディスプレイを設置することによってクロストークの発生を防止するようにしたことである。
【００２４】
請求項３又は請求項４記載の発明の構成によれば、視度補正レンズが不要になる。これは、観察者自身が通常使用している視度補正メガネ（近視用、遠視用、又は老眼鏡）等を使用するか又は裸眼で見ればよいからである。
【００２５】
更に、請求項１乃至請求項４記載の発明の特徴は、観察者が視野分離用メガネを掛けないことにある。これらの立体映像表示装置では一人しか鑑賞できないものの、例えば、公衆的設置状況において、鑑賞用（視野分離用）メガネ等直接肌に着けるものを共用するのは衛生上好ましくないからである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の立体視の概念図。
【図２】図１の基準ディメンション表示画面(図示の大型立体ＴＶ)と標準立体映像データを送出するステレオカメラとの関係図。
【図３】図１の詳細説明図。
【図４】図２(ｂ)のステレオカメラに広角撮影レンズを取り付けた場合の説明図。
【図５】図２(ｂ)のステレオカメラに長焦点撮影レンズを取り付けた場合の説明図。
【図６】立体モニタに表示する視準パターンの説明図。
【図７】立体映像表示装置の斜視図。
【図８】図７の立体映像表示装置の視野分離用メガネ及び視度補正用メガネの断面図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明に係る立体映像撮像表示システムは、撮影レンズと撮像素子とで構成される撮像ユニットを左右平行に設置した一対で構成するステレオカメラの視野に仮想の視野フレームを設定(参照窓と定義する)し、その参照窓は左右夫々の撮影レンズによって縮小投影されて左右夫々の撮像素子上に結像する。
【００２８】
左右の撮像素子上に結像した参照窓の像(窓内)の画像データを読み出して、立体映像データ（標準立体映像データと定義する）を送出し、表示側において、その標準立体映像データを電子ディスプレイによって参照窓と等価の表示画面(左右の画面位置が完全に一致し、参照窓を等寸大に再現表示する画面の位置及びサイズを基準ディメンション表示画面と定義する)上に、左右直交する偏光又は左右反対方向の円偏光で同時に、又は同一方向の直線偏光により時分割で交互に表示し、その偏光方式に対応した視野分離用メガネによって左右用の映像を分離視するものであって、立体視の状態を忠実に再現する。
【００２９】
また、ステレオカメラの撮像素子の大きさ、及び立体表示装置の表示範囲及び画面サイズが異なる場合であっても立体映像データを共用可能にし、あらゆる立体映像の距離感及び寸法を共通に認識するためには、撮影時に参照窓を設定する。
【００３０】
この参照窓を視野フレーム(左右の画像フレーム)として撮影し、表示に必要な基準立体映像データとして送出する。そして、表示側において標準立体映像データを撮影側の参照窓と等価の基準ディメンションの画面に表示することによって、忠実な立体感を再現する。
【００３１】
例えば、図２において参照窓Ｗrefの幅を……ＷＷ
撮像素子に投影される参照窓内の像Ｉrefの幅を…ＷＳ
基準ディメンションの表示画面幅を……ＷＤ
とすれば、撮影倍率ｒは、ｒ＝ＷＳ/ＷＷ
表示倍率Ｒは、Ｒ＝ＷＤ/ＷＳ
として、ｒ×Ｒ＝１とすることである。上記数式によれば、撮像素子の幅ＷＳの大きさに拘らず、ステレオカメラの送出画像データを標準立体映像データ化することは容易であると理解される。
【００３２】
本発明においては、標準立体映像を時分割で交互に表示する電子ディスプレイと視野分離用メガネを互いに固定することによってクロストークの発生を防止し、明視の距離以近の位置から観察するべく視度補正メガネを設置する。
【００３３】
これにより、ディスプレイと視野分離用メガネは互いに固定された状態であるので観察者が頭を傾けた場合であってもクロストーク発生の恐れはない。また、視度補正メガネを取り付けることによって明視の距離よりも近い位置から観察可能になり、小さなディスプレイを用いた場合であっても立体映像を大画面で観察できる。また、立体映像撮像装置のファインダとしても非常に効果的である。
【００３４】
また、本発明は、視野分離用メガネの設置位置を、ディスプレイを明視の距離以遠から観察するべく位置に設置することで、視度補正レンズが不要になる。
【実施例１】
【００３５】
本発明の好適な実施例を説明するが、本発明の理解を深めるために、本発明に関連する技術的事項についても図面を参照しながら同時に説明するものとする。図１は、立体視の概念図である。図示の大型立体ＴＶを(ディスプレイ幅１８００ｍｍ)基準ディメンション表示画面のテレビとすれば、各々のサイズの表示画面と、その配置は図示の関係になる。
【００３６】
図３は、図１の寸法及び配置関係をより詳細に表したものであるが、図３は実際の寸法比率に対し、観察者の位置に近付くに従って大きくなる寸法比率で表している。これは、作図上の混雑を回避するためのものである。
【００３７】
図３に於いて観察者の眼から、図示の左右並置表示範囲とオーバーラップ表示範囲との境界線までの距離ＬＸは、ＬＸ＝Ｌ０／（１＋ＷＰ０/Ｂ）の関係となり、
Ｌ０＝２５００ｍｍ、 ＷＰ０＝１８００ｍｍ とすれば
眼幅寸法がＢ＝５８ｍｍのとき、
ＬＸ＝２５００/（１+１８００/５８）＝７８．０４ｍｍ
眼幅寸法がＢ=７２ｍｍのとき、
ＬＸ＝２５００/（１+１８００/７２）＝９６．１５ｍｍとなる。
【００３８】
左右並置表示範囲では左右の視野を仕切るための隔壁が必要で、実際の鑑賞距離は７５ｍｍ位が略限度である。また、７５ｍｍは明視の距離に比べて非常に近くなるために視度調節用のルーペが必要で、ルーペは視距離よりも僅かに大きい焦点距離のものが程よいため、この場合使用するルーペの焦点距離は約８０ｍｍが適当である。
【００３９】
また、眼幅寸法(ステレオベース)Ｂは観察者個々において多少の差があるが、鑑賞距離が大きい場合には(オーバーラップ表示範囲)無限遠像の相応点の左右の間隔と眼幅寸法Ｂとの多少の差は無視しても良い。
【００４０】
そして、左右並置表示範囲において、眼幅寸法Ｂとの差の余裕は少ないが、視度調節レンズの間隔を調節することによってその差は緩和される。
【００４１】
左右の画面間隔、即ちピクチャーディスタンスは、図３に図示の左右の眼幅間隔Ｂと基準ディメンションのディスプレイＤ０までの距離Ｌ０とで次の関係となる。任意の距離ＬＮに配置されたディスプレイＤＮのピクチャーディスタンス ＤＰＮは、ＤＰＮ＝Ｂ（１-ＬＮ/Ｌ０）の値となる。
【００４２】
左右夫々の画面幅ＷＰ０は鑑賞者の眼からの距離に比例するが、左右夫々の眼に入る光線がディスプレイＤ０を挟む図示の視角αが同一のため、図３に図示の各々の見かけ上の画面幅は、ＷＰ０＝ＷＰ１＝ＷＰ２の関係になり同じ大きさに見える。
【００４３】
上述のように、基準ディメンション表示画面のテレビ（図１に図示の大型立体テレビ）に標準立体映像データを図１に図示の関係配置に表示することによって、左右用の画像を重ねて表示するオーバーラップ表示範囲から、左右単独の表示面を有する左右並置表示範囲までの全ての表示範囲において、共通のデータを使用することができる。この場合、図示の各々のディスプレイには標準立体映像データを左右夫々規定された条件に配置(位置及び幅)表示するのみでよい。
【００４４】
図２は、図１に図示の関係配置の立体画像データを取得する手段のステレオカメラの解説図である。図２(a)は図１の立体視の状態と全く同一の状態図で、図２(b)は立体画像データの取得手段をステレオカメラとする場合の関係図である。
【００４５】
今、図２(a)に図示の相等参照窓のディスプレイＥrefを図１の基準ディメンション表示画面のテレビ（図１に図示の大型立体テレビ）のディスプレイとし、図２(b）のステレオカメラに参照窓Ｗrefを設定し、ステレオカメラの左右の撮影レンズの間隔を眼幅寸法Ｂとすれば、図２(a)に図示の相等参照窓のディスプレイＥref から観察者の左右夫々の眼ＥＬ及びＥＲまでと、図２(b)の幅ＷＷの参照窓Ｗrefから左右夫々の撮影レンズＬＬ，ＬＲまでは共役関係が成立する。
【００４６】
よって、左右夫々の視野角α内に配置される撮像素子上の画像データは、人が実際に図１の基準ディメンション表示画面のテレビ（図示の大型立体テレビ）を観察する場合と等しくなる。また、視野角α内に配置される撮像素子のサイズ(幅)は、撮像素子を配置する光軸方向の位置で決定される。
【００４７】
図２(b)において撮像素子の幅ＷＳは、ＷＳ＝ＷＷ×ｆ/Ｌで計算される。また、左右の撮像素子の間隔(倒立像状態のピクチャーディスタンス)、即ち図示のＤＳはＤＳ＝Ｂ(１+ｆ/Ｌ)で計算され、左右の撮影レンズの間隔＝人の眼幅Ｂよりも大きくなる。
【００４８】
撮像素子上に投影される像は倒立状態であり、正立させるために左右夫々の位置で１８０°回転すれば左右の画面間隔、即ちピクチャーディスタンス(表示側＝正立像状態)は人の眼幅Ｂよりも小さくなる。また、図２(ｂ)に図示の参照窓Ｗrefと、左右夫々の撮影レンズの主点を通り、参照窓Ｗrefの窓ＷＷを挟む線で構成される二つの三角形(一部が重なり合う二つの三角形)と、左右夫々の撮影レンズの主点を通り、左右夫々の撮像素子Ｓの両端を挟む線と撮像素子自身の面で構成される夫々二つの三角形とは、左右夫々の撮影レンズの主点を点対称として相似形になっている。
【００４９】
また、左右のユニットは図示の中心線Oを対称線として左右対称であるため、図の紙面の中心線０を折り畳み線として折りたためば、左右の光軸Φ(Ｌ)とΦ(Ｒ)とが一致して左右同士が重なり合う。従って、図２(ｂ)のステレオカメラによって撮影した立体映像を図１の基準ディメンション表示画面のテレビ(図示の大型立体テレビ)の同一画面位置に時分割で交互に、又は偏光等で同時に重ねて映し、視野分離用メガネによって左右の眼夫々で左右用夫々の画面を見れば、無限遠像Ｉ∞の相応点は自ずと人の眼幅に表示される。よって、最適状態の立体映像を再現できる。
【００５０】
なお、基準ディメンションの同一位置に映すためには特別な手立ては必要とせず、図２(ｂ)に図示の撮像素子Ｓ上の像を図２(a)のディスプレイＤ上において表示倍率を、ディスプレイＤの画面幅ＷＤと撮像素子の幅ＷＳとの単純比のＷＤ/ＷＳの倍率で表示すればよい。
【００５１】
また、図１に図示の各々のサイズの左右夫々の画面幅は、各々の表示装置の配置距離と基準ディメンション表示画面の大型立体ＴＶまでの距離との比で決定される（図３においてＬ１/Lo＝ＷP1/ＷＰO）。従って、左右用夫々の表示画面幅は単純比であるので算出は容易である。
【００５２】
そして、図１に図示のとおり、立体映像は全ての範囲において無限遠の相応点を人の眼幅間隔で表示するべきであるから、無限遠＝眼幅＝左右の撮影レンズの光軸間距離であり、ステレオカメラの左右の撮影レンズに入射する無限遠の相応点からの光線は互いに平行であるため、撮像素子上に投影される無限遠像の相応点は光軸間距離に等しくなる。
【００５３】
従って、如何なるディスプレイサイズであっても、左右の表示画面間において無限遠の相応点の間隔＝人の眼幅に設定するには、左右の夫々の撮像素子上における左右夫々の撮影レンズの光軸中心対応位置を、表示画面上で左右の間隔が人の眼幅間隔と等しくなる位置に設定するのみでよい。
【００５４】
つまり、如何なる画面サイズの立体表示装置であっても、ステレオカメラの左右夫々の光軸を基準にして、再生画面の左右間において撮像ユニットの左右の光軸間隔相応間隔を人の眼幅に等しい寸法に表示することである。
【００５５】
図４は図２に図示の状態のステレオカメラの撮影レンズを広角レンズに交換した場合の状態図で、同一幅の被写体を広角に撮影するためには対物距離は小さくなり、また、同一サイズの撮像素子に結像させるためには撮影レンズの焦点距離は短くなる。図４に図示するように、短焦点距離の撮影レンズに交換した場合、立体視において左右の視野が一致する距離も短くなる。
【００５６】
もし現実の光景を裸眼で直視する場合であれば、図４に図示の破線で表示する位置の視野フレームＷref´内に無限遠（写真撮影的の無限遠）を含む場合には、立体視において、近景の物体と遠景の物体とを同時に視ることは不可能である（人が実際の光景を見る場合その時々瞬時に狭い視野を視て脳内処理しているようで、実際には見ることができるが視神経に疲労を来す）。
【００５７】
しかし、この状態(短い焦点距離の撮影影レンズで撮影し、左右の視野が短い撮影距離に於いて合致している状態)のステレオカメラで撮影した立体画像データを、図１に表記の基準ディメンション表示画面の立体テレビによって見た場合には、立体視の状態は良好になる。
【００５８】
図４に図示の破線で表示する参照窓Ｗref´を設定した場合、窓が実在するとして、その窓から実景を直視したとすれば、近景と遠景との視差が大きいため立体視に於いて左右の視野を融合視することが不可能になるが、この立体映像データを図１に表記の設定状態の各々の表示装置で見れば、図４の破線で表示の参照窓Ｗref´は図示の実線で表示の参照窓Ｗrefの位置まで遠のいて見えることになるので、普通に立体視ができる。従って、広角撮影レンズの使用は狭い場所での撮影において被写体に近づいて撮影できるので有利になる。
【００５９】
図５は、図４の場合とは逆に、焦点距離の長いレンズの使用例である。撮影レンズの焦点距離が長い場合、左右の撮影視野は、標準的な鑑賞距離よりも遠くの位置で一致する（図示の破線位置）。しかし、この場合も、図１に図示の表示装置によって鑑賞すれば、実際には破線で表す遠くに位置する筈の参照窓Ｗref″は、実線で表す視野フレームＷrefの位置まで近付いて見える。
【００６０】
上記の説明によれば、ズームレンズの使用も実施可能なことは当然であり、撮影レンズの焦点距離がいずれに変化しても、前記の式で計算する基準ディメンション表示画面に合わせた撮像素子の幅及び間隔でよい（撮像素子の幅は実際には大きめのものを使用し読み出し範囲を設定しても良い）。
【００６１】
そして、ステレオカメラの撮影レンズの焦点距離を変化させても鑑賞側の立体テレビは、例えば図１に図示の各々の条件に一定状態に設定しておくのみでよい。これは、無限遠の相応点から左右の撮影レンズに入射する光線は互いに平行になり、同時に撮影レンズの光軸間距離を人の眼幅に設定しているためである。そのために、左右の撮像素子上に投影される無限遠の相応点の間隔は、人の眼幅と等しくなるからである。
【００６２】
同じステレオカメラに対して撮影レンズの焦点距離を変えた場合でも、左右一対の撮像素子の幅及び間隔は一定であるので、撮影レンズの焦点距離が変化した場合、左右の視野が一致する撮影距離が変化する。立体映像に於いて、通常どのような場合であっても、左右の視野が一致する距離以近の物体が撮影視野に入る撮影状態は好ましく無い。
【００６３】
ステレオカメラに於いて、例えファインダを立体視するものであっても、左右の視野の一致する距離以近に物体が撮影視野に入っているか、又は、いないのかを視認することは極めて困難であるが、図６に図示の視準パターンをファインダの左右夫々の画面に重ねて表示することによって視認性が向上する。
【００６４】
テレビ放送用ステレオカメラにおいて、ステレオスコピックファインダに映る撮影視野を観察すると同時に実景をも直視できることが望ましい。このようなステレオスコピックファインダ(モニタ)を実現するものとして、例えば、図1に図示の１２インチ幅の液晶ディスプレイを立体テレビカメラに取り付ける。１２インチサイズはカメラのモニタとしては大きい部類に属するが、図示のように３５０ｍｍの位置から見ることができる。
【００６５】
この場合、左右の像は交互に時分割で表示する。同時に、ディスプレイに取り付けられた同期信号発信装置から同期用の赤外線が発信される。（図示省略）そして、左右の視野を分離する立体映像鑑賞用メガネの左右には、左右同一の偏光板が取り付けられている。更に、その前面には液晶板が取り付けられている。また、メガネには傾斜角センサが取り付けられている。前記ＬＣＤから交互に放出される左右の光線は同一、且つ一定方向の偏光である。
【００６６】
前記メガネの偏光板をＬＣＤから放出される偏光を遮断する方向の直交方向とすれば、メガネの左右の視野は閉ざされて暗くなる。その視野の状態は前面に取り付けた液晶板によってＬＣＤからの入射光が９０°又は２７０°偏光方向が旋光されて、左右両方の視野とも開状態になり明るく見えるように変化する。
【００６７】
ＬＣＤ上の表示画像に同期して発信される赤外線によって、メガネ前面に取り付けた液晶板に交互に電圧を印加すれば、電圧によって液晶が緊張状態になりＬＣＤから放出される偏光は、そのままの偏光方向に維持されメガネの液晶板によって遮光され視野は暗くなる。同時に、赤外線によってＬＣＤに同期してメガネの液晶板に電圧を交互に印加すれば、左右の視野は交互に開閉されＬＣＤを視る左右の視野は分離され立体視が可能となる。
【００６８】
また、メガネを傾けた場合、ＬＣＤとメガネとの偏光方向の相対方向関係が崩れクロストークが生ずるが、傾斜角センサによって印加電圧を制御し補正することによってクロストークを防止する。なお、電子的撮像装置に於いてファインダは必ずしもカメラと一体化する必要はない。例えば、左右一対の撮影レンズと、左右一対の撮像素子とで構成するステレオカメラとノート型パソコンとをＵＳＢケーブル等で繋げばＰＣそのものがファインダと化す。
【００６９】
図３に於いてＤＰ１(Ｒ)が右用の画面であり、ＤＰ１(Ｌ)が左用の画面である。このときのディスプレイＤ１のサイズ（全幅）は、ＷＰ１とＤＰ１の総計で、
ＷＰ１＋ＤＰ１＝２５２+５５.９＝３０７.９ｍｍとなる。この寸法は、１２インチ、１２×２５.４＝３０４.８ｍｍよりも僅かに大きいが、これは視距離自体１０ｍｍ刻みの数値に処理して表記したためであり、また実際には視距離は多少遠くから視ても問題は無い。
【００７０】
また、逆にディスプレイサイズから視距離Ｌ１を計算すれば、
図３において、Ｌ１＝Ｌ０（ＷＰ１＋ＤＰ１−Ｂ）/（ＷＰ０−Ｂ）
ＷＰ１＋ＤＰ１＝１２″＝３０４.８ｍｍ
Ｂ＝６５ｍｍ
ＷＰ０＝１８００ｍｍ
Ｌ０＝２５００ｍｍ
とすれば、視距離L１は
L１＝２５００（３０４.８−６５）/（１８００−６５）＝３４５.５３ｍｍ
となる。
【００７１】
更に、立体テレビカメラのモニタの立体視の視認性を容易にするために、表示する左右の画像夫々に、縦線を主体とする視準パターンをソフトウェアによって重ねて表示する。図６は、立体テレビカメラのモニタ１０１の詳細図で、モニタ１０１（ディスプレイＤ１）上には、左右用の画像と夫々が重なる位置に視準パターンをソフトウェアによって表示する。勿論、視準パターンはファインダのみに表示し、ステレオカメラから送出する画像データは撮像画像データのみとする。
【００７２】
上記立体テレビカメラの液晶モニタ１０１を立体映像鑑賞用のメガネを通して立体視すれば、立体感の調整状態が視認できる。そして、この立体テレビカメラのモニタで視る立体映像は、この立体テレビカメラで撮影送信された立体放送を受信して立体テレビを観ている視聴者と、全く同一状態の立体感を感知できる。
【００７３】
更に、モノラルであっても、又は、ステレオであっても、動画を撮る場合、撮影と同時に事態の進行を察知することが大切である。よって、モニタと同時に実景を常に見ることができる、この構成のテレビカメラの作用効果は絶大である。
【００７４】
前記立体映像撮像装置は非常に効果的ではあるが、ファインダ（モニタ）部が大きく、手持ちでの撮影や携行性等に問題がある。また、ファインダ部の遮光が不完全なため明るい撮影環境においてファインダ像が見にくいという問題がある。
【００７５】
図７は、ディスプレイに視野分離用メガネを固定した立体ファインダの斜視図で、立体ファインダ１２０のディスプレイ１２１と視野分離用メガネ１３０を保持するボード１２２とはケーシング１２３で固定されている。ディスプレイ１２１は例えばＬＣＤで、左右用の映像を図示の画面幅ＷＤ上のＰＬ部分に左用映像を、ＰＲ部分に右用映像を交互に時分割表示し、視野分離用メガネ１３０を同期させて左右の視野を分離して立体視する。
【００７６】
視野はケーシング１２３で覆われて外光が遮光されるので、屋外の明るい環境下でもディスプレイを鮮明に観察できる。また、ディスプレイに対し視野分離用メガネを固定しているので、観察者が頭を傾けた場合であってもクロストークの恐れはない。
【００７７】
ファインダ(ディスプレイ)のサイズは、図３において説明の如く、大きくてもまたは小さくても表示の仕方及び視距離によって基準ディメンション表示画面と同等に観ることができるが、携行性を考慮した場合ディスプレイサイズは小さいほうが望ましい。
【００７８】
ディスプレイサイズが小さい場合、ディスプレイを視る距離は、明視の距離よりも小さくなる。観察距離が明視の距離よりも小さい場合、正視（裸眼で明視の距離に焦点が合っている）の人であっても、図８に図示の視度補正レンズ（プラスジオプター）が必要で、また、視度補正レンズ１３３を光軸方向に移動する(図示せず)ことによって、観察者の視度に合わせて調節できる。
【００７９】
図８は前記図７の立体映像表示装置１２０の視野分離用メガネ１３０の構成図で、その主体は、偏光板１３２と液晶板１３１とで構成されている。図７の立体映像表示装置１２０のディスプレイ１２１がＬＣＤであれば表示光は偏光であり、表示光の振幅方向に対して図８に図示の偏光板１３２を、前記偏光を遮光する状態の直交方向に配置(左右ともに)すれば、視野閉となる。
【００８０】
そして、図示の偏光板１３２の前方に液晶板を配置すれば、ＬＣＤの表示光は９０°または２７０°旋光されて視野開状態になる。この状態で液晶板１３１に電圧を印加すれば、ねじれていた液晶が直線状に緊張されて液晶板１３１によって旋光されずに、そのままの状態で透過するので偏光板１３２によって遮光され視野は閉となる。図７に図示するディスプレイ１２１の表示に同期して図８に図示の液晶板１３１に電圧を印加することによって左右の視野を分離し立体視する。
【００８１】
なお、上述の説明において、図８に図示の液晶板１３１に電圧を印加した場合に視野閉状態になるが、偏光板１３２の方向を図７に図示のディスプレイ（ＬＣＤ）１２１の表面の偏光板と同一方向に配設すれば、液晶板１３１に電圧を印加した場合に視野開状態になる。
【００８２】
なお、ディスプレイに有機ＥＬ等の非偏光のものを使用する場合、図８の液晶板１３１の前面に更にもう一枚の偏光板を追加した、いわゆるシャッタメガネを使用すれば同等に作動する。また、商用周波数で点灯する放電灯をシャッタメガネで見る場合、フリッカを生ずるが、図７のファインダ１２０において外光は遮断され、視野分離用メガネ１３０を通して視る光線は、ディスプレイの光線のみであるので、視野分離用メガネ１３０がシャッタメガネであってもフリッカの発生はない。
【００８３】
なお、上述の説明は、立体撮像装置のファインダとしているが、通常の立体映像表示装置として使用できる。また、図７に図示の立体映像表示装置１２０のケーシング１２３は図示以外のものでもよい。例えば、ベローズ、や、従来のカメラに見られるような折りたたみピントフード等でもよい（図示せず）。
【００８４】
据え置き型の立体映像表示装置の場合、ディスプレイサイズはある程度大きい方が望ましい。それは、一般的にディスプレイサイズは大きいほど高精細化が容易だからである。大画面を見る場合、視野分離用メガネを鑑賞者各自が使用すれば、多人数が同時に鑑賞できるという利点もあるが、公衆的環境で他人が使用したメガネを再び使用するという衛生上の問題を懸念すれば、ディスプレイにメガネを取り付けて覗き込む方式も捨てがたい利点はある。
【００８５】
このような場合でも、ある程度ディプレイは大きいものが望ましい。そして、ディスプレイを置く位置、即ち鑑賞距離は明視の距離以遠であることが望ましい。明視の距離以遠であれば、図８に図示する視度補正レンズ１３３は不要で、観賞者自身各々通常使用している視度補正メガネを使用するか、またはメガネを外して視るか通常のものを見る場合と同様の状況に応じて使い分ければよい。
【００８６】
電子的立体映像撮像及び表示装置と、二画面を並置したステレオ写真とは従来、別々の道を歩んできた経緯がある。しかし、昨今、電子式映像(画像)機器の進展により、両者を統一的に扱おうとする要求があるが未だ実現できないのが現状である。
【００８７】
本願発明はこれらの要請に応えて電子的立体映像表示装置(たとえば立体テレビジョン)に映る一コマ(左右用一対の画面)から二画面並置式のステレオフォトプリントを作製したり、またディジタルステレオカメラで撮影した標準立体映像データから二画面並置式のステレオスライドを自在に作製可能にするものである。
【００８８】
図１によれば、図示の左右並置表示範囲に左右夫々の画像を置いて視れば（明視の距離に対して著しく視距離が短くなるため視度補正レンズを必要とする）、図示の大型立体テレビの位置で左右の視野が合致し、恰も図示の表示位置に大型立体テレビが実在するかの如くに見える。
【００８９】
図３は図１の詳細図で、図３に図示の基準ディスプレイＤ０に表示するべく、標準立体映像データを左右並置する左右夫々の画面（図示のＤ２(Ｌ)およびＤ２(Ｒ)）に表示する場合、表示画面は当然小さくなり、表示画面サイズの大小は従来のモノラル映像においても一般的なことであるが、問題は左右の画面間隔をどのようにして決定するべきかが考慮されていなかった。
【００９０】
図３によれば、基準ディメンション表示画面のディスプレイＤ０の設置距離をＬ０とし、左右の画像を並置するステレオプリント(またはステレオスライド)Ｄ２の位置（視距離）をＬ２とし、人の目幅をＢとすれば、ステレオプリント(またはステレオスライド)の左右の画面の間隔（図示のＤＰ２）は、ＤＰ２＝Ｂ（１−Ｌ２/Ｌ０）で決定される。
【００９１】
本発明は、立体写真の左右用の画像を一枚のシート上に並置記録可能にし、フォーマット(画面サイズ)が異なる場合であっても、最適な左右の画面間隔を有するステレオフォトプリントまたはステレオスライドが容易に作製される。
【００９２】
本発明は立体テレビジョン放送を現実的にするものであるが、それのみならずインターネット上に立体映像を載せることができ、通信販売等の商品の立体映像を呈示したり、また、立体映像によって、その商品の取り扱い説明をすれば、現実の商品を展示するよりもより効果的である。
【００９３】
何故ならば現実の商品は然程売れないものまで展示しなければならず、スペース効率や、また、多数の商品を展示しても実際に売れる商品は極限られている場合が多く、売れ残り陳腐化のリスクが発生するからである。立体映像による展示よれば、実際に店頭に展示する商品の数量を大幅に削減できる。
【００９４】
その他、販売用として自動車や家具の販売にも立体映像を利用するのが効果的である。これは、録画した映像をセールスマンが持参して見せるのも勿論のこと、店頭販売に於いても極めて効果的である。
【００９５】
それは、自動車や家具などは、広大な展示スペースが必要するため、多数の商品を展示できないためである。また、高額な商品を多数展示用に用意するのは経済的に不可能であり、更には、現実の商品では実際の使用場面を呈示不可能と言う側面もある。これは衣料品等販売にても同様で、ファッションショウなどを立体映像で呈示できる。
【００９６】
また、上記物品販売例は、大きな商品であっても移動展示可能であるが、アパートの部屋とか、住宅関連の展示に於いて、実際の商品を移動展示することは不可能である。このような場合非常に効果的である。
【００９７】
以上は販売関連の応用例であるが、その他、観光案内として使用しても非常に効果的である。
【００９８】
更に、立体映像ならではの応用例を挙げれば、教育訓練システムである。各種機械器具や航空機の構造や取り扱い説明は、実写や立体アニメーションを使用した解説によれば、実機による説明よりも解り易い。
【００９９】
また、最も効果的な応用例の一つは医学教育分野である。例えば、外科手術の教育実習において最初の段階は、術者の傍らで見学することである。ところが現実的には手術台の周囲に多数の見学者を配置することは不可能で、また、傍らで見ていても実際に局部がよく見えるわけでもない。
【０１００】
このような場合、ステレオカメラで撮影した(動画で撮影録画し必要な部分はコマ送りし、スローモーションで繰り返し視る)映像を解説者が説明し、医学生は各々の机上のパソコンのディスプレイで立体視するか、または、大型ＴＶによっても見ることができる。
【０１０１】
従来の投影型立体映写システムは、暗い環境でなくては鮮明な画像を得ることができず照明を落としたり、窓の光を遮光したりする必要があり教育現場において不適当である。本発明の立体テレビジョンシステムによれば、明るい環境の下でも鮮鋭な立体映像を見ることができる。
【０１０２】
また、医療において、遠隔地から通信回線によって立体映像により専門医の支援を仰ぐことが可能となり、遠隔医療にも貢献できる。
【０１０３】
なお、医学的応用例として立体内視カメラと接続すれば体腔内を立体視できる。このような場合、本願の立体テレビジョンシステムの特徴は、テレビジョン(ディスプレイ)によって立体視をしつつ、そのままの状態（立体視のためのメガネを外さずに）で、周囲の環境に視線を移すことができることである。また、液晶ディスプレイによれば照明を落とさずに見えることである。
【０１０４】
また、立体視が特別に必要とされるのは原子力の分野である。放射能から作業者や周囲の環境を防御するために、遠隔操作や監視用のモニタに応用が期待される。
【０１０５】
尚、本発明は本発明の精神を逸脱しない限り、様々の改変をすることができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、立体映像のデータを表示するステレオフォトプリントまたはステレオスライドを備えた立体映像撮像システムであれば、型式や使用目的を問わず、全て適用可能であり、表示装置の機種が異なった場合であっても、同一映像のデータを利用することによって、テレビ放送や通信回線を利用した画像の送受信等の分野において映（影）像の立体化に利用される。
【符号の説明】
【０１０７】
Ｂ 人の眼幅
Ｌ 基準ディメンション表示画面までの距離
ＥＬ 左眼
ＥＲ 右眼
Ｄ ディスプレイ
Ｉ∞ 無限遠像
ＷＤ ディスプレイの幅
Ｅref 相等参照窓のディスプレイ(基準ディメンション表示画面)
Ｗref 参照窓
ＷＷ 参照窓幅
Ｓ 撮像素子
Ｉref 撮像素子上の参照窓の像
α 視野角
F 焦点距離
ＷＳ 撮像素子の幅
ＤＳ 左右の撮像素子の間隔
Ｏ∞ 無限遠物体
Φ ステレオカメラの光軸
Ｄ０ 基準ディメンションのディスプレイ
Ｄ１ オーバーラップ表示範囲で基準ディメンションよりも小さいディスプレイ
Ｄ２ 左右並置表示範囲のディスプレイまたはステレオスライド
ＷＰ０ ディスプレイＤ０の幅
ＷＰ１ ディスプレイＤ１（部分）の幅
ＷＰ２ 左右夫々のディスプレイの幅
ＤＰ１ ディスプレイＤ１上に表示される左右の画面間隔(ピクチャーディスタンス)
ＤＰ２ 左右ディスプレイの設置間隔又はステレオスライドのピクチャーディスタン ス
Ｌ０ 基準ディメンションの設定距離
Ｌ１ ディスプレイＤ１までの距離
Ｌ２ 左右並置表示範囲のディスプレイＤ２又はステレオスライドの設定距離
ＬＸ 左右並置表示範囲とオーバーラップ表示範囲との境界点（原理上の）
Ｗref´ 広角レンズを取り付けた場合の左右の撮影視野の合致点。
【０１０８】
Ｗref" 長焦点レンズを取り付けた場合の左右の撮影視野の合致点
ＰＬ 基準ディメンションよりも大きい画面サイズの左画面の表示範囲
ＲＲ 基準ディメンションよりも大きい画面サイズの右画面の表示範囲
ＣＰ 視準パターン
１０１ 立体テレビカメラの立体モニタ
１２１ ディスプレイ
１２２ ボード
１２３ ハウジング
１３０ 視野分離用メガネ
１３１ 液晶板
１３２ 偏光板
１３３ 視度補正メガネ
【技術分野】
【０００２】
本発明は、左右二つのレンズによって撮影した映像を左右夫々の眼で視る二眼立体視方式の立体映像(動画及び静止画)の撮像-表示に関するものであり、表示画面サイズが異なっても、また、表示装置の機種が異なった場合であっても同一映像データを利用することによって、テレビ放送や通信回線を利用した画像の送受信等の分野において映(影)像の立体化を推進するものである。
【背景技術】
【０００３】
従来、二眼立体視方式の電子立体映像撮像表示システムが提案及び展示、販売されている。また、一部では立体テレビ放送が既に開始されたようである。
【０００４】
これ等従来の電子立体映像撮像-表示システムは機種毎に異なるシステムを混在使用するためには表示側において画像をシフトしたりして調節する必要が生じる。しかし、これら従来の方法による調整方法は不完全なものであり汎用的実施は困難である(例えば特許文献１参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】
特開８-２７５２０７号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、電子的立体映像撮像及び表示装置と、二画面を並置したステレオ写真とは、別々の道を歩んできた経緯がある。しかし、昨今、電子式映像(画像)機器の進展により両者を統一的に扱おうとする要求があるが、未だ実現できないのが現状である。
【０００７】
そこで、前記の要請に応えて、電子的立体映像表示装置に映る一コマから二画面並置式のステレオフォトプリント、或いは、ディジタルステレオカメラで撮影した標準立体映像データから二画面並置式のステレオスライドを容易に作製可能にするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は、この課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、立体視用メガネとして、液晶板と、その後面に偏光板を取り付けるか又はシャッタメガネを用意し、該立体視用メガネの前側又は後側に視度調節レンズを取り付け、匡体上の明視の距離以近の位置に、ディスプレイとしてＬＣＤを設置し、該ディスプレイ上に立体映像の左右用の映像を時分割で交互に表示して、前記立体視用メガネを同期開閉して分離視することによって二眼立体視する構造であって、該立体映像は、基準ディメンション表示画面の両端と鑑賞者の左眼とを結ぶ線で決定される左の視野角内、及び基準ディメンション表示画面の両端と鑑賞者の右眼とを結ぶ右の視野角内の幅に交互に時分割表示する。よって、立体映像の左右用の映像は基準ディメンション表示画面位置で互いにオーバーラップする位置に表示され、基準ディメンション表示画面と等価の立体映像を見ることができるように構成した立体映像表示装置を提供する。
【０００９】
即ち、請求項１記載の発明は、ディスプレイとしてのＬＣＤに対して、左右の視野を分離するための立体視用メガネと視度調節レンズ、即ち、視野分離用メガネと視度補正レンズ（明視の距離以近の物体を見る場合に観察者の眼の焦点を合わせるためのプラスジオプタのレンズ）とを重ねて、且つ、前記ディスプレイを明視の距離以近から観察する状態に設置し、そのディスプレイ上に立体映像の基準ディメンション表示画面の両端と観察者の左右夫々の眼とを結ぶ線で決定される左右夫々の視野範囲に左右交互に時分割表示して、立体視用メガネを左右用の映像に同期作動させて左右の視野を分離して視る立体映像表示装置を提供する。
【００１０】
この構成によれば、小さなサイズのディスプレイを使用しても、大きなサイズのディスプレイを使用した場合と同等の立体感に観ることができる。
請求項２記載の発明は、立体視用メガネとして、液晶シャッタメガネを用意し、該立体視用メガネの前側又は後側に視度調節レンズを取り付け、匡体上の明視の距離以近の位置に、有機ＥＬディスプレイを設置し、該ディスプレイ上に立体映像の左右用の映像を時分割で交互に表示して、前記立体視用メガネを同期開閉して分離視することによって二眼立体視する構造であって、該立体映像は、基準ディメンション表示画面の両端と鑑賞者の左眼とを結ぶ線で決定される左の視野角内、及び基準ディメンション表示画面の両端と鑑賞者の右眼とを結ぶ右の視野角内の幅に交互に時分割表示する。よって、立体映像の左右用の映像は基準ディメンション表示画面位置で互いにオーバーラップする位置に表示され、基準ディメンション表示画面と等価の立体映像を見ることができるように構成した立体映像表示装置を提供する。
【００１１】
即ち、請求項２記載の発明は、有機ＥＬディスプレイに対して、左右の視野を分離するための立体視用メガネと視度調節レンズ、即ち、視野分離用メガネと視度補正レンズ（明視の距離以近の物体を見る場合に観察者の眼の焦点を合わせるためのプラスジオプタのレンズ）とを重ねて、且つ、前記ディスプレイを明視の距離以近から観察する状態に設置し、そのディスプレイ上に立体映像の基準ディメンション表示画面の両端と観察者の左右夫々の眼とを結ぶ線で決定される左右夫々の視野範囲に左右交互に時分割表示して、視野分離用メガネを左右用の映像に同期作動させて左右の視野を分離して視る立体映像表示装置を提供する。
【００１２】
この構成によれば、小さなサイズのディスプレイを使用しても、大きなサイズのディスプレイを使用した場合と同等の立体感に観ることができる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、立体視用として、液晶板と、その後面に偏光板を取り付けた立体視用メガネ又は液晶シャッタメガネを用意し、匡体上の明視の距離以遠の位置に、ディスプレイとしてＬＣＤを設置し、該ディスプレイ上に立体映像の左右用の映像を時分割で交互に表示して、前記立体視用メガネ又は液晶シャッタメガネを同期開閉して分離視することによって二眼立体視する構造であって、該立体映像は、基準ディメンション表示画面の両端と鑑賞者の左眼とを結ぶ線で決定される左の視野角内、及び基準ディメンション表示画面の両端と鑑賞者の右眼とを結ぶ右の視野角内の幅に交互に時分割表示する。よって、立体映像の左右用の映像は基準ディメンション表示画面位置で互いにオーバーラップする位置に表示され、基準ディメンション表示画面と等価の立体映像を見ることができるように構成した立体映像表示装置を提供する。
【００１４】
即ち、請求項３記載の発明は、電子ディスプレイとしてのＬＣＤに対して、左右の視野を分離するための視野分離用メガネ、即ち、立体視用メガネ又は液晶シャッタメガネを明視の距離以遠から観察する状態に設置し、そのディスプレイ上に立体映像の基準ディメンション表示画面の両端と観察者の左右夫々の眼とを結ぶ線で決定される左右夫々の視野範囲に左右交互に時分割表示して、視野分離用メガネを左右用の映像に同期作動させて左右の視野を分離して視る立体映像表示装置を提供する。
【００１５】
この構成によれば、前記請求項１又は２記載の立体映像表示装置よりも大型の装置となるが視度の正常な人（裸眼で最も容易に見える距離が明視の距離である人）であれば視度補正メガネが不要になる。
【００１６】
請求項４記載野発明は、立体視用メガネとして、シャッタメガネを用意し、匡体上の明視の距離以遠の位置に、有機ＥＬディスプレイを設置し、該ディスプレイ上に立体映像の左右用の映像を時分割で交互に表示して、前記立体視用メガネを同期開閉して分離視することによって二眼立体視する構造であって、該立体映像は、基準ディメンション表示画面の両端と鑑賞者の左眼とを結ぶ線で決定される左の視野角内、及び基準ディメンション表示画面の両端と鑑賞者の右眼とを結ぶ右の視野角内の幅に交互に時分割表示する。よって、立体映像の左右用の映像は基準ディメンション表示画面位置で互いにオーバーラップする位置に表示され、基準ディメンション表示画面と等価の立体映像を見ることができるように構成した立体映像表示装置を提供する。
【００１７】
即ち、請求項４記載の発明は、有機ＥＬディスプレイに対して、左右の視野を分離するための視野分離用メガネ、即ち、立体視用メガネであるシャッタメガネを明視の距離以遠から観察する状態に設置し、前記ディスプレイ上に立体映像の基準ディメンション表示画面の両端と観察者の左右夫々の眼とを結ぶ線で決定される左右夫々の視野範囲に左右交互に時分割表示して、視野分離用メガネを左右用の映像に同期作動させて左右の視野を分離して視る立体映像表示装置を提供する。
【００１８】
この構成によれば、前記請求項１又は２記載の立体映像表示装置よりも大型の装置となるが視度の正常な人（裸眼で最も容易に見える距離が明視の距離である人）であれば視度補正メガネが不要になる。
また、請求項１乃至請求項４に記載のこれらの立体映像表示装置はディスプレイに対し視野分離用メガネを固定することによって観察者が頭を傾けた場合であってもクロストークを生じることはない。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１記載の発明の特徴は、標準立体映像を時分割で交互に表示する電子ディスプレイであるＬＣＤと視野分離用メガネを互いに固定することによってクロストークの発生を防止すると共に、更に明視の距離以近の位置から観察するべく視度補正メガネを設置したことである。
【００２０】
また、請求項２記載の発明の特徴は、立体視用メガネとして、液晶シャッタメガネを用意し、該立体視用メガネの前側又は後側に視度調節レンズを取り付け、匡体上の明視の距離以近の位置に、有機ＥＬディスプレイを設置することによって、クロストークの発生を防止すると共に、更に明視の距離以近の位置から観察するべく視度補正メガネを設置したことである。
【００２１】
請求項１又は請求項２記載の発明によれば、ディスプレイと視野分離用メガネは互いに固定された状態であるので観察者が頭を傾けた場合であってもクロストーク発生の恐れはない。また、視度補正メガネを取り付けることによって明視の距離よりも近い位置から観察可能になり、小さなディスプレイを用いた場合であっても、立体映像を大画面（基準ディメンション表示画面）で観察することが可能になる。
【００２２】
また、請求項１又は請求項２記載の発明の構成は、立体映像撮像装置のファインダ（モニタ）としても非常に効果的である。それは、外形が小型にでき携行性、取扱い性に優れ、その上外光を遮光しているので昼間の屋外等の明るい環境の下でファインダの視認性が向上するからである。
【００２３】
請求項３記載の発明の特徴は、標準立体映像を時分割で交互に表示する電子ディスプレイであるＬＣＤと視野分離用メガネを互いに固定することによってクロストークの発生を防止するようにしたことである。また、視野分離用メガネは、ディスプレイを明視の距離以遠から観察する位置に設置した。
請求項４記載の発明の特徴は、立体視用メガネとして、シャッタメガネを用意し、匡体上の明視の距離以遠の位置に、有機ＥＬディスプレイを設置することによってクロストークの発生を防止するようにしたことである。
【００２４】
請求項３又は請求項４記載の発明の構成によれば、視度補正レンズが不要になる。これは、観察者自身が通常使用している視度補正メガネ（近視用、遠視用、又は老眼鏡）等を使用するか又は裸眼で見ればよいからである。
【００２５】
更に、請求項１乃至請求項４記載の発明の特徴は、観察者が視野分離用メガネを掛けないことにある。これらの立体映像表示装置では一人しか鑑賞できないものの、例えば、公衆的設置状況において、鑑賞用（視野分離用）メガネ等直接肌に着けるものを共用するのは衛生上好ましくないからである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の立体視の概念図。
【図２】図１の基準ディメンション表示画面(図示の大型立体ＴＶ)と標準立体映像データを送出するステレオカメラとの関係図。
【図３】図１の詳細説明図。
【図４】図２(ｂ)のステレオカメラに広角撮影レンズを取り付けた場合の説明図。
【図５】図２(ｂ)のステレオカメラに長焦点撮影レンズを取り付けた場合の説明図。
【図６】立体モニタに表示する視準パターンの説明図。
【図７】立体映像表示装置の斜視図。
【図８】図７の立体映像表示装置の視野分離用メガネ及び視度補正用メガネの断面図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明に係る立体映像撮像表示システムは、撮影レンズと撮像素子とで構成される撮像ユニットを左右平行に設置した一対で構成するステレオカメラの視野に仮想の視野フレームを設定(参照窓と定義する)し、その参照窓は左右夫々の撮影レンズによって縮小投影されて左右夫々の撮像素子上に結像する。
【００２８】
左右の撮像素子上に結像した参照窓の像(窓内)の画像データを読み出して、立体映像データ（標準立体映像データと定義する）を送出し、表示側において、その標準立体映像データを電子ディスプレイによって参照窓と等価の表示画面(左右の画面位置が完全に一致し、参照窓を等寸大に再現表示する画面の位置及びサイズを基準ディメンション表示画面と定義する)上に、左右直交する偏光又は左右反対方向の円偏光で同時に、又は同一方向の直線偏光により時分割で交互に表示し、その偏光方式に対応した視野分離用メガネによって左右用の映像を分離視するものであって、立体視の状態を忠実に再現する。
【００２９】
また、ステレオカメラの撮像素子の大きさ、及び立体表示装置の表示範囲及び画面サイズが異なる場合であっても立体映像データを共用可能にし、あらゆる立体映像の距離感及び寸法を共通に認識するためには、撮影時に参照窓を設定する。
【００３０】
この参照窓を視野フレーム(左右の画像フレーム)として撮影し、表示に必要な基準立体映像データとして送出する。そして、表示側において標準立体映像データを撮影側の参照窓と等価の基準ディメンションの画面に表示することによって、忠実な立体感を再現する。
【００３１】
例えば、図２において参照窓Ｗrefの幅を……ＷＷ
撮像素子に投影される参照窓内の像Ｉrefの幅を…ＷＳ
基準ディメンションの表示画面幅を……ＷＤ
とすれば、撮影倍率ｒは、ｒ＝ＷＳ/ＷＷ
表示倍率Ｒは、Ｒ＝ＷＤ/ＷＳ
として、ｒ×Ｒ＝１とすることである。上記数式によれば、撮像素子の幅ＷＳの大きさに拘らず、ステレオカメラの送出画像データを標準立体映像データ化することは容易であると理解される。
【００３２】
本発明においては、標準立体映像を時分割で交互に表示する電子ディスプレイと視野分離用メガネを互いに固定することによってクロストークの発生を防止し、明視の距離以近の位置から観察するべく視度補正メガネを設置する。
【００３３】
これにより、ディスプレイと視野分離用メガネは互いに固定された状態であるので観察者が頭を傾けた場合であってもクロストーク発生の恐れはない。また、視度補正メガネを取り付けることによって明視の距離よりも近い位置から観察可能になり、小さなディスプレイを用いた場合であっても立体映像を大画面で観察できる。また、立体映像撮像装置のファインダとしても非常に効果的である。
【００３４】
また、本発明は、視野分離用メガネの設置位置を、ディスプレイを明視の距離以遠から観察するべく位置に設置することで、視度補正レンズが不要になる。
【実施例１】
【００３５】
本発明の好適な実施例を説明するが、本発明の理解を深めるために、本発明に関連する技術的事項についても図面を参照しながら同時に説明するものとする。図１は、立体視の概念図である。図示の大型立体ＴＶを(ディスプレイ幅１８００ｍｍ)基準ディメンション表示画面のテレビとすれば、各々のサイズの表示画面と、その配置は図示の関係になる。
【００３６】
図３は、図１の寸法及び配置関係をより詳細に表したものであるが、図３は実際の寸法比率に対し、観察者の位置に近付くに従って大きくなる寸法比率で表している。これは、作図上の混雑を回避するためのものである。
【００３７】
図３に於いて観察者の眼から、図示の左右並置表示範囲とオーバーラップ表示範囲との境界線までの距離ＬＸは、ＬＸ＝Ｌ０／（１＋ＷＰ０/Ｂ）の関係となり、
Ｌ０＝２５００ｍｍ、 ＷＰ０＝１８００ｍｍ とすれば
眼幅寸法がＢ＝５８ｍｍのとき、
ＬＸ＝２５００/（１+１８００/５８）＝７８．０４ｍｍ
眼幅寸法がＢ=７２ｍｍのとき、
ＬＸ＝２５００/（１+１８００/７２）＝９６．１５ｍｍとなる。
【００３８】
左右並置表示範囲では左右の視野を仕切るための隔壁が必要で、実際の鑑賞距離は７５ｍｍ位が略限度である。また、７５ｍｍは明視の距離に比べて非常に近くなるために視度調節用のルーペが必要で、ルーペは視距離よりも僅かに大きい焦点距離のものが程よいため、この場合使用するルーペの焦点距離は約８０ｍｍが適当である。
【００３９】
また、眼幅寸法(ステレオベース)Ｂは観察者個々において多少の差があるが、鑑賞距離が大きい場合には(オーバーラップ表示範囲)無限遠像の相応点の左右の間隔と眼幅寸法Ｂとの多少の差は無視しても良い。
【００４０】
そして、左右並置表示範囲において、眼幅寸法Ｂとの差の余裕は少ないが、視度調節レンズの間隔を調節することによってその差は緩和される。
【００４１】
左右の画面間隔、即ちピクチャーディスタンスは、図３に図示の左右の眼幅間隔Ｂと基準ディメンションのディスプレイＤ０までの距離Ｌ０とで次の関係となる。任意の距離ＬＮに配置されたディスプレイＤＮのピクチャーディスタンス ＤＰＮは、ＤＰＮ＝Ｂ（１-ＬＮ/Ｌ０）の値となる。
【００４２】
左右夫々の画面幅ＷＰ０は鑑賞者の眼からの距離に比例するが、左右夫々の眼に入る光線がディスプレイＤ０を挟む図示の視角αが同一のため、図３に図示の各々の見かけ上の画面幅は、ＷＰ０＝ＷＰ１＝ＷＰ２の関係になり同じ大きさに見える。
【００４３】
上述のように、基準ディメンション表示画面のテレビ（図１に図示の大型立体テレビ）に標準立体映像データを図１に図示の関係配置に表示することによって、左右用の画像を重ねて表示するオーバーラップ表示範囲から、左右単独の表示面を有する左右並置表示範囲までの全ての表示範囲において、共通のデータを使用することができる。この場合、図示の各々のディスプレイには標準立体映像データを左右夫々規定された条件に配置(位置及び幅)表示するのみでよい。
【００４４】
図２は、図１に図示の関係配置の立体画像データを取得する手段のステレオカメラの解説図である。図２(a)は図１の立体視の状態と全く同一の状態図で、図２(b)は立体画像データの取得手段をステレオカメラとする場合の関係図である。
【００４５】
今、図２(a)に図示の相等参照窓のディスプレイＥrefを図１の基準ディメンション表示画面のテレビ（図１に図示の大型立体テレビ）のディスプレイとし、図２(b）のステレオカメラに参照窓Ｗrefを設定し、ステレオカメラの左右の撮影レンズの間隔を眼幅寸法Ｂとすれば、図２(a)に図示の相等参照窓のディスプレイＥref から観察者の左右夫々の眼ＥＬ及びＥＲまでと、図２(b)の幅ＷＷの参照窓Ｗrefから左右夫々の撮影レンズＬＬ，ＬＲまでは共役関係が成立する。
【００４６】
よって、左右夫々の視野角α内に配置される撮像素子上の画像データは、人が実際に図１の基準ディメンション表示画面のテレビ（図示の大型立体テレビ）を観察する場合と等しくなる。また、視野角α内に配置される撮像素子のサイズ(幅)は、撮像素子を配置する光軸方向の位置で決定される。
【００４７】
図２(b)において撮像素子の幅ＷＳは、ＷＳ＝ＷＷ×ｆ/Ｌで計算される。また、左右の撮像素子の間隔(倒立像状態のピクチャーディスタンス)、即ち図示のＤＳはＤＳ＝Ｂ(１+ｆ/Ｌ)で計算され、左右の撮影レンズの間隔＝人の眼幅Ｂよりも大きくなる。
【００４８】
撮像素子上に投影される像は倒立状態であり、正立させるために左右夫々の位置で１８０°回転すれば左右の画面間隔、即ちピクチャーディスタンス(表示側＝正立像状態)は人の眼幅Ｂよりも小さくなる。また、図２(ｂ)に図示の参照窓Ｗrefと、左右夫々の撮影レンズの主点を通り、参照窓Ｗrefの窓ＷＷを挟む線で構成される二つの三角形(一部が重なり合う二つの三角形)と、左右夫々の撮影レンズの主点を通り、左右夫々の撮像素子Ｓの両端を挟む線と撮像素子自身の面で構成される夫々二つの三角形とは、左右夫々の撮影レンズの主点を点対称として相似形になっている。
【００４９】
また、左右のユニットは図示の中心線Oを対称線として左右対称であるため、図の紙面の中心線０を折り畳み線として折りたためば、左右の光軸Φ(Ｌ)とΦ(Ｒ)とが一致して左右同士が重なり合う。従って、図２(ｂ)のステレオカメラによって撮影した立体映像を図１の基準ディメンション表示画面のテレビ(図示の大型立体テレビ)の同一画面位置に時分割で交互に、又は偏光等で同時に重ねて映し、視野分離用メガネによって左右の眼夫々で左右用夫々の画面を見れば、無限遠像Ｉ∞の相応点は自ずと人の眼幅に表示される。よって、最適状態の立体映像を再現できる。
【００５０】
なお、基準ディメンションの同一位置に映すためには特別な手立ては必要とせず、図２(ｂ)に図示の撮像素子Ｓ上の像を図２(a)のディスプレイＤ上において表示倍率を、ディスプレイＤの画面幅ＷＤと撮像素子の幅ＷＳとの単純比のＷＤ/ＷＳの倍率で表示すればよい。
【００５１】
また、図１に図示の各々のサイズの左右夫々の画面幅は、各々の表示装置の配置距離と基準ディメンション表示画面の大型立体ＴＶまでの距離との比で決定される（図３においてＬ１/Lo＝ＷP1/ＷＰO）。従って、左右用夫々の表示画面幅は単純比であるので算出は容易である。
【００５２】
そして、図１に図示のとおり、立体映像は全ての範囲において無限遠の相応点を人の眼幅間隔で表示するべきであるから、無限遠＝眼幅＝左右の撮影レンズの光軸間距離であり、ステレオカメラの左右の撮影レンズに入射する無限遠の相応点からの光線は互いに平行であるため、撮像素子上に投影される無限遠像の相応点は光軸間距離に等しくなる。
【００５３】
従って、如何なるディスプレイサイズであっても、左右の表示画面間において無限遠の相応点の間隔＝人の眼幅に設定するには、左右の夫々の撮像素子上における左右夫々の撮影レンズの光軸中心対応位置を、表示画面上で左右の間隔が人の眼幅間隔と等しくなる位置に設定するのみでよい。
【００５４】
つまり、如何なる画面サイズの立体表示装置であっても、ステレオカメラの左右夫々の光軸を基準にして、再生画面の左右間において撮像ユニットの左右の光軸間隔相応間隔を人の眼幅に等しい寸法に表示することである。
【００５５】
図４は図２に図示の状態のステレオカメラの撮影レンズを広角レンズに交換した場合の状態図で、同一幅の被写体を広角に撮影するためには対物距離は小さくなり、また、同一サイズの撮像素子に結像させるためには撮影レンズの焦点距離は短くなる。図４に図示するように、短焦点距離の撮影レンズに交換した場合、立体視において左右の視野が一致する距離も短くなる。
【００５６】
もし現実の光景を裸眼で直視する場合であれば、図４に図示の破線で表示する位置の視野フレームＷref´内に無限遠（写真撮影的の無限遠）を含む場合には、立体視において、近景の物体と遠景の物体とを同時に視ることは不可能である（人が実際の光景を見る場合その時々瞬時に狭い視野を視て脳内処理しているようで、実際には見ることができるが視神経に疲労を来す）。
【００５７】
しかし、この状態(短い焦点距離の撮影影レンズで撮影し、左右の視野が短い撮影距離に於いて合致している状態)のステレオカメラで撮影した立体画像データを、図１に表記の基準ディメンション表示画面の立体テレビによって見た場合には、立体視の状態は良好になる。
【００５８】
図４に図示の破線で表示する参照窓Ｗref´を設定した場合、窓が実在するとして、その窓から実景を直視したとすれば、近景と遠景との視差が大きいため立体視に於いて左右の視野を融合視することが不可能になるが、この立体映像データを図１に表記の設定状態の各々の表示装置で見れば、図４の破線で表示の参照窓Ｗref´は図示の実線で表示の参照窓Ｗrefの位置まで遠のいて見えることになるので、普通に立体視ができる。従って、広角撮影レンズの使用は狭い場所での撮影において被写体に近づいて撮影できるので有利になる。
【００５９】
図５は、図４の場合とは逆に、焦点距離の長いレンズの使用例である。撮影レンズの焦点距離が長い場合、左右の撮影視野は、標準的な鑑賞距離よりも遠くの位置で一致する（図示の破線位置）。しかし、この場合も、図１に図示の表示装置によって鑑賞すれば、実際には破線で表す遠くに位置する筈の参照窓Ｗref″は、実線で表す視野フレームＷrefの位置まで近付いて見える。
【００６０】
上記の説明によれば、ズームレンズの使用も実施可能なことは当然であり、撮影レンズの焦点距離がいずれに変化しても、前記の式で計算する基準ディメンション表示画面に合わせた撮像素子の幅及び間隔でよい（撮像素子の幅は実際には大きめのものを使用し読み出し範囲を設定しても良い）。
【００６１】
そして、ステレオカメラの撮影レンズの焦点距離を変化させても鑑賞側の立体テレビは、例えば図１に図示の各々の条件に一定状態に設定しておくのみでよい。これは、無限遠の相応点から左右の撮影レンズに入射する光線は互いに平行になり、同時に撮影レンズの光軸間距離を人の眼幅に設定しているためである。そのために、左右の撮像素子上に投影される無限遠の相応点の間隔は、人の眼幅と等しくなるからである。
【００６２】
同じステレオカメラに対して撮影レンズの焦点距離を変えた場合でも、左右一対の撮像素子の幅及び間隔は一定であるので、撮影レンズの焦点距離が変化した場合、左右の視野が一致する撮影距離が変化する。立体映像に於いて、通常どのような場合であっても、左右の視野が一致する距離以近の物体が撮影視野に入る撮影状態は好ましく無い。
【００６３】
ステレオカメラに於いて、例えファインダを立体視するものであっても、左右の視野の一致する距離以近に物体が撮影視野に入っているか、又は、いないのかを視認することは極めて困難であるが、図６に図示の視準パターンをファインダの左右夫々の画面に重ねて表示することによって視認性が向上する。
【００６４】
テレビ放送用ステレオカメラにおいて、ステレオスコピックファインダに映る撮影視野を観察すると同時に実景をも直視できることが望ましい。このようなステレオスコピックファインダ(モニタ)を実現するものとして、例えば、図1に図示の１２インチ幅の液晶ディスプレイを立体テレビカメラに取り付ける。１２インチサイズはカメラのモニタとしては大きい部類に属するが、図示のように３５０ｍｍの位置から見ることができる。
【００６５】
この場合、左右の像は交互に時分割で表示する。同時に、ディスプレイに取り付けられた同期信号発信装置から同期用の赤外線が発信される。（図示省略）そして、左右の視野を分離する立体映像鑑賞用メガネの左右には、左右同一の偏光板が取り付けられている。更に、その前面には液晶板が取り付けられている。また、メガネには傾斜角センサが取り付けられている。前記ＬＣＤから交互に放出される左右の光線は同一、且つ一定方向の偏光である。
【００６６】
前記メガネの偏光板をＬＣＤから放出される偏光を遮断する方向の直交方向とすれば、メガネの左右の視野は閉ざされて暗くなる。その視野の状態は前面に取り付けた液晶板によってＬＣＤからの入射光が９０°又は２７０°偏光方向が旋光されて、左右両方の視野とも開状態になり明るく見えるように変化する。
【００６７】
ＬＣＤ上の表示画像に同期して発信される赤外線によって、メガネ前面に取り付けた液晶板に交互に電圧を印加すれば、電圧によって液晶が緊張状態になりＬＣＤから放出される偏光は、そのままの偏光方向に維持されメガネの液晶板によって遮光され視野は暗くなる。同時に、赤外線によってＬＣＤに同期してメガネの液晶板に電圧を交互に印加すれば、左右の視野は交互に開閉されＬＣＤを視る左右の視野は分離され立体視が可能となる。
【００６８】
また、メガネを傾けた場合、ＬＣＤとメガネとの偏光方向の相対方向関係が崩れクロストークが生ずるが、傾斜角センサによって印加電圧を制御し補正することによってクロストークを防止する。なお、電子的撮像装置に於いてファインダは必ずしもカメラと一体化する必要はない。例えば、左右一対の撮影レンズと、左右一対の撮像素子とで構成するステレオカメラとノート型パソコンとをＵＳＢケーブル等で繋げばＰＣそのものがファインダと化す。
【００６９】
図３に於いてＤＰ１(Ｒ)が右用の画面であり、ＤＰ１(Ｌ)が左用の画面である。このときのディスプレイＤ１のサイズ（全幅）は、ＷＰ１とＤＰ１の総計で、
ＷＰ１＋ＤＰ１＝２５２+５５.９＝３０７.９ｍｍとなる。この寸法は、１２インチ、１２×２５.４＝３０４.８ｍｍよりも僅かに大きいが、これは視距離自体１０ｍｍ刻みの数値に処理して表記したためであり、また実際には視距離は多少遠くから視ても問題は無い。
【００７０】
また、逆にディスプレイサイズから視距離Ｌ１を計算すれば、
図３において、Ｌ１＝Ｌ０（ＷＰ１＋ＤＰ１−Ｂ）/（ＷＰ０−Ｂ）
ＷＰ１＋ＤＰ１＝１２″＝３０４.８ｍｍ
Ｂ＝６５ｍｍ
ＷＰ０＝１８００ｍｍ
Ｌ０＝２５００ｍｍ
とすれば、視距離L１は
L１＝２５００（３０４.８−６５）/（１８００−６５）＝３４５.５３ｍｍ
となる。
【００７１】
更に、立体テレビカメラのモニタの立体視の視認性を容易にするために、表示する左右の画像夫々に、縦線を主体とする視準パターンをソフトウェアによって重ねて表示する。図６は、立体テレビカメラのモニタ１０１の詳細図で、モニタ１０１（ディスプレイＤ１）上には、左右用の画像と夫々が重なる位置に視準パターンをソフトウェアによって表示する。勿論、視準パターンはファインダのみに表示し、ステレオカメラから送出する画像データは撮像画像データのみとする。
【００７２】
上記立体テレビカメラの液晶モニタ１０１を立体映像鑑賞用のメガネを通して立体視すれば、立体感の調整状態が視認できる。そして、この立体テレビカメラのモニタで視る立体映像は、この立体テレビカメラで撮影送信された立体放送を受信して立体テレビを観ている視聴者と、全く同一状態の立体感を感知できる。
【００７３】
更に、モノラルであっても、又は、ステレオであっても、動画を撮る場合、撮影と同時に事態の進行を察知することが大切である。よって、モニタと同時に実景を常に見ることができる、この構成のテレビカメラの作用効果は絶大である。
【００７４】
前記立体映像撮像装置は非常に効果的ではあるが、ファインダ（モニタ）部が大きく、手持ちでの撮影や携行性等に問題がある。また、ファインダ部の遮光が不完全なため明るい撮影環境においてファインダ像が見にくいという問題がある。
【００７５】
図７は、ディスプレイに視野分離用メガネを固定した立体ファインダの斜視図で、立体ファインダ１２０のディスプレイ１２１と視野分離用メガネ１３０を保持するボード１２２とはケーシング１２３で固定されている。ディスプレイ１２１は例えばＬＣＤで、左右用の映像を図示の画面幅ＷＤ上のＰＬ部分に左用映像を、ＰＲ部分に右用映像を交互に時分割表示し、視野分離用メガネ１３０を同期させて左右の視野を分離して立体視する。
【００７６】
視野はケーシング１２３で覆われて外光が遮光されるので、屋外の明るい環境下でもディスプレイを鮮明に観察できる。また、ディスプレイに対し視野分離用メガネを固定しているので、観察者が頭を傾けた場合であってもクロストークの恐れはない。
【００７７】
ファインダ(ディスプレイ)のサイズは、図３において説明の如く、大きくてもまたは小さくても表示の仕方及び視距離によって基準ディメンション表示画面と同等に観ることができるが、携行性を考慮した場合ディスプレイサイズは小さいほうが望ましい。
【００７８】
ディスプレイサイズが小さい場合、ディスプレイを視る距離は、明視の距離よりも小さくなる。観察距離が明視の距離よりも小さい場合、正視（裸眼で明視の距離に焦点が合っている）の人であっても、図８に図示の視度補正レンズ（プラスジオプター）が必要で、また、視度補正レンズ１３３を光軸方向に移動する(図示せず)ことによって、観察者の視度に合わせて調節できる。
【００７９】
図８は前記図７の立体映像表示装置１２０の視野分離用メガネ１３０の構成図で、その主体は、偏光板１３２と液晶板１３１とで構成されている。図７の立体映像表示装置１２０のディスプレイ１２１がＬＣＤであれば表示光は偏光であり、表示光の振幅方向に対して図８に図示の偏光板１３２を、前記偏光を遮光する状態の直交方向に配置(左右ともに)すれば、視野閉となる。
【００８０】
そして、図示の偏光板１３２の前方に液晶板を配置すれば、ＬＣＤの表示光は９０°または２７０°旋光されて視野開状態になる。この状態で液晶板１３１に電圧を印加すれば、ねじれていた液晶が直線状に緊張されて液晶板１３１によって旋光されずに、そのままの状態で透過するので偏光板１３２によって遮光され視野は閉となる。図７に図示するディスプレイ１２１の表示に同期して図８に図示の液晶板１３１に電圧を印加することによって左右の視野を分離し立体視する。
【００８１】
なお、上述の説明において、図８に図示の液晶板１３１に電圧を印加した場合に視野閉状態になるが、偏光板１３２の方向を図７に図示のディスプレイ（ＬＣＤ）１２１の表面の偏光板と同一方向に配設すれば、液晶板１３１に電圧を印加した場合に視野開状態になる。
【００８２】
なお、ディスプレイに有機ＥＬ等の非偏光のものを使用する場合、図８の液晶板１３１の前面に更にもう一枚の偏光板を追加した、いわゆるシャッタメガネを使用すれば同等に作動する。また、商用周波数で点灯する放電灯をシャッタメガネで見る場合、フリッカを生ずるが、図７のファインダ１２０において外光は遮断され、視野分離用メガネ１３０を通して視る光線は、ディスプレイの光線のみであるので、視野分離用メガネ１３０がシャッタメガネであってもフリッカの発生はない。
【００８３】
なお、上述の説明は、立体撮像装置のファインダとしているが、通常の立体映像表示装置として使用できる。また、図７に図示の立体映像表示装置１２０のケーシング１２３は図示以外のものでもよい。例えば、ベローズ、や、従来のカメラに見られるような折りたたみピントフード等でもよい（図示せず）。
【００８４】
据え置き型の立体映像表示装置の場合、ディスプレイサイズはある程度大きい方が望ましい。それは、一般的にディスプレイサイズは大きいほど高精細化が容易だからである。大画面を見る場合、視野分離用メガネを鑑賞者各自が使用すれば、多人数が同時に鑑賞できるという利点もあるが、公衆的環境で他人が使用したメガネを再び使用するという衛生上の問題を懸念すれば、ディスプレイにメガネを取り付けて覗き込む方式も捨てがたい利点はある。
【００８５】
このような場合でも、ある程度ディプレイは大きいものが望ましい。そして、ディスプレイを置く位置、即ち鑑賞距離は明視の距離以遠であることが望ましい。明視の距離以遠であれば、図８に図示する視度補正レンズ１３３は不要で、観賞者自身各々通常使用している視度補正メガネを使用するか、またはメガネを外して視るか通常のものを見る場合と同様の状況に応じて使い分ければよい。
【００８６】
電子的立体映像撮像及び表示装置と、二画面を並置したステレオ写真とは従来、別々の道を歩んできた経緯がある。しかし、昨今、電子式映像(画像)機器の進展により、両者を統一的に扱おうとする要求があるが未だ実現できないのが現状である。
【００８７】
本願発明はこれらの要請に応えて電子的立体映像表示装置(たとえば立体テレビジョン)に映る一コマ(左右用一対の画面)から二画面並置式のステレオフォトプリントを作製したり、またディジタルステレオカメラで撮影した標準立体映像データから二画面並置式のステレオスライドを自在に作製可能にするものである。
【００８８】
図１によれば、図示の左右並置表示範囲に左右夫々の画像を置いて視れば（明視の距離に対して著しく視距離が短くなるため視度補正レンズを必要とする）、図示の大型立体テレビの位置で左右の視野が合致し、恰も図示の表示位置に大型立体テレビが実在するかの如くに見える。
【００８９】
図３は図１の詳細図で、図３に図示の基準ディスプレイＤ０に表示するべく、標準立体映像データを左右並置する左右夫々の画面（図示のＤ２(Ｌ)およびＤ２(Ｒ)）に表示する場合、表示画面は当然小さくなり、表示画面サイズの大小は従来のモノラル映像においても一般的なことであるが、問題は左右の画面間隔をどのようにして決定するべきかが考慮されていなかった。
【００９０】
図３によれば、基準ディメンション表示画面のディスプレイＤ０の設置距離をＬ０とし、左右の画像を並置するステレオプリント(またはステレオスライド)Ｄ２の位置（視距離）をＬ２とし、人の目幅をＢとすれば、ステレオプリント(またはステレオスライド)の左右の画面の間隔（図示のＤＰ２）は、ＤＰ２＝Ｂ（１−Ｌ２/Ｌ０）で決定される。
【００９１】
本発明は、立体写真の左右用の画像を一枚のシート上に並置記録可能にし、フォーマット(画面サイズ)が異なる場合であっても、最適な左右の画面間隔を有するステレオフォトプリントまたはステレオスライドが容易に作製される。
【００９２】
本発明は立体テレビジョン放送を現実的にするものであるが、それのみならずインターネット上に立体映像を載せることができ、通信販売等の商品の立体映像を呈示したり、また、立体映像によって、その商品の取り扱い説明をすれば、現実の商品を展示するよりもより効果的である。
【００９３】
何故ならば現実の商品は然程売れないものまで展示しなければならず、スペース効率や、また、多数の商品を展示しても実際に売れる商品は極限られている場合が多く、売れ残り陳腐化のリスクが発生するからである。立体映像による展示よれば、実際に店頭に展示する商品の数量を大幅に削減できる。
【００９４】
その他、販売用として自動車や家具の販売にも立体映像を利用するのが効果的である。これは、録画した映像をセールスマンが持参して見せるのも勿論のこと、店頭販売に於いても極めて効果的である。
【００９５】
それは、自動車や家具などは、広大な展示スペースが必要するため、多数の商品を展示できないためである。また、高額な商品を多数展示用に用意するのは経済的に不可能であり、更には、現実の商品では実際の使用場面を呈示不可能と言う側面もある。これは衣料品等販売にても同様で、ファッションショウなどを立体映像で呈示できる。
【００９６】
また、上記物品販売例は、大きな商品であっても移動展示可能であるが、アパートの部屋とか、住宅関連の展示に於いて、実際の商品を移動展示することは不可能である。このような場合非常に効果的である。
【００９７】
以上は販売関連の応用例であるが、その他、観光案内として使用しても非常に効果的である。
【００９８】
更に、立体映像ならではの応用例を挙げれば、教育訓練システムである。各種機械器具や航空機の構造や取り扱い説明は、実写や立体アニメーションを使用した解説によれば、実機による説明よりも解り易い。
【００９９】
また、最も効果的な応用例の一つは医学教育分野である。例えば、外科手術の教育実習において最初の段階は、術者の傍らで見学することである。ところが現実的には手術台の周囲に多数の見学者を配置することは不可能で、また、傍らで見ていても実際に局部がよく見えるわけでもない。
【０１００】
このような場合、ステレオカメラで撮影した(動画で撮影録画し必要な部分はコマ送りし、スローモーションで繰り返し視る)映像を解説者が説明し、医学生は各々の机上のパソコンのディスプレイで立体視するか、または、大型ＴＶによっても見ることができる。
【０１０１】
従来の投影型立体映写システムは、暗い環境でなくては鮮明な画像を得ることができず照明を落としたり、窓の光を遮光したりする必要があり教育現場において不適当である。本発明の立体テレビジョンシステムによれば、明るい環境の下でも鮮鋭な立体映像を見ることができる。
【０１０２】
また、医療において、遠隔地から通信回線によって立体映像により専門医の支援を仰ぐことが可能となり、遠隔医療にも貢献できる。
【０１０３】
なお、医学的応用例として立体内視カメラと接続すれば体腔内を立体視できる。このような場合、本願の立体テレビジョンシステムの特徴は、テレビジョン(ディスプレイ)によって立体視をしつつ、そのままの状態（立体視のためのメガネを外さずに）で、周囲の環境に視線を移すことができることである。また、液晶ディスプレイによれば照明を落とさずに見えることである。
【０１０４】
また、立体視が特別に必要とされるのは原子力の分野である。放射能から作業者や周囲の環境を防御するために、遠隔操作や監視用のモニタに応用が期待される。
【０１０５】
尚、本発明は本発明の精神を逸脱しない限り、様々の改変をすることができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明は、立体映像のデータを表示するステレオフォトプリントまたはステレオスライドを備えた立体映像撮像システムであれば、型式や使用目的を問わず、全て適用可能であり、表示装置の機種が異なった場合であっても、同一映像のデータを利用することによって、テレビ放送や通信回線を利用した画像の送受信等の分野において映（影）像の立体化に利用される。
【符号の説明】
【０１０７】
Ｂ 人の眼幅
Ｌ 基準ディメンション表示画面までの距離
ＥＬ 左眼
ＥＲ 右眼
Ｄ ディスプレイ
Ｉ∞ 無限遠像
ＷＤ ディスプレイの幅
Ｅref 相等参照窓のディスプレイ(基準ディメンション表示画面)
Ｗref 参照窓
ＷＷ 参照窓幅
Ｓ 撮像素子
Ｉref 撮像素子上の参照窓の像
α 視野角
F 焦点距離
ＷＳ 撮像素子の幅
ＤＳ 左右の撮像素子の間隔
Ｏ∞ 無限遠物体
Φ ステレオカメラの光軸
Ｄ０ 基準ディメンションのディスプレイ
Ｄ１ オーバーラップ表示範囲で基準ディメンションよりも小さいディスプレイ
Ｄ２ 左右並置表示範囲のディスプレイまたはステレオスライド
ＷＰ０ ディスプレイＤ０の幅
ＷＰ１ ディスプレイＤ１（部分）の幅
ＷＰ２ 左右夫々のディスプレイの幅
ＤＰ１ ディスプレイＤ１上に表示される左右の画面間隔(ピクチャーディスタンス)
ＤＰ２ 左右ディスプレイの設置間隔又はステレオスライドのピクチャーディスタン ス
Ｌ０ 基準ディメンションの設定距離
Ｌ１ ディスプレイＤ１までの距離
Ｌ２ 左右並置表示範囲のディスプレイＤ２又はステレオスライドの設定距離
ＬＸ 左右並置表示範囲とオーバーラップ表示範囲との境界点（原理上の）
Ｗref´ 広角レンズを取り付けた場合の左右の撮影視野の合致点。
【０１０８】
Ｗref" 長焦点レンズを取り付けた場合の左右の撮影視野の合致点
ＰＬ 基準ディメンションよりも大きい画面サイズの左画面の表示範囲
ＲＲ 基準ディメンションよりも大きい画面サイズの右画面の表示範囲
ＣＰ 視準パターン
１０１ 立体テレビカメラの立体モニタ
１２１ ディスプレイ
１２２ ボード
１２３ ハウジング
１３０ 視野分離用メガネ
１３１ 液晶板
１３２ 偏光板
１３３ 視度補正メガネ
Claims (4)
- 立体視用メガネとして、液晶板と、その後面に偏光板を取り付けるか又はシャッタメガネを用意し、該立体視用メガネの前側又は後側に視度調節レンズを取り付け、匡体上の明視の距離以近の位置に、ディスプレイとしてＬＣＤを設置し、該ディスプレイ上に立体映像の左右用の映像を時分割で交互に表示して、前記立体視用メガネを同期開閉して分離視することによって二眼立体視する構造であって、該立体映像は、基準ディメンション表示画面の両端と鑑賞者の左眼とを結ぶ線で決定される左の視野角内、及び基準ディメンション表示画面の両端と鑑賞者の右眼とを結ぶ右の視野角内の幅に交互に時分割表示する。よって、立体映像の左右用の映像は基準ディメンション表示画面位置で互いにオーバーラップする位置に表示され、基準ディメンション表示画面と等価の立体映像を見ることができるように構成した立体映像表示装置。
- 立体視用メガネとして、液晶シャッタメガネを用意し、該立体視用メガネの前側又は後側に視度調節レンズを取り付け、匡体上の明視の距離以近の位置に、有機ＥＬディスプレイを設置し、該ディスプレイ上に立体映像の左右用の映像を時分割で交互に表示して、前記立体視用メガネを同期開閉して分離視することによって二眼立体視する構造であって、該立体映像は、基準ディメンション表示画面の両端と鑑賞者の左眼とを結ぶ線で決定される左の視野角内、及び基準ディメンション表示画面の両端と鑑賞者の右眼とを結ぶ右の視野角内の幅に交互に時分割表示する。よって、立体映像の左右用の映像は基準ディメンション表示画面位置で互いにオーバーラップする位置に表示され、基準ディメンション表示画面と等価の立体映像を見ることができるように構成した立体映像表示装置。
- 立体視用として、液晶板と、その後面に偏光板を取り付けた立体視用メガネ又は液晶シャッタメガネを用意し、匡体上の明視の距離以遠の位置に、ディスプレイとしてＬＣＤを設置し、該ディスプレイ上に立体映像の左右用の映像を時分割で交互に表示して、前記立体視用メガネ又は液晶シャッタメガネを同期開閉して分離視することによって二眼立体視する構造であって、該立体映像は、基準ディメンション表示画面の両端と鑑賞者の左眼とを結ぶ線で決定される左の視野角内、及び基準ディメンション表示画面の両端と鑑賞者の右眼とを結ぶ右の視野角内の幅に交互に時分割表示する。よって、立体映像の左右用の映像は基準ディメンション表示画面位置で互いにオーバーラップする位置に表示され、基準ディメンション表示画面と等価の立体映像を見ることができるように構成した立体映像表示装置。
- 立体視用メガネとして、シャッタメガネを用意し、匡体上の明視の距離以遠の位置に、有機ＥＬディスプレイを設置し、該ディスプレイ上に立体映像の左右用の映像を時分割で交互に表示して、前記立体視用メガネを同期開閉して分離視することによって二眼立体視する構造であって、該立体映像は、基準ディメンション表示画面の両端と鑑賞者の左眼とを結ぶ線で決定される左の視野角内、及び基準ディメンション表示画面の両端と鑑賞者の右眼とを結ぶ右の視野角内の幅に交互に時分割表示する。よって、立体映像の左右用の映像は基準ディメンション表示画面位置で互いにオーバーラップする位置に表示され、基準ディメンション表示画面と等価の立体映像を見ることができるように構成した立体映像表示装置。
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