JP5490974B2 - 立体映像装置 - Google Patents

Description

本発明は、ジャイロセンサを利用した立体映像装置に係り、さらに詳細には、ジャイロセンサを介してディスプレイの姿勢変化を認識し、これを利用してディスプレイで提供される立体映像を制御する構造の立体映像装置に関する。

一般的に、立体映像装置は、両眼視差を有する左眼用映像及び右眼用映像とを視聴者の左眼及び右眼それぞれに分離して見せる装置である。従って、視聴者は、両眼それぞれの網膜を介して獲得された左眼用映像及び右眼用映像を脳で組み合わせ、立体感ある三次元映像を視聴できる。

この立体映像装置は、医療映像、ゲーム、広告、教育、軍事など立体感ある映像の提供が要求される分野で広く適用可能である。

図１は、一般的な立体映像装置を示す概略的な図である。図を参照するに、該立体映像装置は、左眼用映像Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ_３，Ｌ_４，Ｌ_５，Ｌ_６と右眼用映像Ｒ_１，Ｒ_２，Ｒ_３，Ｒ_４，Ｒ_５，Ｒ_６とを提供する映像スクリーン１と、この映像スクリーン１の前方に設置されて視域を分離するレンチキュラスクリーン３とを備える。

前記左眼用映像及び右眼用映像それぞれは、人間の左眼及び右眼間の間隔に対応するように離隔配置された２台のカメラを介して撮影され、平均的な両眼視差ほど差を有する映像である。このように獲得された２つの映像は、映像スクリーン１とレンチキュラスクリーン３とを介して提供される。このとき、左眼用映像及び右眼用映像は、複数個の映像に分割されており、この分割された映像は、図示されているように、交互に提供される。

前記レンチキュラスクリーン３は、映像スクリーン１で提供された左眼用映像は、菱形状の点線で図示された左映像視聴領域に向かわせ、右眼用映像は、右映像視聴領域に向かわせる。従って、レンチキュラスクリーン３から距離Ｄほど離隔されている位置に、分離された２つの映像それぞれが結像される。従って、左映像視聴領域及び右映像視聴領域それぞれに視聴者の左眼及び右眼が位置するとき、両眼を介して視域分離された映像を視聴することにより立体感ある映像を鑑賞できる。

ここで、前記立体映像装置は、提供される映像の視域分離のために、レンチキュラスクリーン３の代わりに映像スクリーン１と視聴者との間に位置したパララックスバリアを採用することも可能である。

一方、従来の立体映像装置は、携帯型電子機器、例えば、携帯情報端末（ＰＤＡ）、携帯電話などに適用しようとする場合、視聴者に対する立体映像装置の相対的な位置変化時に視域の変化を招くようになる。従って、視聴者の相対的な視聴位置によって、左映像が右眼に、そして右映像が左眼に反転しうるという短所がある。また、二次元スクリーンを介して提供される立体映像は、単一視点で撮影されたものなので、相対的な視聴位置変化にも同一方向の立体映像だけを提供するので、立体感が低下するという短所がある。
日本特開平６−３１８０５８号公報 日本特開平８−０８６９７７号公報 日本特開平８−３３９０４３号公報

本発明は、前記のような短所を勘案して案出され、ディスプレイの位置変化を感知して視聴者とディスプレイとの間の相対的な位置変化に連動されて変化する多視点立体映像を視聴できる立体映像装置を提供するところに目的がある。

前記の目的を達成するために、本発明による立体映像装置は、本体と、立体映像を提供するディスプレイと、前記本体に装着され、前記ディスプレイの姿勢変化を感知するジャイロセンサと、前記ジャイロセンサを介して感知された前記ディスプレイの姿勢変化により、少なくとも２視点の立体映像データのうち１つの立体映像データを選択して前記ディスプレイに提供する制御部とを備え、視聴位置に対する前記ディスプレイの相対位置変化によってさまざまな視点の立体映像を提供できることを特徴とする。

ここで、前記ジャイロセンサの初期値をセットするリセット部をさらに備え、視聴者の選択によって任意の位置を初期位置に設定できることを特徴とする。

本発明による立体映像装置は、本体に装着されたジャイロセンサを介してディスプレイの姿勢を感知し、その姿勢変化に対応して複数の視点で選択された立体映像を提供することにより、立体型被写体の実物を直接みつめるのと実質上同一に立体映像を視聴することができる。

以下、添付された図面を参照しつつ、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。

図２は、本発明の実施形態による立体映像装置を示す概略的な斜視図であり、図３は、図２の立体映像装置の視域分離の様子を示す図である。そして、図４は、図２の概略的な回路ブロック図である。

図を参照するに、本発明の実施形態による立体映像装置は、本体１０と、本体１０内に内蔵され、立体映像５０を提供する立体映像ディスプレイ３０と、本体１０に装着されてディスプレイ３０の姿勢変化を感知するジャイロセンサ２０と、制御部４１とを備える。

本体１０は、立体映像を提供する機器であり、本実施形態においては、ＰＤＡを例として示した。一方、本体１０は、前記のＰＤＡに限定されるものではなく、携帯電話、ノート型パソコンのようなデジタル携帯機器またはデジタルテレビ、モニタなども可能である。

ディスプレイ３０は、スクリーン３１と、スクリーン３１に結像された立体映像を視域分離する視域分離部とを備える。スクリーン３１は、提供される立体映像データ４５のうち、制御部４１によって選択された１つの立体映像データが結像される。前記視域分離部は、図示されているように、スクリーン３１の前方に設置されたレンチキュラレンズ３５、またはパララックスバリア（図示せず）などから構成され、スクリーン３１に結像された立体映像を左映像と右映像とに視域分離する。前記のように、立体映像を具現するディスプレイの構成自体は公知なので、その詳細な説明は省略する。

ジャイロセンサ２０は、本体１０に内蔵または外蔵され、ディスプレイ３０の姿勢変化を感知する。すなわち、ジャイロセンサ２０は慣性センサの一種であり、ディスプレイ３０のＸ，Ｙ，Ｚ軸方向の位置変化を感知する。例えば、視聴者ＵＳＥＲ １が本体１０を手に持ち、Ｙ軸を回転軸として左右に回転させる場合、ジャイロセンサ２０は、ディスプレイ３０のＸ軸方向に対して変位を感知できる。制御部４１は、ジャイロセンサ２０を介して感知されたディスプレイ３０の姿勢変化により、複数の映像データ（例えば、７視点の映像データ）のうち１つの立体映像データを選択し、ディスプレイ３０に提供する。

本実施形態において、ジャイロセンサ２０の初期値をセットするリセット部２７をさらに備えることが望ましい。リセット部２７は、本体１０の外部に形成されたリセットボタン２５と連結され、視聴者が任意の位置でリセットボタン２５を押すとき、その位置の（Ｘ，Ｙ，Ｚ）座標値を（０，０，０）とすることができる。従って、リセット位置を初期基準位置として、本体２０及びディスプレイ３０の変化する姿勢の相対位置を感知できる。ここで、ジャイロセンサ２０の構成それ自体は公知なので、その詳細な説明は省略する。

一方、本実施形態による立体映像装置は、提供しようとする１つの立体映像に対して少なくとも２視点の立体映像データ４５を備える。ここで、１視点の立体映像データは、１つの固定視域から視聴者ＵＳＥＲ
１の左眼及び右眼を介して立体映像を視聴するのに必要な最小の立体映像データをいう。

以下、７視点立体映像データ４５を例にして説明する。７視点の立体映像データ４５は、立体構造の被写体を視域１ないし視域８に対応する位置で撮影したそれぞれ７個の左眼用及び右眼用映像データであるか、またはそれに対応するようにコンピュータグラフィックで具現された映像データである。図３を参照するに、前記のように獲得した７視点立体映像データのうち１視点の立体映像データが視域１ないし視域８に区分される。すなわち、右眼用映像信号は、視域１ないし視域７で視聴可能であり、左眼用映像信号は、視域２ないし視域８で視聴可能である。従って、視聴者の右眼及び左眼それぞれが視域１と視域２、視域２と視域３、視域３と視域４、視域４と視域５、視域５と視域６、視域６と視域７及び、視域７と視域８それぞれに位置するとき、図８に図示されているように、ディスプレイ３０で提供される立体映像を視聴できる。

図５は、本発明の実施形態による立体映像装置において、視域と視野角との関係を示した図である。図を参照するに、本体１０との最適視聴距離をほぼ５００ｍｍとして、視聴者の右眼及び左眼間の距離をほぼ６５ｍｍと設定した場合、各視域の視野角は、ほぼ７．４５°をなす。

前記の視域と視野角との関係、及び視聴者とディスプレイ３０の相対的位置関係に応じて、ジャイロセンサ２０がディスプレイ３０の姿勢を感知して、制御部が、ジャイロセンサが感知したディスプレイの姿勢に基づいて被写体５０に対する前記７視点立体映像データのうち１つの立体映像データを選択することにより、ディスプレイで立体感ある映像を得ることができる。

以下、図３、図６ないし図８を参照しつつ、本発明の実施形態による立体映像装置の動作を説明する。

図３について述べれば、立体映像装置で提供される映像は、視域１ないし視域８に分離されて立体映像を提供する。このとき、右眼及び左眼それぞれが視域５と視域６とに位置した視聴者ＵＳＥＲ １を基準とするとき、本体１０は、視聴者ＵＳＥＲ １の正面に傾きなく、所定視聴距離ほど離隔して配置される。従って、この状態で視聴者ＵＳＥＲ
１がリセットボタンを介してジャイロセンサ２０をリセットすれば、その位置がディスプレイ３０の初期値になる。かかる状態で、２視点以上の複数の視点での立体映像データのうちから選択された１つの立体映像（例えば、図８の視域５、視域６でみつめた立体映像）をディスプレイ３０を介して具現できる。

この場合、前記立体映像装置を固定させた状態で視聴者の右眼及び左眼それぞれが視域１、視域２に位置するか、または視域７、視域８に位置した場合にも、前記の視域５、視域６でみつめた立体映像と同じ立体映像を視聴する。

一方、視聴者ＵＳＥＲ １を固定させた状態（固定視域）で、本体１０の姿勢を変える場合は、ジャイロセンサ２０を介して変わった姿勢を感知できるが、他の視点の立体映像データを提供することにより、被写体を他の位置でみつめた立体映像を視聴できる。

図６は、視聴者ＵＳＥＲ １が固定視域に位置した状態であり、本体を図３に比べて角αほど時計回り方向に回転させた場合を示したものである。この場合、視聴者ＵＳＥＲ １の右眼及び左眼それぞれは、視域１と視域２に位置する。ここで、ジャイロセンサは、前記本体の変化した姿勢を感知し、これに対応する立体映像（例えば、図８の視域１、視域２でみつめた立体映像）を前記ディスプレイを介して具現する。従って、図３の場合に比べ、被写体の右側面がさらによく見える立体映像を視聴でき、被写体を直接みつめるような効果を得ることができる。

また、固定視域が視域３、視域４に位置した場合は、図８の二番目の視聴立体映像のような立体映像を視聴できる。

図７は、視聴者ＵＳＥＲ １が固定視域に位置した状態であり、本体を図３に比べて角βほど逆時計回り方向に回転させた場合を示したものである。この場合、視聴者ＵＳＥＲ １の右眼及び左眼それぞれは、視域７と視域８に位置する。ここで、ジャイロセンサは、前記本体の変化した姿勢を感知し、これに対応する立体映像（例えば、図８の視域７、視域８でみつめた立体映像）を前記ディスプレイを介して具現する。従って、図３の場合に比べ、被写体の左側面がさらによく見える立体映像を視聴できる。

前記の実施形態は、例示的なものに過ぎず、当技術分野の当業者ならば、それらから多様な変形及び均等な他実施形態が可能であろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲に記載された発明の技術的思想により決まるものである。

本発明の立体映像装置は、例えば携帯型ディスプレイ機器だけでなく、ＬＣＤ（液晶表示装置）、ＰＤＰ（プラズマ表示パネル）、平板型ディスプレイ装置、三次元立体ゲーム映像装置、放送用３Ｄ（三次元）テレビ、軍事用３Ｄディスプレイ、シミュレーション訓練用３Ｄディスプレイ、及び医療用三次元ディスプレイなどに効果的に適用可能である。

一般的な立体映像装置を示す概略的な図である。 本発明の実施形態による立体映像装置を示す概略的な斜視図である。 本発明の実施形態による立体映像装置を示す概略的な平面図である。 図２の概略的な回路ブロック図である。 本発明の実施形態による立体映像装置において、視域と視野角との関係を説明するために示した図である。 本発明の実施形態による立体映像装置の動作を説明するために示した図である。 本発明の実施形態による立体映像装置の動作を説明するために示した図である。 本発明の実施形態による立体映像装置の動作を説明するために示した図である。

符号の説明

１０ 本体
２０ ジャイロセンサ
２５ リセットボタン
２７ リセット部
３０ 立体映像ディスプレイ
３１ スクリーン
３５ レンチキュラレンズ
４１ 制御部
４５ 立体映像データ
５０ 立体映像

Claims (4)

1. 本体と、
   立体映像を提供するディスプレイと、
   前記本体に装着され、前記ディスプレイの左右への姿勢変化を感知するジャイロセンサと、
   前記ジャイロセンサを介して感知された前記ディスプレイの左右への姿勢変化により、隣り合う少なくとも３つの視域の立体映像データのうち隣り合う２つの視域の立体映像データを右映像及び左映像にそれぞれ選択して前記ディスプレイに提供する制御部とを備え、視聴位置に対する前記ディスプレイの相対位置変化によってさまざまな視点の立体映像を提供でき、視聴者により前記ジャイロセンサがリセットされて、前記ディスプレイの位置が初期化される場合、該初期化された位置で前記ディスプレイの前記立体映像が固定され、さらに、一方で、前記ディスプレイを固定するときには、前記ディスプレイに対する前記視聴者の相対位置が変わっても、前記視聴者は前記固定された立体映像を視聴することができ、他方で、前記視聴者を固定するときには、前記視聴者に対する前記ディスプレイの相対位置が変わると、前記ジャイロセンサが該変わった相対位置を感知して、該変わった相対位置に対応して変わった立体映像を前記視聴者は視聴することができ、立体映像が提供されているある時点で前記ジャイロセンサがリセットされると、その時点での前記視聴者と前記ディスプレイとの間の相対的位置関係に基づいて立体映像が初期化されることを特徴とする立体映像装置。
2. 前記ジャイロセンサは、
   前記本体に内蔵または外蔵されていることを特徴とする請求項１に記載の立体映像装置。
3. 前記ディスプレイは、
   前記本体に内蔵され、前記制御部によって選択された立体映像データが結像されるスクリーンと、
   前記スクリーンに結像された立体映像を左映像と右映像とに視域分離する視域分離部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の立体映像装置。
4. 前記視域分離部は、
   前記スクリーンの前方に設置されたレンチキュラレンズまたはパララックスバリアであることを特徴とする請求項３に記載の立体映像装置。

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