JPH0750944B2 - 電子立体映像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、電子立体映像装置に関し、特に人間の両眼
視差による立体視融合原理を電子的に応用した電子立体
映像装置に関する。

［従来の技術］ 第４図は人間の立体視機能を説明するための模式図であ
る。図において、人間がある物体を目視するとき、その
物体を縦方向および奥行方向の３次元に立体的に視認す
ることができる。これは人間が以下のような立体視機能
を有しているからである。すなわち、被写体１を目視す
るとき、人間の左眼２と右眼３とはそれぞれ異なった態
様で被写体１を視認している。たとえば、被写体１にお
ける点Ａの像は、左眼２では左眼２の水晶体４を通して
網膜５上の位置A1に結像する。一方、右眼３における上
記点Ａの像は、右眼３の水晶体６を通して網膜７上の位
置A2に結像する。同様にして、被写体１における点Ｂの
像も、左眼２の網膜５上の位置B1に結像し、また右眼３
の網膜７上の位置B2に結像する。

上記のごとく、人間の両眼2,3が約６〜7cm程度離間して
いることにより、被写体１の同一位置を目視しても、当
該位置を見込む角度が左眼と右眼とで異なり、したがっ
て左右の網膜5,7上にそれぞれ異なった光学像が結像す
ることになる。人間はこのような左右両眼によって視認
する両眼視差を有する像を、立体感のある立体的な光学
像として認識できる融合視作用を有している。

従来、このような人間の立体視機能を人工的に作り出す
立体映像技術として、第５図に示すようないわゆるオル
タネイティブ方式が用いられている。以下、第５図を参
照して、このオルタネイティブ方式について説明する。
画像表示部８には、左方映像９と右方映像10とが、１フ
ィールドごとに（たとえば、偶数フィールドが左方映像
に、奇数フィールドが右方映像に対応して）交互に表示
されるように設定されている。第５図に２点鎖線で示す
X1は、画像表示部８に右方映像10が表示されている状態
を示している。このとき、電気光学的なシャッタ機構を
備えたシャッタ装置11の右方シャッタ12が開放され、左
方シャッタ13は閉じた状態となっている。

また、２点鎖線で示すX2は、画像表示部８に左方映像９
が表示されている状態を示しており、上記シャッタ装置
11の左方シャッタ13は開放され、右方シャッタ12は閉じ
られている。このようなシャッタ装置12を人間が装着し
て、画像表示部８を視認することにより、人間の左眼２
からは左方映像９のみが、また右眼３からは右方映像10
のみが入射する。このようにして前記画像表示部８の左
右映像の切換と、シャッタ装置11の開閉動作の切換とを
同期させて行なうことにより、立体的映像を得ることが
できる。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来、上記のようなオルタネイティブ方式において、刻
々変化する立体映像信号から瞬時に立体静止画を抜き出
すような技術が存在しなかった。

それゆえに、この発明は刻々変化する立体映像信号から
瞬時に立体静止画を抜き出すことができるような電子立
体映像装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る電子立体映像装置は、立体映像信号のフ
ィールド判定を行なうフィールド判定手段と、１フィー
ルドごとに立体映像信号をディジタル信号に変換するA/
D変換手段と、フィールド判定手段の判定結果に基づい
てA/D変換手段の出力を左映像信号と右映像信号とに振
分けるスイッチ手段と、スイッチ手段によって振分けら
れた左映像信号を１フィールド分記憶する左メモリと、
同じくスイッチ手段によって振分けられた右映像信号を
１フィールド分記憶する右メモリとを備えたものであ
る。

［作用］ この発明においては、あるフィールドの静止画像を得る
ために、その静止画像の期間を指定する信号によりA/D
変換手段が立体映像信号をデジタル信号に変換し、変換
された立体映像信号をフィールド判定手段の判定結果に
基づいて左映像信号と右映像信号とに振り分け、それぞ
れを１フィールド分ずつ左メモリと右メモリとに記憶
し、さらに、記憶された左映像信号と右映像信号とを１
フィールド毎に交互に合成して信号処理することによ
り、刻々変化する立体映像信号から静止画像を瞬時に抜
き出すことができる。

［実施例］ 第１図はこの発明に一実施例を示す概略ブロック図であ
る。図において、この実施例は、立体映像信号から左，
右に対応するフィールドを検出してそれぞれ左フィール
ドは左メモリへ右フィールドは右メモリへディジタイズ
して記憶する映像取込部20と取込まれた情報を再びアナ
ログの立体映像信号として再生する映像再生部30と、当
該映像再生部30から出力される立体映像信号を立体静止
画として表示する表示装置40と、たとえば液晶表示素子
などによって実現され、後述するように光に関して開放
／遮断動作を行なう左シャッタ51および右シャッタ52を
含むシャッタ装置50とを備える。さらに詳細に説明する
と、映像取込部20の端子ａには連続するアナログの立体
映像信号が与えられる。この端子ａはフィールド判定回
路21の入力端に接続される。フィールド判定回路21は立
体映像信号のフィールド判定を行なうものであり、その
判定方法は従来のテレビやVTRなどで用いられる周知の
方法を用いることができる。たとえば、立体映像信号の
垂直帰線期間に挿入された等化パルスをカウントするこ
とにより、偶数フィールドか奇数フィールドかの判定を
行なう。このようなフィールド判定回路21は与えられた
立体映像信号をそのままA/D変換器22に出力するととも
に、端子b,cにそれぞれ▲▼信号，判定信
号を導出する。▲▼信号は、画像取込スイ
ッチSW1の一方端子ｄに与えられる。この画像取込スイ
ッチSW1は、立体静止画像を取込みたい１フィールド期
間のタイミングで端子d,e間を閉じるように外部より操
作される。よって画像取込スイッチSW1の他方端子ｅか
ら▲▼信号がA/D変換期間を規定するため
の信号としてA/D変換器22に与えられる。A/D変換器22の
出力はスイッチSW2の端子ｆに与えられる。このスイッ
チSW2はフィールド判定回路21からの判定信号に応答し
て切換えられ、端子ｆとｇとの間、または端子ｆとｈと
の間を選択的に接続する。端子ｇおよびｈは、それぞれ
左メモリ23および右メモリ24に接続される。

上記左メモリ23および右メモリ24の読出出力は、それぞ
れ、映像再生部30のスイッチSW3の端子ｉおよびｊに与
えられる。このスイッチSW3は後述する同期信号発生回
路33の端子ｍから導出される信号SLに応答して切換えら
れ、端子ｉとｋとの間、または端子ｊとｋとの間を選択
的に接続する。スイッチSW3の端子ｋはD/A変換器31に接
続される。このD/A変換器31の出力は信号処理回路32に
与えられる。信号処理回路32の出力端子ｌは表示装置40
に接続される。また、映像再生部30は種々の同期信号を
発生する同期信号発生回路33を備えている。すなわち、
この同期信号発生回路33は、端子ｍおよびｎから信号SL
およびSRを導出する。信号SLは上述のごとく切換信号と
してスイッチSW3に与えられる。また、これら信号SLお
よびSRは、シャッタ駆動回路34に与えられる。このシャ
ッタ駆動回路34は、与えられた信号SLおよびSRを増幅し
て、信号SL′およびSR′を導出し、それぞれシャッタ装
置50の左シャッタ51および右シャッタ52に与える。ま
た、同期信号発生回路33は、端子ｏから▲
▼信号を導出し、D/A変換期間を規定する信号としてD
/A変換器31に与える。

第２図は第１図における映像取込部20の各部の信号を示
す図である。第３図は第１図における映像再生部30およ
びシャッタ装置50における各部の信号および動作を示す
図である。

まず、第２図を参照して映像取込部20の動作を説明す
る。第２図（ａ）に示すような両眼視差の左目に対応し
た左方映像信号を偶数フィールドへ、第２図（ｂ）に示
すような両眼視差の右眼に対応した右方映像信号を奇数
フィールドへ１フィールドごと交互に合成した第２図
（ｃ）に示すような立体映像信号が映像取込部20の端子
ａに入力される。フィールド判定回路21はこの立体映像
信号をそのままA/D変換器22に与えるとともに、立体映
像信号の偶数，奇数フィールドの判定を行ない、端子ｂ
に▲▼信号を、端子ｃに判定信号を出力す
る。なお、▲▼信号は第２図（ｄ）に示す
ごとく、各フィールドの最後に負のパルスを発生するよ
うなフィールド期間を規定するための信号として形成さ
れる。また、判定信号は第２図（ｅ）に示すように、偶
数フィールドすなわち左方映像信号の部分ではハイレベ
ルとなり、奇数フィールドすなわち右方映像信号の部分
ではローレベルとなるような信号である。▲
▼信号は画像取込スイッチSW1の端子ｄに入力され、
この画像取込スイッチSW1が閉成されている間、A/D変換
器22に入力される。A/D変換器22はフィールド判定回路2
1から出力された立体映像信号を▲▼信号
の立ち上がりから次の立ち上がりまでの１フィールド期
間アナログ／ディジタル変換し、左および右ディジタル
信号としてスイッチSW2の端子ｆに出力する。スイッチS
W2は判定回路がハイレベルのときは端子ｆ−ｇ間が閉
じ、ローレベルのときは端子ｆ−ｈが閉じるように切換
えられる。つまり、左眼に対応して左ディジタル信号は
第２図（ｆ）に示すように端子ｆ−ｇ間を通して左メモ
リ23へ、右眼に対応した右ディジタル信号は第２図
（ｇ）に示すように端子ｆ−ｈ間を通して右メモリ24へ
取込まれることになる。したがって、希望する左もしく
は右フィールドの期間中（▲▼信号の立ち
上がりから次の立ち上がりまで）、画像取込スイッチSW
1の端子ｄ−ｅ間を閉じることによって希望する左メモ
リ23もしくは右メモリ24に１フィールド分のディジタル
情報が取込める。なお、連続した２▲▼信
号期間画像取込スイッチSW1を閉じることにより、ある
いは１▲▼信号期間画像取込スイッチSW1
を閉じた後、何▲▼信号期間が経過した後
にさらに１▲▼信号期間画像取込スイッチ
SW1を閉じることにより、左，右に対する情報がそれぞ
れ左メモリ23,右メモリ24へ連続あるいは何▲
▼信号期間の間隔をおいて取込むことが可能であ
る。第２図（ｆ）および（ｇ）は２▲▼信
号期間の間隔で左，右ディジタル信号を取込んだ場合の
例を示している。

次に、第３図を参照して映像再生部30以下の動作を説明
する。左メモリ23に取込まれた情報はスイッチSW3の端
子ｉへ、右メモリ24に取込まれた情報はスイッチSW3の
端子ｊへ読出される。このスイッチSW3は同期信号発生
回路33に端子ｍから出力される第３図（ｂ）に示すよう
な信号SLによって制御される。すなわち、スイッチSW3
は信号SLがハイレベルのとき端子ｉ−ｋ間を閉じ、左メ
モリ23から読出される左ディジタル信号をD/A変換器31
に入力し、一方信号SLがローレベルのとき、端子ｊ−ｋ
間を閉じ、右メモリ24から読出される右ディジタル信号
をD/A変換器31に入力する。なお、同期信号発生回路33
の端子ｎからは先の信号SLに対して相補的な信号SR（第
３図（ａ）参照）が、端子ｏからは第３図（ｃ）に示す
ような▲▼信号も出力する。Ｄ−Ａ変換
器31は同期信号発生回路33の端子ｏから出力される▲
▼信号に従い、▲▼信号の
立ち上がりから次の立ち上がりまでの間、スイッチSW3
から出力される左，右ディジタル信号を１フィールド単
位でディジタル／アナログ変換する。したがって、D/A
変換器31からは信号SLとＶ−SYNC′信号とのフィールド
の関係（偶数フィールドのときは信号SL＝ハイレベル、
奇数フィールドのときは信号SL＝ローレベル）から、偶
数フィールドに左メモリ23から読出されD/A変換された
情報が、奇数フィールドに右メモリ24から読出されD/A
変換された情報が出力される。このD/A変換器31の出力
信号は信号処理回路12に入力され、既存のテレビジョン
信号に準じた処理がされ、第３図（ｄ）に示すような立
体静止映像信号として端子ｌから出力される。この立体
静止映像信号は表示装置40に与えられ、立体静止画が映
し出される。

一方、第３図（ａ），（ｂ）に示すような信号SL,SRは
シャッタ駆動回路34に入力され、シャッタ装置50を駆動
するのに十分なレベルの信号SL′,SR′にそれぞれ変換
される。信号SL′はシャッタ装置50の左シャッタ51に、
信号SR′は右シャッタ52に与えられ、それぞれハイレベ
ルのときシャッタを開放（透明化）し、ローレベルのと
きシャッタを閉じる（不透明化）する。第３図（ｄ）に
示す立体静止映像信号と、第３図（ｅ）に示す左シャッ
タ51の動作と、第３図（ｆ）に示す右シャッタ52の動作
との関係を見ると、左に対応する偶数フィールドのと
き、左シャッタ51開放，右シャッタ遮蔽となり、右に対
する奇数フィールドのとき、左シャッタ51遮蔽，右シャ
ッタ52開放となる。したがって、シャッタ装置50を通し
て（左眼は左シャッタ51,右眼は右シャッタ52）、表示
装置40に表示される立体静止映像信号を見ることによ
り、左眼には左眼に対応した、右眼には右眼に対応した
映像が見えることになる。このことは、等価的に立体視
融合原理による両眼視差情報を与えることになり、電子
的な静止立体映像を実現できる。

なお、左右に対応する立体映像信号を作成するために
は、両眼に対応する２台のカメラで被写体を撮像するこ
とが必要であるが、上記実施例においては必ずしもフィ
ールドごとに交互に左右合成された立体映像信号でなく
ても、通常のテレビジョン映像や１台のカメラからの映
像信号を用いて等価的に立体静止画を実現することも可
能である。たとえば、静止している被写体のまわりをカ
メラが回動しながら撮像している場合や静止しているカ
メラに対して被写体が回動している場合には、両眼視差
に対応するタイミングをもって画像取込スイッチSW1の
閉じることにより、通常の立体画像信号と同等の原理に
よって立体静止画を取込むことができる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、従来より用いられる左
右に配置した２台のカメラで立体像を撮影して得られる
立体専用の映像信号から立体静止画を抜き出すことがで
きるだけでなく、たとえば、１台のカメラをパンニング
させながら撮影して得られた通常の映像信号から立体静
止画像を抜き出すこともできる。また、フィールド判定
回路でフィールド判定を行ない、この判定結果によって
A/D変換手段の出力を振分けて左メモリと右メモリとに
記憶させるようにしているので、立体映像信号をディジ
タル化するA/D変換手段を１個だけ設ければよく、構成
が簡単となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略ブロック図であ
る。第２図は第１図における映像取込部20の各部の信号
を示す図である。第３図は第１図における映像再生部30
およびシャッタ装置50における各部の信号および動作を
示す図である。第４図は人間の立体視機能を説明するた
めの模式図である。第５図はこの発明の背景となるオル
タネイティブ方式の立体映像技術を説明するための模式
図である。 図において、１は被写体、２は左眼、３は右眼、８は画
像表示部、９は左方映像、10は右方映像、11はシャッタ
装置、20は映像取込部、21はフィールド判定回路、22は
A/D変換器、23は左メモリ、24は右メモリ、SW1は画像取
込スイッチ、30は映像再生部、31はD/A変換器、32は信
号処理回路、33は同期信号発生回路、34はシャッタ駆動
回路、40は表示装置、50はシャッタ装置、51は左シャッ
タ、52は右シャッタ、SW2およびSW3はスイッチを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】両眼視差による立体視融合原理を応用した
   電子立体映像装置であって、 左眼に対する左映像信号と右眼に対する右映像信号を１
   フィールドごとに交互に合成したアナログの立体映像信
   号を１フィールド単位で左映像信号であるか右映像信号
   であるかを判定するフィールド判定手段と、 前記立体映像信号を１フィールドごとにディジタル信号
   に変換するA/D変換手段と、 前記フィールド判定手段によって判定されたあるフィー
   ルドの静止画像を得るために、その静止画像の期間を指
   定する信号を前記A/D変換手段に与える第１のスイッチ
   手段と、 前記フィールド判定手段の判定結果に基づいて、前記A/
   D変換手段の出力を左映像信号と右映像信号とに振分け
   る第２のスイッチ手段と、 前記第２のスイッチ手段によって振分けられた左映像信
   号を１フィールド分記憶する左メモリと、 前記第２のスイッチ手段によって振分けられた右映像信
   号を１フィールド分記憶する右メモリと、 前記左メモリに記憶された左映像信号と前記右メモリに
   記憶された右映像信号とを１フィールド毎に交互に切換
   えて合成し、合成された左映像信号および右映像信号を
   １フィールド毎にアナログ信号に変換して信号処理する
   映像発生手段とを備えた、電子立体映像装置。