JPH11202258A - 立体画像再生方法および立体画像再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】２つの異なる視点から撮られた一対の画像から
立体画像を、簡便にかつ快適に再現する方法、およびそ
の装置を提供する。 【解決手段】同一被写体を２つの異なる視点から撮影し
た２枚の原画像について、一方の原画像の左右反転像と
他方の原画像を並べて置き、左右反転画像の反射像が他
方の原画像とほぼ重なって見えるように反射鏡を置き、
左右反転画像の反射像を一方の目で見、他方の目でもう
一つの原画像を見る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】２つの視点から撮られた一対
の画像を立体画像として、簡便にかつ快適に再現する方
法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】左右の目の間隔とほぼ同じ間隔だけ離れ
た視点から同じ焦点距離のレンズを用いて対象物を撮影
し、その画像を並べて、左右２つの目でそれぞれ一方の
画像を見て立体画像を再現認識する方法はこれまでも多
数存在している。例えぱ、縮小したスライドフィルムを
並べ凸レンズ眼鏡を通してみる方法、両画像を赤と青で
表示し、赤色と青色を通すフィルターからなる眼鏡を通
して見る方法、両画像を互いに９０度位相のずれた偏光
光で表示し、見る側も互いに９０度位相のずれた偏光フ
ィルターで見る方法などがある。また、２枚の写真を左
右に並べ、全く道具を用いずに再現する方法として、２
つの目の視線方向がほぼ平行となる平行法、交差する交
差法がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの方法の問題
は、表示に縮小した画像を用いる、赤青の２色を用い
る、偏光光を用いるなど、日常的に見る写真やテレビな
どと異なる特別な処理、装置が必要である上に、視者に
も眼鏡などの道具が必要で、簡便性が無いことである。
また道具を用いない平行法、交差法は特殊な能力ですべ
ての人が容易に使える方法でない。さらに、平行法では
両眼の視線が平行以上に広がらないため画像の幅が数セ
ンチメートル以下と小さく迫力に欠けるという欠点があ
る。また、交差法では両目を寄せてみるため身体的な負
担が大きく不快であるなどの欠点があった。

【０００４】

【発明の目的】本発明は上記欠点を排除し、日常使われ
る印刷物、書籍、テレビ画面、ＣＲＴモニタで表示が出
来、しかも視者に特殊な道具を装着する必要もない立体
画像再生方法および装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、立体画像を
再現するために用意した一対の画像について、一方の画
像を左右反転した上で、他方の画像と並べて配置し、左
右反転された画像を反射鏡を通して一つの目で見、もう
一方の画像を他方の目で直接に見ることにより立体画像
を再生認識する。

【０００６】反射鏡を通して見ることで画像が変形し、
他方の画像と大きさ、形が異なって見える場合には、同
じ大きさに見えるように画像の大きさを変形させる。

【０００７】さらに、平面型表示装置に対して反射鏡を
画面中央に、画面に対し９０度から１２０度の角度をな
すように設置することで、上記の方法による立体画像再
生する立体画像表示装置を提供する。

【０００８】また、２つの平面型表示装置を、両画面が
互いに鈍角をなすように、かつ画面を延長した平面の交
線からほぼ等距離になるように配置し、２つの画面平面
の２等分面上に平面鏡を設置することで、見やすい立体
画像表示装置を提供する。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の原理
を説明する図である。左目１で見るべき左画像３と、右
目２で見るべき右画像４が用意されているものとする。
以下の説明では主に右画像に反転の操作を加えた場合で
説明するが、左右を全く入れ替えても効果は同様であ
る。

【００１０】

【実施例】まず右画像４の左右反転像５を作る。これ
は、写真ならばネガを裏返して焼き付けれぱいいし、テ
レビならば走査線の走査信号を電気的に反転させれぱ良
い。また、最近のデジタル画像処理技術を用いれば静止
画はもちろんのこと、動画像に対してもリアルタイムで
容易に反転操作ができる。立体画像の原画像をつくるに
は、通常の静止画カメラ、ビデオカメラを２台用意して
適当な間隔を空けて同じ被写体を撮影し、その画像をフ
ィルムやデジタルデータとして記録すればよい。

【００１１】次に同一平面に左画像３を左に、反転した
右画像５を右に配置する。両者の境界線を通り、両画像
の作る平面にほぼ垂直に右画像側が表となるように平面
鏡７を置く。そして、鏡が左右両目の中間、鼻のあたり
に来るようにして左目で左画像を、右目は鏡を通して右
画像の反転像５の反射像６を見る。反射像６は一旦左右
反転された像５の鏡に映った反転像のため、原画像４と
同じ向きに見える。反射像６の見える位置は、左画像３
のある位置に見えるので、両画像は自然に重なって見
え、立体像が再現できる。

【００１２】視線の向きが自然であるので、平行法、交
差法などの身体的な負担は全くない。また、視者の顔の
位置は、両目が鏡の両側にあればよく、左右に目の間隔
にあたる数センチメートル程度なら動いてもかまわな
い。上下には鏡を通して反射像が見えればよいので、鏡
の大きさにもよるがほとんど制限が無い。顔を上下に置
けば、２人でも同時に鑑賞可能である。また、立体的で
はないが鑑賞者以外でも画像を見ることができ、閉鎖性
がない。

【００１３】画像３、５は写真、印刷物でも良いし、テ
レビやコンピュータのディスプレイの表示でも良い。テ
レビまたはディスプレイの場合、２台を並べて表示する
こともできるし、また１台の画面を左右に２等分して左
右に表示することでもできる。書籍の場合は見開きの両
ページを使えぱ、鏡を折れ目に合わせて置けぱよいので
便利である。反射鏡はもっとも単純な平面鏡で良いが、
非平面鏡であっても請求項２で用いるような画像補正技
術を用いれぱ適用可能である。

【００１４】１台のディスプレイを用いる場合には２つ
の画像は１つの平面上にある。この場合、反射像６を左
画像３に完全に重ねるには、反射鏡７を画像面に対して
垂直に置く必要がある。図２はその様子を示す模式図
で、像を見ている様子を上から見た図である。この場合
の問題は左画像３および右画像６を画像の右端に顔を置
いて見るため、画像を斜めから見ることになることであ
る。

【００１５】この問題を解決するために、顔を見るべき
画像の中心近くに持ってきた場合の様子を図３に示す。
この場合は画像の作る平面に対して垂直よりもさらに傾
け、９０度から１２０度の間に鏡を持ってくる。こうす
ると画像を正面から見る状態に近くなる。

【００１６】しかし、この場合反射像面と左画像３の面
が、鏡を９０度より傾けた角度の２倍だけずれる。特に
問題なのは、左画像を正面から見るのに対し反射像を斜
めから見るような状態になるため、視角が狭くなり小さ
く見えてしまうことである。これを解決するためには、
例えば図３に示すように右画像の反転像５を１３のよう
に拡大しておく。そうすると、反射像１４は大きくな
り、左画像３の位置に反射像を作った場合と同じ大きさ
に画像を見ることが出来るようになる。この操作は、図
３の原画像５を１３、すなわち６を１４に変換する操作
で、デジタルコンピュータで三角関数を用いて計算で求
めることが出来る。

【００１７】図４はこの操作を説明する図である。４
１、４２、４３、４４を頂点とする原画像を、図３で説
明したように、４１、４２、４５、４６を頂点とする台
形に修正する。この場合、まず、４３、４６を結ぶ直線
と、４２、４５を結ぶ直線の交点である仮想的な視点５
１を求める。修正すべき点を４７とすると、４７を通り
鏡と平行な線を引き、原画像の上下の辺との交点４９、
５０を求める。４９、５０の修正位置５２、５３を、４
９、５０の各点と５１を結ぶ線を延長し台形の辺の交点
として求める。４７の修正位置は、５１、４７を結ぶ直
線と５２、５３を結ぶ直線の交点４８として求まる。

【００１８】次に、本発明による立体画像再生装置を図
５に示す。通常のテレビ受像器やコンピュータのディス
プレイの前面、画面の中央線を垂直に横切るように、ま
た画面平面に対し９０度から１２０度の角度をなすよう
に反射鏡を設置する。表示面に左右の画像を並べて表示
し、この鏡に鼻を付けるように覗くことで、立体的に画
像を見ることが出来る。

【００１９】本発明の方法を理想的に実現するには、全
く重なり合う画像を正面から見られることである。この
目的のために考案した立体画像再生装置の原理を図６で
示す。２台の表示装置を両画面が互いに鈍角をなすよう
に、かつ画面を延長した平面の交線からほぼ等距離にな
るように配置し、２つの画面平面の２等分面上に平面鏡
を設置した表示装置である。この場合、視者１１は左画
像３を正面から見ており、また右画像５の反射像６は左
画像３に全く重なるので右目も正面を見ている。そのた
め、画面を正面から見るようになり顔の向きと画像との
位置関係は非常に自然になる。両画面のなす角度は、画
面の大きさと視点との距離で決まるが、約１５０度程度
が適当である。

【００２０】また左右の画像３、５の間隔を離すと右目
で見る画角の中での鏡の幅が小さくなり、１９で示すよ
うな小さな鏡でも全画像を見ることが出来る。これは、
図２、図３の場合にも当てはまることである。このこと
から、２等分面上に置く反射鏡は表示画面に固定しない
で、視者の顔に眼鏡のような仕掛けで装着することもで
きる。

【００２１】図６で示した立体像表示装置の１つの例を
図７に示す。テレビ受像器やコンピュータディスプレイ
のような通常の１画面表示装置２台と、平面鏡を図６で
説明したように並べたものである。

【００２２】図８はもう一つの実施例で、折り畳み式平
面ディスプレイの持つ２つの表示画面の中間に反射鏡を
設置したものである。

【００２３】図５で示した装置や、図７、図８のような
２画面を用いる表示装置はどれでもコンピュータディス
プレイとしても使える。立体画像を見る以外の場合には
２つの画面に別の情報を表示すると便利なので、鏡を可
動式または着脱式とし、ディスプレイ装置の側面または
背面に収納できるようにするよい。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、見るもの
に特殊な装置を装着する必要が無く、顔や目の位置が従
来の方法より自由であり、かつ身体的にも負担がほとん
ど無く立体画像再生を楽しむことが出来る。また、再生
画像作成は左右反転のみの処理で良いので、印刷物、静
止画テレビ、動画像ビデオなどほとんどすべての画像再
生技術で立体画像再生を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明する図である。

【図２】反射鏡を画面に垂直に置いた場合の、画像と視
者の顔の位置関係を示す模式図である。

【図３】反射鏡を画面との角度を９０度以上にした場合
の、画像と視者の顔の位置関係、および請求項２の画像
修正の方法、効果を示す模式図である。

【図４】図３に示した場合の画像修正の方法を具体的に
示す模式図である。

【図５】請求項３の立体画像再生装置の図である。

【図６】請求項４の立体画像再生装置の原理を示す模式
図である。

【図７】請求項４の立体画像再生装置の第１の実施例で
ある。

【図８】請求項４の立体画像再生装置の第２の実施例で
ある。

【符号の説明】

１ 左目 ２ 右目 ３ 左画像 ４ 右画像の原画 ５ 右画像の反転像 ６ 右画像の正転反射像 ７ 反射鏡 ８ 右目の視線 ９ 左目の実視線 １０ 反射像６への視線 １１ 視者の顔 １２ 視者の顔の方向 １３ 修正右画像 １４ 修正右画像の正転反射像 １５ ＣＲＴ本体 １６ ＣＲＴ画面 １８ 両画面のなす角の２等分面 １９ 平面鏡 ２０ 右目で見る右画像反射像の左端の視線 ２１ 右目で見る右画像反射像の右端の視線 ２２ 左画面のなす平面の投影線 ２３ 右画面のなす平面の投影線 ２４ 左右両画面のなす平面の２等分面の投影線 ２５ 左側の表示装置 ２６ 右側の表示装置 ２７ 左側の表示画面 ２８ 右側の表示画面 ３０ 視者 ４１、４２、４３、４４ 原画像輪郭をなす長方形の頂
点 ４５ 頂点４２の修正位置 ４６ 頂点４３の修正位置 ４７ 原画像中の点 ４８ ４７の修正点 ４９ ４７を通る直線４１、４４と平行な直線と原画の
辺４１、４２の交点 ５０ ４７を通る直線４１、４４と平行な直線と原画の
辺４３、４４の交点 ５１ ４３、４６を結ぶ直線と、４２、４５を結ぶ直線
の交点 ５２ ５１、４９を結ぶ直線と、４１、４５を結ぶ直線
の交点 ５３ ５１、５０を結ぶ直線と、４４、４６を結ぶ直線
の交点

【本発明に関連すると思われる公報の公開、公告または
特許番号】特開平６−８３７７９、特開平５−２４９９
３４

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同一被写体を２つの異なる視点から撮影ま
   たは撮影したように作成した第１、第２の原画像につい
   て、第２の原画像の左右反転像と第１の原画像を並べて
   置き、該左右反転画像の反射像が第１の原画像と上下左
   右方向が同じで、ほぼ重なる位置に出来るように反射鏡
   を置き、第１の原画像を一方の目で直接見、該左右反転
   画像を該反射鏡に反射させて他方の目で見ることを特徴
   とする立体画像再生方法。
2. 【請求項２】請求項１において、第１の原画像と第２の
   原画像の左右反転像の、視者に見える大きさと形状の違
   いを補正するために、２つの画像の両者、または一方を
   変形させ、ほぼ同じ大きさに見える様に補正をしたこと
   を特徴とする立体画像再生方法。
3. 【請求項３】反射鏡を、画面中央に画面平面に対し９０
   度から１２０度の角度をなすように設置したことを特徴
   とする平面型表示装置。
4. 【請求項４】２つの平面型表示装置を、両画面が互いに
   鈍角をなすように、かつ画面を延長した平面の交線から
   ほぼ等距離になるように配置し、２つの画面平面の２等
   分面上に平面鏡を設置したことを特徴とする立体画像表
   示装置。