(57)【要約】【課題】液晶眼鏡等の専用ツールを用いずに画像を立体視可能にすること。【解決手段】立体画像表示システム１０は、第１及び第２の撮像手段１６，１７で撮像された画像を立体表示させる信号を生成する立体画像信号生成装置１３と、立体画像信号生成装置１３からの信号に基づいて画像を立体視可能に表示する立体画像表示装置１４とを備えている。奥行信号生成手段２２は、第１及び第２の撮像手段１６，１７からの各画像信号の視差による電気的信号差に基づいて奥行画像信号を生成する。この奥行画像信号は、ＰＣＭ化された上で、別途生成した奥行同期信号に同期結合される。立体画像表示装置１４は、複数の発光画面２９により構成された表示手段２７を備えている。表示手段２７は、発光画面２９が奥行方向所定間隔毎に並べられており、前記奥行画像信号等に基づいて発光部位を三次元内で変化可能となっている。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の撮像手段からの各画像信号に基づき、所定の表示手段で画像を立体視可能に表示させるための信号が生成される立体画像信号生成装置において、
前記表示手段で表示される画像の奥行方向位置を特定する奥行画像信号が生成される奥行信号生成手段を備え、
前記奥行信号生成手段は、前記第１及び第２の撮像手段からの各画像信号を比較検知し、当該各画像信号の視差による電気的信号差に基づいて前記奥行画像信号を生成することを特徴とする立体画像信号生成装置。
【請求項２】
前記奥行信号生成手段は、ＰＣＭ化した前記奥行画像信号と、前記表示手段に対応して生成された奥行同期信号とを同期結合することを特徴とする請求項１記載の立体画像信号生成装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の撮像手段からの各画像信号を合成加工して一画面の画像信号とする画像合成手段と、この画像合成手段で得られた画像信号に基づいて平面画像構成信号を生成する平面信号生成手段と、前記奥行画像信号、奥行同期信号及び平面画像構成信号を合成して立体カメラ信号を生成する立体カメラ信号生成手段とを更に備えたことを特徴とする請求項２記載の立体画像信号生成装置。
【請求項４】
所定の画像を立体視可能に表示する表示手段を備え、
前記表示手段は、奥行方向所定間隔毎に並べられた透光性を有する複数の発光画面により構成され、発光部位を三次元内で変化させることで前記画像を立体的に表示可能としたことを特徴とする立体画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は立体画像信号生成装置及び立体画像表示装置に係り、特に、所定の画像を立体的に視認させることのできる立体画像信号生成装置及び立体画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カメラ等の撮像手段で撮像された画像を立体視可能とする立体視映像表示装置が知られている（後記特許文献１参照）。この立体視映像表示装置は、左右それぞれの目で視認される画像を交互に切り換え表示するディスプレイ装置と、このディスプレイ装置における画像の切り換えに連動して開閉する左右一対の液晶シャッターが内蔵された液晶眼鏡とを備えている。ここでの立体視映像表示装置は、前記液晶眼鏡を着用した上で、前記ディスプレイ装置に表示される画像を目視することで、前記撮像手段で撮像された画像を立体視可能となる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１１７３６２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記立体視映像表示装置にあっては、ディスプレイ装置に表示された画像を見る際に、液晶眼鏡の装着が必要であり、面倒で且つ煩わしいという不都合がある。また、複数人数で画像を鑑賞するには、人数分の液晶眼鏡が必要になるため、鑑賞人数が不意に増えたときに、迅速な対応が困難になるという不都合もある。ここで、液晶眼鏡を装着せずにディスプレイ装置に表示された画像を目視したときには、当該画像は、ピントがぼけたような不鮮明な画像と視認されるため、液晶眼鏡の装着が不可欠となる。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、液晶眼鏡等の専用ツールを用いずに、画像を立体的に視認させることができる立体画像信号生成装置及び立体画像表示装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、第１及び第２の撮像手段からの各画像信号に基づき、所定の表示手段で画像を立体視可能に表示させるための信号が生成される立体画像信号生成装置において、
前記表示手段で表示される画像の奥行方向位置を特定する奥行画像信号が生成される奥行信号生成手段を備え、
前記奥行信号生成手段は、前記第１及び第２の撮像手段からの各画像信号を比較検知し、当該各画像信号の視差による電気的信号差に基づいて前記奥行画像信号を生成する、という構成を採っている。このような構成によれば、奥行信号生成手段における画像の奥行方向位置を特定する奥行画像信号が生成されるため、従来のように二種類の画像を切り換えながら画像に立体感を付与させる必要が無くなる。これにより、画像の切り換えに必要な液晶眼鏡の着用が不要となり、当該着用に伴う面倒さや煩わしさを解消することができる。
【０００７】
本発明における奥行信号生成手段は、ＰＣＭ化した前記奥行画像信号と、前記表示手段に対応して生成された奥行同期信号とを同期結合することが好ましい。
【０００８】
ここで、前記第１及び第２の撮像手段からの各画像信号を合成加工して一画面の画像信号とする画像合成手段と、この画像合成手段で得られた画像信号に基づいて平面画像構成信号を生成する平面信号生成手段と、前記奥行画像信号、奥行同期信号及び平面画像構成信号を合成して立体カメラ信号を生成する立体カメラ信号生成手段とを更に備える、という構成を採用することができる。
【０００９】
また、本発明に係る立体画像表示装置は、所定の画像を立体視可能に表示する表示手段を備え、
前記表示手段は、奥行方向所定間隔毎に並べられた透光性を有する複数の発光画面により構成され、発光部位を三次元内で変化させることで、前記画像を立体的に表示可能とする、という構成を採っている。このような構成によっても、前述した目的を達成することができる。ここで、表示手段は、透光性を有する発光画面が奥行方向に配列されているため、従来のテレビジョン信号のような平面画像構成信号のみが立体画像表示装置に送信されたときであっても、いずれか一つの発行画面のみを使って画像表示することで、立体感のない平面的な画像を難なく表示可能となる。従って、画像構成信号に立体的な要素が含まれているか否かに関わらず、画像を表示することができ、高い汎用性を有することになる。
【００１０】
なお、本明細書では、特に明記しない限り、「奥行方向」は、画面に対して略直交する方向を意味し、「前」は、前記画面を正面側から見たときの手前側を意味し、「後」は、同奥側を意味する。
【００１１】
また、「水平同期信号」とは、図１における矢視Ｈ方向の同期信号を意味し、「垂直同期信号」とは、同図中矢視Ｖ方向の同期信号を意味し、「奥行同期信号」とは、同図中矢視Ｄ方向の同期信号を意味する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１には、本発明に係る立体画像信号生成装置及び立体画像表示装置を含む立体画像表示システムの概略構成図が示されている。この図において、立体画像表示システム１０は、対象物Ｍを撮像可能な撮像装置１２と、この撮像装置１２で撮像された対象物Ｍの画像を立体表示させるための信号を生成する立体画像信号生成装置１３と、当該立体画像信号生成装置１３からの信号に基づいて対象物Ｍの画像を立体視可能に表示する立体画像表示装置１４とを備えて構成されている。
【００１４】
前記撮像装置１２は、前記対象物Ｍを相互に異なる二方向から撮像可能な第１及び第２の撮像手段１６，１７により構成されている。これら第１及び第２の撮像手段１６，１７は、所定の機器設置面から同一高さに配置され、且つ、所定の対象物Ｍに対する離間距離が略同一となるように配置されている。このため、第１及び第２の撮像手段１６，１７では、人間が対象物Ｍを左右両目で直視したときの画像に近い画像が得られる。すなわち、第１及び第２の撮像手段１６，１７の何れか一方では、人間の左目に映った画像に略相当する画像が得られる一方、何れか他方では、人間の右目に映った画像に略相当する画像が得られることになる。なお、第１及び第２の撮像手段１６，１７は、公知のカメラ装置により構成され、ここでは、構造に関する詳細な説明を省略する。
【００１５】
前記立体画像信号生成装置１３は、第１及び第２の撮像手段１６，１７からの画像信号を合成加工して一画面の画像信号に変換する画像合成手段１９と、この画像合成手段１９で得られた画像信号に基づいて平面画像構成信号を生成する平面信号生成手段２１と、前記立体画像表示装置１４で画像表示する際に奥行方向位置を特定する信号を生成する奥行信号生成手段２２と、各信号生成手段２１，２２からの信号を合成結合して、立体画像表示装置１４に配信される立体カメラ信号を生成する立体カメラ信号生成手段２４とを備えている。
【００１６】
前記画像合成手段１９は、特に限定されるものではないが、公知の画像座標平均化等の手法によって、第１及び第２の撮像手段１６，１７の各画像信号から一画面の画像信号に変換するようになっている。
【００１７】
前記平面信号生成手段２１では、所定の画像を平面的に表示させるための平面画像構成信号が生成される。ここで、平面画像構成信号としては、従来のテレビジョン構成信号（ＲＧＢ信号、水平同期信号、垂直同期信号等）を例示できる。
【００１８】
前記奥行信号生成手段２２は、前記第１及び第２の撮像手段１６，１７からの各画像信号を比較検知し、当該各画像信号の視差による電気的信号差に基づいて、立体画像表示装置１４での奥行方向位置を特定する奥行画像信号を生成するようになっている。具体的に、図２に示されるように、第１及び第２の撮像手段１６，１７で得られた画像は、対象物Ｍの存在位置が図２中左右方向に僅かにずれている。このため、各画面Ｄに対して、図２中左端側から同図中右端側に向かって進む電気信号が対象物Ｍに到達するまでの時間差（電気信号時間差：Ｔ１−Ｔ２）に着目して、前記奥行画像信号を生成するようになっている。つまり、各画面Ｄにおける対象物Ｍの左右方向のずれが大きい程、対象物Ｍが撮像手段１６，１７から近方の位置に存在することになるため、電気的信号時間差の増大に伴って、立体画像表示装置１４の表示最前部から対象物Ｍの表示位置までの奥行方向の距離を小さくする信号、つまり、手前側で対象物Ｍを表示させる信号が生成される。
【００１９】
また、奥行信号生成手段２２では、以上の奥行画像信号が、立体画像表示装置１４に合わせた信号にするために、ＰＣＭ化（標本化、圧縮化、コード化）された上で、別途生成した奥行同期信号に同期結合される。
【００２０】
前記立体カメラ信号生成手段２４では、平面信号生成手段２１で生成された平面画像構成信号と、奥行信号生成手段２２で同期結合された奥行画像信号及び奥行同期信号とが共調接合され、水平同期信号、垂直同期信号及び奥行同期信号に同期させた立体カメラ信号が生成される。
【００２１】
前記立体画像表示装置１４は、図１に示されるように、前記立体カメラ信号生成手段２４からの立体カメラ信号を検知し、それを各構成信号に分離する検知分離手段２６と、この検知分離手段２６で分離された各構成信号に応じて所定の画像を立体的に表示する表示手段２７とを備えている。
【００２２】
前記検知分離手段２６は、前記立体カメラ信号から、奥行画像信号と、各同期信号類と、他の画像構成信号とに分離した上で、別途生成された水平同期信号、垂直同期信号及び奥行同期信号に同期させて表示手段２７に送るようになっている。
【００２３】
前記表示手段２７は、透光性を有する複数の発光画面２９（例えば、液晶画面）からなり、当該発光画面２９は、所定間隔毎に奥行方向に並べられた状態となっている。この表示手段２７では、奥行方向の画像表示位置を指示する奥行画像信号及び奥行同期信号に基づいて、奥行方向に並べられた発光画面２９の中から何れの発光画面２９を発光させるかが特定される。ここで、発光画面２９は透光性を有するため、何れの発光画面２９が発光しても、当該発光部位が手前側の発光画面２９を透過し、表示手段２７の最前部側で視認可能となる。つまり、ここでの表示手段２７は、前記立体カメラ信号により、画像表示のための発光部位が三次元内で変わり、これによって、対象物Ｍを直視したときのような立体的な画像表示が可能となる。
【００２４】
次に、立体画像表示システム１０の全体的作用について説明する。
【００２５】
先ず、第１及び第２の撮像手段１６，１７で撮像された対象物Ｍの画像は、画像合成手段１９で一画面の画像信号に変換され、この画像信号に基づき、平面信号生成手段２１で従来と同様の平面画像構成信号が生成される。また、奥行信号生成手段２２では、第１及び第２の撮像手段１６，１７からの各画像信号の電気的時間差から奥行画像信号が生成され、この奥行画像信号がＰＣＭ化された上で奥行同期信号に同期結合される。次に、立体カメラ信号生成手段２４で、平面画像構成信号、奥行画像信号、及び奥行同期信号が合成結合されて立体カメラ信号が生成され、当該立体カメラ信号が立体画像表示装置１４に送信される。そして、立体画像表示装置１４では、受信した立体カメラ信号が検知分離手段２６で各画像構成信号に分離された上で、当該画像構成信号に基づいて表示手段２７の発光画面２９中の発光部位が三次元的に特定され、表示手段２７で表示される画像が立体視可能となる。
【００２６】
従って、このような実施形態によれば、液晶眼鏡等の専用ツールを使用せずに表示手段２７を直視することで、当該表示手段２７に表示された画像を立体的に視認できるという効果を得る。
【００２７】
なお、所定のソフトウエアを用いて、前記立体カメラ信号を変更したり、他の画像信号と一部置換すること等により、表示手段２７で擬似的な立体画像を表示させるようにすることもできる。
【００２８】
また、本発明における装置各部の構成は図示構成例に限定されるものではなく、実質的に同様の作用を奏する限りにおいて、種々の変更が可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、液晶眼鏡等の専用ツールを用いずに、医療部門や工業部門等、テレビジョンやビデオカメラを用いた広範な分野で臨場感のある立体画像を直視することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る立体画像表示システムの概略構成図。
【図２】奥行画像信号を生成するための電気的信号差について説明するための概念図。
【符号の説明】
１３  立体画像信号生成装置
１４  立体画像表示装置
１６  第１の撮像手段
１７  第２の撮像手段
１９  画像合成手段
２１  平面信号生成手段
２２  奥行信号生成手段
２４  立体カメラ信号生成手段
２７  表示手段
２９  発光画面
【図１】
2004248226.tif 000003
【図２】
2004248226.tif 000004