JP2004104742A

JP2004104742A - 立体映像データの発生方法と装置

Info

Publication number: JP2004104742A
Application number: JP2002303583A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tawara; 田原　博史; Junichi Yamauchi; 山内　順一; Masahiko Kikuchi; 菊池　正彦
Original assignee: PROCYON KK; REMEDIA KK
Current assignee: PROCYON KK; REMEDIA KK
Priority date: 2002-09-11
Filing date: 2002-09-11
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】手前に飛び出してくる映像と同時に奥行き感が豊富な立体映像とを作成するソフト手法と装置を提供する。
【解決手段】表示画面に左・右眼用映像とを交互に表示し、これと同期して開閉する眼鏡によって、観察者が立体映像を認識する。この左右映像データを作成するため、まず、２次元映像データを構成する各画素には、座標データに加えて奥行きデータを持たせる。この奥行きデータの所定の値を左右の目の光軸が交差する基本位置Ｐとして設定する。この基本位置より奥行きデータが小さい領域を正領域Ｂ１、Ｂ２とし、基本位置Ｐより奥行きデータが大きい領域Ｂ３、Ｂ４を負領域とする。正領域から左目用の正方向比例データＬ１、Ｌ２をシフト装置で作成し、次に、基本領域Ｐから左目用のデータを作成し、更に負領域から左目用の逆方向反比例データＬ３、Ｌ４をシフト装置で作成する。これらを左目用のデータとする。同様に右目用のデータを作成する。
【選択図】　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、立体映像データの発生方法と装置に関し、特にテレビカメラで撮影したビデオ映像やコンピュータ作図により生成された映像から立体映像を発生する方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のコンピュータ作図の発展とパソコンやテレビゲームの普及により超現実の様々な映像が鑑賞できるようになった。
３Ｄでは交差法が多く用いられていたが、交差させる事で人間の眼で見ている映像に近づけて立体感を得ていた。しかしゲームの用に奥の物体と手前の物体を同時に見て判断する場合、従来の方式ではどちらかの物体に視点を合わせなくてはいけない為、従来の方式では片方が２重に見えたり、歪みが生じて３Ｄ酔いなどの症状がでていた。
２次元映像でも陰影や遠近表現法をふんだんに取り入れて視点を移動したり、対象映像を回転させることで、一見３次元的な映像を出現させることができる。更には左右の目に入る映像を、左右データとして分離し、交互に表示画面上に表示し、これらを左右の目で独立に見ることで、３次元の立体映像を映し出すことができるようになった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
３次元の立体映像は、表示画面に関して奥行きを生成するものが主であり、表示画面に関して見る者の手前に飛び出してくる映像はそれほど多くは供給されていなかった。
手前に飛び出してくる映像を作成する従来の方法と装置ではソフト手法としての機能が充分ではなく、広く各種の映像範囲で観察者に強く訴える立体映像作成するには不十分であった。
この発明は、手前に飛び出してくる映像と同時に奥行き感が豊富な映像とを作成する機能が充分なソフト手法と装置を提供することを目的とする。
新技術は手前にでる物体と奥にある物体を同時にみたり別々に見ても焦点が合うように作られており、ゲームの３Ｄによる酔いを軽減する事に成功し手前には凄く飛び出し、奥行きは凄く遠くまで同時に表現する事が可能である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記問題を解決するためになされたもので、第１の発明では、電子式表示画面に左右の眼に対応した左眼用映像と右眼用映像とを交互に表示し、これらの表示と同期して開閉する眼鏡を左右の眼に掛けて前記映像をみることで、観察者が立体映像を認識する立体映像表示装置に提供される立体映像データを発生する方法において、２次元映像データを構成する各画素には、座標データに加えて近景から遠景方向に数値が変化した奥行きデータを持たせ、この奥行きデータの所定の値を左右の目の光軸が交差する基本位置として入力装置により設定し、中央演算装置がこの基本位置より前記奥行きデータが小さい領域を正領域とし、奥行きデータが一定となるこの基本位置を基本領域とし、この基本位置より前記奥行きデータが大きい領域を負領域として３分割して分割メモリに格納し、この分割メモリから前記正領域を読み出して左または右目用の正方向比例データをシフト装置で作成し、次に前記中央演算装置の指令により、前記基本領域を読み出して左または右目用のデータを作成し、更に前記負領域を読み出して左または右目用の逆方向反比例データを前記シフト装置で作成し、これら左または右目用のデータを左または右目用のメモリに格納し、前記正領域を分割メモリから再度読み出して右または左目用の正方向比例データを前記シフト装置で作成し、次に前記基本領域を読み出して右または左目用のデータを作成し、更に前記負領域を読み出して右または左目用の逆方向反比例データを前記シフト装置で作成し、これら右または左目用のデータを右または左目用のメモリにそれぞれ格納することを特徴とする。
【０００５】
第２の発明では、前記正領域の左または右目用の正方向比例データは、奥行きデータが小さいほど座標データの右または左への変移量を大きくし、且つ奥行きデータが大きいほど座標データの右または左への変移量を小さくして作成し、前記基本領域の左または右目用のデータについては変移量なく作成し、前記負領域の左または右目用の逆方向反比例データは奥行きデータが小さいほど座標データの左または右への変移量を小さくし、且つ奥行きデータが大きいほど座標データの左または右への変移量を大きくするように前記シフト装置が作成するとともに、
前記正領域の右または左目用の正方向比例データは、奥行きデータが小さいほど座標データの左または右への変移量を大きくし、且つ奥行きデータが大きいほど座標データの左または右への変移量を小さくして作成し、前記基本領域の右または左目用のデータについては変移量なく作成し、前記負領域の右または左目用の逆方向反比例データは奥行きデータが小さいほど座標データの右または左への変移量を小さくし、且つ奥行きデータが大きいほど座標データの右または左への変移量を大きくするように前記シフト装置が作成したことを特徴とする。
【０００６】
第３の発明では、奥行きデータの所定の値を左右の目の光軸が交差する基本位置として設定する入力装置と、この基本位置より前記奥行きデータが小さい領域を正領域とし、奥行きデータが一定となるこの基本位置を基本領域とし、この基本位置より前記奥行きデータが大きい領域を負領域として３分割する中央演算装置と、これら各領域を区別して格納する分割メモリと、前記中央演算装置の指令により、この分割メモリから前記正領域を読み出して左または右目用の正方向比例データを作成し、次に前記基本領域を読み出して左または右目用のデータを作成し、更に前記負領域を読み出して左または右目用の逆方向反比例データを作成するとともに、前記分割メモリから前記正領域を再度読み出して右または左目用の正方向比例データを作成し、次に前記基本領域を読み出して右または左目用のデータを作成し、更に前記負領域を読み出して右または左目用の逆方向反比例データを作成するシフト装置と、前記左または右目用のデータを格納する左または右目用のメモリと、前記右または左目用のデータを格納する右または左目用のメモリとからなることを特徴とする。
【０００７】
第４の発明では、前記シフト装置は、前記正領域の左または右目用の正方向比例データが、奥行きデータが小さいほど座標データの右または左への変移量を大きくし且つ奥行きデータが大きいほど座標データの右または左への変移量を小さくして作成し、前記基本領域の左または右目用のデータについては変移量なく作成し、前記負領域の左または右目用の逆方向反比例データは奥行きデータが小さいほど座標データの左または右への変移量を小さくし且つ奥行きデータが大きいほど座標データの左または右への変移量を大きくするように作成するとともに、前記正領域の右または左目用の正方向比例データが、奥行きデータが小さいほど座標データの左または右への変移量を大きくし且つ奥行きデータが大きいほど座標データの左または右への変移量を小さくして作成し、前記基本領域の右または左目用のデータについては変移量なく作成し、前記負領域の右または左目用の逆方向反比例データは奥行きデータが小さいほど座標データの右または左への変移量を小さくし且つ奥行きデータが大きいほど座標データの右または左への変移量を大きくするように作成するように構成したことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
人間において、左右の眼に同一の物体であっても両眼の並んだ水平方向に位置がずれた視差を有して結像している。図１に示すように人間が太陽や遠くの山や川等の無限遠を見ている時には、眼球が動いて左右の眼の光軸が平行になり、左の眼に見えるものは右に移動し、右の眼に見える同一のものは左に移動した状態で見える。図２において光軸が平行な状態では、眼に近い位置の物体の視差Ｓ１は遠い物体の視差Ｓ２、Ｓ３より大きくなっている。遠くになればなるほど視差は次第に小さくなるＳ１＞Ｓ２＞Ｓ３。
【０００９】
しかし目先から１００メートル先までの物体を見ると、図３において眼球がその方向を向くように動き、左右の眼は、見ている物体に対して輻輳角Ｔを形成する。眼に近い位置の物体の輻輳角Ｔ１は遠い物体の輻輳角Ｔ２より大きくなっているＴ１＞Ｔ２。人間の脳はこれら図３の輻輳角Ｔと図２の視差Ｓにより当該物体の立体像を認識し且つ遠近を判断している。
さて、図４において、人間の顔Ｆの手前から次第に離れるように、物体Ｂ１、Ｂ２、次に文字が描かれた透明板Ｐ、物体Ｂ３、Ｂ４が順に並べたものを見る場合を考察する。
【００１０】
目が透明板Ｐの文字に焦点を合わせると、その物体（透明板）Ｐ上で左右の眼の光軸が交差するが、透明板Ｐの手前にある物体Ｂ１、Ｂ２では左右の視差について、左の眼に見えるものは右に移動し、右の眼に見える同一のものは左に移動した状態で見える。
図４ではその後、左目を覆い右目でこれらを見る場合の状態を示し、透明板Ｐの手前にある物体Ｂ１、Ｂ２では、図２の目の光軸が互いに平行の場合と同様に、右の眼に見える同一の物体Ｂ１、Ｂ２は夫々左に移動した状態で見え、且つ眼に近い位置の物体Ｂ１の変移量Ｌ１は遠い物体Ｂ２の変移量Ｌ２より大きくなっている。遠くになればなるほど変移量（視差の一要素）は次第に小さくなる（Ｌ１＞Ｌ２、これを正比例と定義）。
【００１１】
図４でその後、右目を覆い左目でこれらを見ると、透明板Ｐの手前にある物体Ｂ１、Ｂ２では、左の眼に見える同一の物体Ｂ１、Ｂ２は夫々右に移動した状態で見え、且つ眼に近い位置の物体Ｂ１の変移量は遠い物体Ｂ２の変移量より大きくなることが図示しないが容易に推測できる。
左の眼に見える同一の物体Ｂ１の変移量と、右の眼に見える同一の物体Ｂ１の変移量との和が視差となるが以後の説明では以下この変移量も視差として説明する。
【００１２】
さて、図４においてこの交差点（透明板Ｐ）より以遠では、右の眼に見える同一物体Ｂ３、Ｂ４は夫々逆に右に移動した状態で見える。更に、この交差点より以遠では、逆に右眼（透明板Ｐ）に近い位置の物体Ｂ３の変移量Ｌ３は、遠い物体Ｂ４の変移量Ｌ４より小さくなっている。眼（交差点・透明板Ｐ）より遠くになればなるほど視差は次第に大きくなる（Ｌ３＜Ｌ４反比例となる）。
図示しないが、同様に左の眼に見える同一物体Ｂ３、Ｂ４は夫々左に移動して見え、変移量についても反比例となることが容易に推測できる。
【００１３】
即ち、交差点（透明板Ｐ）を境にして、手前と以遠とでは、変移方向と変移量が逆転するのである、なおこの以遠では輻輳角は定義できなくなる。
これはパソコン画面等を正面にして自分の指を見つめて、画面側から指を目に近づけて指に目の焦点を合わせていくと、動かないパソコン画面は焦点がぼけてくるが大きく視野一杯に広がって見えてくることで、理解できる。
【００１４】
一般にコンピュータで描かれた映像は、デジタル画像データであり、このデータがパソコンの画面に表示されたとして、各画素のうち代表として図５に示す画素Ｐｋについて考察する。
画素Ｐｋは画面上での通常の２次元の位置データＸｋ，Ｙｋと、色データＣｋ（諧調も含む）と、奥行き遠近のデータＺｋと、周囲画素との関連データＷとから構成される。関連データＷは上下左右の隣接する４方の画素との連続絵の関係を示し、例えばＷ＝００００なら左右上下とも関係無し、Ｗ＝１１１１なら上下左右と連続した絵素である。
【００１５】
１画面のデジタル画像データは画素Ｐｋ（Ｘｋ，Ｙｋ、Ｃｋ、Ｚｋ、Ｗ）の総和と定義できる。
図７に示す遠近法で描いた２次元の自転車の映像では、座席部４０を観察者から見て表示画面位置（基本位置）に、ハンドル４１を手前に飛び出した映像、後輪４２を画面奥の映像とした３次元の立体映像を生成するものとする。
奥行き遠近のデータＺｋは理論上では無限遠にとれるが、表示上意味がなく演算に時間を浪費するので、所定の有限値に制限する。日常人間が注視する領域を基本位置として所定値の例えばＺｋ＝”０“に設定し、この基本位置Ｚｋ＝”０“から目前に見る映像の位置を正に、この基本位置Ｚｋ＝”０“から遠ざかる奥の映像を負に設定する。手前映像の正値に対応して、映像のバランスを考慮し、奥の負値（有限値）を決定し、これを無限遠とする。
【００１６】
本発明は、上記人間の目と上記デジタル画像データとの特性に着目して、２次元の映像に対して、この目の特性を生じさせるようにデータ処理を施して、３次元のデータを生成し、立体映像表示装置上で、電子的に表示映像中に輻輳角と視差とを発生させるようにして、観察者に立体映像を認識させるものである。
【００１７】
実施の形態１．
以下、この発明の立体映像発生方法と装置について、使用する装置が卓上コンピュータ（パソコン）であり、パソコンが作成した立体映像を表示する映像表示装置にもなる場合を例に説明する。
映像表示装置は通常では音声を伴うが、音声信号回路については本願と直接関係しないので説明を省略する。
図６において、パソコン（立体映像表示装置）は、表示装置２と眼鏡４とキーボード５とマウス６と赤外線発光装置３と論理回路部１とから構成される。
論理回路部１は本体部であり、ＣＤ−ＲＯＭ（円盤状高密度読出用記憶媒体）やＦＤ（フロッピーディスク）やＤＶＤやＶＴＲ等の読み取り装置である映像入力部を備え、内部には記憶装置のＨＤ（ハードディスク）を備えている。
【００１８】
これらＣＤ−ＲＯＭ等には、各種の観賞用ソフトが予め記憶されており、立体映像生成プログラムは内部ＨＤに予め記憶されている。
２次元のソフトパックを自由に使うためにはプログラムは主に内部ＨＤに記憶した方がよい。
さて、論理回路部１は図８においてＣＰＵ２３とプログラムメモリ９と左メモリ１４と右メモリ１５と基本メモリ１６と分割メモリ１７と写しメモリ１８とワークメモリ２６と蓄積メモリ２９を備えている。
【００１９】
プログラムメモリ９と蓄積メモリ２９とは内部ＨＤを使用し、これらは読み出し頻度が少ないので、プログラムメモリ９には作業毎に繰り返し使用する立体映像生成プログラムが予め記憶されている。
左メモリ１４と右メモリ１５と基本メモリ１６と分割メモリ１７と写しメモリ１８とワークメモリ２６とは半導体メモリが望ましく、作業中はＣＰＵ２３によりこれらの記憶内容は高速に読み出し書き込みが繰り返して行われる。蓄積メモリ２９には左メモリ１４と右メモリ１５の内容が蓄積される。
【００２０】
更に論理回路部１は、切り替えスイッチ７とデジタル画像発生部８とシフト回路２０と左シフト設定器１９と右シフト設定器２０と分配スイッチ２５と読み出しスイッチ１０とタイミング発生器２２と映像供給部２７とデジタルアナログコンバーター（Ｄ／Ａ）３０とから構成される。
シフト回路２０と左シフト設定器１９と右シフト設定器２０とは前述の変移量・左右の位置ズレ（シフト）を創り出すものであり、人により左右の目の間隔が多少相違するので、左右シフト設定器１９、２１を使用して量を調整する。
デジタル画像発生部８はアナログデジタルコンバーター（Ａ／Ｄ）を含み、アナログビデオ映像を、上記デジタル画像データである画素Ｐｋ（Ｘｋ，Ｙｋ、Ｃｋ、Ｚｋ、Ｗ）の総和に、画面毎に変換する。
【００２１】
読み出しスイッチ１０はＣＰＵ２３のから指令により動作するタイミング発生器２２からのタイミング信号Ｐにより左メモリ１４と右メモリ１５とを切り替えて読み出す。このタイミング信号Ｐは同時に図６に示す赤外線発光装置３にも送られている。
映像供給力部２７から切り替えスイッチ７がＶＴＲ側のデジタル画像発生部８を選択すると市販のビデオテープ等（通常の２Ｄの映画やスポーツ映像）からデジタル画像データが再生される。映像入力部２７から切り替えスイッチ７がＤＶＤ等を選択するとそこから直接デジタル画像データが読み出される。
【００２２】
１画面単位のデジタル画像データ（画素Ｐｋ（Ｘｋ，Ｙｋ、Ｃｋ、Ｚｋ、Ｗ）の総和）は基本メモリ１６に一時的に移される。次にその映像データはＣＰＵ２３により分割され分割メモリ１７内で所定区分に分割され格納される。その後分割映像データは分割された部分データが個別に写しメモリ１８に一時的に移される。
【００２３】
図７に示す２次元の自転車の映像を例に立体映像データの作成方法を図９のフローに従って詳しく説明する。図７の２次元の自転車の映像はデジタル画像データにより構成されており、上記画素Ｐｋ（Ｘｋ，Ｙｋ、Ｃｋ、Ｚｋ、Ｗ）データを備えている。
ステップＳ１でＣＰＵ２３は切り替えスイッチ７を指令して映像供給部２７から最初の画面を読み出し、基本メモリ１６にデータを移動して、そこから表示装置２に２次元デジタル映像を表示させる。
【００２４】
この２次元デジタル映像を観察する操作人は、ステップＳ２ではこの映像中にマウス６やキーボード５を使用して上記基本位置を例えば座席部４０に指定する。
するとＣＰＵ２３はプログラムメモリ９から読み出された生成プログラムに従い、ステップＳ３で、前記画素Ｐｋ（Ｘｋ，Ｙｋ、Ｃｋ、Ｚｋ、Ｗ）データに関し座席部４０を基準にして規格化し、即ちこのデジタル画像データに関し座席部４０近傍をＺｋ＝”０“領域とし、手前のハンドル部４１近傍を”正”領域とし、奥の後輪部４２近傍を”負“の領域として３分割する。当然各領域例えば”正”領域でも遠近データＺｋは一定ではない変化量となり遠近感がある。
【００２５】
ハンドル部４１近傍の”正”領域と後輪部４２近傍の”負“領域とは、所定の面積とともに奥行きデータとを持ち、一方座席部４０近傍のＺｋ＝”０“領域は面積を持つが、奥行きデータを持たない。
３分割された１個のデジタル画像データは分割コードを伴って分割メモリ１７に移される。
ステップＳ４では作成する映像を右又は左かに決定する（いずれが先でもよい）。
ステップＳ５では手前のハンドル部４１近傍の”正”領域を分割メモリ１７から読み出し写しメモリ１８に移し、ステップＳ６では例えば右目用、右に変移する正方向正比例の前記変移量の算出をシフト回路２０により行う。
【００２６】
ハンドル部４１近傍のＺｋ＝”正”領域において、右眼により近い位置の物体（映像）データに関して、図４と同様に左方への変移量Ｌ１は遠い物体の変移より大きくし、遠くになればなるほど（座席部４１近くでは）変移量Ｌ２を次第に小さくしているＬ１＞Ｌ２。なお、遠近による変移量の比例常数は左シフト設定器１９により設定変更可能とし、最終的な立体効果が最良になるように経験的に設定する。ステップＳ７では作成した右目用手前データをＣＰＵ２３は分配スイッチ２５により行き先決めて右メモリ１５に格納する。
ステップＳ８ではハンドル部４１近傍の”正”領域について、全画素Ｐｋ（Ｘｋ，Ｙｋ、Ｃｋ、Ｚｋ、Ｗ）データの奥行きに関して処理が終了したか調べ、残っていたらステップＳ６に戻り同様な処理をする。終了していたらステップＳ９で座席部４０近傍の個本位置Ｚｋ＝”０“領域について無変移処理を行い、ステップＳ１０でこのデータも右メモリ１５に格納する。個本位置”０“領域では遠近データは一定であるが、面積データを有する。
【００２７】
ステップＳ１１では奥の後輪部４２近傍のＺｋ＝”負“領域を分割メモリ１７から読み出し写しメモリ１８に移し、ステップＳ１２では右目用に右方変移、逆方向反比例の前記変移量の算出をシフト回路２０により行う。
後輪部４２近傍の”負“領域において、右眼により近い位置の物体（映像）データに関して、右方への変移量Ｌ３は遠い物体の変移より小さくし、遠くになればなるほど（後輪の後方）変移量Ｌ４を次第に大きくしているＬ３＜Ｌ４。ここでも、遠近による変移量の反比例常数は右シフト設定器２１により設定変更可能とし、最終的な立体効果が最良になるように経験的に設定する。
【００２８】
ステップＳ１３では作成した右目用奥行き（負領域）データは分配スイッチ２５を介して右メモリ１５に格納する。ステップＳ１４では後輪部４２近傍の”負“領域について、全画素Ｐｋ（Ｘｋ，Ｙｋ、Ｃｋ、Ｚｋ）Ｗ）データの奥行きに関して処理が終了したか調べ、残っていたらステップＳ１２に戻り同様な処理をする。
終了していたらステップＳ１５に進み、今度は左目用変移データの生成処理を行う。この処理は前記ステップＳ５〜ステップＳ１４までを、対応処理において、右を左（また左を右）に、変移方向を反対にし、且つデータの格納位置を左メモリ１４にするだけであり、同様な処理を行うので説明を省略する。
【００２９】
かくして１枚目の静止映像についての左目、右目用のデータが左メモリ１４，右メモリ１５にページ付けでそれぞれ格納された状態になる。ステップＳ１６ではＣＰＵ２３は左メモリ１４，右メモリ１５のデータを蓄積メモリ２９に移す。ステップＳ１７では次のページの映像について上記ステップＳ２〜ステップＳ１６を行う。
この動作を繰り返すことで必要なページ分の立体映像データを作成し蓄積メモリ２９に格納できる。動画の場合はこのページ数が物語の長さに応じて枚（ページ）数が多くなる。
蓄積メモリ２９から左右の立体映像データをＣＤ−ＲＯＭやデジタル磁気テープにデジタル信号として記録し、別の立体映像表示装置で再生して立体映像を見ることができる。
なお、左右シフト設定器１９、２１は論理回路部１の外表部に部品のツマミを設けて調整してもいいし、プログラム上論理で設定してもいい。
【００３０】
前記作成した立体映像データを図５の卓上コンピュータ（パソコン）の表示装置２の画面に表示して立体映像を見る動作を説明する。
パソコンの画面はノンインターレース式の高解像通常スキャンであり、スキャン速度を例えば８０ＨＺに設定する。
読み出しプログラムに従い、ＣＰＵ２３は蓄積メモリ２９から左右の立体映像データを読み出し、左・右メモリ１４，１５にそれぞれ転送する。次にＣＰＵ２３は最初の１／８０秒で例えば左映像データを左メモリ１９から、次ぎの１／８０秒で右映像データを右メモリ１５から交互に読み出し、表示装置２に送る。
【００３１】
３番目の１／８０秒で左映像データを、４番目の１／８０秒で右映像データを読み出し、以下同様に交互に読み出すようにする。
従って左映像データと右映像データとが入れ子式に１秒間にそれぞれ４０画面づつ合計毎秒８０画面（高速画像）が表示装置２に表示される。一般のＣＲＴ表示装置では表示と消去速度が速いので残像を残すことなく左右の映像が明確に切り替えて表示できる。
このように映し出された映像（図７の自転車）を裸眼の左右の目で同時に観測すると左右にずれた２重映像として見える。
左右映像データの読み出しはタイミング発生器２２からのタイミング信号により行われ、このタイミング信号が表示装置２上の表示速度となる。
【００３２】
かくして立体映像表示装置２の画面には、左眼用の映像と右眼用の映像とが時間的に交互に表示される。
シャッター付き眼鏡４には左右の液晶レンズ部に対応した液晶シャッターが設けられ、赤外線発光装置３からの赤外線の開閉信号Ｒにより左右映像データの表示と同期して、交互に開閉される。
脳ではこれらの左右の眼から入った映像を合成して表示装置２上に３Ｄ映像を認識する、左右の眼にはそれぞれ４０ヘルツの左右画面が独立に見えるので、滑らかな立体映像として無理なく認識される。
【００３３】
このタイミング信号に合わせてシャッター付き眼鏡４の左右の眼鏡を開閉すると、左目では奇数番目の表示画面のみの左映像を、右目では偶数番目の表示画面のみの右映像をそれぞれ独立見ることになり、人間の脳では立体映像が生成される。
３次元（３Ｄ）映像を見る際に使用するシャッター付き眼鏡４と赤外線発光装置３等については、ＵＳＰ５８０８５８８に詳細に、立体映像テレビの構造については、特開平８−２０５５１と特開平９−２００８０４とＵＳＰ５５１０８３２にそれぞれ詳しく開示されているので更なる説明は省略する。
以上静止画の場合について説明したが、動画の場合はフィルム映写機のように、互いに少しずつ変動した静止画を前述同様に処理して、これらを連続して表示することで、立体動画を生成し、且つ再生できる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明してきたようにこの発明によれば、基本位置を基準に表示画面から思い切り手前に飛び出した部分と、表示画面からその奥に深く・遠くなった部分とが鮮やかに表示されるので、観察者には極めて強力な立体映像が認識される。
【図面の簡単な説明】
【図１】人間の目が無限縁を見た時の光軸の平衡状態を示す図である。
【図２】人間の目の光軸が平衡になった時に視差の発生状態を示す図である。
【図３】人間の目が近くの物体を見た時の光軸の交差状態を示す図である。
【図４】人間の目の光軸が交差した時に視差の発生状態を示す図である。
【図５】画像データの各画素が表示画面上で備える各種データを説明する図である。
【図６】この発明の立体映像発生装置について全体の外観を示す図である。
【図７】この発明の原理を説明するための自転車の図である。
【図８】この発明の立体映像発生装置の回路構成を示す図である。
【図９】この発明の立体映像発データを生成する過程のフローチャートである。
【符号の説明】
１　論理回路部
２　表示装置
３　赤外線発光装置
４　シャッター付き眼鏡
５　キーボード
６　マウス
７　切り替えスイッチ
８　デジタル画像発生部
９　プログラムメモリ
１０　読み出しスイッチ
１４　左メモリ
１５　右メモリ
１６　基本メモリ
１７　分割メモリ
１８　写しメモリ
１９　左シフト設定器
２０　シフト回路
２１　右シフト設定器
２２　タイミング発生器
２３　ＣＰＵ
２５　分配スイッチ
２６　ワークメモリ
２７　映像供給部
２９蓄積メモリ

Claims

電子式表示画面に左右の眼に対応した左眼用映像と右眼用映像とを交互に表示し、これらの表示と同期して開閉する眼鏡を左右の眼に掛けて前記映像をみることで、観察者が立体映像を認識する立体映像表示装置に提供される立体映像データを発生する方法において、
２次元映像データを構成する各画素には、座標データに加えて近景から遠景方向に数値が変化した奥行きデータを持たせ、この奥行きデータの所定の値を左右の目の光軸が交差する基本位置として入力装置により設定し、中央演算装置がこの基本位置より前記奥行きデータが小さい領域を正領域とし、奥行きデータが一定となるこの基本位置を基本領域とし、この基本位置より前記奥行きデータが大きい領域を負領域として３分割して分割メモリに格納し、この分割メモリから前記正領域を読み出して左または右目用の正方向比例データをシフト装置で作成し、
次に前記中央演算装置の指令により、
前記基本領域を読み出して左または右目用のデータを作成し、更に前記負領域を読み出して左または右目用の逆方向反比例データを前記シフト装置で作成し、
これら左または右目用のデータを左または右目用のメモリに格納し、
前記正領域を分割メモリから再度読み出して右または左目用の正方向比例データを前記シフト装置で作成し、次に前記基本領域を読み出して右または左目用のデータを作成し、更に前記負領域を読み出して右または左目用の逆方向反比例データを前記シフト装置で作成し、これら右または左目用のデータを右または左目用のメモリにそれぞれ格納することを特徴とする立体映像データの発生方法。
前記正領域の左または右目用の正方向比例データは、奥行きデータが小さいほど座標データの右または左への変移量を大きくし、且つ奥行きデータが大きいほど座標データの右または左への変移量を小さくして作成し、前記基本領域の左または右目用のデータについては変移量なく作成し、前記負領域の左または右目用の逆方向反比例データは奥行きデータが小さいほど座標データの左または右への変移量を小さくし、且つ奥行きデータが大きいほど座標データの左または右への変移量を大きくするように前記シフト装置が作成するとともに、
前記正領域の右または左目用の正方向比例データは、奥行きデータが小さいほど座標データの左または右への変移量を大きくし、且つ奥行きデータが大きいほど座標データの左または右への変移量を小さくして作成し、前記基本領域の右または左目用のデータについては変移量なく作成し、前記負領域の右または左目用の逆方向反比例データは奥行きデータが小さいほど座標データの右または左への変移量を小さくし、且つ奥行きデータが大きいほど座標データの右または左への変移量を大きくするように前記シフト装置が作成したことを特徴とする請求項１に記載の立体映像データの発生方法。
電子式表示画面に左右の眼に対応した左眼用映像と右眼用映像とを交互に表示し、これらの表示と同期して開閉する眼鏡を左右の眼に掛けて前記映像をみることで、観察者が立体映像を認識する立体映像表示装置に提供される立体映像データを発生する装置において、
２次元映像データを構成する各画素には、座標データに加えて近景から遠景方向に数値が変化した奥行きデータを持たせ、この奥行きデータの所定の値を左右の目の光軸が交差する基本位置として設定する入力装置と、この基本位置より前記奥行きデータが小さい領域を正領域とし、奥行きデータが一定となるこの基本位置を基本領域とし、この基本位置より前記奥行きデータが大きい領域を負領域として３分割する中央演算装置と、これら各領域を区別して格納する分割メモリと、
前記中央演算装置の指令により、この分割メモリから前記正領域を読み出して左または右目用の正方向比例データを作成し、次に前記基本領域を読み出して左または右目用のデータを作成し、更に前記負領域を読み出して左または右目用の逆方向反比例データを作成するとともに、
前記分割メモリから前記正領域を再度読み出して右または左目用の正方向比例データを作成し、次に前記基本領域を読み出して右または左目用のデータを作成し、更に前記負領域を読み出して右または左目用の逆方向反比例データを作成するシフト装置と、
前記左または右目用のデータを格納する左または右目用のメモリと、
前記右または左目用のデータを格納する右または左目用のメモリとからなることを特徴とする立体映像データの発生装置。
前記シフト装置は、前記正領域の左または右目用の正方向比例データが、奥行きデータが小さいほど座標データの右または左への変移量を大きくし且つ奥行きデータが大きいほど座標データの右または左への変移量を小さくして作成し、前記基本領域の左または右目用のデータについては変移量なく作成し、前記負領域の左または右目用の逆方向反比例データは奥行きデータが小さいほど座標データの左または右への変移量を小さくし且つ奥行きデータが大きいほど座標データの左または右への変移量を大きくするように作成するとともに、前記正領域の右または左目用の正方向比例データが、奥行きデータが小さいほど座標データの左または右への変移量を大きくし且つ奥行きデータが大きいほど座標データの左または右への変移量を小さくして作成し、前記基本領域の右または左目用のデータについては変移量なく作成し、前記負領域の右または左目用の逆方向反比例データは奥行きデータが小さいほど座標データの右または左への変移量を小さくし且つ奥行きデータが大きいほど座標データの右または左への変移量を大きくするように作成するように構成したことを特徴とする請求項３に記載の立体映像データの発生装置。