JPS60149021A - 立体動画視覚装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、複眼レンズ撮像方式による、テレビ、ビデ
オ、ゲームマシン、映画などの立体動画視覚装置に関す
るものである。

立体画像は、衆知のとうり、視覚者が、左右両眼のそれ
ぞれ異った角度からとらえた像を、脳裏で再現させると
き、立体感を持って認識することができるが、本発明は
、この原理に忠実に従い、撮像現場から、視覚者の脳裏
まで、右眼用、左眼用の映像を送り届け、視覚者が現場
にいるのと同じ立体感と、臨場感を味わせるためのもの
である。（図−１） （１）映像の入口 映像の入口である撮像部は、撮像管（映画用撮影カメラ
も含む、以下同じ）二つを、水平方向（視覚者の両眼を
結ぶ線に平行方向）に、少なくとも人間の両眼間隔以上
離して配置し、右眼用、左眼用カメラとする。

上記いずれかのカメラ又は、第三のモニターカメラの画
面の中央の物体にピントを合わせると共に、図−１に示
す角θを調整する機能を持たせる。これは、バカチョン
カメラに用いられている機構の応用である。

加えて、二台のカメラを、左右対称に被写体に近付ける
機構として図−２に示すリンク機構を用いる。これは、
縦軸Ａ，Ｂと斜軸Ｃ，Ｄとからなり、縦軸Ａを回転式カ
メラ支持台の上に固定し、左眼用カメラを固定する。他
の軸は自由にし、縦軸Ｂに、右眼用カメラを固定する。

ａ点又はｂ点いずれかを中心にして、斜軸Ｃ又はＤが回
転する様駆動モーター（Ｍ）を取り付ける。

斜軸Ｃ（又はＤ）のＡ軸に対する角度αを回転させ、被
写体を縦軸Ｂ上のカメラでも捕えることができる様にす
る。こうして、２台のカメラは、常に被写体を頂点とし
た二等辺三角形の両斜辺（Ａ，Ｂ軸の延長線上）に自動
的に配置することになり、いずれの場合も被写体と二つ
のカメラとの距離は等しくなる。

従属カメラ（この場合右眼用、Ｂ軸上）の動きを自動調
整する機構として、基準カメラ（この場合左眼用）のピ
ント合せ信号と左右カメラの輝度レベル信号の調整によ
り、自動調整させる。

モニター付きの複眼カメラを用いる場合（図−２−ｂ）
は、先ずＡ、Ｂ左右のカメラの中心軸Ｃに対応する位置
に取り付けたモニターカメラで対物を認識し次にそのピ
ント合わせのための信号を利用し、Ａ，Ｂ両カメラにリ
ンクしているサーボモーターを働かせ、両カメラの視野
に同時に対物を捕えてしまう方法である。この方がモニ
ターなしの場合よりも追跡が素早い。

後述の受像管において左眼用、右眼用画像の同時再生方
式テレビジョンに於ては、映像の左右分離性能向上のた
め、カメラの走査線を、従来の多水平走査（水平走査周
波数：垂直走査周波数＝２６２．５：１）でなく、多垂
直走査（水平：垂直＝１：２６２．５＋α）に逆転させ
る。即ち、両眼を結んだ線に直角にラスタを多数走らせ
る方式とする。

（２）．映像の伝（電）送 （１）．映像多重にて処理する方法 テレビの実況放送などで、例えば、民放○○テレビ、×
×テレビとでの共同放送の場合、上記二社がそれぞれ右
眼用、左眼用画像の放送を担当する。この放送の利点は
、立体受像機を持たない視聴者でも、どちらか一方のチ
ャンネルに合わせることにより、従来どうりの放送を楽
しむことができる。

（２）交互送信にて処理する方法． 一つのチャンネルで交互に、左眼用、右眼用の映像を、
片方ずつ、切かえながら放送又は録画する方法で、左右
切りかえのサイクルは走査線５２５本分、即ち、１／３
０秒毎に、同期信号に合わせて切かえつつ、放送又は録
画する。（図−３）。この方法は、ビデオテープ、ゲー
ムマシン、シミュレーター、アニメーション録画にも適
用できる。

（３）立体映像受像機 （１）．交互受像方式 ア．受像機 この方式では、左右両眼用画像を従来 とうりのブラウン管（受像管又はＣＲＴ）上に交互に再
生するもので、一チャンネルで既に交互に送信されたも
のを、そのまま・再生する方法と、ニチャンネルを用い
従来どうりの電波で送られて来たものを再生する方法と
がある。

一チャンネルで交互送信のものは、従 来どうりの受像管で再生するのみで、次項の映像分離メ
ガネと、その同期信号の追加のみでよい。

ニチャンネル方式で、左，右の画像が 別々に送られて来る場合、又は左右画像の並列録画され
ているビデオなどの場合、図−４の様に、受像機の回路
の途中までニチャンネル分の回路を部分的に持たせどち
らか一方の同期信号を検出後、一画面づつ、従来どうり
の受像管上に交互に再生する。

この際必要なスイッチング回路は、既 に市販されているステレオ復調器の左右音声分離回路と
類似の原理のものであるイ．画像分離メガネ 上記いずれの場合も、従来どうりの受 像管上に交互に映像を再生するのみなので映像を左眼用
、右眼用に分離して届けるには、画像分離メガネが必要
である。即ち、右眼用画像受像の瞬間には、左眼への受
光をさえぎり、左眼への受光の際には、右眼をさえぎる
ための交互光シャッターである。

受像時の同調信号に合わせて左右の 光シャッターを開閉する画像分離メガネには、シャッタ
ーの構造により、ルーバー型、スライドゲート型、液晶
型がある。

（図−５） ルーバー型は、メガネのフレームの中 に、窓用ブラインドカーテンのような薄板（ルーバー）
を何枚もはめ込み、受像機からの同期信号に合わせて、
駆動用マグネットのスラストにより、上記薄板の列を、
光線に直角に又は並行に一斎に動かし左メガネ、右メガ
ネを交互に切か えながら、開閉させるもので、薄板の両側はガラスでカ
バーし、騒音を防ぐ（図５−ａ）。

スライドゲート型は、メガネフレーム の中に設けられた切かえ式電磁石と、そのフレームに囲
まれたガラス板の合わしに、右、左の光を交互に開閉で
きる大きさの永久磁石の薄板とからなり立つ。受像機か
らの同期信号で、フレーム内に組み込まれた、極性を相
対して逆に配置された二個の電磁石のＮ，Ｓ交互に切か
えることにより、永久磁石のスライドゲートが運動をは
じめ、左右の映像の切かえが行なわれる（図−５−ｂ）
。このス ライドゲートを、メガネ中心部の支点で支え、シーソー
のような上下運動をさせて、光の左右開閉を行なう方法
もある。

液晶型は、電卓などの文字表示に使わ れている液晶が、通電により、文字の一部を形成してい
る際、その部分が影を落としていることを利用し、光の
シャッターとして映像分離の働きをさせるもので図−５
−ｃに示すように、メガネのガラス、レンズの代わりに
、偏光板、ガラス透明電極の順に、液晶をサンドイッチ
にしたもので、透明電極に通電することにより、液晶分
子の配列に変化を与え、偏光板との組合せで、光を後方
に届かない働きをさせることができる。

（２）同時受像方式 この方法は、立体映像用写真技術（静止画像）の応用で
、左眼用、右眼用の画像を同一受像管の画面上の特定の
位置に分割して同時（交互も可）に再生した上で半円筒
型レンズの特性を利用し、光の屈折により右眼用画像を
右眼に、左眼用のものを同じく左眼に送り届けることに
より、視覚者の脳裏に立体画像を結ばせるものである。

この方法の特徴は、交互受像方式のような特殊なメガネ
類なしで、複数の視覚者が、同時に立体画像を楽しむこ
とができる。

ア．受像管 受像管は、単電子銃、了電子ビーム又はトリニトロン管
が都合がよく、図−６のごとく、電子銃を右眼用、左眼
用の双子型複電子銃式に持つか又は、従来どうりの電子
銃の数で、交互受信したものを、右眼、左眼用の区別に
合わせて、調整（シフト）用偏向ヨークで電子ビームを
シフトさせ、複電子銃と同じ効果を出させるかにより、
従来の画像の走査線の間をぬって、もう一列ずつ、第二
の眼球用の（右眼又は左眼用の）走査線を走らせる構造
とする。

複電子銃にした場合の電子銃の配列は、電子ビームの制
御上、多水平走査なら縦配列、多垂直走査なら複配列が
有利である。

イ．蛍光体及シャドウマスク 蛍光体、シャドウマスクによる画素の配列は、図−６−
ｂのように高品位画像受像機の技術を応用し、従来の画
素よりも細かく、横の寸法のみ又は、縦横の寸法を約１
／２にした上、右眼用、左眼用に割り当てる。ただし注
意すべきことは、右眼用、左眼用画素はそれぞれ縦にそ
ろえて配列（両眼を結ぶ線に直角な方向に配列）する必
要があるのに対し、走査は、従来から水平に行なうので
、左、右、反対側の画素の列を電子ビームが横断するこ
とになり、電子ビームの漏れを防ぐため、シャドウマス
クの縦方向の厚さを減ずるのは限界がある。

ウ．左右画像の分光レンズ 前述の複眼用の蛍光板上に映し出され た画素を、右眼、左眼それぞれへ分けて送り届けるには
、レンズの（又はプリズムの）光の屈折作用を利用する
。屈折の応用であるため、１００％右眼、左眼に光を届
けるには無理がある（分光レンズのならびを視覚者中心
にわん曲させるとさらに向上）が、右眼には、右眼用の
画素から、左眼には、左眼用の画素からより多く光を送
り届けることが可能であり、この結果、右側、左側それ
ぞれ別々の画像を視覚者の脳裏に送り届けることになり
、立体感を楽しむことができる様になる。

図−６−ｂの分光レンズのように、半円筒型凸レンズに
、その焦点距離よりも長い厚さの水晶体を持たせ（反転
像が得られるようにし）これを一組として分光レンズ（
縦長の帯状のもの）を形成したものに、右眼、左眼用画
素列を一列分づつ割り当てる。

右眼用画素はレンズの中心より向って左側に、左眼用画
素は同じく向って右側に配置すると、レンズの屈折作用
により、右眼用画素は右側に、左眼用画素は左側により
多く屈折し、左、右の画像の分光（分離）が行なわれ、
視覚者の脳裏に立体感を結ばしめる。

この分光効果は、既に、立体写真技術（静止画により立
証されており、適用できる。

（４）多垂直走査受像機 従来の受像管は、５２５本の水平走査の間に２回の垂直
走査を行なう多水平走査であるが、前述の立体視覚のた
めの画像分離をよくするため、両眼を結ぶ線に直角な走
査、すなわち、垂直走査を多くする。このことにより、
電子ビームの走査が、左右分光レンズの中心に添って行
なわれるから、従来方式のように、反対側の画素（左右
）をビームが横断することがなく、シャドウマスクの水
平方向の影の間を小さくすることができ、画質が向上す
る。図−６−ｂ−（２）．（５）．立体画像視覚装置の
利用． 本立体動画視覚装置は、単にテレビ、ビデオ、ゲームマ
シン、映画鑑賞用にとどまらず、シミュレーション、遠
隔マジックハンド操作用など、その利用範囲は広い。近
年のニューメディアの時代こそ、画像付加価値同上の時
であり、その一助として立体画像に、多くのニーズに応
え得ると考えられる。

【図面の簡単な説明】

図−１．立体感認識の原理． 図−２−ａ．複眼カメラ Ａは左、Ｂは右のカメラ ａは支点 図−２−ｂ　複眼カメラ（モニター付）図−３　左右画
像の交互送信、録画装置図−４　ニチャンネル方式受像
機 図−５　画像分離メガネ ａ．ルーバー型 ｂ．スライドゲート型 ｃ．液晶型 図−６　立体映像受像管． ａ．組立て図 ｂ．シャドウマスク、蛍光板 分光レンズ （１）多垂平走査型 （２）多垂直走査型■

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）．リンク機構等の応用により、被写体象物（以下
   、対物という）を頂点、撮像カメラの中心軸延長線が二
   等辺三角形の二辺を形成する様配置し、左右両眼映像用
   の撮像カメラが、対物と常に等距離になる構造とした撮
   像カメラ取付台。 （２）．多垂直走査方式（従来のものを、多水平走査方
   式と呼ぶとすると、これを９０°回転させたものに等し
   い）撮像カメラ。 （３）．左右両眼用画像を、同期信号により、交互に送
   信、録画するためのスイッチング回路を持つ送信機、ビ
   デオレコーダ又は映画用カメラ。 （４）．立体画像受信又は再生のため、左右の画像電波
   を交互に再生するスイッチング回路を持つ受像管、ビデ
   オ再生装置又は、ゲームマシン。 （５）．左右画像分離メガネ又は、その他の目的で下記
   の構造のいずれかに該当するもの。 （１）．ルーバー（多数の薄板の列−横長い板）を電磁
   石の動きにより開閉させることができ、これをメガネの
   フレーム内に組み込んで、左右交互に開閉させるもの。 （２）．永久磁石のスライド式薄板が、メガネのフレー
   ム内に組み込まれた電磁石の極性変化に、反発又は、吸
   引されて左右にフレム内を移動し、交互に開閉するメガ
   ネ。 （３）．液晶の光シャッターとしての性質を利用し、外
   側から偏光板、ガラス、透明電極、液晶の順で、液晶を
   サンドイッチにし、メガネに組み込み、通電切替えにて
   左右の光を開閉するもの。 （６）．受像管（ＣＲＴ）で従来のシャドウマスクの一
   画素分の巾に、右眼画像用、左眼画像用画素を１組以上
   組み込み、縦列をそろえ、各一組ごとに縦長のレンズ又
   は、プリズムの帯を割り当て、蛍光体の外側に取り付け
   、この無数のレンズ又は、プリズムの列の効果により、
   映像分離メガネ無しで、立体画像を楽しめる受像機、ビ
   デオ再生装置、ゲームマシン、静止画（写真−マグネッ
   ト式）再生装置等。 （７）上記（６）に加えて、多垂直走査型になっている
   もの。 上記のうち、一以上に該当するもの。