JP3583530B2

JP3583530B2 - Stereoscopic measurement device

Info

Publication number: JP3583530B2
Application number: JP31686395A
Authority: JP
Inventors: 智之三科; 文男岡野; 誠人奥井; 敦夫花里
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1995-12-05
Filing date: 1995-12-05
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2015-12-05
Also published as: JPH09154817A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立体表示における立体感を測定する装置に係わり、特に立体画像観視時に表示されている物体の空間上の位置を測定する立体感測定装置に関する。
【０００２】
［発明の概要］
本発明は、立体像表示装置における立体感を測定する装置に関するもので、空間上の奥行き位置を示す光源など指標となるものを立体像表示装置近傍に多数配置して、被験者が定位位置（被験者が知覚した表示物体の奥行き方向の位置を『定位位置』と称する）として知覚する位置の指標を点灯させることにより１つの指標を実質的に動かすことに相当させることにより、立体画像観視時に直接、表示画像の空間上の位置の測定ができるようにしたものである。
【０００３】
【従来の技術】
立体像表示装置に表示される立体像は、これを観視する者の心理的要素等に左右されるものであり、観視者が立体像をどのように見ているかを知るのは重要なことである。
【０００４】
立体像表示装置に立体像を表示するためには、左右眼で視差の異なる多数の画像が必要である。立体画像を作成するに当たっては、心理的要素を加味した複数の画像を作成しなければならず、このためには、観視者の立体感（奥行き感）を測定して客観的に評価する必要がある。
【０００５】
従来、立体感を測定する手法としては、予め視差量がわかっている電気的画像と比較しその画像と一致する定位位置を立体画像の空間上の位置として測定する方法が知られている（例えば、岡田勝行、村山陽司、本田捷夫、「ＶＲによる視差画像からの立体画像」、３ＤＩｍａｇｅＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ’９５、Ｐ２０２−２０７）。
【０００６】
この手法は、被写体の像に網目状のパターン（予め視差量がわかっている電気的画像）を重ねて表示し、その交点上での奥行き方向の位置を測定する。この場合、測定者は眼鏡をかけて立体視を行いながら、マウスにより網目状の１点を選択し、左右のマウスボタンをクリックすることでその点の奥行き方向の位置を被写体の奥行き方向に位置に合わせる。このようにして網目上の全ての点を測定すれば、被写体の形状を網目に写し取ることができ、立体形状の測定が可能となる。
【０００７】
一方、立体感を測定する他の手法としては、人間の左右眼の輻輳角を測定し、その大きさから観察して空間上の位置を求める両眼眼球運動測定装置を利用するものが知られている。
【０００８】
この両眼眼球運動測定装置を利用する手法は、被験者に例えばゴーグル式の光学検出部を装着して立体画像を観視させ、この光学検出部により得られた被験者の両眼の動きから輻輳角を測定し、この輻輳角の大きさによって立体像の空間上の位置を求めるものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、予め視差量がわかっている電気的画像と比較しその画像と一致する定位位置を立体画像の空間上の位置として測定する方法では、予め視差量がわかっている電気的画像（網目状のパターン）を作成しなければならず、構成が複雑になる。
【００１０】
また、視差や輻輳角から立体感を測る方法は、立体感を視差、輻輳角を用いて間接的に測定しているので、心理的影響が考慮されておらず、誤差が多く正確な立体感を測定するものではなかった。
【００１１】
また、人間の左右眼の輻輳角を直に測定する方法では前記ゴーグル等の視線を検出するための装置を被験者に取り付ける必要があり、装置構成が大掛かりになるばかりか、実際の定位位置と輻輳角との関係が必ずしも明確ではなく、測定誤差が発生する、といった課題があった。
【００１２】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な装置構成で正確な立体感を測定できる立体感測定装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、左眼画像と右眼画像とを合成して立体画像を表示する立体像表示装置における立体感を測定する立体感測定装置において、前記立体像表示装置の前面近傍に配置されたハーフミラーと、複数の点光源を備えて前記ハーフミラーの手前に整列配置され、前記立体像表示装置の表示画面より前に見える物体の空間上の位置を点光源の位置に基づいて測定するための前方用指標部と、複数の点光源を備えて前記ハーフミラーの手前に整列配置され、前記表示画面より奥に見える物体の空間上の位置を前記ハーフミラーの裏面側に形成される点光源の虚像位置に基づいて測定するための後方用指標部とを具備することを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る立体感測定装置の参考例を示すブロック図である。
同図に示されるように、この立体感測定装置は、操作部１と、制御部２と、駆動部３と、指標部４とを備えている。制御部２と駆動部３とから請求項に記載された点灯制御部が構成されている。
【００１９】
操作部１は、ポテンショメータ５と、このポテンショメータ５の出力電圧レベルをディジタル化して前記制御部２に出力するＡＤ変換器６とを備えている。前記ポテンショメータ５は、安定化電源５１と可変抵抗器５２とから成り、安定化電源５１で発生した電圧を可変抵抗器５２により分圧して操作電圧を生成する。
【００２０】
制御部２は、操作部１から供給されるディジタル電圧信号に基づいて指標部４を構成する後述する点光源のいずれを点灯するかを制御する制御信号を生成して駆動部３に供給するものである。
【００２１】
駆動部３は、制御部２からの制御信号を入力し、この制御信号に応じて後述する点光源を点灯させる機能を有する。
【００２２】
指標部４は、光源７を備え、光源７は複数の点光源７_−１，７_−２，……，７_−ｎで構成されている。なお、この指標部４の各点光源７_−１，７_−２，……，７_−ｎとしては、視認性が良いこと、応答速度が速いこと、及び経済性の点からして発光ダイオード（ＬＥＤ）が好適である
図２は、操作部１、制御部２、駆動部３、及び指標部４の配置関係を示している。操作部１、制御部２、及び駆動部３は、筐体８内に収納されている。この筐体８には、スライドスイッチ９が設けられており、被験者がこのスライドスイッチ９を操作することによって前記ポテンショメータ５の可変抵抗器５２からスライドスイッチ９の操作量相当の電圧が生成されるようになっている。
【００２３】
また、図２に示されるように、指標部４は立体像表示装置１０の近傍に配置され、点光源７_−１，７_−２，……，７_−ｎは被験者の視線方向と略平行に配列されている。
【００２４】
次にこの参考例の作用について説明する。
【００２５】
被験者は、図２に示されるように、立体像表示装置１０の立体表示画面１１に正対した状態で、立体画像１２を正視する。次に画面を見ながらスライドスイッチ９を操作する。指標部４の点光源７は、このスライドスイッチ９の操作に連動して点灯位置を変えるので、被験者は、観視中の立体画像の空間上の位置を点光源の点灯位置により報知する。これにより、何番目の点光源が点灯したかが分かるので、立体表示画面１１からその点灯位置までの距離Ｌを測定することにより、立体画像１２の空間上の位置、すなわち定位位置が分かるのである。
【００２６】
このように、この参考例においては、被験者が視認した立体画像の空間上の位置を該当する点光源を点灯させることにより報知するようにしたので、正確かつ容易に立体像の空間上の位置を測定することができる。
【００２７】
《他の参考例》
なお、他の参考例として、制御部２にペンレコーダを接続し、制御部２から出力される制御信号を取り込んで被験者の奥行き調整の状況を示す軌跡を描かせるようにしても良い。このように構成することにより、ペンレコーダに記録された軌跡波形から奥行き調整時間など人間の立体視の基本特性についての測定が可能となる。
【００２８】
《実施例》
本発明の実施例では、図３の平面図に示されるように、立体像表示装置１０の手前にハーフミラー１３を配置するとともに、それぞれが複数の点光源を整列配置して成る前方用指標部４Ｆと後方用指標部４Ｒとを配置し、立体表示画面の前後の奥行き方向の測定を可能とするように構成したものである。
【００２９】
すなわち、立体像表示装置１０の手前に配置されたハーフミラー１３を使用した構成では、前方用指標部４Ｆによって、表示画面より前に見える物体の空間上の位置を測定すると共に、後方用指標部４Ｒによって、ハーフミラー１３を介して表示画面より奥に見える物体の空間上の位置を測定するようにしたものである。図３の後方用指標部４Ｒを前方に平行移動させると、それに連れてハーフミラー１３を介して見える後方用指標部４Ｒの虚像も移動し、この虚像が、立体像表示装置１０に重なって見えるように位置させて、後方用指標部４Ｒの対応する光源の位置を認識することにより正確な定位位置の測定を行うことができる。
【００３０】
図４は本発明に係る立体感測定装置のさらに他の参考例を示す構成説明図である。
【００３１】
この参考例は、操作部１４と駆動部１５と指標部１６とを備えている。
【００３２】
操作部１４は、安定化電源５１と可変抵抗器５２で構成されたポテンショメータで構成され、可変抵抗器の操作量に相当するアナログ電圧を生成して前記駆動部１５に供給する。
【００３３】
駆動部１５は、操作部１４から供給されたアナログ電圧を入力して後述する指標部１６の点光源の駆動信号を生成する。この駆動部１５により請求項記載の点灯制御部が構成されている。
【００３４】
指標部１６は、図５に示されるように、１つの点光源１７と、この点光源を取り付けるモータレール１８とを備えている。このモータレール１８内には、溝１９が被験者の視線方向に略平行に形成されており、この溝１９内を点光源１７が図示しないモータによって移動可能に配置されている。なお、他の構成は図１に示した実施の形態と同一である。
【００３５】
上記構成において、被験者は、立体像表示装置１０の立体表示画面１１に正対した状態で、立体画像１２を正視する。次に画面を見ながらスライドスイッチ９を操作する。点光源１７は、このスライドスイッチ９の操作に連動してモータレール１８内を移動するので、被験者は、観視中の立体画像の空間上の位置Ｌを点光源１７のスライド位置によって報知する。これにより、点光源がどの位置で停止したが分かるので、その位置に応じて立体画像の空間上の位置が分かるのである。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、簡単な装置構成で正確な立体感を測定することが可能となる。また、表示画面より前に見える物体の空間上の位置を測定できるばかりでなく、立体像表示装置があるために指標部を物理的に設置できない表示画面より奥に見える物体の空間上の位置をも測定することができ、立体感の客観的評価の精度がより一層向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る立体感測定装置の参考例を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る立体感測定装置の参考例における指標部の構成を示す説明
図である。
【図３】本発明に係る立体感測定装置の実施例を示す構成説明図である。
【図４】本発明に係る立体感測定装置のさらに他の参考例を示す構成説明図である。
【図５】本発明に係る立体感測定装置のさらに他の参考例における指標部の構成を示す説
明図である。
【符号の説明】
１，１４操作部
２制御部
３，１５駆動部
４，１６指標部
４Ｆ前方指標部
４Ｒ後方指標部
５ポテンショメータ
５１安定化電源
５２可変抵抗器
６ＡＤ変換器
７，１７光源
７_−１〜７_−ｎ点光源
８筐体
９スライドスイッチ
１０立体像表示装置
１１立体表示画面
１２立体画像
１３ハーフミラー
１８モータレール
１９溝[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a device for measuring a three-dimensional effect in a three-dimensional display, and more particularly to a three-dimensional effect measuring device for measuring a position in space of an object displayed during stereoscopic image viewing.
[0002]
[Summary of the Invention]
The present invention relates to a device for measuring a three-dimensional effect in a three-dimensional image display device, in which a number of indices such as a light source indicating a depth position in space are arranged in the vicinity of the three-dimensional image display device, and a subject is positioned at a stereotactic position (subject). The perceived position of the display object in the depth direction is referred to as a “localization position”). By turning on the index at the position perceived as “localization position”, the one index is substantially moved, and this is directly equivalent to the stereoscopic image viewing. , The position of a display image in space can be measured.
[0003]
[Prior art]
The three-dimensional image displayed on the three-dimensional image display device depends on the psychological factors of the viewer, and it is important to know how the viewer views the three-dimensional image. That is.
[0004]
In order to display a three-dimensional image on a three-dimensional image display device, a large number of images having different parallax between the left and right eyes are required. When creating a three-dimensional image, it is necessary to create a plurality of images that take into account psychological factors. For this purpose, it is necessary to measure the three-dimensional effect (depth effect) of the viewer and evaluate it objectively. There is.
[0005]
Conventionally, as a technique for measuring a stereoscopic effect, a method is known in which a stereoscopic image is compared with an electric image whose parallax amount is known in advance, and a localization position that matches the image is measured as a spatial position of the stereoscopic image (for example, , Okada Katsuyuki, Murayama Yoji, Honda Katsuo, "3D Image from VR Parallax Image", 3D Image Conference '95, P202-207).
[0006]
According to this method, a mesh-like pattern (an electric image whose parallax amount is known in advance) is superimposed on an image of a subject and displayed, and the position in the depth direction at the intersection is measured. In this case, the measurer selects one mesh-shaped point with the mouse while performing stereoscopic vision with glasses, and clicks the left and right mouse buttons to position the point in the depth direction of the subject in the depth direction of the subject. Adjust to If all points on the mesh are measured in this way, the shape of the subject can be copied to the mesh, and a three-dimensional shape can be measured.
[0007]
On the other hand, another method for measuring the three-dimensional effect is known that uses a binocular eye movement measurement device that measures the angle of convergence of the left and right eyes of a human and observes the size of the angle to determine a position in space. ing.
[0008]
The method of using the binocular eye movement measurement apparatus is to attach a goggle type optical detection unit to a subject to view a stereoscopic image, and obtain a convergence angle based on the movement of the subject's binocular obtained by the optical detection unit. Is measured, and the spatial position of the stereoscopic image is obtained from the magnitude of the convergence angle.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method of comparing with an electric image whose parallax amount is known in advance and measuring a localization position matching the image as a position in the space of the stereoscopic image, an electric image (a mesh-like image) whose parallax amount is known in advance is used. Pattern), which complicates the configuration.
[0010]
In the method of measuring the three-dimensional effect from the parallax and the angle of convergence, the three-dimensional effect is indirectly measured using the parallax and the angle of convergence. Was not measured.
[0011]
In the method of directly measuring the convergence angles of the left and right eyes of the human, it is necessary to attach a device for detecting the line of sight, such as the goggles, to the subject, which requires not only a large device configuration but also an actual localization position and convergence. There is a problem that the relationship with the angle is not always clear and a measurement error occurs.
[0012]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a three-dimensional effect measurement device capable of measuring an accurate three-dimensional effect with a simple device configuration.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a stereoscopic image measuring apparatus for measuring a stereoscopic effect in a stereoscopic image display device for displaying a stereoscopic image by combining a left eye image and a right eye image, wherein the stereoscopic image display device A half mirror arranged near the front of the device, and a plurality of point light sources are arranged and arranged in front of the half mirror, and the position in the space of the object seen in front of the display screen of the stereoscopic image display device is set as the point light source. A front indicator for measuring based on a position, and a plurality of point light sources, arranged in front of the half mirror, and the position in space of an object that is visible behind the display screen on the back surface of the half mirror. And a rear indicator for measuring based on the virtual image position of the point light source formed on the side.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a block diagram showing a reference example of a three-dimensional effect measuring device according to the present invention.
As shown in the figure, the three-dimensional effect measurement device includes an operation unit 1, a control unit 2, a drive unit 3, and an index unit 4. The control section 2 and the drive section 3 constitute a lighting control section described in claims.
[0019]
The operation unit 1 includes a potentiometer 5 and an AD converter 6 that digitizes an output voltage level of the potentiometer 5 and outputs the digitized voltage level to the control unit 2. The potentiometer 5 includes a stabilized power supply 51 and a variable resistor 52, and divides a voltage generated by the stabilized power supply 51 by the variable resistor 52 to generate an operation voltage.
[0020]
The control unit 2 generates a control signal for controlling which of the later-described point light sources constituting the index unit 4 is turned on based on the digital voltage signal supplied from the operation unit 1 and supplies the control signal to the drive unit 3. It is.
[0021]
The drive unit 3 has a function of receiving a control signal from the control unit 2 and lighting a point light source, which will be described later, according to the control signal.
[0022]
The index unit 4 includes a light source 7, and the light source 7 includes a plurality of point light sources _7-1 , _7-2 , ..., 7- _n . The point light sources _7-1 , _7-2 ,..., 7- _n of the indicator section 4 are light emitting diodes (LEDs) in terms of good visibility, fast response speed, and economy. FIG. 2, in which LED is preferable, shows an arrangement relationship between the operation unit 1, the control unit 2, the driving unit 3, and the index unit 4. The operation unit 1, the control unit 2, and the driving unit 3 are housed in a housing 8. The housing 8 is provided with a slide switch 9. When the subject operates the slide switch 9, a voltage corresponding to the operation amount of the slide switch 9 is generated from the variable resistor 52 of the potentiometer 5. It has become.
[0023]
As shown in FIG. 2, the index unit 4 is disposed near the stereoscopic image display device 10, and the point light sources _7-1 , 7 _-2 ,..., 7 _-n are substantially parallel to the subject's line of sight. Are arranged.
[0024]
Next, the operation of this reference example will be described.
[0025]
As shown in FIG. 2, the subject looks straight at the stereoscopic image 12 while facing the stereoscopic display screen 11 of the stereoscopic image display device 10. Next, the slide switch 9 is operated while looking at the screen. Since the point light source 7 of the index unit 4 changes the lighting position in conjunction with the operation of the slide switch 9, the subject notifies the spatial position of the stereoscopic image being viewed by the lighting position of the point light source. As a result, the number of point light sources turned on can be known, and by measuring the distance L from the stereoscopic display screen 11 to the lighting position, the spatial position of the stereoscopic image 12, that is, the localization position can be determined. .
[0026]
As described above, in this reference example , the position in the space of the stereoscopic image visually recognized by the subject is notified by lighting the corresponding point light source, so that the position in the space of the stereoscopic image can be accurately and easily determined. Can be measured.
[0027]
《 Other reference examples 》
As another reference example , a pen recorder may be connected to the control unit 2, and a control signal output from the control unit 2 may be fetched to draw a locus indicating the depth adjustment state of the subject. With this configuration, it is possible to measure the basic characteristics of human stereoscopic vision, such as the depth adjustment time, from the trajectory waveform recorded on the pen recorder.
[0028]
"Example"
In the embodiment of the present invention , as shown in the plan view of FIG. 3 , a half mirror 13 is arranged in front of the three-dimensional image display device 10, and a front indicator section is formed by arranging a plurality of point light sources. 4F and a rear indicator 4R are arranged to enable measurement in the depth direction before and after the stereoscopic display screen.
[0029]
That is, in the configuration using the half mirror 13 disposed in front of the three-dimensional image display device 10, the front indicator 4F measures the spatial position of the object seen before the display screen, and the rear indicator. 4R measures the position in space of an object that is visible behind the display screen via the half mirror 13. When the rear index portion 4R in FIG. 3 is moved forward in parallel, the virtual image of the rear index portion 4R seen through the half mirror 13 moves accordingly, and this virtual image appears to overlap the stereoscopic image display device 10. In such a manner, by accurately recognizing the position of the corresponding light source of the rear indicator 4R, it is possible to accurately measure the localization position.
[0030]
FIG. 4 is a structural explanatory view showing still another reference example of the three-dimensional effect measuring apparatus according to the present invention.
[0031]
This reference example includes an operation unit 14, a driving unit 15, and an index unit 16.
[0032]
The operation unit 14 is configured by a potentiometer including a stabilized power supply 51 and a variable resistor 52, generates an analog voltage corresponding to an operation amount of the variable resistor, and supplies the analog voltage to the driving unit 15.
[0033]
The drive unit 15 receives the analog voltage supplied from the operation unit 14 and generates a drive signal of a point light source of the index unit 16 described later. The driving section 15 constitutes a lighting control section described in the claims.
[0034]
As shown in FIG. 5, the index section 16 includes one point light source 17 and a motor rail 18 to which the point light source is attached. A groove 19 is formed in the motor rail 18 so as to be substantially parallel to the line of sight of the subject, and a point light source 17 is movably arranged in the groove 19 by a motor (not shown). The other configuration is the same as the embodiment shown in FIG.
[0035]
In the above configuration, the subject views the stereoscopic image 12 directly while facing the stereoscopic display screen 11 of the stereoscopic image display device 10. Next, the slide switch 9 is operated while looking at the screen. Since the point light source 17 moves in the motor rail 18 in conjunction with the operation of the slide switch 9, the subject notifies the position L in the space of the stereoscopic image being viewed by the slide position of the point light source 17. This makes it possible to know at which position the point light source has stopped, so that the spatial position of the stereoscopic image can be determined according to the position.
[0036]
【The invention's effect】
As described above , according to the present invention, it is possible to measure an accurate three-dimensional effect with a simple device configuration. In addition to being able to measure the position in space of an object that can be seen before the display screen, the position in space of an object that can be seen deeper than the display screen where the index unit cannot be physically installed due to the presence of a stereoscopic image display device can be measured. And the accuracy of the objective evaluation of the three-dimensional effect is further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a reference example of a three-dimensional effect measurement apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration of an index unit in a reference example of the three-dimensional effect measurement device according to the present invention.
FIG. 3 is a configuration explanatory view showing an embodiment of a three-dimensional effect measuring apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a configuration explanatory view showing still another reference example of the three-dimensional effect measuring device according to the present invention.
FIG. 5 is an explanatory view showing a configuration of an indicator section in still another reference example of the three-dimensional effect measurement device according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1,14 operation unit 2 control unit 3, 15 driver 4,16 index portion 4F front indicator portion 4R rear indicator portion 5 potentiometer 51 stabilized power supply 52 variable resistor 6 AD converter 7, 17 light source ₇ -1 to 7 _{- n-} point light source 8 housing 9 slide switch 10 stereoscopic image display device 11 stereoscopic display screen 12 stereoscopic image 13 half mirror 18 motor rail 19 groove

Claims

In a stereoscopic effect measuring device for measuring a stereoscopic effect in a stereoscopic image display device that displays a stereoscopic image by synthesizing a left eye image and a right eye image,
A half mirror arranged near the front surface of the stereoscopic image display device,
A forward index for measuring a position in space of an object that is arranged in front of the half mirror with a plurality of point light sources and is visible before a display screen of the stereoscopic image display device based on the position of the point light source. Department and
A plurality of point light sources are arranged and arranged in front of the half mirror, and a position in the space of an object that is visible behind the display screen is measured based on a virtual image position of the point light source formed on the back side of the half mirror. A rear indicator section for
A three-dimensional effect measurement device comprising: