JP3273678B2 - 3D image display device - Google Patents

3D image display device

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JP3273678B2
JP3273678B2 JP29095093A JP29095093A JP3273678B2 JP 3273678 B2 JP3273678 B2 JP 3273678B2 JP 29095093 A JP29095093 A JP 29095093A JP 29095093 A JP29095093 A JP 29095093A JP 3273678 B2 JP3273678 B2 JP 3273678B2
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image display
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pair
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、産業用、家庭用もしく
は医療用に用いる立体画像表示装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a three-dimensional image display device used for industrial, home or medical use.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の立体画像表示装置としては、左右
の振り分け機能を有する眼鏡を観察者が装着することに
より、画像表示面に時分割表示された右眼用および左眼
用のステレオ画像を前記観察者のそれぞれ右眼および左
眼のみで観察できるようにしたもの、もしくは、レンチ
キュラ板を画像表示面に貼り付け、前記レンチキュラ板
の画像振り分け機能により、右眼用および左眼用のステ
レオ画像を前記観察者のそれぞれ右眼および左眼のみで
観察できるようにしたものが一般的である。
2. Description of the Related Art As a conventional stereoscopic image display device, a viewer wears spectacles having a function of distributing right and left, so that stereo images for the right eye and the left eye displayed in a time-division manner on an image display surface can be displayed. A stereoscopic image for the right eye and the left eye by an image distribution function of the lenticular plate, or a lenticular plate attached to the image display surface, or a lenticular plate attached to the image display surface, respectively. Is generally observed only by the right and left eyes of the observer.

【0003】図11は、前記従来の立体画像表示装置の
一例の構成を示したもので、60は左右の振り分け機能
を有する眼鏡、61a、61bは液晶シャッター、62
は同期回路、63は画像表示装置としてカラーCRTで
ある。
FIG. 11 shows an example of the configuration of the conventional stereoscopic image display device. Reference numeral 60 denotes glasses having a function of sorting left and right, 61a and 61b denote liquid crystal shutters, 62
Is a synchronous circuit, and 63 is a color CRT as an image display device.

【0004】以上のように構成された従来の第1の例に
おける立体画像表示装置の動作を説明する。カラーCR
T63には、右眼用、左眼用のステレオ画像が時分割に
て交互に表示される。眼鏡60の液晶シャッター61a
は、前記右眼用のステレオ画像が出画されたときのみ開
いて透過状態となり、液晶シャッター61bは、前記左
眼用のステレオ画像が出画されたときのみ開いて透過状
態となるよう同期回路62により開閉状態を制御するこ
とにより、眼鏡60を装着した観察者は、右眼で右眼用
のステレオ画像のみを観察し、左眼で左眼用のステレオ
画像のみを観察することで立体視を行う。
[0004] The operation of the stereoscopic image display apparatus according to the first conventional example configured as described above will be described. Color CR
At T63, stereo images for the right and left eyes are alternately displayed in a time-division manner. Liquid crystal shutter 61a of glasses 60
Are opened and in a transparent state only when the right-eye stereo image is output, and the liquid crystal shutter 61b is opened and in a transparent state only when the left-eye stereo image is output. By controlling the open / close state by 62, the observer wearing the spectacles 60 observes only the right-eye stereo image with the right eye, and observes only the left-eye stereo image with the left eye to achieve stereoscopic vision. I do.

【0005】図12は、従来の第2の立体画像表示装置
の構成を示したもので、71はシリンドリカルレンズが
ストライプ状に多数形成されたレンチキュラ板、72は
画像表示装置としてカラーCRTである。
FIG. 12 shows the structure of a second conventional three-dimensional image display device. Reference numeral 71 denotes a lenticular plate having a large number of cylindrical lenses formed in stripes, and reference numeral 72 denotes a color CRT as an image display device.

【0006】以上のように構成された従来の第2の立体
画像表示装置の動作を説明する。カラーCRT72に
は、右眼用、左眼用のステレオ画像が、レンチキュラ板
71のストライプ幅のほぼ半分の幅を有するスリット状
に、互い違いに同時に表示される。観察者の右眼は、レ
ンチキュラ板71のそれぞれのシリンドリカルレンズを
通して、前記スリット状に表示されている右眼用のステ
レオ画像のみを観察し、同様に左眼は前記スリット状に
表示されている左眼用のステレオ画像のみを観察するこ
とで立体視を行う。
[0006] The operation of the second conventional stereoscopic image display device configured as described above will be described. On the color CRT 72, stereo images for the right eye and the left eye are alternately and simultaneously displayed in a slit shape having a width approximately half the stripe width of the lenticular plate 71. The observer's right eye observes only the right-eye stereo image displayed in the slit shape through the respective cylindrical lenses of the lenticular plate 71, and the left eye similarly displays the slit-shaped left image displayed in the slit shape. Stereoscopic viewing is performed by observing only stereo images for the eyes.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら本発明者
らの検討によれば、上記のような第1の従来例における
立体画像表示装置では、ステレオ画像を観察者の右眼お
よび左眼に独立して観察させるために左右の振り分け機
能を有する眼鏡が不可欠となるため、観察者は煩わしさ
を感じ、また表示させるステレオ画像は右眼用と左眼用
の画像を時分割にて切り替える必要があるため、画像に
ちらつきが生じ、立体画像を観察する上での障害になる
という課題を有していた。
However, according to the study of the present inventors, in the stereoscopic image display apparatus of the first conventional example as described above, the stereo image is independent of the right and left eyes of the observer. The observer feels annoying because glasses having a function of distributing the right and left are indispensable to make observation by viewing, and it is necessary to switch the displayed stereo image between the right eye image and the left eye image by time division Therefore, there is a problem that the image flickers and becomes an obstacle in observing the stereoscopic image.

【0008】また、第2の従来例における立体画像表示
装置では、ストライプ状のレンズ越しにステレオ像を観
察するため、立体視が可能となる観察者の位置的許容度
が狭く、観察者が移動した場合には画像が劣化し、また
多人数が同時に観察することが困難であるという著しい
制約が生じ、また画像をストライプ状に表示させるため
の画像処理が必要になるため、装置が高価になるという
課題を有していた。
In the stereoscopic image display device according to the second conventional example, since a stereoscopic image is observed through a stripe-shaped lens, the positional tolerance of the observer who can perform stereoscopic vision is narrow, and the observer moves. In this case, the image is deteriorated, and it is difficult for many people to observe the image at the same time. In addition, image processing for displaying the image in a stripe is required, and the apparatus becomes expensive. There was a problem that.

【0009】また、医療の分野では内視鏡下手術が行わ
れる際、通常手術は術者が内視鏡によって写し出された
患者の腹腔内の平面画像をモニターにて観察することに
よって行われているが、前記腹腔内のモニター画像は腹
腔内全体が単一色であるため特徴が少なく、患部の遠近
感の確認が困難となるため、手術時間が延びる傾向があ
り、患者や術者にかかる負担も大きかった。これに対
し、上記従来の第1、第2の立体画像表示装置を用いた
場合、左右の振り分け眼鏡、画像のちらつきや観察者の
移動の制限に伴う煩わしさ等が実用化の妨げとなってい
るのが現状である。
[0009] In the field of medical treatment, when an operation under an endoscope is performed, the operation is usually performed by an operator observing a planar image in the abdominal cavity of the patient, which is projected by the endoscope, on a monitor. However, the monitor image in the abdominal cavity has few features because the entire abdominal cavity is a single color, and it is difficult to confirm the perspective of the affected part. Was also big. On the other hand, when the conventional first and second stereoscopic image display devices are used, the right and left sorting glasses, the flickering of the image and the inconvenience associated with the restriction of the movement of the observer, etc. hinder practical application. That is the current situation.

【0010】本発明は、左右の振り分け機能を有する眼
鏡を必要とせず、観察者の位置に依存することなく同時
に多人数が立体視でき、しかもちらつきの無い画面を有
する立体画像表示装置を提供することを目的とする。
The present invention provides a stereoscopic image display device which does not require spectacles having a function of distributing left and right, allows a large number of people to perform stereoscopic viewing simultaneously without depending on the position of an observer, and has a screen free from flicker. The purpose is to:

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の解決すべき課題
は、立体画像表示装置の構成において、ステレオ画像を
表示するための光透過性を有する一対の空間変調素子
と、前記空間変調素子をそれぞれ裏面より照明するため
の一対の観察者像表示装置と、前記空間変調素子と前記
観察者像表示装置の間に位置し前記観察者像表示装置の
表示部分を拡大するための指向性を有する一対のレンズ
と、前記一対の空間変調素子に表示される画像を1つに
合成するためのハーフミラーと、観察者を撮影するため
の撮影装置とを備え、前記一対の観察者像表示装置のそ
れぞれは、前記撮影装置によって撮影された観察者の右
顔面に相当する位置および左顔面に相当する位置に前記
空間変調素子を裏面より照明するための図形を表示させ
ることを特徴とする立体画像表示装置によって達成され
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a stereoscopic image display device comprising a pair of spatially modulating elements having a light transmitting property for displaying a stereoscopic image; A pair of observer image display devices for illuminating from the back surface respectively, and having directivity for enlarging a display portion of the observer image display device located between the spatial modulation element and the observer image display device. A pair of lenses, a half mirror for combining the images displayed on the pair of spatial modulation elements into one, and a photographing device for photographing an observer; Each displays a figure for illuminating the spatial light modulator from the back at a position corresponding to the right face and a position corresponding to the left face of the observer photographed by the photographing device. It is accomplished by the body image display device.

【0012】また、前記立体画像表示装置は、観察者の
右顔面又は左顔面を照明するための赤外線照明装置を備
え、前記撮影装置は前記照明装置の赤外線波長に対し選
択的に撮像できるものとすることが好ましい。
Further, the stereoscopic image display device includes an infrared illuminating device for illuminating a right face or a left face of an observer, and the photographing device can selectively capture an image with respect to an infrared wavelength of the illuminating device. Is preferred.

【0013】更に、前記立体画像表示装置は、観察者の
右顔面及び左顔面を異なる2つの波長で照明するための
一対の照明装置を備え、前記撮影装置は前記一対の照明
装置の赤外線波長のそれぞれに対し選択的に透過できる
波長フィルタを設けた一対の撮影装置とすることが好ま
しい。
Further, the three-dimensional image display device includes a pair of illumination devices for illuminating the right face and the left face of the observer with two different wavelengths, and the photographing device has an infrared wavelength of the pair of illumination devices. It is preferable to use a pair of photographing devices provided with wavelength filters that can selectively transmit each of them.

【0014】また、前記立体画像表示装置において、一
対の撮影装置で撮影した2つの観察者像を差分すること
で、観察者の顔面以外の映像を除去することが好まし
い。
In the stereoscopic image display device, it is preferable that an image other than the face of the observer is removed by comparing two observer images photographed by a pair of photographing devices.

【0015】前記立体画像表示装置は、前記撮影装置に
よって観察者の右顔面又は左顔面のいずれかを撮影し、
前記一対の観察者像表示装置の一方には前記撮影装置に
よって撮影した顔半面像を表示し、残る一方には該顔半
面像のネガ・ポジ反転像を表示するものとすることがで
きる。
[0015] The stereoscopic image display device photographs either the right face or the left face of the observer with the photographing device,
One half of the pair of observer image display devices may display a half face image captured by the imaging device, and the other may display a negative / positive inverted image of the half face image.

【0016】また、前記立体画像表示装置においては、
前記観察者像表示装置の画像出力面を、前記レンズの焦
点距離外に設置することが好ましい。
Further, in the stereoscopic image display device,
It is preferable that an image output surface of the observer image display device is installed outside a focal length of the lens.

【0017】更に、前記立体画像表示装置においては、
空間変調素子として透過型液晶ディスプレイもしくは光
透過性フィルムを用いることが好ましい。
Further, in the three-dimensional image display device,
It is preferable to use a transmissive liquid crystal display or a light transmissive film as the spatial modulation element.

【0018】また更に、前記立体画像表示装置において
は、照明装置として赤外線を放射するランプユニットも
しくは赤外域の発光波長を有するLEDを用いることが
好ましい。
Further, in the three-dimensional image display device, it is preferable to use a lamp unit that emits infrared light or an LED that emits light in the infrared region as an illuminating device.

【0019】また、前記立体画像表示装置においては、
立体視すべき被写体像を導く2方向より撮影するための
一対の鏡筒と、得られた一対の被写体像をそれぞれ電気
信号に変換するための一対の撮像素子を備えた内視鏡と
を備え、前記撮像素子にて得られた像を前記立体画像表
示装置に表示させるものとすることが可能である。
Further, in the stereoscopic image display device,
It comprises a pair of lens barrels for taking images from two directions for guiding a subject image to be stereoscopically viewed, and an endoscope provided with a pair of image sensors for converting the obtained pair of subject images into electric signals. The image obtained by the imaging device may be displayed on the stereoscopic image display device.

【0020】また更に、本発明の解決すべき課題は、立
体画像表示装置の構成において、ステレオ画像を表示す
るための光透過性を有する一対の空間変調素子と、前記
空間変調素子をそれぞれ裏面より照明するための一対の
観察者像表示装置と、前記空間変調素子と前記観察者像
表示装置の間に位置し前記観察者像表示装置の表示部分
を拡大するための指向性を有する一対のレンズと、前記
一対の空間変調素子に表示される画像を1つに合成する
ためのハーフミラーと、観察者の位置を検出するための
検出装置とを備え、前記一対の観察者像表示装置のそれ
ぞれは、前記検出装置によって検出された観察者の右顔
面に相当する位置および左顔面に相当する位置に前記空
間変調素子を照明するための図形を表示させることを特
徴とする立体画像表示装置によって達成される。
Still another object of the present invention is to provide a stereoscopic image display device comprising: a pair of spatially modulating elements having a light transmitting property for displaying a stereoscopic image; A pair of observer image display devices for illuminating, and a pair of lenses positioned between the spatial modulation element and the observer image display device and having directivity for enlarging a display portion of the observer image display device A half mirror for combining the images displayed on the pair of spatial modulation elements into one, and a detecting device for detecting the position of the observer, each of the pair of observer image display devices Displaying a figure for illuminating the spatial modulation element at a position corresponding to the right face of the observer and a position corresponding to the left face of the observer detected by the detection device. It is achieved by shown device.

【0021】また、前記立体画像表示装置において、観
察者の位置を検出するための前記検出装置は、1つ若し
くは2つ以上の異なる周波数を有する超音波を用いて観
察者の位置を検出し、前記一対の観察者像表示装置には
それぞれ該観察者の左右顔面に相当する位置に前記空間
変調素子の照明となる図形を表示するものとしても良
い。
In the three-dimensional image display device, the detecting device for detecting the position of the observer detects the position of the observer using one or two or more ultrasonic waves having different frequencies, The pair of observer image display devices may display figures to be illuminated by the spatial modulation element at positions corresponding to the left and right faces of the observer, respectively.

【0022】また、前記立体画像表示装置においては、
前記観察者像表示装置の画像出力面を、前記レンズの焦
点距離外に設置することが好ましい。
Further, in the stereoscopic image display device,
It is preferable that an image output surface of the observer image display device is installed outside a focal length of the lens.

【0023】更に、前記立体画像表示装置においては、
空間変調素子として透過型液晶ディスプレイもしくは光
透過性フィルムを用いることが好ましい。
Further, in the three-dimensional image display device,
It is preferable to use a transmissive liquid crystal display or a light transmissive film as the spatial modulation element.

【0024】また更に、前記立体画像表示装置において
は、照明装置として赤外線を放射するランプユニットも
しくは赤外域の発光波長を有するLEDを用いることが
好ましい。
Further, in the three-dimensional image display device, it is preferable to use a lamp unit that emits infrared light or an LED that emits light in the infrared region as an illuminating device.

【0025】また、前記立体画像表示装置においては、
立体視すべき被写体像を導く2方向より撮影するための
一対の鏡筒と、得られた一対の被写体像をそれぞれ電気
信号に変換するための一対の撮像素子を備えた内視鏡と
を備え、前記撮像素子にて得られた像を前記立体画像表
示装置に表示させるものとすることが可能である。
Further, in the three-dimensional image display device,
It comprises a pair of lens barrels for taking images from two directions for guiding a subject image to be stereoscopically viewed, and an endoscope provided with a pair of image sensors for converting the obtained pair of subject images into electric signals. The image obtained by the imaging device may be displayed on the stereoscopic image display device.

【0026】[0026]

【作用】本発明は、前記の構成により、前記空間変調素
子の一方に表示された右目用画像が、裏側から観察者像
表示装置(右)に表示されたその観察者の右顔面像に一
致する図形を照明として照らし出され、指向性を有する
レンズを通して観察者の右目周辺のみに入射するため、
観察者の右目は該観察者の右顔面像に一致する図形を虚
像として見ることになる。このとき、観察者の左目に
は、前記指向性を有するレンズによって前記観察者像表
示装置(右)に表示された観察者像の左顔面部が入射す
ることになるが、前記観察者像表示装置(右)の左顔面
に相当する部分は発光していないため、前記右目用画像
は観察者の左目では見えない。
According to the present invention, the right-eye image displayed on one of the spatial light modulators coincides with the observer's right face image displayed on the observer image display device (right) from the back side. Is illuminated as illumination and enters only around the right eye of the observer through a directional lens,
The observer's right eye sees a figure corresponding to the observer's right face image as a virtual image. At this time, the left face of the observer image displayed on the observer image display device (right) by the lens having directivity enters the left eye of the observer. Since the portion corresponding to the left face of the apparatus (right) does not emit light, the image for the right eye cannot be seen by the left eye of the observer.

【0027】左目用画像も同様に、前記空間変調素子の
他方に表示された左目用画像が、裏側から前記観察者像
表示装置に表示されたその観察者の左顔面像に一致する
図形を照明として照らし出され、指向性を有するレンズ
によりその観察者の左目周辺にのみ入射するため、観察
者の左目は該観察者の左顔面像に一致する図形を虚像と
して見ることになり、観察者の右目は左目用画像を観察
できない。
Similarly, for the left-eye image, the left-eye image displayed on the other side of the spatial light modulator illuminates a figure corresponding to the observer's left face image displayed on the observer image display device from the back side. Is illuminated as, and is incident only around the left eye of the observer by the directional lens, the left eye of the observer sees a figure matching the left face image of the observer as a virtual image, The right eye cannot observe the left eye image.

【0028】ここで、指向性を有するレンズとは、左右
への選別作用を起こすものであれば良く、好ましくは凸
レンズ又はフレネルレンズである。また、観察者像表示
装置に表示される図形は、観察者の顔半面像そのままで
も良いが、得られた顔半面像を加工し、周辺の余分な情
報を削除した図形を用いるのがより好ましい。これらの
右目用画像および左目用画像は、ハーフミラーによって
1つに合成されるが、前記指向性を有するレンズの選別
作用により、右目には右目用画像のみが、左目には左目
用画像のみが裏面より証明され、画像として認識される
ため、観察者はちらつきの無い立体画像を観察すること
ができる。また、観察者が移動すると前記観察者像表示
装置に表示された観察者自身の半面像も追従するため、
前述した立体視条件は維持されることとなる。同様の理
由により観察者が多人数である場合においてもそれぞれ
の観察者において立体視が可能となる。
Here, the lens having directivity may be any as long as it has a function of selecting left and right, and is preferably a convex lens or a Fresnel lens. Further, the figure displayed on the observer image display device may be the face half-face image of the observer as it is, but it is more preferable to use a figure obtained by processing the obtained face half-face image and deleting peripheral extra information. . The right-eye image and the left-eye image are combined into one by a half mirror, but only the right-eye image and the left-eye image are left-eye and right-eye images, respectively, due to the directional lens selecting action. Since it is proved from the back side and recognized as an image, the observer can observe a stereoscopic image without flicker. In addition, when the observer moves, the observer's own half-plane image displayed on the observer image display device also follows,
The above-described stereoscopic viewing condition is maintained. For the same reason, even when the number of observers is large, each observer can perform stereoscopic vision.

【0029】また本発明は、観察者の右顔面又は左顔面
を照明するための照明装置を備え、前記照明装置の照明
を観察者に認識されない赤外線照明とし、前記撮影装置
は前記照明装置の赤外線波長に対し選択的に撮像できる
ものとすることにより、外乱光の影響を排除し、観察者
に不快感を与える事なく容易に観察者の顔半面像を得る
ことができる。
The present invention further comprises an illuminating device for illuminating the right face or the left face of the observer, wherein the illumination of the illuminating device is infrared illumination that is not recognized by the observer, and the photographing device is an infrared ray of the illuminating device. By making it possible to selectively capture an image with respect to the wavelength, it is possible to eliminate the influence of disturbance light and easily obtain a half-face image of the observer's face without causing discomfort to the observer.

【0030】更に、本発明の立体画像表示装置は、観察
者の右顔面及び左顔面を異なる2つの波長の赤外線で照
明するための一対の照明装置を備え、前記撮影装置は前
記一対の照明装置の赤外線波長のそれぞれに対し選択的
に透過できる波長フィルタを設けた一対の撮影装置とす
ることにより、他方側の光や外乱光の影響を排除し、観
察者に不快感を与える事なく容易に観察者の右顔面像お
よび左顔面像を得ることができる。
Further, the stereoscopic image display device of the present invention includes a pair of illumination devices for illuminating the right face and the left face of the observer with infrared rays having two different wavelengths, and the photographing device includes the pair of illumination devices. By using a pair of imaging devices provided with a wavelength filter that can selectively transmit each of the infrared wavelengths, the effects of light and disturbance light on the other side can be eliminated, and the viewer can easily feel uncomfortable. A right face image and a left face image of the observer can be obtained.

【0031】また、本発明の立体画像表示装置は、一対
の撮影装置で撮影した2つの観察者像を差分すること
で、観察者の顔面以外の映像を除去することにより、前
記観察者像表示装置が前記空間変調素子を照明する際の
外乱光の影響を排除することができる。
The three-dimensional image display apparatus of the present invention removes an image other than the face of the observer by subtracting two observer images photographed by a pair of photographing devices, thereby displaying the observer image. The influence of disturbance light when the device illuminates the spatial modulation element can be eliminated.

【0032】また、本発明の立体画像表示装置は、前記
撮影装置および照明装置によって観察者の右顔面又は左
顔面のいずれかを撮影し、前記一対の観察者像表示装置
の一方には前記撮影装置によって撮影した顔半面像を表
示し、残る一方には該顔半面像のネガ・ポジ反転像を表
示することによって、1台の撮影装置で2台分の機能を
代用することが可能となる。
Further, in the stereoscopic image display device of the present invention, either the right face or the left face of the observer is photographed by the photographing device and the illuminating device, and the photographing image is displayed on one of the pair of observer image display devices. By displaying a half-face image captured by the device and displaying a negative / positive inverted image of the half-face image on the other side, it is possible to substitute the functions of two units with one imaging device. .

【0033】更に、前記の赤外線照明は、観察者の左お
よび/又は右顔面を照らすように観察者の頭部にヘッド
バンド等により固定することによって、観察者の顔半面
を容易に照明することができる。
Further, the above-mentioned infrared illumination can easily illuminate the observer's half face by fixing it to the observer's head with a headband or the like so as to illuminate the observer's left and / or right face. Can be.

【0034】また、赤外線照明を用いる代わりに、蛍光
を発する加工を施したマスク若しくは帽子を観察者に身
に付けさせることにより、蛍光を発光させる光源で照明
し、左右何れか半面に相当するエリアを発光させること
ができる。
Also, instead of using infrared illumination, an observer wears a mask or hat that has been subjected to a process of emitting fluorescent light, and is illuminated with a light source that emits fluorescent light. Can emit light.

【0035】本発明の立体画像表示装置は、前記撮影装
置を用いる代わりに、観察者の位置を検出する検出装置
を用いることができる。ここで、前記一対の観察者像表
示装置に表示するのは観察者の左右顔半面像である必要
は無く、前記一対の空間変調素子の照明となる図形であ
れば良いため、前記検出装置で検出した観察者の左右顔
面の相当する位置に予め設定された照明用図形を表示す
れば良い。
In the stereoscopic image display device of the present invention, a detecting device for detecting the position of the observer can be used instead of using the photographing device. Here, what is displayed on the pair of observer image display devices does not need to be the left and right face half-face images of the observer, and may be any figure that becomes the illumination of the pair of spatial modulation elements. What is necessary is just to display a preset lighting figure at a position corresponding to the detected left and right faces of the observer.

【0036】前記検出装置としては、超音波によるも
の、観察者の頭部に電波または磁気等の発信装置を取り
付け、それらを検出するもの等が考えられる。
As the detection device, a device using ultrasonic waves, a device that attaches a transmitter such as a radio wave or a magnet to the observer's head, and detects them can be considered.

【0037】[0037]

【実施例】【Example】

(実施例1)図1は、本発明の一実施例における立体画
像表示装置の構成を示したものである。図1において、
10a、10bは空間変調素子として透過型の液晶ディ
スプレイ、11a、11bは空間変調素子10a、10
bのそれぞれ裏面に位置するレンズとして焦点距離15
0mmのフレネルレンズである。12a、12bは発光
機能を有する観察者像表示装置として白黒CRTであ
り、レンズ11a、11bを挟んでそれぞれ空間変調素
子10a、10bと反対側に位置し、レンズ11a、1
1bの焦点距離よりも遠い、レンズ11a、11bより
160mm離れた位置に設置する。13a、13bは照
明装置として それぞれ波長850nm、950nmの
LEDライト、14a、14bは撮影装置として白黒C
CDカメラ、15は空間変調素子10a、10bに表示
される画像を一つに合成するためのハーフミラー、1
6、17はそれぞれ立体画像を観察する観察者を示して
いる。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows a configuration of a stereoscopic image display apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG.
10a and 10b are transmissive liquid crystal displays as spatial modulation elements, and 11a and 11b are spatial modulation elements 10a and 10b.
focal length 15 as lenses located on the back side of b
It is a 0 mm Fresnel lens. Reference numerals 12a and 12b denote black and white CRTs as observer image display devices having a light emitting function, which are located on opposite sides of the spatial modulation elements 10a and 10b with the lenses 11a and 11b interposed therebetween, respectively.
It is installed at a position farther than the focal length 1b and 160 mm away from the lenses 11a and 11b. 13a and 13b are LED devices having wavelengths of 850 nm and 950 nm, respectively, as illumination devices, and 14a and 14b are black and white C as image capturing devices.
A CD camera 15 is a half mirror for combining images displayed on the spatial modulation elements 10a and 10b into one,
Reference numerals 6 and 17 denote observers who observe a stereoscopic image.

【0038】図2は、LED13a、13bにより、観
察者16、17を正面より照明する様子を示したもの
で、20a、20bはそれぞれLED13a、13bの
光が当たっている領域を示す。
FIG. 2 shows a state in which the observers 16 and 17 are illuminated from the front by the LEDs 13a and 13b. Reference numerals 20a and 20b denote the areas where the lights of the LEDs 13a and 13b are respectively irradiated.

【0039】図3は、LED13a、13bの発光波長
特性を示したもので、特性25aはLED13aの、2
5bはLED13bの波長分布を示し、また26a、2
6bは、それぞれ白黒CCDカメラ14a、14bに装
着した波長フィルタにより選択的に透過する領域を示
す。
FIG. 3 shows the emission wavelength characteristics of the LEDs 13a and 13b.
5b shows the wavelength distribution of the LED 13b,
Reference numeral 6b denotes an area selectively transmitted by the wavelength filters mounted on the monochrome CCD cameras 14a and 14b, respectively.

【0040】図4は、白黒CCDカメラ14a、14b
の断面図であり、30は撮像レンズ、31a、31bは
波長フィルタとして干渉フィルタであり、32はCCD
チップを納めた撮像素子、33は撮像素子の駆動回路、
34は被写体を示す。
FIG. 4 shows a monochrome CCD camera 14a, 14b.
30 is an imaging lens, 31a and 31b are interference filters as wavelength filters, and 32 is a CCD.
An image sensor containing a chip, 33 is a driving circuit of the image sensor,
Reference numeral 34 denotes a subject.

【0041】図5は、図1に示した実施例において観察
者が自己の顔画像を虚像として観察する様子を示したも
ので、分かりやすいように、観察者像表示装置(白黒C
RT)とレンズを1つづつのみ示しており、ハーフミラ
ー、液晶ディスプレイ、及びもう1台のレンズ及び観察
者像表示装置は省略してある。11aはレンズ、12a
は白黒CRT、16、17は立体画像を観察する二人の
観察者であり、40、41、42、43は白黒CRT1
2aの画面上に表示された観察者像の内、観察者が実際
に目視する領域を示す。
FIG. 5 shows how the observer observes his or her own face image as a virtual image in the embodiment shown in FIG. 1.
RT) and only one lens are shown, and a half mirror, a liquid crystal display, another lens, and an observer image display device are omitted. 11a is a lens, 12a
Is a black and white CRT, 16 and 17 are two observers observing a stereoscopic image, and 40, 41, 42 and 43 are black and white CRTs 1
2A shows an area of the observer image displayed on the screen of 2a which the observer actually looks at.

【0042】以上のように構成された立体画像表示装置
の動作を図1から図5を用いて説明する。図1における
観察者16および17が観察するステレオ画像は、その
右眼用画像を液晶ディスプレイ10aに、左眼用画像を
左右を反転させた鏡像の状態で液晶ディスプレイ10b
にそれぞれ連続して表示させ、前記2つのステレオ画像
はハーフミラー15により一つの画面に合成される。ま
た、観察者16および17の前方両わきに配置されたL
ED13a、13bは、図2に示したように、LED1
3aは観察者16および17の顔面における右半面の領
域20aを、LED13bは観察者16および17の顔
面における左半面の領域20bを照らすように位置決め
する。LED13a、13bの発光波長は図3に示した
ように、それぞれ850nm、950nmに中心をもつ
分布25a、25bを有しており、互いに重なる領域に
おける光強度は共に半値以下であるため、2つの異なる
波長光源として用いることができる。一方、CCDカメ
ラ14a、14bには、図4に示したように撮像素子3
2と撮像レンズ30の間に、それぞれ波長850±20
nm、950±20nmの透過特性を有する干渉フィル
タ31a、31bを挿入するため、被写体34が撮像素
子32に結像する際には、図3における波長領域26
a、26bで照明された部分だけが画像として残る。し
たがって、前記した構成によれば、CCDカメラ14a
は、図2における領域20aだけを撮影して白黒CRT
12aに表示させ、CCDカメラ14bは、図2におけ
る領域20bだけを撮影して白黒CRT12bに表示さ
せることができる。白黒CRT12a、12bには、そ
れぞれCCDカメラ14a、14bで撮影した観察者1
6および17の画像を上下反転させて表示させるがこの
際、顔面領域20a、20bが白く高輝度で表示される
よう白黒CRT12a、12bの輝度およびコントラス
ト並びにCCDカメラ14a、14bのレンズ絞り等を
調整しておく。
The operation of the stereoscopic image display device configured as described above will be described with reference to FIGS. The stereo images observed by the observers 16 and 17 in FIG. 1 are the right-eye image on the liquid crystal display 10a, and the left-eye image on the liquid crystal display 10b
, And the two stereo images are combined into one screen by the half mirror 15. In addition, L arranged on both sides in front of the observers 16 and 17
The EDs 13a and 13b are, as shown in FIG.
3a positions the right half area 20a on the faces of the observers 16 and 17 so that the LED 13b illuminates the left half area 20b on the faces of the observers 16 and 17. The emission wavelengths of the LEDs 13a and 13b have distributions 25a and 25b centered at 850 nm and 950 nm, respectively, as shown in FIG. It can be used as a wavelength light source. On the other hand, as shown in FIG.
2 and the imaging lens 30 each have a wavelength of 850 ± 20.
Since the interference filters 31a and 31b having transmission characteristics of 950 ± 20 nm and 950 ± 20 nm are inserted, when the subject 34 forms an image on the image sensor 32, the wavelength region 26 in FIG.
Only the portions illuminated by a and 26b remain as images. Therefore, according to the above configuration, the CCD camera 14a
Shows a monochrome CRT by photographing only the area 20a in FIG.
12a, the CCD camera 14b can photograph only the area 20b in FIG. 2 and display it on the monochrome CRT 12b. On the black and white CRTs 12a and 12b, an observer 1 photographed by CCD cameras 14a and 14b, respectively.
The images 6 and 17 are displayed upside down. At this time, the brightness and contrast of the black and white CRTs 12a and 12b and the lens apertures of the CCD cameras 14a and 14b are adjusted so that the face areas 20a and 20b are displayed with white and high brightness. Keep it.

【0043】次に、フレネルレンズ11a、11bの作
用について図5を用いて説明する。フレネルレンズ11
aは、白黒CRT12aに上下反転して表示された観察
者像を、観察者16、17が虚像として観察できるよう
設置するが、白黒CRT12aとの距離をフレネルレン
ズ11aの焦点距離外に設定することにより、観察者1
6の右眼、左眼に白黒CRT12aの画面上におけるそ
れぞれ領域40、41のみを、また観察者17の右眼、
左眼に白黒CRT12aの画面上におけるそれぞれ領域
42、43のみを独立してしかもフレネルレンズ11a
の有効径を限度として拡大して観察させることができ
る。このため、領域40及び42が発光面である場合に
は、観察者16、17にとりフレネルレンズ11aの有
効径相当の大きさの右眼への選択性を有する照明として
作用させることができ、領域40は観察者16の右眼
へ、領域42は観察者17の右眼へ作用する。この時、
領域41及び43は発光しないため、左眼には白黒CR
T12aからの光は入光しない。前記説明したフレネル
レンズ11aの作用は、フレネルレンズ11bについて
も同様であり、白黒CRT12bからの光が左眼にのみ
入光する。
Next, the operation of the Fresnel lenses 11a and 11b will be described with reference to FIG. Fresnel lens 11
a, the observer image displayed upside down on the monochrome CRT 12a is installed so that the observers 16 and 17 can observe it as a virtual image, but the distance from the monochrome CRT 12a is set outside the focal length of the Fresnel lens 11a. Observer 1
The right eye and left eye 6 respectively include only the regions 40 and 41 on the screen of the monochrome CRT 12a, and the right eye of the observer 17;
For the left eye, only the areas 42 and 43 on the screen of the black and white CRT 12a are independently provided and the Fresnel lens 11a
Can be observed with the effective diameter as a limit. For this reason, when the regions 40 and 42 are light emitting surfaces, the regions 40 and 42 can serve as illumination for the viewers 16 and 17 with selectivity to the right eye having a size equivalent to the effective diameter of the Fresnel lens 11a. 40 acts on the right eye of the observer 16, and the area 42 acts on the right eye of the observer 17. At this time,
Since the regions 41 and 43 do not emit light, a black and white CR
Light from T12a does not enter. The operation of the Fresnel lens 11a described above is the same for the Fresnel lens 11b, and the light from the monochrome CRT 12b enters only the left eye.

【0044】したがって、前記したところの白黒CRT
12aに表示される図2における観察者16および17
の顔面の右半面領域20aを、図5における40、42
の領域に相当させることで、観察者16および17は右
眼だけに明るい虚像を観察し、白黒CRT12bに表示
される図2における左半面領域20bを、図5における
41、43の領域に相当させることで、観察者16およ
び17は左眼だけに明るい虚像を観察することになる。
ただし、白黒CRT12bに表示する画像は、図1に示
したようにハーフミラー15を介して観察するため、左
右を反転させ、鏡像にしておく。
Therefore, the black-and-white CRT described above is used.
Observers 16 and 17 in FIG. 2 displayed on 12a
The right half surface area 20a of the face of FIG.
The observers 16 and 17 observe a bright virtual image only to the right eye, and the left half surface region 20b in FIG. 2 displayed on the monochrome CRT 12b corresponds to the regions 41 and 43 in FIG. Thus, the observers 16 and 17 observe a bright virtual image only to the left eye.
However, since the image displayed on the monochrome CRT 12b is observed through the half mirror 15 as shown in FIG.

【0045】以上説明した本装置の動作により、図1に
おける液晶ディスプレイ10aに表示された右眼用のス
テレオ画像は、観察者16および17の右眼だけにとり
裏面より照明されて観察可能となり、液晶ディスプレイ
10bに表示された左眼用のステレオ画像は、観察者1
6および17の左眼だけにとり裏面より照明されて観察
可能となるため、観察者16および17は一対のステレ
オ画像を同時に観察でき、共に立体視が可能となる。ま
た観察者16および17が移動しても図2に示したLE
Dによる照明条件が維持される限り立体視ができること
になる。
By the operation of the present apparatus described above, the stereo image for the right eye displayed on the liquid crystal display 10a in FIG. 1 can be observed only by the right eyes of the observers 16 and 17 by being illuminated from the back side and can be observed. The stereo image for the left eye displayed on the display 10b is
Since only the left eyes 6 and 17 are illuminated from the back and can be observed, the observers 16 and 17 can observe a pair of stereo images at the same time, and both can view stereoscopically. Further, even if the observers 16 and 17 move, the LE shown in FIG.
As long as the illumination condition by D is maintained, stereoscopic vision can be achieved.

【0046】なお、前記実施例においては、空間変調素
子として透過型の液晶ディスプレイを用いたが、空間変
調素子は光透過性を有し、ステレオ画像を表示できるも
のであればよく、例えば画像を記録したフィルムであっ
てもよい。また、ライトとして用いたLEDは、赤外波
長領域において2つの異なる波長を放射できるものであ
ればよく、例えばハロゲンランプに波長フィルタを装着
し、放射波長帯域を制限したものであってもよい。
In the above embodiment, a transmissive liquid crystal display is used as the spatial modulation element. However, the spatial modulation element may be any as long as it has optical transparency and can display a stereo image. It may be a recorded film. The LED used as the light only needs to be capable of emitting two different wavelengths in the infrared wavelength region. For example, a LED having a wavelength filter attached to a halogen lamp to limit the emission wavelength band may be used.

【0047】(実施例2)図6は、本発明の第2実施例
における立体画像表示装置の構成を示したもので、10
a、10bは空間変調素子として透過型の液晶ディスプ
レイ、11a、11bは空間変調素子10a、10bの
それぞれ裏面に位置するレンズとして焦点距離150m
mのフレネルレンズである。12a、12bは発光機能
を有する観察者像表示装置として白黒CRTであり、レ
ンズ11a、11bを挟んでそれぞれ空間変調素子10
a、10bと反対側に位置し、レンズ11a、11bよ
り距離160mmに設置する。13a、13bは照明装
置として それぞれ波長850nm、950nmのLE
Dライト、14a、14bは撮影装置として白黒CCD
カメラ、15は空間変調素子10a、10bに表示され
る画像を一つに合成するためのハーフミラー、16、1
7はそれぞれ立体画像を観察する観察者、18は差分処
理装置を示す。
(Embodiment 2) FIG. 6 shows the configuration of a stereoscopic image display apparatus according to a second embodiment of the present invention.
a and 10b are transmissive liquid crystal displays as spatial modulation elements, and 11a and 11b are focal lengths of 150 m as lenses located on the back surfaces of the spatial modulation elements 10a and 10b, respectively.
m Fresnel lens. Reference numerals 12a and 12b denote black and white CRTs as observer image display devices having a light emitting function.
It is located on the opposite side to a and 10b, and is installed at a distance of 160 mm from the lenses 11a and 11b. 13a and 13b are LEs with wavelengths of 850 nm and 950 nm as illumination devices, respectively.
D-light, 14a, 14b are monochrome CCD as photographing device
A camera 15 is a half mirror for combining images displayed on the spatial modulation elements 10a and 10b into one, 16, 1
Reference numeral 7 denotes an observer who observes a stereoscopic image, and reference numeral 18 denotes a difference processing device.

【0048】以上のように構成された立体画像表示装置
の動作は、基本的には図1に示した本発明請求項1の一
実施例と同様であるため、同一箇所には同一番号を付与
して説明を省略し、異なる点のみ説明する。カメラ14
a、14bで別々に撮像された観察者16および17の
顔面像の映像信号は、差分処理装置18に入力されて互
いに差分された後、それぞれが白黒CRT12a、12
bへ出力される。前記した差分処理により、前記2つの
映像における共通部分が打ち消されるため、観察者1
6、17の背景等の本立体画像表示装置の構成上不要な
映像を除去することができる。
The operation of the three-dimensional image display device constructed as described above is basically the same as that of the first embodiment of the present invention shown in FIG. The description will be omitted, and only different points will be described. Camera 14
The video signals of the face images of the observers 16 and 17 captured separately at a and 14b are input to the difference processing device 18 and differentiated from each other.
b. Since the common part between the two images is canceled by the above-described difference processing, the observer 1
Unnecessary images due to the configuration of the present three-dimensional image display device such as the backgrounds 6 and 17 can be removed.

【0049】(実施例3)図7は、本発明の第3実施例
における立体画像表示装置の構成を示したもので、10
a、10bは空間変調素子として透過型の液晶ディスプ
レイ、11a、11bは空間変調素子10a、10bの
それぞれ裏面に位置するレンズとして焦点距離150m
mのフレネルレンズである。12a、12bは発光機能
を有する観察者像表示装置として白黒CRTであり、レ
ンズ11a、11bを挟んでそれぞれ空間変調素子10
a、10bと反対側に位置し、レンズ11a、11bよ
り距離160mmに設置する。13は照明装置として波
長850nmのLEDライト、14は撮影装置として白
黒CCDカメラ、15は空間変調素子10a、10bに
表示される画像を一つに合成するためのハーフミラー、
16、17はそれぞれ立体画像を観察する観察者、19
は画像処理装置を示す。44a、44bは白黒CRT1
2aに表示された観察者16、17の右顔面像であり、
白黒CRT12aの発光部分である。
(Embodiment 3) FIG. 7 shows a configuration of a stereoscopic image display apparatus according to a third embodiment of the present invention.
a and 10b are transmissive liquid crystal displays as spatial modulation elements, and 11a and 11b are focal lengths of 150 m as lenses located on the back surfaces of the spatial modulation elements 10a and 10b, respectively.
m Fresnel lens. Reference numerals 12a and 12b denote black and white CRTs as observer image display devices having a light emitting function.
It is located on the opposite side to a and 10b and is installed at a distance of 160 mm from the lenses 11a and 11b. 13 is an LED light having a wavelength of 850 nm as an illumination device, 14 is a monochrome CCD camera as an imaging device, 15 is a half mirror for combining images displayed on the spatial modulation elements 10a and 10b into one,
16 and 17 are observers observing a stereoscopic image, 19
Indicates an image processing apparatus. 44a, 44b are monochrome CRT1
It is a right face image of the observers 16 and 17 displayed on 2a,
This is the light emitting portion of the monochrome CRT 12a.

【0050】以上のように構成された立体画像表示装置
の動作は、基本的には図1に示した本発明の第1実施例
と同様であるため、同一箇所には同一番号を付与して説
明を省略し、異なる点のみ説明する。カメラ14で撮像
された観察者16および17の右顔面像の映像信号は、
画像処理装置19に入力され、白黒CRT12aにはそ
のままの映像44a、44bが表示され、白黒CRT1
2bには逆に44a、44b以外の部分が発光部分に相
当する図形の鏡像、すなわち画像処理装置19でネガ・
ポジ反転された前記の右顔面像の鏡像が表示される。こ
の場合、ライトおよびカメラは1台づつあれば良い。
The operation of the three-dimensional image display device configured as described above is basically the same as that of the first embodiment of the present invention shown in FIG. The description will be omitted, and only different points will be described. The video signals of the right facial images of the observers 16 and 17 captured by the camera 14 are as follows:
The image is input to the image processing device 19, and the images 44a and 44b are displayed as they are on the monochrome CRT 12a.
2b is a mirror image of a figure in which the portion other than 44a and 44b corresponds to a light emitting portion, that is, a negative image
A mirror image of the right face image that has been inverted is displayed. In this case, only one light and one camera are required.

【0051】(実施例4)図8は、本発明の第4実施例
における立体画像表示装置の構成を示したもので、10
a、10bは空間変調素子として透過型の液晶ディスプ
レイ、11a、11bは空間変調素子10a、10bの
それぞれ裏面に位置するレンズとして焦点距離150m
mのフレネルレンズである。12a、12bは発光機能
を有する観察者像表示装置として白黒CRTであり、レ
ンズ11a、11bを挟んでそれぞれ空間変調素子10
a、10bと反対側に位置し、レンズ11a、11bよ
り距離160mmに設置する。27a、27bは超音波
照射装置であり、それぞれ周波数100KHZ、120
KHZの超音波を観察者16、17に向けて照射する。
28a、28bは前記超音波照射装置によって照射され
た超音波を検知する超音波検知装置であり、それぞれ超
音波照射装置27a、27bで照射した周波数のみを選
択的に検出する。15は空間変調素子10a、10bに
表示される画像を一つに合成するためのハーフミラー、
29は超音波画像出力装置を示す。45a、45bは白
黒CRT12aに表示された観察者16、17の右顔面
に相当する部分に表示した図形であり、白黒CRT12
aの発光部分である。
(Embodiment 4) FIG. 8 shows the configuration of a stereoscopic image display apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
a and 10b are transmissive liquid crystal displays as spatial modulation elements, and 11a and 11b are focal lengths of 150 m as lenses located on the back surfaces of the spatial modulation elements 10a and 10b, respectively.
m Fresnel lens. Reference numerals 12a and 12b denote black and white CRTs as observer image display devices having a light emitting function.
It is located on the opposite side to a and 10b and is installed at a distance of 160 mm from the lenses 11a and 11b. 27a, 27b are ultrasonic irradiation device, each frequency 100KH Z, 120
Ultrasonic waves of KH Z are irradiated to observers 16 and 17.
Reference numerals 28a and 28b denote ultrasonic detecting devices for detecting the ultrasonic waves emitted by the ultrasonic irradiating device, and selectively detect only the frequencies irradiated by the ultrasonic irradiating devices 27a and 27b, respectively. Reference numeral 15 denotes a half mirror for combining images displayed on the spatial modulation elements 10a and 10b into one,
Reference numeral 29 denotes an ultrasonic image output device. Reference numerals 45a and 45b denote figures displayed on the portions corresponding to the right faces of the observers 16 and 17 displayed on the monochrome CRT 12a.
It is a light emitting portion of a.

【0052】以上のように構成されたの立体画像表示装
置の動作は、基本的には図1に示した本発明の第1実施
例と同様であるため、同一箇所には同一番号を付与して
説明を省略し、異なる点のみ説明する。超音波照射装置
27a、27bより照射された2つの波長の超音波は観
察者16および17によって反射され、それぞれ超音波
検知装置28a、28bによって検知される。検知され
た信号から超音波画像出力装置29が白黒CRT12
a、12bにおける観察者の左右顔面に相当する位置を
算出し、予め定められた右用図形及び左用図形を、白黒
CRT12a、12bのそれぞれに出力、表示する。こ
の場合、観察者の顔に相当する部分以外は一切発光させ
ないよう処理することが容易にできるため、外乱光の影
響により右(左)用画像が左(右)目にわずかに認識で
きてしまうような左右の画像のクロストーフを解消でき
る。
The operation of the three-dimensional image display device constructed as described above is basically the same as that of the first embodiment of the present invention shown in FIG. Therefore, the description will be omitted, and only different points will be described. The ultrasonic waves of two wavelengths emitted from the ultrasonic irradiation devices 27a and 27b are reflected by the observers 16 and 17, and detected by the ultrasonic detection devices 28a and 28b, respectively. From the detected signal, the ultrasonic image output device 29 converts the monochrome CRT 12
The positions corresponding to the left and right faces of the observer in a and 12b are calculated, and predetermined right and left figures are output and displayed on the black and white CRTs 12a and 12b, respectively. In this case, since it is possible to easily perform processing so as not to emit any light except for the portion corresponding to the observer's face, the right (left) image can be slightly recognized by the left (right) eye due to the influence of disturbance light. Such cross toe of left and right images can be eliminated.

【0053】(実施例5)図9は、本発明の第5実施例
における立体画像表示装置の構成を示したもので、10
a、10bは空間変調素子として透過型の液晶ディスプ
レイ、11a、11bは空間変調素子10a、10bの
それぞれ裏面に位置するレンズとして焦点距離150m
mのフレネルレンズである。12a、12bは発光機能
を有する観察者像表示装置として白黒CRTであり、レ
ンズ11a、11bを挟んでそれぞれ空間変調素子10
a、10bと反対側に位置し、レンズ11a、11bよ
り距離160mmに設置する。35a、35bは照明装
置として波長850nm、950nmのLEDライトで
あり、ヘッドバンドにより観察者の頭部に取り付けられ
ており、それぞれには遮光カバー36が設けられてい
る。14a、14bは撮影装置として白黒CCDカメ
ラ、15は空間変調素子10a、10bに表示される画
像を一つに合成するためのハーフミラー、16、17は
それぞれ立体画像を観察する観察者を示す。
(Embodiment 5) FIG. 9 shows the configuration of a stereoscopic image display apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
a and 10b are transmissive liquid crystal displays as spatial modulation elements, and 11a and 11b are focal lengths of 150 m as lenses located on the back surfaces of the spatial modulation elements 10a and 10b, respectively.
m Fresnel lens. Reference numerals 12a and 12b denote black and white CRTs as observer image display devices having a light emitting function.
It is located on the opposite side to a and 10b, and is installed at a distance of 160 mm from the lenses 11a and 11b. Reference numerals 35a and 35b denote LED lights having wavelengths of 850 nm and 950 nm as illumination devices, which are attached to the observer's head by a headband, and each of them is provided with a light-shielding cover 36. Reference numerals 14a and 14b denote black and white CCD cameras as photographing devices, 15 denotes a half mirror for synthesizing images displayed on the spatial modulation elements 10a and 10b into one, and 16 and 17 denote observers who observe a stereoscopic image.

【0054】以上のように構成されたの立体画像表示装
置の動作は、基本的には図1に示した本発明の第1実施
例と同様であるため、同一箇所には同一番号を付与して
説明を省略し、異なる点のみ説明する。LEDライト3
5a、35bは観察者16、17のそれぞれの頭部に設
けられるため、それぞれの光は観察者の右顔、左顔を確
実に照らし、前記第1実施例の場合と比べて有効な照明
条件の許容範囲が広いので、観察者の移動可能領域が広
く取れる。遮光カバー36は、隣の観察者の光が他の観
察者に当たるのを防ぐために設けられている。
The operation of the stereoscopic image display apparatus constructed as described above is basically the same as that of the first embodiment of the present invention shown in FIG. Therefore, the description will be omitted, and only different points will be described. LED light 3
Since 5a and 35b are provided on the heads of the observers 16 and 17, respectively, the respective lights illuminate the right and left faces of the observer reliably, and effective lighting conditions are more effective than in the first embodiment. Is wide, so that the movable area of the observer can be widened. The light-shielding cover 36 is provided to prevent the light of an adjacent observer from irradiating another observer.

【0055】(実施例6)図10は、本発明の第6実施
例における、立体画像表示装置の内視鏡への応用構成を
示したもので、50a、50bは被写体を撮影するため
の対物レンズ、51a、51bは前記撮影された画像を
導くための光学系が内蔵された鏡筒であり、観察者の眼
の輻輳角に相当する角度をもたせて設置されている。5
2a、52bはCCDカメラ、53は本発明の第1実施
例にとして記載し図1により説明した立体画像表示装置
である。
(Embodiment 6) FIG. 10 shows an application configuration of a stereoscopic image display apparatus to an endoscope according to a sixth embodiment of the present invention. Reference numerals 50a and 50b denote objects for photographing a subject. The lenses 51a and 51b are lens barrels having a built-in optical system for guiding the photographed image, and are installed at an angle corresponding to the angle of convergence of the observer's eyes. 5
Reference numerals 2a and 52b denote CCD cameras, and 53 denotes a stereoscopic image display device described in the first embodiment of the present invention and described with reference to FIG.

【0056】以上のように構成された内視鏡装置の動作
を説明する。対物レンズ50a、50bにより撮像され
た2つの被写体の画像は、立体視用に輻輳角を備えた鏡
筒51a、51bによりそれぞれ右眼用、左眼用の画像
としてCCDカメラ52a、52bに結像され、立体内
視鏡として機能する。前記結像された2つの画像は、立
体画像表示装置53のそれぞれ液晶ディスプレイ10
a、10bに入力されて一対のステレオ画像として表示
され、本発明の第1実施例において説明した立体画像表
示装置53の機能により、多数の観察者により前記立体
内視鏡で撮像された画像の立体視が可能となる。
The operation of the endoscope apparatus configured as described above will be described. The images of the two subjects captured by the objective lenses 50a and 50b are formed on the CCD cameras 52a and 52b as images for the right and left eyes, respectively, by the lens barrels 51a and 51b having a convergence angle for stereoscopic viewing. And function as a stereoscopic endoscope. The two formed images are respectively displayed on the liquid crystal display 10 of the stereoscopic image display device 53.
a and 10b, are displayed as a pair of stereo images, and are displayed by the function of the stereoscopic image display device 53 described in the first embodiment of the present invention. Stereoscopic vision becomes possible.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上説明したように本発明の構成によれ
ば、一対のステレオ画像を用いる立体画像表示装置にお
いて、左右の振り分け機能を有する眼鏡を必要とせず、
多数の観察者が同時にしかも前記観察者が移動しても同
一の条件で立体視が可能であり、提供される画像は連続
的であるためちらつきが無い装置が実現できるため、立
体画像表示装置および立体内視鏡装置の実用化並びに用
途拡大に大きく寄与するものである。
As described above, according to the structure of the present invention, in a stereoscopic image display device using a pair of stereo images, there is no need for glasses having a function of distributing right and left, and
Even if a large number of observers move at the same time and the observer moves, stereoscopic vision is possible under the same conditions, and a provided image can be realized without flicker because continuous images are provided. This greatly contributes to the practical application of stereoscopic endoscope devices and the expansion of applications.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例1における立体画像表示装置の
構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a stereoscopic image display device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例1における立体画像表示装置の
動作説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an operation of the stereoscopic image display device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例1における立体画像表示装置に
使用するライトの発光波長分布を示す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a light emission wavelength distribution of a light used in the stereoscopic image display device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例1における立体画像表示装置に
使用する撮影装置の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a photographing device used in the stereoscopic image display device according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例1における立体画像表示装置の
動作説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating an operation of the stereoscopic image display device according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例2における立体画像表示装置の
構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram of a stereoscopic image display device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例3における立体画像表示装置の
構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a stereoscopic image display device according to a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例4における立体画像表示装置の
構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of a stereoscopic image display device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施例5における立体画像表示装置の
構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram of a stereoscopic image display device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施例6における立体画像表示装置
の構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram of a stereoscopic image display device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図11】従来の第一の例の立体画像表示装置の構成図
である。
FIG. 11 is a configuration diagram of a first conventional stereoscopic image display device.

【図12】従来の第二の例の立体画像表示装置の構成図
である。
FIG. 12 is a configuration diagram of a second conventional stereoscopic image display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10a、10b 透過型液晶ディスプレイ 11a、11b レンズ 12a、12b 白黒CRT 13a、13b LED 14a、14b 白黒CCDカメラ 15 ハーフミラー 16、17 観察者 18 差分処理装置 19 画像処理装置 27a、27b 超音波照射装置 28a、28b 超音波検出装置 29 超音波画像出力装置 30 撮像レンズ 31a、31b 干渉フィルタ 32 撮像素子 33 駆動回路 35a、35b LED 36 遮光カバー 50a、50b 対物レンズ 51a、51b 鏡筒 52a、52b CCDカメラ 53 立体画像表示装置 10a, 10b Transmission liquid crystal display 11a, 11b Lens 12a, 12b Monochrome CRT 13a, 13b LED 14a, 14b Monochrome CCD camera 15 Half mirror 16, 17 Observer 18 Difference processing device 19 Image processing device 27a, 27b Ultrasonic irradiation device 28a , 28b Ultrasonic detection device 29 Ultrasonic image output device 30 Imaging lens 31a, 31b Interference filter 32 Imaging device 33 Drive circuit 35a, 35b LED 36 Light shielding cover 50a, 50b Objective lens 51a, 51b Lens barrel 52a, 52b CCD camera 53 Stereo Image display device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 27/22 H04N 13/04 JICSTファイル(JOIS)────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 27/22 H04N 13/04 JICST file (JOIS)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ステレオ画像を表示するための光透過性
を有する一対の空間変調素子と、前記空間変調素子をそ
れぞれ裏面より照明するための一対の観察者像表示装置
と、 前記空間変調素子と前記観察者像表示装置の間に位置す
る指向性を有する一対のレンズと、前記一対の空間変調
素子に表示される画像を1つに合成するためのハーフミ
ラーと、観察者の右顔面及び左顔面を異なる2つの赤外
線波長で照明するための一対の照明装置と、前記一対の
照明装置の赤外線波長のそれぞれに対し選択的に撮像で
きる観察者を撮影するための一対の撮影装置と、を備
え、前記一対の観察者像表示装置のそれぞれは、前記
対の撮影装置によって撮影された観察者の右顔面に相当
する位置および左顔面に相当する位置に前記空間変調素
子を照明するための図形を表示させることを特徴とする
立体画像表示装置。
1. A pair of spatial modulation elements having a light transmitting property for displaying a stereo image, a pair of observer image display devices for illuminating each of the spatial modulation elements from a back surface, and the spatial modulation element. A pair of lenses having directivity positioned between the observer image display devices, a half mirror for combining images displayed on the pair of spatial modulation elements into one, a right face and a left face of the observer Two different infrared faces
A pair of illumination devices for illuminating at a line wavelength,
Selective imaging for each of the infrared wavelengths of the illuminator
And a pair of imaging devices for photographing a viewer that can, each of the pair of the observer image display device, the one
A three-dimensional image display device for displaying a figure for illuminating the spatial modulation element at a position corresponding to the right face and a position corresponding to the left face of the observer photographed by the pair of photographing devices.
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