JPH07159725A - Stereoscopic picture display device - Google Patents

Stereoscopic picture display device

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Publication number
JPH07159725A
JPH07159725A JP5304457A JP30445793A JPH07159725A JP H07159725 A JPH07159725 A JP H07159725A JP 5304457 A JP5304457 A JP 5304457A JP 30445793 A JP30445793 A JP 30445793A JP H07159725 A JPH07159725 A JP H07159725A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
observer
image
image display
display device
spatial
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5304457A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Omori
繁 大森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Terumo Corp
Original Assignee
Terumo Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Terumo Corp filed Critical Terumo Corp
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Priority to US08/309,504 priority patent/US5774261A/en
Priority to EP94402155A priority patent/EP0656730B1/en
Priority to DE69421890T priority patent/DE69421890T2/en
Priority to AT94402155T priority patent/ATE192275T1/en
Priority to EP94402154A priority patent/EP0654951B1/en
Priority to DE69424134T priority patent/DE69424134T2/en
Priority to AU10343/95A priority patent/AU1034395A/en
Priority to AU10344/95A priority patent/AU1034495A/en
Priority to PCT/JP1994/001946 priority patent/WO1995015662A1/en
Priority to PCT/JP1994/001945 priority patent/WO1995014352A1/en
Publication of JPH07159725A publication Critical patent/JPH07159725A/en
Priority to US09/008,629 priority patent/US6115058A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a stereoscopic picture display device by which spectacles for distributing pictures to right and left eyes are not required and plural observers can move including forward and backward moving, and which imposes little restriction in terms of a place where the observer stands. CONSTITUTION:The picture for a right eye and the picture for a left eye are respectively displayed on spatial modulation element 10a and 10b; and the pictures of the right and left halves of an observer's face photographed by right and left photographing devices 14a, 14b, 14c and 14d are respectively displayed on observer picture display devices 12a and 12b; then lenses 11a and 11b having directivity are used so that the picture for a right eye and the picture for a left eye which are synthesized to one by a half mirror 15 can be observed only with the observer's right eye and left eye by illuminating the pictures of the right and left halves of the observer's face. The pictures are displayed in accordance with the place where the observer stands.

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 stereoscopic image display device used for industrial, household or medical purposes.

【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, an observer wears spectacles having a function of distributing left and right to display stereo images for the right eye and the left eye which are time-divisionally displayed on an image display surface. Those that can be observed only by the right and left eyes of the observer, respectively, or a lenticular plate is attached to the image display surface, the image distribution function of the lenticular plate, a stereo image for the right eye and the left eye It is general that the above can be observed only by the right and left eyes of the observer.

【0003】図12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。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CRT63
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。
FIG. 12 shows an example of the configuration of the conventional stereoscopic image display device. Reference numeral 60 is spectacles having a left / right distribution function, 61a and 61b are liquid crystal shutters, and 62 is a liquid crystal shutter.
Is a synchronizing circuit, and 63 is a color CRT as an image display device. The operation of the stereoscopic image display device according to the first example of the related art configured as described above will be described. Color CRT 63
, The stereo images for the right eye and the left eye are alternately displayed in a time division manner. The liquid crystal shutter 61a of the spectacles 60 is opened and becomes transparent only when the right-eye stereo image is displayed, and the liquid crystal shutter 61b is opened and transmitted only when the left-eye stereo image is displayed. By controlling the open / closed state by the synchronizing circuit 62 so that the state becomes the state, the observer wearing the spectacles 60 observes only the stereo image for the right eye with the right eye and only the stereo image for the left eye with the left eye. Stereoscopic vision is performed by observing.

【0004】図13は、従来の第2の例における立体画
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。以
上のように構成された従来の第2例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7
1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。
FIG. 13 shows a structure of a stereoscopic image display device in a second conventional example. Reference numeral 71 is a lenticular plate in which a large number of cylindrical lenses are formed in stripes, and 72 is a color CRT as an image display device. is there. 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 simultaneously displayed alternately in a slit shape having a width that is approximately half the stripe width of the lenticular plate 71. The right eye of the observer is the lenticular plate 7.
Only the stereo image for the right eye displayed in the slit shape is observed through each of the cylindrical lenses 1 and the left eye similarly observes only the stereo image for the left eye displayed in the slit shape. This allows stereoscopic viewing.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら本発明者
等の検討によれば、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 by the present inventors, in the stereoscopic image display device in the first conventional example as described above, the stereo image is independent of the right and left eyes of the observer. Since eyeglasses having a left / right distribution function are indispensable for observing images, the observer feels annoyance, and the stereo image to be displayed needs to be switched between the right eye image and the left eye image in time division. Therefore, there is a problem that flicker occurs in an image, which becomes an obstacle in observing a stereoscopic image.

【0006】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。
Further, in the stereoscopic image display device of the second conventional example, since the stereoscopic image is observed through the stripe-shaped lens, the spatial tolerance of the stereoscopically visible observer is narrow and the observer moves. In this case, the image is deteriorated, and it is difficult for a large number of people to observe the image at the same time. Further, the image processing is required to display the image in a stripe shape, which makes the apparatus expensive. Had a problem.

【0007】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の例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。また、観察者が複数いて、観察
者の観察位置が前後している場合は、従来では一層実用
化の妨げとなっていた。
Further, in the medical field, when an endoscopic operation is performed, the operation is usually performed by an operator observing a plane image of the patient's abdominal cavity projected by the endoscope on a monitor. However, the monitor image in the abdominal cavity has few features because the entire abdominal cavity has a single color, and it becomes difficult to confirm the perspective of the affected area, which tends to lengthen the operation time and burden the patient and the operator. Was also great. On the other hand, when the stereoscopic image display devices of the above-described first and second conventional examples are used, left and right spectacles, flickering of images, and annoyance due to restriction of movement of an observer impede practical application. This is the current situation. Further, in the case where there are a plurality of observers and the observation positions of the observers are forward and backward, it has been a hindrance to further practical use in the past.

【0008】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、複数の観察者の前後を含む位置に依存
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 does not require spectacles having a left / right distribution function, allows a large number of people to stereoscopically view at the same time without depending on positions including front and rear of a plurality of observers, and has a flicker-free stereoscopic image. An object is to provide a display device.

【0009】[0009]

【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、観察者を撮影す
るための複数の感応特性を持つ撮影装置と、前記各撮影
装置の感応特性に対応した特性を持つ光源の対を観察者
の前後位置に応じて備え、前記一対の観察者像表示装置
のそれぞれには、前記撮影装置によって撮影された観察
者の前後位置に対応した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。
SUMMARY OF THE INVENTION The problem to be solved by the present invention is to provide, in the configuration of a stereoscopic image display device, a pair of spatial light modulators having light transmissivity for displaying a stereo image, and the spatial light modulator. A pair of observer image display devices for respectively illuminating from the back surface, a pair of lenses having directivity located between the spatial modulator and the observer image display device, and displayed on the pair of spatial modulators. A pair of a half mirror for synthesizing one image into one image, a photographing device having a plurality of sensitive characteristics for photographing an observer, and a light source having a characteristic corresponding to the sensitive characteristic of each photographing device. The position corresponding to the right and left faces corresponding to the front and back positions of the observer photographed by the photographing device is provided in each of the pair of observer image display devices. The is achieved by the three-dimensional image display apparatus characterized by displaying a graphic for illuminating the spatial modulation element.

【0010】また、ステレオ画像を時分割表示するため
の光透過性を有する空間変調素子と、前記空間素子を裏
面より証明するため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
有するレンズと、観察者を撮影するための複数の感応特
性を持つ撮影装置と、前記撮影装置の感応特性に対応し
た特性を持つ光源の対を観察者の前後位置に応じて備
え、前記観察者像表示装置には前記撮影装置によって撮
影された観察者の前後位置に対応した右顔面に相当する
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前記空間変調素子の時分割表示
に同期させて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。
Further, a light modulating spatial modulator for displaying a stereo image in a time division manner, an observer image display device for certifying the spatial element from the back side, the spatial modulator and the observer image. A pair of a directional lens positioned between the display devices, a photographing device having a plurality of sensitive characteristics for photographing the observer, and a light source having a characteristic corresponding to the sensitive characteristic of the photographing device are provided to the observer. The spatial light modulator is provided at the position corresponding to the right and left faces corresponding to the front and back positions of the observer photographed by the photographing device in the observer image display device. This is achieved by a stereoscopic image display device characterized in that a figure for illuminating is displayed in synchronism with time-divisional display of the spatial modulation element.

【0011】また、前記立体画像表示装置は、観察者の
右顔面また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。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, the stereoscopic image display device includes an infrared illuminating device for illuminating the right or left face of an observer, and the photographing device is capable of selectively picking up an image with respect to the infrared wavelength of the illuminating device. Preferably. Also,
In the stereoscopic image display device, it is preferable that the image output surface of the observer image display device is installed outside the focal length of the lens.

【0012】さらに、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。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 stereoscopic image display device, it is preferable to use a transmissive liquid crystal display or a light transmissive film as the spatial modulation element. Furthermore, in the three-dimensional image display device, it is preferable to use a lamp unit that emits infrared rays or an LED having an emission wavelength in the infrared region as an illumination device.

【0013】[0013]

【作用】本発明は、本発明の立体画像表示手段装置は、
観察者の右顔面及び左顔面を異なる波長で照明するため
の対の照明装置と、撮影装置を前後(奥行き方向)に複
数対備えるので、前後に移動する観察者および奥行をも
って集まった複数の観察者の位置に影響されることなく
映像表示を行うことができる。
The present invention provides a three-dimensional image display device according to the present invention,
Since a pair of lighting devices for illuminating the right and left faces of the observer with different wavelengths and a plurality of pairs of photographing devices in the front and rear (depth direction) are provided, the observer moving forward and backward and a plurality of observations gathered with depth It is possible to display an image without being affected by the position of the person.

【0014】更に、本発明の立体画像表示装置は、予想
する観察者の位置に順じて奥行き方向に照明装置を配列
したので、一列ではなく、奥行をもって集まった複数の
観察者に対応した映像表示をとることができる。この立
体画像表示装置において、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は、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り、空間変調素子の一
方に表示された右目用画像が裏側より照らし出されるこ
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、
この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。
Further, in the three-dimensional image display device of the present invention, the illumination devices are arranged in the depth direction in accordance with the expected position of the observer, so that the image corresponding to a plurality of observers gathered with a depth instead of one line. Display can be taken. In this stereoscopic image display device, the figure that matches the right facial image of the observer displayed on the observer image display device (right) is incident on only the periphery of the right eye of the observer through the lens having directivity, The right eye of the person sees a figure corresponding to the right facial image of the observer as a virtual image, and the image for the right eye displayed on one side of the spatial light modulator is illuminated from the back side. At this time, the left face portion of the observer image displayed on the observer image display device (right) by the lens having the directivity enters the left eye of the observer,
Since this part does not emit light, the right-eye image cannot be seen by the left eye of the observer.

【0015】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、指向性を有するレンズ
により、裏側から前記観察者像表示装置(左)に表示さ
れたその観察者の左顔面像に一致する図形のみを照明と
して照らし出され、観察者の左目は、観察者の右目は左
目用画像のみを観察することになり、これを観察できな
い。
Similarly, for the image for the left eye, the image for the left eye displayed on the other side of the spatial modulation element is displayed on the observer image display device (left) from the back side by the lens having directivity. Only the figure corresponding to the left facial image of is illuminated as illumination, and the observer's left eye observes only the image for the left eye, and the observer's right eye cannot observe it.

【0016】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。このよう
にして得られる右目用画像と左目用画像を合成する方法
としては、様々なものが考えられるが、観察者像表示措
置とレンズと空間変調素子とをそれぞれ2台づつ設け、
それぞれを独立して右目用、左目用とし、ハ−フミラー
を用いて合成させる方法、又は、観察者像表示装置の表
示と空間変調素子の表示とを同期させながら、時分割で
交互に表示する方法が好ましい。画像のちらつきが無い
という点では前者がより好ましく、部品点数が少なくて
済み装置が小型化できるという点では後者がより好まし
い。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 lens that causes a selection action to the left and right, and is preferably a convex lens or a Fresnel lens. The figure displayed on the observer image display device may be the half-face image of the face of the observer as it is, but it is more preferable to process the obtained half-face image of the observer and use a figure in which extra information around the face is deleted. . There are various possible methods for synthesizing the image for the right eye and the image for the left eye obtained in this manner, but two observer image display means, two lenses and two spatial modulation elements are provided,
Each of them is independently used for the right eye and the left eye, and is combined using a half mirror, or alternately displayed in time division while synchronizing the display of the observer image display device and the display of the spatial modulation element. The method is preferred. The former is more preferable in that there is no image flicker, and the latter is more preferable in that the number of parts is small and the device can be downsized. Further, when the observer moves, the observer's own half-plane image displayed on the observer image display device also follows, so that the above-mentioned stereoscopic viewing condition is maintained. For the same reason, even when there are a large number of observers, each observer can perform stereoscopic viewing.

【0017】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それぞれの顔半面
像を得ることができる。
Further, the present invention comprises an illuminating device for illuminating the right or left face of the observer, wherein the illumination of the illuminating device is an infrared illumination which is not recognized by the observer, and the photographing device is an infrared ray of the illuminating device. By making it possible to pick up an image selectively with respect to the wavelength, it is possible to eliminate the influence of ambient light and easily obtain a half-face image of each face of the observer without causing discomfort to the observer.

【0018】また、本発明の立体画像表示装置は、左右
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。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, the stereoscopic image display device of the present invention removes the image other than the face of the observer by subtracting the two observer images photographed by the pair of left and right photographing devices.
The influence of ambient light when the observer image display device illuminates the spatial modulation element can be eliminated. Further, the stereoscopic image display device of the present invention photographs either the right face or the left face of the observer by the photographing device and the lighting device,
One of the pair of observer image display devices displays a half-face image of the face photographed by the photographing device, and the other one displays a negative / positive inverted image of the half-face image of the face, thereby forming one photographing device. With this, it is possible to substitute the functions of two units.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、説明に
先立ち、同一出願人の先願に含まれるいくつかの例を参
考例として引用して説明する。 (参考例1)図1の参考例において、10a,10bは
空間変調素子として透過型の液晶ディスプレイ、11
a,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150mm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11
a,11bを挟んでそれぞれ空間変調素子10a,10
bと反対側に位置し、レンズ11a,11b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CCDカメラ、1
5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している。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below, but prior to the description, some examples included in prior applications of the same applicant will be described as reference examples. Reference Example 1 In the reference example of FIG. 1, 10a and 10b are transmissive liquid crystal displays as spatial modulators, and 11
Reference numerals a and 11b are Fresnel lenses having a focal length of 150 mm as lenses located on the back surfaces of the spatial modulation elements 10a and 10b, respectively. Reference numerals 12a and 12b are black and white CRTs as observer image display devices having a light emitting function, and the lens 11
a and 11b are sandwiched between the spatial modulation elements 10a and 10a, respectively.
It is located on the side opposite to b, is farther than the focal lengths of the lenses 11a and 11b, and is located 160 mm away from the lenses 11a and 11b. 13a and 13b are lighting devices,
LED lights with wavelengths of 850 nm and 950 nm,
14a and 14b are black and white CCD cameras as photographing devices,
Reference numeral 5 denotes a half mirror for synthesizing the images displayed on the spatial modulation elements 10a and 10b into one, and 16 and 17 denote observers for observing stereoscopic images.

【0020】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。図3は、LED13a,
13bの発光波長特性を示したもので、特性25aはL
ED13aの、25bはLED13bの波長分布を示
し、また26a,26bは、それぞれ白黒CCDカメラ
14a,14bの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. 2 shows a state in which the observers 16 and 17 are illuminated from the front by the LEDs 13a and 13b, and 20a and 20b indicate areas where the lights of the LEDs 13a and 13b are applied, respectively. FIG. 3 shows the LEDs 13a,
13b shows the emission wavelength characteristic of 13b, and the characteristic 25a is L
Reference numeral 25b of the ED 13a indicates the wavelength distribution of the LED 13b, and reference numerals 26a and 26b indicate regions selectively transmitted by the wavelength filters mounted on the black and white CCD cameras 14a and 14b, respectively.

【0021】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。図5は、図1に示した参考例にお
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CRT)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CRT12a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. 4 shows the black and white CCD cameras 14a and 14b.
3 is a cross-sectional view of the image pickup device, 30 is an imaging lens, 31a and 31b are interference filters as wavelength filters, and 32 is a CCD.
An image pickup device containing a chip, 33 is a drive circuit of the image pickup device,
Reference numeral 34 indicates a subject. FIG. 5 shows a state in which the observer observes his / her own face image as a virtual image in the reference example shown in FIG. 1. For the sake of clarity, an observer image display device (black and white CRT) and one lens are provided. Only a half mirror, a liquid crystal display, and another lens and an observer image display device are omitted. Reference numeral 11a is a lens, 12a is a black and white CRT, 16 and 17 are two observers for observing a stereoscopic image, and 40, 41, 42 and 43 are observation images among the observer images displayed on the screen of the monochrome CRT 12a. The area actually viewed by a person is shown.

【0022】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。
更に具体的に説明すれば、図1において、例えば、CR
T12aの右側の像(実際は右顔面)と、観察者17の
右側顔面が対応し、液晶ディスプレイ10aは右目で見
た時の映像で駆動されている。同様にCRT12bにも
観察者17の左側の目で見た左顔面の映像がバックライ
トとして表示され、液晶ディスプレイ10bは左めで見
た時の像で駆動されている。この2つの像がハーフミラ
ーで合成されるので、立体像として観察者には映る。
また、CRT12aの左側の像(実際は右顔面)と、観
察者16の右側顔面が対応し、液晶ディスプレイ10a
は右目で見た時の映像で駆動されている。同様にCRT
12bにも観察者16の左側の目で見た左顔面の映像が
バックライトとして表示され、液晶ディスプレイ10b
は左目で見た時の像で駆動され、2つの像がハーフミラ
ーで合成されるので、観察者16、17は立体像を観察
できる。
The operation of the stereoscopic image display device configured as described above will be described with reference to FIGS. 1 to 5. The stereo images observed by the observers 16 and 17 in FIG. 1 are the liquid crystal display 10b in which the right-eye image is displayed on the liquid crystal display 10a and the left-eye image is a left-right inverted mirror image.
, And the two stereo images are combined into one screen by the half mirror 15.
More specifically, in FIG. 1, for example, CR
The image on the right side of T12a (actually the right face) corresponds to the right face of the observer 17, and the liquid crystal display 10a is driven by the image when viewed by the right eye. Similarly, the left face image viewed by the left eye of the observer 17 is also displayed on the CRT 12b as a backlight, and the liquid crystal display 10b is driven by the image when viewed to the left. Since these two images are combined by the half mirror, they appear as a stereoscopic image to the observer.
Further, the image on the left side of the CRT 12a (actually the right face) corresponds to the right face of the observer 16, and the liquid crystal display 10a
Is driven by the image seen by the right eye. Similarly CRT
The image of the left face seen by the left eye of the observer 16 is also displayed on 12b as a backlight.
Is driven by the image viewed by the left eye, and the two images are combined by the half mirror, so that the viewers 16 and 17 can observe a stereoscopic image.

【0023】また、観察者16および17の前方両わき
に配置されたLED13a,13bは、図2に示したよ
うに、LED13a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、951n
m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32と撮像レンズ30の間に、それぞれ
波長850±20nm、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26a,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、CC
Dカメラ14aは、図2における領域20aだけを撮影
して白黒CRT12a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CRT
12b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16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。
As shown in FIG. 2, the LEDs 13a and 13b arranged on both sides of the front of the observers 16 and 17 are, as shown in FIG. 2, the LED 13a in the right half surface region 20a of the observers 16 and 17 and the LED 13b in the face. Observer 16
And 17 so as to illuminate the left half area 20b of the face. The emission wavelengths of the LEDs 13a and 13b are 850 nm and 951 n, respectively, as shown in FIG.
Since it has distributions 25a and 25b centered on m, and the light intensities in the overlapping regions are both half values or less, they can be used as two different wavelength light sources.
On the other hand, in the CCD cameras 14a and 14b, as shown in FIG. 4, interference filters 31a and 31b having transmission characteristics of wavelengths 850 ± 20 nm and 950 ± 20 nm are inserted between the image pickup device 32 and the image pickup lens 30, respectively. Therefore, when the subject 34 forms an image on the image sensor 32, only the portions illuminated by the wavelength regions 26a and 26b in FIG. 3 remain as an image. Therefore, according to the configuration described above, CC
The D camera 14a photographs only the area 20a in FIG. 2 and displays it on the monochrome CRT 12a, and the CCD camera 14b.
Is a black and white CRT by shooting only the area 20b in FIG.
12b can be displayed. Black and white CRT 12a,
The images of the observers 16 and 17 taken by the CCD cameras 14a and 14b are vertically inverted and displayed on the screen 12b. At this time, the face areas 20a and 20b are displayed in white and high brightness so that the black and white CRTs 12a and 12b are displayed. The brightness and contrast, and the lens diaphragms of the CCD cameras 14a and 14b are adjusted.

【0024】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16の右眼、左
眼に白黒CRT12aの画面上におけるそれぞれ領域4
0,41のみを、また観察者17の右眼、左眼に白黒C
RT12a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。従って、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
できる。この時、領域41及び43は発光しないため、
左眼には白黒CRT12a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 is installed so that the observer images displayed on the black and white CRT 12a can be observed by the observers 16 and 17 as virtual images.
By setting the distance from the black-and-white CRT 12a outside the focal length of the Fresnel lens 11a, the right and left eyes of the observer 16 are provided with the areas 4 on the screen of the black-and-white CRT 12a.
0 and 41 only, and black and white C for the right and left eyes of the observer 17
Only the regions 42 and 43 on the screen of the RT 12a can be independently observed and can be enlarged and observed with the effective diameter of the Fresnel lens 11a as a limit. Therefore, when the regions 40 and 42 are light emitting surfaces, the observer 16,
It is possible for 17 to act as an illumination having selectivity to the right eye of a size corresponding to the effective diameter of the Fresnel lens 11a. At this time, since the regions 41 and 43 do not emit light,
The light from the monochrome CRT 12a does not enter the left eye. 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.

【0025】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
右を反転させておく。
Therefore, the monochrome CRT as described above
The observers 16 and 17 in FIG.
The right half surface region 20a of the face of the
By making it correspond to the region of FIG. 5, the observers 16 and 17 observe a bright virtual image only in the right eye, and make the left half surface region 20b in FIG. 2 displayed on the monochrome CRT 12b correspond to the regions 41 and 43 in FIG. As a result, the observers 16 and 17 will observe a bright virtual image only in the left eye.
However, since the image displayed on the monochrome CRT 12b is observed through the half mirror 15 as shown in FIG.

【0026】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 by being illuminated from the back surface only for the right eyes of the observers 16 and 17, and the liquid crystal can be observed. The stereo image for the left eye displayed on the display 10b is the observer 1
Since only the left eyes of 6 and 17 are illuminated from the back side for observation, the observers 16 and 17 can observe a pair of stereo images at the same time, and stereoscopic vision is possible. Even if the observers 16 and 17 move, the LE shown in FIG.
As long as the illumination condition of D is maintained, stereoscopic viewing is possible.

【0027】なお、前記参考例においては、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 reference example, a transmissive liquid crystal display was used as the spatial modulation element, but the spatial modulation element may be any one that has optical transparency and can display a stereo image. It may be a recorded film. Further, the LED used as the light may be one that can emit two different wavelengths in the infrared wavelength region, and may be, for example, a halogen lamp equipped with a wavelength filter to limit the emission wavelength band.

【0028】(参考例2)図6は、本発明の参考例2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影響ディスプ
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。
Reference Example 2 FIG. 6 shows the configuration of a stereoscopic image display device according to Reference Example 2 of the present invention.
a and 10b are transmissive type influence displays as spatial modulation elements, and 11a and 11b are focal lengths of 150 m as lenses located on the back surface of the spatial modulation elements 10a and 10b, respectively.
m Fresnel lens. Reference numerals 12a and 12b are black and white CRTs as observer image display devices having a light emitting function, and the spatial modulation element 10 is sandwiched between the lenses 11a and 11b.
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 illuminators having LEs with wavelengths of 850 nm and 950 nm, respectively.
D light, 14a, 14b are black and white CCD as a photographing device
The camera, 15 is a half mirror for combining the images displayed on the spatial modulation elements 10a, 10b into one, 16, 1
Reference numeral 7 denotes an observer who observes a stereoscopic image, and 18 denotes a difference processing device.

【0029】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に示した参考例1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14a,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,12b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16,17の背景
等の本立体画像表示装置の構成上必要な映像を除去する
ことができる。
Since the operation of the stereoscopic image display device configured as described above is basically the same as that of the reference example 1 shown in FIG. 1, the same parts are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. Only different points will be described. The video signals of the facial images of the observers 16 and 17 which are separately captured by the cameras 14a and 14b are input to the difference processing device 18 and are subtracted from each other, and then output to the black and white CRTs 12a and 12b, respectively. Since the common part in the two images is canceled by the difference processing described above, it is possible to remove the image necessary for the configuration of the stereoscopic image display device such as the background of the observers 16 and 17.

【0030】(参考例3)図7は、本発明の参考例3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影響ディスプ
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。
Reference Example 3 FIG. 7 shows the configuration of a stereoscopic image display device according to Reference Example 3 of the present invention.
a and 10b are transmissive type influence displays as spatial modulation elements, and 11a and 11b are focal lengths of 150 m as lenses located on the back surface of the spatial modulation elements 10a and 10b, respectively.
m Fresnel lens. Reference numerals 12a and 12b are black and white CRTs as observer image display devices having a light emitting function, and the spatial modulation element 10 is sandwiched between the lenses 11a and 11b.
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 illuminating device, 14 is a black and white CCD camera as a photographing device, 15 is a half mirror for combining the images displayed on the spatial modulation elements 10a and 10b into one,
16 and 17 are observers for observing stereoscopic images, and 19
Indicates an image processing apparatus. 44a and 44b are monochrome CRT1
2a is a right facial image of the observers 16 and 17 displayed on 2a,
It is a light emitting portion of the black and white CRT 12a.

【0031】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に示した参考例と同様である
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CRT12bには44
a,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、LED
ライトおよびCCDカメラは1台づつあれば良い。
Since the operation of the stereoscopic image display device constructed as described above is basically the same as that of the reference example shown in FIG. 1, the same parts are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
Only different points will be described. The video signals of the right facial images of the observers 16 and 17 picked up by the camera 14 are input to the image processing device 19, and the images 44a and 44b as they are are displayed on the monochrome CRT 12a and 44 on the monochrome CRT 12b.
The mirror image of the figure corresponding to the light emitting portion except the portions a and 44b, that is, the mirror image of the right facial image which has been negative / positive inverted by the image processing device 19 is displayed. In this case, the LED
One light and one CCD camera are enough.

【0032】(実施例1)図8は、本発明の実施例1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を狭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、13
c、13dは照明装置としてそれぞれ波長900nm、
850nm、950nm、800nmのLEDライト、
14a、14b、14c、14d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
示手段される画像を一つに合成するためハーフミラー、
1、2、3はそれぞれ立体画像を観察する観察者、80
a、80bは信号処理回路を示す。
(Embodiment 1) FIG. 8 shows the structure of a stereoscopic image display apparatus according to Embodiment 1 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 surface of the spatial modulation elements 10a and 10b, respectively.
m Fresnel lens. Reference numerals 12a and 12b are black-and-white CRTs as observer image display devices having a light emitting function, and the spatial modulation element 10 is formed by narrowing the lenses 11a and 11b.
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, 13b, 13
c and 13d have wavelengths of 900 nm as illumination devices,
850nm, 950nm, 800nm LED lights,
Reference numerals 14a, 14b, 14c and 14d are black and white CCD cameras as image capturing devices, 15 is a half mirror for combining images displayed on the spatial modulation elements 10a and 10b into one,
Reference numerals 1, 2, and 3 are observers who observe stereoscopic images, respectively.
Reference numerals a and 80b denote signal processing circuits.

【0033】ここで、LED13aとLED13bは主
として前方に位置する観察者1と2を照合し、LED1
3cとLED13dは主として後方に位置する観察者3
を照らす様に設置する。白黒CCDカメラ14a、14
b、14c、14dには、それぞれ透過波長900±1
0nm、850±10nm、950±10nm、800
±10nmの波長フィルタを装着し、それぞれLED1
3a、13b、13c、13dから照らされた観察者の
顔面像のみ撮影する。撮像された観察者1、2または3
の顔面像の映像信号は、信号処理回路80aまたは80
bに入る。信号処理緒回路80a(または80b)は、
白黒CCDカメラ14a(または14b)で撮影した観
察者像(ここでは1と2)と、白黒CCDカメラ14a
(または14b)で撮影した観察者像(ここでは3)と
を、白黒CRT12a(または12b)画面上に重ね
て、もしくは区分けして映すための処理を行う。ここ
で、区分けの方法は、観察者の前後位置(奥行き、方
向)に応じて右(または左)顔面のみが選択的に照明さ
れるために必要となるLEDの照射区域に対応させる。
Here, the LED 13a and the LED 13b mainly collate the observers 1 and 2 located in the front,
3c and the LED 13d are mainly located in the rear of the observer 3
It is installed so that it illuminates. Black and white CCD cameras 14a, 14
b, 14c and 14d have transmission wavelengths of 900 ± 1
0 nm, 850 ± 10 nm, 950 ± 10 nm, 800
Equipped with a wavelength filter of ± 10 nm, each LED1
Only the face image of the observer illuminated from 3a, 13b, 13c, 13d is captured. Observer 1, 2 or 3 imaged
The video signal of the facial image of the
Enter b. The signal processing circuit 80a (or 80b) is
An observer image (here, 1 and 2) taken by the black and white CCD camera 14a (or 14b) and the black and white CCD camera 14a
(Or 14b) and the observer image (here, 3) photographed are superimposed or divided on the monochrome CRT 12a (or 12b) screen to be displayed. Here, the classification method corresponds to the irradiation area of the LED necessary for selectively illuminating only the right (or left) face according to the front-back position (depth, direction) of the observer.

【0034】すなわち、LEDライト13aにより照射
された観察者1、2の右顔面がCCDカメラ14aで撮
影される。LEDライト13bにより照射された観察者
1、2の左顔面がCCDカメラ14bで撮影される。ま
た、LEDライト13cで照射観察者3の右顔面がCC
Dカメラ14cにより撮影される。同様に、LEDライ
ト13dで照射される観察者3の左顔面がCCDカメラ
14dにより撮影される。したがって、観察者の右顔面
の撮影像は信号処理回路80a,観察者の左顔面の撮影
像は信号処理回路80bに与えられる。
That is, the right face of the viewers 1 and 2 illuminated by the LED light 13a is photographed by the CCD camera 14a. The left face of the viewers 1 and 2 illuminated by the LED light 13b is photographed by the CCD camera 14b. In addition, the right side of the irradiation observer 3 is CCed by the LED light 13c.
The image is taken by the D camera 14c. Similarly, the left face of the observer 3 illuminated by the LED light 13d is photographed by the CCD camera 14d. Therefore, the photographed image of the right face of the observer is given to the signal processing circuit 80a, and the photographed image of the left face of the observer is given to the signal processing circuit 80b.

【0035】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に示した参考例と同様である
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。この例では、観察者1−3のう
ち、前側の観察者1及び2は、LED13aとLED1
3bにより照射される。後ろ側の観察者は、LED13
c、LED13dにより照射される。この例で示す様
に、観察者の奥行の拡がりに応じて、広範囲に照射でき
るようLEDが奥行きをもって設置されているので、深
さごとに光量がほぼ等しくなるので、観察者の移動範囲
が広がり、多くの観察者が参加できる。
Since the operation of the stereoscopic image display device configured as described above is basically the same as that of the reference example shown in FIG. 1, the same parts are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
Only different points will be described. In this example, among the observers 1-3, the observers 1 and 2 on the front side have the LED 13a and the LED 1
Illuminated by 3b. The observer on the back side is the LED 13
It is illuminated by the LED 13d. As shown in this example, the LEDs are installed with a depth so that they can illuminate a wide area according to the depth of the observer's depth. , Many observers can participate.

【0036】この実施例では、4つの特性を持つLED
を使用し、これらの特性に対応させるために4つの撮影
装置を設けたが、1台のカメラで複数の周波数帯域を分
解して撮影できるカメラを使用できる場合は撮影装置は
1台でたりる。本実施例に対し、参考例2で示したよう
な観察者像表示装置に表示される左右の顔半面像の差分
処理を行うものや、参考例3で示したようなCCDカメ
ラを1台にして観察者の顔半面のみを撮影し、一方に該
顔半面像、他方にエガ・ポジ反転像を表示するものを適
用することが可能であることは言うまでもない。
In this embodiment, an LED having four characteristics
I used four cameras and provided four image capturing devices to deal with these characteristics. However, if a camera that can decompose multiple frequency bands with a single camera can be used, there is only one image capturing device. . In contrast to the present embodiment, one for performing difference processing of the left and right half-face images displayed on the observer image display device as shown in Reference Example 2 and one CCD camera as shown in Reference Example 3 are used. It is needless to say that it is possible to apply an image in which only the half face of the observer is photographed, and the half face image is displayed on one side and the Ega-positive inverted image is displayed on the other side.

【0037】(実施例2)図9は、本発明の第2実施例
の立体画像表示装置を示したものである。この実施例の
特徴は、図8の観察者撮影部200によって観察者を撮
影する。観察者1〜3の右顔面の画像、左顔面の画像を
交互に白黒CRT12に表示し、これと同期した時分割
をもって空間変調素子10を右目画像、左目画像で駆動
し、観察者にステレオ画像を観察させるところにある。
次に、上述した実施例1との相違点を中心にこの実施例
の構成、動作を説明する。
(Second Embodiment) FIG. 9 shows a stereoscopic image display apparatus according to a second embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that the observer photographing unit 200 of FIG. 8 photographs the observer. Images of the right and left faces of the observers 1 to 3 are alternately displayed on the black and white CRT 12, and the spatial modulation element 10 is driven by the right eye image and the left eye image in time division in synchronization with this, and a stereo image is presented to the observer. Is to be observed.
Next, the configuration and operation of this embodiment will be described focusing on the differences from the above-described first embodiment.

【0038】図9において、10は空間変調素子として
の透過型の液晶ディスプレイであり、この実施例では、
1個の空間変調素子のみを使用する。11は空間変調素
子10の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。12は発光機能を有する観
察者像表示装置としての1台の白黒CRTであり、レン
ズ11を狭んでそれぞれ空間変調素子10と反対側に位
置し、レンズ11より距離160mmに設置する。21
0は同期及び画像処理回路であり、220はステレオ画
像出力装置である。
In FIG. 9, 10 is a transmissive liquid crystal display as a spatial modulation element, and in this embodiment,
Only one spatial modulator is used. Reference numeral 11 denotes a lens located on the back surface of the spatial light modulator 10 and has a focal length of 150 m.
m Fresnel lens. Reference numeral 12 denotes one black and white CRT as an observer image display device having a light emitting function, which is located on the opposite side of the spatial modulation element 10 with the lens 11 narrowed and is installed at a distance of 160 mm from the lens 11. 21
Reference numeral 0 is a synchronization and image processing circuit, and 220 is a stereo image output device.

【0039】同期及び画像処理回路210の機能ブロッ
ク図を示す図10において、撮影部200から出力され
る右顔面画像14a,14cと左顔面画像14b,14
dより、観察者像を信号処理回路80a,80bから得
る。また、ステレオ画像出力装置220から右目画像2
22、左目画像224を時分割回路212に与える。時
分割回路212には、信号処理回路80a,80bの出
力も与えられている。時分割回路212は、右顔面像8
0a側を選択して、これをバックライトとして白黒CR
T12に表示する。このとき、右目画像222を選択し
て空間変調素子10に出力する。一方、左顔面像80b
側を選択して、これをバックライトとして白黒CRT1
2に表示し、左目画像224を選択して空間変調素子1
0に出力する。したがって、各観察者には立体画像が提
供される。
In FIG. 10, which is a functional block diagram of the synchronization and image processing circuit 210, the right facial images 14a and 14c and the left facial images 14b and 14 output from the photographing unit 200 are shown.
From d, observer images are obtained from the signal processing circuits 80a and 80b. In addition, the right-eye image 2 from the stereo image output device 220
22 and the left-eye image 224 are given to the time division circuit 212. The outputs of the signal processing circuits 80a and 80b are also given to the time division circuit 212. The time division circuit 212 uses the right facial image 8
Select the 0a side and use this as a backlight for monochrome CR
Display at T12. At this time, the right-eye image 222 is selected and output to the spatial modulation element 10. On the other hand, the left facial image 80b
Select the side and use this as a backlight for monochrome CRT1
2, the left eye image 224 is selected and the spatial modulation element 1 is displayed.
Output to 0. Therefore, a stereoscopic image is provided to each observer.

【0040】(実施例4)図11は、図6に示す本発明
の第1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、
観察者の目の輻輳角に相当する角度をもたせて設置され
ている。52a、52bはCCDカメラ、53は本発明
の第1実施例として記載し、図6により説明した立体画
像表示装置である。
(Embodiment 4) FIG. 11 shows an application configuration of the stereoscopic image display device to an endoscope in the first embodiment of the present invention shown in FIG. Objective lenses 51a and 51b are lens barrels having a built-in optical system for guiding the photographed image,
It is installed at an angle corresponding to the vergence angle of the observer's eyes. Reference numerals 52a and 52b are CCD cameras, and 53 is the stereoscopic image display device described as the first embodiment of the present invention and described with reference to FIG.

【0041】以上の様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によりそれぞれ右目用、左目用の画像と
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10a、
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 device 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 eye and the left eye by the lens barrels 51a and 51b having a convergence angle for stereoscopic vision, respectively. Functions as a stereoscopic endoscope. The two formed images are the liquid crystal display 10a of the stereoscopic image display device 53,
10b is input and displayed as a pair of stereo images, and by the function of the stereoscopic image display device 53 described in the first embodiment of the present invention, stereoscopic viewing of images captured by the stereoscopic endoscope by a large number of observers. Is possible.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように本発明の構成によれ
ば、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対の照明装置をさらに異なる波長
を用い前後に複数対を備え、各照明に対応する撮影装置
は前記各照明措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
こと無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、前後に位置する複数の観察者に対して対応
する映像表示手段が可能となる。
As described above, according to the configuration of the present invention, a pair of illuminating devices for illuminating the right and left faces of an observer with infrared rays of two different wavelengths are used before and after using different wavelengths. The imaging device having a plurality of pairs and corresponding to each illumination is provided with a wavelength filter that selectively transmits each of the infrared wavelengths of each of the illumination measures, thereby eliminating the influence of light or disturbance light on the other side, and observing. The right facial image and the left facial image of the observer can be easily obtained without giving discomfort to the observer, and the image display means corresponding to the plurality of observers positioned in front and behind can be provided.

【0043】従って、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。
Therefore, it is possible to perform stereoscopic viewing under the same conditions for a large number of observers at the same time and even if the observers move, without the need for eyeglasses having the function of sorting left and right. Therefore, an apparatus without flicker can be realized, which greatly contributes to the practical application and expansion of applications of the stereoscopic image display apparatus and the stereoscopic endoscope apparatus.

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

【図1】本発明の参考例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 reference example of the present invention.

【図2】本発明の参考例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 operation explanatory diagram of the stereoscopic image display device in Reference Example 1 of the present invention.

【図3】本発明の参考例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 in Reference Example 1 of the present invention.

【図4】本発明の参考例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 for a stereoscopic image display device in Reference Example 1 of the present invention.

【図5】本発明の参考例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 operation explanatory diagram of the stereoscopic image display device in Reference Example 1 of the present invention.

【図6】本発明の参考例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 reference example of the present invention.

【図7】本発明の参考例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 reference example of the present invention.

【図8】本発明の参考例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 reference example of the present invention.

【図9】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. 9 is a configuration diagram of a stereoscopic image display device according to a second embodiment of the present invention.

【図10】同期及び画像処理回路の機能ブロック図であ
る。
FIG. 10 is a functional block diagram of a synchronization and image processing circuit.

【図11】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. 11 is a configuration diagram of a stereoscopic image display device according to a third embodiment of the present invention.

【図12】従来の第一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 conventional first example stereoscopic image display device.

【図13】従来の第二の例の立体画像表示装置の構成図
である。
FIG. 13 is a configuration diagram of a stereoscopic image display device of a second conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2,3,16,17 観察者 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,13c,13d,LED 14a,14b,14c,14d,白黒CCDカメラ 15 ハーフミラー 18 差分処理装置 19 画像処理装置 30 撮像レンズ 31a,31b 干渉フィルタ 32 撮像素子 33 駆動回路 80a,80b 信号処理回路 1, 2, 3, 16, 17 Observers 10a, 10b Transmissive liquid crystal displays 11a, 11b Lenses 12a, 12b Monochrome CRT 13a, 13b, 13c, 13d, LEDs 14a, 14b, 14c, 14d, Monochrome CCD camera 15 Half mirror 18 Difference Processing Device 19 Image Processing Device 30 Imaging Lens 31a, 31b Interference Filter 32 Imaging Device 33 Drive Circuit 80a, 80b Signal Processing Circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[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、観察者を撮影するための複数の感応特性を
持つ撮影装置と、前記各撮影装置の感応特性に対応した
特性を持つ光源の対を観察者の前後位置に応じて備え、
前記一対の観察者像表示装置のそれぞれには、前記撮影
装置によって撮影された観察者の前後位置に対応した右
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 light-transmitting spatial modulators for displaying a stereo image, a pair of observer image display devices for illuminating the spatial modulators from their respective back surfaces, and the spatial modulators. A pair of lenses having directivity positioned between the observer image display devices, a half mirror for combining the images displayed on the pair of spatial modulation elements into one, and a photographer for photographing the observer. A pair of photographing devices having a plurality of sensitive characteristics and a light source having a characteristic corresponding to the sensitive characteristics of each of the photographing devices is provided according to the front-back position of the observer,
In order to illuminate the spatial modulator on each of the pair of observer image display devices, a position corresponding to the right face and a position corresponding to the left face corresponding to the front-back position of the observer photographed by the photographing device. A stereoscopic image display device characterized by displaying the figure.
【請求項2】 ステレオ画像を時分割表示するための光
透過性を有する空間変調素子と、前記空間素子を裏面よ
り証明するため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
るレンズと、観察者を撮影するための複数の感応特性を
持つ撮影装置と、前記撮影装置の感応特性に対応した特
性を持つ光源の対を観察者の前後位置に応じて備え、前
記観察者像表示装置には前記撮影装置によって撮影され
た観察者の前後位置に対応した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
するための図形を前記空間変調素子の時分割表示に同期
させて表示させることを特徴とする立体画像表示装置。
2. A spatial modulation element having a light-transmitting property for displaying a stereo image in a time division manner, an observer image display device for certifying the spatial element from the back side, the spatial modulation element and the observer image. A pair of a directional lens positioned between the display devices, a photographing device having a plurality of sensitive characteristics for photographing the observer, and a light source having a characteristic corresponding to the sensitive characteristic of the photographing device are provided to the observer. The spatial light modulator is provided at the position corresponding to the right and left faces corresponding to the front and back positions of the observer photographed by the photographing device in the observer image display device. A stereoscopic image display device, wherein a figure for illuminating is displayed in synchronization with time-divisional display of the spatial modulation element.
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