JPH07159726A - Stereoscopic picture display device - Google Patents

Stereoscopic picture display device

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Publication number
JPH07159726A
JPH07159726A JP5304458A JP30445893A JPH07159726A JP H07159726 A JPH07159726 A JP H07159726A JP 5304458 A JP5304458 A JP 5304458A JP 30445893 A JP30445893 A JP 30445893A JP H07159726 A JPH07159726 A JP H07159726A
Authority
JP
Japan
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display device
image
observer
illumination
graphic display
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5304458A
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
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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 JPH07159726A publication Critical patent/JPH07159726A/en
Priority to US09/008,629 priority patent/US6115058A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a stereoscopic picture display device which does not require spectacles having action for distributing pictures to right and left eyes in order to display the stereoscopic picture, where flickering does not occur because time-division display is not performed and only one photographing device is used, and by which a burden imposed on the observer is lightened. CONSTITUTION:The faces of observers 16 and 17 irradiated are photographed by using one photographing device 14 and one illuminating device 13. The positions of the photographed face pictures of the observers 16 and 17 are detected by a light spot coordinate detector 82 and transmitted to a picture output device 81. According to signals transmitted from the device 81, a backlight having a right and left selecting function for the observers 16 and 17 and graphics are displayed in order to illuminate spatial modulation elements 10a and 10b on the face of the observer detected by the detector 82 on an illuminating graphic display device.

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10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. 10 shows an example of the configuration of the conventional stereoscopic image display device. Reference numeral 60 denotes spectacles having a left / right distribution function, 61a and 61b liquid crystal shutters, and 62.
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11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の例立体画像表示装置
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. 11 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 conventional second example 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。
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 above-mentioned conventional first and second stereoscopic image display devices are used, left and right spectacles, flickering of images, annoyance due to the limitation of movement of the observer, and the like hinder practical application. Is the current situation.

【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、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 glasses having a function of sorting left and right, allows a large number of people to stereoscopically view at the same time without depending on the position of an observer, and has a flicker-free screen. The purpose is to

【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、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照明用図形表示装置と、前記
空間変調素子と前記照明用図形表示装置の間に位置し前
記照明用図形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、観察の位置を検出する位置検出手段と、検出された
位置に従い前記照明用図形表示装置の点灯位置を制御す
る制御手段と、この制御手段により前記照明用図形表示
装置の点灯位置を制御することにより、前記一対の照明
用図形表示装置に観察者の右顔面に相当する位置及び左
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。
The problem to be solved by the present invention is to provide a pair of light-transmitting spatial modulators for displaying a stereo image, and a pair for illuminating the spatial modulators from the back side, respectively. Illumination graphic display device, a pair of lenses positioned between the spatial modulation element and the illumination graphic display device and having directivity for enlarging the display portion of the illumination graphic display device, and the pair of lenses. A half mirror for combining images displayed on the spatial light modulator into one, a position detecting means for detecting an observation position, and a control means for controlling a lighting position of the illumination graphic display device according to the detected position. And a position corresponding to the observer's right face and left face in the pair of illumination graphic display devices by controlling the lighting position of the illumination graphic display device by this control means. The is achieved by the three-dimensional image display apparatus characterized by displaying a graphic for illuminating the spatial modulation element.

【0010】また、他の課題は、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
空間変調素子を裏面より照明するための照明用図形表示
装置と、前記空間変調素子と前記照明用図形表示装置の
間に位置し前記照明用図形表示装置の表示部分を拡大す
るための指向性を有するレンズと、観察者の顔面の位置
を検出する位置検出器と、前記位置検出器によって検出
された観察者の位置に基づいて左目用、右目用の照明図
形を時分割で表示するように前記照明用図形表示装置を
駆動する制御手段とを備え、前記制御手段による駆動は
前記空間変調素子の時分割表示に同期させることを特徴
とする立体画像表示装置によって達成される。
Another object is to provide a spatial light modulator having a light-transmitting property for time-divisionally displaying a stereo image, an illumination graphic display device for illuminating the spatial light modulator from the back surface, and the spatial modulation. A lens having a directivity for enlarging the display portion of the illumination graphic display device, which is located between the element and the illumination graphic display device, a position detector for detecting the position of the face of the observer, and the position Based on the position of the observer detected by the detector, for the left eye, comprising a control means for driving the illumination graphic display device so as to display the illumination graphic for the right eye in time division, the drive by the control means The present invention is achieved by a stereoscopic image display device characterized by synchronizing with time-divisional display of the spatial light modulator.

【0011】ここで、位置検出手段は、前記撮影装置に
よって撮影された観察者像を表示するディスプレイと、
前記ディスプレイに表示された観察者の顔画像を光点と
して位置座標を検出するものであることが好ましい。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。
Here, the position detecting means includes a display for displaying an observer image photographed by the photographing device,
It is preferable to detect the position coordinates by using the face image of the observer displayed on the display as a light spot. Further, the stereoscopic image display device may include an infrared illumination device for illuminating the right face or the left face of an observer, and the imaging device may be capable of selectively capturing an infrared wavelength of the illumination device. preferable.

【0012】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。また、前記立体画像表示装置においては、前記照
明用図形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 is provided with a pair of illuminating devices for illuminating the right face and the left face of an observer with two different wavelengths, and the photographing device has an infrared wavelength of the pair of illuminating devices. It is preferable to use a pair of image pickup devices provided with wavelength filters that can selectively pass through each. In the stereoscopic image display device, it is preferable that the image output surface of the illumination graphic display device is installed outside the focal length of the lens.

【0013】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。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.

【0014】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。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、前記一対の照明用図形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 stereoscopic image display device,
A pair of lens barrels for photographing a subject image to be stereoscopically viewed from two directions, and an endoscope including a pair of image pickup devices for converting the obtained pair of subject images into electric signals, respectively. The image obtained by the image pickup device can be displayed on the stereoscopic image display device. Also,
In the three-dimensional image display device, the detection device for detecting the position of the observer detects the position of the observer using ultrasonic waves having one or two or more different frequencies, and detects the position of the observer. The graphic display device may display a graphic to illuminate the spatial modulator at positions corresponding to the left and right faces of the observer.

【0015】[0015]

【作用】本発明は前記の構成により、1台の前記撮影装
置及び1台の照明装置によって照射される観察者の顔画
像を撮影することにより、顔面の位置情報を検出し、こ
の位置情報からを空間変調素子を照明するバックライト
を作り出せる立体画像表示装置を提供できる。
According to the present invention, with the above structure, the face position information of the face is detected by photographing the face image of the observer illuminated by the one photographing device and the one illuminating device, and from this position information. It is possible to provide a stereoscopic image display device capable of creating a backlight that illuminates the spatial modulation element.

【0016】また更に、時分割技術を用いて、空間変調
素子に左目、右目用の画像を交互に表示させ、この左右
の表示にタイミングを合わせて、バックライトの左右を
選択すれば、空間変調素子レンズ、照明用図形表示装置
も1個とすることができる立体画像表示装置を提供でき
る。この立体画像表示装置において、照明用図形表示装
置(右)に表示された図形は、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
右目は該図形を虚像として見ることになり、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照明用図形表示装
置(右)に表示された前記図形の左側の部分が入射する
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。 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照明用
図形表示装置(左)に表示された図形のみを照明として
照らし出され、観察者の左目は左目用画像のみを観察
し、これは右目では観察できない。
Still further, by using the time division technique, images for the left eye and the right eye are alternately displayed on the spatial modulation element, and the left and right of the backlight are selected in synchronism with the display on the left and right. It is possible to provide a stereoscopic image display device in which the number of element lenses and the illumination graphic display device can be one. In this stereoscopic image display device, the figure displayed on the illumination graphic display device (right) is incident only on the periphery of the observer's right eye through the lens having directivity, so that the observer's right eye sees the figure as a virtual image. As a result, 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 side of the graphic displayed on the illumination graphic display device (right) by the lens having the directivity is incident on the left eye of the observer, but this part emits light. Since it does not exist, the image for the right eye cannot be seen by the left eye of the observer. Similarly, for the left-eye image, the left-eye image displayed on the other side of the spatial modulation element illuminates only the figure displayed on the illumination graphic display device (left) from the back side by the lens having directivity as illumination. The left eye of the observer observes only the image for the left eye, which cannot be observed by the right eye.

【0017】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。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、照明用図形表示装置とレン
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、ハーフミラーを用いて
合成させる方法、又は、照明用図形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照明用図形表示装置に表
示された図形も追従するため、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. As a method of synthesizing the image for the right eye and the image for the left eye obtained in this way,
Various methods are conceivable, but a method in which two lighting graphic display devices, two lenses, and two spatial modulation elements are provided, and each is independently used for the right eye and the left eye, and is combined using a half mirror, or A method of alternately displaying in time division while synchronizing the display of the illumination graphic display device and the display of the spatial modulation element is preferable. The former is more preferable in that there is no flicker in the image, and the number of parts is small,
The latter is more preferable in that the device can be downsized.
Further, when the observer moves, the graphic displayed on the lighting graphic display device also follows, so that the stereoscopic condition described above is maintained. For the same reason, even when there are a large number of observers, each observer can perform stereoscopic viewing.

【0018】また本発明は、観察者の顔面を照明するた
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面像を得ることができる。
The present invention further comprises an illuminating device for illuminating the face of the observer, the illumination of the illuminating device is infrared illumination that is not recognized by the observer, and the photographing device selects the infrared wavelength of the illuminating device. The effect of ambient light can be eliminated by making it possible to obtain an image of the face of the observer easily without giving discomfort to the observer.

【0019】[0019]

【実施例】以下、本発明の一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、引用にして説明する。 (参考例1)同一出願人の先願に含まれる図1を参考例
として、引用にして説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below. Prior to the description, some examples included in the prior application of the same applicant will be cited and described as reference examples. Reference Example 1 FIG. 1 included in the prior application of the same applicant will be described as a reference example with reference to FIG.

【0020】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照
明用図形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。 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。
In the reference example of FIG. 1, 10a and 10b are transmissive liquid crystal displays as spatial modulation elements, 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 illumination graphic 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. Figure 2
The situation where the observers 16 and 17 are illuminated from the front by the LEDs 13a and 13b is shown. Reference numerals 20a and 20b indicate areas illuminated by the lights of the LEDs 13a and 13b, respectively.

【0021】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。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. 3 shows the emission wavelength characteristics of the LEDs 13a and 13b.
5b shows the wavelength distribution of the LED 13b, and 26a, 2
Reference numeral 6b indicates a region selectively transmitted by the wavelength filters mounted on the black and white CCD cameras 14a and 14b, respectively. FIG. 4 is a sectional view of the black and white CCD cameras 14a and 14b, 30 is an image pickup lens, 31a and 31b are interference filters as wavelength filters, 32 is an image pickup device containing a CCD chip, and 33 is a drive circuit for the image pickup device. , 34 denote subjects.

【0022】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、照明用図形表示装置(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台のレンズ及び照
明用図形表示装置は省略してある。11aはレンズ、1
2a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CR
T12a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 facial image as a virtual image in the reference example shown in FIG. 1. For the sake of clarity, an illumination graphic display device (black and white CRT) and lens are shown. Are shown one by one, and a half mirror, a liquid crystal display, and another lens and an illumination graphic display device are omitted. 11a is a lens, 1
2a is a black and white CRT, 16 and 17 are two observers who observe stereoscopic images, and 40, 41, 42 and 43 are black and white CRs.
The region actually observed by the observer in the observer image displayed on the screen of T12a is shown.

【0023】以上の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1
5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、CRT12a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は右目で見るための映像で駆動
されている。同様にCRT12bにも観察者17の左顔
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は左目で見るため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。
The operation of the above stereoscopic image display device will be described with reference to FIGS. The stereoscopic images observed by the viewers 16 and 17 in FIG. 1 are displayed continuously on the liquid crystal display 10b with the right-eye image on the liquid crystal display 10a and the left-eye image on the liquid crystal display 10b in a mirror image with left and right reversed. , The two stereo images are half mirror 1
5 are combined into one screen. More specifically, in FIG. 1, for example, the image on the right side of the CRT 12a (actually the right face) and the right face of the observer 17 correspond,
The liquid crystal display 10a is driven by an image for the right eye to see. Similarly, an image of the left face of the observer 17 is also displayed on the CRT 12b as a backlight, and the liquid crystal display 10b is driven by an image for the left eye to see. Since these two images are combined by the half mirror, they appear as a stereoscopic image to the observer.

【0024】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は右目で見るための映像で駆動されてい
る。同様にCRT12bにも観察者16の左顔面の映像
がバックライトとして表示され、液晶ディスプレイ10
bは左目で見るための像で駆動され、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。 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1
6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、951
nm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。
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 an image for the right eye to see. Similarly, an image of the left face of the observer 16 is displayed on the CRT 12b as a backlight, and the liquid crystal display 10
Since b is driven by the image for viewing with the left eye and the two images are combined by the half mirror, the observers 16 and 17 can observe a stereoscopic image. Further, 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 is the area 20a on the right half face of the observers 16 and 17 and the LED 13b is the observer 1.
Position 6 and 17 to illuminate the left half area 20b of the face. The emission wavelengths of the LEDs 13a and 13b are 850 nm and 951 respectively, as shown in FIG.
Since it has distributions 25a and 25b centered at nm 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.

【0025】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。このため、
領域40及び42が発光面である場合には、観察者1
6,17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. For this reason,
If the regions 40 and 42 are light emitting surfaces, the observer 1
6 and 17, it is possible to act as illumination having selectivity to the right eye having 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 left eye does not receive light from the monochrome CRT 12a.
The operation of the Fresnel lens 11a described above is the same as that of the Fresnel lens 11b.
The light coming from only enters the left eye.

【0026】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.

【0027】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.

【0028】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。
Although a transmissive liquid crystal display is used as the spatial modulation element in the above-mentioned reference example, the spatial modulation element may be any one having optical transparency and capable of displaying 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.

【0029】(実施例1)図6は、本発明の実施例4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
を有する照明用図形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1
0a,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、
81は画像出力装置を示す。82は光点座標検出器であ
り、前記白黒CCDカメラ14により撮影された顔画像
が白黒液晶ディスプレイ83に表示された画像より、該
画像を光点としてその位置座標を検出し、画像出力装置
81へ送る。白黒CRT12aに表示された図形44
a,44bは観察者16,17にとり右目用に働くバッ
クライトであり、白黒CRT12aの発光部分である。
(Embodiment 1) FIG. 6 shows the structure of a stereoscopic image display apparatus according to Embodiment 4 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 illumination graphic display devices having a light emitting function.
Spatial modulation element 1 sandwiching lenses 11a and 11b, respectively
Located on the opposite side of 0a and 10b, the lenses 11a and 11b
Install at a distance of 160 mm. 13 is an LED light having a wavelength of 850 nm as an illuminating device, 14 is a black and white CCD camera as an imaging device, and 15 is spatial modulation elements 10a and 10b.
Half mirrors for synthesizing the images displayed in 1), 16 and 17 are observers for observing stereoscopic images,
Reference numeral 81 represents an image output device. Reference numeral 82 denotes a light spot coordinate detector, which detects the position coordinates of the face image captured by the monochrome CCD camera 14 from the image displayed on the monochrome liquid crystal display 83 using the image as a light spot, and outputs the image output device 81. Send to. Figure 44 displayed on the black and white CRT 12a
Reference numerals a and 44b are backlights for the right eye of the observers 16 and 17, and are light emitting portions of the black and white CRT 12a.

【0030】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14で撮像さ
れた観察者16および17の顔面の映像は、前述のよう
に白黒液晶ディスプレイ83に表示される。この顔画像
は光点として光点座標検出器82で位置座標とその数を
検出され、画像出力装置81に入力され、白黒CRT1
2aには観察者16並びに17の右目のバックライトに
対応する図形44a,44bが前記位置座標に従って表
示される。白黒CRT12bには観察者16並びに17
の左目のバックライトに対応する図形の鏡像が表示され
る。すなわち画像出力装置81で右目用及び左目用のバ
ックライトとして用いるべき図形が作成され、白黒CR
T12a、12bにそれらの図形が光点座標検出器82
で検出された観察者16、17の顔の位置座標に従って
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。
Since the operation of the stereoscopic image display device constructed as described above is basically the same as that of the reference example 1 of the present invention shown in FIG. 1, the same parts are designated by the same reference numerals. Will be omitted and only different points will be described. The images of the faces of the observers 16 and 17 captured by the camera 14 are displayed on the monochrome liquid crystal display 83 as described above. The position coordinates and the number of this face image are detected by the light spot coordinate detector 82 as a light spot, and the face image is input to the image output device 81 and the black and white CRT 1
On the screen 2a, figures 44a and 44b corresponding to the backlights of the right eyes of the observers 16 and 17 are displayed according to the position coordinates. The black and white CRT 12b has observers 16 and 17
A mirror image of the figure corresponding to the backlight of the left eye of is displayed. That is, a graphic to be used as a backlight for the right eye and a backlight for the left eye is created by the image output device 81, and the black and white CR is displayed.
These figures are displayed on the T12a and 12b as the light spot coordinate detector 82.
It is displayed in accordance with the position coordinates of the faces of the observers 16 and 17 detected in. In this case, one light and one camera are enough.

【0031】(実施例2)図7は、本発明の実施例2に
おける立体画像表示装置の構成を示したもので、10は
空間変調素子として透過型の液晶ディスプレイ、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150mmのフレネルレンズである。12は発光機能
を有する照明用図形表示装置として白黒CRTであり、
レンズ11を挟んで空間変調素子10反対側に位置し、
レンズ11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、16,17はそれぞれ立
体画像を観察する観察者、81は画像出力装置を示す。
82は光点座標検出器であり、前記白黒CCDカメラ1
4により撮影された観察者16、17の顔画像が白黒液
晶ディスプレイ83に表示された画像より、該画像を光
点としてその位置座標を検出し、画像出力装置81へ送
る。この位置座標に従い、白黒CRT12には44a、
44b、45a、45bで示す図形を表示させ、観察者
16,17にとり右目に対応するバックライトとして働
かせ、45a、45bで示す図形を表示させ、44a、
44bを発行させることで観察者16、17に取り、左
目に対応するバックライトとして働かせることができ
る。
(Embodiment 2) FIG. 7 shows the structure of a stereoscopic image display apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. 10 is a transmissive liquid crystal display as a spatial modulation element, and 11 is a spatial modulation element 10. It is a Fresnel lens having a focal length of 150 mm as a lens located on the back surface. Reference numeral 12 denotes a monochrome CRT as a lighting graphic display device having a light emitting function,
Located on the opposite side of the spatial modulator 10 with the lens 11 in between,
It is installed at a distance of 160 mm from the lens 11. Reference numeral 13 denotes an LED light having a wavelength of 850 nm as an illuminating device, 14 a black and white CCD camera as an image capturing device, 16 and 17 observers for observing stereoscopic images respectively, and 81 an image output device.
Reference numeral 82 denotes a light spot coordinate detector, which is the black and white CCD camera 1
The facial images of the observers 16 and 17 photographed by 4 are detected from the image displayed on the black-and-white liquid crystal display 83 using the image as a light spot, and the position coordinates thereof are detected and sent to the image output device 81. According to this position coordinate, the black and white CRT 12 has 44a,
44b, 45a, 45b are displayed, and the observers 16, 17 are made to act as a backlight corresponding to the right eye, and the graphics shown by 45a, 45b are displayed, 44a,
By issuing 44b, it is possible for the viewers 16 and 17 to act as a backlight corresponding to the left eye.

【0032】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14で撮像された観
察者16および17の顔面像の映像は、前述のように白
黒液晶ディスプレイ83に表示され、この画像より光点
座標検出器82で顔を光点としてその位置座標を検出
し、画像出力装置81に入力し、白黒CRT12には観
察者16並びに17の右目のバックライトに対応する図
形44a,44bとして表示される。更に観察者16並
びに17の左目のバックライトに対応する部分を発光
し、図形の鏡像、すなわち画像出力装置81で右目、左
目の位置が判定され、白黒CRT12にそのバックライ
ト45a45bとして表示される。但し白黒CRT12
の左目用並びに右目用の図形の表示(バックライト)と
空間変調素子に表示するステレオ画像との同期は同期回
路84にてとる。この場合、ライトおよびカメラは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 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 images of the facial images of the observers 16 and 17 captured by the camera 14 are displayed on the black and white liquid crystal display 83 as described above, and the position coordinates of the face are detected by the light point coordinate detector 82 from this image. Then, it is input to the image output device 81 and displayed on the monochrome CRT 12 as figures 44a and 44b corresponding to the backlights of the right eyes of the observers 16 and 17. Further, the parts corresponding to the backlights of the left eyes of the observers 16 and 17 are emitted, and the mirror images of the figures, that is, the positions of the right eyes and the left eyes are determined by the image output device 81, and displayed on the monochrome CRT 12 as the backlights 45a45b. However, black and white CRT12
The synchronization circuit 84 synchronizes the display (backlight) of the left-eye and right-eye figures with the stereo image displayed on the spatial modulator. In this case, one light and one camera are enough.

【0033】また、実施例1に比べ白黒CRT、フレネ
ルレンズ、空間変調素子が各1台で良く、画像を合成す
るためのハ−フミラ−を必要としない。すなわち、赤外
LED13により観察者の正面より顔面全体を照らしL
ED13の波長に対応した波長フィルタを装着した白黒
CCDカメラ14で撮影し、白黒CCDカメラ14の出
力を白黒液晶ディスプレイ83に接続し、ここで観察者
の顔画像を光点として表示する。
Further, as compared with the first embodiment, only one black-and-white CRT, Fresnel lens, and one spatial modulator are required, and a half mirror for synthesizing images is not required. That is, the entire face is illuminated from the front of the observer by the infrared LED 13 and L
An image is taken by the black and white CCD camera 14 equipped with a wavelength filter corresponding to the wavelength of the ED 13, and the output of the black and white CCD camera 14 is connected to the black and white liquid crystal display 83, where the face image of the observer is displayed as a light spot.

【0034】白黒液晶ディスプレイ83のパネル前面に
は、光点の座標を検出可能な2次元ポジションセンサ−
(光点座標検出器82)を取り付け、白黒液晶ディスプ
レイ83に映し出された観察者の顔画面の位置座標をリ
アルタイムで検出して画像出力装置81へ送る。画像出
力装置81では2次元ポジションセンサ−(光点座標検
出器82)で検出された顔画像の数と座標に従い、バッ
クライト光源用に特定図形を白黒CT12に出力する。
On the front surface of the panel of the monochrome liquid crystal display 83, a two-dimensional position sensor capable of detecting the coordinates of the light spot.
A (light spot coordinate detector 82) is attached, and the position coordinates of the observer's face screen imaged on the black and white liquid crystal display 83 are detected in real time and sent to the image output device 81. The image output device 81 outputs a specific figure for the backlight light source to the black and white CT 12 according to the number and coordinates of the face images detected by the two-dimensional position sensor (light spot coordinate detector 82).

【0035】前記特定図形は観察者16、17にとり左
右選別機能を有するバックライトとして働くように、形
状および大きさを最適にする。なお、白黒液晶ディスプ
レイ83は、CRTやプラズマディスプレイでもよく、
またLEDをマトリックス状に配置したものでも良い。 (実施例3)図8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す。この実施例の特徴は、超音
波を用いて観察者の位置を検出することにある。以下、
図8に従って、実施例3を説明する。
The shape and size of the specific figure are optimized so that the observers 16 and 17 can act as a backlight having a left / right selection function. The monochrome liquid crystal display 83 may be a CRT or a plasma display,
Alternatively, the LEDs may be arranged in a matrix. (Embodiment 3) FIG. 8 shows the configuration of a stereoscopic image display apparatus according to the third embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that the position of the observer is detected using ultrasonic waves. Less than,
A third embodiment will be described with reference to FIG.

【0036】10は空間変調素子として透過型の液晶デ
ィスプレイ、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150mmのフレネルレンズであ
る。12は発光機能を有する照明用図形表示装置として
白黒CRTであり、レンズ11を挟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16
0mm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、120KHzの超
音波を観察者16、17に向けて照射する。28a、2
8b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。29は超音波画像出力装置を示す。44a、44
b、45a、45bは白黒CRT12に表示された観察
者16、17の右顔面及び左顔面に相当する部分に表示
した図形であり、白黒CRT12の発光部分である。
Reference numeral 10 is a transmissive liquid crystal display as a spatial modulation element, and 11 is a Fresnel lens having a focal length of 150 mm as a lens located on the back surface of the spatial modulation element 10. Reference numeral 12 denotes a black and white CRT as an illumination graphic display device having a light emitting function, which is located on the opposite side of the spatial modulation element 10 with the lens 11 in between, and a distance 16 from the lens 11.
Set to 0 mm. Reference numerals 27a and 27b denote ultrasonic wave irradiation devices, which irradiate the observers 16 and 17 with ultrasonic waves having frequencies of 100 KHz and 120 KHz, respectively. 28a, 2
Reference numeral 8b is an ultrasonic wave detection device for detecting the ultrasonic waves emitted by the ultrasonic wave irradiation device, and selectively detects only the frequencies emitted by the ultrasonic wave irradiation devices 27a and 27b, respectively. Reference numeral 29 denotes an ultrasonic image output device. 44a, 44
Reference numerals b, 45a, and 45b are figures displayed on the portions corresponding to the right and left faces of the observers 16 and 17 displayed on the black and white CRT 12, and are light emitting portions of the black and white CRT 12.

【0037】84は、同期回路であり、白黒CRTに、
右顔面用の図形44a、44bが表示されたとき、空間
変調素子10を右顔面の映像信号で駆動する。即ち、同
期回路は、白黒CRTによるバックライトが右顔面であ
る時は、右目像を空間変調素子10上に表示し、バック
ライトを左顔面用の図形(45a、45b)に切り替え
たとき、空間変調素子10に左目像を表示するように、
切り替えを行う。
Reference numeral 84 is a synchronizing circuit, which is used for a monochrome CRT,
When the figures 44a and 44b for the right face are displayed, the spatial modulator 10 is driven by the video signal of the right face. That is, when the backlight of the monochrome CRT is the right face, the synchronizing circuit displays the right eye image on the spatial modulation element 10, and when the backlight is switched to the left face figure (45a, 45b), the space is displayed. To display the left-eye image on the modulator 10,
Switch over.

【0038】本実施例では、超音波照射装置27a、2
7bより照射された2つの波長の超音波が2人の観察者
で反射され、これを超音波検知装置28a、28bによ
って検知する。検知された信号から超音波画像出力装置
29が白黒CRT12における観察者の左右画面に相当
する位置を算出することにより、予め定められた右顔用
図形44a、44b及び左顔用図形45a、45bを、
白黒CRT12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様な左
右の画像のクロストークを解消できる。
In this embodiment, the ultrasonic wave irradiation devices 27a, 2a and 2b are used.
The ultrasonic waves of two wavelengths emitted from 7b are reflected by two observers and are detected by the ultrasonic detecting devices 28a and 28b. The ultrasonic image output device 29 calculates the positions corresponding to the left and right screens of the observer on the black and white CRT 12 from the detected signals, so that predetermined right face graphics 44a, 44b and left face graphics 45a, 45b are obtained. ,
Output and display on the black and white CRT 12. In this case, it is easy to perform processing so that light is emitted only in the part corresponding to the observer's face, so the right (left) side may be affected by ambient light.
It is possible to eliminate the crosstalk between the left and right images in which the target image is slightly recognized by the left (right) eye.

【0039】(実施例4)図9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. 9 shows an application configuration of the stereoscopic image display apparatus to an endoscope in the first embodiment of the present invention shown in FIG. 6, in which 50a and 50b photograph a subject. The objective lenses 51a and 51b for performing the operation are lens barrels having a built-in optical system for guiding the captured image, and are installed at an angle corresponding to the vergence angle of the eyes of the observer. 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.

【0040】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.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように本発明の構成によれ
ば、本発明の立体画像装置は、1台の前記撮影装置およ
び1台の照明装置によって照射される観察者の顔画面を
撮影することにより、左右の顔面の位置情報を検出し、
この位置情報からを空間変調素子を照明するバックライ
トを作り出せるため、カメラが1つで済み、バックライ
トの明るさにバラツキが生じない。
As described above, according to the configuration of the present invention, the stereoscopic image device of the present invention photographs the face screen of an observer illuminated by one of the photographing device and one illumination device. By detecting the position information of the left and right faces,
Since a backlight for illuminating the spatial modulation element can be created from this position information, only one camera is required and the brightness of the backlight does not vary.

【0042】また更に、時分割技術を用いて、空間変調
素子を左右の画像で交互に駆動し、この左右の選択に合
わせて、バックライトの左右を選択すれば、空間変調素
子レンズ、照明用図形表示装置もそれぞれ1個とするこ
とができる。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。
Furthermore, by using the time division technique, the spatial modulation elements are alternately driven by the left and right images, and the left and right of the backlight are selected in accordance with the selection of the left and right images. The number of graphic display devices can also be one each. Therefore, it is not necessary to use glasses having a function of distributing left and right, and a large number of observers can simultaneously perform stereoscopic viewing under the same conditions even when the observers move, and the images provided are continuous. Since a device without flicker can be realized, it greatly contributes to the practical application and expansion of applications of the stereoscopic image display device and the stereoscopic endoscope device.

【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】本発明の実施例1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 the first embodiment of the present invention.

【図7】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. 7 is a configuration diagram of a stereoscopic image display device according to a second embodiment of the present invention.

【図8】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. 8 is a configuration diagram of a stereoscopic image display device according to a third embodiment of the present invention.

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

【図10】従来の第一の例の立体画像表示装置の構成図
である。
FIG. 10 is a configuration diagram of a first example of a conventional stereoscopic image display device.

【図11】従来の第二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 stereoscopic image display device of a second conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

16,17 観察者 10,10a,10b 透過型液晶ディスプレイ 11,11a,11b レンズ 12,12a,12b 白黒CRT 13 LED 14 白黒CCDカメラ 15 ハーフミラー 36 対物レンズ 50a,50b 鏡筒 53 立体画像表示装置 81 画像出力装置 82 光点座標検出器 83 白黒液晶ディスプレイ 84 同期回路 16, 17 Observer 10, 10a, 10b Transmissive liquid crystal display 11, 11a, 11b Lens 12, 12a, 12b Monochrome CRT 13 LED 14 Monochrome CCD camera 15 Half mirror 36 Objective lens 50a, 50b Lens barrel 53 Stereoscopic image display device 81 Image output device 82 Light spot coordinate detector 83 Black-and-white liquid crystal display 84 Synchronous 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照明用図形表示装
置と、前記空間変調素子と前記照明用図形表示装置の間
に位置し前記照明用図形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位置検出手段と、
検出された位置に従い前記照明用図形表示装置の点灯位
置を制御する制御手段と、この制御手段により前記照明
用図形表示装置の点灯位置を制御することにより、前記
一対の照明用図形表示装置に観察者の右顔面に相当する
位置及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 illumination graphic display devices for respectively illuminating the spatial modulators from the back side, and the spatial modulators. A pair of lenses having directivity for enlarging the display portion of the illumination graphic display device and positioned between the illumination graphic display devices and an image displayed on the pair of spatial modulation elements are combined into one. A half mirror for moving, a position detecting means for detecting the position of the observer,
Observing the pair of illumination graphic display devices by controlling the lighting position of the illumination graphic display device according to the detected position, and controlling the lighting position of the illumination graphic display device by this control means. A stereoscopic image display device, which displays 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 a person.
【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、前記空間変調素子を裏
面より照明するための照明用図形表示装置と、前記空間
変調素子と前記照明用図形表示装置の間に位置し前記照
明用図形表示装置の表示部分を拡大するための指向性を
有するレンズと、観察者の顔面の位置を検出する位置検
出器と、前記位置検出器によって検出された観察者の位
置に基づいて左目用、右目用の照明用図形を時分割で表
示するように前記照明用図形表示装置を駆動する制御手
段とを備え、前記制御手段による駆動は前記空間変調素
子の時分割表示に同期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 time-divisionally displaying a stereo image, an illumination graphic display device for illuminating the spatial modulation element from the back side, the spatial modulation element and the illumination. A lens having directivity for enlarging the display portion of the illumination graphic display device, which is located between the graphic display devices, a position detector for detecting the position of the face of the observer, and detected by the position detector. And a control means for driving the illumination graphic display device so as to time-divisionally display illumination graphics for the left eye and the right eye based on the position of the observer, and the drive by the control means is the spatial modulation element. A stereoscopic image display device characterized by being synchronized with the time-divisional display.
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