JP2000078612A

JP2000078612A - 立体映像表示装置

Info

Publication number: JP2000078612A
Application number: JP10245034A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Okano; 英明岡野; Ritsuo Yoshida; 律生吉田; Kazuyoshi Fuse; 一義布施
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-08-31
Filing date: 1998-08-31
Publication date: 2000-03-14

Abstract

(57)【要約】【課題】観察可能領域６から外れた観察者に対して観
察可能領域６への移動を促すようにする。【解決手段】左右に視差のある画像を左右の眼に集光
させることにより立体視する立体映像表示装置におい
て、観察者の位置を観察者位置検出装置７により検出し
て観察可能領域６外の観察者に、観察可能領域６からど
のようにずれているかを通知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、背面投射型の表
示装置に関するものであり、特に観察者の両眼視差を利
用し、立体視を可能とする立体映像表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、両眼視差を利用した立体視を可能
とする表示装置が提案され、中でも光学系を用いて、視
差画像を振り分けて左右の眼に集光させて立体視を可能
とするものは、眼鏡などの特殊な装置が不要であり、注
目されている。

【０００３】しかしながら、この種の表示装置は観察す
る光の指向性を強くすることによって、視差画像を左右
の眼に振り分けているので、光のこない領域すなわち観
察可能視域外では立体画像を見ることはできない。さら
に、観察者は、どこに観察可能視域があるのかが分かり
ずらいため、その結果、観察可能視域を見失うという問
題がある。

【０００４】この問題を解決するために、トラッキング
により観察可能視域を移動可能にし、観察可能領域を広
げることが提案されている。図１０は、特開平５−２４
４６４３号公報に開示されている従来の表示装置の概念
を示す図である。この例によれば、観察者の位置を検出
し、その位置に応じて一対のビデオプロジェクタを移動
することにより観察者を追従つまり観察可能領域を広げ
ることを試みている。

【０００５】しかし、この方法では装置が大掛かりにな
ってしまい、実現性に乏しい。またトラッキング可能な
領域の大きさにも限界があり、やはりそこから観察者が
外れていると、観察可能な領域がわからなくなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
の立体映像表示装置は、所定の観察可能領域から外れた
観察者を追従して立体像を提供する場合、装置が大掛か
りになるという問題点があった。

【０００７】そこで、本発明は、簡便な装置によりどの
方向に観察可能領域があるのかを観察者に知らせ、楽に
立体像を観察させることのできる立体映像表示装置を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、この発明の立体映像表示装置は、観察者の左右
の眼それぞれに対応する発光領域からの光を、空間変調
手段を用いて変調を行い、前記観察者の左右の眼のそれ
ぞれに集光させることにより立体映像を表示するものに
おいて、観察者の位置を検出する観察者位置検出手段、
およびこの観察者位置検出手段により観察者が観察可能
領域から外れた際に、観察者に観察可能領域から外れて
いることを通知する観察可能領域通知手段から構成す
る。上記の手段により、観察者の立体像の観察位置を指
示するので、観察者にとっては、使い勝手が良くなる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
立体映像表示装置の実施の形態について説明する。図１
は、本発明の第１の実施の形態の構成を示す図である。
図１に示すように、光源１上の発光領域１Ｌ、１Ｒから
の光は、例えば、凸レンズなどからなる集光光学系２に
より、それぞれ左眼用及び右眼用の観察可能視域５Ｌ、
５Ｒに集光する。

【００１０】さらに、この光路の途中に透過型あるいは
反射型の空間変調素子としての液晶が充填される液晶パ
ネルを有する液晶表示装置（ＬＣＤ）３を配置する。ま
た、この液晶表示装置３の近傍には、観察者の位置を検
出する観察者位置検出装置７を設ける。

【００１１】このような構成により、例えば、液晶表示
装置３にて動画像を表示して、それぞれの観察可能視域
５Ｌ、５Ｒにそれぞれの眼を置いた観察者４は、この動
画像を立体視して見ることができる。

【００１２】また、図示しないトラッキング装置により
観察可能視域５Ｌ、５Ｒは観察可能領域６内において観
察者を追尾する。ここで、観察可能視域５Ｌ、５Ｒとは
発光領域１Ｌ、１Ｒを発した光が集光光学系２により集
光する領域のことであり、観察可能領域６とはトラッキ
ング装置により観察可能視域５Ｌ、５Ｒが移動できる範
囲のことである。

【００１３】上記液晶表示装置３は左眼用および右眼用
の視差画像を時分割で表示し、その表示に同期して発光
領域１Ｌ、１Ｒが時分割で交互に点灯、消灯を繰り返し
て、左眼用の画像は観察者４の左眼に、右眼用の画像は
右眼に集光させ、映像の立体視を可能とする。

【００１４】上記観察者位置検出装置（観察者位置検出
手段）７は、観察者４の位置を検出し、その結果を後述
する表示部８ａ〜８ｄに送る。例えば、観察者位置検出
装置７は、２つ以上のセンサを用いて三角測量法により
観察者位置を求める方法、あるいは観察者を撮像した画
像を処理して観察者位置を求める方法等により観察者の
位置を検出する。また、この観察者位置検出装置７は、
図示しないトラッキング装置の観察者位置を求める装置
と兼用しても良い。

【００１５】この観察者位置検出装置７は、観察者の位
置の検出結果に基づいて、観察者が観察可能視域５Ｌ、
５Ｒあるいは観察可能領域６からどの方向にどれだけ外
れているかを計算する。その結果を観察者に分かりやす
いように、例えば、矢印型の表示を点滅させることによ
り観察者に通知する。

【００１６】図２は、観察者に観察可能視域を通知する
手段としての表示部の構成の一例を説明するための図で
ある。図２に示すように、映像表示面９の４辺の外側に
矢印形状の表示部（発光面）８ａ〜８ｄを設けたもので
ある。例えば、観察者が観察可能視域／領域よりも右に
いる場合、観察者位置検出装置７の検出結果に基づい
て、映像表示面９の右にある表示部８ｄ（左向きの矢
印）が点灯する。この矢印の示す左方向に観察者が移動
して観察可能領域６に入ると今まで点灯していた左向き
の矢印が消灯する。これにより、観察者は、観察可能視
域／領域に入ったことを知ることができる。

【００１７】また、表示部８ａ〜８ｄの矢印を点滅さ
せ、その点滅周期からどの程度観察可能視域６から外れ
ているかを知らせても良い。観察可能領域６から観察者
が大きく外れているときは、点滅周期を短くし、近づく
につれて点滅周期を長くしても良い。

【００１８】また、矢印の発光色や形状を変えることに
より、上下左右の位置関係だけではなく、前後の位置関
係を観察者に知らせても良い。例えば、観察者が観察可
能領域６の前にずれているときは赤、後にずれていると
きは緑というふうに前後の位置関係を知らせても良い。

【００１９】また、上記表示部の形状は、矢印形のもの
に限らず、方向および距離を示すことができるならばど
のようなものでも良い。さらに、前記表示部の位置に関
しても、上記例に限られるものではない。画像内に多重
に表示しても良い。また、観察可能領域通知手段として
は、表示部によるものでなく音声により観察者の位置を
通知するものでも良い。

【００２０】上記のように、左右視差画像を左右の眼に
集光させて立体視する表示装置において、観察者の位置
を観察者位置検出装置により検出して観察可能領域外の
観察者に、観察可能領域からどのようにずれているかを
通知する。これにより、観察可能領域から外れた観察者
に対して観察可能領域に移動することを促すことができ
る。

【００２１】また、観察者の位置を検出する観察者位置
検出装置により観察者が観察可能領域に入るための方向
および距離を計算し、その結果に基づいて観察者が移動
すべき方向および距離を表示するようにしても良い。こ
の場合、観察可能領域から外れた観察者に対して観察者
が移動すべき方向と距離とを通知できる。

【００２２】なお、距離表示としては、例えば、矢印と
組合わせて右へ何センチ、左へ何センチというふうに表
示しても、矢印無しで、文字表示しても良い。図３は、
本発明の第２の実施の形態の構成を示す図である。尚、
観察者が立体視を可能にする原理は上記第１の実施の形
態と同じである。

【００２３】図３に示すように、液晶表示装置３を介し
た光をレンズ２１により集光し、その光を投影レンズ２
２により画像を拡大投影して大画面化し、その画像を集
光光学系２３により観察者に投射する。また、内部照明
２４により観察者が目視可能となる共通照準１０を設
け、この共通照準１０と左眼観察可能視域５Ｒとの直線
上に左眼用照準１０’Ｌを、共通照準１０と右眼観察可
能視域５Ｒとの直線上に右眼用照準１０’Ｒをそれぞれ
設ける。

【００２４】上記共通照準１０は、映像表示面９の近傍
に配置する。左眼用照準１０’Ｌは、左眼観察可能視域
５Ｌから見て、共通照準１０と重なって見える位置に設
置する。同様に、右眼用照準１０’Ｒも右眼観察可能視
域５Ｒから見て、共通照準１０と重なって見える位置に
配置する。

【００２５】図４〜図７は、様々な位置から共通標準１
０、左眼用照準１０’Ｌ、および右眼用照準１０’Ｒの
各照準を見た時の様子を示す図である。図４（ａ）、
（ｂ）は観察者が観察可能視域にいる場合に、各照準が
どのような位置関係で見えるかを図示した。この場合の
左眼による観察像は、図４（ａ）のように、共通照準１
０と左眼用照準１０’Ｌとが重なって見え、右眼による
観察像は、図４（ｂ）のように、共通照準１０と右眼用
照準１０’Ｒとが重なって見える。

【００２６】図５（ａ）、（ｂ）は観察者が観察可能視
域の右側にいる場合に、各照準がどのような位置関係で
見えるかを図示したものである。この場合の左眼による
観察像は、図５（ａ）のように、共通照準１０に対して
右側に左眼用照準１０’Ｌが見え、右眼による観察像
は、図５（ｂ）のように、共通照準１０に対して右側に
右眼用照準１０’Ｒが見える。

【００２７】このように、奥の照準が２つ見える場合
は、観察者は、観察可能視域の右側にいることを認識
し、左側に移動すれば、図４に示すように、照準を見る
ことができるようになる。

【００２８】図６（ａ）、（ｂ）は観察者が観察可能視
域の上側にいる場合に、各照準がどのような位置関係で
見えるかを図示したものである。この場合の左眼による
観察像は、図６（ａ）のように、共通照準１０に対して
左眼用照準１０’Ｌが上方に見え、右眼による観察像
は、図６（ｂ）のように、共通照準１０に対して右眼用
照準１０’Ｒが上方に見える。

【００２９】図７（ａ）、（ｂ）は観察者が観察可能視
域の前側すなわち立体映像表示装置側にいる場合に、各
照準がどのような位置関係で見えるかを図示したもので
ある。この場合の左眼による観察像は、図７（ａ）のよ
うに、共通照準１０に対して左眼用照準１０’Ｌが左側
に見え、右眼による観察像は、図７（ｂ）のように、共
通照準１０に対して右眼用照準１０’Ｒが見える。

【００３０】このように、観察可能領域と観察者の位置
関係によって各照準の見え方が異なってくる。これによ
り、観察者は、左眼で、図４（ａ）に示すように、共通
照準１０と左眼用照準１０’Ｌとが重なり、右眼で、図
４（ｂ）に示すように、共通照準と右眼用照準１０’Ｒ
とが重なって見えるように移動することで、観察可能視
域に容易に入ることができるようになる。つまり、観察
者が最初に観察位置を決めるときのみ、リモコン操作に
より、照準が見えるように点灯させ、観察位置が決まっ
たら消灯するようにしても良い。

【００３１】また、この第２の実施の形態では、照準の
数は共通照準１０と左右眼用照準１０’Ｌ、１０’Ｒの
３つとしたが、これに限らず、少なくとも片方の眼用の
照準、例えば共通照準１０と左眼用照準１０’Ｌの２つ
があればよい。ただし、奥行方向についての位置情報は
通知できない。

【００３２】また、この第２の実施の形態では、観察者
側から各照準が見えるようにするために内部照明２４を
用いたが、内部照明２４を無くし、各照準そのものを点
灯してもよい。この場合、各照準の光量を調節すること
により、観察中の画像の邪魔にならなくすることができ
る。

【００３３】また、この第２の実施の形態では、各照準
を立体映像表示装置の内部に設置してあるが、これに限
らず、照準を立体映像表示装置の外部に設置してもよ
い。上記のように、少なくとも２つ以上の照準からな
り、これらの照準の少なくとも１つは立体映像を表示す
る表示面の近傍にあり、この照準とそれ以外の照準と観
察可能領域とは、前記観察者が観察可能領域にいる場合
少なくとも２つ以上の前記照準が重なって見える位置に
配置して観察者に観察可能領域を知らせる。

【００３４】図８は、本発明の第３の実施の形態に係わ
る立体映像表示装置の要部の構成を示す図である。尚、
立体視を可能にする原理は第２の実施の形態と同じであ
る。図８に示すように、この立体映像表示装置では、集
光光学系２の前焦点面３１近傍の所定の位置に、拡散光
源１４Ｌ、１４Ｒを設置する。これらの拡散光源１４
Ｌ、１４Ｒはそれぞれ異なる色、例えば、拡散光源１４
Ｌが赤色、拡散光源１４Ｒが緑色としてどの光源からの
光かがわかるようにしておく。前記拡散光源１４Ｌ、１
４Ｒから発した光は集光光学系２を通り、平行光となっ
て観察可能領域外を照らす。

【００３５】これにより、観察者４が観察可能領域外、
すなわち領域１５Ｌもしくは１５Ｒにいる場合、観察者
は拡散光源１４Ｌもしくは１４Ｒからの光が眼に入るこ
とになり、観察可能領域からの外れを知ることができ
る。また、観察者は、眼に入る拡散光源の色により、左
右どちらに移動すれば観察可能領域に入るかが分かる。

【００３６】この第３の実施の形態では、拡散光源は左
右２つの場合について示したが、２つに限定する必要は
なく、それ以上の数でもよい。たとえば、図９に示すよ
うに、観察可能領域外の左右をそれぞれ異なる色で照ら
す２つの拡散光源と、観察可能領域外の上下をそれぞれ
異なる色で照らす２つの拡散光源とにより合計４つの拡
散光源を設置した場合、観察者が観察可能領域外１３
Ｕ、１３Ｄ、１３Ｌ、１３Ｒのいずれかにいる際に、そ
れぞれ異なる光源からの異なる色の光を見ることにな
り、観察可能領域がどの上下左右どの方向にあるのかを
知ることができる。

【００３７】上記のように、視差画像を左右眼に集光さ
せるための光学系の前焦点面近傍に、光源を少なくとも
１つ以上配し、前記光源からの光を観察可能視域から外
れた観察者の眼に投影したものである。これにより、観
察者に対して容易に観察可能領域を通知することができ
る。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
観察者が観察可能領域から外れた位置にいる場合でも、
どの方向に観察可能領域があるかを知らせることがで
き、容易に観察に適した位置を知ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態に係わる立体映
像表示装置の構成をを示す図。

【図２】第１の実施の形態に係わる表示手段の構成を
示す図。

【図３】第２の実施の形態に係わる立体表示装置の構
成を示す図。

【図４】第２の実施の形態に係わる各照準の見え方を
示す図。

【図５】第２の実施の形態に係わる各照準の見え方を
示す図。

【図６】第２の実施の形態に係わる各照準の見え方を
示す図。

【図７】第２の実施の形態に係わる各照準の見え方を
示す図。

【図８】第３の実施の形態に係わる立体表示装置の構
成を示す図。

【図９】図８の立体映像表示装置に、拡散光源を四つ
設置した場合の観察面における核拡散光源からの光の分
布を示す図。

【図１０】従来の立体映像表示装置の構成を示す図。

【符号の説明】

１…光源２…発光領域３…空間変調素子６…観察可能領域７…観察者位置検出装置８ａ〜８ｄ…表示部１０、１０’Ｌ、１０’Ｒ…照準１４Ｌ、１４Ｒ…拡散光源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者布施一義神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝マルチメディア技術研究所内Ｆターム(参考） 5C061 AA06 AA11 AA29 AB12 AB17 AB24 5G435 AA00 BB12 BB15 BB16 BB17 CC11 DD02 DD07 FF07 GG01 GG02 GG28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】観察者の左右の眼それぞれに対応する発
光領域からの光を、空間変調手段を用いて変調を行い、
前記観察者の左右の眼のそれぞれに集光させることによ
り立体映像を表示する立体映像表示装置において、観察者の位置を検出する観察者位置検出手段と、この観察者位置検出手段により観察者が観察可能領域か
ら外れた際に、観察者に観察可能領域から外れているこ
とを通知する観察可能領域通知手段とを備えたことを特
徴とする立体映像表示装置。
【請求項２】前記観察可能領域通知手段は、前記観察
者位置検出手段の出力結果から、前記観察者が観察可能
領域に入るための方向および距離を表示することを特徴
とする請求項１に記載の立体映像表示装置。
【請求項３】前記観察可能領域通知手段は、少なくと
も２つ以上の照準からなり、前記照準の少なくとも１つ
は立体映像を表示する面の近傍にあり、前記照準とそれ
以外の前又は後にずれた照準と前記観察可能領域との関
係では、前記観察者が前記観察可能領域にいる場合に少
なくとも２つ以上の前記照準が重なって見える位置に配
置してなることを特徴とする請求項１に記載の立体映像
表示装置。
【請求項４】前記観察可能領域通知手段は、前記観察
者の左右の眼のそれぞれに映像を集光させるための光学
系の焦点となる面の近傍に配された少なくとも１つ以上
の拡散光源からなり、かつ前記拡散光源は、その光を前
記観察可能領域から領域に投射する位置に配置してなる
ことを特徴とする請求項１に記載の立体映像表示装置。