JP2001242417A - Pupil position detector and image display device using the same - Google Patents

Pupil position detector and image display device using the same

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JP2001242417A
JP2001242417A JP2000050998A JP2000050998A JP2001242417A JP 2001242417 A JP2001242417 A JP 2001242417A JP 2000050998 A JP2000050998 A JP 2000050998A JP 2000050998 A JP2000050998 A JP 2000050998A JP 2001242417 A JP2001242417 A JP 2001242417A
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JP
Japan
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infrared light
light emitting
photographing
observer
pupil position
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Application number
JP2000050998A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoshi Takigawa
智志 瀧川
Takasato Taniguchi
尚郷 谷口
Akinari Takagi
章成 高木
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Original Assignee
Mixed Reality Systems Laboratory Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a pupil position detector and an image display device using the same observable a stereoscopic image with satisfactory image quality, even when an observer's position changes by using a signal from the pupil position detector. SOLUTION: In the pupil position detector which illuminates infrared light emitted from an infrared light emitting means to an observer and detects an observer's pupil position by using a photographic means, photographic lenses of the infrared light-emitting means and the photographic means are disposed optically coaxial, and the position of the light-emitting part of the infrared light-emitting means and the position of the entrance pupil of the photographic lens are almost in agreement optically.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は瞳孔位置検出装置及
びそれを用いた画像表示装置に関し、例えば画像表示面
を観察している観察者の眼の瞳孔位置を離れた場所から
非接触で検出する際に好適なもので、テレビ、ビデオ、
コンピュータモニタ、ゲームマシン等のディスプレイに
おいて、特殊な眼鏡を使用することなく画像情報の立体
観察を行う立体画像表示装置の立体視域の拡大等に最適
なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pupil position detecting device and an image display device using the same, and for example, detects a pupil position of an eye of an observer observing an image display surface from a distant place without contact. TV, video,
The present invention is optimal for a stereoscopic image display device that performs stereoscopic observation of image information without using special glasses on a display such as a computer monitor or a game machine, for example, for expanding a stereoscopic viewing area.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、特殊な眼鏡を使用しないで立
体画像を表示する立体画像表示装置として、液晶パネル
等の表示画面に左眼用の視差画像と右眼用の視差画像を
表示し、レンチキュラーレンズやバリア等の光分離手段
によりそれらの視差画像を観察者の左右眼に各々導光
し、立体画像を認識させるものが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a stereoscopic image display device for displaying a stereoscopic image without using special glasses, a parallax image for the left eye and a parallax image for the right eye are displayed on a display screen such as a liquid crystal panel. There is known a device in which a parallax image is guided to the left and right eyes of an observer by a light separating unit such as a lenticular lens or a barrier to recognize a stereoscopic image.

【0003】この種の立体画像表示装置では立体視の可
能な領域に制限があるため、瞳孔位置検出装置等で観察
者の目(瞳孔)の位置を検出し、その情報を基に立体視
の領域を目の位置に追従する方法が、例えば、特許 第
2662252に開示されている。
[0003] In this type of stereoscopic image display device, since there is a limit in the area in which stereoscopic vision is possible, the position of the observer's eye (pupil) is detected by a pupil position detection device or the like, and stereoscopic vision is detected based on the information. A method of following an area to the position of an eye is disclosed in, for example, Japanese Patent No.
2662252.

【0004】また、コンピュータのヒューマンインター
フェース機能の向上のために、コンピュータ観察者の視
線を検出し、観察者がどこを見ているかを検出するため
に、観察者の眼の瞳孔位置を検出する方法が、特公平7-
82539号公報に開示されている。
In order to improve the human interface function of a computer, a method of detecting the line of sight of a computer observer and detecting the position of a pupil of the eye of the observer in order to detect where the observer is looking. But Tokuhei 7-
No. 82539.

【0005】さらに、自動車の運転者の居眠り状態や脇
見状態などの挙動を知る目的で、運転者の眼の状態を観
察するために、運転者の眼の位置を検出する方法が、特
開平7-134800号公報に開示されている。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-1995 discloses a method of detecting the driver's eye position in order to observe the driver's eye condition in order to know the behavior of the driver such as a dozing state and an inattentive state. -134800.

【0006】尚、本発明者らは特開平9-311294号公報に
おいて、画像表示ディスプレイの背面に2枚のレンチキ
ュラーレンズを配置し、観察者の左右の眼に入る画像を
分離する方式を用い、観察視域が広く、良好な立体画像
の観察ができる立体画像表示素装置を提案している。
The present inventors have disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9-311294 a method in which two lenticular lenses are arranged on the back of an image display to separate images entering the left and right eyes of an observer. A stereoscopic image display device which has a wide observation viewing range and can observe a good stereoscopic image has been proposed.

【0007】更に、本発明者らは上記提案の改良提案と
して、特開平10-78563号公報において、観察者の観察位
置を検知する視点位置検出手段によって得た情報によ
り、観察者の移動に伴って立体視領域を左右,前後に移
動させ追従する立体画像表示装置を提案している。
Further, the present inventors have proposed, as an improvement proposal of the above-mentioned proposal, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-78563, based on information obtained by a viewpoint position detecting means for detecting an observation position of an observer, as the observer moves. There has been proposed a stereoscopic image display device that moves a stereoscopic viewing area to the right, left, back and forth to follow the stereoscopic viewing area.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来例
に見られる様な用途に適用する目的で、人間の眼球情報
の一つとして瞳孔位置を高い精度で、効率よく検出する
瞳孔位置検出装置の提供を目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a pupil position detecting method for detecting a pupil position with high accuracy and high efficiency as one of human eyeball information for the purpose of application to the above-mentioned conventional example. It is intended to provide equipment.

【0009】本発明は、瞳孔位置検出のために使用する
赤外光を、効率よく利用した瞳孔位置検出装置の提供を
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a pupil position detecting device that efficiently uses infrared light used for pupil position detection.

【0010】本発明は、赤外光を利用して検出した瞳孔
位置情報を基に、可視光領域で撮影した眼の画像を追尾
する位置検出精度の高い瞳孔位置検出装置の提供を目的
とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a pupil position detecting apparatus for tracking an eye image photographed in a visible light region with high position detection accuracy based on pupil position information detected using infrared light. .

【0011】本発明は、瞳孔の水平、垂直位置ととも
に、検出装置と被検出者間の距離を同時に検出する瞳孔
位置検出装置の提供を目的とする。
An object of the present invention is to provide a pupil position detecting device for simultaneously detecting the horizontal and vertical positions of the pupil and the distance between the detecting device and the subject.

【0012】本発明は、良好なる画質の立体画像を観察
することができる立体画像表示装置の提供を目的とす
る。
An object of the present invention is to provide a three-dimensional image display device capable of observing a three-dimensional image of good image quality.

【0013】この他本発明は良好な画質の立体画像を観
察位置が変化しても良好に観察することができる立体画
像表示装置の提供を目的とする。
Another object of the present invention is to provide a three-dimensional image display device capable of favorably observing a three-dimensional image of good image quality even when the observation position changes.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明の瞳孔位
置検出装置は、赤外光発光手段からの赤外光を観察者に
投光し、観察者の瞳孔位置を撮影手段を用いて検出する
瞳孔位置検出装置において、該赤外光発光手段と該撮影
手段の撮影レンズが光学的に同軸に配置され、該赤外光
発光手段の発光部の位置と該撮影レンズの入射瞳の位置
が光学的に略一致していることを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a pupil position detecting apparatus for projecting infrared light from an infrared light emitting means to an observer, and determining the pupil position of the observer using a photographing means. In the pupil position detecting device for detecting, the infrared light emitting means and the photographing lens of the photographing means are optically coaxially arranged, and the position of the light emitting section of the infrared light emitting means and the position of the entrance pupil of the photographing lens Are optically substantially coincident with each other.

【0015】請求項2の発明は請求項1の発明におい
て、前記赤外光発光手段の発光部の大きさが、前記撮影
レンズの入射瞳の大きさより小さいことを特徴としてい
る。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a size of a light emitting portion of the infrared light emitting means is smaller than a size of an entrance pupil of the photographing lens.

【0016】請求項3の発明の瞳孔位置検出装置は、赤
外光発光手段からの赤外光を観察者に投光し、観察者の
瞳孔位置を撮影手段を用いて検出する瞳孔位置検出装置
において、該撮影手段は赤外光を用いて撮影する第一の
撮影手段と可視光を用いて撮影する第二の撮影手段を有
し、該赤外光発光手段、第一の撮影手段、および、第二
の撮影手段が光学的に同軸に配置されていることを特徴
としている。
A pupil position detecting device according to a third aspect of the present invention is a pupil position detecting device for projecting infrared light from infrared light emitting means to an observer and detecting the pupil position of the observer using photographing means. In, the photographing means has a first photographing means for photographing using infrared light and a second photographing means for photographing using visible light, the infrared light emitting means, the first photographing means, and , The second photographing means is optically coaxially arranged.

【0017】請求項4の発明は請求項3の発明におい
て、前記赤外光発光手段の発光部の位置と前記第一の撮
影手段が有する撮影レンズの入射瞳の位置が光分割手段
を介して光学的に略一致していることを特徴としてい
る。
According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the position of the light emitting portion of the infrared light emitting means and the position of the entrance pupil of the photographing lens of the first photographing means are transmitted through the light dividing means. It is characterized by being substantially optically identical.

【0018】請求項5の発明の瞳孔位置検出装置は、赤
外光発光手段からの赤外光を観察者に投光し、観察者の
瞳孔位置を撮影手段を用いて検出する瞳孔位置検出装置
において、該撮影手段は赤外光を用いて撮影する第一の
撮影手段と可視光を用いて撮影する第二の撮影手段と、
該第一と第二の撮影手段の光路を分割する第一の光分割
手段、および、該赤外光発光手段と該第一又は第二の撮
影手段の光路を分割する第二の光分割手段を有すること
を特徴としている。
A pupil position detecting device according to a fifth aspect of the present invention is a pupil position detecting device for projecting infrared light from infrared light emitting means to an observer and detecting the pupil position of the observer using photographing means. In, the photographing means, a first photographing means for photographing using infrared light and a second photographing means for photographing using visible light,
A first light splitting means for splitting an optical path of the first and second imaging means, and a second light splitting means for splitting an optical path of the infrared light emitting means and the first or second imaging means It is characterized by having.

【0019】請求項6の発明は請求項5の発明におい
て、前記第一の光分割手段と第二の光分割手段が、それ
ぞれ、可視光を反射し赤外光を透過する機能を有するコ
ールドミラー、或いは、可視光を透過し赤外光を反射す
る機能を有するホットミラーからなることを特徴として
いる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the first light splitting means and the second light splitting means each have a function of reflecting visible light and transmitting infrared light. Alternatively, it is characterized by comprising a hot mirror having a function of transmitting visible light and reflecting infrared light.

【0020】請求項7の発明の瞳孔位置検出装置は、赤
外光発光手段からの赤外光を観察者に投光し、観察者の
瞳孔位置を撮影手段を用いて検出する瞳孔位置検出装置
において、該撮影手段は赤外光を用いて撮影する赤外撮
影手段を有し、該赤外光発光手段と赤外撮影手段との光
路を分割する光分割手段、および、それらを内部に含む
筐体を有し、該光分割手段を介した赤外光の一部を吸収
する光吸収手段を該筐体の一部に設けたことを特徴とし
ている。
A pupil position detecting device according to a seventh aspect of the present invention is a pupil position detecting device for projecting infrared light from an infrared light emitting means to an observer and detecting the pupil position of the observer using a photographing means. Wherein the photographing means has an infrared photographing means for photographing using infrared light, a light dividing means for dividing an optical path between the infrared light emitting means and the infrared photographing means, and including them inside It is characterized in that a light absorbing means for absorbing a part of the infrared light passing through the light splitting means is provided in a part of the housing.

【0021】請求項8の発明は請求項7の発明におい
て、前記光吸収手段は、1ヶまたは複数個の赤外光吸収
部材からなることを特徴としている。
The invention of claim 8 is characterized in that, in the invention of claim 7, the light absorbing means comprises one or more infrared light absorbing members.

【0022】請求項9の発明の瞳孔位置検出装置は、赤
外光発光手段からの赤外光を観察者に投光し、観察者の
瞳孔位置を撮影手段を用いて検出する瞳孔位置検出装置
において、該撮影手段は赤外光を用いて撮影する赤外撮
影手段を有し、該赤外光発光手段は、集光レンズを含む
光学手段を有し、該光学手段は該赤外発光手段の発光部
を観察者の位置に結像するように配置されていることを
特徴としている。
A pupil position detecting device according to a ninth aspect of the present invention is a pupil position detecting device for projecting infrared light from infrared light emitting means to an observer and detecting the pupil position of the observer using photographing means. Wherein the photographing means has infrared photographing means for photographing using infrared light, the infrared light emitting means has optical means including a condenser lens, and the optical means is Are arranged so as to form an image at the position of the observer.

【0023】請求項10の発明の瞳孔位置検出装置は、
画像表示部を観察する観察者に赤外光発光手段から赤外
光を投光し、観察者の瞳孔位置を撮影手段を用いて検出
する瞳孔位置検出装置において、該赤外光発光手段の発
光部の位置と該画像表示部の画像表示の位置とを略一致
させていることを特徴としている。
A pupil position detecting device according to a tenth aspect of the present invention comprises:
In a pupil position detecting device that emits infrared light from an infrared light emitting unit to an observer observing an image display unit and detects a pupil position of the observer using an imaging unit, the light emitted from the infrared light emitting unit is used. The position of the section and the position of the image display on the image display section are substantially matched.

【0024】請求項11の発明の瞳孔位置検出装置は、
赤外光発光手段からの赤外光を光学手段で集光して観察
者に投光し、観察者の瞳孔位置を撮影手段を用いて検出
する瞳孔位置検出装置において、該撮影手段は、赤外光
を用いて撮影するための赤外撮像手段を有し、該赤外光
発光手段と該赤外撮像手段が光学的に同軸に配置され、
該赤外光発光手段の発光部の該光学手段による像の位置
と該赤外撮影手段の撮影レンズの射出瞳の位置が光学的
に共役位置にあることを特徴としている。
The pupil position detecting device according to the invention of claim 11 is
In a pupil position detecting device that condenses infrared light from infrared light emitting means by an optical means and projects the light to an observer, and detects the pupil position of the observer by using an imaging means, the imaging means includes a red light. It has an infrared imaging means for photographing using external light, the infrared light emitting means and the infrared imaging means are optically coaxially arranged,
The position of the image of the light emitting section of the infrared light emitting means by the optical means and the position of the exit pupil of the photographing lens of the infrared photographing means are optically conjugate positions.

【0025】請求項12の発明は請求項11の発明にお
いて、前記赤外光発光手段の発光部の前記光学手段によ
る像の大きさが、前記撮影レンズの射出瞳の大きさより
小さいことを特徴としている。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the eleventh aspect, the size of an image of the light emitting portion of the infrared light emitting means by the optical means is smaller than the size of an exit pupil of the photographing lens. I have.

【0026】請求項13の発明の画像表示装置は請求項
1から12のいずれか1項の瞳孔位置検出装置を備えて
いることを特徴としている。
According to a thirteenth aspect of the present invention, an image display device includes the pupil position detecting device according to any one of the first to twelfth aspects.

【0027】請求項14の発明の画像表示装置は請求項
1から12のいずれか1項の瞳孔位置検出装置を備えた
画像表示装置であって、該画像表示装置は該瞳孔位置検
出装置で得られる観察者の瞳孔情報に基づいて画像表示
動作を制御していることを特徴としている。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided an image display device including the pupil position detecting device according to any one of the first to twelfth aspects, wherein the image display device is obtained by the pupil position detecting device. The image display operation is controlled based on the pupil information of the observed observer.

【0028】請求項15の発明は請求項13又は14の
発明において、前記画像表示装置は、ディスプレイの少
なくとも一部に表示した視差画像を、観察者の左眼と右
眼に導光する機能を有していることを特徴としている。
According to a fifteenth aspect, in the thirteenth or fourteenth aspect, the image display device has a function of guiding a parallax image displayed on at least a part of a display to a left eye and a right eye of an observer. It is characterized by having.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】本発明の瞳孔位置検出装置及びそ
れを用いた画像表示装置の各実施形態について説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A pupil position detecting device according to the present invention and an image display device using the same will be described below.

【0030】[実施形態1]本発明の瞳孔位置検出装置
及びそれを用いた立体画像表示装置の実施形態1を図1
から図5を用いて説明する。
[First Embodiment] FIG. 1 shows a pupil position detecting apparatus according to the present invention and a three-dimensional image display apparatus using the same.
This will be described with reference to FIG.

【0031】図1は、ディスプレイ(画像表示部)11
0の全部又は一部に観察者の左右眼用のストライプ状の
視差画像をそれぞれ分離独立して表示し、該視差画像を
観察せしめ、ディスプレイ上に表示した視差画像を立体
的に観察せしめることができる画像表示装置(立体画像
示表示装置)の外観図である。
FIG. 1 shows a display (image display unit) 11.
It is possible to separately and independently display the striped parallax images for the left and right eyes of the observer on all or a part of 0, observe the parallax image, and stereoscopically observe the parallax image displayed on the display. 1 is an external view of a possible image display device (stereoscopic image display device).

【0032】同図において、100は立体画像表示装置
の本体である。110はディスプレイ表示部(ディスプ
レイ)である。
In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a main body of the three-dimensional image display device. 110 is a display display unit (display).

【0033】111はディスプレイ表示部110のなか
で立体像(視差画像)が表示され観察される3Dウイン
ドウである。
Reference numeral 111 denotes a 3D window in which a stereoscopic image (parallax image) is displayed and observed in the display unit 110.

【0034】120は観察者の眼の瞳孔位置を検出する
ための、本発明に係る瞳孔位置検出装置(視点位置検出
手段)である。
Reference numeral 120 denotes a pupil position detecting device (viewpoint position detecting means) for detecting a pupil position of an observer's eye according to the present invention.

【0035】図2は、図1の立体画像表示装置のシステ
ムを説明するためのシステムブロック図である。
FIG. 2 is a system block diagram for explaining the system of the three-dimensional image display device of FIG.

【0036】同図において、ディスプレイ表示部110
は、ストライプ状の視差画像や2次元画像を表示する液
晶等の透過型ディスプレイ(画像表示手段)210、離
散的画素構造を持つ液晶などの透過型表示器からなる光
変調器240、バックライト光源(光源手段)250、
および、ディスプレイ210と光変調器240との間に
配置された母線方向が互いに直交する2枚のレンチキュ
ラーレンズ220,230を含む光学手段を有してい
る。
Referring to FIG.
Is a transmissive display (image display means) 210 such as a liquid crystal for displaying a parallax image or a two-dimensional image in a stripe shape, an optical modulator 240 including a transmissive display such as a liquid crystal having a discrete pixel structure, a backlight light source (Light source means) 250,
In addition, it has an optical unit including two lenticular lenses 220 and 230 arranged between the display 210 and the light modulator 240 and whose generatrix directions are orthogonal to each other.

【0037】ディスプレイ210には、視差のある立体
像(視差画像)や視差のない普通の2次元画像が表示さ
れる。本実施形態において、例えば左右眼対応の2ヶの
視差画像を多数の縦ストライプ状のストライプ画像に分
割し、視差画像の要素である各ストライプ画像を画素毎
(走査線毎)にならべ換えて合成して視差画像としてい
る。
The display 210 displays a stereoscopic image (parallax image) with parallax or a normal two-dimensional image without parallax. In the present embodiment, for example, two parallax images corresponding to the left and right eyes are divided into a number of vertical stripe-shaped stripe images, and each stripe image which is an element of the parallax image is rearranged for each pixel (for each scanning line) and synthesized. Is used as a parallax image.

【0038】視差画像の表示される領域が図1の3Dウ
インドウ111に相当する。
The area where the parallax image is displayed corresponds to the 3D window 111 in FIG.

【0039】3Dウインドウ111にストライプ状の視
差画像を表示し、光変調器240からの光束を光学手段
220,230を介して指向性の光束として視差画像を
照明したとき、各視差画像に基づく光束が各々観察者の
右眼と左眼に導光するようにしており、これによって立
体画像を観察している。
When a stripe-shaped parallax image is displayed on the 3D window 111 and the luminous flux from the light modulator 240 is illuminated as a directional luminous flux via the optical means 220 and 230, the luminous flux based on each parallax image is obtained. Guide light to the right and left eyes of the observer, thereby observing a stereoscopic image.

【0040】260はディスプレイ駆動回路で、画像処
理手段270からの信号に基づきディスプレイ210に
画像の表示を行っている。
Reference numeral 260 denotes a display drive circuit which displays an image on the display 210 based on a signal from the image processing means 270.

【0041】画像処理手段270からは3Dウインドウ
111の大きさ、位置情報が信号合成回路280に出力
される。
The size and position information of the 3D window 111 is output from the image processing means 270 to the signal synthesis circuit 280.

【0042】瞳孔位置検出装置120で検出された観察
者の瞳孔位置情報も信号合成回路280に出力される。
The pupil position information of the observer detected by the pupil position detection device 120 is also output to the signal synthesis circuit 280.

【0043】信号合成回路280は、画像処理手段27
0と瞳孔位置検出装置120からの両情報をもとに光変
調器240を駆動するための情報を生成し、光変調器駆
動回路290に情報を出力する。
The signal synthesizing circuit 280 is connected to the image processing unit 27.
Information for driving the optical modulator 240 is generated based on both the information from the pupil position detecting device 120 and the information 0, and the information is output to the optical modulator driving circuit 290.

【0044】光変調器240は光変調器駆動回路290
によって駆動され、その表示面にディスプレイ表示部2
10の3Dウインドウ部111に対応する領域には市松
状のマスクパターン、2次元画像表示部に対応する領域
には一様濃度の表示を行っている。これによってディス
プレイ表示部210で、立体画像と、2次元画像の観察
ができるようにしている。
The optical modulator 240 is an optical modulator driving circuit 290
Driven by the display unit 2
A checkerboard-shaped mask pattern is displayed in an area corresponding to the 10 3D window section 111, and uniform density is displayed in an area corresponding to the two-dimensional image display section. This enables the display display unit 210 to observe a stereoscopic image and a two-dimensional image.

【0045】尚、本実施形態における立体画像の観察及
び2次元画像の観察原理については本出願人が先に提案
した特願平10-322139号に詳細に示している。
The principle of observation of a stereoscopic image and observation of a two-dimensional image in this embodiment is described in detail in Japanese Patent Application No. 10-322139 previously proposed by the present applicant.

【0046】200はディスプレイ110の観察者であ
る。観察者200が移動した場合には、瞳孔位置検出装
置120からの信号を用いて光変調器駆動回路290が
光変調器240のマスクパターンの形成される領域を変
化して観察者の移動した位置で立体視ができるように、
そのマスクパターンの発光領域を追従制御している。
Reference numeral 200 denotes an observer of the display 110. When the observer 200 moves, the optical modulator driving circuit 290 changes the region where the mask pattern of the optical modulator 240 is formed using the signal from the pupil position detection device 120 and moves the observer. So that you can view stereoscopically with
The tracking control is performed on the light emitting area of the mask pattern.

【0047】次に、観察者の瞳孔位置検出について説明
する。
Next, detection of the pupil position of the observer will be described.

【0048】図3は、本実施形態1の観察者200の瞳
孔位置(視線情報)を検出する瞳孔位置検出装置120
の説明図である。
FIG. 3 shows a pupil position detecting device 120 for detecting the pupil position (gaze information) of the observer 200 according to the first embodiment.
FIG.

【0049】本実施例では画像表示装置の観察者に赤外
光を投光し、目の網膜の反射光を利用して、離れた位置
から目の瞳孔位置を検出している。
In this embodiment, infrared light is emitted to the observer of the image display apparatus, and the pupil position of the eye is detected from a distant position using reflected light from the retina of the eye.

【0050】図において、121は瞳孔位置検出装置1
20の筐体であり、122は筐体に明けられた開口であ
る。
In the figure, reference numeral 121 denotes a pupil position detecting device 1
Reference numeral 20 denotes a housing, and 122 denotes an opening formed in the housing.

【0051】310,320はビデオカメラなどの撮影
手段である。
Reference numerals 310 and 320 denote photographing means such as a video camera.

【0052】このうち撮影手段310は赤外光カメラ
(赤外撮影手段)として用い、撮影手段320は可視光
カメラ(可視撮影手段)として用いている。
The photographing means 310 is used as an infrared camera (infrared photographing means), and the photographing means 320 is used as a visible light camera (visible photographing means).

【0053】311,321は可視光と赤外光に感度を
有するCCDなどの撮像素子であり、312,322は撮
影手段310,320を構成する撮影レンズである。
Reference numerals 311 and 321 denote imaging elements such as CCDs having sensitivity to visible light and infrared light, and reference numerals 312 and 322 denote imaging lenses constituting the imaging means 310 and 320.

【0054】313,323は撮影レンズ312,32
2の入射瞳(絞り)である。
Reference numerals 313 and 323 denote photographing lenses 312 and 32, respectively.
2 is an entrance pupil (aperture).

【0055】330は赤外光を発光するLED等の近赤外
領域、例えば波長850nmにその分光ピークを持つ赤
外光発光手段であり、レンズ付きLED、あるいは、LEDと
コンデンサーレンズとの組み合わせであってもよい。
Numeral 330 denotes an infrared light emitting means having a spectral peak at a wavelength of 850 nm, such as an LED which emits infrared light or the like, and is constituted by an LED with a lens or a combination of an LED and a condenser lens. There may be.

【0056】331は赤外光発光手段330の発光部で
ある。
Reference numeral 331 denotes a light emitting section of the infrared light emitting means 330.

【0057】340は赤外光発光手段330の発光波長
を透過するバンドパスフィルターであり、350は赤外
光カットフィルターである。
Reference numeral 340 denotes a band pass filter that transmits the emission wavelength of the infrared light emitting means 330, and reference numeral 350 denotes an infrared light cut filter.

【0058】360、370は、例えばハーフミラー等
の光分割手段である。
Reference numerals 360 and 370 denote light dividing means such as a half mirror.

【0059】380は赤外光吸収部材であり、赤外光発
光手段330からの赤外光のうち光分割手段370を透
過した光線が筐体121の内面で反射しノイズ光となる
ことを防止する作用をなす。
Numeral 380 denotes an infrared light absorbing member for preventing a ray of infrared light from the infrared light emitting means 330 that has passed through the light dividing means 370 from being reflected by the inner surface of the housing 121 to become noise light. To act.

【0060】第1の撮影手段310,第2の撮像手段3
20は光学的に同軸で、且つ、観察者200(被写体)
に対して同一の光学距離に配置され、画角も同一の値に
設定されている。
First photographing means 310, second photographing means 3
20 is optically coaxial and observer 200 (subject)
Are arranged at the same optical distance, and the angle of view is set to the same value.

【0061】赤外光発光手段330は両撮影手段31
0,320に対して同軸照明の配置となっている。
The infrared light emitting means 330 is provided for both photographing means 31
Coaxial illumination is arranged for 0,320.

【0062】また、赤外光発光手段330の発光部33
1の配置位置は、観察者200(被写体)に対して、撮
影レンズ312(322)の入射瞳313(323)の
位置と光学的に等価の位置、すなわち、図に示すように
光分割手段370から発光部331までの距離L1と光
分割手段370から撮影レンズ312の入射瞳位置まで
の距離L2が光学的に等しくなる位置に配置されてい
る。
The light emitting section 33 of the infrared light emitting means 330
1 is located at a position optically equivalent to the position of the entrance pupil 313 (323) of the photographing lens 312 (322) with respect to the observer 200 (subject), that is, as shown in FIG. The distance L1 from the light source 331 to the light emitting unit 331 and the distance L2 from the light splitting means 370 to the entrance pupil position of the taking lens 312 are optically equal.

【0063】赤外光発光手段330の発光部331の大
きさは、それが眼球の網膜に形成された後に撮影手段の
入射瞳径に入るようにしている。即ち発光部331の大
きさは、撮影レンズ312の入射瞳313の面積(径)
より小さく設定し、これによって光束の受光効率を良く
している。
The size of the light emitting portion 331 of the infrared light emitting means 330 is set so as to be within the entrance pupil diameter of the photographing means after it is formed on the retina of the eyeball. That is, the size of the light emitting unit 331 is determined by the area (diameter) of the entrance pupil 313 of the photographing lens 312.
It is set smaller, thereby improving the light receiving efficiency of the light beam.

【0064】一般に赤外光発光手段からの赤外光に基づ
く、観察者の眼による結像位置が撮影レンズ312の入
射瞳313位置から光軸方向、或いは、面方向に外れて
くると、光量損失が生じ網膜に形成された発光部に関す
る反射像とそれ以外の明るさの比が減少し、画像処理に
よる反射像の検出が困難になる。
In general, when the position of the image formed by the observer's eyes based on the infrared light from the infrared light emitting means deviates from the position of the entrance pupil 313 of the photographing lens 312 in the optical axis direction or the plane direction, the light amount Loss occurs, and the ratio of the brightness of the reflected image on the retina formed on the retina to the other brightness decreases, making it difficult to detect the reflected image by image processing.

【0065】そこで本実施形態では赤外光発光手段33
0と撮影レンズ312とが同軸となり、赤外光発光手段
330の発光部331の位置と撮影レンズ312の入射
瞳313が光学的に略一致するようにし、かつ発光部3
31の像の大きさが撮影レンズ312の入射瞳313内
に入るようにして光量損失を防止しつつ、観察者の瞳孔
位置の検出を高精度に行っている。
Therefore, in this embodiment, the infrared light emitting means 33
0 and the photographing lens 312 are coaxial, the position of the light emitting section 331 of the infrared light emitting means 330 and the entrance pupil 313 of the photographing lens 312 are substantially optically matched, and the light emitting section 3
The position of the pupil of the observer is detected with high accuracy while preventing the loss of light amount by setting the size of the image 31 into the entrance pupil 313 of the photographing lens 312.

【0066】以上の構成からなる瞳孔位置検出装置12
0を、図1に示すように立体画像表示装置の本体100
の前面下部に配置し、両カメラの撮影範囲を観察者の顔
領域に設定する。
The pupil position detecting device 12 having the above configuration
0 is the main body 100 of the stereoscopic image display device as shown in FIG.
And the photographing range of both cameras is set to the face area of the observer.

【0067】本体100の上部に配置した場合には、観
察者の瞼が瞳孔を遮蔽しやすく、後に述べる瞳孔の輝点
像が欠けやすいため、下部に配置することが望ましい。
When the pupil is disposed at the upper portion of the main body 100, the eyelid of the observer easily blocks the pupil, and a bright spot image of the pupil described later is easily lost.

【0068】この状態で撮影された観察者200の撮影
画面を図4,図5に示す。
FIGS. 4 and 5 show a photographing screen of the observer 200 photographed in this state.

【0069】図4は、可視光カメラとしての撮像手段3
20による観察者の撮影画像である。図5は、赤外光カ
メラとしての撮影手段310による撮影画像である。
FIG. 4 shows an image pickup means 3 as a visible light camera.
20 is a photographed image of the observer by No. 20; FIG. 5 shows a photographed image by the photographing means 310 as an infrared camera.

【0070】図4において、201は観察者の撮影画像
であり、202は眼の瞳孔像である。赤外領域での眼の
網膜と、網膜以外の反射率が異なること、および、図3
の構成で、発光部331とディスプレイ110が観察者
200からほぼ等距離にあることから、観察者200が
ディスプレイ110を観察している状態では、観察者2
00の眼の網膜上に赤外光発光手段330の発光部33
1の像が結像する。
In FIG. 4, reference numeral 201 denotes a photographed image of the observer, and reference numeral 202 denotes a pupil image of the eye. FIG. 3 shows that the retina of the eye in the infrared region has a reflectance different from that of the eye other than the retina;
Since the light emitting unit 331 and the display 110 are substantially equidistant from the observer 200 in the configuration described in the above, in the state where the observer 200 is observing the display 110,
The light emitting section 33 of the infrared light emitting means 330 on the retina of the eye of 00
One image is formed.

【0071】発光部331の像からの反射光が眼のレン
ズの作用により赤外光カメラ310の入射瞳313の位
置に再度桔像する効果のため、赤外光カメラ310のピ
ントを基準観察距離に設定しておくことにより、赤外線
カメラ310では図5に示すように観察者200の眼の
瞳孔像202が輝点として撮影される。
Since the reflected light from the image of the light emitting unit 331 re-images at the position of the entrance pupil 313 of the infrared camera 310 by the action of the eye lens, the focus of the infrared camera 310 is set to the reference observation distance. In the infrared camera 310, the pupil image 202 of the eye of the observer 200 is photographed as a bright point as shown in FIG.

【0072】図5に示す赤外光カメラ310で得られる
瞳孔像202から公知の画像処理方法により、観察者の
左右眼の瞳孔位置情報を検出する。
The pupil position information of the left and right eyes of the observer is detected from the pupil image 202 obtained by the infrared light camera 310 shown in FIG. 5 by a known image processing method.

【0073】この情報を基に、赤外光カメラ310と可
視光カメラ320が同軸で、同画角であることを利用し
て、図4に示す可視光カメラ320の顔画像の目を、公
知のパターンマッチング法によってトラッキングして観
察者200の瞳孔の左右(X軸方向)、上下(Y軸方
向)位置をリアルタイムに検出する。
Based on this information, utilizing the fact that the infrared light camera 310 and the visible light camera 320 are coaxial and have the same angle of view, the face image of the visible light camera 320 shown in FIG. The left and right (X-axis direction) and up-and-down (Y-axis direction) positions of the pupil of the observer 200 are detected in real time by tracking using the pattern matching method.

【0074】ここで、この左右、上下位置情報を基に観
察者200の前後(Z軸方向:紙面の垂直方向)位置を
推定する方法について述べる。
Here, a method of estimating the front and rear (Z-axis direction: the vertical direction of the paper) of the observer 200 based on the left-right and up-down position information will be described.

【0075】図4に示すように撮影画像上での左右眼の
瞳孔間距離をEi、標準眼間距離をE,立体画像表示装置の
基準観察距離をL,標準眼間距離Eの観察者が基準観察距
離Lで観察状態にある時の画像上での瞳孔間距離をEi
s、としたとき、視点検出装置120と観察者200間
距離とディスプレイ110と観察者200間距離が近似
的に等しいとの仮定の下に、次式で算出される値Liを前
後位置(観察者200とディスプレイ10間距離)の推
定値とする。
As shown in FIG. 4, the observer having the distance between the pupils of the left and right eyes on the photographed image as Ei, the standard interocular distance as E, the reference observation distance of the stereoscopic image display device as L, and the standard interocular distance E is obtained. The distance between pupils on the image in the observation state at the reference observation distance L is Ei
s, and assuming that the distance between the viewpoint detection device 120 and the observer 200 and the distance between the display 110 and the observer 200 are approximately equal, the value Li calculated by the following equation is changed to the front-back position (observation). (Distance between the user 200 and the display 10).

【0076】Li=L*Ei/Eis 赤外光カメラ310による画像と可視光カメラ320に
よる画像を併用することにより、観察者の瞳孔位置を精
度良く検出し、追尾することが可能となり、瞬目に対し
ても安定した出力を得ることができる。
Li = L * Ei / Eis By using both the image from the infrared light camera 310 and the image from the visible light camera 320, the pupil position of the observer can be accurately detected and tracked. , A stable output can be obtained.

【0077】尚、図3において瞳孔位置検出装置の一要
素として筐体121の内部又は外部に画像表示部を設
け、観察者が該画像表示部を観察するようにし、このと
きの観察者の瞳孔情報を検出するようにしても良い。
In FIG. 3, an image display section is provided inside or outside the housing 121 as one element of the pupil position detecting device, so that the observer can observe the image display section. Information may be detected.

【0078】又、観察者の瞳孔の代わりに虹彩や角膜等
の眼球情報を検出するようにしても良い。
Further, eyeball information such as iris and cornea may be detected instead of the pupil of the observer.

【0079】次に本発明の実施形態2について説明す
る。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0080】[実施形態2]実施形態2は、実施形態1
に対して構成部品を少なくし、且つ、可視光カメラ、赤
外光カメラの光の利用効率を向上した瞳孔位置検出装置
を利用している。
[Embodiment 2] Embodiment 2 is based on Embodiment 1.
However, a pupil position detection device is used which has a reduced number of components and which has improved light use efficiency of a visible light camera and an infrared light camera.

【0081】瞳孔位置検出原理は実施形態1と同様であ
る。
The principle of pupil position detection is the same as in the first embodiment.

【0082】実施形態2の瞳孔位置検出装置を、図6を
用いて、実施形態1との相違点を中心に説明する。
The pupil position detecting device according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 6, focusing on differences from the first embodiment.

【0083】実施形態1と同一の機能を有する部材は同
一番号で表示し、その機能内容の説明を省く。
Members having the same functions as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description of the functions will be omitted.

【0084】図6において、670は可視光を反射し、
赤外光を透過する、いわゆるコールドミラーである。
In FIG. 6, reference numeral 670 reflects visible light.
This is a so-called cold mirror that transmits infrared light.

【0085】望ましくは、赤外発光手段330からの発
光光の波長領域以下の波長領域を反射し、赤外光発光手
段330の発光波長領域を含め、その領域を越える長波
長側の波長領域の光線を透過する光学部材である。
Desirably, a wavelength region below the wavelength region of the light emitted from the infrared light emitting means 330 is reflected, and the wavelength region on the long wavelength side exceeding the light emitting region including the light emitting wavelength region of the infrared light emitting device 330 is reflected. An optical member that transmits light.

【0086】660は赤外光発光手段330の発光波長
領域において光分割の作用をなし、且つ望ましくは赤外
光発光手段330からの発光光の波長領域を越える長波
長領域においては吸収作用、あるいは、反射作用をなす
光学部材である。
Reference numeral 660 denotes a light splitting function in the emission wavelength range of the infrared light emitting means 330, and preferably, an absorption action in a long wavelength range exceeding the wavelength range of light emitted from the infrared light emitting means 330. , An optical member having a reflection function.

【0087】実施形態2においても、赤外発光手段33
0の発光部331から光学部材660までの距離L1
と、光学部材660から撮影レンズ312の入射瞳31
3までの光学的距離L2は等しくなっている。
In the second embodiment, the infrared light emitting means 33
Distance L1 from light emitting unit 331 to optical member 660
From the optical member 660 to the entrance pupil 31 of the taking lens 312
The optical distance L2 to 3 is equal.

【0088】上記の構成により、実施形態1での可視光
透過フィルター350,バンドパスフィルター340を
廃止し、且つ実施形態1に対し、赤外光カメラ310,
可視光カメラ320の光利用効率を向上させている。
With the above configuration, the visible light transmitting filter 350 and the band pass filter 340 in the first embodiment are eliminated, and the infrared light camera 310 and the
The light use efficiency of the visible light camera 320 is improved.

【0089】なお、可視光カメラ320と赤外光発光手
段330、赤外光カメラ、および、光学部材660を入
れ替えて、光学部材670に可視光を透過し、赤外光を
反射するホットミラーにしても良い。
Note that the visible light camera 320, the infrared light emitting means 330, the infrared light camera, and the optical member 660 are exchanged to form a hot mirror that transmits visible light to the optical member 670 and reflects infrared light. May be.

【0090】次に本発明の実施形態3について説明す
る。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.

【0091】[実施形態3]実施形態3は、左右(X
軸)、上下(Y軸)とともに、実施形態1においては推
定値となっていた瞳孔の前後位置を精度良く検出する機
能を有する瞳孔位置検出装置を利用している。
[Embodiment 3] In Embodiment 3, left and right (X
In the first embodiment, a pupil position detection device having a function of accurately detecting the front and rear positions of the pupil, which have been estimated values in the first embodiment, as well as the upper and lower axes (Y axis).

【0092】実施形態3の瞳孔位置検出装置を、図7〜
10を用いて、実施形態2との相違点を中心に説明す
る。
The pupil position detecting device according to the third embodiment is shown in FIGS.
The description will be focused on the differences from the second embodiment with reference to FIG.

【0093】実施形態1、2と同一の機能を有する部材
は同一番号で表示し、その機能内容の説明を省く。
Members having the same functions as those of the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description of the functions will be omitted.

【0094】図7において、123は筐体121に明け
られた第2の開口である。
In FIG. 7, reference numeral 123 denotes a second opening formed in the housing 121.

【0095】710は瞳孔の前後測距用の赤外LEDなど
第2の赤外発光手段である。
Reference numeral 710 denotes a second infrared light emitting means such as an infrared LED for distance measurement of the pupil before and after.

【0096】720は赤外光発光手段710からの赤外
光を観察者200の位置に集光するための集光レンズを
含む光学手段である。
Reference numeral 720 denotes an optical unit including a condenser lens for condensing the infrared light from the infrared light emitting unit 710 at the position of the observer 200.

【0097】光学手段720による赤外光の集光位置
は、観察者200がディスプレイ110を基準観察位置
で観察している状態の時に、観察者の顔面のほほ中央に
位置するように、赤外光発光手段710と光学手段72
0が配置されている。
The focus position of the infrared light by the optical means 720 is set so that the infrared light is positioned almost at the center of the face of the observer when the observer 200 is observing the display 110 at the reference observation position. Light emitting means 710 and optical means 72
0 is arranged.

【0098】上記の構成からなる視点検知装置(瞳孔位
置検出装置)の赤外光カメラ310で撮影された撮影画
像を図8、図9、図10に示す。
FIGS. 8, 9, and 10 show images captured by the infrared light camera 310 of the viewpoint detecting device (pupil position detecting device) having the above-described configuration.

【0099】図8は、観察者が基準観察距離にてディス
プレイを観察している場合で、図9は観察位置が基準観
察距離よりディスプレイに近づいて観察している場合で
あり、図10は観察位置が基準観察距離よりディスプレ
イから遠ざかって観察している場合である。
FIG. 8 shows a case where the observer observes the display at the reference observation distance, FIG. 9 shows a case where the observation position is closer to the display than the reference observation distance, and FIG. This is a case where the position is observed farther from the display than the reference observation distance.

【0100】図8、図9、図10において、白い大きな
領域810は光学手段720によって赤外光発光手段1
0からの赤外光が観察者の顔面上に集光された集光部の
輝点像である。
In FIGS. 8, 9 and 10, a large white area 810 is formed by the optical means 720 and the infrared light emitting means 1 is used.
It is a bright spot image of a light-collecting portion where infrared light from 0 is focused on the face of the observer.

【0101】ここで、基準観察位置で観察している状態
を示す図8において、輝点像810の上下方向(Y軸方
向)の画面上での座標位置をy=0とし、観察者が近づ
いた状態の図9の座標をynとしたとき、輝点位置座標
値ynから、観察者200の観察距離の算出方法につい
て図11を用いて説明する。
Here, in FIG. 8 showing a state where the image is observed at the reference observation position, the coordinate position of the bright spot image 810 on the screen in the vertical direction (Y-axis direction) is set to y = 0, and the observer approaches. The method of calculating the observation distance of the observer 200 from the bright spot position coordinate value yn when the coordinates in FIG.

【0102】観察者が遠ざかった状態の図10の場合も
同様に算出可能である。
The calculation can be performed similarly in the case of FIG. 10 in which the observer has moved away.

【0103】図11において、基準観察距離(ディスプ
レイ110と基準観察位置203間の距離) L0、基準観
察位置203と撮影レンズ312の主点315間の距離
Lc0、基準観察位置203と第2の赤外光発光手段71
0間の距離 Li0、第2の赤外光発光手段710と赤外光
カメラ310の光軸Lxaとの距離 L3、赤外光カメラ31
0の撮影レンズ312の主点315と撮像素子311の
撮像面の距離l,観察者が近づいた位置204での観察距
離Ln観察者が近づいた位置204と撮影レンズ312
の主点315間の距離 Lc、観察者が近づいた位置20
4と赤外光発光手段710間の距離 Li、観察者200
の顔面上の赤外光集光位置204のカメラ光軸Lxaから
の距離Yn,とすれば、図11より、 Yn = L3*(Li0- Li)/Li0 --------- (1) yn = Yn*l/Lc0 --------------- (2) ここで、近似的に L0 = Lc0 = Li0 Ln = Lc = Li であるから、(1)、(2)式より、 Ln = L0*(1 - yn/L3) となる。
In FIG. 11, reference observation distance (distance between display 110 and reference observation position 203) L0, distance between reference observation position 203 and principal point 315 of photographing lens 312
Lc0, reference observation position 203 and second infrared light emitting means 71
0, the distance between Li0, the distance L2 between the second infrared light emitting means 710 and the optical axis Lxa of the infrared camera 310, and the infrared camera 31
0, the distance l between the principal point 315 of the imaging lens 312 and the imaging surface of the image sensor 311, the observation distance Ln at the position 204 where the observer has approached the position 204 where the observer has approached
Lc between the principal points 315 of the object, the position 20 where the observer approaches
Distance between 4 and infrared light emitting means 710 Li, observer 200
Assuming that the distance Yn from the camera optical axis Lxa of the infrared light condensing position 204 on the face of the camera is Yn = L3 * (Li0-Li) / Li0 --------- ( 1) yn = Yn * l / Lc0 --------------- (2) Here, since L0 = Lc0 = Li0 Ln = Lc = Li approximately, (1) , (2), Ln = L0 * (1−yn / L3).

【0104】L0,L3は立体画像表示装置、瞳孔位置
検出装置の設計時に前提とする条件であるから、これよ
り観察距離Lnが求まる。
Since L0 and L3 are prerequisites when designing the stereoscopic image display device and the pupil position detecting device, the observation distance Ln can be obtained from these conditions.

【0105】本実施形態では以上のようにして観察者が
基準観察位置203から前後方向に移動したときの位置
204を検出している。
In this embodiment, the position 204 when the observer has moved from the reference observation position 203 in the front-back direction is detected as described above.

【0106】次に本発明の実施形態4について説明す
る。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.

【0107】[実施形態4]実施形態4は、実施形態3
に改良を加え、使用する赤外光発光手段、あるいは、光
学部材の個数の削減を図った視点位置検知装置を利用し
ている。
[Embodiment 4] Embodiment 4 is similar to Embodiment 3
In addition, an infrared light emitting means to be used or a viewpoint position detecting device which reduces the number of optical members is used.

【0108】実施形態4を、図12,13を用いて説明
する。
Embodiment 4 will be described with reference to FIGS.

【0109】実施形態1〜3と同一機能を有する部材は
同一の番号を付して説明を省く。
Members having the same functions as those of the first to third embodiments are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0110】図12において、1210はミラーであ
る。
In FIG. 12, reference numeral 1210 denotes a mirror.

【0111】図の構成により、赤外光発光手段330か
ら発光された赤外光のうち光学部材660を通過した光
線がミラー1210で反射され集光機能を有する光学手
段620によって観察者220の顔面に集光される。
According to the configuration shown in the figure, of the infrared light emitted from the infrared light emitting means 330, the light beam that has passed through the optical member 660 is reflected by the mirror 1210, and the face of the observer 220 is reflected by the optical means 620 having a condensing function. Is collected.

【0112】また、図13はその変形例で、図12のミ
ラー1210を曲面(球面,非球面)ミラー1310に
代えて、光学手段720を削除したものである。
FIG. 13 shows a modification of this embodiment, in which the mirror 1210 in FIG. 12 is replaced with a curved (spherical or aspherical) mirror 1310 and the optical means 720 is omitted.

【0113】図12,13によれば、赤外光発光手段の
個数を削減し、赤外光の有効利用が可能となり、また、
構成部材の削減が可能となる。
According to FIGS. 12 and 13, the number of infrared light emitting means can be reduced, and infrared light can be effectively used.
The number of constituent members can be reduced.

【0114】なお、瞳孔の位置情報の算出は実施形態3
に準じて行っている。
The calculation of the pupil position information is performed in the third embodiment.
We go according to.

【0115】次に本発明の実施形態5について説明す
る。
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.

【0116】[実施形態5]実施形態5は、図6の実施
形態2に改良を加え、赤外光の利用効率を向上した視点
位置検知装置を利用している。
[Embodiment 5] Embodiment 5 uses a viewpoint position detecting device which is an improvement on Embodiment 2 of FIG. 6 and which improves the use efficiency of infrared light.

【0117】ただし、この方法は他の実施形態1、3、
4にも適用可能である。
However, this method is applicable to the other embodiments 1, 3,
4 is also applicable.

【0118】実施形態1、2と同一機能を有する部材は
同一の番号を付して説明を省き、実施形態2との相違点
を中心に説明する。
The members having the same functions as those of the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The description will focus on the differences from the second embodiment.

【0119】図6の実施形態2において、赤外発光手段
330からの赤外光の一部は光学部材660によって反
射されるが、他の一部は光学部材660を透過して、視
点検知装置120の筐体121の内面を照射する。
In the second embodiment shown in FIG. 6, a part of the infrared light from the infrared light emitting means 330 is reflected by the optical member 660, while the other part is transmitted through the optical member 660 and is transmitted to the viewpoint detecting device. The inner surface of the housing 121 is illuminated.

【0120】この照射光が筐体内面で反射されるとノイ
ズ光となるため、実施形態2では光吸収部材380が筐
体内面に配置されている。
When this irradiation light is reflected by the inner surface of the housing, it becomes noise light. Therefore, in the second embodiment, the light absorbing member 380 is disposed on the inner surface of the housing.

【0121】光吸収部材380で完全に吸収されないで
残った赤外光のうち、乱反射した光線は再度光学部材6
60で反射し、赤外光カメラ310に入射する場合があ
る。
Of the infrared light that has not been completely absorbed by the light absorbing member 380, the light that has been irregularly reflected is again reflected by the optical member 6.
There is a case where the light is reflected at 60 and enters the infrared light camera 310.

【0122】この光は、網膜反射による瞳孔の輝点像を
像画像処理で検出する際にノイズとして作用するため、
検出性能の劣化の要因となる。
This light acts as noise when a bright point image of the pupil due to retinal reflection is detected by image processing.
This may cause deterioration of detection performance.

【0123】特に、小型の瞳孔位置検出装置を実現しよ
うとするときには、光吸収部材380と赤外光カメラ3
10の距離が短くなるため吸収特性の向上が必要とな
る。
In particular, when a small pupil position detecting device is to be realized, the light absorbing member 380 and the infrared light camera 3
Since the distance of No. 10 becomes short, the absorption characteristics need to be improved.

【0124】本実施形態ではその対策を盛り込んでお
り、本実施形態5の構成を、図14を用いて説明する。
The present embodiment incorporates the countermeasures, and the configuration of the fifth embodiment will be described with reference to FIG.

【0125】図14において、124は視点位置検出装
置120の筐体121の赤外光の照射量の多い部分に明
けられた孔であり、1410は赤外光に対して吸収特性
を有し、且つ拡散性の低い光学部材である。
In FIG. 14, reference numeral 124 denotes a hole formed in a portion of the casing 121 of the viewpoint position detecting device 120 where a large amount of infrared light is irradiated, and reference numeral 1410 denotes an infrared light absorbing characteristic. Moreover, it is an optical member having low diffusivity.

【0126】この構成では、赤外発光手段330からの
赤外光のうち光学部材660を通過した赤外光は筐体1
21の外部に放出されるため、赤外光カメラ310に入
射するノイズ光が低減し、赤外光発光手段330の発光
強度が少なくても画像処理による瞳孔の輝点検出が可能
となる。
In this configuration, of the infrared light from the infrared light emitting means 330, the infrared light that has passed through the optical member
Since the light is emitted to the outside of the camera 21, noise light incident on the infrared light camera 310 is reduced, and even if the light emission intensity of the infrared light emitting means 330 is low, it is possible to detect the bright spot of the pupil by image processing.

【0127】図15は本実施形態の更なる改良形の説明
図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram of a further improved form of the present embodiment.

【0128】図14の構造において、光学部材1410
で反射し、一旦外部に放出された赤外光が、外部の物体
に照射され、その反射光が筐体121内に戻るとノイズ
の要因となる可能性がある。
In the structure shown in FIG.
The infrared light that has been reflected by the light source and emitted once to the outside is irradiated onto an external object, and when the reflected light returns to the inside of the housing 121, there is a possibility that the infrared light may cause noise.

【0129】図15は、その対策を盛り込んでいる。FIG. 15 incorporates such measures.

【0130】図15において、1510は光学部材14
10と同様な特性、即ち赤外光に対して吸収特性を有
し、拡散性の低い光学部材である。
In FIG. 15, reference numeral 1510 denotes the optical member 14.
This is an optical member having characteristics similar to those of Example 10, that is, having an absorption characteristic for infrared light and a low diffusivity.

【0131】図のような構造では、開口124を通って
筐体121の外部に放出された赤外光は2枚の光学部材
1410、1510によって相互に反射し、吸収される
ためノイズ光は筐体121内に戻らず確実に遮断され
る。
In the structure shown in the figure, the infrared light emitted to the outside of the housing 121 through the opening 124 is mutually reflected and absorbed by the two optical members 1410 and 1510, so that the noise light is not absorbed. It is reliably shut off without returning to the body 121.

【0132】次に本発明の実施形態6〜8を図16〜図
18を用いて説明する。
Next, Embodiments 6 to 8 of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0133】[実施形態6〜8]以下の実施形態におい
ては、筐体等は省略し、これまでと同様に、既述の実施
形態と同じ機能をなす部材は同一番号を付して説明を省
く。
[Embodiments 6 to 8] In the following embodiments, the housing and the like are omitted, and members having the same functions as those of the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals as in the previous embodiments. Omit.

【0134】図16の実施形態6は、図6の実施形態2
に改良を加え、撮影レンズの使用個数を減らした視点位
置検知装置を利用している。
The sixth embodiment shown in FIG. 16 is different from the second embodiment shown in FIG.
And a viewpoint position detection device that uses fewer photographing lenses.

【0135】図16の、実施形態6において、撮影レン
ズ312の背後で光分割手段360で光を分割すること
により、撮影レンズ1ヶで可視光と、赤外光の撮影を可
能としている。
In the sixth embodiment shown in FIG. 16, light is split by the light splitting means 360 behind the photographing lens 312, so that one photographing lens can photograph visible light and infrared light.

【0136】図17の実施形態7は、図7の実施形態3
に改良を加え、赤外光発光手段の光利用効率を向上し、
また、形態の小型化を図った視点位置検知装置を利用し
ている。
The seventh embodiment shown in FIG. 17 is different from the third embodiment shown in FIG.
To improve the light use efficiency of infrared light emitting means,
In addition, a viewpoint position detecting device which is downsized is used.

【0137】図17の実施形態7において、332は赤
外発光手段330の赤外光を集光するためのレンズであ
り、赤外発光手段330の発光部331が撮影レンズ3
12の射出瞳313の位置に結像する配置となってい
る。
In the seventh embodiment shown in FIG. 17, reference numeral 332 denotes a lens for condensing infrared light of the infrared light emitting means 330, and the light emitting section 331 of the infrared light emitting means 330
It is arranged to form an image at the position of 12 exit pupils 313.

【0138】また、その結像した発光部の像の大きさ
が、撮影レンズ312の射出瞳313の面積(寸法)よ
り小さくなるよう構成することにより赤外光の有効利用
を図っている。
Further, by making the size of the formed image of the light emitting portion smaller than the area (dimension) of the exit pupil 313 of the photographing lens 312, effective use of infrared light is achieved.

【0139】図18の実施形態8は、さらに、図17の
実施形態7に改良を加え、撮影レンズの個数を減らした
視点位置検知装置を利用している。
The eighth embodiment shown in FIG. 18 further uses the viewpoint position detecting device in which the number of photographing lenses is reduced by improving the seventh embodiment shown in FIG.

【0140】図19の実施形態8において、910,9
20,930は、色分解や色合成用のいわゆる3Pプリ
ズムを構成している。
In the eighth embodiment shown in FIG.
Reference numerals 20 and 930 constitute a so-called 3P prism for color separation and color synthesis.

【0141】プリズム910の面911は、赤外光にお
いてハーフミラーの作用をなし、可視光は透過の作用を
なす特性を有し、プリズム920の面921は、可視光
を反射し赤外光を透過する作用をなす特性を有してい
る。
The surface 911 of the prism 910 has the property of acting as a half mirror for infrared light, and has the property of transmitting light, and the surface 921 of the prism 920 reflects visible light and emits infrared light. It has the property of transmitting light.

【0142】本実施形態においても、光外光発光手段3
30の発光部331が集光レンズ332によって撮影レ
ンズの入射瞳313の位置に結像するように配置するこ
とが望ましい。
Also in this embodiment, the external light emitting means 3
It is desirable to arrange the 30 light emitting units 331 so as to form an image at the position of the entrance pupil 313 of the photographing lens by the condenser lens 332.

【0143】赤外発光手段、撮像素子の配置にあわせ、
各プリズムの特性を適当に設定することにより種種の実
施形態が可能となる。
In accordance with the arrangement of the infrared light emitting means and the image pickup device,
By appropriately setting the characteristics of each prism, various embodiments can be realized.

【0144】以上のように本実施形態によれば、 ・赤外光を利用して精度良く検出した瞳孔位置情報を基
に、可視光領域で撮影した眼の画像を利用して瞳孔の位
置を追尾するため、瞳孔位置をリアルタイムに正確に検
出できること、 ・赤外光発光手段の発光部の位置と撮影レンズの入射瞳
の位置を、光学的に略一させることや、赤外光の照射さ
れる筐体部に開口を設けてノイズ光の低減を図ることに
より、赤外光の使用効率を向上し、効率よく瞳孔位置を
検出できるので投光量が少なくてすみ安全であること、 ・また、瞳孔の水平、垂直位置とともに、瞳孔の画像上
の間隔から前後位置をも検出することが出来こと、など
の効果が得られる。
As described above, according to the present embodiment, based on the pupil position information detected accurately using infrared light, the position of the pupil is determined using the image of the eye photographed in the visible light region. In order to track, the position of the pupil can be accurately detected in real time.The position of the light emitting part of the infrared light emitting means and the position of the entrance pupil of the photographing lens can be made approximately the same optically. By providing an opening in the housing that reduces noise light, the use efficiency of infrared light is improved, and the pupil position can be detected efficiently, so that the amount of projected light is small and safety is required. ・In addition to the horizontal and vertical positions of the pupil, the front and rear positions can be detected from the interval of the pupil on the image.

【0145】[0145]

【発明の効果】本発明によれば、赤外光発光手段と赤外
光領域を撮影する撮影手段を用い、赤外光発光手段と撮
影手段のレンズを光学的に同軸に配置し、赤外光発光手
段の発光部の位置と該撮像手段の撮影レンズの入射瞳の
位置を光学的に略一致せしめるように配置することによ
り、撮影手段から得られる被写体の眼の瞳孔像とそれ以
外の明るさの比が大きくなり画像処理による瞳孔位置の
検出が容易となる瞳孔位置検出装置及びそれを用いた画
像表示装置を達成することができる。
According to the present invention, the infrared light emitting means and the photographing means for photographing the infrared light region are used, and the infrared light emitting means and the lens of the photographing means are optically coaxially arranged. By arranging the position of the light emitting unit of the light emitting unit and the position of the entrance pupil of the photographing lens of the image pickup unit so as to substantially optically match each other, the pupil image of the subject's eye obtained from the photographing unit and the other brightness Thus, it is possible to achieve a pupil position detection device which can increase the ratio of the pupils and easily detect the pupil position by image processing, and an image display device using the same.

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

【図1】 本発明の実施形態1の要部外観図FIG. 1 is an external view of a main part according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施形態1のシステムブロック図FIG. 2 is a system block diagram according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施形態1の説明図FIG. 3 is an explanatory diagram of Embodiment 1 of the present invention.

【図4】 本発明の実施形態1の撮影画面の説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of a shooting screen according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の実施形態1の撮影画面の説明図FIG. 5 is an explanatory diagram of a shooting screen according to the first embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の実施形態2の説明図FIG. 6 is an explanatory diagram of Embodiment 2 of the present invention.

【図7】 本発明の実施形態3の説明図FIG. 7 is an explanatory view of Embodiment 3 of the present invention.

【図8】 本発明の実施形態3に係る撮影画面の説明
FIG. 8 is an explanatory diagram of a shooting screen according to a third embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の実施形態3に係る撮影画面の説明
FIG. 9 is an explanatory diagram of a shooting screen according to a third embodiment of the present invention.

【図10】 本発明の実施形態3に係る撮影画面の説明
FIG. 10 is an explanatory diagram of a shooting screen according to a third embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の実施形態3の距離算出の説明図FIG. 11 is an explanatory diagram of distance calculation according to the third embodiment of the present invention.

【図12】 本発明の実施形態4の説明図FIG. 12 is an explanatory view of Embodiment 4 of the present invention.

【図13】 本発明の実施形態4の変形例の説明図FIG. 13 is an explanatory view of a modification of the fourth embodiment of the present invention.

【図14】 本発明の実施形態5の説明図FIG. 14 is an explanatory view of Embodiment 5 of the present invention.

【図15】 本発明の実施形態5の変形例の説明図FIG. 15 is an explanatory view of a modification of the fifth embodiment of the present invention.

【図16】 本発明の実施形態6の説明図FIG. 16 is an explanatory diagram of Embodiment 6 of the present invention.

【図17】 本発明の実施形態7の説明図FIG. 17 is an explanatory view of a seventh embodiment of the present invention.

【図18】 本発明の実施形態8の説明図FIG. 18 is an explanatory diagram of Embodiment 8 of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 立体画像表示装置本体 110 ディスプレイ 111 3Dウインドウ 120 視点位置検出装置 121 視点位置検出装置の筐体 122、123,124 筐体に設けられた開口 200 観察者 201 観察者の顔画像 202 観察者の眼の瞳孔像 203 基準観察位置 204 観察者がディスプレイに近づいた場合の位置 220 縦レンチキュラーレンズ(縦シリンドリカルレ
ンズアレイ) 230 横レンチキュラーレンズ(横シリンドリカルレ
ンズアレイ) 240 光変調器 250 バックライト光源 260 ディスプレイ駆動回路 270 画像処理手段 280 信号合成回路 290 光変調器駆動回路 310 赤外光カメラ 311 赤外光カメラの撮像素子 312 赤外光カメラの撮影レンズ 313 赤外光カメラの撮影レンズの入射瞳 315 赤外光カメラの撮影レンズの主点 320 可視光カメラ 321 可視光カメラの撮像素子 322 可視光カメラの撮影レンズ 323 可視光カメラの撮影レンズの入射瞳 330 赤外光発光手段 331 赤外光発光手段の発光部 332 集光レンズ 340 バンドパスフィルター 350 赤外光カットフィルター 360、370 光分割器 380 光吸収部材 660、670 光学手段 710 第2の赤外光発光手段 720 光学手段 810 赤外光集光部の赤外光カメラの画像 910、920,930 3Pプリズム 911、920 プリズム910、920の面 1210 ミラー 1310 球面ミラー 1410,1510 赤外光吸収部材 E 観察者の標準眼間距離 Ei 撮影画面上での眼間距離 Eis 標準眼間距離の観察者が基準観察位置で観察し
ているときの撮影画面上での眼間距離 l 赤外光カメラの主点と撮像素子間距離 L 観察距離 L0 基準観察距離 L1 赤外光発光手段と光分割器間距離 L2 光分割器と赤外光カメラの撮影レンズの入射瞳間
距離 L3 第2の赤外光発光手段と赤外光カメラの光軸間距
離 Yn 観察者が近づいたときの赤外光の集光部と赤外光
カメラの光軸間距離 yn 観察者が近づいたときの赤外光の集光部の画像と
赤外光カメラの光軸間距離 X,Y,Z 座標
Reference Signs List 100 main body of stereoscopic image display device 110 display 111 3D window 120 viewpoint position detecting device 121 housing of viewpoint position detecting device 122, 123, 124 opening provided in housing 200 observer 201 observer's face image 202 observer's eye Pupil image 203 Reference observation position 204 Position when observer approaches display 220 Vertical lenticular lens (vertical cylindrical lens array) 230 Horizontal lenticular lens (horizontal cylindrical lens array) 240 Optical modulator 250 Back light source 260 Display drive circuit 270 Image processing means 280 Signal synthesis circuit 290 Optical modulator drive circuit 310 Infrared light camera 311 Image sensor of infrared light camera 312 Photographing lens of infrared light camera 313 Entrance pupil of photographing lens of infrared light camera 315 Principal point of photographing lens of infrared light camera 320 Visible light camera 321 Image sensor of visible light camera 322 Shooting lens of visible light camera 323 Entrance pupil of photographing lens of visible light camera 330 Infrared light emitting means 331 Infrared light emitting means Light emitting part 332 Condensing lens 340 Band pass filter 350 Infrared light cut filter 360, 370 Light splitter 380 Light absorbing member 660, 670 Optical means 710 Second infrared light emitting means 720 Optical means 810 Infrared light focusing Infrared light camera image 910, 920, 930 3P prism 911, 920 Surface of prism 910, 920 1210 Mirror 1310 Spherical mirror 1410, 1510 Infrared light absorbing member E Standard interocular distance of observer Ei On photographing screen Eye distance Eis that the observer at the standard eye distance is observing at the reference observation position Distance between the principal points of the infrared light camera and the image sensor L observation distance L0 reference observation distance L1 distance between the infrared light emitting means and the light splitter L2 light splitter and the infrared light camera L3 Distance between the second infrared light emitting means and the optical axis of the infrared light camera Yn Distance between the optical axis of the infrared light camera and the condenser of the infrared light when the observer approaches Distance yn Distance between the image of the infrared light focusing part and the optical axis of the infrared light camera when the observer approaches. X, Y, Z coordinates

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成12年10月13日(2000.10.
13)
[Submission date] October 13, 2000 (2000.10.
13)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0075[Correction target item name] 0075

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0075】 図4に示すように撮影画像上での左右眼
の瞳孔間距離をEi、標準眼間距離をE、立体画像表示
装置の基準観察距離をL、標準眼間距離Eの観察者が基
準観察距離Lで観察状態にある時の画像上での瞳孔間距
離をEis、としたとき、視点検出装置120と観察者
200間距離とディスプレイ110と観察者200間距
離が近似的に等しいとの仮定の下に、次式で算出される
値Liを前後位置(観察者200とディスプレイ110
間距離)の推定値とする。
As shown in FIG. 4, the observer having the pupil distance Ei, the standard interocular distance E, the standard observation distance L of the stereoscopic image display device, and the standard interocular distance E on the captured image is E When the distance between pupils on the image in the observation state at the reference observation distance L is Eis, it is assumed that the distance between the viewpoint detection device 120 and the observer 200 and the distance between the display 110 and the observer 200 are approximately equal. Under the assumption that the value Li calculated by the following equation is the front-back position (the observer 200 and the display 110
(Interval distance).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G06T 17/40 H04N 7/18 C H04N 7/18 13/04 13/04 A61B 3/10 B (72)発明者 高木 章成 神奈川県横浜市西区花咲町6丁目145番地 株式会社エム・アール・システム研究所 内 Fターム(参考) 2F065 AA03 AA04 AA06 AA19 BB07 CC16 DD00 DD06 DD09 DD12 FF04 FF42 GG07 GG12 GG21 HH13 JJ03 JJ05 JJ09 JJ19 JJ26 LL00 LL04 LL22 LL26 LL30 LL41 LL46 NN20 QQ26 QQ28 QQ36 QQ38 2H059 AA35 5B050 DA04 DA05 EA07 FA06 5C054 CA04 CA05 CC05 CC06 FA02 FD02 HA05 5C061 AA06 AA07 AB12 AB17 AB24──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (Reference) G06T 17/40 H04N 7/18 C H04N 7/18 13/04 13/04 A61B 3/10 B (72) Inventor Akinari Takagi 6-145 Hanasaki-cho, Nishi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa F-term (reference) 2F065 AA03 AA04 AA06 AA19 BB07 CC16 DD00 DD06 DD09 DD12 FF04 FF42 GG07 GG12 GG21 HH13 JJ03 JJ05 JJ09 JJ19 JJ26 LL00 LL04 LL22 LL26 LL30 LL41 LL46 NN20 QQ26 QQ28 QQ36 QQ38 2H059 AA35 5B050 DA04 DA05 EA07 FA06 5C054 CA04 CA05 CC05 CC06 FA02 FD02 HA05 5C061 AA06 AB17 AB12 AB17

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 赤外光発光手段からの赤外光を観察者に
投光し、観察者の瞳孔位置を撮影手段を用いて検出する
瞳孔位置検出装置において、 該赤外光発光手段と該撮影手段の撮影レンズが光学的に
同軸に配置され、該赤外光発光手段の発光部の位置と該
撮影レンズの入射瞳の位置が光学的に略一致しているこ
とを特徴とする瞳孔位置検出装置。
1. A pupil position detecting device for projecting infrared light from an infrared light emitting means to an observer and detecting a pupil position of the observer using a photographing means, comprising: an infrared light emitting means; A pupil position, wherein a photographing lens of the photographing means is optically coaxially arranged, and a position of a light emitting portion of the infrared light emitting means and a position of an entrance pupil of the photographing lens substantially optically coincide with each other. Detection device.
【請求項2】 前記赤外光発光手段の発光部の大きさ
が、前記撮影レンズの入射瞳の大きさより小さいことを
特徴とする請求項1の瞳孔位置検出装置。
2. The pupil position detecting device according to claim 1, wherein a size of a light emitting portion of said infrared light emitting means is smaller than a size of an entrance pupil of said photographing lens.
【請求項3】 赤外光発光手段からの赤外光を観察者に
投光し、観察者の瞳孔位置を撮影手段を用いて検出する
瞳孔位置検出装置において、 該撮影手段は赤外光を用いて撮影する第一の撮影手段と
可視光を用いて撮影する第二の撮影手段を有し、該赤外
光発光手段、第一の撮影手段、および、第二の撮影手段
が光学的に同軸に配置されていることを特徴とする瞳孔
位置検出装置。
3. A pupil position detecting device for projecting infrared light from an infrared light emitting means to an observer and detecting a pupil position of the observer using an image pickup means, wherein the image pickup means emits infrared light. A first photographing means for photographing using visible light and a second photographing means for photographing using visible light, wherein the infrared light emitting means, the first photographing means, and the second photographing means are optically A pupil position detection device, which is arranged coaxially.
【請求項4】 前記赤外光発光手段の発光部の位置と前
記第一の撮影手段が有する撮影レンズの入射瞳の位置が
光分割手段を介して光学的に略一致していることを特徴
とする請求項3の瞳孔位置検出装置。
4. A position of a light emitting portion of said infrared light emitting means and a position of an entrance pupil of a photographing lens of said first photographing means are optically substantially coincident with each other via a light dividing means. 4. The pupil position detecting device according to claim 3, wherein
【請求項5】 赤外光発光手段からの赤外光を観察者に
投光し、観察者の瞳孔位置を撮影手段を用いて検出する
瞳孔位置検出装置において、 該撮影手段は赤外光を用いて撮影する第一の撮影手段と
可視光を用いて撮影する第二の撮影手段と、該第一と第
二の撮影手段の光路を分割する第一の光分割手段、およ
び、該赤外光発光手段と該第一又は第二の撮影手段の光
路を分割する第二の光分割手段を有することを特徴とす
る瞳孔位置検出装置。
5. A pupil position detecting device for projecting infrared light from an infrared light emitting means to an observer and detecting a pupil position of the observer using an image pickup means, wherein the image pickup means emits infrared light. A first photographing unit for photographing using visible light, a second photographing unit for photographing using visible light, a first light dividing unit for dividing an optical path of the first and second photographing units, and the infrared light. A pupil position detecting device comprising a light emitting means and a second light dividing means for dividing an optical path of the first or second photographing means.
【請求項6】 前記第一の光分割手段と第二の光分割手
段が、それぞれ、可視光を反射し赤外光を透過する機能
を有するコールドミラー、或いは、可視光を透過し赤外
光を反射する機能を有するホットミラーからなることを
特徴とする請求項5の瞳孔位置検出装置。
6. A cold mirror having a function of reflecting visible light and transmitting infrared light, or a transparent mirror having a function of reflecting visible light and transmitting infrared light. 6. The pupil position detecting device according to claim 5, comprising a hot mirror having a function of reflecting light.
【請求項7】 赤外光発光手段からの赤外光を観察者に
投光し、観察者の瞳孔位置を撮影手段を用いて検出する
瞳孔位置検出装置において、 該撮影手段は赤外光を用いて撮影する赤外撮影手段を有
し、 該赤外光発光手段と赤外撮影手段との光路を分割する光
分割手段、および、それらを内部に含む筐体を有し、該
光分割手段を介した赤外光の一部を吸収する光吸収手段
を該筐体の一部に設けたことを特徴とする瞳孔位置検出
装置。
7. A pupil position detecting device for projecting infrared light from an infrared light emitting means to an observer and detecting the pupil position of the observer using an image pickup means, wherein the image pickup means emits the infrared light. A light splitting means for splitting an optical path between the infrared light emitting means and the infrared shooting means; and a housing containing the light splitting means and the light splitting means. A pupil position detecting device, wherein a light absorbing means for absorbing a part of the infrared light passing through is provided in a part of the housing.
【請求項8】 前記光吸収手段は、1ヶまたは複数個の
赤外光吸収部材からなることを特徴とする請求項7の瞳
孔位置検出装置。
8. The pupil position detecting device according to claim 7, wherein said light absorbing means comprises one or a plurality of infrared light absorbing members.
【請求項9】 赤外光発光手段からの赤外光を観察者に
投光し、観察者の瞳孔位置を撮影手段を用いて検出する
瞳孔位置検出装置において、 該撮影手段は赤外光を用いて撮影する赤外撮影手段を有
し、 該赤外光発光手段は、集光レンズを含む光学手段を有
し、該光学手段は該赤外発光手段の発光部を観察者の位
置に結像するように配置されていることを特徴とする瞳
孔位置検出装置。
9. A pupil position detecting device for projecting infrared light from an infrared light emitting means to an observer and detecting a pupil position of the observer using an image pickup means, wherein the image pickup means emits infrared light. An infrared photographing means for photographing using the infrared light emitting means, and the infrared light emitting means has optical means including a condenser lens, and the optical means connects a light emitting portion of the infrared light emitting means to a position of an observer. A pupil position detection device, which is arranged so as to form an image.
【請求項10】 画像表示部を観察する観察者に赤外光
発光手段から赤外光を投光し、観察者の瞳孔位置を撮影
手段を用いて検出する瞳孔位置検出装置において、 該赤外光発光手段の発光部の位置と該画像表示部の画像
表示の位置とを略一致させていることを特徴とする瞳孔
位置検出装置。
10. A pupil position detecting device for projecting infrared light from an infrared light emitting unit to an observer observing an image display unit and detecting a pupil position of the observer using a photographing unit. A pupil position detecting device, wherein a position of a light emitting unit of a light emitting unit substantially coincides with a position of an image display on the image display unit.
【請求項11】 赤外光発光手段からの赤外光を光学手
段で集光して観察者に投光し、観察者の瞳孔位置を撮影
手段を用いて検出する瞳孔位置検出装置において、 該撮影手段は、赤外光を用いて撮影するための赤外撮像
手段を有し、該赤外光発光手段と該赤外撮像手段が光学
的に同軸に配置され、該赤外光発光手段の発光部の該光
学手段による像の位置と該赤外撮影手段の撮影レンズの
射出瞳の位置が光学的に共役位置にあることを特徴とす
る瞳孔位置検出装置。
11. A pupil position detecting device for collecting infrared light from infrared light emitting means by an optical means, projecting the infrared light to an observer, and detecting the pupil position of the observer using a photographing means. The photographing means has infrared photographing means for photographing using infrared light, the infrared light emitting means and the infrared photographing means are optically coaxially arranged, and the infrared light emitting means A pupil position detecting device, wherein a position of an image of the light emitting unit by the optical unit and a position of an exit pupil of a photographing lens of the infrared photographing unit are optically conjugate positions.
【請求項12】 前記赤外光発光手段の発光部の前記光
学手段による像の大きさが、前記撮影レンズの射出瞳の
大きさより小さいことを特徴とする請求項11の瞳孔位
置検出装置。
12. The pupil position detecting device according to claim 11, wherein a size of an image of the light emitting section of the infrared light emitting means by the optical means is smaller than a size of an exit pupil of the photographing lens.
【請求項13】 請求項1から12のいずれか1項の瞳
孔位置検出装置を備えていることを特徴とする画像表示
装置。
13. An image display device comprising the pupil position detection device according to claim 1. Description:
【請求項14】 請求項1から12のいずれか1項の瞳
孔位置検出装置を備えた画像表示装置であって、該画像
表示装置は該瞳孔位置検出装置で得られる観察者の瞳孔
情報に基づいて画像表示動作を制御していることを特徴
とする画像表示装置。
14. An image display device comprising the pupil position detection device according to claim 1, wherein the image display device is based on pupil information of an observer obtained by the pupil position detection device. An image display device for controlling an image display operation.
【請求項15】 前記画像表示装置は、ディスプレイの
少なくとも一部に表示した視差画像を、観察者の左眼と
右眼に導光する機能を有していることを特徴とする請求
項13又は14の画像表示装置。
15. The image display device according to claim 13, wherein the image display device has a function of guiding a parallax image displayed on at least a part of a display to a left eye and a right eye of an observer. 14 image display devices.
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