JP2011244349A - Display device and display method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the fatigue of the eyes of an observer.SOLUTION: This display device comprises: a display unit which displays images to allow the observer to observe a three-dimensional image; a detection unit which detects lights from the retinas of the observer's eyes to detect the focusing positions of the observer's eyes; and a blur control unit which blurs respective areas of the images to be displayed by the display unit according to the deviation of portions corresponding to the areas in the three-dimensional image from the focusing positions. The blur control unit blurs image data given to the display unit, and increases the blur with the increase of the deviation.

Description

本発明は、表示装置および表示方法に関する。   The present invention relates to a display device and a display method.

特許文献1には、観察者の注視点を検出し、注視点に表示された物体の距離を取得し、取得した距離に応じて光学系の焦点距離を制御する立体表示システムが記載されている。この立体表示システムでは、眼の焦点の距離と、観察者が注視している表示物体の距離とを一致させ、立体視に伴う観察者の疲労感を軽減することができる。
特許文献1 特公平6−85590号明細書
特許文献2 特開2007−4471号公報
Patent Document 1 describes a stereoscopic display system that detects the gazing point of an observer, acquires the distance of an object displayed at the gazing point, and controls the focal length of the optical system according to the acquired distance. . In this stereoscopic display system, the distance of the focal point of the eye and the distance of the display object being watched by the observer can be matched to reduce the observer's fatigue associated with the stereoscopic view.
Patent Document 1: Japanese Patent Publication No. 6-85590 Patent Document 2: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-4471

ところで、表示画面内には、注視点に表示された物体とは異なる距離の物体も表示されている。従って、このような立体表示システムは、注視点に表示された物体と異なる距離の物体については、異なる焦点距離で観察しなければならないので、観察者に疲労感を与えてしまう。   By the way, an object at a different distance from the object displayed at the gazing point is also displayed in the display screen. Therefore, in such a stereoscopic display system, an object with a different distance from the object displayed at the gazing point must be observed at a different focal length, which causes fatigue to the observer.

上記課題を解決するために、本発明の第1の態様においては、画像を表示して観察者に立体像を観察させる表示部と、前記観察者の眼のピント位置を検出する検出部と、前記表示部により表示する画像のそれぞれの領域を、前記立体像における当該領域に対応する部分と前記ピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせるボケ制御部と、を備える表示装置、および、表示方法を提供する。   In order to solve the above-mentioned problem, in the first aspect of the present invention, a display unit that displays an image and allows an observer to observe a stereoscopic image, a detection unit that detects a focus position of the observer's eyes, A display device comprising: a blur control unit that causes each region of an image displayed by the display unit to blur according to a shift amount between a portion corresponding to the region in the stereoscopic image and the focus position; and Provide a display method.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。   It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

本実施形態に係る表示装置10の構成を示す。The structure of the display apparatus 10 which concerns on this embodiment is shown. 本実施形態の表示装置10において、観察者の眼のピント位置Hが表示部12により生成された立体像100上の点Pより手前側である場合の視線の一例を示す。In the display device 10 of the present embodiment, an example of the line of sight when the focus position H of the observer's eye is on the near side of the point P on the stereoscopic image 100 generated by the display unit 12 is shown. 本実施形態の表示装置10において、観察者の眼のピント位置Hが表示部12により生成された立体像100上の点Pより手前側であり、且つ、表示部12上である場合の視線の一例を示す。In the display device 10 of the present embodiment, the line of sight when the focus position H of the viewer's eyes is on the near side of the point P on the stereoscopic image 100 generated by the display unit 12 and on the display unit 12. An example is shown. 本実施形態の表示装置10において、観察者の眼のピント位置Hが表示部12により生成された立体像100上の点Pに一致する場合の視線の一例を示す。In the display device 10 according to the present embodiment, an example of a line of sight when the focus position H of the eye of the observer matches the point P on the stereoscopic image 100 generated by the display unit 12 is shown. 本実施形態の表示装置10において、観察者の眼のピント位置Hが表示部12により生成された立体像100の点Pの奥側である場合の視線の一例を示す。In the display device 10 of the present embodiment, an example of a line of sight when the focus position H of the observer's eye is on the back side of the point P of the stereoscopic image 100 generated by the display unit 12 is shown. 図2の状態において、表示部12により表示される点Pに対応する部分の画像の一例を示す。In the state of FIG. 2, an example of the image of the part corresponding to the point P displayed by the display part 12 is shown. 図3の状態において、表示部12により表示される点Pに対応する部分の画像の一例を示す。3 shows an example of an image of a portion corresponding to the point P displayed by the display unit 12 in the state of FIG. 図4の状態において、表示部12により表示される点Pに対応する部分の画像の一例を示す。In the state of FIG. 4, an example of the image of the part corresponding to the point P displayed by the display part 12 is shown. 図5の状態において、表示部12により表示される点Pに対応する部分の画像の一例を示す。In the state of FIG. 5, an example of the image of the part corresponding to the point P displayed by the display part 12 is shown. 本実施形態に係る検出部16の第1例の構成、並びに、第1例に係る検出部16から眼30の網膜34へ向かう調整光の光路の一例を示す。The configuration of the first example of the detection unit 16 according to the present embodiment and an example of the optical path of the adjustment light from the detection unit 16 according to the first example toward the retina 34 of the eye 30 are shown. 本実施形態に係る検出部16の第1例の構成、並びに、眼30から第1例に係る検出部16へ向かう、眼30の網膜34により反射された調整光の光路の一例を示す。The structure of the 1st example of the detection part 16 which concerns on this embodiment, and an example of the optical path of the adjustment light reflected by the retina 34 of the eye 30 which goes to the detection part 16 which concerns on the 1st example from the eye 30 are shown. 第1例に係る調整光学系40の移動位置Xに対する、観察者の眼30の網膜34から反射された調整光の予め定められた位置でのスポットSpの直径dの関係を示す。The relationship of the diameter d of the spot Sp at the predetermined position of the adjustment light reflected from the retina 34 of the observer's eye 30 with respect to the movement position X of the adjustment optical system 40 according to the first example is shown. 本実施形態に係る検出部16の第2例の構成、並びに、第2例に係る検出部16から眼30の網膜34へ向かう調整光の光路の一例を示す。The configuration of the second example of the detection unit 16 according to the present embodiment and an example of the optical path of the adjustment light from the detection unit 16 according to the second example toward the retina 34 of the eye 30 are shown. 本実施形態に係る検出部16の第2例の構成、並びに、眼30から第2例に係る検出部16へ向かう、眼30の網膜34により反射された調整光の光路の一例を示す。The configuration of the second example of the detection unit 16 according to the present embodiment and an example of the optical path of the adjustment light reflected by the retina 34 of the eye 30 from the eye 30 toward the detection unit 16 according to the second example are shown. 本実施形態の第2例に係る検出部16における、(a)観察者の眼30の網膜34との光学的共役位置がスポット検出部52の受光面の前側にある場合、および、(b)後側にある場合の、調整光学系40により検出される第1の調整光のスポットSp1の径d1および第2の調整光のスポットSp2の径d2の一例を示す。In the detection unit 16 according to the second example of the present embodiment, (a) the optical conjugate position of the observer's eye 30 with the retina 34 is on the front side of the light receiving surface of the spot detection unit 52, and (b) An example of the diameter d1 of the first adjustment light spot Sp1 and the diameter d2 of the second adjustment light spot Sp2 detected by the adjustment optical system 40 in the case of being on the rear side is shown. 本実施形態の第2例に係る調整光学系40の移動位置Xに対する、観察者の眼30の網膜34から反射された第1の調整光のスポットSp1の径d1および第2の調整光のスポットSp2の径d2、および、径d1と径d2との差(d2−d1)の関係を示す。The diameter d1 of the first adjustment light spot Sp1 reflected from the retina 34 of the observer's eye 30 with respect to the movement position X of the adjustment optical system 40 according to the second example of the present embodiment and the spot of the second adjustment light The relationship of the diameter d2 of Sp2 and the difference (d2-d1) between the diameter d1 and the diameter d2 is shown. 本実施形態の第1変形例に係る表示装置10の構成を示す。The structure of the display apparatus 10 which concerns on the 1st modification of this embodiment is shown. 本実施形態の第2変形例に係る表示装置10の構成を示す。The structure of the display apparatus 10 which concerns on the 2nd modification of this embodiment is shown. 本実施形態の第2変形例に係る表示装置10において、観察者が立体像100の点Pを注視している場合の、観察者の眼30のピント位置Hの一例を示す。In the display device 10 according to the second modification of the present embodiment, an example of the focus position H of the observer's eye 30 when the observer is gazing at the point P of the stereoscopic image 100 is shown. 本実施形態の第2変形例に係る検出部16の第1例の構成、並びに、第1例に係る検出部16から眼30の網膜34へ向かう調整光の光路の一例を示す。The structure of the 1st example of the detection part 16 which concerns on the 2nd modification of this embodiment, and an example of the optical path of the adjustment light which goes to the retina 34 of the eye 30 from the detection part 16 which concerns on a 1st example are shown. 本実施形態の第2変形例に係る検出部16の第1例の構成、並びに、眼30から第1例に係る検出部16へ向かう、眼30の網膜34により反射された調整光の光路の一例を示す。The configuration of the first example of the detection unit 16 according to the second modification of the present embodiment, and the optical path of the adjustment light reflected by the retina 34 of the eye 30 from the eye 30 toward the detection unit 16 according to the first example. An example is shown. 本実施形態の第2変形例に係る検出部16の第2例の構成、並びに、第2例に係る検出部16から眼30の網膜34へ向かう調整光の光路の一例を示す。The structure of the 2nd example of the detection part 16 which concerns on the 2nd modification of this embodiment, and an example of the optical path of the adjustment light which goes to the retina 34 of the eye 30 from the detection part 16 which concerns on a 2nd example are shown. 本実施形態の第2変形例に係る検出部16の第2例の構成、並びに、眼30から第2例に係る検出部16へ向かう、眼30の網膜34により反射された調整光の光路の一例を示す。The configuration of the second example of the detection unit 16 according to the second modification of the present embodiment, and the optical path of the adjustment light reflected by the retina 34 of the eye 30 from the eye 30 toward the detection unit 16 according to the second example. An example is shown. 本実施形態の第3変形例に係る表示装置10の構成を示す。The structure of the display apparatus 10 which concerns on the 3rd modification of this embodiment is shown. 第3変形例に係る検出部16の構成の一例、及び、観察者の眼のピント位置Hが立体像100上の点Pより手前側である場合の視線の一例を示す。An example of the configuration of the detection unit 16 according to a third modification and an example of a line of sight when the focus position H of the observer's eye is on the near side of the point P on the stereoscopic image 100 are shown. 第3変形例に係る検出部16の構成の一例、及び、観察者の眼のピント位置Hが立体像100上の点Pより手前側であり、図25のピント位置よりも奥側である場合の視線の一例を示す。An example of the configuration of the detection unit 16 according to the third modification, and a case where the focus position H of the observer's eyes is on the near side of the point P on the stereoscopic image 100 and is on the far side of the focus position of FIG. An example of the line of sight is shown. 第3変形例に係る検出部16の構成の一例、及び、観察者の眼のピント位置Hが立体像100上の点Pに一致する場合の視線の一例を示す。An example of the structure of the detection part 16 which concerns on a 3rd modification, and an example of a line of sight when the focus position H of an observer's eyes correspond to the point P on the three-dimensional image 100 are shown. 第3変形例に係る検出部16の構成の一例、及び、観察者の眼のピント位置Hが表示部12により生成された立体像100の点Pの奥側である場合の視線の一例を示す。An example of the configuration of the detection unit 16 according to the third modification and an example of a line of sight when the focus position H of the observer's eye is behind the point P of the stereoscopic image 100 generated by the display unit 12 are shown. . 本実施形態の第3変形例に係る表示装置10において、立体像の点Pに対応する画像の、表示面22上における表示位置を示す。In the display apparatus 10 which concerns on the 3rd modification of this embodiment, the display position on the display surface 22 of the image corresponding to the point P of a three-dimensional image is shown. 本実施形態の第4変形例に係る表示装置10の構成を示す。The structure of the display apparatus 10 which concerns on the 4th modification of this embodiment is shown. 本実施形態の第4変形例に係る表示装置10により生成された立体像100を観察する場合の観察者の眼のピント位置および輻輳の一例を示す。An example of a focus position and convergence of an observer's eye in the case of observing the three-dimensional image 100 produced | generated by the display apparatus 10 which concerns on the 4th modification of this embodiment is shown. 本実施形態の第4変形例において、右眼用の撮像部98−Rおよび左眼用の撮像部98−Lの撮像方向および焦点位置の一例を示す。In the fourth modification of the present embodiment, an example of the imaging direction and the focal position of the imaging unit 98-R for the right eye and the imaging unit 98-L for the left eye is shown.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.

図1は、本実施形態に係る表示装置10の構成を示す。本実施形態に係る表示装置10は、観察者の右眼に右眼用画像を与え、観察者の左眼に左眼用画像を与えて、観察者に立体的に認識される画像を提供する。   FIG. 1 shows a configuration of a display device 10 according to the present embodiment. The display device 10 according to the present embodiment provides an image for a right eye to an observer's right eye, an image for a left eye to an observer's left eye, and provides an image that is stereoscopically recognized by the observer. .

表示装置10は、表示部12と、出力部14と、検出部16と、ボケ制御部18とを備える。表示部12は、右眼用画像および左眼用画像を表示して観察者に立体像を観察させる。   The display device 10 includes a display unit 12, an output unit 14, a detection unit 16, and a blur control unit 18. The display unit 12 displays the image for the right eye and the image for the left eye to allow the observer to observe the stereoscopic image.

表示部12は、一例として、表示面22と、レンチキュラーレンズアレイ24とを有する。表示面22は、右眼用画像を表示する右眼用領域と左眼用画像を表示する左眼用領域とが交互に配列される。   For example, the display unit 12 includes a display surface 22 and a lenticular lens array 24. On the display surface 22, a right eye region for displaying a right eye image and a left eye region for displaying a left eye image are alternately arranged.

レンチキュラーレンズアレイ24は、表示面22の右眼用領域から出力された光を観察者の右眼方向に屈折させて観察者に右眼のみに照射する。また、レンチキュラーレンズアレイ24は、左眼用領域から出力された光を観察者の左眼方向に屈折させて観察者に左眼のみに照射する。このような表示部12は、専用メガネを装着しない裸眼の観察者に対して立体像を提供することができる。なお、表示部12は、レンチキュラーレンズアレイ24に代えて、パララックスバリアを有してもよい。また、表示部12は、裸眼に限らず、専用メガネを装着した観察者に立体像を表示する装置であってもよい。   The lenticular lens array 24 refracts the light output from the right eye region of the display surface 22 in the direction of the viewer's right eye and irradiates only the right eye to the viewer. The lenticular lens array 24 refracts the light output from the left eye region in the direction of the left eye of the observer and irradiates only the left eye to the observer. Such a display unit 12 can provide a stereoscopic image to a naked eye observer who does not wear dedicated glasses. The display unit 12 may have a parallax barrier instead of the lenticular lens array 24. The display unit 12 is not limited to the naked eye, and may be a device that displays a stereoscopic image to an observer wearing dedicated glasses.

出力部14は、右眼用画像および左眼用画像を出力する。表示部12は、一例として、記録媒体から読み出した信号または外部から受信した信号から右眼用画像および左眼用画像を再生して出力する。   The output unit 14 outputs a right eye image and a left eye image. For example, the display unit 12 reproduces and outputs a right-eye image and a left-eye image from a signal read from a recording medium or a signal received from the outside.

検出部16は、観察者の眼のピント位置を検出する。検出部16は、一例として、右眼用の検出部16−Rと、左眼用の検出部16−Lとを有する。右眼用の検出部16−Rは、観察者の右眼のピント位置を検出する。左眼用の検出部16−Lは、観察者の左眼のピント位置を検出する。   The detection unit 16 detects the focus position of the observer's eyes. As an example, the detection unit 16 includes a detection unit 16-R for the right eye and a detection unit 16-L for the left eye. The right-eye detection unit 16-R detects the focus position of the observer's right eye. The left-eye detection unit 16-L detects the focus position of the left eye of the observer.

検出部16は、一例として、赤外光等の不可視波長領域の調整光を観察者の眼の網膜に与えて、観察者の眼の網膜から反射された調整光を検出する。そして、検出部16は、検出した調整光に基づき、観察者の眼のピント位置を検出する。検出部16は、一例として、表示部12の上部または側部等から調整光を観察者の眼に与える。   For example, the detection unit 16 applies adjustment light in an invisible wavelength region such as infrared light to the retina of the observer's eye, and detects the adjustment light reflected from the retina of the observer's eye. And the detection part 16 detects the focus position of an observer's eyes based on the detected adjustment light. As an example, the detection unit 16 applies adjustment light to the observer's eyes from the top or side of the display unit 12.

なお、検出部16は、観察者の右眼および左眼の一方のみのピント位置を検出して、一方のみのピント位置を両眼共通のピント位置として出力してもよい。また、表示装置10は、観察者の右眼のピント位置および左眼のピント位置をそれぞれ検出し、平均のピント位置を両眼共通のピント位置として出力してもよい。   Note that the detection unit 16 may detect the focus position of only one of the right eye and the left eye of the observer, and output only the focus position of one of the eyes as the focus position common to both eyes. Further, the display device 10 may detect the focus position of the right eye and the focus position of the left eye of the observer, respectively, and output the average focus position as a focus position common to both eyes.

ボケ制御部18は、表示部12により表示する画像のそれぞれの領域を、立体像における当該領域に対応する部分とピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる。この場合において、ボケ制御部18は、一例として、ズレ量が0の場合には当該領域の画像にボケを生じさせない、即ち、当該領域にフォーカスの合った画像を表示する。そして、ボケ制御部18は、一例として、ズレ量が0でない場合には、ズレ量が大きいほど大きなボケを生じさせる。   The blur control unit 18 causes each region of the image displayed by the display unit 12 to blur according to a shift amount between a portion corresponding to the region in the stereoscopic image and the focus position. In this case, as an example, when the amount of deviation is 0, the blur control unit 18 does not cause blur in the image in the area, that is, displays an image in focus in the area. And as an example, when the amount of deviation is not 0, the blur control unit 18 generates larger blur as the amount of deviation is larger.

ボケ制御部18は、一例として、表示面22により表示する画像のそれぞれの領域について、右眼用画像と左眼用画像との視差量を算出し、算出した視差量に基づき当該領域に対応する立体像の距離を算出する。そして、ボケ制御部18は、表示面22により表示する画像のそれぞれの領域について、検出部16により検出されたピント位置と当該領域の距離との差から、ズレ量を算出する。また、ボケ制御部18は、視差量を算出することに代えて、表示面22により表示する画像のそれぞれの領域についての距離情報を右眼用画像および左眼用画像とともに出力部14から受け取ってもよい。この場合、距離情報は、例えば右眼用画像および左眼用画像の生成時または撮像時に予め生成されている。   As an example, the blur control unit 18 calculates the amount of parallax between the image for the right eye and the image for the left eye for each region of the image displayed on the display surface 22, and corresponds to the region based on the calculated amount of parallax. The distance of the stereoscopic image is calculated. Then, the blur control unit 18 calculates a deviation amount for each region of the image displayed on the display surface 22 from the difference between the focus position detected by the detection unit 16 and the distance between the regions. Also, the blur control unit 18 receives distance information about each region of the image displayed on the display surface 22 from the output unit 14 together with the right-eye image and the left-eye image instead of calculating the parallax amount. Also good. In this case, the distance information is generated in advance, for example, when the right-eye image and the left-eye image are generated or imaged.

更に、ボケ制御部18は、一例として、表示面22により表示する画像のそれぞれの領域について、算出したズレ量に基づきソフトウェアによる演算によりぼかし処理を実行する。ボケ制御部18は、一例として、ズレ量が大きいほどボケ量を大きくするぼかし処理を実行する。   Furthermore, as an example, the blur control unit 18 performs a blurring process on each area of the image displayed on the display surface 22 by a calculation by software based on the calculated shift amount. As an example, the blur control unit 18 performs a blurring process that increases the blur amount as the shift amount increases.

また、特許文献2には、複数のマイクロレンズを介して画素毎に射出瞳の異なる領域の複数の画像を1回で撮影し、複数の画像の重なり位置等を変更して合成する方法が記載されている。この方法によれば、外部から指定した位置の物体にピントが合い、指定した位置以外の物体が指定した位置からの距離に応じてぼけた画像を表示することができる。ボケ制御部18は、右眼用画像および左眼用画像として、特許文献2に記載された方法で撮像された画像を取得して、検出部16により検出された眼のピント位置にピントの合った画像を出力する。これにより、ボケ制御部18は、表示部12により表示する画像のそれぞれの領域を、立体像における当該領域に対応する部分とピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせることができる。   Further, Patent Document 2 describes a method in which a plurality of images of regions having different exit pupils are photographed once for each pixel via a plurality of microlenses, and the overlapping positions of the plurality of images are changed and combined. Has been. According to this method, an object at a position designated from the outside can be focused, and an image blurred according to the distance from the designated position by an object other than the designated position can be displayed. The blur control unit 18 acquires images captured by the method described in Patent Document 2 as the right-eye image and the left-eye image, and focuses on the focus position of the eye detected by the detection unit 16. Output the image. Accordingly, the blur control unit 18 can cause each region of the image displayed by the display unit 12 to blur according to the amount of shift between the portion corresponding to the region in the stereoscopic image and the focus position.

以上のように本実施形態に係る表示装置10は、観察者の眼のピント位置とは異なる距離の部分に対して、ピント位置からのズレ量に応じてボケを生じさせた立体像を表示することができる。これにより、表示装置10によれば、例えば観察者の注視点とは異なる位置の像をぼけさせて観察者に自然に近い立体像を提供し、観察者の眼の疲労を低減することができる。   As described above, the display device 10 according to the present embodiment displays a stereoscopic image in which a blur is generated according to the amount of deviation from the focus position with respect to a portion having a distance different from the focus position of the observer's eye. be able to. Thus, according to the display device 10, for example, an image at a position different from the point of sight of the observer can be blurred to provide a three-dimensional image close to nature to the observer, thereby reducing fatigue of the observer's eyes. .

図2は、本実施形態の表示装置10において、観察者の眼のピント位置Hが表示部12により生成された立体像100上の点Pより手前側である場合の視線の一例を示す。図3は、本実施形態の表示装置10において、観察者の眼のピント位置Hが表示部12により生成された立体像100上の点Pより手前側であり、且つ、表示部12上である場合の視線の一例を示す。図4は、本実施形態の表示装置10において、観察者の眼のピント位置Hが表示部12により生成された立体像100上の点Pに一致する場合の視線の一例を示す。図5は、本実施形態の表示装置10において、観察者の眼のピント位置Hが表示部12により生成された立体像100の点Pの奥側である場合の視線の一例を示す。   FIG. 2 shows an example of a line of sight when the focus position H of the observer's eye is on the near side of the point P on the stereoscopic image 100 generated by the display unit 12 in the display device 10 of the present embodiment. FIG. 3 shows that the focus position H of the observer's eye is on the near side of the point P on the stereoscopic image 100 generated by the display unit 12 and on the display unit 12 in the display device 10 of the present embodiment. An example of the line of sight in the case is shown. FIG. 4 shows an example of a line of sight when the focus position H of the observer's eye matches the point P on the stereoscopic image 100 generated by the display unit 12 in the display device 10 of the present embodiment. FIG. 5 shows an example of the line of sight when the focus position H of the observer's eye is behind the point P of the stereoscopic image 100 generated by the display unit 12 in the display device 10 of the present embodiment.

観察者の眼のピント位置Hは、水晶体の厚みの変化等に応じて前後に移動する。観察者の眼のピント位置Hは、例えば、図2に示されるように表示部12よりも観察者側(手前側)から、図5に示されるように表示部12よりも奥側(例えば無限遠)まで移動する。   The focus position H of the observer's eye moves back and forth according to changes in the thickness of the crystalline lens. The focus position H of the observer's eye is, for example, from the viewer side (front side) as shown in FIG. 2, and from the display unit 12 as shown in FIG. Move far).

立体像100上の任意の点Pと観察者の眼のピント位置Hとの間の距離(ズレ量D)は、観察者の眼のピント位置Hの移動に伴い変化する。ズレ量Dは、図4のようにピント位置Hと点Pの位置とが一致する場合に0となる。そして、ズレ量Dは、ピント位置Hが点Pから離れるほど大きくなる。   The distance (deviation amount D) between an arbitrary point P on the stereoscopic image 100 and the focus position H of the observer's eye changes with the movement of the focus position H of the observer's eye. The shift amount D becomes 0 when the focus position H and the position of the point P coincide as shown in FIG. The deviation amount D increases as the focus position H moves away from the point P.

図6は、図2の状態において、表示部12により表示される点Pに対応する部分の画像の一例を示す。図7は、図3の状態において、表示部12により表示される点Pに対応する部分の画像の一例を示す。図8は、図4の状態において、表示部12により表示される点Pに対応する部分の画像の一例を示す。図9は、図5の状態において、表示部12により表示される点Pに対応する部分の画像の一例を示す。   FIG. 6 shows an example of an image of a portion corresponding to the point P displayed by the display unit 12 in the state of FIG. FIG. 7 shows an example of an image of a portion corresponding to the point P displayed by the display unit 12 in the state of FIG. FIG. 8 shows an example of an image of a portion corresponding to the point P displayed by the display unit 12 in the state of FIG. FIG. 9 shows an example of an image of a portion corresponding to the point P displayed by the display unit 12 in the state of FIG.

表示装置10は、例えば図4のようにズレ量Dが0の場合、点Pに対応する画像を図8に示されるようなフォーカスの合った状態、即ち、ぼけの無い状態で表示させる。これに対して、表示装置10は、例えば図2、図3および図5のようにズレ量が0ではない場合、点Pに対応する画像を、図6、図7および図9に示されるようにフォーカスのずれた状態、即ちぼかした状態で表示する。   For example, when the shift amount D is 0 as shown in FIG. 4, the display device 10 displays an image corresponding to the point P in a focused state as shown in FIG. 8, that is, without blur. On the other hand, the display device 10 displays an image corresponding to the point P in FIGS. 6, 7, and 9 when the amount of deviation is not 0 as shown in FIGS. 2, 3, and 5, for example. Are displayed in a state of defocusing, that is, in a blurred state.

ここで、表示装置10は、ズレ量Dが大きいほど点Pに対応する画像のボケ量を大きくして表示する。例えば、図2のズレ量Dは、図3のズレ量Dより大きい。従って、表示装置10は、図6および図7に示されるように、図2のずれ量Dに対応するボケ量を、図3のずれ量Dに対応するボケ量より大きくする。   Here, the display device 10 displays a larger amount of blurring of the image corresponding to the point P as the displacement amount D is larger. For example, the shift amount D in FIG. 2 is larger than the shift amount D in FIG. Therefore, as shown in FIGS. 6 and 7, the display device 10 makes the blur amount corresponding to the shift amount D of FIG. 2 larger than the blur amount corresponding to the shift amount D of FIG.

また、表示装置10は、ピント位置Hと点Pとのズレの方向に関わらず、点Pに対応する画像をぼかす。例えば、図3のズレ量Dと図5のズレ量Dとは、方向は異なるが大きさはほぼ等しい。従って、表示装置10は、図7および図9に示されるように、図3のズレ量Dに対するボケ量と、図5のズレ量Dに対応するボケ量とを略同一とする。   Further, the display device 10 blurs the image corresponding to the point P regardless of the direction of deviation between the focus position H and the point P. For example, the amount of deviation D in FIG. 3 and the amount of deviation D in FIG. Therefore, as shown in FIGS. 7 and 9, the display device 10 makes the blur amount corresponding to the shift amount D in FIG. 3 substantially the same as the blur amount corresponding to the shift amount D in FIG.

立体像100を観察する初期状態では、図3のように、右眼および左眼のピント位置Hは表示部12の表示面にほぼ一致している。しかし、図3の状態では、点Pに対応する画像は図7に示すようにボケて見えるので、眼はボケ量を小さくするようにピント調整を行う。   In the initial state in which the stereoscopic image 100 is observed, the focus positions H of the right eye and the left eye almost coincide with the display surface of the display unit 12 as shown in FIG. However, in the state of FIG. 3, the image corresponding to the point P looks blurred as shown in FIG. 7, so the eyes adjust the focus to reduce the amount of blur.

もし、ピント位置Hが手前側(図中右側)へ変化すると、点Pに対応する画像は図6の状態になり更にボケ量は増大する。逆に、ピント位置Hが奥側(図中左側)へ変化すると、点Pに対応する画像は図8の状態になりボケ量は減少する。しかし、図8の状態を超えて、ピント位置Hが点Pよりも奥側(図中左側)に変化すると、点Pに対応する画像は図9に示す状態となり再びボケ量は増大する。従って、眼は、点Pに対応する画像のボケが最小になる図8の状態で、ピント調節を行うことを停止する。   If the focus position H changes to the near side (right side in the figure), the image corresponding to the point P becomes the state shown in FIG. 6, and the amount of blur increases further. Conversely, when the focus position H changes to the back side (left side in the figure), the image corresponding to the point P becomes the state shown in FIG. 8, and the amount of blurring decreases. However, when the focus position H changes beyond the point P beyond the state shown in FIG. 8, the image corresponding to the point P changes to the state shown in FIG. 9 and the amount of blur increases again. Therefore, the eye stops performing the focus adjustment in the state of FIG. 8 in which the blur of the image corresponding to the point P is minimized.

このように表示装置10は、常に、点Pにおいて、右眼および左眼の視線の交差点(輻輳の位置)とピント位置Hとを一致させ、且つ、点Pから奥行き方向の位置が異なる部位については、そのずれ量に応じてボケが生じた像を見せることができる。また、以上の動作は単眼でも成立する。従って、表示装置10は、左右の視差画像の中に共通の画像が存在しない場合は、左右それぞれの眼に対する立体像の注視位置とピント位置Hを合致させ、ピント位置Hから奥行き方向の位置が異なる立体像の部位については、そのずれ量に応じたボケを生じさせた像を見せることができる。   In this way, the display device 10 always matches the intersection (convergence position) of the line of sight of the right eye and the left eye with the focus position H at the point P and the position in the depth direction from the point P is different. Can show a blurred image according to the shift amount. Further, the above operation can be realized even with a single eye. Therefore, when there is no common image in the left and right parallax images, the display device 10 matches the focus position H with the gaze position of the stereoscopic image for the left and right eyes, and the position in the depth direction from the focus position H is the same. With respect to different three-dimensional image portions, it is possible to show an image in which a blur corresponding to the amount of deviation is generated.

このように表示装置10は、右眼および左眼の視線の交差点(輻輳の位置)とピント位置が一致し、且つ、ピント位置からのズレ量に応じてボケを生じさせることにより、観察者に自然に近い立体像を提供して、眼の疲労を低減することができる。   As described above, the display device 10 causes the observer to generate blur by matching the intersection (convergence position) of the line of sight of the right eye and the left eye and the amount of deviation from the focus position. A stereoscopic image close to nature can be provided to reduce eye fatigue.

図10は、本実施形態に係る検出部16の第1例の構成、並びに、第1例に係る検出部16から眼30の網膜34へ向かう調整光の光路の一例を示す。図11は、本実施形態に係る検出部16の第1例の構成、並びに、眼30から第1例に係る検出部16へ向かう、眼30の網膜34により反射された調整光の光路の一例を示す。   FIG. 10 shows an example of the configuration of the first example of the detection unit 16 according to the present embodiment and an optical path of adjustment light from the detection unit 16 according to the first example toward the retina 34 of the eye 30. FIG. 11 shows an example of the configuration of the first example of the detection unit 16 according to the present embodiment and the optical path of the adjustment light reflected by the retina 34 of the eye 30 from the eye 30 toward the detection unit 16 according to the first example. Indicates.

本例に係る検出部16は、調整光学系40と、調整用レンズ42と、移動制御部44と、算出部46とを有する。調整光学系40は、点光源から出力された不可視波長領域の調整光(例えば赤外光)を観察者の眼30の網膜34に照射する。これとともに、調整光学系40は、観察者の眼30の網膜34から反射された調整光のスポット径を予め定められた位置で検出する。調整光学系40は、一例として、観察者の眼30の網膜34から反射された調整光のスポットSpの径を、観察者の眼30の網膜34に対して調整光を出力する点光源の位置と光学的に同一位置において検出する。   The detection unit 16 according to this example includes an adjustment optical system 40, an adjustment lens 42, a movement control unit 44, and a calculation unit 46. The adjustment optical system 40 irradiates the retina 34 of the observer's eye 30 with adjustment light (for example, infrared light) in the invisible wavelength region output from the point light source. At the same time, the adjustment optical system 40 detects the spot diameter of the adjustment light reflected from the retina 34 of the observer's eye 30 at a predetermined position. As an example, the adjustment optical system 40 sets the diameter of the spot Sp of the adjustment light reflected from the retina 34 of the observer's eye 30 to the position of the point light source that outputs the adjustment light to the retina 34 of the observer's eye 30. Are detected at the same optical position.

調整光学系40は、一例として、調整光出力部50と、スポット検出部52と、ハーフミラー54とを含む。調整光出力部50は、観察者の眼30の網膜34に与える調整光を点光源から出力する。スポット検出部52は、観察者の眼30の網膜34から反射された調整光のスポット径を検出する。スポット検出部52は、一例として、イメージセンサと、イメージセンサにより取り込まれた画像から画像処理によりスポット径を算出するスポット径算出部とを含む。   The adjustment optical system 40 includes, as an example, an adjustment light output unit 50, a spot detection unit 52, and a half mirror 54. The adjustment light output unit 50 outputs adjustment light to be given to the retina 34 of the observer's eye 30 from a point light source. The spot detector 52 detects the spot diameter of the adjustment light reflected from the retina 34 of the observer's eye 30. As an example, the spot detection unit 52 includes an image sensor and a spot diameter calculation unit that calculates a spot diameter by image processing from an image captured by the image sensor.

ハーフミラー54は、調整光出力部50により出力された調整光を観察者の眼30の網膜34に与えるとともに、観察者の眼30の網膜34から反射された調整光をスポット検出部52に与える。ハーフミラー54は、一例として、調整光出力部50により出力された調整光を眼30の網膜34へ向かう方向に反射(または透過)し、眼30の網膜34の方向から受光した光をスポット検出部52の方向に透過(または反射)する。   The half mirror 54 gives the adjustment light output by the adjustment light output unit 50 to the retina 34 of the observer's eye 30 and also gives the adjustment light reflected from the retina 34 of the observer's eye 30 to the spot detection unit 52. . As an example, the half mirror 54 reflects (or transmits) the adjustment light output by the adjustment light output unit 50 in the direction toward the retina 34 of the eye 30 and spot-detects the light received from the direction of the retina 34 of the eye 30. It transmits (or reflects) in the direction of the part 52.

このような調整光学系40において、スポット検出部52の受光位置は、ハーフミラー54からの距離が、調整光出力部50における調整光を出力する点光源の位置と同一となるように配置されている。これにより、調整光学系40は、観察者の眼30の網膜34から反射された調整光のスポット径を、観察者の眼30の網膜34に対して調整光を出力する点光源の位置と光学的に同一位置において検出することができる。   In such an adjustment optical system 40, the light receiving position of the spot detection unit 52 is arranged such that the distance from the half mirror 54 is the same as the position of the point light source that outputs the adjustment light in the adjustment light output unit 50. Yes. As a result, the adjustment optical system 40 determines the spot diameter of the adjustment light reflected from the retina 34 of the observer's eye 30 and the position of the point light source that outputs the adjustment light to the retina 34 of the observer's eye 30 and the optics. In the same position.

調整用レンズ42は、調整光学系40と観察者の眼30との間の光路中に設けられる。調整用レンズ42は、調整光学系40から眼30へと照射される調整光を集光する。調整用レンズ42は、一例として、眼30の網膜34の近傍に焦点が位置するように調整光を供給する。   The adjustment lens 42 is provided in the optical path between the adjustment optical system 40 and the eye 30 of the observer. The adjustment lens 42 condenses adjustment light irradiated from the adjustment optical system 40 to the eye 30. For example, the adjustment lens 42 supplies adjustment light so that the focal point is positioned near the retina 34 of the eye 30.

移動制御部44は、調整光学系40により検出されるスポット径を予め定められた大きさとするように、調整光学系40の位置を調整光の光路に沿って前後に移動させる。移動制御部44は、一例として、網膜34から反射された調整光のスポット径を、観察者の眼30の網膜34に対する調整光を出力する点光源の位置と光学的に同一位置において検出する場合、検出されるスポット径を最小とするように調整光学系40の位置を移動させる。   The movement control unit 44 moves the position of the adjustment optical system 40 back and forth along the optical path of the adjustment light so that the spot diameter detected by the adjustment optical system 40 has a predetermined size. As an example, the movement control unit 44 detects the spot diameter of the adjustment light reflected from the retina 34 at the optically same position as the position of the point light source that outputs the adjustment light to the retina 34 of the observer's eye 30. Then, the position of the adjustment optical system 40 is moved so as to minimize the detected spot diameter.

算出部46は、スポット径を予め定められた大きさとした状態での調整光学系40の位置に基づき、観察者の眼30のピント位置を算出する。算出部46は、一例として、観察者の眼30の網膜34に対する調整光を出力する点光源の位置と光学的に同一位置においてスポット径を検出する場合、検出したスポット径を最小とした状態での調整光学系40の位置に基づき、観察者の眼30のピント位置を算出する。   The calculation unit 46 calculates the focus position of the observer's eye 30 based on the position of the adjustment optical system 40 with the spot diameter set to a predetermined size. For example, when the spot diameter is detected at the optically same position as the position of the point light source that outputs the adjustment light for the retina 34 of the eye 30 of the observer, the calculation unit 46 is in a state in which the detected spot diameter is minimized. Based on the position of the adjusting optical system 40, the focus position of the observer's eye 30 is calculated.

図12は、第1例に係る調整光学系40の移動位置Xに対する、観察者の眼30の網膜34から反射された調整光の予め定められた位置でのスポットSpの直径dの関係を示す。観察者の眼30の網膜34に対する調整光を出力する点光源の位置と光学的に同一位置において、観察者の眼30の網膜34から反射された調整光のスポットSpの径dを検出したとする。   FIG. 12 shows the relationship of the diameter d of the spot Sp at a predetermined position of the adjustment light reflected from the retina 34 of the observer's eye 30 with respect to the movement position X of the adjustment optical system 40 according to the first example. . When the diameter d of the spot Sp of the adjustment light reflected from the retina 34 of the observer's eye 30 is detected at the same optical position as the position of the point light source that outputs the adjustment light to the retina 34 of the observer's eye 30. To do.

この場合、調整光出力部50における調整光を出力する点光源の位置と観察者の眼30の網膜34の位置とが、水晶体32および調整用レンズ42を挟んで光学的に共役な関係となると、スポットSpの径dが最小となる。これに対して、調整光出力部50における調整光を出力する点光源の位置と観察者の眼30の網膜34の位置とが光学的に共役な関係から離れるほど、スポットSpの径dは大きくなる。従って、移動制御部44は、スポットSpの径dを最小とするように調整光学系40の位置を制御することにより、調整光出力部50における調整光を出力する点光源の位置と観察者の眼30の網膜34の位置とを、水晶体32および調整用レンズ42を挟んで光学的に共役な関係とすることができる。   In this case, the position of the point light source that outputs the adjustment light in the adjustment light output unit 50 and the position of the retina 34 of the observer's eye 30 are in an optically conjugate relationship with the lens 32 and the adjustment lens 42 interposed therebetween. The diameter d of the spot Sp is minimized. On the other hand, the diameter d of the spot Sp increases as the position of the point light source that outputs the adjustment light in the adjustment light output unit 50 and the position of the retina 34 of the observer's eye 30 depart from an optically conjugate relationship. Become. Therefore, the movement control unit 44 controls the position of the adjustment optical system 40 so as to minimize the diameter d of the spot Sp, thereby adjusting the position of the point light source that outputs the adjustment light in the adjustment light output unit 50 and the observer's position. The position of the retina 34 of the eye 30 can be in an optically conjugate relationship with the lens 32 and the adjustment lens 42 interposed therebetween.

ここで、調整用レンズ42の焦点距離は、製造時において予め定まっている。従って、算出部46は、調整光出力部50における調整光を出力する点光源の位置と観察者の眼30の網膜34の位置とが光学的共役関係となっている状態における調整光学系40の移動位置に基づき、眼30の水晶体32の厚み、即ち眼30のピント位置を算出することができる。   Here, the focal length of the adjustment lens 42 is determined in advance at the time of manufacture. Accordingly, the calculation unit 46 of the adjustment optical system 40 in a state where the position of the point light source that outputs the adjustment light in the adjustment light output unit 50 and the position of the retina 34 of the observer's eye 30 are in an optically conjugate relationship. Based on the movement position, the thickness of the crystalline lens 32 of the eye 30, that is, the focus position of the eye 30, can be calculated.

算出部46は、一例として、調整光学系40の移動位置のそれぞれに対応する眼30のピント位置を表わすテーブルを予め登録しておき、検出した調整光学系40の移動位置に基づき眼30のピント位置を検出する。また、算出部46は、一例として、調整光学系40の移動位置に対する眼30のピント位置を表わす演算式を予め登録しておき、この演算式に基づき眼30のピント位置を検出する。このようにして本例に係る検出部16は、観察者の眼30のピント位置を検出することができる。   For example, the calculation unit 46 registers in advance a table indicating the focus position of the eye 30 corresponding to each of the movement positions of the adjustment optical system 40, and focuses the eye 30 based on the detected movement position of the adjustment optical system 40. Detect position. For example, the calculation unit 46 registers in advance an arithmetic expression representing the focus position of the eye 30 with respect to the movement position of the adjustment optical system 40, and detects the focus position of the eye 30 based on the arithmetic expression. In this way, the detection unit 16 according to this example can detect the focus position of the eye 30 of the observer.

図13は、本実施形態に係る検出部16の第2例の構成、並びに、第2例に係る検出部16から眼30の網膜34へ向かう調整光の光路の一例を示す。図14は、本実施形態に係る検出部16の第2例の構成、並びに、眼30から第2例に係る検出部16へ向かう、眼30の網膜34により反射された調整光の光路の一例を示す。なお、図13および図14に示す第2例に係る検出部16は、図10から図12において示した第1例に係る検出部16と略同一の機能および構成を有するので、以下、同一の構成要素には同一の符号を付け、相違点を除き詳細な説明を省略する。   FIG. 13 shows an example of the configuration of the second example of the detection unit 16 according to the present embodiment, and an example of an optical path of adjustment light from the detection unit 16 according to the second example toward the retina 34 of the eye 30. FIG. 14 illustrates an example of the configuration of the second example of the detection unit 16 according to the present embodiment and the optical path of the adjustment light reflected from the retina 34 of the eye 30 toward the detection unit 16 according to the second example from the eye 30. Indicates. The detection unit 16 according to the second example illustrated in FIGS. 13 and 14 has substantially the same function and configuration as the detection unit 16 according to the first example illustrated in FIGS. 10 to 12. Constituent elements are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted except for differences.

本例に係る調整光出力部50は、観察者の眼30の網膜34に与える第1の調整光を点光源から出力するとともに、観察者の眼30の網膜34までの光学的距離が第1の調整光とは異なる点光源から第2の調整光を出力する。調整光出力部50は、一例として、第1点光源60と、第2点光源62と、平行平板ガラス64とを含む。   The adjustment light output unit 50 according to this example outputs the first adjustment light given to the retina 34 of the observer's eye 30 from the point light source, and the optical distance to the retina 34 of the observer's eye 30 is the first. The second adjustment light is output from a point light source different from the adjustment light. The adjustment light output unit 50 includes, as an example, a first point light source 60, a second point light source 62, and a parallel flat glass 64.

第1点光源60は、観察者の眼30の網膜34に与える第1の調整光を出力する。第2点光源62は、観察者の眼30の網膜34に与える第2の調整光を出力する。第1点光源60および第2点光源62は、ハーフミラー54の光軸に対して平行に光を出力する。また、第1点光源60および第2点光源62は、一例として、ハーフミラー54からの物理的な距離が同一の位置に配置される。   The first point light source 60 outputs first adjustment light to be given to the retina 34 of the observer's eye 30. The second point light source 62 outputs second adjustment light to be given to the retina 34 of the observer's eye 30. The first point light source 60 and the second point light source 62 output light parallel to the optical axis of the half mirror 54. Moreover, the 1st point light source 60 and the 2nd point light source 62 are arrange | positioned as an example in the position where the physical distance from the half mirror 54 is the same.

平行平板ガラス64は、入射面に90度未満の角度で第2の調整光が入射されるように、第2点光源62とハーフミラー54との間に配置される。平行平板ガラス64は、第2の調整光を平行な2つの面により2回屈折して出力する。従って、平行平板ガラス64は、観察者の眼30の網膜34から第1点光源60までの光学的距離と、観察者の眼30の網膜34から第2点光源62までの光学的距離を異なる距離にすることができる。   The parallel flat glass 64 is disposed between the second point light source 62 and the half mirror 54 so that the second adjustment light is incident on the incident surface at an angle of less than 90 degrees. The parallel flat glass 64 refracts and outputs the second adjustment light twice by two parallel surfaces. Therefore, the parallel flat glass 64 differs in the optical distance from the retina 34 of the observer's eye 30 to the first point light source 60 and the optical distance from the retina 34 of the observer's eye 30 to the second point light source 62. Can be a distance.

スポット検出部52は、観察者の眼30の網膜34からの光学的距離が、観察者の眼30の網膜34から第1点光源60までの光学的距離と観察者の眼30の網膜34から第2点光源62までの光学的距離との中間位置に配置される。そして、スポット検出部52は、観察者の眼30の網膜34から反射された第1の調整光のスポット径および第2の調整光のスポット径を検出する。   The spot detection unit 52 has an optical distance from the retina 34 of the observer's eye 30 to the optical distance from the retina 34 of the observer's eye 30 to the first point light source 60 and from the retina 34 of the observer's eye 30. It is arranged at an intermediate position from the optical distance to the second point light source 62. Then, the spot detection unit 52 detects the spot diameter of the first adjustment light and the spot diameter of the second adjustment light reflected from the retina 34 of the eye 30 of the observer.

移動制御部44は、第1の調整光のスポット径と第2の調整光のスポット径との差を予め定められた値とするように、調整光学系40の位置を調整光の光路に沿って前後に移動させる。そして、算出部46は、第1の調整光のスポット径と第2の調整光のスポット径との差を予め定められた値とした状態での、調整光学系40の位置に基づき、観察者の眼30のピント位置を算出する。   The movement controller 44 moves the position of the adjustment optical system 40 along the optical path of the adjustment light so that the difference between the spot diameter of the first adjustment light and the spot diameter of the second adjustment light is a predetermined value. To move back and forth. Then, the calculation unit 46 determines the observer based on the position of the adjustment optical system 40 in a state where the difference between the spot diameter of the first adjustment light and the spot diameter of the second adjustment light is set to a predetermined value. The focus position of the eye 30 is calculated.

例えば、スポット検出部52の受光面の観察者の眼30の網膜34からの光学的距離が、観察者の眼30の網膜34から第1点光源60までの光学的距離と観察者の眼30の網膜34から第2点光源62までの光学的距離との中間位置に配置されているとする。この場合、移動制御部44は、第1の調整光のスポット径と第2の調整光のスポット径との差を0とするように、調整光学系40の位置を調整光の光路に沿って前後に移動させる。そして、算出部46は、第1の調整光のスポット径と第2の調整光のスポット径との差を0とした状態での調整光学系40の位置に基づき、観察者の眼30のピント位置を算出する。   For example, the optical distance from the retina 34 of the observer's eye 30 on the light receiving surface of the spot detection unit 52 is the optical distance from the retina 34 of the observer's eye 30 to the first point light source 60 and the observer's eye 30. It is assumed that it is arranged at an intermediate position from the optical distance from the retina 34 to the second point light source 62. In this case, the movement control unit 44 moves the position of the adjustment optical system 40 along the optical path of the adjustment light so that the difference between the spot diameter of the first adjustment light and the spot diameter of the second adjustment light is zero. Move back and forth. Then, the calculation unit 46 focuses the eye 30 of the observer based on the position of the adjustment optical system 40 in a state where the difference between the spot diameter of the first adjustment light and the spot diameter of the second adjustment light is zero. Calculate the position.

図15は、本実施形態の第2例に係る検出部16における、(a)観察者の眼30の網膜34との光学的共役位置がスポット検出部52の受光面の前側にある場合、および、(b)後側にある場合の、調整光学系40により検出される第1の調整光のスポットSp1の径d1および第2の調整光のスポットSp2の径d2の一例を示す。図16は、本実施形態の第2例に係る調整光学系40の移動位置Xに対する、観察者の眼30の網膜34から反射された第1の調整光のスポットSp1の径d1および第2の調整光のスポットSp2の径d2、および、径d1と径d2との差(d2−d1)の関係を示す。   FIG. 15 shows (a) the case where the optical conjugate position of the observer's eye 30 with the retina 34 is on the front side of the light receiving surface of the spot detection unit 52 in the detection unit 16 according to the second example of the present embodiment, and (B) An example of the diameter d1 of the spot Sp1 of the first adjustment light and the diameter d2 of the spot Sp2 of the second adjustment light detected by the adjustment optical system 40 in the rear side is shown. FIG. 16 shows the diameter d1 of the first adjustment light spot Sp1 reflected from the retina 34 of the eye 30 of the observer with respect to the movement position X of the adjustment optical system 40 according to the second example of the present embodiment. The relationship between the diameter d2 of the spot Sp2 of the adjustment light and the difference (d2-d1) between the diameter d1 and the diameter d2 is shown.

観察者の眼30の網膜34から反射された第1の調整光と第2の調整光とを比較すると、第2の調整光の方が第1の調整光よりも、観察者の眼30の網膜34から遠い位置に集光される。従って、第1の調整光のスポット径d1が最小となるような調整光学系40の移動位置と、第2の調整光のスポット径d2が最小となるような調整光学系40の移動位置との中間に、調整光学系40を制御することにより、スポット検出部52の受光面の位置と観察者の眼30の網膜34の位置とを、水晶体32および調整用レンズ42を挟んで光学的に共役な関係とすることができる。   Comparing the first adjustment light reflected from the retina 34 of the observer's eye 30 with the second adjustment light, the second adjustment light is more in the observer's eye 30 than the first adjustment light. The light is condensed at a position far from the retina 34. Accordingly, the movement position of the adjustment optical system 40 that minimizes the spot diameter d1 of the first adjustment light and the movement position of the adjustment optical system 40 that minimizes the spot diameter d2 of the second adjustment light. In the middle, by controlling the adjustment optical system 40, the position of the light receiving surface of the spot detection unit 52 and the position of the retina 34 of the observer's eye 30 are optically conjugated with the lens 32 and the adjustment lens 42 interposed therebetween. Relationship.

従って、算出部46は、第1の調整光のスポット径d1と第2の調整光のスポット径d2との差を予め定められた値(例えば0)とした状態における調整光学系40の移動位置に基づき、眼30の水晶体32の厚み、即ち眼30のピント位置を算出することができる。これにより、本例に係る検出部16は、観察者の眼30のピント位置を検出することができる。   Therefore, the calculation unit 46 moves the adjustment optical system 40 in a state where the difference between the spot diameter d1 of the first adjustment light and the spot diameter d2 of the second adjustment light is set to a predetermined value (for example, 0). Based on the above, the thickness of the crystalline lens 32 of the eye 30, that is, the focus position of the eye 30 can be calculated. Thereby, the detection unit 16 according to this example can detect the focus position of the eye 30 of the observer.

特に、本例に係る検出部16は、第1の調整光のスポット径d1と第2の調整光のスポット径d2との差の値の正負が、調整光学系40の移動位置の目標位置を挟んで反転する。従って、本例に係る検出部16は、調整光学系40の移動位置をサーボ制御により制御することができる。   In particular, in the detection unit 16 according to the present example, the sign of the difference between the spot diameter d1 of the first adjustment light and the spot diameter d2 of the second adjustment light indicates the target position of the movement position of the adjustment optical system 40. Flip between. Therefore, the detection unit 16 according to this example can control the movement position of the adjustment optical system 40 by servo control.

図17は、本実施形態の第1変形例に係る表示装置10の構成を示す。第1変形例に係る表示装置10は、図1に示した本実施形態に係る表示装置10と略同一の機能および構成を有するので、以下、同一の構成要素には同一の符号を付け、相違点を除き詳細な説明を省略する。   FIG. 17 shows a configuration of the display device 10 according to a first modification of the present embodiment. Since the display device 10 according to the first modification has substantially the same function and configuration as the display device 10 according to the present embodiment shown in FIG. 1, hereinafter, the same components are denoted by the same reference numerals and are different. Detailed description is omitted except for this point.

本変形例に係る表示装置10は、複数の観察者のそれぞれに異なる立体像を提供する。表示装置10は、一例として、異なる視点から観賞する複数の観察者のそれぞれに、その視点に対応した立体像を提供する。本変形例に係る出力部14は、複数の観察者(視点)のそれぞれに対応した右眼用画像および左眼用画像を出力する。表示部12は、複数の視点の観察者のそれぞれの右眼および左眼に対して、その視点に対応した右眼用画像および左眼用画像を与える。   The display device 10 according to this modification provides a different stereoscopic image to each of a plurality of observers. As an example, the display device 10 provides each of a plurality of viewers viewing from different viewpoints with a stereoscopic image corresponding to the viewpoint. The output unit 14 according to this modification outputs a right eye image and a left eye image corresponding to each of a plurality of observers (viewpoints). The display unit 12 gives the right eye image and the left eye image corresponding to the viewpoints to the right eye and the left eye of the observers of the plurality of viewpoints.

さらに、本変形例に係る表示装置10は、複数の観察者のそれぞれに対応した複数の検出部16を備える。複数の検出部16のそれぞれは、対応する観察者の眼のピント位置を検出する。   Furthermore, the display device 10 according to the present modification includes a plurality of detection units 16 corresponding to a plurality of observers. Each of the plurality of detection units 16 detects the focus position of the corresponding observer's eye.

ボケ制御部18は、複数の観察者のそれぞれに対して表示する画像のそれぞれの領域を、立体像における当該領域に対応する部分と、対応する観察者の眼のピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる。このような表示装置10によれば、複数の観察者毎に、右眼および左眼の視線の交差点(輻輳の位置)とピント位置が一致し、且つ、眼のピント位置とは異なる距離の部分に対して、ピント位置からのズレ量に応じたボケを生じさせた立体像を表示することができる。従って、表示装置10によれば、複数の観察者のそれぞれに自然に近い立体像を提供し、眼の疲労を低減することができる。   The blur control unit 18 determines each area of the image to be displayed for each of the plurality of observers according to a shift amount between a portion corresponding to the area in the stereoscopic image and the focus position of the corresponding observer's eyes. Cause blur. According to the display device 10 as described above, for each of a plurality of viewers, the intersection of the line of sight of the right eye and the left eye (the position of convergence) matches the focus position, and a portion having a distance different from the focus position of the eye On the other hand, it is possible to display a stereoscopic image in which a blur is generated according to the amount of deviation from the focus position. Therefore, according to the display device 10, it is possible to provide a natural stereoscopic image to each of a plurality of observers and reduce eye fatigue.

図18は、本実施形態の第2変形例に係る表示装置10の構成を示す。第2変形例に係る表示装置10は、図1に示した本実施形態に係る表示装置10と略同一の機能および構成を有するので、以下、同一の構成要素には同一の符号を付け、相違点を除き詳細な説明を省略する。   FIG. 18 shows a configuration of the display device 10 according to a second modification of the present embodiment. Since the display device 10 according to the second modification has substantially the same function and configuration as the display device 10 according to the present embodiment shown in FIG. 1, hereinafter, the same components are denoted by the same reference numerals and are different. Detailed description is omitted except for this point.

本変形例に係る表示装置10は、観察者の右眼および左眼に別個の画像を与えて、観察者に立体的に認識される画像を提供する。本変形例に係る表示装置10は、出力部14と、右眼用の表示面22−Rと、左眼用の表示面22−Lと、右眼用の光学系70−Rと、左眼用の光学系70−Lと、右眼用の検出部16−Rと、左眼用の検出部16−Lと、制御部72と、右眼用のボケ制御部18−Rと、左眼用のボケ制御部18−Lとを備える。   The display device 10 according to the present modification provides separate images to the observer's right eye and left eye, and provides the observer with a stereoscopically recognized image. The display device 10 according to this modification includes an output unit 14, a right-eye display surface 22-R, a left-eye display surface 22-L, a right-eye optical system 70-R, and a left-eye. Optical system 70-L, right-eye detection unit 16-R, left-eye detection unit 16-L, control unit 72, right-eye blur control unit 18-R, and left eye A blur control unit 18-L.

右眼用の表示面22−Rは、観察者の右眼に表示するべき右眼用画像を表示する。左眼用の表示面22−Lは、観察者の左眼に表示するべき左眼用画像を表示する。右眼用の表示面22−Rおよび左眼用の表示面22−Lは、例えば別個の表示パネルである。なお、右眼用の表示面22−Rおよび左眼用の表示面22−Lは、右眼用または左眼用である点において相違するが、他の点においては互いに同一の機能および構成を有するので、両者を区別せずに説明する場合には、単に表示面22と称する。   The right-eye display surface 22-R displays a right-eye image to be displayed on the observer's right eye. The left-eye display surface 22-L displays a left-eye image to be displayed on the left eye of the observer. The display surface 22-R for the right eye and the display surface 22-L for the left eye are separate display panels, for example. The right-eye display surface 22-R and the left-eye display surface 22-L are different in that they are for the right eye or the left eye, but have the same functions and configurations in other points. Therefore, when the description is made without distinguishing both, the display surface 22 is simply referred to.

右眼用の光学系70−Rは、右眼用の表示面22−Rの虚像を生成して観察者の右眼に与える。左眼用の光学系70−Lは、左眼用の表示面22−Lの虚像を生成して観察者の左眼に与える。なお、右眼用の光学系70−Rおよび左眼用の光学系70−Lは、右眼用または左眼用である点において相違するが、他の点においては互いに同一の機能および構成を有するので、両者を区別せずに説明する場合には、単に光学系70と称する。   The right-eye optical system 70-R generates a virtual image of the right-eye display surface 22-R and gives the virtual image to the observer's right eye. The left-eye optical system 70-L generates a virtual image of the left-eye display surface 22-L and gives it to the left eye of the observer. Note that the optical system 70-R for the right eye and the optical system 70-L for the left eye are different in that they are for the right eye or the left eye, but otherwise have the same functions and configurations. Therefore, when the description is made without distinguishing both, the optical system 70 is simply referred to.

光学系70は、表示面22の虚像を生成する虚像生成光学系を有する。本例においては、光学系70は、虚像生成光学系として、レンズ74を有する。なお、虚像生成光学系は、反射光学系であってもよい。   The optical system 70 includes a virtual image generation optical system that generates a virtual image of the display surface 22. In this example, the optical system 70 includes a lens 74 as a virtual image generating optical system. The virtual image generation optical system may be a reflection optical system.

さらに、表示面22および光学系70の一方または両方は、互いの光軸方向の相対的な位置を変更することができる。例えば、表示面22および光学系70のレンズ74の一方または両方は、光軸方向の位置を移動することができる。   Furthermore, one or both of the display surface 22 and the optical system 70 can change the relative positions of each other in the optical axis direction. For example, one or both of the display surface 22 and the lens 74 of the optical system 70 can move in the optical axis direction.

右眼用の検出部16―Rは、観察者の右眼の網膜との光学的共役位置を検出する。この場合、右眼用の検出部16―Rは、レンズ74と右眼用の表示面22−Rとの位置関係を検出することができれば、観察者の右眼の網膜との光学的共役位置と右眼用の表示面22−Rの位置とのずれ量を検出することができる。本実施形態においては、右眼用の検出部16―Rは、観察者の右眼の網膜からの光を検出し、検出した光に基づいて観察者の右眼の網膜との光学的共役位置を検出し、右眼用の表示面22−Rの位置とのずれ量を検出する。   The right-eye detector 16-R detects an optical conjugate position with the retina of the observer's right eye. In this case, if the detection unit 16-R for the right eye can detect the positional relationship between the lens 74 and the display surface 22-R for the right eye, the optical conjugate position with the retina of the right eye of the observer. And the position of the right-eye display surface 22-R can be detected. In the present embodiment, the detection unit 16-R for the right eye detects light from the retina of the viewer's right eye, and based on the detected light, an optical conjugate position with the retina of the viewer's right eye And the amount of deviation from the position of the display surface 22-R for the right eye is detected.

右眼用の検出部16―Rは、一例として、赤外光等の不可視の調整光を右眼用の光学系70−Rを介して観察者の右眼の網膜に与え、右眼の網膜から反射された調整光を右眼用の光学系70−Rを介して受光する。そして、右眼用の検出部16―Rは、受光した調整光に基づき、右眼の網膜との光学的共役位置を検出する。   For example, the detection unit 16-R for the right eye supplies invisible adjustment light such as infrared light to the retina of the right eye of the observer via the right-eye optical system 70-R, and the retina of the right eye. The adjustment light reflected from the light is received through the optical system 70-R for the right eye. Then, the detection unit 16-R for the right eye detects an optical conjugate position with the retina of the right eye based on the received adjustment light.

左眼用の検出部16―Lは、観察者の左眼の網膜との光学的共役位置を検出する。この場合、左眼用の検出部16―Lは、レンズ74と左眼用の表示面22−Lとの位置関係を検出することができれば、観察者の左眼の網膜との光学的共役位置と左眼用の表示面22−Lの位置とのずれ量を検出する。本実施形態においては、左眼用の検出部16―Lは、観察者の左眼の網膜からの光を検出し、検出した光に基づいて、観察者の左眼の網膜との光学的共役位置を検出し、左眼用の表示面22−Lの位置とのずれ量を検出する。   The left-eye detector 16-L detects an optical conjugate position with the retina of the left eye of the observer. In this case, if the detection unit 16-L for the left eye can detect the positional relationship between the lens 74 and the display surface 22-L for the left eye, the optical conjugate position with the retina of the left eye of the observer And the position of the left-eye display surface 22-L are detected. In the present embodiment, the detection unit 16-L for the left eye detects light from the retina of the viewer's left eye, and optically conjugates with the retina of the viewer's left eye based on the detected light. The position is detected, and the amount of deviation from the position of the left eye display surface 22-L is detected.

左眼用の検出部16―Lは、一例として、赤外光等の不可視の調整光を左眼用の光学系70−Lを介して観察者の左眼の網膜に与え、左眼の網膜から反射された調整光を左眼用の光学系70−Lを介して受光する。そして、左眼用の検出部16―Lは、受光した調整光に基づき、左眼の網膜との光学的共役位置を検出する。   For example, the left-eye detection unit 16-L applies invisible adjustment light such as infrared light to the left-eye retina of the observer via the left-eye optical system 70-L, and the left-eye retina. The adjustment light reflected from the light is received through the left-eye optical system 70-L. Then, the detection unit 16-L for the left eye detects an optical conjugate position with the retina of the left eye based on the received adjustment light.

なお、右眼用の検出部16−Rおよび左眼用の検出部16−Lは、右眼用または左眼用である点において相違するが、他の点においては互いに同一の機能および構成を有する。従って、右眼用の検出部16−Rおよび左眼用の検出部16−Lを区別せずに説明する場合には、単に検出部16という。   The right-eye detection unit 16-R and the left-eye detection unit 16-L are different in that they are for the right eye or the left eye, but are otherwise identical in function and configuration. Have. Therefore, when the detection unit 16-R for the right eye and the detection unit 16-L for the left eye are described without being distinguished, they are simply referred to as the detection unit 16.

制御部72は、右眼用の検出部16−Rの検出結果に基づいて右眼用の光学系70−Rおよび右眼用の表示面22−Rの少なくとも一方の位置を制御して、右眼用の表示面22−Rと右眼の網膜とを光学的共役関係に保つ。制御部72は、一例として、右眼用の表示面22−Rと右眼の網膜との光学的共役位置とのずれ量が0となるように、右眼用の光学系70−Rのレンズ74および右眼用の表示面22−Rの少なくとも一方の光軸方向の位置を移動させる。   The control unit 72 controls the position of at least one of the optical system 70-R for the right eye and the display surface 22-R for the right eye based on the detection result of the detection unit 16-R for the right eye. The display surface 22-R for the eye and the retina of the right eye are kept in an optically conjugate relationship. As an example, the control unit 72 uses the lens of the right-eye optical system 70-R so that the amount of deviation between the right-eye display surface 22-R and the optical conjugate position of the right-eye retina becomes zero. 74 and the position of at least one of the right-eye display surfaces 22-R in the optical axis direction are moved.

また、制御部72は、左眼用の検出部16−Lの検出結果に基づいて左眼用の光学系70−Lおよび左眼用の表示面22−Lの少なくとも一方の位置を制御して、左眼用の表示面22−Lと左眼の網膜とを光学的共役関係に保つ。制御部72は、一例として、左眼用の表示面22−Lと左眼の網膜との光学的共役位置とのずれ量が0となるように、左眼用の光学系70−Lのレンズ74および左眼用の表示面22−Lの少なくとも一方の光軸方向の位置を移動させる。   The control unit 72 controls the position of at least one of the left-eye optical system 70-L and the left-eye display surface 22-L based on the detection result of the left-eye detection unit 16-L. The left-eye display surface 22-L and the left-eye retina are maintained in an optically conjugate relationship. As an example, the control unit 72 uses the lens of the left-eye optical system 70-L so that the deviation amount between the left-eye display surface 22-L and the optical conjugate position of the left-eye retina becomes zero. The position in the optical axis direction of at least one of the display surface 22-L for 74 and the left eye is moved.

右眼用のボケ制御部18−Rは、右眼用の表示面22−Rにより表示する画像のそれぞれの領域を、立体像における当該領域に対応する部分と、観察者の右眼のピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる。この場合、右眼用のボケ制御部18−Rは、一例として、右眼用の表示面22−Rと右眼の網膜とを光学的共役関係に保った状態における右眼用の光学系70−Rおよび右眼用の表示面22−Rの位置に基づき、右眼用の表示面22−Rにより表示する画像のそれぞれの領域を、立体像における当該領域に対応する部分と、観察者の右眼のピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる。   The right-eye blur control unit 18-R is configured to display each region of the image displayed on the right-eye display surface 22-R, and a focus position of the portion corresponding to the region in the stereoscopic image and the right eye of the observer. Blur is generated according to the amount of deviation. In this case, the right-eye blur control unit 18-R, for example, the right-eye optical system 70 in a state where the right-eye display surface 22-R and the right-eye retina are maintained in an optically conjugate relationship. Based on the position of -R and the display surface 22-R for the right eye, each region of the image displayed on the display surface 22-R for the right eye is divided into a portion corresponding to the region in the stereoscopic image and the viewer's Blur is generated according to the amount of deviation from the focus position of the right eye.

左眼用のボケ制御部18−Lは、左眼用の表示面22−Lにより表示する画像のそれぞれの領域を、立体像における当該領域に対応する部分と、観察者の左眼のピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる。この場合、左眼用のボケ制御部18−Lは、一例として、左眼用の表示面22−Lと左眼の網膜とを光学的共役関係に保った状態における左眼用の光学系70−Lおよび左眼用の表示面22−Lの位置に基づき、左眼用の表示面22−Lにより表示する画像のそれぞれの領域を、立体像における当該領域に対応する部分と、観察者の左眼のピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる。   The blur control unit 18-L for the left eye converts each region of the image displayed on the display surface 22-L for the left eye into a portion corresponding to the region in the stereoscopic image and the focus position of the left eye of the observer. Blur is generated according to the amount of deviation. In this case, the left-eye blur control unit 18-L, for example, the left-eye optical system 70 in a state where the left-eye display surface 22-L and the left-eye retina are maintained in an optically conjugate relationship. Based on the positions of the display surface 22-L for -L and the left eye, each region of the image displayed on the display surface 22-L for the left eye is divided into a portion corresponding to the region in the stereoscopic image, and the viewer's Blur is generated according to the amount of deviation from the focus position of the left eye.

なお、右眼用のボケ制御部18−Rおよび左眼用のボケ制御部18−Lは、右眼用または左眼用である点において相違するが、他の点においては互いに同一の機能および構成を有する。右眼用のボケ制御部18−Rおよび左眼用のボケ制御部18−Lを区別せずに説明する場合には、単にボケ制御部18という。   The blur control unit 18-R for the right eye and the blur control unit 18-L for the left eye are different in that they are for the right eye or the left eye, but are otherwise identical in function and function. It has a configuration. When the blur control unit 18-R for the right eye and the blur control unit 18-L for the left eye are described without being distinguished, they are simply referred to as the blur control unit 18.

右眼用の検出部16−Rと左眼用の検出部16−Lにより、右眼および左眼のピント位置Hと、レンズ74が作る表示面22の虚像の位置とは一致している。しかし、立体像100を観察する初期状態では、立体像100の点Pとレンズ74が作る虚像の位置とはずれているので、点Pに対応する画像はボケて見える。仮に、初期状態で図7に示すようにボケているものとすると、眼はボケ量を小さくするようにピント調整を行う。   By the detection unit 16-R for the right eye and the detection unit 16-L for the left eye, the focus position H of the right eye and the left eye coincides with the position of the virtual image on the display surface 22 formed by the lens 74. However, in the initial state of observing the stereoscopic image 100, the point P of the stereoscopic image 100 and the position of the virtual image formed by the lens 74 are out of alignment, so the image corresponding to the point P appears blurred. If it is assumed that the image is blurred as shown in FIG. 7 in the initial state, the eye performs focus adjustment so as to reduce the amount of blur.

もし、右眼と左眼のピント位置Hが眼へ近づく方へ変化すると、レンズ74の虚像の位置も眼へ近づく方へと変化して、それに応じて右眼用のボケ制御部18−Rと左眼用のボケ制御部18−Lは、図6の状態のように点Pに対応する画像のボケ量を増大させる。逆に、右眼と左眼のピント位置Hが眼から遠ざかる方へ変化すると、レンズ74の虚像の位置も眼から遠ざかる方へと変化して、それに応じて右眼用のボケ制御部18−Rと左眼用のボケ制御部18−Lは、図8の状態のように点Pに対応する画像のボケ量を減少させる。しかし、図8の状態を超えて、右眼と左眼のピント位置Hが点Pよりも眼から遠ざかる方へ変化すると、右眼用のボケ制御部18−Rと左眼用のボケ制御部18−Lは、図9の状態のように点Pに対応する画像のボケ量を増加させる。従って、眼は、点Pに対応する画像のボケが最小になる図8の状態で、ピント調節を行うことを停止する。   If the focus position H of the right eye and the left eye changes toward the eye, the position of the virtual image of the lens 74 also changes toward the eye, and accordingly the right-eye blur control unit 18-R. The left-eye blur control unit 18-L increases the blur amount of the image corresponding to the point P as in the state of FIG. Conversely, when the focus position H of the right eye and the left eye changes away from the eye, the position of the virtual image of the lens 74 also changes away from the eye, and accordingly the right eye blur control unit 18- The blur control unit 18-L for R and the left eye reduces the blur amount of the image corresponding to the point P as in the state of FIG. However, when the focus position H of the right eye and the left eye changes beyond the point P beyond the state of FIG. 8, the right eye blur control unit 18-R and the left eye blur control unit. 18-L increases the blur amount of the image corresponding to the point P as in the state of FIG. Therefore, the eye stops performing the focus adjustment in the state of FIG. 8 in which the blur of the image corresponding to the point P is minimized.

このように表示装置10は、常に、立体像100の点Pにおいて、両眼視差による認識位置とピント位置Hを一致させ、且つ、点Pから奥行き方向の位置が異なる部位については、そのずれ量に応じたボケが生じた像を見せることができる。   As described above, the display device 10 always matches the recognition position by binocular parallax with the focus position H at the point P of the stereoscopic image 100 and the position of the position in the depth direction is different from the point P. It is possible to show an image in which a blur is generated according to.

以上のような表示装置10は、観察者の右眼に右眼用の画像を与え、観察者の左眼に左眼用の画像を与える。これにより、表示装置10によれば、観察者に立体像を提供することができる。更に、表示装置10によれば、右眼および左眼の視線の交差点(輻輳の位置)とピント位置が一致し、且つ、観察者の眼のピント位置とは異なる距離の像については、ピント位置からのズレ量に応じてボケを生じさせることができる。従って、表示装置10によれば、観察者に自然に近い立体像を提供し、眼の疲労を低減することができる。   The display device 10 as described above gives an image for the right eye to the right eye of the observer and an image for the left eye to the left eye of the observer. Thereby, according to the display apparatus 10, a three-dimensional image can be provided to an observer. Furthermore, according to the display device 10, the focus position of an image whose distance between the intersection of the line of sight of the right eye and the left eye (the position of convergence) is different from the focus position of the observer's eye is the focus position. The blur can be generated according to the amount of deviation from the. Therefore, according to the display device 10, a three-dimensional image close to nature can be provided to the observer, and eye fatigue can be reduced.

図19は、本実施形態の第2変形例に係る表示装置10において、観察者が立体像100の点Pを注視している場合の、観察者の眼30のピント位置Hの一例を示す。   FIG. 19 shows an example of the focus position H of the eye 30 of the observer when the observer is gazing at the point P of the stereoscopic image 100 in the display device 10 according to the second modification of the present embodiment.

観察者が表示面22により表示された立体像100の点Pを注視しているとする。この場合、レンズ74および表示面22の少なくとも一方の光軸方向の位置が制御されて、表示面22と眼30の網膜34との間が、水晶体32およびレンズ74を挟んで光学的共役関係となる。   It is assumed that the observer is gazing at the point P of the stereoscopic image 100 displayed on the display surface 22. In this case, the position of at least one of the lens 74 and the display surface 22 in the optical axis direction is controlled, and the optical conjugate relationship between the display surface 22 and the retina 34 of the eye 30 with the lens 32 and the lens 74 interposed therebetween. Become.

ここで、眼30は、ピント位置Hを立体像100の点Pに一致させるように水晶体32の厚みを調整する。これにより、表示装置10によれば、立体像100の点Pを認識している位置と、眼30のピント位置Hとを一致させることができる。更に、立体像100は右眼と左眼に共通であるので、本変形例にかかる表示装置10は、右眼と左眼のそれぞれのピント位置を立体像100の同一点Pを認識している位置に一致させることもできる。従って、本変形例にかかる表示装置10によれば、観察者に自然に近い立体像を提供し、立体像の観察時における疲労を抑制することができる。   Here, the eye 30 adjusts the thickness of the crystalline lens 32 so that the focus position H matches the point P of the stereoscopic image 100. Thereby, according to the display device 10, the position where the point P of the stereoscopic image 100 is recognized and the focus position H of the eye 30 can be matched. Furthermore, since the stereoscopic image 100 is common to the right eye and the left eye, the display device 10 according to the present modification recognizes the same point P of the stereoscopic image 100 with respect to the focus positions of the right eye and the left eye. It can also be matched to the position. Therefore, according to the display device 10 according to the present modification, it is possible to provide a viewer with a stereoscopic image that is close to nature, and to suppress fatigue during observation of the stereoscopic image.

図20は、本実施形態の第2変形例に係る検出部16の第1例の構成、並びに、第1例に係る検出部16から眼30の網膜34へ向かう調整光の光路の一例を示す。図21は、本実施形態の第2変形例に係る検出部16の第1例の構成、並びに、眼30から第1例に係る検出部16へ向かう、眼30の網膜34により反射された調整光の光路の一例を示す。   FIG. 20 illustrates an example of the configuration of the first example of the detection unit 16 according to the second modification example of the present embodiment, and an example of the optical path of the adjustment light from the detection unit 16 according to the first example toward the retina 34 of the eye 30. . FIG. 21 shows the configuration of the first example of the detection unit 16 according to the second modification of the present embodiment and the adjustment reflected by the retina 34 of the eye 30 from the eye 30 toward the detection unit 16 according to the first example. An example of the optical path of light is shown.

本例において、検出部16は、表示面22と光学系70のレンズ74との間の光路中に配置される。また、本例において、検出部16および表示面22は一体化されて光学ユニット88を形成する。そして、光学ユニット88は、レンズ74の光軸に沿って前後に移動する。   In this example, the detection unit 16 is disposed in the optical path between the display surface 22 and the lens 74 of the optical system 70. In this example, the detection unit 16 and the display surface 22 are integrated to form an optical unit 88. Then, the optical unit 88 moves back and forth along the optical axis of the lens 74.

検出部16は、調整光出力部50と、出力用レンズ82と、ハーフミラー54と、ダイクロイックミラー84と、受光用レンズ86と、スポット検出部52とを有する。   The detection unit 16 includes an adjustment light output unit 50, an output lens 82, a half mirror 54, a dichroic mirror 84, a light receiving lens 86, and a spot detection unit 52.

調整光出力部50は、赤外光等の不可視の調整光を出力する。出力用レンズ82は、調整光出力部50から出力された調整光を集光する。出力用レンズ82は、当該調整光が調整光出力部50から観察者の眼30の網膜34に与えられるまでの光路上における、レンズ74からの光学的距離が表示面22と等しい位置に、調整光を集光する。   The adjustment light output unit 50 outputs invisible adjustment light such as infrared light. The output lens 82 condenses the adjustment light output from the adjustment light output unit 50. The output lens 82 is adjusted so that the optical distance from the lens 74 is equal to the display surface 22 on the optical path from the adjustment light output unit 50 to the retina 34 of the observer's eye 30. Collect the light.

即ち、出力用レンズ82は、レンズ74からの光学的距離が表示面22と等しい位置と、調整光出力部50の発光位置との間を、共役関係とするレンズである。これにより、出力用レンズ82は、表示面22からレンズ74までの光学的距離と、当該出力用レンズ82が集光した調整光のスポットSsの位置からレンズ74までの光学的距離とを同一とすることができる。   That is, the output lens 82 is a lens having a conjugate relationship between a position where the optical distance from the lens 74 is equal to the display surface 22 and the light emission position of the adjustment light output unit 50. Accordingly, the output lens 82 has the same optical distance from the display surface 22 to the lens 74 and the optical distance from the position of the adjustment light spot Ss collected by the output lens 82 to the lens 74. can do.

ハーフミラー54およびダイクロイックミラー84は、調整光出力部50から出力された調整光を、表示面22とレンズ74との間の光路中に導いて、レンズ74を介して観察者の眼30の網膜34へ与える。また、ハーフミラー54およびダイクロイックミラー84は、観察者の眼30の網膜34により反射された調整光を、レンズ74と表示面22との間の光路中から取り出して、スポット検出部52に与える。   The half mirror 54 and the dichroic mirror 84 guide the adjustment light output from the adjustment light output unit 50 into the optical path between the display surface 22 and the lens 74, and the retina of the observer's eye 30 through the lens 74. 34. Further, the half mirror 54 and the dichroic mirror 84 take out the adjustment light reflected by the retina 34 of the eye 30 of the observer from the optical path between the lens 74 and the display surface 22 and give it to the spot detection unit 52.

例えば、ハーフミラー54は、出力用レンズ82と、出力用レンズ82が集光した調整光のスポットSsとの間に配置される。ハーフミラー54は、出力用レンズ82から出力された調整光を反射(または透過)して、ダイクロイックミラー84に与える。   For example, the half mirror 54 is disposed between the output lens 82 and the spot Ss of the adjustment light collected by the output lens 82. The half mirror 54 reflects (or transmits) the adjustment light output from the output lens 82 and supplies it to the dichroic mirror 84.

例えば、ダイクロイックミラー84は、レンズ74と表示面22との間の光路中に、光軸に対して45度の角度に設けられる。ダイクロイックミラー84は、ハーフミラー54からの調整光を反射して、レンズ74を介して観察者の眼30の網膜34に与える。また、ダイクロイックミラー84は、観察者の眼30の網膜34から戻った調整光を反射して、ハーフミラー54に与える。ハーフミラー54は、ダイクロイックミラー84により反射された調整光を透過(または反射)して、スポット検出部52に与える。   For example, the dichroic mirror 84 is provided at an angle of 45 degrees with respect to the optical axis in the optical path between the lens 74 and the display surface 22. The dichroic mirror 84 reflects the adjustment light from the half mirror 54 and applies it to the retina 34 of the observer's eye 30 through the lens 74. Further, the dichroic mirror 84 reflects the adjustment light returned from the retina 34 of the observer's eye 30 and gives it to the half mirror 54. The half mirror 54 transmits (or reflects) the adjustment light reflected by the dichroic mirror 84 and gives it to the spot detection unit 52.

ダイクロイックミラー84は、一例として、赤外光のみを反射し、他の波長の光を透過する。これにより、ダイクロイックミラー84は、表示面22から観察者の眼30へ与えられる表示光に影響を与えずに、赤外光の調整光を観察者の眼30の網膜34に与え、更に、観察者の眼30の網膜34から反射した調整光を取り出すことができる。   For example, the dichroic mirror 84 reflects only infrared light and transmits light of other wavelengths. As a result, the dichroic mirror 84 gives the adjustment light of the infrared light to the retina 34 of the observer's eye 30 without affecting the display light given from the display surface 22 to the observer's eye 30. The adjustment light reflected from the retina 34 of the person's eye 30 can be taken out.

また、ハーフミラー54およびダイクロイックミラー84は、調整光出力部50から出力された調整光を光学系70を介して観察者の眼30の網膜34に与えるとともに、観察者の眼30の網膜34から反射されて光学系70を介して出力された調整光を取り出す検出用光学系であれば、どのような構成であってもよい。   The half mirror 54 and the dichroic mirror 84 provide the adjustment light output from the adjustment light output unit 50 to the retina 34 of the observer's eye 30 through the optical system 70 and from the retina 34 of the observer's eye 30. Any configuration may be used as long as it is a detection optical system that extracts the adjustment light reflected and output through the optical system 70.

受光用レンズ86は、観察者の眼30の網膜34により反射された調整光を集光してスポット検出部52に与える。この場合において、受光用レンズ86は、観察者の眼30の網膜34により反射された調整光を、レンズ74からの光学的距離が表示面22と等しい参照位置を通過した後に集光する。受光用レンズ86は、一例として、ハーフミラー54とスポット検出部52との間に設けられる。   The light receiving lens 86 condenses the adjustment light reflected by the retina 34 of the observer's eye 30 and gives it to the spot detection unit 52. In this case, the light receiving lens 86 condenses the adjustment light reflected by the retina 34 of the observer's eye 30 after passing through a reference position where the optical distance from the lens 74 is equal to the display surface 22. For example, the light receiving lens 86 is provided between the half mirror 54 and the spot detection unit 52.

スポット検出部52は、観察者の眼30の網膜34から反射された調整光における、レンズ74からの光学的距離が表示面22と等しい参照位置でのスポットSpの大きさを検出する。スポット検出部52は、一例として、レンズ74からの光学的距離が表示面22と等しい参照位置と受光用レンズ86を挟んで光学的に共役な関係となるように配置されたイメージセンサと、このイメージセンサにより検出された画像からスポットSpの直径を算出するスポット径算出部とを含む。   The spot detection unit 52 detects the size of the spot Sp at the reference position where the optical distance from the lens 74 is equal to the display surface 22 in the adjustment light reflected from the retina 34 of the observer's eye 30. As an example, the spot detection unit 52 includes an image sensor disposed so that an optical distance from the lens 74 is optically conjugate with the reference position equal to the display surface 22 and the light receiving lens 86 interposed therebetween. A spot diameter calculation unit that calculates the diameter of the spot Sp from the image detected by the image sensor.

制御部72は、このような検出部16により検出された、観察者の眼30の網膜34から反射された調整光のスポットSpに基づき、当該スポットのSpの直径dを算出する。そして、制御部72は、算出した直径dが最も小さくなるように、表示面22の光軸方向の位置(本例においては表示面22と検出部16とを一体化した光学ユニット88)を移動させる。   The control unit 72 calculates the diameter d of the spot Sp based on the spot Sp of the adjustment light reflected from the retina 34 of the observer's eye 30 detected by the detection unit 16. Then, the control unit 72 moves the position of the display surface 22 in the optical axis direction (in this example, the optical unit 88 in which the display surface 22 and the detection unit 16 are integrated) so that the calculated diameter d is minimized. Let

これにより、制御部72は、観察者の右眼の網膜34との光学的共役位置を右眼用の表示面22―Rに一致させることができる。また、制御部72は、観察者の左眼の網膜34の光学的共役位置を左眼用の表示面22−Lに一致させることができる。   As a result, the control unit 72 can match the optical conjugate position with the retina 34 of the right eye of the observer on the display surface 22-R for the right eye. Further, the control unit 72 can match the optical conjugate position of the retina 34 of the left eye of the observer with the display surface 22-L for the left eye.

図22は、本実施形態の第2変形例に係る検出部16の第2例の構成、並びに、第2例に係る検出部16から眼30の網膜34へ向かう調整光の光路の一例を示す。図23は、本実施形態の第2変形例に係る検出部16の第2例の構成、並びに、眼30から第2例に係る検出部16へ向かう、眼30の網膜34により反射された調整光の光路の一例を示す。なお、図22および図23に示す第2例に係る検出部16は、図20から図21において示した第1例に係る検出部16と略同一の機能および構成を有するので、以下、同一の構成要素には同一の符号を付け、相違点を除き詳細な説明を省略する。   FIG. 22 shows an example of the configuration of the second example of the detection unit 16 according to the second modification of the present embodiment, and an example of the optical path of the adjustment light from the detection unit 16 according to the second example toward the retina 34 of the eye 30. . FIG. 23 shows the configuration of the second example of the detection unit 16 according to the second modification of the present embodiment and the adjustment reflected by the retina 34 of the eye 30 from the eye 30 toward the detection unit 16 according to the second example. An example of the optical path of light is shown. The detection unit 16 according to the second example illustrated in FIGS. 22 and 23 has substantially the same function and configuration as the detection unit 16 according to the first example illustrated in FIGS. 20 to 21. Constituent elements are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted except for differences.

本例に係る調整光出力部50は、観察者の眼30の網膜34に与える第1の調整光を点光源から出力するとともに、観察者の眼30の網膜34までの光学的距離が第1の調整光とは異なる点光源から第2の調整光を出力する。本例に係る調整光出力部50は、図13および図14に示した調整光出力部50と同様の構成である。   The adjustment light output unit 50 according to this example outputs the first adjustment light given to the retina 34 of the observer's eye 30 from the point light source, and the optical distance to the retina 34 of the observer's eye 30 is the first. The second adjustment light is output from a point light source different from the adjustment light. The adjustment light output unit 50 according to this example has the same configuration as the adjustment light output unit 50 illustrated in FIGS. 13 and 14.

出力用レンズ82は、調整光出力部50から出力された第1の調整光および第2の調整光を集光する。出力用レンズ82は、調整光が調整光出力部50から観察者の眼30の網膜34に与えられるまでの光路上における、レンズ74からの光学的距離が表示面22と等しい位置を挟んで光軸方向に前後する位置に、第1の調整光および第2の調整光を集光する。   The output lens 82 condenses the first adjustment light and the second adjustment light output from the adjustment light output unit 50. The output lens 82 is light that sandwiches a position where the optical distance from the lens 74 is equal to the display surface 22 on the optical path from the adjustment light output unit 50 to the retina 34 of the eye 30 of the observer. The first adjustment light and the second adjustment light are collected at a position that moves back and forth in the axial direction.

出力用レンズ82は、一例として、調整光出力部50から出力された第1の調整光を集光したスポットSs1を、レンズ74からの光学的距離が表示面22と等しい位置よりも、観察者の眼30から見て前側(即ち、レンズ74側)に形成する。また、出力用レンズ82は、一例として、調整光出力部50から出力された第2の調整光を集光したスポットSs2を、レンズ74からの光学的距離が表示面22と等しい位置よりも、観察者の眼30から見て後側(即ち、調整光出力部50側)に形成する。   For example, the output lens 82 is configured so that the spot Ss1 obtained by collecting the first adjustment light output from the adjustment light output unit 50 is closer to the observer than the position where the optical distance from the lens 74 is equal to the display surface 22. The eye 30 is formed on the front side (that is, the lens 74 side). Further, as an example, the output lens 82 has a spot Ss2 obtained by condensing the second adjustment light output from the adjustment light output unit 50 at a position where the optical distance from the lens 74 is equal to the display surface 22. It is formed on the rear side (that is, the adjustment light output unit 50 side) when viewed from the eyes 30 of the observer.

ハーフミラー54およびダイクロイックミラー84は、調整光出力部50から出力された第1の調整光および第2の調整光を、表示面22とレンズ74との間の光路中に導いて、レンズ74を介して観察者の眼30の網膜34へ与える。また、ハーフミラー54およびダイクロイックミラー84は、観察者の眼30の網膜34により反射された第1の調整光および第2の調整光を、レンズ74と表示面22との間の光路中から取り出して、スポット検出部52に与える。   The half mirror 54 and the dichroic mirror 84 guide the first adjustment light and the second adjustment light output from the adjustment light output unit 50 into the optical path between the display surface 22 and the lens 74, thereby causing the lens 74 to move. To the retina 34 of the eye 30 of the observer. Further, the half mirror 54 and the dichroic mirror 84 take out the first adjustment light and the second adjustment light reflected by the retina 34 of the observer's eye 30 from the optical path between the lens 74 and the display surface 22. To the spot detector 52.

受光用レンズ86は、観察者の眼30の網膜34により反射された第1の調整光および第2の調整光を集光してスポット検出部52に与える。この場合において、受光用レンズ86は、観察者の眼30の網膜34により反射された第1の調整光および第2の調整光を、レンズ74からの光学的距離が表示面22と等しい参照位置を通過した後に集光する。   The light receiving lens 86 condenses the first adjustment light and the second adjustment light reflected by the retina 34 of the observer's eye 30 and gives them to the spot detection unit 52. In this case, the light receiving lens 86 uses the first adjustment light and the second adjustment light reflected by the retina 34 of the observer's eye 30 as reference positions where the optical distance from the lens 74 is equal to the display surface 22. Condensed after passing through.

スポット検出部52は、観察者の眼30の網膜34から反射された第1の調整光および第2の調整光のそれぞれにおける、レンズ74からの光学的距離が表示面22と等しい参照位置でのスポットSp1およびスポットSp2のスポット径を検出する。スポット検出部52は、一例として、レンズ74からの光学的距離が表示面22と等しい参照位置と受光用レンズ86を挟んで光学的に共役な関係となるように配置されたイメージセンサと、このイメージセンサにより検出された画像からスポットSp1およびスポットSp2の直径を算出するスポット径算出部とを含む。   The spot detection unit 52 is a reference position where the optical distance from the lens 74 is equal to the display surface 22 in each of the first adjustment light and the second adjustment light reflected from the retina 34 of the eye 30 of the observer. Spot diameters of the spots Sp1 and Sp2 are detected. As an example, the spot detection unit 52 includes an image sensor disposed so that an optical distance from the lens 74 is optically conjugate with the reference position equal to the display surface 22 and the light receiving lens 86 interposed therebetween. A spot diameter calculation unit that calculates the diameters of the spots Sp1 and Sp2 from the image detected by the image sensor.

制御部72は、このような検出部16により検出された、観察者の眼30の網膜34から反射された第1の調整光のスポット径および第2の調整光のスポット径の差を算出する。そして、制御部72は、スポット径の差が0となるように、表示面22の光軸方向の位置(本例においては表示面22と検出部16とを一体化した光学ユニット88)を移動させる。   The control unit 72 calculates the difference between the spot diameter of the first adjustment light and the spot diameter of the second adjustment light reflected by the retina 34 of the observer's eye 30 detected by the detection unit 16. . Then, the control unit 72 moves the position of the display surface 22 in the optical axis direction (in this example, the optical unit 88 in which the display surface 22 and the detection unit 16 are integrated) so that the spot diameter difference becomes zero. Let

これにより、制御部72は、観察者の右眼の網膜34との光学的共役位置を右眼用の表示面22―Rに一致させることができる。また、制御部72は、観察者の左眼の網膜34の光学的共役位置を左眼用の表示面22−Lに一致させることができる。   As a result, the control unit 72 can match the optical conjugate position with the retina 34 of the right eye of the observer on the display surface 22-R for the right eye. Further, the control unit 72 can match the optical conjugate position of the retina 34 of the left eye of the observer with the display surface 22-L for the left eye.

図24は、本実施形態の第3変形例に係る表示装置10の構成を示す。第3変形例に係る表示装置10は、図18に示した第2変形例に係る表示装置10と略同一の機能および構成を有するので、以下、同一の構成要素には同一の符号を付け、相違点を除き詳細な説明を省略する。   FIG. 24 shows a configuration of the display device 10 according to a third modification of the present embodiment. Since the display device 10 according to the third modification has substantially the same function and configuration as the display device 10 according to the second modification shown in FIG. 18, hereinafter, the same components are denoted by the same reference numerals, Detailed description is omitted except for the differences.

本変形例に係る表示装置10は、観察者の右眼および左眼に別個の画像を与えて、観察者に立体的に認識される画像を提供する。表示装置10は、表示部12と、出力部14と、光学系70と、検出部16と、制御部72と、ボケ制御部18とを備える。   The display device 10 according to the present modification provides separate images to the observer's right eye and left eye, and provides the observer with a stereoscopically recognized image. The display device 10 includes a display unit 12, an output unit 14, an optical system 70, a detection unit 16, a control unit 72, and a blur control unit 18.

表示部12は、右眼用画像および左眼用画像を表示して観察者に立体像を観察させる。表示部12は、表示面22と、レンチキュラーレンズアレイ24とを有する。   The display unit 12 displays the image for the right eye and the image for the left eye to allow the observer to observe the stereoscopic image. The display unit 12 includes a display surface 22 and a lenticular lens array 24.

表示面22は、右眼用画像を表示する右眼用領域と左眼用画像を表示する左眼用領域とを有する。表示面22は、一例として、右眼用領域と左眼用領域とが交互に配列される。   The display surface 22 has a right-eye region for displaying a right-eye image and a left-eye region for displaying a left-eye image. As an example, the display surface 22 has right eye regions and left eye regions alternately arranged.

レンチキュラーレンズアレイ24は、表示面22の右眼用領域から出力された光を観察者の右眼方向に屈折させて観察者に右眼のみに照射する。また、レンチキュラーレンズアレイ24は、左眼用領域から出力された光を観察者の左眼方向に屈折させて観察者に左眼のみに照射する。   The lenticular lens array 24 refracts the light output from the right eye region of the display surface 22 in the direction of the viewer's right eye and irradiates only the right eye to the viewer. The lenticular lens array 24 refracts the light output from the left eye region in the direction of the left eye of the observer and irradiates only the left eye to the observer.

光学系70は、表示面22の虚像を生成して観察者の右眼および左眼に与える。本例においては、光学系70は、表示面22の虚像を生成する両眼用レンズ90を有する。   The optical system 70 generates a virtual image of the display surface 22 and gives it to the right and left eyes of the observer. In this example, the optical system 70 includes a binocular lens 90 that generates a virtual image of the display surface 22.

さらに、表示面22および光学系70の一方または両方は、互いの光軸方向の相対的な位置を変更することができる。例えば、表示面22および光学系70の両眼用レンズ90の一方または両方は、光軸方向の位置を移動することができる。   Furthermore, one or both of the display surface 22 and the optical system 70 can change the relative positions of each other in the optical axis direction. For example, one or both of the display surface 22 and the binocular lens 90 of the optical system 70 can move in the optical axis direction.

検出部16は、観察者の右眼および左眼の少なくとも一方の網膜との光学的共役位置と、表示面22の位置とのずれ量を検出する。   The detection unit 16 detects the amount of deviation between the optical conjugate position of at least one retina of the observer's right eye and left eye and the position of the display surface 22.

制御部72は、検出部16の検出結果に基づいて光学系70および表示面22の少なくとも一方の位置を制御して、表示面22と観察者の左眼および右眼の少なくとも一方の網膜とを光学的共役関係に保つ。制御部72は、一例として、観察者の左眼および右眼の少なくとも一方の網膜との光学的共役位置と、表示面22の位置とのずれ量が0となるように、右眼用の光学系70の両眼用レンズ90および表示面22の少なくとも一方の光軸方向の位置を移動させる。   The control unit 72 controls the position of at least one of the optical system 70 and the display surface 22 based on the detection result of the detection unit 16, and controls the display surface 22 and at least one retina of the left eye and right eye of the observer. Keep in optical conjugate relationship. As an example, the control unit 72 is optical for the right eye so that the amount of deviation between the optical conjugate position of at least one retina of the left eye and the right eye of the observer and the position of the display surface 22 becomes zero. The position of at least one of the binocular lens 90 and the display surface 22 in the system 70 is moved.

ボケ制御部18は、表示面22により表示する画像のそれぞれの領域を、立体像における当該領域に対応する部分と、観察者の右眼および左眼の少なくともに一方のピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる。この場合、ボケ制御部18は、一例として、表示面22と右眼および左眼の少なくとも一方の網膜とを光学的共役関係に保った状態における、光学系70および表示面22の位置に基づき、虚像の位置を算出して、虚像の位置と立体像における当該領域とのズレ量に応じてボケを生じさせる。   The blur control unit 18 shifts each area of the image displayed on the display surface 22 from a portion corresponding to the area in the stereoscopic image and at least one focus position of the right eye and the left eye of the observer. In response, blur is generated. In this case, as an example, the blur control unit 18 is based on the positions of the optical system 70 and the display surface 22 in a state where the display surface 22 and at least one retina of the right eye and the left eye are maintained in an optical conjugate relationship. The position of the virtual image is calculated, and blur is generated according to the amount of deviation between the position of the virtual image and the region in the stereoscopic image.

以上のような表示装置10は、観察者の右眼に右眼用の画像を与え、観察者の左眼に左眼用の画像を与える。これにより、表示装置10によれば、観察者に立体像を提供することができる。更に、表示装置10によれば、両眼視差による認識位置とピント位置が一致し、且つ、観察者の眼のピント位置とは異なる距離の像については、ピント位置からのズレ量に応じてボケを生じさせることができる。従って、表示装置10によれば、観察者に自然に近い立体像を提供し、眼の疲労を低減することができる。   The display device 10 as described above gives an image for the right eye to the right eye of the observer and an image for the left eye to the left eye of the observer. Thereby, according to the display apparatus 10, a three-dimensional image can be provided to an observer. Furthermore, according to the display device 10, an image with a distance that is different from the focus position of the observer's eye and the position where the recognition position based on binocular parallax matches and is out of focus is blurred according to the amount of deviation from the focus position. Can be generated. Therefore, according to the display device 10, a three-dimensional image close to nature can be provided to the observer, and eye fatigue can be reduced.

図25は、第3変形例に係る検出部16の構成の一例、及び、観察者の眼のピント位置Hが立体像100上の点Pより手前側である場合の視線の一例を示す。図26は、第3変形例に係る検出部16の構成の一例、及び、観察者の眼のピント位置Hが立体像100上の点Pより手前側であり、図25のピント位置よりも奥側である場合の視線の一例を示す。図27は、第3変形例に係る検出部16の構成の一例、及び、観察者の眼のピント位置Hが立体像100上の点Pに一致する場合の視線の一例を示す。図28は、第3変形例に係る検出部16の構成の一例、及び、観察者の眼のピント位置Hが表示部12により生成された立体像100の点Pの奥側である場合の視線の一例を示す。   FIG. 25 shows an example of the configuration of the detection unit 16 according to the third modified example, and an example of a line of sight when the focus position H of the observer's eye is on the near side of the point P on the stereoscopic image 100. FIG. 26 shows an example of the configuration of the detection unit 16 according to the third modification, and the focus position H of the observer's eye is on the near side from the point P on the stereoscopic image 100, and is behind the focus position in FIG. An example of the line of sight in the case of the side is shown. FIG. 27 shows an example of the configuration of the detection unit 16 according to the third modification, and an example of the line of sight when the focus position H of the observer's eye coincides with the point P on the stereoscopic image 100. FIG. 28 shows an example of the configuration of the detection unit 16 according to the third modification, and the line of sight when the focus position H of the observer's eye is behind the point P of the stereoscopic image 100 generated by the display unit 12. An example is shown.

変形例に係る検出部16は、表示面22と光学系70の両眼用レンズ90との間の光路中に配置される。検出部16は、右眼用の検出器94−Rおよび左眼用の検出器94−Lの少なくとも一方と、両眼用ダイクロイックミラー92とを有する。   The detection unit 16 according to the modification is disposed in the optical path between the display surface 22 and the binocular lens 90 of the optical system 70. The detection unit 16 includes at least one of a right-eye detector 94 -R and a left-eye detector 94 -L, and a binocular dichroic mirror 92.

右眼用の検出器94−Rは、赤外光等の不可視波長領域の調整光を観察者の右眼の網膜に与えて、観察者の右眼の網膜から反射された調整光を検出する。そして、右眼用の検出器94−Rは、検出した調整光に基づき、観察者の右眼のピント位置を検出する。   The right-eye detector 94-R applies adjustment light in an invisible wavelength region such as infrared light to the retina of the viewer's right eye, and detects the adjustment light reflected from the retina of the viewer's right eye. . Then, the right-eye detector 94-R detects the focus position of the observer's right eye based on the detected adjustment light.

左眼用の検出器94−Lは、赤外光等の不可視波長領域の調整光を観察者の左眼の網膜に与えて、観察者の左眼の網膜から反射された調整光を検出する。そして、左眼用の検出器94−Lは、検出した調整光に基づき、観察者の左眼のピント位置を検出する。検出部16は、右眼用の検出器94−Rおよび左眼用の検出器94−Lを両方有していてもよいし、何れか一方を有してもよい。   The left-eye detector 94-L applies adjustment light in an invisible wavelength region such as infrared light to the retina of the left eye of the observer, and detects the adjustment light reflected from the retina of the left eye of the observer. . Then, the left-eye detector 94-L detects the focus position of the left eye of the observer based on the detected adjustment light. The detection unit 16 may include both the right-eye detector 94-R and the left-eye detector 94-L, or may include either one.

両眼用ダイクロイックミラー92は、赤外光のみを反射し、他の波長の光を透過する。両眼用ダイクロイックミラー92は、表示面22と両眼用レンズ90との間の光路中に配置される。   The binocular dichroic mirror 92 reflects only infrared light and transmits light of other wavelengths. The binocular dichroic mirror 92 is disposed in the optical path between the display surface 22 and the binocular lens 90.

両眼用ダイクロイックミラー92は、右眼用の検出器94−Rおよび左眼用の検出器94−Lから出力された調整光を、表示面22と両眼用レンズ90との間の光路中に導いて、両眼用レンズ90を介して観察者の眼30の網膜34へ与える。また、両眼用ダイクロイックミラー92は、観察者の眼30の網膜34により反射された調整光を、両眼用レンズ90と表示面22との間の光路中から取り出して、右眼用の検出器94−Rおよび左眼用の検出器94−Lに与える。このような検出部16は、観察者の右眼および左眼の少なくとも一方の網膜との光学的共役位置と、表示面22の位置とのずれ量を検出することができる。   The binocular dichroic mirror 92 adjusts the adjustment light output from the right-eye detector 94 -R and the left-eye detector 94 -L in the optical path between the display surface 22 and the binocular lens 90. And applied to the retina 34 of the observer's eye 30 through the binocular lens 90. The binocular dichroic mirror 92 takes out the adjustment light reflected by the retina 34 of the observer's eye 30 from the optical path between the binocular lens 90 and the display surface 22 and detects for the right eye. To the detector 94-R and the detector 94-L for the left eye. Such a detection unit 16 can detect the amount of deviation between the optical conjugate position of at least one retina of the observer's right eye and left eye and the position of the display surface 22.

ここで、本変形例において、観察者の眼のピント位置Hが図27に示されるように立体像100の点Pに一致している場合、両眼用レンズ90により屈折された右眼および左眼の視線の交差点(輻輳の位置)は、表示面22上において一致する。   Here, in this modified example, when the focus position H of the observer's eye coincides with the point P of the stereoscopic image 100 as shown in FIG. 27, the right eye and the left refracted by the binocular lens 90 Intersections (congestion positions) of the line of sight of the eyes coincide on the display surface 22.

これに対して、観察者の眼のピント位置Hが、図25および図26に示されるように立体像100の点Pよりも手前側である場合、両眼用レンズ90により屈折された右眼および左眼の視線の交差点(輻輳の位置)は、表示面22上よりも奥側になる。また、観察者の眼のピント位置Hが、図28に示されるように立体像100の点Pよりも奥側である場合、両眼用レンズ90により屈折された右眼および左眼の視線の交差点(輻輳の位置)は、表示面22上よりも手前側になる。   On the other hand, when the focus position H of the observer's eye is closer to the front side than the point P of the stereoscopic image 100 as shown in FIGS. 25 and 26, the right eye refracted by the binocular lens 90. And the intersection (position of convergence) of the line of sight of the left eye is on the far side from the display surface 22. In addition, when the focus position H of the observer's eye is behind the point P of the stereoscopic image 100 as shown in FIG. 28, the right eye and the left eye of the line of sight refracted by the binocular lens 90 are displayed. The intersection (congestion position) is in front of the display surface 22.

従って、第3変形例に係る表示装置10においては、制御部72は、観察者の眼のピント位置Hに応じて、右眼用画像および左眼用画像の表示座標を補正することが好ましい。即ち、表示面22は、立体像におけるそれぞれの部分について、当該部分と対応する眼の水晶体の中心とを結ぶ直線上に、当該部分に対応する表示領域の虚像を生成するように、右眼用画像および左眼用画像を変更して表示することが好ましい。   Therefore, in the display device 10 according to the third modification, it is preferable that the control unit 72 corrects the display coordinates of the right-eye image and the left-eye image according to the focus position H of the observer's eye. That is, for each part in the stereoscopic image, the display surface 22 generates a virtual image of the display area corresponding to the part on a straight line connecting the part and the center of the eye lens corresponding to the part. It is preferable to change and display the image and the image for the left eye.

図29は、本実施形態の第3変形例に係る表示装置10において、立体像の点Pに対応する画像の、表示面22上における表示位置を示す。両眼用レンズ90により作られる表示面22上の任意の点Ppの虚像が、点Piであるとする。この場合、点Ppに対応する表示面22により生成される立体像上の点Pは、観察者の眼の中心位置Ecと点Piとを結ぶ直線上に存在しなければならない。   FIG. 29 shows the display position on the display surface 22 of the image corresponding to the point P of the stereoscopic image in the display device 10 according to the third modification of the present embodiment. It is assumed that a virtual image of an arbitrary point Pp on the display surface 22 created by the binocular lens 90 is a point Pi. In this case, the point P on the stereoscopic image generated by the display surface 22 corresponding to the point Pp must be on a straight line connecting the center position Ec of the observer's eyes and the point Pi.

観察者の眼の中心位置Ecの両眼用レンズ90の光軸Aoからの距離をHeとする。なお、図面上において、観察者の眼の中心位置Ecが光軸Aoの下側に位置する場合には、Heはマイナスの値となる。   The distance from the optical axis Ao of the binocular lens 90 at the center position Ec of the eye of the observer is assumed to be He. In the drawing, when the center position Ec of the observer's eye is located below the optical axis Ao, He has a negative value.

また、点Pの光軸Aoからの距離をHoとする。また、両眼用レンズ90から観察者の眼の中心位置Ecまでの距離をLe、両眼用レンズ90から点Piまでの距離をLi、両眼用レンズ90から点Pまでの距離をLoとする。さらに、両眼用レンズ90の焦点距離をfとする。   The distance from the optical axis Ao of the point P is assumed to be Ho. The distance from the binocular lens 90 to the center position Ec of the observer's eye is Le, the distance from the binocular lens 90 to the point Pi is Li, and the distance from the binocular lens 90 to the point P is Lo. To do. Furthermore, let the focal length of the binocular lens 90 be f.

この場合、点Ppの光軸Aoからの距離Hpは、下記の式(1)により表される。   In this case, the distance Hp from the optical axis Ao of the point Pp is represented by the following formula (1).

従って、表示面22は、立体像上における観察者の眼のピント位置からずれた点Pについては、下記式(1)に基づき算出された座標に対応する画像を表示する。これにより、第3変形例に係る表示装置10では、観察者の眼のピント位置に係わらず、右眼および左眼の視線の交差点(輻輳の位置)を常に点Pに一致させることができる。   Therefore, the display surface 22 displays an image corresponding to the coordinates calculated based on the following formula (1) for the point P shifted from the focus position of the observer's eye on the stereoscopic image. Thereby, in the display device 10 according to the third modification, the intersection (congestion position) of the line of sight of the right eye and the left eye can always coincide with the point P regardless of the focus position of the observer's eye.

図30は、本実施形態の第4変形例に係る表示装置10の構成を示す。第4変形例に係る表示装置10は、図1に示した表示装置10と略同一の機能および構成を有するので、以下、同一の構成要素には同一の符号を付け、相違点を除き詳細な説明を省略する。   FIG. 30 shows a configuration of the display device 10 according to a fourth modification of the present embodiment. Since the display device 10 according to the fourth modification has substantially the same function and configuration as the display device 10 shown in FIG. 1, hereinafter, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description is made except for differences. Description is omitted.

本変形例に係る表示装置10は、リアルタイムで撮像された右眼用画像および左眼用画像を表示部12に表示させ、観察者にリアルタイムで撮像された立体像を観察させる。表示装置10は、出力部14に代えて、右眼用の撮像部98−Rおよび左眼用の撮像部98−Lを備える。また、表示装置10は、ボケ制御部18に代えて、右眼用のピント制御部99−Rおよび左眼用のピント制御部99−Lを備える。   The display device 10 according to the present modification displays the right-eye image and the left-eye image captured in real time on the display unit 12, and allows the observer to observe the stereoscopic image captured in real time. The display apparatus 10 includes an imaging unit 98-R for the right eye and an imaging unit 98-L for the left eye instead of the output unit 14. Further, the display device 10 includes a focus control unit 99-R for the right eye and a focus control unit 99-L for the left eye instead of the blur control unit 18.

右眼用の撮像部98−Rは、被写体200を右眼に対応する位置から撮像して右眼用画像を生成する。左眼用の撮像部98−Lは、被写体200を左眼に対応する位置から撮像して左眼用画像を生成する。   The right-eye imaging unit 98-R captures the subject 200 from a position corresponding to the right eye and generates a right-eye image. The left-eye imaging unit 98-L captures the subject 200 from a position corresponding to the left eye and generates a left-eye image.

表示部12は、右眼用の撮像部98−Rにより撮像して生成された右眼用画像を、リアルタイムで観察者の右眼に表示する。また、表示部12は、左眼用の撮像部98−Lにより撮像して生成された左眼用画像を、リアルタイムで観察者に左眼に表示する。   The display unit 12 displays the right-eye image generated by imaging by the right-eye imaging unit 98-R on the right eye of the observer in real time. Further, the display unit 12 displays the left-eye image generated by imaging by the left-eye imaging unit 98-L on the left eye in real time to the observer.

右眼用のピント調整部99−Rは、右眼用の検出部16−Rにより検出された観察者の右眼のピント位置に応じて、右眼用の撮像部98−Rの撮像レンズの焦点位置を調整する。左眼用のピント調整部99−Lは、左眼用の検出部16−Lにより検出された観察者の右眼のピント位置に応じて、左眼用の撮像部98−Lの撮像レンズの焦点位置を調整する。   The focus adjustment unit 99-R for the right eye uses the imaging lens of the imaging unit 98-R for the right eye according to the focus position of the observer's right eye detected by the detection unit 16-R for the right eye. Adjust the focus position. The focus adjustment unit 99-L for the left eye corresponds to the imaging lens of the imaging unit 98-L for the left eye according to the focus position of the right eye of the observer detected by the detection unit 16-L for the left eye. Adjust the focus position.

図31は、本実施形態の第4変形例に係る表示装置10により生成された立体像100を観察する場合の観察者の眼のピント位置および輻輳の一例を示す。図32は、本実施形態の第4変形例において、右眼用の撮像部98−Rおよび左眼用の撮像部98−Lの撮像方向および焦点位置の一例を示す。   FIG. 31 shows an example of the focus position and convergence of the eyes of the observer when observing the stereoscopic image 100 generated by the display device 10 according to the fourth modification of the present embodiment. FIG. 32 shows an example of the imaging directions and focal positions of the right-eye imaging unit 98-R and the left-eye imaging unit 98-L in the fourth modification example of the present embodiment.

図31において、初期状態では、観察者の右眼および左眼は、立体像100上の点Pを注視しようとしているが、ピント位置がそれぞれ面Hr1と面Hl1に合っているものとする。一方、図32において、右眼用の撮像部98−Rと左眼用の撮像部98−Lの焦点はそれぞれ面Hr′と面Hl′に合っているものとする。このように、初期状態では、点Pは眼のピント位置上にないのでボケて見える。 In FIG. 31, in the initial state, the right eye and the left eye of the observer are trying to gaze at the point P on the stereoscopic image 100, but the focus positions are in alignment with the surface Hr1 and the surface Hl1, respectively. On the other hand, in FIG. 32, it is assumed that suitable for each surface Hr '1 and plane Hl' 1 is the focal point of the imaging unit 98-L of the imaging unit 98-R and the left eye for the right eye. In this way, in the initial state, the point P is not on the focus position of the eye and thus appears blurred.

ここで、表示部12は、倍率αで撮影された画像を表示する。この場合、右眼(または左眼)から右眼(または左眼)のピント面までの距離をDとし、右眼用の撮像部98−R(または左眼用の撮像部98−L)から、右眼用の撮像部98−Rの焦点位置(または左眼用の撮像部98−Lの焦点位置)までの距離をD′とすると、眼用のピント調整部99−Rは、α×D′=Dの関係が成り立つように、右眼用の撮像部98−Rの焦点位置を制御する。また、左眼用のピント調整部99−Lも、同様に、α×D′=Dの関係が成り立つように、左眼用の撮像部99−Rの焦点位置を制御する。   Here, the display unit 12 displays an image taken at a magnification α. In this case, the distance from the right eye (or left eye) to the focus plane of the right eye (or left eye) is D, and the imaging unit 98-R for the right eye (or imaging unit 98-L for the left eye) is used. When the distance to the focal position of the right-eye imaging unit 98-R (or the focal position of the left-eye imaging unit 98-L) is D ′, the ocular focus adjustment unit 99-R is α ×. The focal position of the imaging unit 98-R for the right eye is controlled so that the relationship D ′ = D is satisfied. Similarly, the focus adjustment unit 99-L for the left eye controls the focal position of the imaging unit 99-R for the left eye so that the relationship α × D ′ = D is established.

例えば、右眼が点Pの像が鮮明に見えるように、ピント位置を面Hr1から面Hr2に変化させようとしたとする。すると、右眼用のピント調整部99−Rは、右眼のピンと位置の変化に同期して、右眼用の撮像部98−Rの焦点位置を面Hr′からΔD′=ΔD/αだけずらした面Hr′まで移動させる。また、左眼が点Pの像が鮮明に見えるように、ピント位置を面Hl1から面Hl2に変化させようとしたとする。すると、左眼用のピント調整部99−Lは、左眼のピント位置変化に同期して、左眼用の撮像部98−Lの焦点位置を面Hl′からΔD′=ΔD/αだけずらした面Hl′まで移動させる。 For example, assume that the focus position is changed from the surface Hr1 to the surface Hr2 so that the image of the point P can be seen clearly by the right eye. Then, focus adjustment unit 99-R for the right eye, in synchronization with the change of the pin and the position of the right eye, the focal position of the imaging unit 98-R for the right eye 'from 1 [Delta] D' plane Hr = [Delta] D / alpha It is moved to the plane Hr ′ 2 that is shifted by a certain amount. Further, it is assumed that the focus position is changed from the plane Hl1 to the plane Hl2 so that the image of the point P can be seen clearly by the left eye. Then, the focus adjustment unit 99-L for the left eye synchronizes the focus position of the imaging unit 98-L for the left eye with respect to the plane Hl ′ 1 by ΔD ′ = ΔD / α in synchronization with the change in the focus position of the left eye. is moved to the shifting surface Hl '2.

こうして、最終的に右眼および左眼は立体像100上の点Pを含む面にピントを合わせることができる、これは被写体200上の点P′をα倍拡大して直接見ていることと等価である。更に、点Pとピント方向に距離の異なる部分については、その距離の差に応じたボケが生じる。   Thus, finally, the right eye and the left eye can focus on the plane including the point P on the stereoscopic image 100. This is because the point P ′ on the subject 200 is directly magnified α times and is directly viewed. Is equivalent. Further, in a portion where the distance is different from the point P in the focus direction, a blur corresponding to the difference in the distance occurs.

このように、第4変形例に係る表示装置10は、ソフトウェアによる画像のぼかし処理をせずに、右眼および左眼の視線の交差点(輻輳の位置)を常に点Pに一致させて、被写体200のα倍拡大した自然な立体像を観察者に表示することができる。なお、図30には、図1に示した表示装置10の出力部14に代えて右眼用の撮像部98−Rおよび左眼用の撮像部98−Lを備えた構成を示したが、図18および図24に示した出力部14に代えて右眼用の撮像部98−Rおよび左眼用の撮像部98−Lを備える構成であってもよい。   As described above, the display device 10 according to the fourth modified example always matches the intersection (congestion position) of the line of sight of the right eye and the left eye with the point P without performing image blurring processing by software. It is possible to display a natural three-dimensional image enlarged by α times 200 to the observer. 30 shows a configuration including an imaging unit 98-R for the right eye and an imaging unit 98-L for the left eye instead of the output unit 14 of the display device 10 shown in FIG. Instead of the output unit 14 illustrated in FIGS. 18 and 24, a configuration may be provided that includes an imaging unit 98 -R for the right eye and an imaging unit 98 -L for the left eye.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。   The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

10 表示装置、12 表示部、14 出力部、16 検出部、18 ボケ制御部、22 表示面、24 レンチキュラーレンズアレイ、30 眼、32 水晶体、34 網膜、40 調整光学系、42 調整用レンズ、44 移動制御部、46 算出部、50 調整光出力部、52 スポット検出部、54 ハーフミラー、60 第1点光源、62 第2点光源、64 平行平板ガラス、70 光学系、72 制御部、74 レンズ、82 出力用レンズ、84 ダイクロイックミラー、86 受光用レンズ、88 光学ユニット、90 両眼用レンズ、92 両眼用ダイクロイックミラー、94 検出器、98 撮像部、99 ピント調整部、100 立体像、200 被写体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Display apparatus, 12 Display part, 14 Output part, 16 Detection part, 18 Blur control part, 22 Display surface, 24 Lenticular lens array, 30 Eyes, 32 Lens, 34 Retina, 40 Adjustment optical system, 42 Adjustment lens, 44 Movement control unit, 46 calculation unit, 50 adjustment light output unit, 52 spot detection unit, 54 half mirror, 60 first point light source, 62 second point light source, 64 parallel flat glass, 70 optical system, 72 control unit, 74 lens , 82 output lens, 84 dichroic mirror, 86 light receiving lens, 88 optical unit, 90 binocular lens, 92 binocular dichroic mirror, 94 detector, 98 imaging unit, 99 focus adjustment unit, 100 stereoscopic image, 200 subject

Claims (17)

画像を表示して観察者に立体像を観察させる表示部と、
前記観察者の眼のピント位置を検出する検出部と、
前記表示部により表示する画像のそれぞれの領域を、前記立体像における当該領域に対応する部分と前記ピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせるボケ制御部と、
を備える表示装置。
A display unit for displaying an image and allowing an observer to observe a stereoscopic image;
A detection unit for detecting a focus position of the eye of the observer;
A blur control unit that causes each region of the image displayed by the display unit to blur according to a shift amount between a portion corresponding to the region in the stereoscopic image and the focus position;
A display device comprising:
前記ボケ制御部は、前記ズレ量が大きいほど大きなボケを生じさせる
請求項1に記載の表示装置。
The display device according to claim 1, wherein the blur control unit causes blurring to increase as the shift amount increases.
前記ボケ制御部は、前記表示部に対して与えられる画像データに対してぼかし処理を行う
請求項1または2に記載の表示装置。
The display device according to claim 1, wherein the blur control unit performs a blurring process on image data given to the display unit.
前記検出部は、前記観察者の眼の網膜からの光を検出して、前記観察者の眼のピント位置を検出する
請求項1から3の何れかに記載の表示装置。
The display device according to claim 1, wherein the detection unit detects light from a retina of the observer's eye to detect a focus position of the observer's eye.
前記検出部は、観察者の眼の網膜に調整光を与えて、前記観察者の眼の網膜から反射された前記調整光を検出する
請求項4に記載の表示装置。
The display device according to claim 4, wherein the detection unit supplies adjustment light to a retina of an observer's eye and detects the adjustment light reflected from the retina of the observer's eye.
前記検出部は、不可視波長領域の調整光を前記観察者の眼の網膜に与える
請求項5に記載の表示装置。
The display device according to claim 5, wherein the detection unit provides adjustment light in an invisible wavelength region to a retina of the observer's eye.
前記検出部は、
点光源から出力された調整光を前記観察者の眼の網膜に照射するとともに、前記観察者の眼の網膜から反射された前記調整光のスポット径を前記眼の網膜から前記点光源までの光学的距離と同一の光学的距離の位置で検出する調整光学系と、
前記調整光学系と前記観察者の眼との間に設けられた調整用レンズと、
前記スポット径を予め定められた大きさとするように前記調整光学系の位置を前記調整光に沿って前後に移動させる移動制御部と、
前記スポット径を予め定められた大きさとした状態での前記調整光学系の位置に基づき前記観察者の眼のピント位置を算出する算出部と、
を有する
請求項5または6に記載の表示装置。
The detector is
The adjustment light output from the point light source is applied to the retina of the observer's eye, and the spot diameter of the adjustment light reflected from the retina of the observer's eye is determined from the retina of the eye to the point light source. An adjustment optical system that detects at the same optical distance as the target distance;
An adjustment lens provided between the adjustment optical system and the eyes of the observer;
A movement control unit that moves the position of the adjustment optical system back and forth along the adjustment light so that the spot diameter has a predetermined size;
A calculation unit that calculates a focus position of the observer's eye based on a position of the adjustment optical system in a state where the spot diameter is set to a predetermined size;
The display device according to claim 5 or 6.
前記調整光学系は、
前記観察者の眼の網膜に与える調整光を点光源から出力する調整光出力部と、
前記観察者の眼の網膜から反射された前記調整光のスポット径を前記眼の網膜から前記点光源までの光学的距離と同一の光学的距離の位置で検出するスポット検出部と、
前記調整光出力部により出力された前記調整光を前記観察者の眼の網膜に与えるとともに、前記観察者の眼の網膜から反射された前記調整光を前記スポット検出部に与えるハーフミラーと、
を有し、
前記移動制御部は、前記スポット径を予め定められた大きさとするように前記調整光学系の位置を移動させる
請求項7に記載の表示装置。
The adjusting optical system is
An adjustment light output unit for outputting adjustment light to be applied to the retina of the observer's eye from a point light source;
A spot detector that detects the spot diameter of the adjustment light reflected from the retina of the eye of the observer at a position of the same optical distance as the optical distance from the retina of the eye to the point light source;
A half mirror that gives the adjustment light output from the adjustment light output unit to the retina of the eye of the observer and gives the adjustment light reflected from the retina of the eye of the observer to the spot detection unit;
Have
The display device according to claim 7, wherein the movement control unit moves the position of the adjustment optical system so that the spot diameter has a predetermined size.
前記調整光出力部は、点光源から第1の前記調整光を出力するとともに、前記観察者の眼の網膜までの光学的距離が前記第1の調整光とは異なる点光源から第2の前記調整光を出力し、
前記スポット検出部は、前記観察者の眼の網膜から反射された前記第1の調整光のスポット径および前記第2の調整光のスポット径を前記眼の網膜から前記第1の調整光の点光源と前記第2の調整光の点光源との間の位置までの光学的距離と同一の光学的距離の位置で検出し、
前記移動制御部は、前記第1の調整光のスポット径と前記第2の調整光のスポット径との差を予め定められた値とするように前記調整光学系の位置を移動させる
請求項8に記載の表示装置。
The adjustment light output unit outputs the first adjustment light from a point light source, and the second light source from the point light source having an optical distance to the retina of the observer's eye different from that of the first adjustment light. Output adjustment light,
The spot detection unit calculates a spot diameter of the first adjustment light and a spot diameter of the second adjustment light reflected from the retina of the observer's eye from the retina of the eye. Detecting at a position of the same optical distance as the optical distance to the position between the light source and the point light source of the second adjustment light,
The movement control unit moves the position of the adjustment optical system so that a difference between a spot diameter of the first adjustment light and a spot diameter of the second adjustment light is set to a predetermined value. The display device described in 1.
前記表示部は、前記観察者の右眼に与える右眼用画像および前記観察者の左眼に与える左眼用画像を表示して、前記観察者に前記立体像を観察させ、
前記検出部は、前記右眼および前記左眼の少なくとも一方のピント位置を検出し、
前記ボケ制御部は、前記右眼用画像のそれぞれの領域および前記左眼用画像のそれぞれの領域を、前記立体像における当該領域に対応する部分と対応する眼の前記ピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる
請求項1から9の何れかに記載の表示装置。
The display unit displays a right-eye image to be given to the observer's right eye and a left-eye image to be given to the observer's left eye, and allows the observer to observe the stereoscopic image.
The detection unit detects a focus position of at least one of the right eye and the left eye;
The blur control unit shifts each region of the right-eye image and each region of the left-eye image to a shift amount between a portion corresponding to the region in the stereoscopic image and the focus position of the corresponding eye. The display device according to claim 1, wherein blur is generated in response.
前記表示部は、前記右眼用画像を表示する右眼用の表示面と、前記左眼用画像を表示する左眼用の表示面とを有し、
当該表示装置は、
前記右眼用の表示面の虚像を生成して前記右眼に与える右眼用の光学系と、
前記左眼用の表示面の虚像を生成して前記左眼に与える左眼用の光学系と、
前記右眼用の表示面の虚像の位置を制御して前記右眼用の表示面と前記右眼の網膜とを光学的共役関係に保ち、前記左眼用の表示面の虚像の位置を制御して前記左眼用の表示面と前記左眼の網膜とを光学的共役関係に保つ制御部と、
を更に備える
請求項10に記載の表示装置。
The display unit includes a right-eye display surface that displays the right-eye image and a left-eye display surface that displays the left-eye image.
The display device
An optical system for the right eye that generates a virtual image of the display surface for the right eye and gives the virtual image to the right eye;
An optical system for the left eye that generates a virtual image of the display surface for the left eye and gives the virtual image to the left eye;
Controlling the position of the virtual image on the display surface for the right eye, maintaining the optical conjugate relationship between the display surface for the right eye and the retina for the right eye, and controlling the position of the virtual image on the display surface for the left eye A control unit for maintaining an optical conjugate relationship between the display surface for the left eye and the retina of the left eye;
The display device according to claim 10.
前記検出部は、調整光を前記右眼用の光学系および前記左眼用の光学系の少なくとも一方を介して前記右眼の網膜および前記左眼の網膜の少なくとも一方に与え、網膜から反射された前記調整光を前記右眼用の光学系および前記左眼用の光学系の少なくとも一方を介して取り込んで前記右眼および前記左眼の少なくとも一方の前記ピント位置を検出する
請求項11に記載の表示装置。
The detection unit applies adjustment light to at least one of the retina of the right eye and the retina of the left eye via at least one of the optical system for the right eye and the optical system for the left eye, and is reflected from the retina. 12. The focus position of at least one of the right eye and the left eye is detected by taking in the adjustment light via at least one of the optical system for the right eye and the optical system for the left eye. Display device.
前記表示部は、前記右眼用画像を表示する領域と前記左眼用画像を表示する領域とを有する表示面を有し、
当該表示装置は、
前記表示面の虚像を生成して前記右眼および前記左眼に与える光学系と、
前記表示面の虚像の位置を制御して、前記表示面と前記右眼および前記左眼の網膜とを光学的共役関係に保つ制御部と、
を更に備える
請求項10に記載の表示装置。
The display unit has a display surface having a region for displaying the right-eye image and a region for displaying the left-eye image;
The display device
An optical system that generates a virtual image of the display surface and applies the virtual image to the right eye and the left eye;
A controller that controls the position of the virtual image on the display surface to maintain the display surface and the retina of the right eye and the left eye in an optical conjugate relationship;
The display device according to claim 10.
前記検出部は、調整光を前記光学系を介して前記右眼の網膜および前記左眼の網膜の少なくとも一方に与え、網膜から反射された前記調整光を前記光学系を介して取り込んで前記右眼および前記左眼の少なくとも一方の前記ピント位置を検出する
請求項13に記載の表示装置。
The detection unit applies adjustment light to at least one of the retina of the right eye and the retina of the left eye via the optical system, and takes in the adjustment light reflected from the retina via the optical system. The display device according to claim 13, wherein the focus position of at least one of an eye and the left eye is detected.
前記表示部は、前記立体像におけるそれぞれの部分について、当該部分と対応する眼の水晶体の中心とを結ぶ直線上に、当該部分に対応する表示領域の虚像を生成するように、前記右眼用画像および前記左眼用画像を変更して表示する
請求項13または14に記載の表示装置。
For each part in the stereoscopic image, the display unit generates the virtual image of the display area corresponding to the part on a straight line connecting the part and the center of the eye lens corresponding to the part. The display device according to claim 13, wherein the image and the left-eye image are changed and displayed.
立体像を表示させるための画像を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された画像を表示して観察者に立体像を観察させる表示部と、
前記観察者の眼のピント位置を検出する検出部と、
前記検出部により検出された観察者の眼のピント位置に応じて、前記撮像部のピント位置を制御するピント調整部と、
を備える表示装置。
An imaging unit that captures an image for displaying a stereoscopic image;
A display unit that displays an image captured by the imaging unit and allows a viewer to observe a stereoscopic image;
A detection unit for detecting a focus position of the eye of the observer;
A focus adjustment unit that controls a focus position of the imaging unit according to a focus position of an observer's eye detected by the detection unit;
A display device comprising:
画像を表示して観察者に立体像を表示部により観察させ、
前記観察者の眼のピント位置を検出し、
前記表示部により表示する画像のそれぞれの領域を、前記立体像における当該領域に対応する部分と前記ピント位置とのズレ量に応じてボケを生じさせる
表示方法。
Display the image and let the observer observe the stereoscopic image with the display unit,
Detecting the focus position of the observer's eye;
A display method in which each region of an image displayed by the display unit is blurred according to a shift amount between a portion corresponding to the region in the stereoscopic image and the focus position.
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