JP2662262B2 - 立体像表示装置 - Google Patents

立体像表示装置

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JP2662262B2
JP2662262B2 JP63258362A JP25836288A JP2662262B2 JP 2662262 B2 JP2662262 B2 JP 2662262B2 JP 63258362 A JP63258362 A JP 63258362A JP 25836288 A JP25836288 A JP 25836288A JP 2662262 B2 JP2662262 B2 JP 2662262B2
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進 一之瀬
守人 石橋
信二 鉄谷
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、立体画像を必要とする分野、例えば立体
テレビ、立体ビデオ、遠隔地間で相互通信する立体テレ
ビ電話、テレビ会議、眼鏡店、理髪店、衣類の販売店等
で自分の姿を確認するために使用する装置等に使用可能
な立体像表示装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、3次元画像を表示する手段は、偏光眼鏡または
時分割シャッタ眼鏡を使用し、ディスプレイ上にフィー
ルド毎に表示された映像と同期して左目、右目に入射す
る映像信号を選択することによっていた。この方式では
眼鏡が不可欠でありわずらわしいだけでなく、観察者の
自然のすがたを見る必要があるテレビ電話会議、眼鏡
店、理髪店、衣類の販売店等で使用する場合は、眼鏡を
かけた観察者の映像が表示されるため、自然性が著しく
損なわれる欠点があった。
これを、解消するために、眼鏡を用いずに3次元画像
を表示するレンティキュラレンズシート方式が提案され
ている。この方式の説明図を第6図に示す。
第6図において、1はレンティキュラレンズシート
で、第6図のA部を第7図に拡大して示すように、1′
はその単位である1本のレンティキュラレンズ、2は前
記レンティキュラレンズシート1の背面に配置した拡散
層、3はレンティキュラレンズシート1に向かって右側
の投影機、4は左側の投影機、5は観察者である。
この構成において、投影機3で右目用画像、投影機4
で左目用画像をレンティキュラレンズシート1上に投影
すると、両投影機3,4から出射した光は、レンティキュ
ラレンズシート1の背面の拡散層2で反射されると、そ
の投影機を含む垂直線上に戻ってくるため、投影機の上
下の任意の位置(点線で示す)に観察者5の右目、左目
を配置すると、観察者5はレンティキュラレンズシート
1上に立体画像を観察することが可能となる。
第8図は従来技術の別の説明図である。レンティキュ
ラレンズシート1は第8図のB部を第9図に拡大して示
すように拡散層2が挟んで2枚のレンティキュラレンズ
1′が図のように密着されており、両投影機3,4は、図
示の如く、観察者5とレンティキュラレンズシート1に
対して対称な位置に配置してある。この構成において、
投影機3で右目用画像、投影機4で左目用画像をレンテ
ィキュラレンズシート1上に投影すると、2台の投影機
3,4から出射した光はレンティキュラレンズシート1を
透過後、前記第6図の反射形と同様な原理によって、観
察者5の両眼のそれぞれに入射するため、観察者5はレ
ンティキュラレンズシート1上に立体画を観察すること
が可能となる。これらの原理については公知であり、文
献「三次元画像光学」(大越孝敬:産業図書出版)に説
明されているので、従来技術についての詳細な説明は省
略する。
〔発明が解決しよすとする課題〕
しかし、従来の方式では、立体視が可能な範囲は限ら
れているため、広い範囲で立体視を可能とするために
は、多数の投影機を両眼間隔に配置する必要があり、装
置構成が複雑になると同時にシステムのコストが向上し
てしまう欠点があった。
この発明の目的は、眼鏡を使用せず、広い範囲で安定
した立体視の確保を可能とする立体像表示装置を提供す
ることにある。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る立体像表示装置は、立体像を観察する
観察者の両眼位置を検出する両眼位置検出装置と、この
両眼位置検出装置から出力される両眼位置信号に基づい
て前記2台のそれぞれの投影機に入力する画像信号を右
目信号、左目信号にするか左目信号、右目信号にするか
を切り替えるスイッチ部とからなり、レンティキュラレ
ンズシートにおける左目用画像,右目用画像が観察可能
な領域が概略両眼間隔で交互に配置されるように構成し
たものである。
〔作用〕
この発明においては、両眼位置検出装置により立体像
を観察する観察者の両眼位置を検出し、この両眼位置検
出装置から出力する両眼位置信号に基づいて2台の投影
機に入力する画像信号を切り替えることにより立体視を
確保する。
〔実施例〕
この発明の実施例を説明するにあたり、レンティキュ
ラレンズシート1の基本的性質を第5図を用いて説明す
る。第5図は第6図を観察者5の両眼位置で水平に切断
した断面を上部より見たものである。また、この図面は
説明図であり、観察者5とレンティキュラレンズシート
1を同時に図示する必要から、観察者5はレンティキュ
ラレンズシート1に対して縮小して表示してある。図中
点線は観察者5の上部または下部に配置された投影機か
ら出射した光の軌跡を現わす。すなわち右眼(R)の位
置に配置した投影機(図示せず)から出射した光は拡散
層2上にR1,R2,R3の像を形成した後、レンティキュラレ
ンズシート1から出射し右目Rに入射する。左目(L)
の位置に配置した投影機(図示せず)から出射した光も
同様に拡散層2上にL1,L2,L3の像を形成した後、レンテ
ィキュラレンズシート1から出射し左目Lに入射する。
このように、2台の投影機から出射した光が両眼に別々
に入射するため立体視が可能になる。
この構成において、例えば拡散層2上の像L2で反射す
る光は左目に入射する光以外に、図中1点破線で示す隣
りのレンティキュラレンズ1′を透過して出射する光が
ある。この光は、近接する隣りのレンティキュラレンズ
1′から出射するもの以外に、その隣からも、またその
隣からも出射し、原理的にはレンティキュラレンズ1′
の数だけ出射する。この様子をマクロ的に描写したもの
が第4図でる。投影機3から出射した光はレンティキュ
ラレンズシート1で反射された後、図中、、、
……に戻ってくる。同様に、投影機4から出射した光は
レンティキュラレンズシート1で反射された後、図中、
、、……に戻ってくる。図中位置とと……
の間隔dを一定値としたが、一般にはこの間隔は等間隔
ではない。しかし、この発明はdが概略等間隔となる条
件で実施するものである。
次に動作について説明する。第4図において、間隔d
を等間隔にすることは、レンティキュラレンズシート1
のレンティキュラレンズ1′のビッチ、曲率、厚さ、材
質および観察者5の位置を適切に決めることにより可能
となる。一例として、レンティキュレンズ1′のピッチ
を0.5mm、曲率を3.767mm、厚さを11.608mm、材質をアク
リル樹脂、観察者5の位置を2mとすることにより間隔d
を等間隔になる。別の具体例をあげると、レンティキュ
ラレンズ1′のピッチを1.0mm、曲率を7.565mm、厚さを
23.307m、材質をアクリル樹脂、観察者5の位置を2mと
することによっても可能である。この構成にすると、間
隔dは約65mmとなり、成人の両眼間隔とほぼ等しくな
る。また、レンティキュラレンズシート1を精度を良く
作成することによって、間隔dの中央で、例えばの画
像からの画像の不連続的に切り替えることが可能であ
る。
第1図、第2図はこの発明の一実施例の説明図であ
る。6は前記観察者5の両眼の位置を検出する両眼位置
検出装置であり、具体的構成は後述する。また、図
中《》は空間上の領域を示すものであり、《1》は点
の中点に左右d/2の範囲を網羅する幅dの領域を表わ
す。いま、投影機3で右目用画像、投影機4で左目用画
像を投影すると、同図に示すように、、、の位
置では右目用画像、、、の位置では左目用画像が
できるため、(右目、左目)を、(・)、(・
)、(・)の位置に置くと立体視が可能となる。
しかし、例えば観察者5が同図に示す位置から左方にd/
2以上移動してしまうと、右目に左目信号、左目に右目
信号が入射し立体視の確保が困難になってしまう。そこ
でこの発明においては、観察者5の両眼位置検出装置6
で観察者5の右目(左目)がどこにあるかを検出して、
これが領域《1》《3》《5》《7》(領域《2》
《4》《6》)内にあれば投影機3に右目信号、投影機
4に左目信号を入力し、第2図に示すように、これが領
域《2》《4》《6》(領域《1》《3》《5》
《7》)内にあれば投影機3に左目信号、投影機4に右
目信号を入力する。このようにすれば、観察者5の右目
は常に右目用画像を観察し、左目は左目用画像を観察す
ることになり、観察者5は位置に無関係に立体視が可能
となる。
第3図はこの発明の一実施例のブロック図を示す。7
は両眼位置検出信号に基づいて、2台の投影機3,4に入
力すべき信号を選択する選択回路であり、8はそのスイ
ッチ部である。両眼位置検出装置6から入力した信号に
基づいて観察者5が第1図に示す位置にいるか、第2図
に示す位置にいるかを選択回路7は判断し、スイッチ部
8を制御し、投影機3,4に入力する画像信号を右目信
号、左目信号または左目信号、右目信号のどちらかに設
定する。
両眼位置検出装置6は一般市販品の赤外線センサ、超
音波センサ、各種画像処理装置等を使用した。使用した
各装置の例を以下に示す。
(赤外線センサ) E3SA−DS50C43A(立石電気) (超音波センサ) PS1−D1MN (富士電気) (画像処理装置) C3160 (浜松ホトニクス) これらの画像は、現状では両眼の位置を正確に認識す
るまでにはなっていないが、頭部の位置から立体像表示
装置を推定することができるため、実際上は問題なく動
作した。今後、両眼位置信号の認識装置が進歩すればそ
の位置を使用することにより、さらに高精度な制御が可
能となることは言うまでもない。
以上、この発明の実施例を説明したが、従来技術で説
明したように透過形は反射形と同様な効果があるため、
実施例は省略するが、透過においてもこの発明は同様に
実現可能であることは言うまでもない。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したように、立体像を観察する観
察者の両眼位置を検出する両眼位置検出装置と、この両
眼位置検出装置から出力される両眼位置信号に基づいて
2台のそれぞれの投影機に入力する画像信号を右目信
号、左目信号にするか左目信号、右目信号にするかを切
り替えるスイッチ部とからなるので、立体視が可能な範
囲が従来の装置に比較して大幅に拡大するため、自然な
状態の立体感を得ることが可能となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図,第2図はこの発明の一実施例の説明図、第3図
はこの発明の一実施例を示すブロック図、第4図はこの
発明の原理の説明図、第5図はレンティキュラレンズシ
ートによる立体視の原理説明図、第6図は従来方式の説
明図、第7図は第6図のA部の拡大図、第8図は従来方
式の説明図、第9図は第8図のB部の拡大図である。 図中、1はレンティキュラレンズシート、1′はレンテ
ィキュラレンズ(単体)、2は拡散層、3,4は投影機、
5は観察者、6は両眼位置検出装置、7は選択回路、8
はスイッチ部である。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2台の投影機で左目用画像、右目用画像を
    レンティキュラレンズシートに投影することにより立体
    画像を表示する立体像表示装置において、立体像を観察
    する観察者の両眼位置を検出する両眼位置検出装置と、
    この両眼位置検出装置から出力される両眼位置信号に基
    づいて前記2台のそれぞれの投影機に入力する画像信号
    を右目信号、左目信号にするか左目信号、右目信号にす
    るかを切り替えるスイッチ部とからなり、前記レンティ
    キュラレンズシートにおける左目用画像,右目用画像が
    観察可能な領域が概略両眼間隔で交互に配置されるよう
    に構成したことを特徴とする立体像表示装置。
JP63258362A 1988-08-12 1988-10-15 立体像表示装置 Expired - Lifetime JP2662262B2 (ja)

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US07/391,881 US4987487A (en) 1988-08-12 1989-08-09 Method of stereoscopic images display which compensates electronically for viewer head movement
KR1019890011420A KR930010620B1 (ko) 1988-08-12 1989-08-10 입체 화상 표시 방법
DE68919582T DE68919582T2 (de) 1988-08-12 1989-08-10 Stereoskopisches Bildanzeigeverfahren.
EP89402262A EP0354851B1 (en) 1988-08-12 1989-08-10 Technique of stereoscopic image display

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01317091A (ja) * 1988-06-17 1989-12-21 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 多方向立体映像装置

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