JP2951287B2

JP2951287B2 - 頭部位置検出装置およびこれを備えた頭部位置追従型立体表示装置

Info

Publication number: JP2951287B2
Application number: JP9137158A
Authority: JP
Inventors: 五郎濱岸
Original assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Current assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Priority date: 1997-05-27
Filing date: 1997-05-27
Publication date: 1999-09-20
Anticipated expiration: 2017-05-27
Also published as: JPH10333091A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特殊な眼鏡を必要
とせずに観察者に立体視させる場合に観察者の頭部位置
を検出して立体視可能範囲を拡大させることができる頭
部位置検出装置およびこれを備えた頭部位置追従型立体
表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特殊な眼鏡を必要とせずに観察者に立体
視させる立体表示装置としては、パララックスバリアを
用いる方式やレンチキュラーレンズを用いる方式などが
知られている。これら方式の立体表示装置では、いずれ
も右眼画像と左眼画像がそれぞれ観察者の右眼と左眼に
よって観察される正視領域の他に、右眼画像が左眼に左
眼画像が右眼に導かれてしまう逆視領域、或いは両画像
が一つの眼に観察されてしまうクロストーク領域が存在
する。そこで、観察者の頭部位置を検出し、左右眼の表
示画像の切り換え制御等を行うことによって立体視可能
範囲を拡大させることが考えられる。

【０００３】従来の頭部位置検出装置としては、観察者
が磁気を発するものを装着し、磁気センサーによって前
記磁気の発生位置を捉えることで観察者の位置を検出す
るようにしたものが知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記磁
気センサーを用いて観察者の位置を検出するのでは、装
置が大がかりになるとともに、コストも割高になるとい
う欠点がある。

【０００５】この発明は、上記の事情に鑑み、簡潔な構
成で観察者の位置を検出することができる頭部位置検出
装置およびこれを備えた頭部位置追従型立体表示装置を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の頭部位置検出装
置は、正視領域用の第１受光素子および逆視領域用の第
２受光素子を横方向に並べてなる受光手段と、正視領域
に位置する観察者の顔部分にて反射された光を前記第１
受光素子に、逆視領域に位置する観察者の顔部分にて反
射された光を前記第２受光素子に、それぞれ導くレンズ
手段と、前記第１受光素子にて検出される光量と前記第
２受光素子にて検出される光量とを比較して観察者が正
視領域と逆視領域のどちらに位置しているかを判断する
判断手段とから成ることを特徴とする。

【０００７】上記の構成であれば、受光手段やレンズ手
段といった比較的安価な構成要素にて構成されるので、
頭部位置検出装置の低コスト化が図れる。

【０００８】眼間距離をＥ、前記レンズ手段と観察者と
の距離をＡ１、前記レンズ手段と前記受光素子との距離
をＢ１、第１受光素子と第２受光素子とのピッチをＰ１
とするとき、Ｐ１＝Ｅ×Ｂ１／Ａ１を満たし、前記レン
ズ手段間のピッチをＱ１とするとき、Ｑ１＝２×Ｅ×Ｂ
１／（Ａ１＋Ｂ１）を満たし、前記レンズ手段の焦点距
離をＦ１とするとき、Ｆ１＝Ａ１×Ｂ１／（Ａ１＋Ｂ
１）を満たすのが望ましい。

【０００９】また、この発明の頭部位置検出装置は、正
視領域用の第１受光素子、逆視領域用の第２受光素子、
第１のクロストーク領域用の第３受光素子、及び第２の
クロストーク領域用の第４受光素子を横方向に並べてな
る受光手段と、正視領域に位置する観察者の顔部分にて
反射された光を前記第１受光素子に、逆視領域に位置す
る観察者の顔部分にて反射された光を前記第２受光素子
に、第１のクロストーク領域に位置する観察者の顔部分
にて反射された光を前記第３受光素子に、第２のクロス
トーク領域に位置する観察者の顔部分にて反射された光
を前記第４受光素子に、それぞれ導くレンズ手段と、前
記第１受光素子にて検出される光量と前記第２受光素子
にて検出される光量と前記第３受光素子にて検出される
光量と前記第４受光素子にて検出される光量とを比較し
て観察者が正視領域と逆視領域と第１のクロストーク領
域第と２のクロストーク領域のどちらに位置しているか
を判断する判断手段とから成ることを特徴とする。

【００１０】上記の構成であれば、正視領域と逆視領域
のみならず、第１のクロストーク領域および第２のクロ
ストーク領域に観察者の頭部が位置していることも検出
することができる。そして、この構成においても、受光
素子とレンズ手段といった比較的安価な構成要素にて構
成することができるので、装置の低コスト化を図ること
ができる。

【００１１】眼間距離をＥ、前記レンズ手段と観察者と
の距離をＡ２、前記レンズ手段と前記受光素子との距離
をＢ２、受光素子間のピッチをＰ２とするとき、Ｐ２＝
Ｅ×Ｂ２／（２×Ａ２）を満たし、レンズ手段間のピッ
チをＱ２とするとき、Ｑ２＝２×Ｅ×Ｂ２／（Ａ２＋Ｂ
２）を満たし、前記レンズ手段の焦点距離をＦ２とする
とき、Ｆ２＝Ａ２×Ｂ２／（Ａ２＋Ｂ２）を満たすのが
望ましい。

【００１２】前記レンズ手段を横方向に複数並べて配置
してもよい。ここで、ｎを整数、Ｅを観察者の眼間距
離、Ａを画面真正面の正視位置中央からの横方向距離と
するとき、画面真正面の正視位置中央を基準に、（２ｎ
−１／２）×Ｅ≦Ａ≦（２ｎ＋１／２）×Ｅで示される
領域を正視領域とし、観察者が｛（２ｎ＋１）−１／
２｝×Ｅ＜Ａ＜｛（２ｎ＋１）＋１／２｝×Ｅで示され
る領域を逆視領域とすると、正視領域→逆視領域→正視
領域→…のごとくなり、その一サイクル（便宜上、これ
を一つの対象領域と称する）は、眼間距離の２倍ごとに
繰り返される。また、この場合において、特に｛（１＋
２ｎ）／２−１／４｝×Ｅ＜Ａ＜｛（１＋２ｎ）／２＋
１／４｝×Ｅで示される領域をクロストーク領域とする
と、正視領域→第１のクロストーク領域→逆視領域→第
２のクロストーク領域→正視領域→…のごとく成り、そ
の一サイクル（便宜上、これを一つの対象領域と称す
る）も眼間距離の２倍ごとにやってくる。上述のごと
く、前記レンズ手段を横方向に複数並べて配置すれば、
そのレンズ個数に応じた数の前記対象領域に対応するこ
とが可能となる。そして、このように、レンズ手段を横
方向に複数並べて配置したものとしてレンチキュラーレ
ンズを用いる場合には、各レンズ手段が個々にばらばら
に構成されている場合に比べると、部品点数の削減およ
び組立の容易化が図れる。

【００１３】また、この発明の頭部位置追従型立体表示
装置は、前述の頭部位置検出装置を備え、この頭部位置
検出装置にて観察者が正視領域に位置するとの信号を得
たときには、正視領域に位置する観察者の右眼には右眼
映像を、左眼には左眼映像を、それぞれ導くように構成
され、観察者が逆視領域に位置するとの信号を得たとき
には、逆視領域に位置する観察者の右眼には右眼映像
を、左眼には左眼映像を、それぞれ導くように構成され
ていることを特徴とする。また、前述の頭部位置検出装
置を備え、この頭部位置検出装置にて観察者が正視領域
に位置するとの信号を得たときには、正視領域に位置す
る観察者の右眼には右眼映像を、左眼には左眼映像を、
それぞれ導くように構成され、観察者が逆視領域に位置
するとの信号を得たときには、逆視領域に位置する観察
者の右眼には右眼映像を、左眼には左眼映像を、それぞ
れ導くように構成され、観察者が第１のクロストーク領
域に位置するとの信号を得たときには、第１のクロスト
ーク領域に位置する観察者の右眼には右眼映像を、左眼
には左眼映像を、それぞれ導くように構成され、観察者
が第２のクロストーク領域に位置するとの信号を得たと
きには、第２のクロストーク領域に位置する観察者の右
眼には右眼映像を、左眼には左眼映像を、それぞれ導く
ように構成されていることを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。

【００１５】まず、図１乃至図４を用いて観察者の頭部
が正視領域と逆視領域と第１のクロストーク領域と第２
のクロストーク領域に移動した場合にそれに追従して観
察者に立体視を適正に行わせることができる頭部位置追
従型立体表示装置の一例を説明する。

【００１６】頭部位置追従型立体表示装置は、平面状の
バックライト１と、前記バックライト１の光出射側に配
置され、縦ストライプ状の所定幅の透光部と遮光部とを
交互に形成し、これら透光部と遮光部とをその幅の１／
２ピッチずつ移動させることのできる液晶シャッタ２
と、この液晶シャッタ２の光出射側に配置され、前記透
光部と遮光部との各組に対応した蒲鉾レンズ部を有して
成るレンチキュラーレンズ３と、このレンチキュラーレ
ンズ３の光出射側に配置された光透過型の例えば液晶か
らなる画像表示パネル４と、観察者の頭部位置を検出す
る頭部位置検出装置５と、制御部６と、観察者１０の顔
を照らすための照明手段（図示せず）を備えている。

【００１７】液晶シャッタ２は、図２（ａ）（ｂ）に示
すような構成を有している。この図２において、２ａ，
２ｂは、液晶層２ｃを挟むように配置された透明基板で
あり、透明基板２ａの内面側には、縦ストライプ状の透
明導電膜２ｄ…が、透光部の幅（遮光部幅も同じであ
る）をＡとするとき、Ａ／２の幅で形成されており、透
明基板２ｂの内面側には、ベタパターンの透明導電膜２
ｅが形成されている。なお、偏光板は図においては省略
している。また、図２では、通電ＯＦＦ状態の導電膜２
ｄは黒塗りで示し、通電ＯＮ状態の導電膜２ｄは白抜き
で示している。そして、かかる通電ＯＮ／ＯＦＦによる
液晶の透光状態を非ハッチングとハッチングで示してい
る。

【００１８】制御部６は、表示制御回路部６ａとシャッ
タ制御回路部６ｂとを備える。表示制御回路部６ａは、
頭部位置検出装置５からの頭部位置情報に基づき、光透
過型の画像表示パネル４における左眼用の画像と右眼用
の画像との表示切換タイミングの制御を行う。また、シ
ャッタ制御回路部６ｂは、表示切り換えタイミングに同
期した前記液晶シャッタ２における透光部と遮光部との
交互切換及び所定ピッチ移動を制御する。以下、これら
の制御の具体的態様について説明する。

【００１９】（観察者１０が逆視領域に位置した場合）
この場合には、表示制御回路部６ａにより、正視位置に
おける左眼用の画像と右眼用の画像との切り換えを逆タ
イミングで行う。即ち、逆視位置とは、左眼に右眼用映
像が入射し、右眼に左眼用映像が入射する状態であるか
ら、左眼用画像と右眼用画像との交互表示タイミングを
正視のときとは逆タイミングで行えばよいことになる。

【００２０】（観察者１０がクロストーク領域に位置し
た場合）シャッタ制御回路部６ｂは、隣り合う一対の縦
ストライプ状の透明電極２ｄ，２ｄがペアとなってＯＮ
／ＯＦＦ（透光状態／遮光状態）するように液晶シャッ
タ２に対して通電制御を行う。このような制御により、
液晶シャッタ２においては、図２（ａ）（ｂ）に示して
いるように、液晶シャッタ２における透光部と遮光部を
Ａ／２ピッチ単位で移動させることができる。そして、
シャッタ制御回路部６ｂは、前記の頭部位置検出装置５
から、観察者１０がクロストーク領域（クロストーク領
域については図３，図４参照）に位置したとの判断情報
を得たとき、上述のごとく、透光部と遮光部を正視位置
状態からＡ／２ピッチ移動させ、観察者１０がさらにク
ロストーク領域に過ぎて逆視領域に位置したとの情報を
得たときには、透光部と遮光部を更にＡ／２ピッチ移動
させる。

【００２１】表示制御回路部６ａは、観察者１０がクロ
ストーク領域に位置している段階では、左眼用の画像と
右眼用の画像との切り換えを逆タイミングで行うことは
しない。逆タイミング化は、観察者１０がクロストーク
領域を過ぎて逆視領域に来たときに行うようになってい
る。

【００２２】かかる制御により、例えば、観察者１０の
頭部が、図３に示すように、正視領域（図において点線
で表された位置）から右方向にＥ／２の距離移動して第
１のクロストーク領域に位置するとき、それに対応させ
て、遮光部と透光部は正視位置状態から左側へＡ／２ピ
ッチ移動され（左右眼映像の切り換えは正視位置状態時
と同じ）、これによって観察者１０の右眼に右眼用の画
像に入射し且つ左眼に左眼用の画像が入射する状態が維
持され、良好に立体視が行えることになる。

【００２３】一方、観察者１０が正視領域から左方向に
Ｅ／２の距離移動して第２のクロストーク領域に位置す
るとき、それに対応させて、遮光部と透光部は正視位置
状態から右側へＡ／２ピッチ移動させればよい。この場
合も、左右眼映像の切り換えは正視位置状態時と同じで
ある。なお、このような制御以外に、観察者が正視領域
から左方向にＥ／２の距離移動してクロストーク領域に
位置するとき、それに対応させて、図４に示しているよ
うに、遮光部と透光部を正視位置状態から左側へＡ／２
ピッチ移動させる（前述の観察者右移動時と同じ）こと
とし、左右眼映像の切換を逆視位置状態のタイミングと
することとしてもよいものである。

【００２４】図５は、観察者１０が正視領域と逆視領域
と第１のクロストーク領域と第２のクロストーク領域の
どちらに位置しているのかを検出する頭部位置検出装置
５の詳細な構造を示した説明図である。この頭部位置検
出装置５は、受光手段５１と、レンチキュラーレンズ５
２と、判断手段５３とから成る。

【００２５】受光手段５１は、正視領域用の第１受光素
子５１ａ、逆視領域用の第２受光素子５１ｂ、第１のク
ロストーク領域用の第３受光素子５１ｃ、及び第２のク
ロストーク領域用の第４受光素子５１ｄを横方向に並べ
て成る。観察者１０の顔を照らす前記照明手段として赤
外光を発光するものを用いるであれば、各受光素子は、
この赤外光に対して高感度のものを用いればよいことに
なる。

【００２６】レンチキュラーレンズ５２は、４つの蒲鉾
レンズ部５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄを横方向に並
べて構成されている。各蒲鉾レンズ部は、正視領域に位
置する観察者１０の顔部分にて反射された光を前記第１
受光素子５１ａに、逆視領域に位置する観察者１０の顔
部分にて反射された光を前記第２受光素子５１ｂに、第
１のクロストーク領域に位置する観察者１０の顔部分に
て反射された光を前記第３受光素子５１ｃに、第２のク
ロストーク領域に位置する観察者１０の顔部分にて反射
された光を前記第４受光素子５１ｄに各々導くようにな
っている。

【００２７】判断手段５３は、前記第１受光素子５１ａ
にて検出される光量と前記第２受光素子５１ｂにて検出
される光量と前記第３受光素子５１ｃにて検出される光
量と前記第４受光素子５１ｄにて検出される光量とを比
較して観察者１０が正視領域と逆視領域と第１のクロス
トーク領域第と２のクロストーク領域のどちらに位置し
ているかを判断するようになっている。例えば、第１受
光素子５１ａにて検出される光量が最も大きければ、観
察者は正視領域に位置していると判断する。

【００２８】ここで、ｎを整数、Ｅを観察者の眼間距
離、Ａを画面真正面の正視位置中央からの横方向距離と
するとき、画面真正面の正視位置中央を基準に、（２ｎ
−１／２）×Ｅ≦Ａ≦（２ｎ＋１／２）×Ｅで示される
領域を正視領域とし、観察者が｛（２ｎ＋１）−１／
２｝×Ｅ＜Ａ＜｛（２ｎ＋１）＋１／２｝×Ｅで示され
る領域を逆視領域とすると、正視領域→逆視領域→正視
領域→…のごとく成り、その一サイクルは眼間距離の２
倍毎に繰り返される。更に、この場合において、特に
｛（１＋２ｎ）／２−１／４｝×Ｅ＜Ａ＜｛（１＋２
ｎ）／２＋１／４｝×Ｅで示される領域をクロストーク
領域とすると、正視領域→第１のクロストーク領域→逆
視領域→第２のクロストーク領域→正視領域→…のごと
く成り、その一サイクル（便宜上、これを一つの対象領
域と称し、図では各対象領域に５５ａ，５５ｂ，５５
ｃ，５５ｄの符号を付記している）は眼間距離の２倍毎
にやってくる。

【００２９】上述のごとく、４つの蒲鉾レンズ部５２
ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄを横方向に並べて配置して
いるので、そのレンズ個数に応じた数の４つの対象領域
５５ａ，５５ｂ，５５ｃ，５５ｄに対応することが可能
となる。そして、このように、蒲鉾レンズ部５２ａ，５
２ｂ，５２ｃ，５２ｄを横方向に複数並べて配置したも
のとしてレンチキュラーレンズ５２を用いているので、
各蒲鉾レンズ部が個々にばらばらに構成されている場合
に比べると、部品点数の削減および組立の容易化が図れ
ることになる。

【００３０】図６は、頭部位置検出装置５における構成
要素の配置寸法等を示した説明図である。眼間距離を
Ｅ、前記レンチキュラーレンズ５２（レンズ中心）と観
察者との距離をＡ２、前記レンチキュラーレンズ５２
（レンズ中心）と前記受光素子との距離をＢ２、受光素
子間のピッチをＰ２とするとき、Ｐ２＝Ｅ×Ｂ２／（２
×Ａ２）を満たし、更に、蒲鉾レンズ部５２ａ，５２
ｂ，５２ｃ，５２ｄ間のピッチをＱ２とするとき、Ｑ２
＝２×Ｅ×Ｂ２／（Ａ２＋Ｂ２）を満たし、更に、前記
蒲鉾レンズ部５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄの焦点距
離をＦ２とするとき、Ｆ２＝Ａ２×Ｂ２／（Ａ２＋Ｂ
２）を満たす。

【００３１】（実施の形態２）図７は、観察者１０が正
視領域と逆視領域のどちらに位置しているのかを検出す
る頭部位置検出装置１５の詳細な構造を示した説明図で
ある。なお、かかる頭部位置検出装置１５を用いる場合
には、図１の構成の頭部位置追従型立体表示装置におい
て、液晶シャッタ２は透光部及び遮光部の幅単位で透光
部及び遮光部を切り換えるように構成されていればよ
い。

【００３２】頭部位置検出装置１５は、受光手段１５１
と、レンチキュラーレンズ１５２と、判断手段１５３と
から成る。

【００３３】受光手段１５１は、正視領域用の第１受光
素子１５１ａおよび逆視領域用の第２受光素子１５１ｂ
を横方向に並べて成る。

【００３４】レンチキュラーレンズ１５２は、４つの蒲
鉾レンズ部１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃ，１５２ｄを
横方向に並べて構成されてる。各蒲鉾レンズ部は、正視
領域に位置する観察者１０の顔部分にて反射された光を
前記第１受光素子１５１ａに、逆視領域に位置する観察
者１０の顔部分にて反射された光を前記第２受光素子１
５１ｂに各々導くようになっている。

【００３５】判断手段１５３は、前記第１受光素子１５
１ａにて検出される光量と前記第２受光素子１５１ｂに
て検出される光量とを比較して観察者１０が正視領域と
逆視領域のどちらに位置しているかを判断するようにな
っている。例えば、第１受光素子１５１ａにて検出され
る光量が最も大きければ、観察者は正視領域に位置して
いると判断する。

【００３６】そして、前述したごとく、画面真正面の正
視位置中央を基準に、（２ｎ−１／２）×Ｅ≦Ａ≦（２
ｎ＋１／２）×Ｅで示される領域を正視領域とし、観察
者が｛（２ｎ＋１）−１／２｝×Ｅ＜Ａ＜｛（２ｎ＋
１）＋１／２｝×Ｅで示される領域を逆視領域とする
と、正視領域→逆視領域→正視領域→…のごとく成り、
その一サイクル（便宜上、一つの対象領域と称し、図７
では、各対象領域に１５５ａ，１５５ｂ，１５５ｃ，１
５５ｄの符号を付記している）は、眼間距離の２倍毎に
繰り返される。

【００３７】上述のごとく、４つの蒲鉾レンズ部１５２
ａ，１５２ｂ，１５２ｃ，１５２ｄを横方向に並べて配
置しているので、そのレンズ個数に応じた数の４つの対
象領域１５５ａ，１５５ｂ，１５５ｃ，１５５ｄに対応
することが可能となる。そして、このように、蒲鉾レン
ズ部１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃ，１５２ｄを横方向
に複数並べて配置したものとしてレンチキュラーレンズ
１５２を用いているので、各蒲鉾レンズ部が個々にばら
ばらに構成されている場合に比べると、部品点数の削減
および組立の容易化が図れることになる。

【００３８】図８は、頭部位置検出装置１５における構
成要素の配置寸法等を示した説明図である。眼間距離を
Ｅ、前記レンチキュラーレンズ１５２（レンズ中心）と
観察者１０との距離をＡ１、前記レンチキュラーレンズ
１５２（レンズ中心）と前記受光素子との距離をＢ１、
第１受光素子と第２受光素子とのピッチをＰ１とすると
き、Ｐ１＝Ｅ×Ｂ１／Ａ１を満たし、更に、蒲鉾レンズ
部１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃ，１５２ｄ間のピッチ
をＱ１とするとき、Ｑ１＝２×Ｅ×Ｂ１／（Ａ１＋Ｂ
１）を満たし、更に、前記蒲鉾レンズ部１５２ａ，１５
２ｂ，１５２ｃ，１５２ｄの焦点距離をＦ１とすると
き、Ｆ１＝Ａ１×Ｂ１／（Ａ１＋Ｂ１）を満たす。

【００３９】なお、以上の説明では、頭部位置追従型立
体表示装置として、画像表示パネルに左右眼画像の全体
が時間的に交互に表示される構成のものを示したが、画
像表示パネルに左右眼画像を縦ストライプ状に位置的に
交互に表示するとともに、その映像の分離をパララック
スバリアやレンチキュラーレンズにて行う構成のもので
あってもよいことは勿論であり、特殊な眼鏡を必要とせ
ずに観察者の右眼には右眼映像を、左眼には左眼映像を
それぞれ導ける構造のものであればどのような構成でも
よいものである。また、光源がバックライトと液晶シャ
ッタとから成るものを示したが、これに限るものではな
く、例えば、ライン状光源からの光をレンチキュラーレ
ンズにて拡散板上に明部と暗部とを交互に所定ピッチで
形成し、かかる明部と暗部を図１の構成における透光部
および遮光部のごとく扱うようにした構成であって、前
記ライン状光源として、正視領域（または逆視領域）に
おける左右眼に対応する一組と、クロストーク領域にお
ける左右眼に対応する他の一組の合計４つのライン状光
源から成るものを用いた構成等でもよいものである。ま
た、画像表示パネルを１つとしてこれに左右眼映像を所
定タイミングで交互に表示させるようにしたが、二つの
画像表示パネルに左眼映像または右眼映像をそれぞれ表
示し、例えばハーフミラーで合成して観察者に導くよう
にした構造の頭部位置追従型立体表示装置であってもよ
いものである。

【００４０】また、頭部位置検出装置と頭部位置追従型
立体表示装置とが別個の筐体で構成されており、頭部位
置検出装置が頭部位置追従型立体表示装置とは別個に提
供される構成であってよいし、或いは、頭部位置検出装
置が頭部位置追従型立体表示装置内に組み込まれている
構成であってもよいものである。また、頭部位置検出装
置５（１５）は、レンズ手段として蒲鉾レンズ部を備え
たが、これに限らず球面レンズを備えたものでもよいこ
とは勿論である。また、頭部位置検出装置がレンチキュ
ラーレンズを有し、頭部位置追従型立体表示装置もレン
チキュラーレンズを備える場合には、立体表示方式やレ
ンチキュラーレンズの仕様等にもよるが、頭部位置追従
型立体表示装置のレンチキュラーレンズが頭部位置検出
装置のレンチキュラーレンズを兼ねる構造を採用するこ
とも可能である。

【００４１】また、以上の実施の形態では、観察者１０
の顔を照らすために照明手段を備えることとしたが、こ
の照明手段は必ずしも必要としない。例えば、観察者の
背景側に黒色のボード等が配置されていれば、観察者の
顔部分のみが明るくなるので、通常の室内の蛍光灯等の
明かりの下でも観察者の頭部検出は可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、受光手段やレンズ手段といった比較的安価な構成要
素にて構成されるので、頭部位置検出装置およびこれを
備える頭部位置追従型立体表示装置の低コスト化が図れ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の頭部位置追従型立体表示装置の概略
構成を示す構成図である。

【図２】図１の頭部位置追従型立体表示装置における液
晶シャッタの動作を説明する説明図である。

【図３】図１の頭部位置追従型立体表示装置における動
作説明図である。

【図４】図１の頭部位置追従型立体表示装置における動
作説明図である。

【図５】この発明の頭部位置検出装置の詳細を示す説明
図である。

【図６】図５の頭部位置検出装置の各要素の配置関係等
を示す説明図である。

【図７】この発明の他の実施の形態の頭部位置検出装置
の詳細を示す説明図である。

【図８】図７の頭部位置検出装置の各要素の配置関係等
を示す説明図である。

【符号の説明】

１バックライト２液晶シャッタ３レンチキュラーレンズ４液晶表示パネル５頭部位置検出装置６制御部５１受光手段５２レンチキュラーレンズ５３判断手段１５１受光手段１５２レンチキュラーレンズ１５３判断手段

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】正視領域用の第１受光素子および逆視領
域用の第２受光素子を横方向に並べてなる受光手段と、
正視領域に位置する観察者の顔部分にて反射された光を
前記第１受光素子に、逆視領域に位置する観察者の顔部
分にて反射された光を前記第２受光素子に、それぞれ導
くレンズ手段と、前記第１受光素子にて検出される光量
と前記第２受光素子にて検出される光量とを比較して観
察者が正視領域と逆視領域のどちらに位置しているかを
判断する判断手段とから成ることを特徴とする頭部位置
検出装置。
【請求項２】眼間距離をＥ、前記レンズ手段と観察者
との距離をＡ１、前記レンズ手段と前記受光素子との距
離をＢ１、第１受光素子と第２受光素子とのピッチをＰ
１とするとき、Ｐ１＝Ｅ×Ｂ１／Ａ１を満たすことを特徴とする請求項
１に記載の頭部位置検出装置。
【請求項３】眼間距離をＥ、前記レンズ手段と観察者
との距離をＡ１、前記レンズ手段と前記受光素子との距
離をＢ１、前記レンズ手段間のピッチをＱ１とすると
き、Ｑ１＝２×Ｅ×Ｂ１／（Ａ１＋Ｂ１）を満たすことを特
徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の頭
部位置検出装置。
【請求項４】眼間距離をＥ、前記レンズ手段と観察者
との距離をＡ１、前記レンズ手段と前記受光素子との距
離をＢ１、前記レンズ手段の焦点距離をＦ１とすると
き、Ｆ１＝Ａ１×Ｂ１／（Ａ１＋Ｂ１）を満たすことを特徴
とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の頭部位
置検出装置。
【請求項５】前記レンズ手段を横方向に複数並べて配
置したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれ
かに記載の頭部位置検出装置。
【請求項６】前記レンズ手段を横方向に複数並べて配
置したものとしてレンチキュラーレンズを用いたことを
特徴とする請求項５に記載の頭部位置検出装置。
【請求項７】正視領域用の第１受光素子、逆視領域用
の第２受光素子、第１のクロストーク領域用の第３受光
素子、及び第２のクロストーク領域用の第４受光素子を
横方向に並べてなる受光手段と、正視領域に位置する観
察者の顔部分にて反射された光を前記第１受光素子に、
逆視領域に位置する観察者の顔部分にて反射された光を
前記第２受光素子に、第１のクロストーク領域に位置す
る観察者の顔部分にて反射された光を前記第３受光素子
に、第２のクロストーク領域に位置する観察者の顔部分
にて反射された光を前記第４受光素子に、それぞれ導く
レンズ手段と、前記第１受光素子にて検出される光量と
前記第２受光素子にて検出される光量と前記第３受光素
子にて検出される光量と前記第４受光素子にて検出され
る光量とを比較して観察者が正視領域と逆視領域と第１
のクロストーク領域第と２のクロストーク領域のどちら
に位置しているかを判断する判断手段とから成ることを
特徴とする頭部位置検出装置。
【請求項８】眼間距離をＥ、前記レンズ手段と観察者
との距離をＡ２、前記レンズ手段と前記受光素子との距
離をＢ２、受光素子間のピッチをＰ２とするとき、Ｐ２＝Ｅ×Ｂ２／（２×Ａ２）を満たすことを特徴とす
る請求項７に記載の頭部位置検出装置。
【請求項９】眼間距離をＥ、前記レンズ手段と観察者
との距離をＡ２、前記レンズ手段と前記受光素子との距
離をＢ２、レンズ手段間のピッチをＱ２とするとき、Ｑ２＝２×Ｅ×Ｂ２／（Ａ２＋Ｂ２）を満たすことを特
徴とする請求項７または請求項８のいずれかに記載の頭
部位置検出装置。
【請求項１０】眼間距離をＥ、前記レンズ手段と観察
者との距離をＡ２、前記レンズ手段と前記受光素子との
距離をＢ２、前記レンズ手段の焦点距離をＦ２とすると
き、Ｆ２＝Ａ２×Ｂ２／（Ａ２＋Ｂ２）を満たすことを特徴
とする請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の頭部位
置検出装置。
【請求項１１】前記レンズ手段を横方向に複数並べて
配置したことを特徴とする請求項７乃至請求項１０のい
ずれかに記載の頭部位置検出装置。
【請求項１２】前記レンズ手段を横方向に複数並べて
配置したものとしてレンチキュラーレンズを用いたこと
を特徴とする請求項１１に記載の頭部位置検出装置。
【請求項１３】請求項１乃至請求項６のいずれかの頭
部位置検出装置を備え、この頭部位置検出装置にて観察
者が正視領域に位置するとの信号を得たときには、正視
領域に位置する観察者の右眼には右眼映像を、左眼には
左眼映像を、それぞれ導くように構成され、観察者が逆
視領域に位置するとの信号を得たときには、逆視領域に
位置する観察者の右眼には右眼映像を、左眼には左眼映
像を、それぞれ導くように構成されていることを特徴と
する頭部位置追従型立体表示装置。
【請求項１４】請求項７乃至請求項１２のいずれかの
頭部位置検出装置を備え、この頭部位置検出装置にて観
察者が正視領域に位置するとの信号を得たときには、正
視領域に位置する観察者の右眼には右眼映像を、左眼に
は左眼映像を、それぞれ導くように構成され、観察者が
逆視領域に位置するとの信号を得たときには、逆視領域
に位置する観察者の右眼には右眼映像を、左眼には左眼
映像を、それぞれ導くように構成され、観察者が第１の
クロストーク領域に位置するとの信号を得たときには、
第１のクロストーク領域に位置する観察者の右眼には右
眼映像を、左眼には左眼映像を、それぞれ導くように構
成され、観察者が第２のクロストーク領域に位置すると
の信号を得たときには、第２のクロストーク領域に位置
する観察者の右眼には右眼映像を、左眼には左眼映像
を、それぞれ導くように構成されていることを特徴とす
る頭部位置追従型立体表示装置。