JP3976040B2 - Stereoscopic image display device - Google Patents

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JP3976040B2 JP2004271510A JP2004271510A JP3976040B2 JP 3976040 B2 JP3976040 B2 JP 3976040B2 JP 2004271510 A JP2004271510 A JP 2004271510A JP 2004271510 A JP2004271510 A JP 2004271510A JP 3976040 B2 JP3976040 B2 JP 3976040B2
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    • H04N2213/008—Aspects relating to glasses for viewing stereoscopic images

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  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
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Description

本発明は、立体画像表示装置に関するものである。   The present invention relates to a stereoscopic image display device.

人は、右目において視認される像と左目において視認される像とを脳が合成することによって、視認される物体を立体像として認識している。これは、右目と左目とが異なる角度からその物体を視認しているため、右目において視認される像と左目において視認される像とが若干異なることによって可能となっている。   A human recognizes a visually recognized object as a stereoscopic image by the brain synthesizing an image visually recognized by the right eye and an image visually recognized by the left eye. This is possible because the object visually recognized by the right eye and the left eye is viewed from different angles, and the image visually recognized by the right eye and the image visually recognized by the left eye are slightly different.

このため、二次元上に表示される画像を鑑賞者に立体像として認識させるには、二次元上に右目において視認される像（右目用画像）と左目において認識される像（左目用画像）とからなる視差画像を表示し、鑑賞者の右目に右目用画像のみを到達させ、鑑賞者の左目用画像のみを到達させることによって実現することができる。   Therefore, in order for the viewer to recognize an image displayed in two dimensions as a stereoscopic image, an image visually recognized by the right eye (right eye image) and an image recognized by the left eye (left eye image) in two dimensions. Can be realized by displaying only the right-eye image in the right eye of the viewer and only the left-eye image of the viewer.

具体的には、立体画像表示装置は、視差画像を表示するための画像表示手段と、視差画像のうち右目用画像のみを透過する右目用透過部と視差画像のうち左目用画像のみを透過する左目用透過部とを有する眼鏡と、を備えており、当該眼鏡を鑑賞者が装着することによって、立体像が認識される仕組みとなっている。眼鏡には、一般的に、右目用透過部と左目用透過部とで異なる回転方向の円偏光光を透過する円偏光眼鏡と、右目用透過部と左目用透過部とが交互に透過状態と非透過状態とに変化される液晶シャッター眼鏡とが用いられている。そして、円偏光眼鏡を用いる場合には、視差画像の右目用画像を右目用透過部が透過する回転方向の円偏光光とし、視差画像の左目用画像を左目用透過部が透過する回転方向の円偏光光とすることによって、鑑賞者の右目に右目用画像のみを到達させ、鑑賞者の左目用画像のみを到達させている。また、液晶シャッター眼鏡を用いる場合には、右目用透過部が透過状態とされ左目用透過部が非透過状態とされた状態において視差画像の右目用画像を表示し、右目用透過部が非透過状態とされ左目用透過部が透過状態とされた状態において視差画像の左目用画像を表示することによって、鑑賞者の右目に右目用画像のみを到達させ、鑑賞者の左目用画像のみを到達させている。   Specifically, the stereoscopic image display device transmits image display means for displaying a parallax image, a right-eye transmission unit that transmits only the right-eye image in the parallax image, and only the left-eye image in the parallax image. Spectacles having a transmission part for the left eye, and a structure in which a stereoscopic image is recognized when a viewer wears the spectacles. Generally, in glasses, circularly polarized glasses that transmit circularly polarized light in different rotation directions in the right-eye transmission unit and the left-eye transmission unit, and the right-eye transmission unit and the left-eye transmission unit are alternately transmitted. Liquid crystal shutter glasses that are changed to a non-transmissive state are used. When circularly polarized glasses are used, the right-eye image of the parallax image is circularly polarized light in the rotation direction that is transmitted through the right-eye transmission unit, and the left-eye image of the parallax image is transmitted in the rotation direction that is transmitted through the left-eye transmission unit. By using circularly polarized light, only the right-eye image reaches the viewer's right eye, and only the viewer's left-eye image reaches. In addition, when liquid crystal shutter glasses are used, the right eye image of the parallax image is displayed while the right eye transmission portion is in the transmission state and the left eye transmission portion is in the nontransmission state, and the right eye transmission portion is not transmission. By displaying the left-eye image of the parallax image in the state where the left-eye transmissive part is in the transmissive state, only the right-eye image is reached by the viewer's right eye, and only the viewer's left-eye image is reached ing.

このような眼鏡を備える立体画像表示装置の中には、鑑賞者が自由に動き回り、鑑賞者の動きに応じた視差画像を表示することによって、自由な角度から物体を見ることができるように構成されたものがある（特許文献１参照）。
具体的には、眼鏡の位置を検出することによって、鑑賞者の位置を検出し、この検出結果に応じた視差画像を表示している。
特開２００４−１２６２６号公報 Some stereoscopic image display devices equipped with such glasses are configured so that the viewer can freely move around and view the object from a free angle by displaying a parallax image according to the viewer's movement. (See Patent Document 1).
Specifically, the position of the viewer is detected by detecting the position of the glasses, and a parallax image corresponding to the detection result is displayed.
JP 2004-12626 A

しかしながら、従来の立体画像表示装置においては、眼鏡の位置のみを検出しているため、眼鏡の傾きに対しての考慮はなされていない。すなわち、同位置で眼鏡の傾きが変わった場合には、立体画像表示装置における視差画像が眼鏡の傾きが変化する以前の状態と変わらない。例えば、鑑賞者がある立体画像表示装置が表示するある物体を下から覗き込むために頭を傾けた場合には、眼鏡の傾き成分が立体画像表示装置に認識されないため、鑑賞者が望む角度から物体を鑑賞することができなくなり、鑑賞者に違和感を与えることになる。   However, since the conventional stereoscopic image display apparatus detects only the position of the glasses, no consideration is given to the tilt of the glasses. That is, when the inclination of the glasses changes at the same position, the parallax image in the stereoscopic image display device does not change from the state before the inclination of the glasses changes. For example, when the viewer tilts his head to look into a certain object displayed by a stereoscopic image display device, the tilt component of the glasses is not recognized by the stereoscopic image display device. It becomes impossible to appreciate the object, giving the viewer a sense of incongruity.

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、眼鏡の傾きに応じた視差画像を表示することによって、より自然な立体像を表示することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to display a more natural three-dimensional image by displaying a parallax image corresponding to the inclination of the glasses.

上記目的を達成するために、本発明の立体画像表示装置は、右目用画像と左目用画像とからなる視差画像を表示する画像表示手段と、上記視差画像のうち上記右目用画像のみを透過する右目用透過部と上記視差画像のうち上記左目用画像のみを透過する左目用透過部とを有する眼鏡と、を有する立体画像表示装置であって、上記眼鏡の傾きを検出する傾き検出手段と、上記傾き検出手段の検出結果に応じた上記視差画像を生成する視差画像生成手段と、上記視差画像生成手段によって生成された上記視差画像を表示する表示手段とを備えることを特徴とする。     In order to achieve the above object, a stereoscopic image display device of the present invention transmits image display means for displaying a parallax image composed of a right-eye image and a left-eye image, and transmits only the right-eye image among the parallax images. A stereoscopic image display apparatus having a right-eye transmission part and a left-eye transmission part that transmits only the left-eye image of the parallax image, and an inclination detection unit that detects an inclination of the glasses; The apparatus includes: a parallax image generating unit that generates the parallax image according to a detection result of the tilt detecting unit; and a display unit that displays the parallax image generated by the parallax image generating unit.

このような本発明の立体画像表示装置によれば、傾き検出手段によって眼鏡の傾きが検出され、この検出結果に応じて視差画像生成手段によって視差画像が生成され、この生成された視差画像が表示手段によって表示される。したがって、本発明の立体画像表示装置によれば、眼鏡の傾きに応じた視差画像を表示することができ、鑑賞者が頭を傾けた場合であっても、その動きに応じた適切な視差画像を表示することができるため、より自然な立体像を表示することが可能となる。   According to such a stereoscopic image display device of the present invention, the inclination of the glasses is detected by the inclination detecting unit, and the parallax image is generated by the parallax image generating unit according to the detection result, and the generated parallax image is displayed. Displayed by means. Therefore, according to the stereoscopic image display device of the present invention, it is possible to display a parallax image corresponding to the inclination of the glasses, and even when the viewer tilts his / her head, an appropriate parallax image corresponding to the movement is displayed. Therefore, a more natural stereoscopic image can be displayed.

また、具体的には、上記傾き検出手段が、上記傾き検出手段は、上記画像表示手段側に設置されるとともに可視領域に含まれない光を射出する非可視光射出手段及び上記光を受光する受光手段と、上記眼鏡側に配置される再帰性反射材と、上記受光手段の受光結果に応じて上記眼鏡の傾きを算出する傾き算出手段とを備えるという構成を採用することができる。
このような構成を採用する立体画像表示装置においては、非可視光射出手段から射出された可視領域に含まれない光が再帰性反射材によって反射され受光手段において受光され、この受光手段の受光結果に応じて傾き算出手段によって眼鏡の傾きが算出される。
そして、このような構成を採用する立体画像表示装置によれば、眼鏡の傾きを検出するために射出される光が可視領域に含まれない光であるため、視差画像に影響を与えることなく眼鏡の傾きを検出することができる。
また、眼鏡の傾きを検出するために眼鏡に配置される部材としては、再帰性反射材のみであるため、眼鏡に電力供給源等の装置を配置することなく、眼鏡の傾きを検出することができる。したがって、眼鏡の重量がほとんど増加することなく眼鏡の傾きを検出することができる。 Further, specifically, the tilt detection means is installed on the image display means side and receives invisible light that emits light that is not included in the visible region. It is possible to employ a configuration that includes a light receiving unit, a retroreflecting material disposed on the spectacles side, and an inclination calculating unit that calculates an inclination of the spectacles according to a light reception result of the light receiving unit.
In the stereoscopic image display apparatus adopting such a configuration, light that is not included in the visible region emitted from the invisible light emitting unit is reflected by the retroreflecting material and received by the light receiving unit, and the light reception result of the light receiving unit Accordingly, the inclination of the glasses is calculated by the inclination calculating means.
Then, according to the stereoscopic image display device that employs such a configuration, the light emitted to detect the inclination of the glasses is light that is not included in the visible region, and thus the glasses are not affected without affecting the parallax image. Can be detected.
In addition, since the retroreflective material is the only member placed on the glasses for detecting the tilt of the glasses, it is possible to detect the tilt of the glasses without arranging a device such as a power supply source on the glasses. it can. Therefore, the inclination of the glasses can be detected with almost no increase in the weight of the glasses.

より具体的には、本発明の立体画像表示装置においては、上記再帰性反射材が複数配置され、上記傾き算出手段が、上記受光手段の受光結果から上記再帰性反射材の相対的な位置関係を算出し、上記再帰性反射材の相対的な位置関係から上記眼鏡の傾きを算出するという構成を採用することができる。
このような構成を採用する本発明の立体画像表示装置においては、受光手段の受光結果から傾き算出手段が再帰性反射材の相対的な位置関係を算出し、この再帰性反射材の相対的な位置関係から眼鏡の傾きが算出される。
なお、本発明の立体画像表示装置においては、上記再帰性反射材が二等辺三角形の頂点の各々に配置されているという構成を採用することが好ましい。
二等辺三角形は、全ての回転角度においてその形状が変化する。このため、二等辺三角形の頂点の各々に再帰性反射材を配置することによって、眼鏡がどのような角度状態であっても、確実に眼鏡の傾き角度を検出することが可能となる。また、一般的に眼鏡の形状は、人間の中心線に対して対称であるため、二等辺三角形を眼鏡上に容易にレイアウトすることができる。 More specifically, in the stereoscopic image display device of the present invention, a plurality of the retroreflecting materials are arranged, and the inclination calculating means determines the relative positional relationship of the retroreflecting materials from the light reception result of the light receiving means. And the inclination of the glasses can be calculated from the relative positional relationship of the retroreflecting material.
In the stereoscopic image display apparatus of the present invention that employs such a configuration, the inclination calculating means calculates the relative positional relationship of the retroreflecting material from the light reception result of the light receiving means, and the relative position of the retroreflecting material is calculated. The inclination of the glasses is calculated from the positional relationship.
In the stereoscopic image display device of the present invention, it is preferable to employ a configuration in which the retroreflecting material is disposed at each of the vertices of an isosceles triangle.
The shape of the isosceles triangle changes at all rotation angles. For this reason, by arranging the retroreflecting material at each of the vertices of the isosceles triangle, it is possible to reliably detect the inclination angle of the glasses regardless of the angle state of the glasses. In general, the shape of the glasses is symmetric with respect to the human center line, so that an isosceles triangle can be easily laid out on the glasses.

また、本発明の立体画像表示装置においては、上記画像表示手段から上記眼鏡までの距離を検出する距離検出手段を備え、上記視差画像生成手段は、上記傾き検出手段の検出結果及び上記距離検出手段の検出結果に応じた上記視差画像を生成するという構成を採用することが好ましい。
このような構成を採用する本発明の立体画像表示装置においては、距離検出手段によって画像表示装置手段から眼鏡までの距離が検出され、視差画像生成手段によって、上述傾き検出手段の検出結果及び距離検出手段の検出結果に応じた視差画像が生成される。このため、眼鏡の傾きのみならず、さらに画像表示装置手段から眼鏡までの距離に応じた視差画像を表示することができる。 The stereoscopic image display apparatus according to the present invention further includes distance detection means for detecting a distance from the image display means to the glasses, wherein the parallax image generation means includes the detection result of the inclination detection means and the distance detection means. It is preferable to employ a configuration in which the parallax image corresponding to the detection result is generated.
In the stereoscopic image display apparatus of the present invention employing such a configuration, the distance from the image display unit to the glasses is detected by the distance detection unit, and the detection result and the distance detection by the above-described tilt detection unit are detected by the parallax image generation unit. A parallax image corresponding to the detection result of the means is generated. For this reason, not only the inclination of the glasses but also the parallax image corresponding to the distance from the image display device means to the glasses can be displayed.

なお、具体的には、上記距離検出手段は、上記画像表示手段側に設置されるとともに可視領域に含まれない光を射出する非可視光射出手段及び上記光を受光する受光手段と、上記眼鏡側に配置される複数の再帰性反射材と、上記受光手段の受光結果に応じて上記画像表示手段から上記眼鏡までの距離を算出する距離算出手段とを備えるという構成を採用することができる。
このような構成を採用することによって、上述の傾き検出手段が非可視光射出手段、受光手段及び再帰性反射材を備えて構成されている場合には、これらの非可視光射出手段、受光手段及び再帰性反射材を距離検出手段の一構成として兼用することができる。 Specifically, the distance detecting means is installed on the image display means side, and invisible light emitting means for emitting light not included in the visible region, light receiving means for receiving the light, and the glasses It is possible to employ a configuration including a plurality of retroreflective members arranged on the side and a distance calculation unit that calculates a distance from the image display unit to the glasses according to a light reception result of the light receiving unit.
By adopting such a configuration, when the above-described inclination detecting means is configured to include a non-visible light emitting means, a light receiving means, and a retroreflecting material, these non-visible light emitting means and light receiving means. The retroreflecting material can also be used as one configuration of the distance detecting means.

なお、本発明の立体画像表示装置において、上記画像表示手段から上記眼鏡までの距離を算出する場合には、少なくとも１つが一直線上から外れて配置される３つ以上の上記再帰性反射材を備え、上記距離算出手段は、上記受光手段の受光結果における発光点を結ぶことによって得られる図形の面積に基づいて上記画像表示手段から上記眼鏡までの距離を算出するという構成を採用することができる。
受光手段の受光結果における発光点を結ぶことによって得られる図形は、画像表示手段から眼鏡の距離に応じて変化する。具体的には、所定の位置から遠い場所に眼鏡が位置している場合には、受光手段の受光結果における発光点を結ぶことによって得られる図形の面積は小さくなり、所定の位置から近い場所に眼鏡が位置している場合には、受光手段の受光結果における発光点を結ぶことによって得られる図形の面積は大きくなる。したがって、所定の位置における図形の面積を予め記憶しておき、この予め記憶した図形の面積と受光手段の受光結果における発光点を結ぶことによって得られる図形の面積とを比較することによって、画像表示手段から眼鏡までの距離を算出することが可能となる。 In the three-dimensional image display device of the present invention, when calculating the distance from the image display means to the glasses, at least one of the three or more retroreflective members arranged out of a straight line is provided. The distance calculation means may employ a configuration in which the distance from the image display means to the glasses is calculated based on the area of a figure obtained by connecting the light emission points in the light reception result of the light receiving means.
The figure obtained by connecting the light emitting points in the light reception result of the light receiving means changes according to the distance from the image display means to the glasses. Specifically, when the glasses are located far from a predetermined position, the area of the figure obtained by connecting the light emitting points in the light reception result of the light receiving means is reduced, and the figure is closer to the predetermined position. When the glasses are positioned, the area of the figure obtained by connecting the light emitting points in the light reception result of the light receiving means increases. Therefore, by storing the area of the figure at a predetermined position in advance and comparing the area of the figure stored in advance with the area of the figure obtained by connecting the light emission points in the light reception result of the light receiving means, image display It is possible to calculate the distance from the means to the glasses.

また、本発明の立体画像表示装置においては、上記非可視光射出手段が赤外光を射出する赤外発光ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）であり、上記受光手段が赤外線カメラであるという構成を採用することができる。
赤外発光ＬＥＤは、安価で入手することができるため、非可視光射出手段として赤外発光ＬＥＤを用いることによって、安価に立体画像表示装置を製造することができる。
また、本発明の立体画像表示装置においては、表示手段として、プロジェクタを用いることができる。 In the stereoscopic image display device of the present invention, the invisible light emitting means is an infrared light emitting LED (Light Emitting Diode) that emits infrared light, and the light receiving means is an infrared camera. be able to.
Since the infrared light emitting LED can be obtained at a low cost, the stereoscopic image display device can be manufactured at a low cost by using the infrared light emitting LED as the invisible light emitting means.
In the stereoscopic image display apparatus of the present invention, a projector can be used as the display means.

また、本発明の立体画像表示装置においては、上記眼鏡が、右目用透過部と左目用透過部とで異なる回転方向の円偏光光を透過する円偏光眼鏡であるという構成を採用することができる。
なお、このような構成を採用する場合には、視差画像の右目用画像が右目用透過部を透過する回転方向の円偏光光とされ、視差画像の左目用画像が左目用透過部を透過する回転方向の円偏光光とされる。 Further, in the stereoscopic image display device of the present invention, it is possible to employ a configuration in which the glasses are circularly polarized glasses that transmit circularly polarized light in different rotation directions in the right-eye transmission unit and the left-eye transmission unit. .
When such a configuration is adopted, the right-eye image of the parallax image is circularly polarized light in the rotation direction that is transmitted through the right-eye transmission unit, and the left-eye image of the parallax image is transmitted through the left-eye transmission unit. The light is circularly polarized light in the rotation direction.

また、本発明の立体画像表示装置においては、上記眼鏡が、右目用透過部と左目用透過部とが交互に透過状態と非透過状態とに変化される液晶シャッター眼鏡であるという構成を採用することもできる。
なお、このような構成を採用する場合には、右目用透過部が透過状態とされ左目用透過部が非透過状態とされた状態において視差画像の右目用画像が表示され、右目用透過部が非透過状態とされ左目用透過部が透過状態とされた状態において視差画像の左目用画像が表示される。 In the stereoscopic image display device of the present invention, the glasses are liquid crystal shutter glasses in which the transmissive part for the right eye and the transmissive part for the left eye are alternately changed between a transmissive state and a non-transmissive state. You can also.
When such a configuration is adopted, the right-eye transmissive portion is displayed in a state where the right-eye transmissive portion is in the transmissive state and the left-eye transmissive portion is in the non-transmissive state. The left-eye image of the parallax image is displayed in the non-transmissive state and the left-eye transmissive portion is in the transmissive state.

以下、図面を参照して、本発明に係る立体画像表示装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。   Hereinafter, an embodiment of a stereoscopic image display apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member a recognizable size.

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態である立体画像表示装置の概略構成を示した斜視図である。この図に示すように、本第１実施形態の立体画像表示装置１は、画像表示装置２と、眼鏡３とを備えて構成されている。 (First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a stereoscopic image display apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in this figure, the stereoscopic image display device 1 according to the first embodiment includes an image display device 2 and glasses 3.

画像表示装置２は、右目用画像と左目用画像とからなる視差画像を表示するものである。この画像表示装置２の内部構造を示すブロック図を図２に示す。図２に示すように、画像表示装置２は、筐体の内部に、傾き算出部２１（傾き算出手段）、距離算出部２２（距離算出手段）、視差画像生成部２３（視差画像生成手段）、左目画像用プロジェクタ２４（表示手段）、右目画像用プロジェクタ２５（表示手段）とを備えて構成されている。   The image display device 2 displays a parallax image composed of a right-eye image and a left-eye image. A block diagram showing the internal structure of the image display apparatus 2 is shown in FIG. As shown in FIG. 2, the image display device 2 includes an inclination calculation unit 21 (inclination calculation unit), a distance calculation unit 22 (distance calculation unit), and a parallax image generation unit 23 (parallax image generation unit) inside the housing. And a left-eye image projector 24 (display means) and a right-eye image projector 25 (display means).

また、画像表示装置２は、赤外発光ＬＥＤ２６（非可視光射出手段）、赤外線カメラ（受光手段）２７及びスクリーン２８を備えており、図１に示すように、これらの赤外発光ＬＥＤ２６、赤外線カメラ２７及びスクリーン２８は、画像表示装置２の表面に配置されている。   The image display device 2 also includes an infrared light emitting LED 26 (invisible light emitting means), an infrared camera (light receiving means) 27, and a screen 28. As shown in FIG. The camera 27 and the screen 28 are disposed on the surface of the image display device 2.

傾き算出部２１は、赤外線カメラ２７の撮像結果（受光結果）に応じて眼鏡３の傾き算出するものであり、画像表示装置２の表面に配置された赤外線カメラ２７と接続されている。
距離算出部２２は、赤外線カメラ２７の撮像結果（受光結果）に応じて画像表示装置２から眼鏡３までの距離を算出するものであり、傾き算出部２１動揺、赤外線カメラ２７と接続されている。 The tilt calculation unit 21 calculates the tilt of the glasses 3 according to the imaging result (light reception result) of the infrared camera 27, and is connected to the infrared camera 27 disposed on the surface of the image display device 2.
The distance calculation unit 22 calculates the distance from the image display device 2 to the glasses 3 according to the imaging result (light reception result) of the infrared camera 27, and is connected to the tilt calculation unit 21 and the infrared camera 27. .

視差画像生成部２３は、傾き算出部２１の算出結果である眼鏡３の傾きと、距離算出部２２の算出結果である画像表示装置２から眼鏡３までの距離とに応じた視差画像を生成するものであり、傾き算出部２１及び距離算出部２２とに接続されている。
なお、視差画像生成部２３には、表示すべき対象物の三次元データが予め記憶されており、視差画像生成２３は、傾き算出部２１の算出結果及び距離算出部２２の算出結果に応じて、三次元データから適切なデータを選択することによって視差画像を生成する。 The parallax image generation unit 23 generates a parallax image according to the inclination of the glasses 3 as the calculation result of the inclination calculation unit 21 and the distance from the image display device 2 to the glasses 3 as the calculation result of the distance calculation unit 22. It is connected to the inclination calculation unit 21 and the distance calculation unit 22.
Note that the parallax image generation unit 23 stores three-dimensional data of an object to be displayed in advance, and the parallax image generation 23 is performed according to the calculation result of the inclination calculation unit 21 and the calculation result of the distance calculation unit 22. A parallax image is generated by selecting appropriate data from the three-dimensional data.

左目画像用プロジェクタ２４は、視差画像生成部２３によって生成された視差画像のうち左目用画像を投影し、スクリーン２８上に表示するものである。
また、右目画像用プロジェクタ２５は、視差画像生成２３によって生成された視差画像のうち右目用画像を投影し、スクリーン２８上に表示するものである。
これらの左目画像用プロジェクタ２４及び右目画像用プロジェクタ２５としては、光変調素子として３つの液晶ライトバルブを用いた３板式の液晶プロジェクタを用いることができる。また、光変調素子として１つの液晶ライトバルブを用いた単板式の液晶プロジェクタや、光変調素子として微小ミラーアレイデバイスを用いたプロジェクタを用いることもできる。 The left-eye image projector 24 projects a left-eye image among the parallax images generated by the parallax image generation unit 23 and displays the image on the screen 28.
The right-eye image projector 25 projects the right-eye image among the parallax images generated by the parallax image generation 23 and displays the image on the screen 28.
As these left-eye image projector 24 and right-eye image projector 25, a three-plate liquid crystal projector using three liquid crystal light valves as light modulation elements can be used. A single-plate liquid crystal projector using one liquid crystal light valve as a light modulation element or a projector using a micromirror array device as a light modulation element can also be used.

なお、図２に示すように、左目画像用プロジェクタ２４及び右目画像用プロジェクタ２５の後段には、各々円偏光板２４１，２５１が配置されている。これらの円偏光板２４１，２５１は、各々異なる回転方向の偏光光に透過光を偏光するものであり、本第１実施形態の立体画像表示装置１においては、左目画像用プロジェクタ２４の後段に配置される円偏光板２４１が透過光を画像表示装置１から眼鏡３の方向に見て左回転方向の偏光光に偏光するものであり、右目画像用プロジェクタ２５の後段に配置される円偏光板２５１が透過光を画像表示装置１から眼鏡３の方向に見て右回転方向の偏光光に偏光するものである。   As shown in FIG. 2, circularly polarizing plates 241 and 251 are arranged in the subsequent stage of the left-eye image projector 24 and the right-eye image projector 25, respectively. These circularly polarizing plates 241 and 251 each polarize transmitted light into polarized light in different rotation directions. In the stereoscopic image display device 1 according to the first embodiment, these circularly polarizing plates 241 and 251 are arranged at the rear stage of the left-eye image projector 24. The circularly polarizing plate 241 is configured to polarize the transmitted light into the polarized light in the left rotation direction when viewed from the image display device 1 toward the glasses 3, and is disposed in the rear stage of the right-eye image projector 25. The transmitted light is polarized in the clockwise direction when the transmitted light is viewed from the image display device 1 toward the glasses 3.

また、赤外発光ＬＥＤ２６は、赤外線（可視領域に含まれない光）を射出するものであり、鑑賞者、すなわち眼鏡３に向けて配置されている。
赤外線カメラ２７は、図１にも示すように、赤外発光ＬＥＤ２６の直近傍に配置されており、鑑賞者、すなわち眼鏡３の方向を撮像するように配置されている。 The infrared light emitting LED 26 emits infrared light (light not included in the visible region) and is arranged toward the viewer, that is, the glasses 3.
As shown in FIG. 1, the infrared camera 27 is arranged in the immediate vicinity of the infrared light emitting LED 26 and is arranged so as to capture the direction of the viewer, that is, the glasses 3.

図１に戻り、眼鏡３は、鑑賞者が装着するものであり、スクリーン２８上に表示された視差画像のうち、右目用画像のみを透過する右目用透過部３１と、スクリーン２８上に表示された視差画像のうち、左目用画像のみを透過する左目用透過部３２とを有している。そして、鑑賞者が眼鏡３を装着した際に、右目用透過部３１が鑑賞者の右目の前に配置され、左目用透過部３２が鑑賞者の左目の前に配置されるように、右目用透過部３１及び左目用透過部３２が配置されている。   Returning to FIG. 1, the glasses 3 are worn by the viewer, and are displayed on the screen 28 and the right-eye transmission unit 31 that transmits only the right-eye image among the parallax images displayed on the screen 28. Among the parallax images, a left-eye transmission unit 32 that transmits only the left-eye image is provided. Then, when the viewer wears the glasses 3, the right-eye transmission unit 31 is disposed in front of the viewer's right eye, and the left-eye transmission unit 32 is disposed in front of the viewer's left eye. A transmission part 31 and a left-eye transmission part 32 are arranged.

具体的には、本第１実施形態の立体画像表示装置１における眼鏡３は、右目用透過部３１と左目用透過部３２とで異なる回転方向の円偏光光を透過する円偏光眼鏡であり、本第１実施形態においては、右目用透過部３１が画像表示装置１から眼鏡３の方向に見て右回転方向の円偏光光のみを透過する円偏光板として構成されており、左目用透過部３２が画像表示装置１から眼鏡３の方向に見て左回転方向の円偏光光のみを透過する円偏光板として構成されている。
なお、円偏光光は、反射されることによって、その回転方向が変化するため、画像表示装置１内において、左目画像用プロジェクタ２４及び右目画像用プロジェクタ２５から投射された画像光が反射される場合には、その反射回数に応じて右目用透過部３１及び左目用透過部３２が透過する円偏光光の回転方向を変化させる。つまりは、左目画像用プロジェクタ２４から射出された画像光が鑑賞者の左目のみに到達し、右目画像用プロジェクタ２５から射出された画像光が鑑賞者の右目のみに到達するように、右目用透過部３１及び左目用透過部３２が選択される。 Specifically, the glasses 3 in the stereoscopic image display apparatus 1 of the first embodiment are circularly polarized glasses that transmit circularly polarized light in different rotation directions in the right-eye transmission unit 31 and the left-eye transmission unit 32, In the first embodiment, the right-eye transmission unit 31 is configured as a circularly polarizing plate that transmits only circularly polarized light in the right rotation direction when viewed from the image display device 1 toward the glasses 3. 32 is configured as a circularly polarizing plate that transmits only the circularly polarized light in the counterclockwise direction when viewed from the image display device 1 toward the glasses 3.
Since the circularly polarized light is reflected to change its rotation direction, the image light projected from the left-eye image projector 24 and the right-eye image projector 25 is reflected in the image display device 1. The rotation direction of the circularly polarized light transmitted through the right-eye transmission unit 31 and the left-eye transmission unit 32 is changed according to the number of reflections. In other words, right-eye transmission is performed so that the image light emitted from the left-eye image projector 24 reaches only the viewer's left eye, and the image light emitted from the right-eye image projector 25 reaches only the viewer's right eye. The part 31 and the left eye transmission part 32 are selected.

また、眼鏡３のフレーム上には、複数の再帰性反射材４が配置されている。この再帰性反射材４は、本第１実施形態においては、３つ（４１〜４３）備えられており、各再帰性反射材４１〜４３が二等辺三角形の頂点に各々配置されている。
なお、この再帰性反射材４は、光を入射方向に反射するものであり、ガラスのビーズ等を用いることができる。 A plurality of retroreflecting materials 4 are arranged on the frame of the glasses 3. The retroreflective material 4 is provided with three (41-43) in this 1st Embodiment, and each retroreflective material 41-43 is each arrange | positioned at the vertex of an isosceles triangle.
The retroreflecting material 4 reflects light in the incident direction, and glass beads or the like can be used.

なお、本第１実施形態の立体画像表示装置１においては、本発明の傾き検出手段が、傾き算出部２１、赤外発光ＬＥＤ２６、赤外線カメラ２７及び再帰性反射材４とを備えて構成されている。
また、本第１実施形態の立体画像表示装置１においては、本発明の距離検出手段が、距離算出部２２、赤外発光ＬＥＤ２６、赤外線カメラ２７及び再帰性反射材４を備えて構成されており、赤外発光ＬＥＤ２６、赤外線カメラ２７及び再帰性反射材４が傾き検出手段と兼用されている。 Note that, in the stereoscopic image display device 1 of the first embodiment, the tilt detection means of the present invention is configured to include the tilt calculation unit 21, the infrared light emitting LED 26, the infrared camera 27, and the retroreflecting material 4. Yes.
Further, in the stereoscopic image display device 1 of the first embodiment, the distance detection means of the present invention is configured to include the distance calculation unit 22, the infrared light emitting LED 26, the infrared camera 27, and the retroreflecting material 4. The infrared light emitting LED 26, the infrared camera 27, and the retroreflecting material 4 are also used as the tilt detecting means.

次に、このように構成された本第１実施形態の立体画像表示装置１の動作について、図３のフローチャートを参照しながら説明する。   Next, the operation of the stereoscopic image display apparatus 1 of the first embodiment configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG.

図３に示すように、立体画像表示装置１の動作においては、まず、赤外線カメラ２７によって、画像を取得する（ステップＳ１）。ここで、赤外線カメラ２７は、赤外線を可視化するものであるため、赤外発光ＬＥＤ２６から射出され、眼鏡３に設置された再帰性反射材４によって反射された赤外線を可視化して画像を取得する。   As shown in FIG. 3, in the operation of the stereoscopic image display apparatus 1, first, an image is acquired by the infrared camera 27 (step S1). Here, since the infrared camera 27 visualizes infrared rays, the infrared rays emitted from the infrared light emitting LED 26 and reflected by the retroreflecting material 4 installed on the glasses 3 are visualized to acquire an image.

図４に赤外線カメラ２７によって取得された画像を模式的に示す。この図に示すように、今回のステップＳ１においては、二等辺三角形の頂点に配置された再帰性反射材４１が最上部に位置し、他の再帰性反射材４２，４３が最下部に位置した画像が取得されたものとする。   FIG. 4 schematically shows an image acquired by the infrared camera 27. As shown in this figure, in this step S1, the retroreflective material 41 arranged at the apex of the isosceles triangle is located at the uppermost part, and the other retroreflective materials 42 and 43 are located at the lowermost part. Assume that an image has been acquired.

図４に示すような画像が取得されると、傾き算出部２１が赤外線カメラ２７の撮像結果（画像）に応じて眼鏡３の傾きを算出する（ステップＳ２）。
具体的には、傾き算出部２１は、各再帰性反射材４１〜４３の座標を算出することによって再帰性反射材４１〜４３の相対的な位置関係を算出し、予め記憶した再帰性反射材４１ａ〜４３ａの座標と照らし合わせることによって眼鏡３の傾き算出する。
例えば、予め記憶した再帰性反射材４１ａ〜４３ａの座標が眼鏡３が水平状態の場合の座標であった場合には、図５に示すように、水平状態の場合の再帰性反射材４１ａ〜４３ａと画像における再帰性反射材４１〜４３を比較し、二等辺三角形の長辺である線分４２ａ−４３ａに対して同じく二等辺三角形の長辺である線分４２−４３が何度ずれているか、及び、二等辺三角形の頂点である再帰性反射材４１ａの線分４２ａ−４３ａに対する位置と同じく二等辺三角形の頂点である再帰性反射材４１の線分４２−４３に対する位置が同一か否か、によって実際の眼鏡３がどちらの回転方向に何度ずれているかを算出する。 When the image as shown in FIG. 4 is acquired, the inclination calculating unit 21 calculates the inclination of the glasses 3 according to the imaging result (image) of the infrared camera 27 (step S2).
Specifically, the inclination calculating unit 21 calculates the relative positional relationship of the retroreflecting materials 41 to 43 by calculating the coordinates of the retroreflecting materials 41 to 43, and stores the retroreflecting materials stored in advance. The inclination of the glasses 3 is calculated by comparing with the coordinates of 41a to 43a.
For example, when the coordinates of the retroreflecting materials 41a to 43a stored in advance are the coordinates when the glasses 3 are in the horizontal state, the retroreflecting materials 41a to 43a in the horizontal state are shown in FIG. And the retroreflecting materials 41 to 43 in the image, how many times the line segment 42-43 which is the long side of the isosceles triangle is shifted from the line segment 42a-43a which is the long side of the isosceles triangle? And whether the position of the retroreflecting material 41 that is the vertex of the isosceles triangle is the same as the position of the retroreflecting material 41 that is the vertex of the isosceles triangle with respect to the line segment 42-43. , How many rotation directions the actual glasses 3 are displaced is calculated.

ここで、今回のステップＳ２においては、図５に示すように、線分４２ａ−４３ａと線分４２−４３とがずれておらず、また、再帰性反射材４１ａの線分４２ａ−４３ａに対する位置と再帰性反射材４１の線分４２−４３に対する位置が同一であるため、傾き算出部２１は、眼鏡３の傾きが水平状態（０°）であると決定する。
なお、上記の例は一例であり、予め記憶した再帰性反射材４１ａ〜４３ａの座標の何処の箇所と、実際の再帰性反射材４１〜４３の座標の何処の箇所とを比較するのかは、任意である。 Here, in this step S2, as shown in FIG. 5, the line segment 42a-43a is not shifted from the line segment 42-43, and the position of the retroreflecting material 41a with respect to the line segment 42a-43a is not changed. Since the position of the retroreflecting material 41 with respect to the line segment 42-43 is the same, the inclination calculating unit 21 determines that the inclination of the glasses 3 is in the horizontal state (0 °).
In addition, said example is an example and it is what part of the coordinates of the retroreflective material 41a-43a memorize | stored previously and where of the coordinate of the actual retroreflective material 41-43 are compared. Is optional.

また、本第１実施形態の立体画像表示装置の動作においては、図３に示すように、傾き算出部２１において眼鏡３の傾きを算出するステップＳ２と同時に距離算出部２２において画像表示装置２から眼鏡３までの距離を算出するステップＳ３を並列して行う。   In the operation of the stereoscopic image display apparatus according to the first embodiment, as shown in FIG. 3, the distance calculation unit 22 starts from the image display apparatus 2 simultaneously with step S <b> 2 in which the inclination calculation unit 21 calculates the inclination of the glasses 3. Step S3 for calculating the distance to the glasses 3 is performed in parallel.

ステップＳ３において、距離算出部２２は、赤外線カメラ２７の撮像結果（画像）に応じて画像表示装置２から眼鏡３までの距離を算出する。
具体的には、距離算出部２２は、予め記憶した再帰性反射材４１ａ〜４３ａを結ぶことによって得られる図形（二等辺三角形）の面積と、実際の再帰性反射材４１〜４３（画像における発光点）を結ぶことによって得られる図形（二等辺三角形）の面積とを比較することによって、画像表示装置２から眼鏡３までの距離を算出する。
例えば、再帰性反射材４１ａ〜４３ａを結ぶことによって得られる図形の面積が眼鏡３が基準位置に位置している場合の面積である場合には、距離算出部２２は、再帰性反射材４１〜４３を結ぶことによって得られる図形の面積が再帰性反射材４１ａ〜４３ａを結ぶことによって得られる図形の面積よりも大きい場合には、眼鏡３が基準位置より近い場所に位置していると判断し、また、再帰性反射材４１〜４３を結ぶことによって得られる図形の面積が再帰性反射材４１ａ〜４３ａを結ぶことによって得られる図形の面積よりも小さい場合には、眼鏡３が基準位置より遠い場所に位置していると判断する。また、距離算出部２２は、面積の変化率と距離の変化率とが対応付けられたデータを予め有しており、このデータに基づいて、画像表示装置２から眼鏡３までの距離を算出する。 In step S <b> 3, the distance calculation unit 22 calculates the distance from the image display device 2 to the glasses 3 according to the imaging result (image) of the infrared camera 27.
Specifically, the distance calculation unit 22 calculates the area of the figure (isosceles triangle) obtained by connecting the retroreflective materials 41a to 43a stored in advance and the actual retroreflective materials 41 to 43 (light emission in the image). The distance from the image display device 2 to the glasses 3 is calculated by comparing the area of the figure (isosceles triangle) obtained by connecting the points).
For example, when the area of the figure obtained by connecting the retroreflecting materials 41a to 43a is an area when the glasses 3 are located at the reference position, the distance calculating unit 22 sets the retroreflecting materials 41 to 41. When the area of the figure obtained by tying 43 is larger than the area of the figure obtained by tying the retroreflecting materials 41a to 43a, it is determined that the glasses 3 are located closer to the reference position. Further, when the area of the figure obtained by connecting the retroreflecting materials 41 to 43 is smaller than the area of the figure obtained by connecting the retroreflecting materials 41a to 43a, the glasses 3 are far from the reference position. Judge that it is located at the place. The distance calculation unit 22 has data in which an area change rate and a distance change rate are associated in advance, and calculates the distance from the image display device 2 to the glasses 3 based on this data. .

ここで、今回のステップＳ３においては、図５に示すように、再帰性反射材４１〜４３を結ぶことによって得られる図形の面積が再帰性反射材４１ａ〜４３ａを結ぶことによって得られる図形の面積と同一であるため、距離算出部２２は、眼鏡３が基準位置（例えば、画像表示装置２から眼鏡３までの距離が３ｍ）であると決定する。
なお、上記の例は一例であり、例えば、線分４２ａ−４３ａと線分４２−４３との長さを比較することによって、画像表示装置２から眼鏡３までの距離を算出することもできる。また、例えば、距離算出部２２と赤外発光ＬＥＤ２６とを接続し、赤外発光ＬＥＤ２６が射出された後、どの程度の時間で赤外カメラ２７に到達したのかを計測することによって、画像表示装置２から眼鏡３までの距離を算出することもできる。 Here, in this step S3, as shown in FIG. 5, the area of the figure obtained by connecting the retroreflecting materials 41 to 43 is the area of the figure obtained by connecting the retroreflecting materials 41a to 43a. Therefore, the distance calculation unit 22 determines that the glasses 3 are at the reference position (for example, the distance from the image display device 2 to the glasses 3 is 3 m).
Note that the above example is an example. For example, the distance from the image display device 2 to the glasses 3 can be calculated by comparing the lengths of the line segments 42a-43a and the line segments 42-43. Further, for example, the distance calculation unit 22 and the infrared light emitting LED 26 are connected, and by measuring how long the infrared light emitting LED 26 is emitted and then the infrared camera 27 is reached, the image display device is displayed. The distance from 2 to the glasses 3 can also be calculated.

続いて、本第１実施形態の立体画像表示装置１の動作においては、視差画像生成部２３が傾き算出部２１の算出結果（傾き検出手段の検出結果）及び距離算出部２２の算出結果（距離検出手段）に応じた視差画像を生成する（ステップＳ４）。   Subsequently, in the operation of the stereoscopic image display apparatus 1 according to the first embodiment, the parallax image generation unit 23 calculates the calculation result of the inclination calculation unit 21 (detection result of the inclination detection unit) and the calculation result of the distance calculation unit 22 (distance). A parallax image corresponding to the detection means is generated (step S4).

具体的には、視差画像生成部２３は、予め記憶した三次元データから、傾き算出部２１の算出結果及び距離算出部２２の算出結果に応じて、適切なデータを選択して、右目用画像及び左目用画像を生成する。
ここで、上述のように、今回の立体画像表示装置１の動作においては、眼鏡３の角度は水平状態であり、眼鏡３の位置は基準位置である。そこで、例えば、サイコロの画像を表示する場合には、図６（ａ）に示すような、鑑賞者の顔が傾けられておらず、かつ、鑑賞者が基準位置にいる場合において、サイコロを右目において視認した場合における映像と同一の画像データを右目用画像として選択し、図６（ｂ）に示すような、鑑賞者の顔が傾けられておらず、かつ、鑑賞者が基準位置にいる場合において、サイコロを左目において視認した場合における映像と同一の画像データを左目用画像として選択する。 Specifically, the parallax image generation unit 23 selects appropriate data from the three-dimensional data stored in advance according to the calculation result of the inclination calculation unit 21 and the calculation result of the distance calculation unit 22, and the right-eye image. And an image for the left eye.
Here, as described above, in the operation of the stereoscopic image display device 1 this time, the angle of the glasses 3 is in the horizontal state, and the position of the glasses 3 is the reference position. Therefore, for example, when a dice image is displayed, when the viewer's face is not tilted and the viewer is at the reference position as shown in FIG. When the same image data as the image when viewed at the right is selected as the right-eye image, the viewer's face is not tilted and the viewer is at the reference position as shown in FIG. , The same image data as the video when the dice are viewed with the left eye is selected as the left eye image.

そして、視差画像生成部２３において生成された視差画像のうち、左目用画像データが左目画像用プロジェクタ２４に入力され、右目用画像のデータが右目画像用プロジェクタ２５に入力されると、左目画像用プロジェクタ２４から左目用画像がスクリーン２８上に投影され、右目画像用プロジェクタ２５から右目用画像がスクリーン２８上に投影される。
ここで、左目画像用プロジェクタ２４からスクリーン２８上に投影される左目用画像の画像光は、円偏光板２４１において、画像表示装置１から眼鏡３の方向に見て左回転方向の偏光光に偏光され、右目画像用プロジェクタ２５から投影された右目用画像の画像光は、円偏光板２５１において、画像表示装置１から眼鏡３の方向に見て右回転方向の偏光光に偏光される。 When the left-eye image data is input to the left-eye image projector 24 and the right-eye image data is input to the right-eye image projector 25 among the parallax images generated by the parallax image generation unit 23, the left-eye image data The left eye image is projected on the screen 28 from the projector 24, and the right eye image is projected on the screen 28 from the right eye image projector 25.
Here, the image light of the left-eye image projected from the left-eye image projector 24 onto the screen 28 is polarized by the circularly polarizing plate 241 into polarized light in the left rotation direction when viewed from the image display device 1 toward the glasses 3. Then, the image light of the right-eye image projected from the right-eye image projector 25 is polarized by the circularly polarizing plate 251 into polarized light in the right rotation direction when viewed from the image display device 1 toward the glasses 3.

本第１実施形態の立体画像表示装置１における眼鏡３は、右目用透過部３１が画像表示装置１から眼鏡３の方向に見て右回転方向の円偏光光のみを透過する円偏光板として構成されており、左目用透過部３２が画像表示装置１から眼鏡３の方向に見て左回転方向の円偏光光のみを透過する円偏光板として構成されているため、右目用画像が鑑賞者の右目のみに到達し、左目用画像のみが鑑賞者の左目のみに到達する。この結果、鑑賞者の脳が右目用画像と左目用画像とを合成し、鑑賞者に立体像として認識される。   The glasses 3 in the stereoscopic image display device 1 of the first embodiment are configured as a circularly polarizing plate in which the right-eye transmission unit 31 transmits only circularly polarized light in the clockwise rotation direction when viewed from the image display device 1 toward the glasses 3. The left-eye transmission part 32 is configured as a circularly polarizing plate that transmits only the circularly polarized light in the counterclockwise direction when viewed from the image display device 1 in the direction of the glasses 3. Only the right eye is reached, and only the left-eye image reaches only the viewer's left eye. As a result, the viewer's brain combines the right-eye image and the left-eye image, and the viewer recognizes it as a three-dimensional image.

このような一連のルーチンが終了すると、本第１実施形態の立体画像表示装置１は、再びステップＳ１に戻る。   When such a series of routines ends, the stereoscopic image display apparatus 1 of the first embodiment returns to step S1 again.

次に、本第１実施形態の立体画像表示装置１の動作におけるステップＳ１において、画像が図７に示すように、再帰性反射材４２と再帰性反射材４３とが上下に直線状に配置され、再帰性反射材４１が線分４２−４３の左側に位置している場合には、傾き算出部２１は、例えば、線分４２ａ−４３ａと線分４２−４３とを比較し、さらに再帰性反射材４１ａの位置と再帰性反射材４１の位置とを比較することによって、眼鏡３が画像上で左向きに９０°傾いていると決定する（ステップＳ２）。   Next, in step S1 in the operation of the stereoscopic image display device 1 according to the first embodiment, the retroreflective material 42 and the retroreflective material 43 are linearly arranged vertically as shown in FIG. When the retroreflecting material 41 is located on the left side of the line segment 42-43, for example, the inclination calculating unit 21 compares the line segment 42a-43a with the line segment 42-43, and further recursively. By comparing the position of the reflecting material 41a and the position of the retroreflecting material 41, it is determined that the glasses 3 are inclined 90 ° to the left on the image (step S2).

また、距離算出部２２は、画像が図７に示すように、再帰性反射材４１〜４３を結ぶことによって得られる図形の面積が再帰性反射材４１ａ〜４３ａを結ぶことによって得られる図形の面積より小さいため、眼鏡３の位置が例えば基準位置より１ｍ遠いと決定する（ステップＳ３）。   In addition, as shown in FIG. 7, the distance calculation unit 22 is configured such that the area of the figure obtained by connecting the retroreflecting materials 41 to 43 is the area of the figure obtained by connecting the retroreflecting materials 41 a to 43 a. Since it is smaller, it is determined that the position of the glasses 3 is, for example, 1 m away from the reference position (step S3).

そして、視差画像生成部２３は、傾き算出部２１の算出結果及び距離算出部２２の算出結果に応じて、図８の（ａ），（ｂ）に示すようなサイコロの上下面が確認でき、さらに図６（ａ），（ｂ）よりもサイコロが小さくなるような視差画像を生成する（ステップＳ４）。
このため、鑑賞者が頭を傾けたり移動した場合であっても、その動きに応じた適切な視差画像を表示することができるため、眼鏡３の傾きに応じた視差画像を表示することができ、より自然な立体像を表示することが可能となる。
これに対し、従来の立体画像表示装置は、眼鏡の位置のみを検出しているため、眼鏡の傾きに応じた視差画像を生成することができず、鑑賞者の動きに応じた視差画像を表示することができない。よって、鑑賞者が同位置において頭のみを傾けた場合には、図６（ａ），（ｂ）に示した視差画像がそのまま維持されることになる。 Then, the parallax image generation unit 23 can confirm the upper and lower surfaces of the dice as shown in FIGS. 8A and 8B according to the calculation result of the inclination calculation unit 21 and the calculation result of the distance calculation unit 22, Further, a parallax image is generated such that the dice are smaller than those in FIGS. 6A and 6B (step S4).
For this reason, even when the viewer tilts or moves his / her head, an appropriate parallax image corresponding to the movement can be displayed. Therefore, a parallax image corresponding to the tilt of the glasses 3 can be displayed. A more natural stereoscopic image can be displayed.
On the other hand, since the conventional stereoscopic image display device detects only the position of the glasses, it cannot generate a parallax image according to the inclination of the glasses, and displays a parallax image according to the movement of the viewer. Can not do it. Therefore, when the viewer tilts his / her head at the same position, the parallax images shown in FIGS. 6A and 6B are maintained as they are.

このように、本第１実施形態の立体画像表示装置１によれば、眼鏡３の傾きに応じた視差画像を表示することによって、より自然な立体像を表示することが可能となる。   As described above, according to the stereoscopic image display device 1 of the first embodiment, it is possible to display a more natural stereoscopic image by displaying the parallax image corresponding to the inclination of the glasses 3.

また、本第１実施形態の立体画像表示装置１においては、眼鏡３の傾き及び距離を算出するための構成部材が、眼鏡３側に再帰性反射部材４のみ配置されているため、眼鏡３に電力供給源等の装置を設置する必要がないため、眼鏡３の重量をほとんど増加させることなく、眼鏡３の傾き及び距離を算出することができる。   In the stereoscopic image display device 1 according to the first embodiment, since only the retroreflective member 4 is disposed on the glasses 3 side as the component for calculating the inclination and distance of the glasses 3, Since it is not necessary to install a device such as a power supply source, the inclination and distance of the glasses 3 can be calculated with almost no increase in the weight of the glasses 3.

また、本第１実施形態の立体画像表示装置１においては、眼鏡３の傾き及び距離を算出するために、赤外光を用いているため、視差画像に影響を与えることなく、眼鏡３の傾き及び距離を算出することができる。なお、可視領域に含まれない光として紫外光を用いることもできるが、コスト及び安全性の観点から赤外光を用いることが好ましい。   Further, in the stereoscopic image display device 1 of the first embodiment, since infrared light is used to calculate the inclination and distance of the glasses 3, the inclination of the glasses 3 without affecting the parallax image. And the distance can be calculated. In addition, although ultraviolet light can also be used as light not included in the visible region, it is preferable to use infrared light from the viewpoint of cost and safety.

また、本第１実施形態の立体画像表示装置１においては、再帰性反射材４が二等辺三角形の頂点の各々に配置されているため、眼鏡３の全ての回転角度において、確実に眼鏡３の傾きを算出することができる。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではなく、再帰性反射材４のレイアウトは、眼鏡３の回転角度が正確に算出するレイアウトであれば良い。また、例えば、回転角度に応じて画像上の形状が変化する再帰性反射材を１つのみ配置し、この再帰性反射材の形状によって眼鏡３の傾きを算出することもできる。   Further, in the stereoscopic image display device 1 of the first embodiment, the retroreflecting material 4 is disposed at each of the vertices of the isosceles triangle. The slope can be calculated. However, the present invention is not limited to this, and the layout of the retroreflecting material 4 may be a layout in which the rotation angle of the glasses 3 is accurately calculated. Further, for example, only one retroreflective material whose shape on the image changes according to the rotation angle can be arranged, and the inclination of the glasses 3 can be calculated from the shape of the retroreflective material.

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図９を参照して説明する。なお、本第２実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the description of the second embodiment, the description of the same parts as in the first embodiment will be omitted or simplified.

図９は、本第２実施形態の立体画像表示装置３０における画像表示装置５０の内部構造と眼鏡６０とを示した図である。この図に示すように、画像表示装置５０は、プロジェクタ５１を１つのみ備えており、プロジェクタ５１の後段に円偏光板は配置されていない。また、視差画像生成部２２と赤外光ＬＥＤ２６とが接続されている。
眼鏡６０は、右目用透過部６１と左目用透過部６２とが交互に透過状態と非透過状態とに変化される液晶シャッター眼鏡であり、赤外光を受光することによって、透過状態と非透過状態とが切り替わるように構成されている。 FIG. 9 is a diagram showing the internal structure of the image display device 50 and the glasses 60 in the stereoscopic image display device 30 of the second embodiment. As shown in this figure, the image display device 50 includes only one projector 51, and no circularly polarizing plate is disposed at the rear stage of the projector 51. Further, the parallax image generating unit 22 and the infrared light LED 26 are connected.
The spectacles 60 are liquid crystal shutter glasses in which the right-eye transmissive part 61 and the left-eye transmissive part 62 are alternately changed between a transmissive state and a non-transmissive state. It is comprised so that a state may switch.

そして、このような構成された本第２実施形態の立体画像表示装置３０においては、傾き算出部２１の検出結果及び距離算出部２２の検出結果に応じて、視差画像生成部２３が、右目用画像と左目用画像とを交互に生成し、プロジェクタ５１に画像データとして入力する。このため、スクリーン２８上には、右目用画像と左目用画像が交互に表示される。   In the stereoscopic image display device 30 according to the second embodiment configured as described above, the parallax image generation unit 23 uses the right eye for the detection result of the inclination calculation unit 21 and the detection result of the distance calculation unit 22. Images and left-eye images are alternately generated and input to the projector 51 as image data. Therefore, the right eye image and the left eye image are alternately displayed on the screen 28.

また、視差画像生成部２３からは、右目用画像と左目用画像とを生成するタイミングで、パルス信号が出力され、このパルス信号が赤外光ＬＥＤ２６に入力される。そして、赤外光ＬＥＤ２６は、パルス信号が入力されることによって、赤外光を射出する。
ここで、本第２実施形態の立体画像表示装置３０においては、眼鏡６０の右目用透過部６１と左目用透過部６２とが交互に透過状態と非透過状態とに変化され、赤外光を受光することによって、透過状態と非透過状態とが切り替わるように構成されている。このため、右目用透過部６１が透過状態とされ左目用透過部６２が非透過状態とされた状態において右目用画像をスクリーン２８上に表示し、右目用透過部６１が非透過状態とされ左目用透過部６２が透過状態とされた状態において左目用画像をスクリーン２８上に表示することができる。したがって、右目用画像が鑑賞者の右目のみに到達し、左目用画像のみが鑑賞者の左目のみに到達する。この結果、鑑賞者の脳が右目用画像と左目用画像とを合成し、鑑賞者に立体像として認識される。 Further, the parallax image generation unit 23 outputs a pulse signal at the timing of generating the right-eye image and the left-eye image, and the pulse signal is input to the infrared LED 26. The infrared LED 26 emits infrared light when a pulse signal is input.
Here, in the stereoscopic image display device 30 of the second embodiment, the right-eye transmission unit 61 and the left-eye transmission unit 62 of the glasses 60 are alternately changed between a transmission state and a non-transmission state, and infrared light is transmitted. By receiving light, the transmission state and the non-transmission state are switched. Therefore, the right eye image is displayed on the screen 28 in a state where the right eye transmission unit 61 is in the transmission state and the left eye transmission unit 62 is in the non transmission state, and the right eye transmission unit 61 is in the non transmission state. The left-eye image can be displayed on the screen 28 in a state where the transmission portion 62 is in the transmission state. Therefore, the right-eye image reaches only the viewer's right eye, and only the left-eye image reaches only the viewer's left eye. As a result, the viewer's brain combines the right-eye image and the left-eye image, and the viewer recognizes it as a three-dimensional image.

このような本第２実施形態の立体画像表示装置３０においても、上記第１実施形態の立体画像表示装置１と同様の効果を奏することができる。   Also in the stereoscopic image display device 30 of the second embodiment, the same effects as those of the stereoscopic image display device 1 of the first embodiment can be obtained.

なお、右目用透過部６１と左目用透過部６２とにおける透過状態と非透過状態との切替方法は、上述の方法に限定されるものではなく、スクリーン２８上に右目用画像が表示された際に右目用透過部６１が透過状態とされ、スクリーン２８上に左目用画像が表示された際に左目用透過部６２が透過状態とされる方法であれば、いずれの方法を採用しても構わない。   Note that the switching method between the transmissive state and the non-transmissive state in the right-eye transmissive portion 61 and the left-eye transmissive portion 62 is not limited to the above-described method, and when the right-eye image is displayed on the screen 28. Any method may be adopted as long as the right-eye transmission part 61 is in the transmission state and the left-eye transmission part 62 is in the transmission state when the left-eye image is displayed on the screen 28. Absent.

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る立体画像表示装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。   The preferred embodiment of the stereoscopic image display apparatus according to the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, but it goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記実施形態においては、表示手段としてプロジェクタを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＣＲＴ、液晶表示装置、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬ表示装置、無機ＥＬ表示装置、フィールドエミッションディスプレイ、Surface-Conduction electron emitter displayなど各種の表示装置を用いることができる。   For example, in the above embodiment, a projector is used as the display means, but the present invention is not limited to this, and a CRT, a liquid crystal display device, a plasma display panel, an organic EL display device, an inorganic EL display device, a field Various display devices such as an emission display and a surface-conduction electron emitter display can be used.

本発明の第１実施形態における立体画像表示装置の概略構成を示す斜視図である。1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a stereoscopic image display device according to a first embodiment of the present invention. 画像表示装置の内部構造を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of an image display apparatus. 本発明の第１実施形態における立体画像表示装置の動作を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the three-dimensional image display apparatus in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態における立体画像表示装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the three-dimensional image display apparatus in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態における立体画像表示装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the three-dimensional image display apparatus in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態における立体画像表示装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the three-dimensional image display apparatus in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態における立体画像表示装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the three-dimensional image display apparatus in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態における立体画像表示装置の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the three-dimensional image display apparatus in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態の立体画像表示装置における画像表示装置の内部構造と眼鏡とを示した図である。It is the figure which showed the internal structure and glasses of the image display apparatus in the stereo image display apparatus of 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１，３０……立体画像表示装置、２，５０……画像表示装置（画像表示手段）、３，６０……眼鏡、３１，６１……右目用透過部、３２，６２……左目用透過部、４（４１〜４３）……再帰性反射材、２１……傾き計算部（傾き計算手段）、２２……距離算出部（距離算出手段）、２３……視差画像生成部（視差画像生成手段）、２４……左目画像用プロジェクタ（表示手段）、２５……右目画像用プロジェクタ（表示手段）、５１……プロジェクタ（表示手段）、２６……赤外発光ＬＥＤ（非可視光射出手段）、２７……赤外線カメラ（受光手段）


DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,30 ... Stereoscopic image display apparatus, 2,50 ... Image display apparatus (image display means), 3,60 ... Glasses, 31, 61 ... Right eye transmission part, 32, 62 ... Left eye transmission part 4 (41-43): Retroreflective material, 21: Inclination calculator (inclination calculator), 22: Distance calculator (distance calculator), 23 ... Parallax image generator (parallax image generator) ), 24... Left eye image projector (display means), 25... Right eye image projector (display means), 51... Projector (display means), 26... Infrared light emitting LED (invisible light emitting means) 27 …… Infrared camera (light receiving means)


Claims (5)

右目用画像と左目用画像とからなる視差画像を表示する画像表示手段と、前記視差画像のうち前記右目用画像のみを透過する右目用透過部と前記視差画像のうち前記左目用画像のみを透過する左目用透過部とを有する眼鏡と、を有する立体画像表示装置であって、
前記眼鏡の傾きを検出する傾き検出手段と、
前記画像表示手段から前記眼鏡までの距離を検出する距離検出手段と、
前記傾き検出手段の検出結果及び前記距離検出手段の検出結果に応じた前記視差画像を生成する視差画像生成手段と、
前記視差画像生成手段によって生成された前記視差画像を表示する表示手段と
を備え、
前記傾き検出手段が、
前記画像表示手段側に設置されるとともに可視領域に含まれない光を射出する非可視光射出手段及び前記光を受光する受光手段と、
前記眼鏡側において二等辺三角形の頂点の各々に配置される再帰性反射材と、
前記受光手段の受光結果から算出した前記再帰性反射材の座標と予め記憶した前記再帰性反射材の座標と照らし合わせることにより前記二等辺三角形の長辺のずれを算出し、前記二等辺三角形の長辺のずれに基づいて前記再帰性反射材の相対的な位置関係を算出し、前記再帰性反射材の相対的な位置関係から前記眼鏡の傾きを算出する傾き算出手段と
を備え、
前記距離検出手段が、
前記画像表示手段側に設置されるとともに可視領域に含まれない光を射出する非可視光射出手段及び前記光を受光する受光手段と、
前記眼鏡側において二等辺三角形の頂点の各々に配置される再帰性反射材と、
前記受光手段の受光結果から算出した前記再帰性反射材の座標を結ぶことによって得られる図形の面積と予め記憶した前記再帰性反射材の座標を結ぶことによって得られる図形の面積とを比較することにより面積の変化率を算出し、前記画像表示手段から前記眼鏡までの距離と変化率とが対応付けられたデータに基づいて前記画像表示手段から前記眼鏡までの距離を算出する距離算出手段と
を備える
ことを特徴とする立体画像表示装置。 An image display unit that displays a parallax image composed of a right-eye image and a left-eye image, a right-eye transmission unit that transmits only the right-eye image of the parallax image, and a transmission of only the left-eye image of the parallax image A stereoscopic image display device having glasses having a transmissive part for the left eye,
Inclination detecting means for detecting the inclination of the glasses;
Distance detecting means for detecting a distance from the image display means to the glasses;
Parallax image generation means for generating the parallax image according to the detection result of the inclination detection means and the detection result of the distance detection means;
Display means for displaying the parallax image generated by the parallax image generation means,
The inclination detecting means is
A non-visible light emitting means for emitting light that is installed on the image display means side and is not included in the visible region; and a light receiving means for receiving the light;
A retroreflecting material disposed at each of the vertices of an isosceles triangle on the eyeglass side;
The deviation of the long sides of the isosceles triangle is calculated by comparing the coordinates of the retroreflecting material calculated from the light reception result of the light receiving means with the coordinates of the retroreflecting material stored in advance, and the isosceles triangle An inclination calculating means for calculating a relative positional relationship of the retroreflecting material based on a deviation of a long side, and calculating an inclination of the glasses from the relative positional relationship of the retroreflecting material;
The distance detecting means is
A non-visible light emitting means for emitting light that is installed on the image display means side and is not included in the visible region; and a light receiving means for receiving the light;
A retroreflecting material disposed at each of the vertices of an isosceles triangle on the eyeglass side;
Comparing the area of the figure obtained by connecting the coordinates of the retroreflecting material calculated from the light reception result of the light receiving means with the area of the figure obtained by connecting the coordinates of the retroreflecting material stored in advance. A distance calculation unit that calculates a change rate of the area by the above and calculates a distance from the image display unit to the glasses based on data in which a distance from the image display unit to the glasses is associated with a change rate; A stereoscopic image display device comprising: 前記非可視光射出手段が赤外光を射出する赤外発光ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）であり、前記受光手段が赤外線カメラであることを特徴とする請求項１に記載の立体画像表示装置。 The stereoscopic image display apparatus according to claim 1, wherein the invisible light emitting means is an infrared light emitting diode (LED) that emits infrared light, and the light receiving means is an infrared camera. 前記表示手段は、プロジェクタであることを特徴とする請求項１または２記載の立体画像表示装置。 3. The stereoscopic image display apparatus according to claim 1, wherein the display means is a projector. 前記眼鏡は、右目用透過部と左目用透過部とで異なる回転方向の円偏光光を透過する円偏光眼鏡であることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の立体画像表示装置。 The stereoscopic image display apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the glasses are circularly polarized glasses that transmit circularly polarized light in different rotation directions in the right-eye transmission unit and the left-eye transmission unit. 前記眼鏡は、右目用透過部と左目用透過部とが交互に透過状態と非透過状態とに変化される液晶シャッター眼鏡であることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の立体画像表示装置。 The stereoscopic image according to any one of claims 1 to 3, wherein the glasses are liquid crystal shutter glasses in which a right-eye transmissive portion and a left-eye transmissive portion are alternately changed between a transmissive state and a non-transmissive state. Display device.
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