JPH07111664A - Head-mounted type stereoscopic video display device - Google Patents

Head-mounted type stereoscopic video display device

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Publication number
JPH07111664A
JPH07111664A JP5255805A JP25580593A JPH07111664A JP H07111664 A JPH07111664 A JP H07111664A JP 5255805 A JP5255805 A JP 5255805A JP 25580593 A JP25580593 A JP 25580593A JP H07111664 A JPH07111664 A JP H07111664A
Authority
JP
Japan
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eye
image
displayed
observer
lcd
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5255805A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Okamura
俊朗 岡村
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
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Publication of JPH07111664A publication Critical patent/JPH07111664A/en
Priority to US08/996,274 priority patent/US6177952B1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a head-mounted type stereoscopic video display device preventing the sense of incompatibility from being given to an observer by adjusting the display position of the object to be displayed so as to be matched with the focused position of eyeballs. CONSTITUTION:LCD 1R, 2R, 3R and LSC 1L, 2L and 3L guide videos inputted from a controller not shown figure and divided for respective display positions in a depth direction to the right and left eyeballs of the observer through prisms 4R and 4L and eyepieces 5R and 5L since the lengths of optical paths to the eyeballs 6R and 6L differ from each other. When the magnified projection images of the videos for right and left eyes are formed in the front of the face and a stereoscopic video is displayed by the parallax of the both eyes, the images having the plural different depths are displayed for the respective depths.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、異なる映像を観察者の
左右眼球に導くことにより立体映像を観察し得るように
した頭部装着型立体映像表示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a head-mounted type stereoscopic image display device capable of observing stereoscopic images by guiding different images to the left and right eyes of an observer.

【0002】[0002]

【従来の技術】頭部装着型立体映像表示装置の従来例と
しては、例えば特開平2-281891号公報に開示されたもの
がある。この従来例は、観察者の左右眼球用に液晶ディ
スプレイ(LCD)および拡大レンズを夫々設けるとと
もに、該拡大レンズにより観察者の顔面前方に形成され
る左右の像が一致するように支持するフレームを設け、
両眼視差により立体観察を行うようにしている。
2. Description of the Related Art A conventional example of a head-mounted stereoscopic image display device is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-281891. In this conventional example, a liquid crystal display (LCD) and a magnifying lens are provided for the left and right eyes of the observer, respectively, and a frame for supporting the left and right images formed in front of the observer's face by the magnifying lens is supported. Provided,
Stereoscopic observation is performed by binocular parallax.

【0003】映像表示装置においては、一般に、輻輳角
と視度が一致するように構成しないと違和感が生じるた
め、上記従来例では、所定条件において、表示される像
に関し輻輳角と視度が一致するように構成している。
In a video display device, a sense of discomfort generally arises unless the convergence angle and the diopter are configured to match. Therefore, in the above-described conventional example, the convergence angle and the diopter match with respect to the displayed image under a predetermined condition. It is configured to do.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来例によって立
体映像を観察する際には、図7に示すように、立体表示
のため右眼用映像信号をLCD51Rに入力してLCD
51Rに右眼用映像を表示し、この右眼用映像を接眼レ
ンズ52Rを介して観察者の右眼球53Rに投影すると
ともに、左眼用映像信号をLCD51Lに入力してLC
D51Lに右眼用映像に対し視差を有する左眼用映像を
表示し、この左眼用映像を接眼レンズ52Lを介して観
察者の右眼球53Lに投影する。ここで、LCD51
L,51R上のA点、B点に夫々同一物体が表示されて
いる場合、A点に表示されている物体はD点にあるよう
に見え、B点に表示されている物体はC点にあるように
見えるが、対応する像は左眼光学系に図示したように無
限遠に形成される。このとき、物体がC点やD点にある
ように見えるにも拘らず眼球のピント(視度)は無限遠
に合っているので、観察者は違和感を感じてしまう。
When observing a stereoscopic image according to the above conventional example, as shown in FIG. 7, a right eye image signal is input to the LCD 51R for stereoscopic display, and the LCD is displayed.
The image for the right eye is displayed on 51R, the image for the right eye is projected on the right eyeball 53R of the observer through the eyepiece lens 52R, and the image signal for the left eye is input to the LCD 51L to LC.
A left-eye image having a parallax with respect to the right-eye image is displayed on D51L, and this left-eye image is projected on the right eyeball 53L of the observer via the eyepiece lens 52L. Here, the LCD 51
When the same object is displayed at points A and B on L and 51R, the object displayed at point A appears to be at point D, and the object displayed at point B is displayed at point C. Although there appears to be one, the corresponding image is formed at infinity as shown in the left eye optics. At this time, the observer feels uncomfortable because the focus (diopter) of the eyeball is at infinity, even though the object appears to be at the points C and D.

【0005】そこで、LCD51R,51Lを図示点線
の位置に移動すると、像は右眼光学系に図示したように
平面H上に形成され、C点に見える物体は眼球のピント
もC点に合っているので上記違和感を解消することがで
きる。しかし、D点に見える物体を見るときも眼球のピ
ントが平面Hに合うことになるので、全ての場合におい
て、違和感を解消することはできない。
Therefore, when the LCDs 51R and 51L are moved to the positions shown by the dotted lines in the figure, an image is formed on the plane H as shown in the right eye optical system, and the object seen at the point C has its eyeball focused on the point C as well. Therefore, the discomfort described above can be eliminated. However, even when the object seen at the point D is seen, the eyeball is focused on the plane H, so that the uncomfortable feeling cannot be eliminated in all cases.

【0006】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、表示すべき物体の表示される位置と、
そのときの眼球の合焦位置が一致するように物体の表示
位置を調整することにより、観察者に違和感を与えない
ようにした頭部装着型立体映像表示装置を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and it shows a display position of an object to be displayed,
An object of the present invention is to provide a head-mounted stereoscopic image display device that does not give an observer a sense of discomfort by adjusting the display position of an object so that the in-focus positions of the eyes match at that time.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
は、右眼用映像を表示する右眼用映像表示手段と、前記
右眼用映像を観察者の右眼球に投影する右眼用投影光学
系とから成る右眼用映像投影手段と、前記右眼用映像に
対し視差を有する左眼用映像を表示する左眼用映像表示
手段と、前記左眼用映像を前記観察者の左眼球に投影す
る左眼用投影光学系とから成る左眼用映像投影手段とを
具え、前記観察者の顔面前方に前記左右眼用映像の拡大
投影像が形成されるようにした頭部装着型立体映像表示
装置において、前記右眼用映像投影手段および左眼用映
像投影手段は夫々、前記観察者の顔面前方に複数の異な
る奥行きを有する像を各々奥行き毎に表示させるために
奥行きを調整する奥行き調整手段と、前記複数の異なる
奥行きを有する像の形成時に前記左右眼用映像表示手段
に表示される映像を奥行き毎に分割する映像分割手段と
を具えることを特徴とするものである。
To this end, the present invention provides a right-eye image display means for displaying a right-eye image, and a right-eye image projecting the right-eye image on the right eyeball of an observer. A right-eye image projecting unit including a projection optical system, a left-eye image displaying unit that displays a left-eye image having a parallax with respect to the right-eye image, and the left-eye image on the left side of the observer. A head-mounted type that includes a left-eye image projecting unit that is formed by a projection optical system for the left eye that projects onto the eyeball, and that forms an enlarged projection image of the left-eye image on the front of the observer's face. In the stereoscopic image display device, the right-eye image projection means and the left-eye image projection means each adjust a depth so as to display images having a plurality of different depths in front of the observer's face, respectively. Depth adjusting means and an image having the plurality of different depths It is characterized in that it comprises a video dividing means for dividing every depth an image displayed on the right and left eye image display means at the time of formation.

【0008】[0008]

【作用】本発明によれば、映像分割手段が、前記観察者
の顔面前方に複数の異なる奥行きを有する像の形成時に
前記左右眼用映像表示手段に表示される映像を奥行き毎
に分割し、奥行き調整手段が複数の異なる奥行きを有す
る像を各々奥行き毎に表示させるために奥行きを調整す
るから、観察者が遠距離に表示される物体を観察する場
合であっても、近距離に表示される物体を観察する場合
であっても、表示すべき物体の表示される位置と、その
ときの眼球の合焦位置が一致することになり、違和感が
解消される。
According to the present invention, the image division means divides the image displayed on the left and right eye image display means for each depth when an image having a plurality of different depths is formed in front of the observer's face, Since the depth adjusting means adjusts the depth in order to display a plurality of images having different depths for each depth, even when an observer observes an object displayed at a long distance, it is displayed at a short distance. Even when observing an object that is to be displayed, the displayed position of the object to be displayed and the in-focus position of the eyeball at that time coincide with each other, and the discomfort is eliminated.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図1は本発明の頭部装着型立体映像表示装置
の第1実施例の構成を示すシステム図である。図1にお
いては、右眼用映像を表示する右眼用映像表示手段を3
枚のLCD(LCD1R,LCD2R,LCD3R)に
より構成し、同様に、左眼用映像を表示する左眼用映像
表示手段を3枚のLCD(LCD1L,LCD2L,L
CD3L)により構成し、各LCDの眼球に対する光路
長を夫々異ならせている。また、これら左右夫々3枚の
LCDからの映像を観察者の左右眼球において同時に観
察し得るようにするため、右眼用投影光学系をプリズム
4Rおよび接眼レンズ5Rにより構成するとともに、左
眼用映像投影光学系をプリズム4Lおよび接眼レンズ5
Lにより構成し、右眼用映像を前記観察者の右眼球6R
に投影するとともに、右眼用映像に対し視差を有する左
眼用映像を前記観察者の左眼球に投影するようにしてお
り、それにより観察者の顔面前方に、左右眼用映像を拡
大投影した像が形成される。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a system diagram showing the configuration of a first embodiment of a head-mounted stereoscopic image display device of the present invention. In FIG. 1, three right-eye image display means for displaying a right-eye image are provided.
The left-eye image display means for displaying the left-eye image is composed of three LCDs (LCD1L, LCD2L, L).
CD3L), and each LCD has a different optical path length with respect to the eyeball. Also, in order to allow the left and right eyes of the observer to simultaneously view the images from the three LCDs on the left and right, the projection optical system for the right eye is configured by the prism 4R and the eyepiece 5R, and the image for the left eye is formed. The projection optical system includes a prism 4L and an eyepiece lens 5.
L for the right eye image of the observer's right eye 6R
The image for the left eye having a parallax with respect to the image for the right eye is projected on the left eyeball of the observer while projecting to the front face of the observer, whereby the image for the left and right eyes is enlarged and projected. An image is formed.

【0010】次に、この第1実施例の頭部装着型立体映
像表示装置による物体の見え方について、眼球に対する
光路長を異ならせた3枚のLCDの光軸を揃えて表わし
た図2によって説明する。なお、この第1実施例では3
枚のLCDの位置をずらすことにより光路長を異なせて
いるが、図2には記入を省略したプリズム4R,4Lを
構成する各プリズムに異なる曲率を持たせることにより
光路長を異ならせてもよい。図2において、LCD3R
およびLCD3LのA点に表示された物体は観察者の顔
面前方の平面H2上のD点に見え、LCD2RおよびL
CD2LのB点に表示された物体は平面H1上のC点に
見える。このとき、LCD1RおよびLCD1Lに表示
された物体の像は無限遠に形成され、LCD2Rおよび
LCD2Lに表示された物体の像は平面H1上に形成さ
れ、LCD3RおよびLCD3Lに表示された物体の像
は平面H2上に形成される。
Next, with respect to the appearance of an object by the head-mounted stereoscopic image display apparatus of the first embodiment, referring to FIG. 2 in which the optical axes of three LCDs having different optical path lengths with respect to the eyes are aligned. explain. In the first embodiment, 3
Although the optical path lengths are made different by shifting the positions of the LCDs, even if the optical path lengths are made different by making the prisms constituting the prisms 4R and 4L not shown in FIG. 2 have different curvatures. Good. In FIG. 2, LCD3R
And the object displayed at the point A on the LCD 3L appears at the point D on the plane H2 in front of the observer's face, and the objects LCD2R and L
The object displayed at the point B of CD2L appears at the point C on the plane H1. At this time, the image of the object displayed on LCD1R and LCD1L is formed at infinity, the image of the object displayed on LCD2R and LCD2L is formed on plane H1, and the image of the object displayed on LCD3R and LCD3L is formed on the plane. It is formed on H2.

【0011】このとき、平面H2の近傍に見えるように
すべき物体はLCD3RおよびLCD3Lに表示し、平
面H1の近傍に見えるようにすべき物体はLCD2Rお
よびLCD2Lに表示し、平面H1よりも遠方に見える
ようにすべき物体はLCD1RおよびLCD1Lに表示
することにより、両眼視差によって観察者が感じる物体
の奥行き方向の位置と、眼球の焦点変化によって観察者
が感じる物体の奥行き方向の位置とを合わせることがで
き、観察者は違和感を感じない。
At this time, the objects to be seen near the plane H2 are displayed on the LCDs 3R and LCD3L, and the objects to be seen near the plane H1 are displayed on the LCDs 2R and LCD2L so that they are farther than the plane H1. By displaying the objects to be seen on the LCD 1R and the LCD 1L, the position in the depth direction of the object that the observer feels due to the binocular parallax and the position in the depth direction of the object that the observer feels due to the focus change of the eyeball are matched. It is possible and the observer does not feel uncomfortable.

【0012】次に、上述したように左右眼球の夫々に3
枚のLCD上に表示した異なる映像を投影して立体映像
観察を行うための制御系を、図3に示すLCDのコント
ローラのブロック図により説明する。図3に示すコント
ローラ11には、立体映像観察を行うための各信号を含
む立体映像用複合映像信号が入力される。この立体映像
用複合映像信号は、右眼用映像信号、左眼用映像信号、
同期信号、位置情報信号より成り、例えば奇数フィール
ドを右眼用映像信号とし、偶数フィールドを左眼用映像
信号とするように構成されており、例えばビデオカメラ
から供給される。
Next, as described above, the left eyeball and the right eyeball respectively receive 3
A control system for projecting different images displayed on one LCD to observe a stereoscopic image will be described with reference to the block diagram of the LCD controller shown in FIG. The controller 11 shown in FIG. 3 is input with a stereoscopic video composite video signal including each signal for performing stereoscopic video observation. This stereoscopic composite video signal is a right-eye video signal, a left-eye video signal,
It is composed of a synchronization signal and a position information signal, and is configured such that, for example, an odd field is a right-eye video signal and an even field is a left-eye video signal, and is supplied from, for example, a video camera.

【0013】図3において、まず、上記立体映像用複合
映像信号を同期信号分離回路12に入力する。同期信号
分離回路12は、同期信号のみを分離してLCD駆動回
路13R,13Lを介して各LCDに入力し、残りの信
号を位置情報検出回路14に入力する。位置情報検出回
路14は、位置情報信号のみを取り出して信号分配回路
15R,15Lに入力し、残りの信号を左右映像分離回
路16に入力する。なお、上記位置情報信号は水平帰線
期間または水平帰線期間に写っている物体の奥行き方向
の位置情報を表わすものであり、上記位置情報信号とし
てはビデオカメラからのフォーカス信号を使用すること
ができる。
In FIG. 3, first, the composite video signal for stereoscopic video is input to the sync signal separation circuit 12. The sync signal separation circuit 12 separates only the sync signal and inputs it to each LCD via the LCD drive circuits 13R and 13L, and inputs the remaining signals to the position information detection circuit 14. The position information detection circuit 14 extracts only the position information signal and inputs it to the signal distribution circuits 15R and 15L, and inputs the remaining signals to the left and right video separation circuit 16. The position information signal represents the position information in the horizontal direction of the horizontal blanking period or the position of the object in the horizontal blanking period in the depth direction. As the position information signal, a focus signal from a video camera may be used. it can.

【0014】左右映像分離回路16は、残りの信号を右
眼用映像信号および左眼用映像信号に分離して、信号処
理回路17R,17Lに夫々入力する。信号処理回路1
7R,17Lは、入力された右眼用映像信号および左眼
用映像信号をLCD用の信号に処理して信号分配回路1
5R,15Lに入力し、信号分配回路15R,15L
は、LCD用に処理された右眼用映像信号および左眼用
映像信号を、前記位置情報信号に従って、対応するLC
Dに振り分ける。この映像表示方法により、映像の表示
位置を奥行き方向に異ならせることができ、観察者が両
眼視差によって物体が存在すると感じる位置と、そのと
きの眼球の焦点位置とが一致する。
The left and right video separation circuit 16 separates the remaining signals into a right-eye video signal and a left-eye video signal and inputs them to the signal processing circuits 17R and 17L, respectively. Signal processing circuit 1
The signals 7R and 17L process the input right-eye video signal and left-eye video signal into a signal for LCD, and perform signal distribution circuit 1
Input to 5R and 15L, and signal distribution circuits 15R and 15L
Is a corresponding LC for the right-eye video signal and the left-eye video signal processed for the LCD according to the position information signal.
Distribute to D. With this image display method, it is possible to make the display position of the image different in the depth direction, and the position where the observer feels that an object exists due to binocular parallax matches the focal position of the eyeball at that time.

【0015】ところで、上記において、単にフォーカス
信号を位置情報として用いると1つの画面につき1つの
位置情報しか得られず、LCDを3枚設けた構成を十分
に活用することができないので、1つの画面を複数の画
面に分割して、各分割画面毎にフォーカス信号を得られ
るようにしておく。これにより、1つの画面の各分割画
面毎に奥行きを変えて物体を表示し得るようになる。そ
の場合、映像の分割方法としては、コンピュータグラフ
ィックの場合には異なる奥行き毎に対応する映像を振り
分ける方法を、ビデオカメラ撮影による映像の場合はそ
夫々の奥行きで合焦精度の高い像を奥行き毎に振り分け
たり、撮影した映像を複数に分割して夫々の像を適合す
る奥行きに対応させて振り分ける方法を用いることがで
きる。
By the way, in the above description, if the focus signal is simply used as the position information, only one position information can be obtained for one screen, and the configuration provided with three LCDs cannot be fully utilized. Is divided into a plurality of screens so that a focus signal can be obtained for each divided screen. As a result, it is possible to display the object by changing the depth for each divided screen of one screen. In that case, as a method of dividing the image, in the case of computer graphics, a method of allocating images corresponding to different depths is used, and in the case of images taken by a video camera, an image with high focusing accuracy is obtained for each depth. It is also possible to use a method in which the captured image is divided into a plurality of images and the respective images are distributed corresponding to the appropriate depth.

【0016】図4は本発明の頭部装着型立体映像表示装
置の第2実施例の構成を示すシステム図である。図4に
おいては、右眼用映像を表示する右眼用映像表示手段を
LCD21Rにより構成し、左眼用映像を表示する左眼
用映像表示手段をLCD21Lにより構成し、LCD2
1R,LCD21Lの眼球に対する光路長を夫々、モー
タ22R,22Lによって奥行き方向に変更し得るよう
に構成している。また、LCD21Rからの右眼用映像
を観察者の右眼球24Rに導く右眼用投影光学系を接眼
レンズ23Rにより構成するとともに、右眼用映像に対
し視差を有するLCD23Lからの左眼用映像を前記観
察者の左眼球24Lに導く左眼用投影光学系を接眼レン
ズ23Lにより構成しており、それにより観察者の顔面
前方に、左右眼用映像を拡大投影した像が形成される。
FIG. 4 is a system diagram showing the configuration of the second embodiment of the head-mounted stereoscopic image display device of the present invention. In FIG. 4, the right eye image display means for displaying the right eye image is constituted by the LCD 21R, and the left eye image display means for displaying the left eye image is constituted by the LCD 21L.
The optical path lengths of the 1R and LCD 21L with respect to the eyeballs can be changed in the depth direction by the motors 22R and 22L, respectively. Further, the right-eye projection optical system for guiding the right-eye image from the LCD 21R to the right eye 24R of the observer is configured by the eyepiece lens 23R, and the left-eye image from the LCD 23L having a parallax with respect to the right-eye image is formed. The projection optical system for the left eye which leads to the left eyeball 24L of the observer is constituted by the eyepiece lens 23L, whereby an image in which the left and right eye images are enlarged and projected is formed in front of the observer's face.

【0017】次に、この第2実施例の頭部装着型立体映
像表示装置による物体の見え方について図4によって説
明する。図4において、LCD21RおよびLCD21
LのA点に表示された物体は、両眼視差によって観察者
の顔面前方のD点に見え、LCD21RおよびLCD2
1LのB点に表示された物体は平面H3上のC点に見え
る。このとき、LCD21RおよびLCD21Lを図示
点線の位置に移動すると、眼球の焦点位置も平面H3に
なるので、観察者は違和感を感じない。
Next, how an object is viewed by the head-mounted stereoscopic image display apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 4, LCD21R and LCD21
The object displayed at the point A of L appears at the point D in front of the observer's face due to the binocular parallax, and is displayed on the LCD 21R and LCD 2
The object displayed at the 1L point B appears at the point C on the plane H3. At this time, if the LCD 21R and the LCD 21L are moved to the positions indicated by the dotted lines in the figure, the focus position of the eyeballs also becomes the plane H3, and the observer does not feel uncomfortable.

【0018】すなわち、平面H3よりも遠方に見えるよ
うにすべき物体(例えばLCD21RおよびLCD21
LのE点に表示する物体)を表示するときはLCD21
RおよびLCD21Lを図示実線の位置に移動し、平面
H3上に見えるようにすべき物体を表示するときはLC
D21RおよびLCD21Lを図示点線の位置に移動
し、平面H3よりも手前に見えるようにすべき物体(例
えばLCD21RおよびLCD21LのA点に表示する
物体)を表示するときはLCD21RおよびLCD21
Lを図示点線の位置よりもさらに手前に移動する。これ
により、両眼視差によって観察者が感じる物体の奥行き
方向の位置と、眼球の焦点変化によって観察者が感じる
物体の奥行き方向の位置とを合わせることができ、観察
者は違和感を感じない。
That is, an object (for example, LCD 21R and LCD 21) that should be seen farther than the plane H3.
When displaying the object displayed at the point E of L), the LCD 21
LC when moving the R and LCD 21L to the position indicated by the solid line in the figure and displaying an object to be seen on the plane H3
When the D21R and the LCD 21L are moved to the positions indicated by the dotted lines in the figure, and an object to be seen in front of the plane H3 (for example, an object displayed at the point A of the LCD 21R and the LCD 21L) is displayed, the LCD 21R and the LCD 21 are displayed.
L is moved to the position further than the position indicated by the dotted line in the figure. Accordingly, the position in the depth direction of the object that the observer feels due to the binocular parallax and the position in the depth direction of the object that the observer feels due to the focus change of the eyeball can be matched, and the observer does not feel discomfort.

【0019】次に、上述したように左右眼球の夫々に異
なる映像を投影して立体映像観察を行うための制御系
を、図5に示すLCDのコントローラのブロック図によ
り説明する。図5に示すコントローラ31には、立体映
像観察を行うための各信号を含む立体映像用複合映像信
号が入力される。この立体映像用複合映像信号は、右眼
用映像信号、左眼用映像信号、同期信号、位置情報信号
より成り、例えば奇数フィールドを右眼用映像信号と
し、偶数フィールドを左眼用映像信号とするように構成
されており、例えばビデオカメラから供給される。
Next, a control system for projecting different images on the right and left eyes as described above to observe a stereoscopic image will be described with reference to the block diagram of the LCD controller shown in FIG. To the controller 31 shown in FIG. 5, a stereoscopic video composite video signal including each signal for performing stereoscopic video observation is input. This stereoscopic composite video signal is composed of a right-eye video signal, a left-eye video signal, a synchronization signal, and a position information signal. For example, an odd field is a right-eye video signal and an even field is a left-eye video signal. And is supplied from, for example, a video camera.

【0020】図5において、まず、上記立体映像用複合
映像信号を同期信号分離回路32に入力する。同期信号
分離回路32は、同期信号のみを分離して左右のLCD
駆動回路33R,33Lを介してLCD21R,21L
に夫々入力し、残りの信号を位置情報検出回路34に入
力する。位置情報検出回路34は、位置情報信号のみを
取り出して左右のモータコントローラ35R,35Lを
介してモータ22R,22Lに入力し、残りの信号を左
右映像分離回路36に入力する。なお、上記位置情報信
号は水平帰線期間または水平帰線期間に写っている物体
の奥行き方向の位置情報を表わすものであり、上記位置
情報信号としては、第1実施例と同様に画面を複数の部
分に分割したときの各分割画面毎のフォーカス信号を使
用しているが、画像処理技術を用いて表示すべき物体の
奥行き方向の位置関係から位置情報信号を生成するよう
にしてもよい。
In FIG. 5, first, the stereoscopic video composite video signal is input to the sync signal separation circuit 32. The sync signal separation circuit 32 separates only the sync signal to separate the left and right LCDs.
LCD 21R, 21L through the drive circuit 33R, 33L
To the position information detection circuit 34. The position information detection circuit 34 extracts only the position information signal and inputs it to the motors 22R and 22L via the left and right motor controllers 35R and 35L, and inputs the remaining signals to the left and right video separation circuit 36. The position information signal represents the position information in the horizontal direction of the horizontal blanking period or the position of the object in the horizontal blanking period in the depth direction. As the position information signal, a plurality of screens are used as in the first embodiment. Although the focus signal for each of the divided screens when the image is divided into the portions is used, the position information signal may be generated from the positional relationship in the depth direction of the object to be displayed by using an image processing technique.

【0021】左右映像分離回路36は、残りの信号を右
眼用映像信号および左眼用映像信号に分離して、信号処
理回路37R,37Lに夫々入力する。信号処理回路3
7R,37Lは、入力された右眼用映像信号および左眼
用映像信号をLCD用の信号に処理してからLCD21
R,21Lに入力する。これにより、モータ22R,2
2Lは、LCD21R,21L上に右眼用映像信号およ
び左眼用映像信号によって表示すべき物体に同期して駆
動され、LCD21R,21Lの奥行き方向の位置を変
更する。この映像表示方法により、映像の表示位置を表
示すべき物体の奥行き方向の位置に応じて変更すること
ができ、観察者が両眼視差によって物体が存在すると感
じる位置と、そのときの眼球の焦点位置とが一致する。
The left / right video separation circuit 36 separates the remaining signals into a right-eye video signal and a left-eye video signal and inputs them to the signal processing circuits 37R and 37L, respectively. Signal processing circuit 3
7R and 37L process the input right-eye video signal and left-eye video signal into an LCD signal and then display the LCD 21.
Input to R and 21L. Thereby, the motors 22R, 2
The 2L is driven in synchronization with the object to be displayed on the LCD 21R, 21L by the right-eye image signal and the left-eye image signal, and changes the position of the LCD 21R, 21L in the depth direction. By this image display method, the display position of the image can be changed according to the position in the depth direction of the object to be displayed, the position where the observer feels that the object exists due to binocular parallax, and the focus of the eyeball at that time. The position matches.

【0022】ところで、上記図5のブロック図において
は表示すべき物体の奥行き方向の位置に応じてLCD2
1R,21Lを奥行き方向に移動してその上に直接、右
眼用映像および左眼用映像を表示するようにしている
が、図6に示すように、入力された右眼用映像信号およ
び左眼用映像信号をメモリ38R,38Lに一旦記憶し
ておき、モータ22R,22Lがモータコントローラ3
5からの指令によって単に往復運動のみを行うように構
成してもよい。この場合、上記位置情報信号を入力され
た左右のアドレスデコーダ39R,39Lから指令され
た奥行き方向の表示位置に基づいて、右眼用映像信号お
よび左眼用映像信号の中から当該表示位置に対応するア
ドレスに格納されたデータのみをメモリメモリ38R,
38Lから読み出すようにすることができる。
By the way, in the block diagram of FIG. 5, the LCD 2 is arranged according to the position of the object to be displayed in the depth direction.
Although 1R and 21L are moved in the depth direction to display the right-eye image and the left-eye image directly on them, as shown in FIG. 6, the input right-eye image signal and the left-eye image signal are input. The video signals for the eyes are once stored in the memories 38R and 38L, and the motors 22R and 22L are operated by the motor controller 3
It may be configured such that only a reciprocating motion is performed in response to a command from 5. In this case, based on the display position in the depth direction instructed from the left and right address decoders 39R and 39L to which the position information signal is input, the display position is selected from the right-eye video signal and the left-eye video signal. Only the data stored in the address
It is possible to read from 38L.

【0023】なお、上記第1および第2実施例では、左
右眼球に対する3枚のLCDの光路長を異ならせたり、
左右LCDの奥行き方向の位置を左右眼球に対し移動さ
せることにより表示すべき物体の奥行き方向の位置調整
を行っているが、これに限定されるものではなく、例え
ば投影光学系を左右眼球に対し奥行き方向に移動可能に
構成したり、奥行き方向の位置調整用に、屈折率を変化
させ得る液晶光学系を用いてその印加電圧等を調整する
ことにより屈折率を電気的に変化させて奥行き調整を行
うようにしてもよい。また、上記第2実施例において、
LCDの位置調整用のモータに代えて光路長調整用の液
晶光学系を設け、その液晶光学系の画面を複数の画面に
分割し、その液晶光学系に上記位置情報信号を入力する
ことにより、各分割画面毎に表示すべき物体の奥行き方
向の位置に応じて屈折率を調整するようにしてもよい。
In the first and second embodiments, the optical path lengths of the three LCDs with respect to the left and right eyes are made different,
The position of the object to be displayed in the depth direction is adjusted by moving the position of the left and right LCDs in the depth direction with respect to the left and right eyes. However, the present invention is not limited to this. It is configured to be movable in the depth direction, or for position adjustment in the depth direction, the liquid crystal optical system that can change the refractive index is used to adjust the applied voltage etc. to electrically change the refractive index and adjust the depth. May be performed. In addition, in the second embodiment,
By providing a liquid crystal optical system for optical path length adjustment in place of the LCD position adjusting motor, dividing the screen of the liquid crystal optical system into a plurality of screens, and inputting the position information signal to the liquid crystal optical system, The refractive index may be adjusted according to the position in the depth direction of the object to be displayed for each divided screen.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、観
察者の左右の眼球に異なる映像を表示して立体映像を観
察する際には、映像分割手段が、前記観察者の顔面前方
に複数の異なる奥行きを有する像の形成時に前記左右眼
用映像表示手段に表示される映像を奥行き毎に分割し、
奥行き調整手段が複数の異なる奥行きを有する像を各々
奥行き毎に表示させるために奥行きを調整するから、観
察者が遠距離に表示される物体を観察する場合であって
も、近距離に表示される物体を観察する場合であって
も、表示すべき物体の表示される位置と、そのときの眼
球の合焦位置が一致することになり、違和感が解消され
る。
As described above, according to the present invention, when a different image is displayed on the left and right eyes of an observer to observe a stereoscopic image, the image dividing means moves the image forward of the observer's face. When the images having a plurality of different depths are formed, the image displayed on the left and right eye image display means is divided for each depth,
Since the depth adjusting means adjusts the depth in order to display a plurality of images having different depths for each depth, even when an observer observes an object displayed at a long distance, it is displayed at a short distance. Even when observing an object that is to be displayed, the displayed position of the object to be displayed and the in-focus position of the eyeball at that time coincide with each other, and the discomfort is eliminated.

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

【図1】本発明の頭部装着型立体映像表示装置の第1実
施例の構成を示すシステム図である。
FIG. 1 is a system diagram showing the configuration of a first embodiment of a head-mounted stereoscopic image display device of the present invention.

【図2】第1実施例の頭部装着型立体映像表示装置によ
る物体の見え方について、眼球に対する光路長を異なら
せた3枚のLCDの光軸を揃えて表わした図である。
FIG. 2 is a diagram showing how the object is viewed by the head-mounted stereoscopic image display device of the first embodiment, with the optical axes of three LCDs having different optical path lengths with respect to the eyeball aligned.

【図3】第1実施例の頭部装着型立体映像表示装置のL
CDのコントローラのブロック図である。
FIG. 3 is an L of the head-mounted stereoscopic image display device according to the first embodiment.
It is a block diagram of a controller of CD.

【図4】本発明の頭部装着型立体映像表示装置の第2実
施例の構成を示すシステム図である。
FIG. 4 is a system diagram showing the configuration of a second embodiment of the head-mounted stereoscopic image display device of the present invention.

【図5】第2実施例の頭部装着型立体映像表示装置のL
CDのコントローラのブロック図である。
FIG. 5 is an L of the head-mounted type stereoscopic image display device according to the second embodiment.
It is a block diagram of a controller of CD.

【図6】第1実施例の頭部装着型立体映像表示装置のL
CDのコントローラの他の例のブロック図である。
FIG. 6 is an L of the head-mounted stereoscopic image display device according to the first embodiment.
It is a block diagram of other examples of a controller of CD.

【図7】従来技術を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1R,2R,3R LCD(右眼用映像表示手段、奥行
き調整手段) ,1L,2L,3L LCD(左眼用映像表示手段、奥
行き調整手段) 4R,4L プリズム(投影光学系) 5R,5L 接眼レンズ(投影光学系) 6R,6L 観察者の左右眼球
1R, 2R, 3R LCD (right eye image display means, depth adjustment means), 1L, 2L, 3L LCD (left eye image display means, depth adjustment means) 4R, 4L Prism (projection optical system) 5R, 5L Eyepiece Lens (projection optical system) 6R, 6L Left and right eyes of observer

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 右眼用映像を表示する右眼用映像表示手
段と、前記右眼用映像を観察者の右眼球に投影する右眼
用投影光学系とから成る右眼用映像投影手段と、前記右
眼用映像に対し視差を有する左眼用映像を表示する左眼
用映像表示手段と、前記左眼用映像を前記観察者の左眼
球に投影する左眼用投影光学系とから成る左眼用映像投
影手段とを具え、前記観察者の顔面前方に前記左右眼用
映像の拡大投影像が形成されるようにした頭部装着型立
体映像表示装置において、 前記右眼用映像投影手段および左眼用映像投影手段は夫
々、前記観察者の顔面前方に複数の異なる奥行きを有す
る像を各々奥行き毎に表示させるために奥行きを調整す
る奥行き調整手段と、前記複数の異なる奥行きを有する
像の形成時に前記左右眼用映像表示手段に表示される映
像を奥行き毎に分割する映像分割手段とを具えることを
特徴とする、頭部装着型立体映像表示装置。
1. A right-eye image projection means comprising a right-eye image display means for displaying a right-eye image and a right-eye projection optical system for projecting the right-eye image on the right eyeball of an observer. A left-eye image display means for displaying a left-eye image having a parallax with respect to the right-eye image, and a left-eye projection optical system for projecting the left-eye image on the left eyeball of the observer. A head-mounted stereoscopic image display device, comprising: a left-eye image projection means, wherein an enlarged projection image of the left-eye images is formed in front of the observer's face, wherein the right-eye image projection means The image projection means for the left eye and the image projection means for the left eye respectively adjust the depth so as to display a plurality of images having different depths in front of the observer's face, and an image having the different depths. Displayed on the left and right eye image display means when forming Characterized in that it comprises a video dividing means for dividing each depth image to be head mounted stereoscopic video display device.
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