JPH08160354A - Stereoscopic image display device - Google Patents

Stereoscopic image display device

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JPH08160354A
JPH08160354A JP6299864A JP29986494A JPH08160354A JP H08160354 A JPH08160354 A JP H08160354A JP 6299864 A JP6299864 A JP 6299864A JP 29986494 A JP29986494 A JP 29986494A JP H08160354 A JPH08160354 A JP H08160354A
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image
observer
image display
display device
polarization
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Tomohiko Hattori
知彦 服部
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Terumo Corp
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Abstract

PURPOSE: To obtain a stereoscopic image display device by a time parallel and space division stereoscopic image display which can be observed by many people at the same time and capable of attaining the miniaturization of the device without necessitating special spepctacles. CONSTITUTION: A Fresnel convex lens 2 is arranged so as to output a stereoscoplc image, and behind the lens 2, a monochromatic liquid crystal television 3 with no analyzer is arranged at, or, near a position where an observer's face image is substantially formed, a television camera 6 is arranged near the Fresnel convex lens 2 so as to input the observer's face image, besides, a color liquid crystal panel 1 capable of displaying the stereoscopic image to be observed by the observer in space division manner is installed between the observer and the Fresnel convex lens 2.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は眼鏡等を使用する必要が
ない立体画像表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stereoscopic image display device which does not require the use of glasses or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、眼鏡を使用する必要がない多人数
同時観察可能なステレオ画像表示装置として、本発明者
は既に特開平6-225344号に提案している。この装置は、
ステレオ画像の複数の観察者による同時観察を可能とす
べく、一対のステレオ画像を時分割で表示可能なカラー
液晶板と、その画像を左右の眼に正しく選択的に送るこ
とが可能となる大型凸レンズと、観察者の像を表示可能
な白黒テレビからなるバックライト装置で構成された時
分割ヘッドトラッキング式立体テレビであり、一対のス
テレオ画像を眼鏡無しで多人数同時観察が可能である。
しかしながらこの装置は時分割方式であるため、必然的
に画像のちらつきが生じる点が好ましく無く、またこれ
をちらつきの無い時間並行方式にするにはハーフミラー
等を用いたり、液晶プロジェクタ等を用いなければなら
ず、時分割方式に比べ装置が大きくなる欠点を有してい
た。
2. Description of the Related Art Conventionally, the present inventor has already proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-225344 as a stereo image display device capable of simultaneous observation by a large number of people without using glasses. This device
A color liquid crystal panel that can display a pair of stereo images in a time-division manner and a large image that can be sent selectively to the left and right eyes in order to enable simultaneous observation of stereo images by multiple observers. A time-division head-tracking stereoscopic television composed of a convex lens and a backlight device composed of a black and white television capable of displaying an image of an observer, and enables a large number of people to simultaneously observe a pair of stereo images without glasses.
However, since this device is a time-division system, it is not desirable that image flicker inevitably occurs. To make this a time-parallel system without flicker, a half mirror or a liquid crystal projector must be used. However, it has a drawback that the device becomes larger than the time-sharing method.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の点に鑑
み為されたものであり、特殊な眼鏡無しでステレオ立体
画像表示を時間並行で行う小型の立体映像表示装置を提
供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide a small stereoscopic image display device for performing stereoscopic stereoscopic image display in parallel in time without special glasses. It is what

【0004】[0004]

【課題を解決する手段】上記の課題は、以下の(1)に
よって達成され、更に(2)〜(8)であることが好ま
しい。
The above-mentioned object is achieved by the following (1), and preferably (2) to (8).

【0005】(1) ステレオ画像を表示するための光
透過性を有する空間変調素子と、前記空間変調素子を裏
面より照明するためのバックライト装置と、前記バック
ライト装置の照明光を観察者の左右の眼にそれぞれ分配
するための光学素子とを有し、前記空間変調素子は前記
ステレオ画像それぞれを異なる偏光透過性を有するよう
に同一画面上に表示し、かつ前記バックライト装置が偏
光発生領域可変であり、少なくとも前記ステレオ画像の
それぞれの偏光透過性と等しい偏光軸を有する2つの偏
光照明光を発するものであることを特徴とする立体画像
表示装置。
(1) A light-transmitting spatial modulation element for displaying a stereo image, a backlight device for illuminating the spatial modulation element from the back surface, and illumination light of the backlight device for an observer. An optical element for distributing to each of the left and right eyes, the spatial modulation element displays each of the stereo images on the same screen so as to have different polarization transparency, and the backlight device has a polarization generation region. A stereoscopic image display device, which is variable and emits two polarized illumination lights having a polarization axis that is at least equal to the polarization transparency of each of the stereo images.

【0006】(2) 前記光学素子が凸レンズ、フレネ
ル凸レンズ、ホログラフィック凸レンズ、回折格子レン
ズ、モノフォックレンズもしくは凹面鏡のいずれかであ
る(1)記載の立体画像表示装置。
(2) The stereoscopic image display device according to (1), wherein the optical element is any one of a convex lens, a Fresnel convex lens, a holographic convex lens, a diffraction grating lens, a monofoc lens or a concave mirror.

【0007】(3) 前記空間変調素子がカラー液晶画
像表示板であり、前記ステレオ画像の内、右眼用画像ま
たは左眼用画像表示部分が前記空間変調素子の各ピクセ
ルにおよそ均等に分配され、そのどちらか一方の表示部
分の前記照明光の入力面もしくは前記ステレオ画像出力
面に、偏光方位角回転部材を配設または張り付けること
を特徴とする(1)ないし(2)記載の立体画像表示装
置。
(3) The spatial modulation element is a color liquid crystal image display plate, and the right eye image or the left eye image display portion of the stereo image is substantially evenly distributed to each pixel of the spatial modulation element. The stereoscopic image according to (1) or (2), characterized in that a polarization azimuth rotation member is arranged or attached to the illumination light input surface or the stereo image output surface of either one of the display portions. Display device.

【0008】(4) 観察者側の映像を連続的に撮影可
能なテレビカメラを更に有することを特徴とする(1)
ないし(3)記載の立体画像表示装置。
(4) It is further characterized by further comprising a television camera capable of continuously photographing an image on the observer side (1)
(3) The stereoscopic image display device described in (3).

【0009】(5) 前記バックライト装置の右目用偏
光発生領域および左目用偏光発生領域は、前記テレビカ
メラによって撮影された観察者の顔画像に基づいて決め
られることを特徴とする(4)記載の立体画像表示装
置。
(5) The polarized light generation region for the right eye and the polarized light generation region for the left eye of the backlight device are determined based on a face image of an observer photographed by the television camera (4). Stereoscopic image display device.

【0010】(6) 前記バックライト装置に前記観察
者側の顔画像を入力する際、観察者の顔面の2値化像を
入力すべく、前記テレビカメラより得られた観察者像を
画像変調または画像処理することを特徴とする(4)な
いし(5)記載の立体画像表示装置。
(6) When inputting the face image on the side of the observer to the backlight device, the observer image obtained from the television camera is image-modulated so as to input a binarized image of the face of the observer. Alternatively, the stereoscopic image display device according to (4) to (5) is characterized by performing image processing.

【0011】(7) 前記バックライト装置と観察者と
の間にミラーまたはハーフミラーを設置し、前記テレビ
カメラを前記ミラーまたはハーフミラーによって分割さ
れた光軸方向に設置したことを特徴とする(4)ないし
(6)記載の立体画像表示装置。
(7) A mirror or a half mirror is installed between the backlight device and an observer, and the television camera is installed in an optical axis direction divided by the mirror or the half mirror ( 4) thru | or the stereoscopic image display apparatus of (6) description.

【0012】(8) 前記光学素子によるバックライト
照明光を、自動焦点技術を用いて結像させることを特徴
とする(1)ないし(7)記載の立体画像表示装置。
(8) The stereoscopic image display device according to any one of (1) to (7), wherein the backlight illumination light from the optical element is formed into an image by using an autofocus technique.

【0013】[0013]

【作用】本発明は、前記の構成により、時間並行で空間
分割的に液晶等の空間変調素子に異なる偏光特性を有す
るように表示されたステレオ画像の各々に対してバック
ライトとして働くよう、該光学素子の背後に予め配設さ
れた偏光発生領域可変のバックライト装置を右目用偏光
発生領域と左目用偏光発生領域とが前記ステレオ画像の
偏光特性のそれぞれに等しい少なくとも2つの偏光照明
光を発生するよう駆動させることにより、時間並行で各
々のステレオ画像が左右の眼に分配される。
According to the present invention, with the above-described structure, the spatial modulation elements such as liquid crystal are spatially divided in parallel in time so as to act as a backlight for each stereo image displayed so as to have different polarization characteristics. A backlight device having a variable polarization generation region, which is previously arranged behind the optical element, generates at least two polarized illumination lights in which the polarization generation region for the right eye and the polarization generation region for the left eye have respective polarization characteristics of the stereo image. By driving so that each stereo image is distributed to the left and right eyes in parallel in time.

【0014】尚本発明において、ステレオ画像とは、右
目用と左目用の画像の対のことを示し、時間並行で表示
するとは、該画像の対を同時に並行表示することを示
す。
In the present invention, the stereo image means a pair of images for the right eye and the image for the left eye, and displaying in parallel in time means displaying the pair of images in parallel at the same time.

【0015】バックライト装置は、右目用偏光領域と左
目用偏光領域とに領域を分割して照明光を発する。それ
ぞれの領域は、観察者の位置にトラッキングさせること
が望ましく、その方法としては、例えば観察者自身の右
顔の半面像をテレビカメラにて撮影し、得られた右顔半
面像を右目用偏光領域として右目用ステレオ画像と共通
の偏光軸を有する照明光で発光させ、残りの領域(該右
顔半面像の周囲領域)を左目用偏光領域として左目用ス
テレオ画像と共通の偏光軸を有する照明光で発光させれ
ば良い。
The backlight device emits illumination light by dividing the area into a polarization area for the right eye and a polarization area for the left eye. It is desirable to track each area to the position of the observer.For example, a half-face image of the right face of the observer is photographed by a television camera, and the obtained right-face half face image is polarized for the right eye. Illumination light having the same polarization axis as the right-eye stereo image is emitted as an area, and the remaining area (the peripheral area of the right face half-face image) is used as the left-eye polarization area and having the same polarization axis as the left-eye stereo image. It can be made to emit light.

【0016】また、前記右目用の偏光と左目用の偏光特
性は互いに直交することが望ましいが、異なるものであ
ればこれに特に限定されるものではない。
Further, it is desirable that the polarization characteristics for the right eye and the polarization characteristics for the left eye are orthogonal to each other, but there is no particular limitation as long as they are different.

【0017】[0017]

【実施例】図1は本発明の実施例1の立体画像表示装置
の構成を示す透視図である。図1において、1はステレ
オ画像のそれぞれを互いに直交する偏光透過特性を有す
るように時間並行で同一画面上に表示させる空間変調素
子として、透過型のカラー液晶板、2はカラー液晶板1
の裏面に位置する光学素子として、焦点距離150mm
のフレネル凸レンズ、3はバックライト装置として白黒
液晶テレビであり、フレネル凸レンズ2の焦点距離より
も遠い、フレネル凸レンズ2より160mm離れた位置
に設置する。4はビデオテープレコーダ等のステレオ画
像出力装置、5はステレオ画像出力装置4から出力され
るステレオビデオ信号を処理するマトリックス回路であ
り、カラー液晶板1にステレオ画像を時間並行で同一画
面上に表示させるように出力する。6は立体画像を観察
する観察者の顔画像を撮影するための赤外線テレビカメ
ラ、7はテレビカメラ6により撮影された顔画像を画像
処理するための画像処理装置、8は観察者の右顔を照明
するための赤外線ライトであり、9はこれらのシステム
の主な部分を収納する筐体である。
Embodiment 1 FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a stereoscopic image display apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, 1 is a transmission type color liquid crystal plate, and 2 is a color liquid crystal plate 1 as a spatial modulation element for displaying stereo images on the same screen in parallel in time so as to have polarization transmission characteristics orthogonal to each other.
150mm focal length as an optical element located on the back side of
The Fresnel convex lens 3 is a black and white liquid crystal television as a backlight device, and is installed at a position farther than the focal length of the Fresnel convex lens 2 and 160 mm away from the Fresnel convex lens 2. Reference numeral 4 is a stereo image output device such as a video tape recorder, and 5 is a matrix circuit for processing a stereo video signal output from the stereo image output device 4, and a stereo image is displayed on the same screen on the color liquid crystal plate 1 in parallel in time. To output. Reference numeral 6 is an infrared television camera for capturing a face image of an observer who observes a stereoscopic image, 7 is an image processing device for performing image processing on the face image captured by the television camera 6, and 8 is a right face of the observer. An infrared light is used for illumination, and 9 is a housing that houses the main parts of these systems.

【0018】本実施例において、白黒液晶テレビ3は、
一般の液晶テレビの表面に検光子として配設される偏光
板を外したものを用いる。一般の白黒液晶テレビは、バ
ックライトとして背後から入射された通常光が水平方向
の偏光板によって偏光化された光を、表示画像の濃度が
低いほど偏光軸を垂直に回転させ、出力時に検光子(垂
直方向の偏光軸を有する偏光板)を通すことによって、
濃度の高い部分はバックライト光が通過せず、濃度の低
い部分(明るい部分)はバックライト光が通過する為、
画像を表示することが可能となる。本実施例の白黒液晶
テレビ3は、この検光子を外しているため、濃度の高い
部分も低い部分も同じ輝度で、偏光軸方向のみ異なる発
光装置として作用することとなる。ここで、白黒液晶テ
レビ3の表示する画像は、赤外線ライト8によって照ら
された観察者の右顔を赤外線テレビカメラ6で撮影した
半面像を画像処理装置7によって2値化したものを上下
反転させた鏡像であり、これによって、白黒液晶テレビ
3の表示面における観察者の右顔に相当する部分、すな
わち右目用偏光発生領域は、垂直方向の偏光軸を有する
発光表示を行い、その他の部分、すなわち左目用偏光発
生領域は、水平方向の偏光軸を有する発光表示を行うこ
ととなる。
In the present embodiment, the monochrome liquid crystal television 3 is
A general liquid crystal television without a polarizing plate provided as an analyzer is used. In a general black and white liquid crystal television, the normal light that enters from the back as a backlight is polarized by a horizontal polarizing plate, and the polarization axis is rotated vertically as the density of the displayed image decreases, and the analyzer at the time of output By passing through (a polarizing plate having a vertical polarization axis),
Backlight does not pass through high density areas, and backlight light passes through low density areas (bright areas).
It becomes possible to display an image. Since the black-and-white liquid crystal television 3 of the present embodiment does not have this analyzer, it operates as a light emitting device having the same brightness in both the high density portion and the low density portion and different in the polarization axis direction. Here, the image displayed on the black and white liquid crystal television 3 is a vertically inverted half-image obtained by binarizing the half-face image of the right face of the observer illuminated by the infrared light 8 with the infrared television camera 6 by the image processing device 7. This is a mirror image, and as a result, the portion corresponding to the right face of the observer on the display surface of the black and white liquid crystal television 3, that is, the right-eye polarization generating region performs light emission display having a polarization axis in the vertical direction, and the other portions. That is, the left-eye polarized light generation region performs light emission display having a horizontal polarization axis.

【0019】図2はこの立体映像表示装置を上面から視
認した際の光学経路を示す光路図であり、図3は白黒液
晶テレビ3の表示画面の状態を示す図である。図2およ
び図3において、白黒液晶テレビ3には観察者A,Bの
右顔の半面像Ar,Brに相当する領域が垂直方向の偏
光軸を有する光で発光し、Al,Blを含むその他の領
域は水平方向の偏光軸を有する光で発光する。この時、
観察者Aの右目には領域Arがフレネル凸レンズ2によ
って焦立し、観察者Aの左目には領域Alがフレネル凸
レンズ2によって焦立する。同様に、観察者Bの右目に
は領域Brが、左目には領域Blが焦立する。従って、
観察者A,Bの右目には垂直方向の偏光軸を有する光が
入射し、左目には水平方向の偏光軸を有する光が入射す
る事となるが、この時カラー液晶板1には、右目用ステ
レオ画像が垂直方向の偏光透過特性を有するように表示
され、左目用ステレオ画像が水平方向の偏光透過特性を
有するように表示されるため、観察者A,Bの右目には
右目用ステレオ画像が見え、左目には左目用ステレオ画
像が見え、それによって立体画像が観察されることとな
る。
FIG. 2 is an optical path diagram showing an optical path when the stereoscopic image display device is viewed from above, and FIG. 3 is a diagram showing a state of a display screen of the monochrome liquid crystal television 3. 2 and 3, the black and white liquid crystal television 3 emits light having a vertical polarization axis in the regions corresponding to the half-face images Ar and Br of the right faces of the viewers A and B, and includes Al and Bl. This region emits light having a horizontal polarization axis. This time,
The region Ar is focused by the Fresnel convex lens 2 on the right eye of the observer A, and the region Al is focused by the Fresnel convex lens 2 on the left eye of the observer A. Similarly, the region Br is focused on the right eye and the region Bl is focused on the left eye of the observer B. Therefore,
Light having a vertical polarization axis is incident on the right eyes of the viewers A and B, and light having a horizontal polarization axis is incident on the left eyes. Stereo image for the left eye is displayed so as to have a polarization transmission characteristic in the vertical direction, and a stereo image for the left eye is displayed so as to have a polarization transmission characteristic in the horizontal direction. Can be seen, and the stereo image for the left eye can be seen by the left eye, whereby the stereoscopic image can be observed.

【0020】図4は、図1に示したカラー液晶板1のバ
ックライト入射面における構造を示したもので、50は
液晶パネル表示面の裏面、50aは液晶パネル表示面5
0に表示させる一対のステレオ画像の内、右目用画像の
表示部分、50bは前記一対のステレオ画像の内、左目
用画像の表示部分であり、カラー液晶板1の水平方向の
ピクセル毎に交互に配置されている。51は液晶パネル
表示面50の裏面に装着した偏光板であり、51aは、
52aで示した向きの偏光透過特性を有する偏光部分、
51bは52bで示したような、52aとは直交した向
きの偏光透過特性を有する偏光部分であり、51aと5
1bは短冊状に交互に配置されており、偏光部分51a
が前記右目用画像の表示部分50aに位置合わせされ、
偏光部分51bを左目用画像の表示部分50bに位置合
わせすることにより、右目用画像は52aと同一の偏光
特性(垂直方向)を有して出画され、左目用画像は52
bと同一の偏光特性(水平方向)を有して出画される。
ここで、50a、50bおよび51a、51bは水平方
向のピクセル毎に交互に配置されているが、これを垂直
方向にピクセル毎に交互に配置しても同様の効果を得る
ことができる。図1におけるステレオ画像出力装置4か
ら時分割に出力されるステレオビデオ信号はマトリック
ス回路5に入力され、その際ステレオビデオ信号はイン
ターレース方式で右目用画像と左目用画像を含んでいる
ため、その右目用画像は右目用バックライト光を選択で
きる偏光板が存する位置のカラー液晶テレビ1のピクセ
ルを駆動させ、左目用画像は左目用バックライト光を選
択できる偏光板が存する位置のカラー液晶テレビ1のピ
クセルを駆動させる。
FIG. 4 shows the structure of the color liquid crystal plate 1 shown in FIG. 1 on the incident surface of the backlight, where 50 is the rear surface of the liquid crystal panel display surface and 50a is the liquid crystal panel display surface 5.
Of the pair of stereo images to be displayed at 0, the right-eye image display portion and 50b are the left-eye image display portion of the pair of stereo images, and are alternately arranged for each pixel in the horizontal direction of the color liquid crystal plate 1. It is arranged. Reference numeral 51 is a polarizing plate mounted on the back surface of the liquid crystal panel display surface 50, and 51a is
A polarized portion having polarized light transmission characteristics in the direction indicated by 52a,
Reference numeral 51b denotes a polarization portion having a polarization transmission characteristic in a direction orthogonal to 52a, as indicated by 52b.
1b are alternately arranged in a strip shape, and are polarized portions 51a.
Is aligned with the display portion 50a of the image for the right eye,
By aligning the polarized portion 51b with the display portion 50b for the left-eye image, the right-eye image is output with the same polarization characteristics (vertical direction) as 52a, and the left-eye image is 52.
The image is output with the same polarization characteristic (horizontal direction) as b.
Here, although 50a, 50b and 51a, 51b are alternately arranged for each pixel in the horizontal direction, the same effect can be obtained even if these are alternately arranged for each pixel in the vertical direction. The stereo video signal output from the stereo image output device 4 in FIG. 1 in a time division manner is input to the matrix circuit 5. At this time, since the stereo video signal includes an image for the right eye and an image for the left eye by the interlace method, the right eye The image for driving drives the pixels of the color liquid crystal television 1 in the position where the polarizing plate that can select the right-eye backlight light is driven, and the image for the left eye is for the color liquid crystal television 1 where the polarizing plate that can select the left-eye backlight light exists. Drive the pixel.

【0021】ここで、フレネル凸レンズ2と白黒液晶テ
レビ3との距離yは、フレネル凸レンズ2の焦点距離f
と、観察者の観察予定位置とカラー液晶板1との距離x
に基づいて決定することが好ましく、計算式y=fx/
(x−f)によって決定することにより、白黒液晶テレ
ビ3の表示面は観察者にとってフレネル凸レンズ2の焦
立面に位置する事となり、より輝度の高いバックライト
として作用する。本実施例においては、観察者の位置は
カラー液晶板1から2400mm離れた位置であると想
定している。なお、フレネル凸レンズ2は大型凸レン
ズ、ホログラフィックレンズ、回折格子レンズ、モノフ
ォックレンズもしくは凹面鏡によっても同様の効果を得
ることができる。
Here, the distance y between the Fresnel convex lens 2 and the monochrome liquid crystal television 3 is the focal length f of the Fresnel convex lens 2.
And the distance x between the observer's planned observation position and the color liquid crystal plate 1 x
It is preferable to make a determination based on the calculation formula y = fx /
By determining by (xf), the display surface of the black and white liquid crystal television 3 is located on the focal plane of the Fresnel convex lens 2 for the observer, and acts as a backlight with higher brightness. In this embodiment, it is assumed that the position of the observer is 2400 mm away from the color liquid crystal plate 1. The Fresnel convex lens 2 may be a large convex lens, a holographic lens, a diffraction grating lens, a monofoc lens, or a concave mirror to obtain the same effect.

【0022】また、テレビカメラ6として自動焦点カメ
ラを用い、その焦点調節駆動に同期してフレネル凸レン
ズ2と白黒液晶テレビ3の表示面との距離yを観察者の
顔画像が白黒液晶テレビ3の表示面に結像するように自
動的に調節する機能を有しても良く、バックライトとし
ての効率をあげるため白黒液晶テレビ3の表示面に大型
の凸レンズやフレネル凸レンズやホログラフィックレン
ズ、回折格子レンズまたはモノフォックレンズ等を、フ
レネル凸レンズとは別に配設しても良い。
Further, an autofocus camera is used as the television camera 6, and the distance y between the Fresnel convex lens 2 and the display surface of the black and white liquid crystal television 3 is synchronized with the focus adjustment drive, and the face image of the observer is displayed on the black and white liquid crystal television 3. It may have a function of automatically adjusting so as to form an image on the display surface, and in order to improve efficiency as a backlight, a large convex lens, Fresnel convex lens, holographic lens, diffraction grating on the display surface of the black and white liquid crystal television 3. A lens or a monofocal lens may be provided separately from the Fresnel convex lens.

【0023】また、テレビカメラ6は、ハーフミラー等
を用いてフレネル凸レンズ2の光軸に一致させて配設し
てもよい。また、赤外線ライト8は可視光や紫外線であ
ってもテレビカメラ2の感度がこれを撮影できるもので
あればよく、赤外線ライト8の位置も本発明の要旨に反
しない限り任意であり、後述する画像処理を行う際には
必ずしも必要無い。また、マイクロウェーブや超音波に
よる検出装置を用いて観察者の位置を検出し、それに基
づき画像処理を行って白黒液晶テレビ3の表示領域を決
定すれば、テレビカメラ6は必ずしも必要でない。
The television camera 6 may be arranged by using a half mirror or the like so as to be aligned with the optical axis of the Fresnel convex lens 2. In addition, the infrared light 8 may be visible light or ultraviolet light as long as the sensitivity of the television camera 2 can capture the infrared light 8, and the position of the infrared light 8 is arbitrary as long as it is within the scope of the present invention and will be described later. It is not always necessary when performing image processing. Further, if the position of the observer is detected using a detection device using microwaves or ultrasonic waves and image processing is performed based on the detected position to determine the display area of the black and white liquid crystal television 3, the television camera 6 is not always necessary.

【0024】また、白黒液晶テレビ3における表示領域
は必ずしも観察者の顔の半面像に基づく必要は無く、観
察者の左右の眼にステレオ画像分配に関して適切なバッ
クライトとして働く2値化像であればよい。さらに、2
値化像を得るためテレビカメラ6を複数にしたり、観察
者の映像を画像処理して2値化像を得ても良い。
Further, the display area of the black and white liquid crystal television 3 does not necessarily have to be based on the half-face image of the face of the observer, and may be a binarized image that acts as a proper backlight for stereo image distribution to the left and right eyes of the observer. Good. Furthermore, 2
A plurality of television cameras 6 may be used to obtain a binarized image, or a video image of an observer may be image-processed to obtain a binarized image.

【0025】ここで、本実施例における、テレビカメラ
6の撮影する観察者顔面像の左右の条件、および白黒液
晶テレビ3やカラー液晶板1の偏光方向の条件はあくま
で1例に過ぎず、これらを入れ替えても全く同様の効果
を得ることができる。
Here, in this embodiment, the left and right conditions of the viewer's facial image taken by the television camera 6 and the polarization direction conditions of the monochrome liquid crystal television 3 and the color liquid crystal plate 1 are merely examples, and The same effect can be obtained by exchanging.

【0026】またカラー液晶板1のバックライト入射面
側の偏光板に関し、本発明の要旨に反しない範囲におい
て結晶または液晶により構成されたフィルムの偏光板に
おける張り付け形状は任意であり、また、偏光板はカラ
ー液晶板1の表示面側に設置しても良い。
Regarding the polarizing plate on the backlight incident surface side of the color liquid crystal plate 1, the sticking shape of the film made of crystal or liquid crystal in the polarizing plate is arbitrary within the range not departing from the gist of the present invention, and the polarizing plate The plate may be installed on the display surface side of the color liquid crystal plate 1.

【0027】本実施例ではビデオテープレコーダからの
一方向通信を入力用端子14a,14bまたは15から
入力することによって用いているが、双方向通信たとえ
ばマルティメディア、ゲーム機やテレビ電話等に用いて
も良い。
In this embodiment, one-way communication from the video tape recorder is used by inputting from the input terminals 14a, 14b or 15, but two-way communication such as multimedia, game machine or videophone is also used. good.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明は、上述の如く構成されているの
で、観察可能領域においては観察者の位置は拘束され
ず、かつ、小型で特殊な眼鏡を必要とせず、多人数同時
観察が可能な時間並行、空間分割ステレオ画像表示によ
る立体画像表示装置を実現することができる。
Since the present invention is configured as described above, the position of the observer is not restricted in the observable region, and small-sized and special glasses are not required, and simultaneous observation by a large number of people is possible. It is possible to realize a three-dimensional image display device by displaying a time-parallel and space-divided stereo image.

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

【図1】本発明の実施例1における立体画像表示装置の
構成を示す透視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a stereoscopic image display device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例1の立体映像表示装置を側上面
から見た光学経路を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an optical path of the stereoscopic image display device according to the first embodiment of the present invention when viewed from the upper side surface.

【図3】本発明の実施例1における白黒液晶テレビ3の
表示面の状態を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a state of a display surface of the monochrome liquid crystal television 3 according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例1におけるカラー液晶板1の構
成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a color liquid crystal plate 1 in Example 1 of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 カラー液晶板 2 フレネル凸レンズ 3 白黒液晶テレビ 4 ステレオ画像出力装置 5 マトリックス回路 6 赤外線テレビカメラ 7 画像処理装置 8 赤外線ライト 9 筺体 A,B 観察者 Ar,Br 右目用偏光発生領域 Al,Bl 左目用偏光発生領域 1 Color Liquid Crystal Plate 2 Fresnel Convex Lens 3 Black and White Liquid Crystal Television 4 Stereo Image Output Device 5 Matrix Circuit 6 Infrared Television Camera 7 Image Processing Device 8 Infrared Light 9 Housing A, B Observers Ar, Br Polarization Generation Areas Al, Bl For Left Eyes Polarization area

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ステレオ画像を表示するための光透過性
を有する空間変調素子と、前記空間変調素子を裏面より
照明するためのバックライト装置と、前記バックライト
装置の照明光を観察者の左右の眼にそれぞれ分配するた
めの光学素子とを有し、前記空間変調素子は前記ステレ
オ画像それぞれを異なる偏光透過性を有するように同一
画面上に表示し、かつ前記バックライト装置が偏光発生
領域可変であり、少なくとも前記ステレオ画像のそれぞ
れの偏光透過性と等しい偏光軸を有する2つの偏光照明
光を発するものであることを特徴とする立体画像表示装
置。
1. A light modulating spatial modulator for displaying a stereo image, a backlight device for illuminating the spatial modulator from the back surface, and illumination light of the backlight device for the left and right sides of an observer. Optical elements for respectively distributing to the eyes, the spatial modulation element displays each of the stereo images on the same screen so as to have different polarized light transmittance, and the backlight device has a variable polarization generation region. And a stereoscopic image display device which emits two polarized illumination lights having a polarization axis at least equal to the polarization transparency of each of the stereo images.
【請求項2】 前記光学素子が凸レンズ、フレネル凸レ
ンズ、ホログラフィック凸レンズ、回折格子レンズ、モ
ノフォックレンズもしくは凹面鏡のいずれかである請求
項1記載の立体画像表示装置。
2. The stereoscopic image display device according to claim 1, wherein the optical element is any one of a convex lens, a Fresnel convex lens, a holographic convex lens, a diffraction grating lens, a monofoc lens or a concave mirror.
【請求項3】 前記空間変調素子がカラー液晶画像表示
板であり、前記ステレオ画像の内、右目用画像または左
目用画像表示部分が前記空間変調素子の各ピクセルにお
よそ均等に分配され、そのどちらか一方の表示部分の前
記照明光の入力面もしくは前記ステレオ画像出力面に、
偏光方位角回転部材を配設または張り付けることを特徴
とする請求項1ないし2記載の立体画像表示装置。
3. The spatial modulation element is a color liquid crystal image display plate, and among the stereo image, a right-eye image display area or a left-eye image display portion is approximately evenly distributed to each pixel of the spatial modulation element. On the input surface of the illumination light or the stereo image output surface of one of the display portions,
3. The stereoscopic image display device according to claim 1, wherein a polarization azimuth angle rotating member is provided or attached.
【請求項4】 観察者側の映像を連続的に撮影可能なテ
レビカメラを更に有することを特徴とする請求項1ない
し3記載の立体画像表示装置。
4. The stereoscopic image display device according to claim 1, further comprising a television camera capable of continuously capturing an image on the observer side.
【請求項5】 前記バックライト装置の右目用偏光発生
領域および左目用偏光発生領域は、前記テレビカメラに
よって撮影された観察者の顔画像に基づいて決められる
ことを特徴とする請求項4記載の立体画像表示装置。
5. The polarization generation region for the right eye and the polarization generation region for the left eye of the backlight device are determined based on a face image of an observer photographed by the television camera. Stereoscopic image display device.
【請求項6】 前記バックライト装置に前記観察者側の
顔画像を入力する際、観察者の顔面の2値化像を入力す
べく、前記テレビカメラより得られた観察者像を画像変
調または画像処理することを特徴とする請求項4ないし
5記載の立体画像表示装置。
6. When an observer-side face image is input to the backlight device, an observer image obtained from the television camera is image-modulated or input in order to input a binarized image of the observer's face. 6. The stereoscopic image display device according to claim 4, wherein image processing is performed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08240790A (en) * 1994-12-16 1996-09-17 Sharp Corp Automatic stereoscopic display device and space optical modulator
JPH10221644A (en) * 1997-02-05 1998-08-21 Canon Inc Stereoscopic picture display device
JP2018109686A (en) * 2016-12-28 2018-07-12 京セラ株式会社 Liquid crystal display device

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