JPH08160355A - Stereoscopic picture display device - Google Patents

Stereoscopic picture display device

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Publication number
JPH08160355A
JPH08160355A JP7176622A JP17662295A JPH08160355A JP H08160355 A JPH08160355 A JP H08160355A JP 7176622 A JP7176622 A JP 7176622A JP 17662295 A JP17662295 A JP 17662295A JP H08160355 A JPH08160355 A JP H08160355A
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JP
Japan
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observer
image
lens array
convex lens
display device
Prior art date
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Application number
JP7176622A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomohiko Hattori
知彦 服部
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Original Assignee
Individual
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Publication of JPH08160355A publication Critical patent/JPH08160355A/en
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Abstract

PURPOSE: To accomplish a wall type stereoscopic television by a stereoscopic image display which can be observed by many people at the same time without using special spectacles. CONSTITUTION: A convex lens array L is arranged so as to output a stereoscopic picture, and behind the array L, a monochromatic liquid crystal television D is arranged at, or near a position where an observer O's face image is substantially formed, a television camera G is arranged near the large-sized convex lens L so as to input the observer O's picture, besides, a color liquid crystal panel J capable of displaying the stereoscopic image to be observed by the observer O is installed between the observer O and the convex lens array L.

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
ない立体映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願出願人は
既に特願平4ー303116号によって提案している。この装置
の原理について次のとおりに説明する。それは、1対の
ステレオ像の複数の観察者による同時観察が可能とすべ
く、1対の、ステレオ像を時分割で表示可能なカラー液
晶板と、その映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該観察者像が表示可能な白
黒テレビとで構成されたバックライトを備える時分割ヘ
ッドトラッキング式立体映像表示装置であり、1対のス
テレオ像を眼鏡無しで多人数同時観察が可能である。し
かしながら大型凸レンズと白黒テレビとの距離が大きく
なるため、該装置は奥行き方向に大きくなる欠点を有し
ていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, the applicant of the present application has already proposed in Japanese Patent Application No. 4-303116 as a stereo image display device capable of simultaneous observation by a large number of people without the use of eyeglasses. The principle of this device will be described as follows. In order to enable simultaneous observation of a pair of stereo images by multiple observers, a pair of color liquid crystal plates that can display stereo images in a time-division manner and the images are correctly and selectively selected by the left and right eyes. A time-division head-tracking type stereoscopic image display device comprising a backlight composed of a large convex lens capable of sending and a black-and-white television capable of displaying the observer image. Simultaneous observation of the number of people is possible. However, since the distance between the large convex lens and the black-and-white television becomes large, the device has a drawback that it becomes large in the depth direction.

【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
みてなされたものであって、特殊な眼鏡無しでステレオ
立体画像表示を時分割または時間並行で行う立体映像表
示装置に関する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and relates to a stereoscopic image display device for performing stereoscopic stereoscopic image display in a time-divisional or time-parallel manner without special glasses.

【0004】[0004]

【課題を解決する手段】そこで、本発明は、第一に、立
体映像出力すべく凸レンズアレイが配設され、その後方
に観察者の顔面像群が実質的に結像する位置またはその
近傍に、観察者の左右の眼にそれぞれ正しいステレオ像
を時分割に分配すべく画像出力可能なバックライト光源
を配設せしめ、さらに該観察者と該凸レンズアレイとの
間に該観察者の観察すべきステレオ像を時分割で表示可
能な透明で電気光学的な空間変調素子群を配設する立体
映像表示装置とすることによる。第二に、立体映像出力
すべく凸レンズアレイが配設され、その後方に観察者の
顔面像が実質的に結像する位置またはその近傍に、観察
者の左右の眼にそれぞれ正しいステレオ像を時間並行で
分配すべく、左右の眼用バックライト光源として偏光軸
が直角である2画像が出力可能なバックライト光源を配
設せしめ、さらに該観察者と該凸レンズアレイとの間に
該観察者の観察すべきステレオ像を時間並行で表示可能
であり該ステレオ像各々が該2画像から発する偏光のど
ちらか一方を選択的にバックライトとして用いることが
可能な透明で電気光学的な空間変調素子群を配設する立
体映像表示装置とすることによる。第三に、請求項1お
よび2に示された該バックライトと、該ステレオ像を表
示可能な透明で電気光学的な空間変調素子群との間に、
該時分割に同期し透過光の偏光軸を90度回転可能とす
る電気光学的な空間変調素子を配設し、さらに、請求項
1記載のバックライトと、請求項2記載のステレオ像表
示可能な電気光学的な空間変調素子との組み合わせでな
る立体映像表示装置とすることによる。第四に、請求項
1および2に示された該バックライトと、該ステレオ像
を表示可能な透明で電気光学的な空間変調素子群との間
に、該時分割に同期し透過光の偏光軸を90度回転可能
とする電気光学的な空間変調素子を配設し、さらに、請
求項2記載のバックライトと、請求項1記載のステレオ
像表示可能な電気光学的な空間変調素子との組み合わせ
でなる立体映像表示装置とすることによる。第五に、前
記観察者側の映像を連続的に撮影可能なテレビカメラを
前記凸レンズアレイの近傍に装着することを特徴とする
請求項1ないし4記載の立体映像表示装置とすることに
よる。第六に、前記ステレオ像が該観察者の左右の眼に
正しく選択的に送り込まれることを可能とすべく、照明
を観察者に対してする請求項5記載の立体映像表示装置
とすることによる。第七に、前記請求項1ないし4記載
のバックライト光源に前記観察者側の映像入力の際、観
察者の顔面の2値化像を入力すべく、請求項5記載のテ
レビカメラより得られた観察者像を画像処理することを
特徴とする請求項5、または6記載の立体映像表示装置
とすることによる。第八に、前記凸レンズアレイがフレ
ネル凸レンズアレイである請求項1ないし7記載の立体
映像表示装置とすることによる。第九に、前記凸レンズ
アレイがホログラフィック凸レンズアレイまたは回折格
子レンズアレイである請求項1ないし7記載の立体映像
表示装置とすることによる。第十に、前記テレビカメラ
により撮影された該バックライト光源面で出力される該
観察者像群と、該凸レンズアレイにより該バックライト
光源面で結像される該観察者像群とが幾何学的に一致せ
しめるため、請求項5記載のテレビカメラの撮影レンズ
はアレイ状の構造でなる請求項5ないし9記載の立体映
像表示装置とすることにより、上記目的を達成せんとす
るものである。
In view of the above, according to the present invention, firstly, a convex lens array is provided for outputting a stereoscopic image, and behind the convex lens array, a position where a group of facial images of an observer is substantially formed or in the vicinity thereof. , The left and right eyes of the observer are each provided with a backlight light source capable of outputting an image so as to distribute correct stereo images in a time division manner, and the observer should observe between the observer and the convex lens array. By providing a stereoscopic image display device in which a transparent electro-optical spatial modulation element group capable of displaying a stereo image in a time division manner is arranged. Second, a convex lens array is arranged to output a stereoscopic image, and a correct stereo image is displayed on the left and right eyes of the observer at or near the position where the observer's facial image is formed substantially behind it. In order to distribute in parallel, backlight light sources for the left and right eyes are provided with a backlight light source capable of outputting two images whose polarization axes are at right angles, and further between the observer and the convex lens array, A group of transparent electro-optical spatial modulators capable of displaying stereo images to be observed in parallel in time and capable of selectively using either one of polarized lights emitted from the two stereo images as a backlight. By arranging the stereoscopic image display device. Third, between the backlight shown in claims 1 and 2 and a group of transparent electro-optical spatial modulators capable of displaying the stereo image,
An electro-optical spatial modulation element that synchronizes with the time division and can rotate the polarization axis of transmitted light by 90 degrees is provided, and further, the backlight according to claim 1 and the stereo image display according to claim 2 are possible. By providing a stereoscopic image display device in combination with another electro-optical spatial modulation element. Fourthly, polarization of transmitted light is synchronized with the time division between the backlight shown in claims 1 and 2 and a transparent electro-optical spatial modulation element group capable of displaying the stereo image. An electro-optical spatial modulation element whose axis is rotatable by 90 degrees is provided, and the backlight according to claim 2 and the electro-optical spatial modulation element capable of displaying a stereo image according to claim 1 are provided. This is due to the combination of stereoscopic image display devices. Fifthly, a television camera capable of continuously photographing the image on the observer side is mounted in the vicinity of the convex lens array to provide the stereoscopic image display device according to any one of claims 1 to 4. Sixth, the stereoscopic image display apparatus according to claim 5, wherein the stereoscopic image is properly illuminated to the left and right eyes of the observer by selectively illuminating the observer. . Seventh, it is obtained from the television camera according to claim 5 so as to input a binary image of the face of the observer when the image on the side of the observer is input to the backlight light source according to any one of the first to fourth aspects. 7. The stereoscopic image display device according to claim 5, wherein the observer image is subjected to image processing. Eighth, the stereoscopic image display device according to claim 1, wherein the convex lens array is a Fresnel convex lens array. Ninth, the convex lens array is a holographic convex lens array or a diffraction grating lens array to provide a stereoscopic image display device according to claim 1. Tenth, the observer image group output by the backlight light source surface photographed by the television camera and the observer image group imaged by the convex lens array on the backlight light source surface are geometric. Therefore, the above-mentioned object is achieved by providing the stereoscopic image display device according to any one of claims 5 to 9 in which the taking lens of the television camera according to claim 5 has an array structure.

【0005】[0005]

【作用】本発明では、時分割ステレオ像表示に同期また
は時間並行で偏光軸が直角である偏光ステレオ像の各々
にバックライトとして働くよう立体映像観察者側の片側
の顔面像の2値化像が、備えられた凸レンズアレイによ
り焦立した該観察者の映像群と幾何学的に一致するよ
う、該焦立面に予め配設されたバックライト光源に入力
されることにより、時分割または時間並行で各々のステ
レオ像が左右の眼に分配され、また該凸レンズアレイの
焦点距離は同一面積の大型凸レンズと比較して小さいた
め装置の厚みも小さくなる。
According to the present invention, the binary image of the one-sided face image on the side of the stereoscopic viewer is used so as to act as a backlight for each polarized stereo image whose polarization axis is perpendicular to the time-division stereo image display in synchronization with or in time parallel with. Is input to a backlight light source pre-arranged on the focal plane so as to geometrically match the image group of the observer focused by the provided convex lens array, thereby performing time division or time division. The respective stereo images are distributed in parallel to the left and right eyes in parallel, and the focal length of the convex lens array is smaller than that of a large convex lens having the same area, so the thickness of the apparatus is also reduced.

【0006】[0006]

【実施例】以下引き続き、本発明の請求項1に基づく立
体映像表示装置の要旨をさらに明確にするため、図面を
利用して第一実施例を説明する。図1は立体映像表示装
置1aの概略構成図であり、また、図2は、立体映像表
示装置を側面から視認した光学経路の要部を示す図であ
り、立体映像出力すべく凸レンズアレイLが配設され、
その後方に観察者の顔面像が実質的に結像する位置、ま
たはその近傍に、観察者の左右の眼にそれぞれ正しいス
テレオ像を時分割に分配すべく画像出力可能なバックラ
イト光源として、後述カラー液晶テレビの偏光子として
の偏光板は後述する白黒液晶テレビDの偏光子としての
偏光板と共有できるので表面の偏光板を外した画像書換
速度の早い白黒液晶テレビDを配設せしめ、さらに、該
観察者Oと該凸レンズアレイLとの間に、該観察者の観
察すべきステレオ像を、時分割で表示可能な透明で電気
光学的な空間変調素子群として、バックライトを外した
カラー液晶テレビJ、および、そのマトリックス回路F
を備え、ビデオテープレコーダAから出力されるステレ
オビデオ信号Nは該マトリックス回路Fに入力される。
その際、該ビデオテープレコーダAから出るステレオ映
像信号Nからステレオ同期信号Sを回路Cより取り出
し、その同期信号Sに同期させながら観察者O側の映像
を連続的に撮影可能な該凸レンズアレイLの近傍に装着
したアレイ状の撮影レンズを備えた赤外線テレビカメラ
Gより得られる観察者O側の映像信号Mの左右どちらか
の2値化像、および、その反転像を2値化回路Bで合成
し、その該観察者Oの半面の2値化映、および、その反
転像信号Kを、該白黒液晶テレビDに、該レンズアレイ
Lにより焦立する該観察者O側の像と、幾何学的に一致
するよう交互に時分割に入力させ光源Hを、該凸レンズ
アレイL面の左右どちらか一方向より観察者Oに対して
赤外照明し、かつ、その映像を該赤外線テレビカメラG
で撮影することにより、上述の如く該観察者Oの該半面
像群が得られることになる。よって、光源Hが観察でき
る複数の該観察者Oは該ステレオ像を立体映像として観
察できる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to further clarify the gist of a stereoscopic image display device according to claim 1 of the present invention, a first embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a stereoscopic image display device 1a, and FIG. 2 is a diagram showing a main part of an optical path in which the stereoscopic image display device is viewed from the side, and a convex lens array L is used to output a stereoscopic image. Is arranged,
As a backlight light source capable of image output for time-divisionally distributing correct stereo images to the left and right eyes of the observer at or near the position where the face image of the observer is substantially formed behind it, as will be described later. Since the polarizing plate as the polarizer of the color liquid crystal television can be shared with the polarizing plate as the polarizer of the black and white liquid crystal television D which will be described later, the black and white liquid crystal television D having a high image rewriting speed without the polarizing plate on the surface is provided. , A transparent electro-optical spatial modulation element group capable of time-divisionally displaying a stereo image to be observed by the observer between the observer O and the convex lens array L, and a color without a backlight Liquid crystal television J and its matrix circuit F
And the stereo video signal N output from the video tape recorder A is input to the matrix circuit F.
At that time, a stereo sync signal S is taken out from the stereo video signal N outputted from the video tape recorder A from the circuit C, and the convex lens array L capable of continuously photographing the image on the side of the observer O while synchronizing with the sync signal S. In the binarization circuit B, the binarized image of either the left or right of the video signal M on the observer O side obtained by the infrared television camera G equipped with an array-shaped taking lens mounted near The half-valued binary image of the observer O and the inverted image signal K that are combined are combined with the image of the observer O side focused by the lens array L on the black and white liquid crystal television D and the geometry. The light source H is alternately illuminated in a time-division manner so as to coincide with each other, and the light source H is infrared-illuminated to the observer O from one of the left and right directions of the surface of the convex lens array L, and the image thereof is obtained by the infrared television camera G.
The half plane image group of the observer O can be obtained as described above by photographing at. Therefore, the plurality of observers O who can observe the light source H can observe the stereo image as a stereoscopic image.

【0007】次に、本発明の請求項2に基づく立体映像
表示装置の要旨をさらに明確にするため、図面を利用し
て第二実施例につき説明する。図3は立体映像表示装置
1bの要部を示す概略構成図であり、また、図4はこの
立体映像表示装置を側面から視認した際の光学経路の要
部を示す光路図であり、立体映像出力すべく凸レンズア
レイLが配設され、その後方に観察者の顔面像が実質的
に結像する位置、または、その近傍に、観察者の左右の
眼に各々正しいステレオ像を時間並行に分配すべく画像
出力可能なバックライト光源として、白黒液晶テレビD
を配設せしめ、該白黒液晶テレビDの表面の偏光板は、
該白黒液晶テレビのピクセルの横または縦列の位置に相
当する一列ごと交互に偏光角が各々直角である偏光板ま
たは一枚の偏光板に透過光の偏光軸が90度回転する結
晶や液晶等で構成されたフィルムを該白黒液晶テレビD
のピクセルの横または縦列の位置に相当する一列おきに
はりつけたものを用いる。さらに、該観察者Oと該凸レ
ンズアレイLとの間に、該観察者Oの観察すべきステレ
オ像を時間並行で表示可能であり、該ステレオ像各々が
直角偏光のどちらか一方を選択的にバックライトとして
用いることが可能なバックライトを外したカラー液晶テ
レビJ、および、そのマトリックス回路Fを備える。そ
のため、該カラー液晶テレビJのバックライト入射面側
の偏光板は、該カラー液晶テレビのピクセルの横または
縦列の位置に相当する一列ごと交互に偏光方位角が直角
である偏光板または偏光板と結晶や液晶等のフィルムで
合成されたものである。ビデオテープレコーダAから出
力されるステレオビデオ信号Nは、該マトリックス回路
Fに入力される。その際、該ステレオビデオ信号Nは、
インターレース方式で右眼用と左眼用映像を含んでいる
ため、その右眼用映像は、該右眼用バックライト光を選
択できる偏光板が存する位置の該カラー液晶テレビJの
ピクセルを駆動させ、該左眼用映像は該左眼用バックラ
イト光を選択できる偏光板が存する位置の該カラー液晶
テレビJのピクセルを、該右眼用映像を表示するピクセ
ルと、左眼用映像を表示するピクセルに入力される偏光
バックライト光は各々偏光軸が直角であるので、+−電
極反転駆動させ、観察者O側の映像を連続的に撮影可能
な該凸レンズアレイLの近傍に装着したアレイ状の撮影
レンズを備えた赤外線テレビカメラGより得られる観察
者O側の映像信号Mの左右どちらかの2値化像、およ
び、その反転像を2値化回路Bで合成し、その該観察者
Oの半面の2値化像およびその反転像信号Kを、該白黒
液晶テレビDに、該レンズアレイLにより焦立する該観
察者O側の像と幾何学的に一致するよう上述の該白黒液
晶テレビのピクセルの横または縦列の一列ごと交互に入
力させ、光源Hを該凸レンズアレイL面の左右どちらか
一方向より観察者Oに対して赤外照明し、かつ、その映
像を該赤外線テレビカメラGで撮影することにより、上
述の如く該観察者Oの該半面像群が得られることにな
る。よって、光源Hが観察できる複数の該観察者Oは該
ステレオ像を立体映像として観察できる。尚、該白黒液
晶テレビDを通常の白黒液晶テレビで検光子としての偏
光板を外したものを用いた場合は、該2値化像の左右ど
ちらかを該白黒液晶テレビに入力すればよい。
Next, in order to further clarify the gist of the stereoscopic image display device according to claim 2 of the present invention, a second embodiment will be described with reference to the drawings. 3 is a schematic configuration diagram showing a main part of the stereoscopic image display device 1b, and FIG. 4 is an optical path diagram showing a main part of an optical path when the stereoscopic image display device is viewed from the side. A convex lens array L is arranged to output, and correct stereo images are distributed in parallel to the left and right eyes of the observer at or near the position where the face image of the observer is substantially formed behind it. As a backlight light source capable of outputting images as much as possible, a monochrome LCD TV D
The polarizing plate on the surface of the black and white liquid crystal television D is
A polarizing plate having polarization angles alternately orthogonal to each other corresponding to a horizontal or vertical position of pixels of the black and white liquid crystal television, or a crystal or liquid crystal having a polarization axis of transmitted light rotated by 90 degrees to one polarizing plate. The black and white liquid crystal television D
Every other row corresponding to the horizontal or vertical position of the pixel is used. Further, between the observer O and the convex lens array L, a stereo image to be observed by the observer O can be displayed in parallel in time, and each stereo image selectively selects either one of the orthogonal polarizations. A color liquid crystal television J without a backlight, which can be used as a backlight, and a matrix circuit F thereof are provided. Therefore, the polarizing plate on the backlight incident surface side of the color liquid crystal television J is a polarizing plate or a polarizing plate whose polarization azimuth angles are alternately orthogonal to each other corresponding to the horizontal or vertical position of the pixels of the color liquid crystal television. It is composed of crystals and liquid crystal films. The stereo video signal N output from the video tape recorder A is input to the matrix circuit F. At that time, the stereo video signal N is
Since the interlaced system includes the images for the right eye and the image for the left eye, the image for the right eye drives the pixels of the color liquid crystal television J at the position where the polarizing plate that can select the backlight light for the right eye is present. , The left-eye image displays a pixel of the color liquid crystal television J at a position where a polarizing plate that can select the left-eye backlight light exists, a pixel that displays the right-eye image, and a left-eye image. Since the polarization backlight lights input to the pixels have their polarization axes at right angles, + -electrode inversion drive is performed, and an array shape is mounted in the vicinity of the convex lens array L capable of continuously capturing images on the observer O side. The binarized image of either the left or right of the video signal M on the side of the observer O obtained by the infrared television camera G equipped with the taking lens of FIG. Binary image of half surface of O And its inverted image signal K to the black-and-white liquid crystal television D so as to geometrically match the image on the side of the observer O focused by the lens array L. By alternately inputting each column, irradiating the light source H with infrared light to the observer O from one of the left and right directions of the surface of the convex lens array L, and capturing the image with the infrared television camera G. As described above, the half-plane image group of the observer O is obtained. Therefore, the plurality of observers O who can observe the light source H can observe the stereo image as a stereoscopic image. When the black-and-white liquid crystal television D is an ordinary black-and-white liquid crystal television without a polarizing plate as an analyzer, either the left or right of the binarized image may be input to the black-and-white liquid crystal television.

【0008】なお、レンズアレイLはフレネル凸レンズ
アレイ、あるいは、ホログラフィックレンズアレイ、ま
たは、回折格子レンズアレイでも良く、また、テレビカ
メラGは、ハーフミラー等を用いて該凸レンズアレイL
の光軸に配設してもよく、該光源Hは可視光や赤外線や
紫外線でも該テレビカメラGが感度を有していればよ
く、該光源Hの位置も、数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する際には不要の場
合もあり、マイクロウェーブや超音波でも該カメラGの
代わりにそれらの映像が得られるシステムでも良い。ま
た、本実施例では該テレビカメラGの撮影レンズはアレ
イ状であったが、後述する画像処理をする際には撮影レ
ンズは必ずしもアレイ状である必要はない。さらに、テ
レビカメラGが自動焦点カメラである場合は、それに同
期してレンズアレイLと白黒液晶テレビDの画像出力面
との距離を、観察者Oの映像が白黒テレビDの画像出力
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に、白黒液
晶テレビDの画像出力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、または、回折格子
レンズ、さらには、各々をアレイ状にしたものを配設し
ても良い。
The lens array L may be a Fresnel convex lens array, a holographic lens array, or a diffraction grating lens array, and the television camera G uses a half mirror or the like to form the convex lens array L.
May be disposed on the optical axis of the light source H, as long as the light source H has sensitivity to the visible light, infrared rays, and ultraviolet rays of the television camera G, and the position and the number of the light sources H are within the scope of the present invention. It is optional as long as it does not conflict, and it may be unnecessary when performing the image processing described later, and a system that can obtain the image of microwaves or ultrasonic waves instead of the camera G may be used. Further, in the present embodiment, the taking lens of the television camera G has an array shape, but the taking lens does not necessarily have to be an array shape when performing image processing described later. Further, when the TV camera G is an autofocus camera, the distance between the lens array L and the image output surface of the black-and-white liquid crystal TV D is linked to it so that the image of the observer O is connected to the image output surface of the black-and-white TV D. It may have a function of automatically adjusting so as to form an image, and in order to improve efficiency as a backlight, a large convex lens or Fresnel convex lens, a holographic lens, or Diffraction grating lenses may be arranged, and further, those in the form of an array may be arranged.

【0009】また、白黒液晶テレビDに入力する2値化
像は必ずしも一方の白黒反転像を用いる必要は無く、観
察者の各々の左右の2値化像が白黒液晶テレビDにおい
てバックライトとして機能すればよい。さらに、該2値
化像を得るため該テレビカメラGを複数にしたり、観察
者の映像を画像処理して該2値化像を得ても良い。
Further, it is not always necessary to use one of the black-and-white inverted images as the binary image input to the monochrome liquid crystal television D, and the left and right binary images of each observer function as a backlight in the monochrome liquid crystal television D. do it. Further, in order to obtain the binarized image, a plurality of the television cameras G may be used, or the image of the observer may be image-processed to obtain the binarized image.

【0010】本実施例ではバックライト光源として白黒
液晶テレビを用いたが、薄型の二次元画像出力が可能で
あり、かつ、その発色光が色の三原色は最低含んだもの
であればよい。たとえばプラズマディスプレイ、ネオン
管ディスプレイ、個体発光素子や、薄型CRTやアレイ
状CRT等である。ただし、請求項2に関しては、該二
次元画像出力面が、時間並行に左右の眼用に偏光軸が直
角に偏光した2つの2値化像を表示できるよう、ストラ
イプ状に、交互に、偏光方位角が直角の偏光子でできた
偏光板を、該二次元画像出力面に張り付ける必要があ
る。ただし、その際請求項2の要旨に反しない範囲にお
いて偏光子の偏光板における張り付け形状は任意であ
り、また、該カラー液晶テレビのバックライト入射面側
の偏光板も同様である。さらに、請求項1に基づく本実
施例では表面の偏光板を外した白黒液晶テレビをバック
ライトとして用いたが、該偏光板を外さない場合は該カ
ラー液晶テレビのバックライト入射面の偏光板の偏光方
位角と、該白黒液晶テレビの表面の該液晶板の偏光方位
角を一致させるか、該カラー液晶テレビのバックライト
入射面の該液晶板は不要である。請求項2に基づく本実
施例では、ステレオ映像を時分割でビデオテープレコー
ダより入力させたが、二つの映像信号よりなる時間並行
なステレオ映像信号を用いても良い。
Although a black and white liquid crystal television is used as a backlight light source in this embodiment, it is sufficient that a thin two-dimensional image output is possible and the emitted light contains at least the three primary colors. For example, a plasma display, a neon tube display, an individual light emitting element, a thin CRT, an array CRT, or the like. However, according to claim 2, the two-dimensional image output surface is polarized in stripes and alternately so as to display two binarized images in which the polarization axes are polarized at right angles for the left and right eyes in parallel in time. It is necessary to stick a polarizing plate made of a polarizer having an azimuth angle to the two-dimensional image output surface. However, in that case, the sticking shape of the polarizer on the polarizing plate is arbitrary within the range not deviating from the gist of claim 2, and the polarizing plate on the backlight incident surface side of the color liquid crystal television is also the same. Further, in the present embodiment based on claim 1, a black and white liquid crystal television without a polarizing plate on the surface was used as a backlight. However, when the polarizing plate is not removed, a polarizing plate on the backlight incident surface of the color liquid crystal television is used. The polarization azimuth and the polarization azimuth of the liquid crystal plate on the surface of the black-and-white liquid crystal television are matched, or the liquid crystal plate on the backlight incident surface of the color liquid crystal television is unnecessary. In the present embodiment based on claim 2, the stereo video is input from the video tape recorder in a time division manner, but a time-parallel stereo video signal composed of two video signals may be used.

【0011】次に、本発明の請求項3に基づく立体映像
表示装置は、例えば図5に示す如く、前記請求項1およ
び2に示されたバックライトと、ステレオ像を表示可能
な透明で電気光学的な空間変調素子群との間に、時分割
に同期し透過光の偏光軸を90度回転可能とする電気光
学的な空間変調素子Eを配設し、さらに、該請求項1記
載のバックライトDと、該請求項2記載のステレオ像表
示可能な電気光学的な空間変調素子Jとの組み合わせで
構成される。
Next, a stereoscopic image display device according to a third aspect of the present invention is, for example, as shown in FIG. 5, the backlight shown in the first and second aspects, and a transparent and electric device capable of displaying a stereo image. An electro-optical spatial modulation element E is provided between the optical spatial modulation element group, and the polarization axis of the transmitted light can be rotated by 90 degrees in synchronism with time division, and the electro-optical spatial modulation element E is further arranged. The backlight D and the electro-optical spatial modulation element J capable of displaying a stereo image according to claim 2 are combined.

【0012】次に、本発明の請求項4に基づく立体映像
表示装置は、例えば図6に示す如く、前記請求項1およ
び2に示されたバックライトと、ステレオ像を表示可能
な透明で電気光学的な空間変調素子群との間に、時分割
に同期し透過光の偏光軸を90度回転可能とする電気光
学的な空間変調素子Eを配設し、さらに、該請求項2記
載のバックライトDと、請求項1記載のステレオ像表示
可能な電気光学的な空間変調素子Jとの組み合わせで構
成される。
Next, a stereoscopic image display device according to a fourth aspect of the present invention is, for example, as shown in FIG. 6, the backlight shown in the first and second aspects, and a transparent and electric device capable of displaying a stereo image. The electro-optical spatial modulation element E is provided between the optical spatial modulation element group and the optical axis modulation element E, which is capable of rotating the polarization axis of the transmitted light by 90 degrees in synchronism with time division. The backlight D and the electro-optical spatial modulation element J capable of displaying a stereo image according to claim 1 are combined.

【0013】また、請求項1および2に基づく本実施例
では、ステレオ像を発生させる機器としてビデオテープ
レコーダを用いたが、ステレオ像を発生するものであれ
ば任意である。
Further, in the present embodiment based on claims 1 and 2, the video tape recorder is used as a device for generating a stereo image, but any device capable of generating a stereo image may be used.

【0014】さらに、本実施例では、ビデオテープレコ
ーダからの一方向通信である立体映像表示装置として用
いているが、テレビ、家庭用および工業用立体映像表示
装置や、医用画像立体映像表示装置、双方向通信とし
て、たとえば、マルティメディア、ゲーム機、テレビ電
話や、バーチャルリアリティ等に用いても良い。
Further, in the present embodiment, although it is used as a stereoscopic image display device which is one-way communication from a video tape recorder, it is used for a television, a home and an industrial stereoscopic image display device, a medical image stereoscopic image display device, The two-way communication may be used, for example, for multimedia, game consoles, videophones, virtual reality, or the like.

【0015】またさらに、本実施例に用いた立体映像観
察者に、バックライトを分配すべく配設された凸レンズ
アレイの代わりに、図7および図8に示した如くの二重
ハエの眼レンズスクリーンL1を用いた場合には、観察
者の映像を取り込むためのテレビカメラの映像レンズを
アレイ状にする必要はない。また、バックライト光源に
表示する観察者の2値化像もマルチフレームにする必要
もない。
Furthermore, instead of the convex lens array arranged to distribute the backlight to the stereoscopic image observer used in this embodiment, a double fly eye lens as shown in FIGS. 7 and 8 is used. When the screen L1 is used, the image lens of the television camera for capturing the image of the observer need not be arrayed. In addition, the binarized image of the viewer displayed on the backlight light source does not need to be multiframe.

【0016】[0016]

【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、特殊な眼鏡無しで多人数同時観察が可能なス
テレオ像表示による薄型の立体映像表示装置を実現する
ことができる独特の効果を奏するものである。
Since the present invention is constituted as described above, the position of the observer is not restricted in the observable region, and a stereo image display capable of simultaneous observation by a large number of people without special glasses is provided. The present invention has a unique effect of realizing a thin stereoscopic image display device.

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

【図1】本発明の第一実施例における立体映像表示装置
の概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a stereoscopic image display device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第一実施例の立体映像表示装置の側面
から見た光学経路を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an optical path seen from a side surface of the stereoscopic image display device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第二実施例における立体映像表示装置
の概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram of a stereoscopic image display device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第二実施例の立体映像表示装置の側面
から見た光学経路を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an optical path seen from a side surface of a stereoscopic image display device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の他の実施例における立体映像表示装置
の側面から見た光学経路を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an optical path as viewed from the side of a stereoscopic image display device according to another embodiment of the present invention.

【図6】本発明の他の実施例における立体映像表示装置
の側面からみた光学経路を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an optical path as viewed from the side of a stereoscopic image display device according to another embodiment of the present invention.

【図7】本発明の他の実施例であって、二重ハエの眼レ
ンズスクリーンの要部を側面から見た光学経路を示す図
である。
FIG. 7 is a diagram showing an optical path of a main part of a double-fly eye lens screen according to another embodiment of the present invention when viewed from the side.

【図8】本発明の他の実施例における二重ハエの眼レン
ズスクリーンを見た光学経路を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an optical path of a double fly eye lens screen according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

0 観察者 1 立体映像表示装置 G ビデオカメラ D 白黒液晶テレビ L 凸レンズアレイ L1 二重ハエの眼レンズスクリーン A ビデオテープレコーダ B 2値化回路 C ステレオ同期信号抽出回路 F マトリックス回路 H 光源 J カラー液晶板 K 観察者の片面2値化映像信号 M 観察者の映像信号 N ステレオビデオ信号 S ステレオ同期信号 E 空間変調素子 0 Observer 1 Stereoscopic image display device G Video camera D Monochrome liquid crystal television L Convex lens array L1 Double fly eye lens screen A Video tape recorder B Binarization circuit C Stereo sync signal extraction circuit F Matrix circuit H Light source J Color liquid crystal plate K Observer single-sided binary image signal M Observer image signal N Stereo video signal S Stereo sync signal E Spatial modulator

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 立体映像出力すべく凸レンズアレイが配
設され、その後方に観察者の顔面像群が実質的に結像す
る位置またはその近傍に、観察者の左右の眼にそれぞれ
正しいステレオ像を時分割に分配すべく画像出力可能な
バックライト光源を配設せしめ、さらに該観察者と該凸
レンズアレイとの間に該観察者の観察すべきステレオ像
を時分割で表示可能な透明で電気光学的な空間変調素子
群を配設することを特徴とする立体映像表示装置。
1. A stereo image correct for the left and right eyes of an observer is provided at a position where a convex lens array is arranged for outputting a stereoscopic image, and at a position behind which a group of face images of the observer is substantially formed. A backlight light source capable of outputting an image so as to distribute the image in a time-division manner, and further, a transparent electric image capable of displaying a stereo image to be observed by the observer in a time-division manner between the observer and the convex lens array. A stereoscopic image display device, which is provided with an optical spatial modulation element group.
【請求項2】 立体映像出力すべく凸レンズアレイが配
設され、その後方に観察者の顔面像が実質的に結像する
位置またはその近傍に、観察者の左右の眼にそれぞれ正
しいステレオ像を時間並行で分配すべく、左右の眼用バ
ックライト光源として偏光軸が直角である2画像が出力
可能なバックライト光源を配設せしめ、さらに該観察者
と該凸レンズアレイとの間に該観察者の観察すべきステ
レオ像を時間並行で表示可能であり該ステレオ像各々が
該2画像から発する偏光のどちらか一方を選択的にバッ
クライトとして用いることが可能な透明で電気光学的な
空間変調素子群を配設することを特徴とする立体映像表
示装置。
2. A convex lens array is arranged to output a stereoscopic image, and a correct stereo image is formed on the left and right eyes of the observer at or near a position where the face image of the observer is substantially formed behind the convex lens array. In order to distribute in parallel in time, a backlight light source capable of outputting two images with right-angled polarization axes is arranged as the left and right eye backlight light sources, and further, the observer and the convex lens array are provided between the observer and the observer. Transparent stereo electro-optical spatial modulation element capable of displaying the stereo images to be observed in parallel with each other and selectively using either one of the polarized lights emitted from the two stereo images as a backlight. A stereoscopic image display device characterized by arranging groups.
【請求項3】 請求項1および2に示された該バックラ
イトと、該ステレオ像を表示可能な透明で電気光学的な
空間変調素子群との間に、該時分割に同期し透過光の偏
光軸を90度回転可能とする電気光学的な空間変調素子
を配設し、さらに、請求項1記載のバックライトと、請
求項2記載のステレオ像表示可能な電気光学的な空間変
調素子との組み合わせでなることを特徴とする立体映像
表示装置。
3. Between the backlight shown in claim 1 and the transparent electro-optical spatial modulation element group capable of displaying the stereo image, the transmitted light is synchronized with the time division. An electro-optical spatial modulation element capable of rotating a polarization axis by 90 degrees is provided, and further, the backlight according to claim 1 and the electro-optical spatial modulation element capable of displaying a stereo image according to claim 2. A stereoscopic image display device characterized by comprising a combination of
【請求項4】 請求項1および2に示された該バックラ
イトと、該ステレオ像を表示可能な透明で電気光学的な
空間変調素子群との間に、該時分割に同期し透過光の偏
光軸を90度回転可能とする電気光学的な空間変調素子
を配設し、さらに、請求項2記載のバックライトと、請
求項1記載のステレオ像表示可能な電気光学的な空間変
調素子との組み合わせでなることを特徴とする立体映像
表示装置。
4. Between the backlight shown in claim 1 and the transparent electro-optical spatial modulation element group capable of displaying the stereo image, the transmitted light is synchronized with the time division. An electro-optical spatial modulation element capable of rotating a polarization axis by 90 degrees is provided, and the backlight according to claim 2 and the electro-optical spatial modulation element capable of displaying a stereo image according to claim 1. A stereoscopic image display device characterized by comprising a combination of
【請求項5】 前記観察者側の映像を連続的に撮影可能
なテレビカメラを前記凸レンズアレイの近傍に装着する
ことを特徴とする請求項1ないし4記載の立体映像表示
装置。
5. The stereoscopic image display device according to claim 1, wherein a television camera capable of continuously capturing the image on the observer side is mounted near the convex lens array.
【請求項6】 前記ステレオ像が該観察者の左右の眼に
正しく選択的に送り込まれることを可能とすべく、照明
を観察者に対してすることを特徴とする請求項5記載の
立体映像表示装置。
6. The stereoscopic image according to claim 5, wherein the observer is illuminated so that the stereo image can be correctly and selectively transmitted to the left and right eyes of the observer. Display device.
【請求項7】 前記請求項1ないし4記載のバックライ
ト光源に前記観察者側の映像入力の際、観察者の顔面の
2値化像を入力すべく、請求項5記載のテレビカメラよ
り得られた観察者像を画像処理することを特徴とする請
求項5、または6記載の立体映像表示装置。
7. The television camera according to claim 5, wherein a binary image of a face of an observer is input when the image on the side of the observer is input to the backlight source according to any one of claims 1 to 4. 7. The stereoscopic image display device according to claim 5, wherein the observer image thus obtained is subjected to image processing.
【請求項8】 前記凸レンズアレイがフレネル凸レンズ
アレイである請求項1ないし7記載の立体映像表示装
置。
8. The stereoscopic image display device according to claim 1, wherein the convex lens array is a Fresnel convex lens array.
【請求項9】 前記凸レンズアレイがホログラフィック
凸レンズアレイまたは回折格子レンズアレイである請求
項1ないし7記載の立体映像表示装置。
9. The stereoscopic image display device according to claim 1, wherein the convex lens array is a holographic convex lens array or a diffraction grating lens array.
【請求項10】 前記テレビカメラにより撮影された該
バックライト光源面で出力される該観察者像群と、該凸
レンズアレイにより該バックライト光源面で結像される
該観察者像群とが幾何学的に一致せしめるため、請求項
5記載のテレビカメラの撮影レンズはアレイ状の構造で
なる請求項5ないし9記載の立体映像表示装置。
10. The observer image group output by the backlight light source surface photographed by the television camera and the observer image group imaged by the convex lens array on the backlight light source surface are geometric. 10. The stereoscopic image display device according to claim 5, wherein the taking lens of the television camera according to claim 5 has an array-like structure in order to achieve a geometrical match.
JP7176622A 1994-06-20 1995-06-19 Stereoscopic picture display device Pending JPH08160355A (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16268494 1994-06-20
JP6-270374 1994-10-06
JP27037494 1994-10-06
JP6-162684 1994-10-06
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020048714A (en) * 2000-12-18 2002-06-24 병 호 이 Three-dimensional display system
KR100464286B1 (en) * 2000-06-21 2004-12-31 대한민국 integral photograhpy display device and method thereof

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