JPH09230286A - Parallax barrier stereoscopic display system - Google Patents

Parallax barrier stereoscopic display system

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Publication number
JPH09230286A
JPH09230286A JP8036031A JP3603196A JPH09230286A JP H09230286 A JPH09230286 A JP H09230286A JP 8036031 A JP8036031 A JP 8036031A JP 3603196 A JP3603196 A JP 3603196A JP H09230286 A JPH09230286 A JP H09230286A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
barrier
observer
image
parallax
eyes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8036031A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akihiko Konoue
明彦 鴻上
Akira Arimoto
昭 有本
Kazutaka Tsuji
和隆 辻
Yoshiyuki Kaneko
好之 金子
Kimio Tateno
公男 立野
Migaku Komoda
▲琢▼ 薦田
Takeshi Shimano
健 島野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP8036031A priority Critical patent/JPH09230286A/en
Publication of JPH09230286A publication Critical patent/JPH09230286A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable an observer to view normal stereoscopic images in any postures by detecting the positions of both eyes of the observer and rotationally controlling barrier gratings in such a manner that the barrier gratings are held always perpendicular to a line connecting both eyes. SOLUTION: A display device 100 is composed of a display section 140, a parallax barrier section 130 and an image processing section. The barrier section 130 is made rotationally controllable by a dynamic mechanism and the method for controlling the rotation thereof is executed by subjecting the visual line direction vector of the observer 150 to image processing computation by an IR generator 110 disposed in the upper part of the display device 100 and an IR, camera 120. The direction of the parallax barrier is rotationally controlled in such a manner that this direction is held always perpendicular to the segment direction (visual line direction vector) of both eyes of the observer 150 at this point. The stripe direction of the displayed image and the parallax direction of both eyes are controlled in compliance therewith, by which the observer is enable to observe always the normal stereoscopic images in any postures.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は観測者の両眼視差を
利用して画像を立体的に表示する方式に係り、特に両眼
視差をパララクスバリアで形成する立体表示方式に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system for stereoscopically displaying an image by utilizing binocular parallax of an observer, and more particularly to a stereoscopic display system for forming binocular parallax by a parallax barrier.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、パララクスバリア立体表示方
式に関し、数多くの文献がある。例えば、「三次元画像
工学」大越孝敬著,1991年7月10日初版,朝倉書
店発行の11頁において、詳しく解説されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there are many documents regarding a parallax barrier stereoscopic display system. For example, “3D Image Engineering” written by Takataka Ogoshi, first edition July 10, 1991, published by Asakura Shoten, page 11 gives a detailed explanation.

【0003】図2は、この参考文献からの引用である。
パララクスバリアを介して、右眼と左眼の見える表示面
上の位置が異なる。その異なる位置に左眼画像と右眼画
像を表示する。その時、観測者は右眼と左眼とで両眼視
差があり、画像が立体的に見える。図2では装置および
観測者の上面の断面図を示しているが、実際のパララク
スバリアは格子状の縞パターンであり、表示される画像
も複数枚の平面画像をストライプ状に交互に重ね合わせ
たものである。
FIG. 2 is a citation from this reference.
The positions on the display surface where the right eye and the left eye can see through the parallax barrier are different. The left-eye image and the right-eye image are displayed at the different positions. At that time, the observer has a binocular parallax between the right eye and the left eye, and the image looks stereoscopic. FIG. 2 shows a cross-sectional view of the upper surface of the device and the observer, but the actual parallax barrier is a grid-shaped stripe pattern, and the displayed image is also a plurality of plane images alternately superposed in stripes. It is a thing.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、正常な
立体視ができる観測者の視点の位置が固定されていると
いう問題点がある。これは、右眼と左眼でパララクスバ
リアを透して見える、右眼画像と左眼画像が、それぞれ
正しい位置に来るためには、右眼と左眼を結ぶ線分が常
にパララクスバリアに垂直に位置しなければならないこ
とによる。
In the prior art, there is a problem that the position of the viewpoint of the observer who can perform normal stereoscopic vision is fixed. This is because the line segment that connects the right eye and the left eye is always perpendicular to the parallax barrier so that the right eye image and the left eye image can be seen in the correct positions through the parallax barrier. It must be located in.

【0005】ところが、観測者は自由な姿態で立体像を
観測したいという要求もあり、例えば横臥の状態でも正
しく立体画像が見えるためには、従来の技術ではなし得
ないことであった。
However, the observer is also required to observe a three-dimensional image in a free form, and it is impossible for the conventional technique to see a three-dimensional image correctly even in a recumbent state.

【0006】本発明の目的は、観測者がどのような姿態
でも正常な立体画像が見られる新たなパララクスバリア
立体表示方式を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a new parallax barrier stereoscopic display system in which an observer can see a normal stereoscopic image in any form.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】以上の課題は、画像表示
装置の表示側にバリア状格子を設け、画像表示装置は複
数の平面画像をストライプ状に重ね合わせて表示するパ
ララクスバリア立体表示方式において、観測者の両眼の
位置を検出し、この両眼を結ぶ線上に常に上記バリア状
格子が垂直になるように、バリア状格子を回転制御する
ことにより解決することができる。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned problems have been solved in a parallax barrier stereoscopic display system in which a barrier grid is provided on the display side of an image display device, and the image display device displays a plurality of planar images in a striped manner. The problem can be solved by detecting the positions of both eyes of the observer and controlling the rotation of the barrier-shaped grating so that the barrier-shaped grating is always perpendicular to the line connecting the two eyes.

【0008】また、画像表示装置の表示は、バリア状格
子の方向に常に平行となるストライプ状の表示とするこ
とにより解決することもできる。
The display of the image display device can also be solved by using a striped display that is always parallel to the direction of the barrier lattice.

【0009】また、両眼視差を有する複数枚の画像か
ら、画像の奥行き情報を演算計算し、画像の奥行き情報
からバリア状格子の垂直方向の視差に変換して、ストラ
イプ状の表示をすることにより解決することもできる。
Further, the depth information of the image is arithmetically calculated from a plurality of images having binocular parallax, the depth information of the image is converted into the parallax in the vertical direction of the barrier lattice, and a striped display is performed. Can be solved by

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図
1,図3,図4,図5を用いて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 3, 4, and 5.

【0011】図1は本発明のパララクスバリア立体表示
方式を実現した説明図を示している。表示装置100
は、表示部140とパララクスバリア部130、および
図では示していないが、画像処理部からなる。このパラ
ラクスバリア部130は、動的機構から回転制御可能と
なっている。このパララクスバリア部130の回転の制
御方法は、表示装置100の上部に設けられた赤外線発
生器110と赤外線カメラ120により、観測者150
の視線方向ベクトルを画像処理演算して行う。そこで
は、観測者150の両眼の線分方向(視線方向ベクト
ル)に常に垂直になるように、パララクスバリアの方向
を回転制御する。
FIG. 1 is an explanatory view for realizing the parallax barrier stereoscopic display system of the present invention. Display device 100
Includes a display unit 140, a parallax barrier unit 130, and an image processing unit (not shown). The rotation of the parallax barrier unit 130 can be controlled by a dynamic mechanism. The method of controlling the rotation of the parallax barrier unit 130 is performed by an observer 150 using an infrared generator 110 and an infrared camera 120 provided on the display device 100.
The line-of-sight direction vector is calculated by image processing. There, the direction of the parallax barrier is rotationally controlled so that it is always perpendicular to the line segment direction (line-of-sight direction vector) of both eyes of the observer 150.

【0012】次に、図3を用いて、観測者の視線方向ベ
クトルの検出方法を説明する。図3(a)は、観測者の
顔の部分を示している。これに赤外線発生器110から
赤外線が照射されると、その反射赤外線は、観測者の両
眼の部分がもっとも強くなる。この観測者の顔の赤外線
反射光を、赤外線カメラ120により撮像し、その感度
レベルを調節することによって、図3(b)に示すよう
に両眼部分のみを抽出することができる。その両眼の撮
像される線分を結ぶことによって、視線方向ベクトル3
00を求めることができる。
Next, a method of detecting the line-of-sight direction vector of the observer will be described with reference to FIG. FIG. 3A shows the face part of the observer. When this is irradiated with infrared rays from the infrared generator 110, the reflected infrared rays are the strongest in the eyes of the observer. By capturing the infrared reflected light of the observer's face with the infrared camera 120 and adjusting the sensitivity level thereof, it is possible to extract only the binocular part as shown in FIG. 3B. By connecting the imaged line segments of both eyes, the line-of-sight direction vector 3
00 can be obtained.

【0013】次に、図4を用いて、画像表示部140の
表示制御方法を説明する。図4(a)に示すように、視線
方向ベクトルからパララクスバリアが角度θだけ傾いた
とする。その時、画像の表示部140は図4(b)に示
すように、両眼の画像のストライプの方向を、パララク
スバリアの傾きと同じθの角度を傾けて表示する。ここ
では、画像表示部140をただ単にθの角度回転すると
画像自体が傾くので、画像を傾けることなく、画像のス
トライプの方向のみを傾ける。そのためには、次にのべ
る表示画像の画像処理,演算計算が必要になる。
Next, a display control method of the image display section 140 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4A, it is assumed that the parallax barrier is inclined by an angle θ from the line-of-sight direction vector. At that time, as shown in FIG. 4B, the image display unit 140 displays the stripe directions of the images of both eyes at an angle θ that is the same as the tilt of the parallax barrier. Here, if the image display unit 140 is simply rotated by an angle of θ, the image itself tilts. Therefore, only the direction of the stripe of the image is tilted without tilting the image. For that purpose, the following image processing of the display image and calculation calculation are required.

【0014】図5はその表示画像の画像処理,演算計算
の方法の説明図である。図5(a−1),(a−2)は
両眼の視線方向ベクトルが(a−3)に示すように、水
平方向の場合を示している。この時、両眼の視差は(a
−1),(a−2)に示すように、水平の表示位置の違
いとして表示される。今、視線ベクトルが(b−3)に
示すように、傾きを持った場合、両眼の視差はこの視線
ベクトルの方向となるようにする。そのため、(b−
1),(b−2)に示すように、左右眼の画像は斜め方
向の視差を持つ画像に変換して表示する。この画像の処
理では、画像の領域の検出と奥行き量の演算、あるいは
画素ごとの奥行き量の演算を行い、視線ベクトルの方向
の視差量に変換して表示する。
FIG. 5 is an explanatory view of a method of image processing and calculation of the display image. 5 (a-1) and 5 (a-2) show the case where the line-of-sight direction vectors of both eyes are in the horizontal direction as shown in (a-3). At this time, the parallax of both eyes is (a
-1) and (a-2), it is displayed as a difference in horizontal display position. Now, when the line-of-sight vector has an inclination as shown in (b-3), the parallax of both eyes is set in the direction of this line-of-sight vector. Therefore, (b-
As shown in 1) and (b-2), the images of the left and right eyes are converted into images having an oblique parallax and displayed. In the processing of this image, the area of the image is detected and the depth amount is calculated, or the depth amount is calculated for each pixel, and converted into the parallax amount in the direction of the line-of-sight vector and displayed.

【0015】[0015]

【発明の効果】本発明によれば、パララクスバリア立体
表示方式で、観測者の視線方向ベクトルを検出し、それ
に合わせてパララクスバリアを回転制御し、合わせて表
示画像のストライプ方向,両眼視差方向を制御すること
により、観測者がどのような姿態であっても、常に正常
な立体画像を観測できる。
According to the present invention, in the parallax barrier stereoscopic display system, the line-of-sight direction vector of the observer is detected, and the parallax barrier is rotationally controlled accordingly, and the stripe direction of the display image and the binocular parallax direction are also combined. By controlling the, it is possible to always observe a normal stereoscopic image regardless of the posture of the observer.

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

【図1】本発明のパララクスバリア立体表示方式の説明
図。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a parallax barrier stereoscopic display system of the present invention.

【図2】従来のパララクスバリア立体表示方式の原理の
説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the principle of a conventional parallax barrier stereoscopic display system.

【図3】視線方向ベクトルを検出する方法の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a method of detecting a line-of-sight direction vector.

【図4】画像のストライプの方向制御の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of direction control of image stripes.

【図5】画像の視差方向の変換の説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of conversion of an image parallax direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100…表示装置、110…赤外線発生器、120…赤
外線カメラ、130…パララクスバリア、140…表示
部、150…観測者。
Reference numeral 100 ... Display device, 110 ... Infrared generator, 120 ... Infrared camera, 130 ... Paralux barrier, 140 ... Display unit, 150 ... Observer.

フロントページの続き (72)発明者 金子 好之 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 立野 公男 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 薦田 ▲琢▼ 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 島野 健 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内(72) Inventor Yoshiyuki Kaneko 1-280, Higashi Koigokubo, Kokubunji, Tokyo, Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor, Kimio Tateno 1-280, Higashi Koikeku, Kokubunji, Tokyo Hitachi Central Research Co., Ltd. In-house (72) Inventor Koda ▲ Taku ▼ 1-280, Higashi-Kengokubo, Kokubunji, Tokyo Inside Hitachi Central Research Laboratory (72) Inventor Ken Shimano 1-280, Higashi-Kengokubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside Hitachi Central Research Center

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】画像表示装置の表示側にバリア状格子を設
け、上記画像表示装置は複数の平面画像をストライプ状
に重ね合わせて表示するパララクスバリア立体表示方式
において、観測者の両眼の位置を検出し、上記両眼を結
ぶ線上に常に上記バリア状格子が垂直になるように、上
記バリア状格子を回転制御することを特徴とするパララ
クスバリア立体表示方式。
1. A position of both eyes of an observer in a parallax barrier stereoscopic display system in which a barrier grid is provided on the display side of the image display device, and the image display device displays a plurality of planar images by overlapping them in stripes. Is detected, and the barrier lattice is rotationally controlled so that the barrier lattice is always perpendicular to the line connecting the two eyes.
【請求項2】請求項1において、上記画像表示装置の表
示は、上記バリア状格子の方向に常に平行となるストラ
イプ状の表示とするパララクスバリア立体表示方式。
2. The parallax barrier stereoscopic display system according to claim 1, wherein the display of the image display device is a striped display which is always parallel to the direction of the barrier lattice.
【請求項3】請求項2において、両眼視差を有する複数
枚の画像から、画像の奥行き情報を演算計算し、上記画
像の奥行き情報から上記バリア状格子の垂直方向の視差
に変換して、上記ストライプ状の表示をするパララクス
バリア立体表示方式。
3. The depth information of an image is arithmetically calculated from a plurality of images having binocular parallax, and the depth information of the image is converted into vertical parallax of the barrier lattice, The parallax barrier stereoscopic display system that displays the above stripes.
JP8036031A 1996-02-23 1996-02-23 Parallax barrier stereoscopic display system Pending JPH09230286A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2495602A1 (en) 2011-03-01 2012-09-05 Thomson Licensing Autostereoscopic display and method for operating the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2495602A1 (en) 2011-03-01 2012-09-05 Thomson Licensing Autostereoscopic display and method for operating the same
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