JPH10161062A

JPH10161062A - 立体映像表示装置

Info

Publication number: JPH10161062A
Application number: JP8322796A
Authority: JP
Inventors: Goro Hamagishi; 五郎濱岸
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1996-12-03
Filing date: 1996-12-03
Publication date: 1998-06-19

Abstract

(57)【要約】【課題】観察者に煩わしい思いをさせることなく、観
察者の頭部位置に応じて良好に立体映像を観察させるこ
とができる立体映像表示装置を提供することを目的とす
る。【解決手段】左眼用の映像の光と右眼用の映像の光と
を左右に分離して出射して立体映像を表示する映像表示
部１ａを備える立体映像表示装置１であり、表示画面側
と観察者２の頭部の背後側との間を結ぶ光路を発光素子
３ａ，３ｂと受光素子４ａ，４ｂにて形成し、処理部１
０において前記光路が観察者２の頭部にて遮断されたか
否かを判断し、この判断結果に基づいて観察者２が立体
視を引き続き行えるように映像を表示する処理を行うよ
うになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、特殊な眼鏡を用
いることなく立体映像を観察することができる立体映像
表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、特殊な眼鏡を用いないで立体
映像を表示する装置として、液晶パネル等の表示パネル
の表示画面の観察者側にパララックスバリアやレンチキ
ュラーレンズ等（分離手段）を配置し、これにより表示
パネルに表示された左眼用の画像と右眼用の画像からの
各々の光を左右に分離して観察者の左右眼にそれぞれ導
いて立体映像を認識させるものが知られている。

【０００３】図１３は、パララックスバリアを用いた眼
鏡なし方式の立体映像表示装置の原理を示す図である。
図中、２０１はバックライト、２０２は液晶パネル、２
０３はパララックスバリアである。液晶パネル２０２に
は左眼用画素Ｌが垂直方向に並ぶ列と、右眼用画素Ｒが
垂直方向に並ぶ列とが交互に形成されている。また、パ
ララックスバリア２０３は垂直方向に延びるスリット状
の開口部２０３ａが多数形成されており、各開口部２０
３ａの間には垂直方向に延びる遮光部２０３ｂが形成さ
れている。なお、前記左眼用画素Ｌで構成される左眼用
映像と右眼用画素で構成される右眼用映像との間には、
人間が立体映像を感じるだけの両眼視差がある。

【０００４】この立体映像表示装置では、バックライト
２０１から出射された光は、液晶パネル２０２を透過す
る際、左眼用画素Ｌを通過した光は左眼用の映像情報に
より変調されて左眼用映像光２０４Ｌとなり、右眼用画
素Ｒを通過する光は右眼用の映像情報により変調されて
右眼用映像光２０４Ｒとなる。

【０００５】立体映像を観察したい観察者は、頭部を所
定の位置（正視位置）に位置させることにより、左眼２
０５Ｌに左眼用映像光２０４Ｌを開口部２０３ａを介し
て受け、右眼２０５Ｒに右眼用映像光２０４Ｒを開口部
２０３ｂを介して受けることにより、立体映像を認識す
ることができる。なお、このとき、左眼２０５Ｌには右
眼用映像光は遮光部２０３ｂで遮断されて入射せず、右
眼２０５Ｒには左眼用映像光は遮光部２０３ｂで遮断さ
れて入射しない。

【０００６】ところで、この種の立体映像表示装置で
は、図１４に示すように、映像表示面からの最適観察距
離（図中Ｄ）においては右眼用映像あるいは左眼用映像
を観察できる領域が交互に存在する。図１３では、Ｒと
表記された矢示範囲が右眼映像観察範囲であり、Ｌと表
記された矢示範囲が左眼映像観察領域である。従って、
観察者の右眼がＲ領域に、左眼がＬ領域にある場合（図
中のａ位置）においては、立体視は可能であるが、逆の
場合（図中のｂ位置）においては、逆視となり、立体像
が観察できなくなる。

【０００７】そこで、前記観察者の頭部に被検出部を取
り付け、前記被検出部をセンサーにて検出することによ
って頭部が逆視位置にあるか正視位置にあるかを判断
し、頭部が逆視位置に位置したときに、右眼用映像と左
眼用映像を入れ換えることが考えられる。また、正視位
置から逆視位置までにおいては、左眼映像と右眼映像が
クロストークする領域があり、かかる領域では、例え
ば、パララックスバリアを液晶素子で構成し、遮光領域
と透光領域をシフトさせたり、或いは、２台のプロジェ
クターで左右映像をそれぞれ一つのレンチキュラースク
リーンレンズに投影する構成であれば、前記２台のプロ
ジェクターを頭部ずれに対応した距離だけ移動させるこ
となども考えられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、観察者
の頭部の位置検出のために観察者の頭部に被検出部を取
り付けるのでは、観察者に煩わしい思いをさせることに
なる。また、カメラによって観察者を撮像し、その撮像
データを処理して観察者の頭部位置を判断することの考
えられるが、単に観察者をカメラで撮像するだけでは、
この撮像データから観察者と周囲とを峻別することは困
難である。また、かかる場合に観察者に対応する撮像デ
ータ部分を周囲よりも高輝度のものとして峻別を図ろう
とすると、観察者の顔に向けて強い光を照射しなければ
ならず、これでは気楽に立体映像を見ることができなく
なる。

【０００９】この発明は、上記の事情に鑑み、観察者に
煩わしい思いをさせることなく、観察者の頭部位置を的
確に検出し、観察者の頭部位置に応じて良好に立体映像
を観察させることができる立体映像表示装置を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の立体映像表示
装置は、上記の課題を解決するために、左眼用の映像の
光と右眼用の映像の光とを左右に分離して出射して立体
映像を表示する立体映像表示装置において、表示画面側
と観察者の頭部の背後側との間を結ぶ光路を形成し、こ
の光路が観察者の頭部にて遮断されたか否かを判断し、
この判断結果に基づいて観察者が立体視を引き続き行え
るように映像を表示する処理を行うように構成されてい
ることを特徴としている。

【００１１】かかる構成であれば、観察者の頭部に被検
出部を取り付ける必要がないので観察者に煩わしい思い
をさせるのを回避しつつ、観察者の頭部位置を的確に検
出することができ、頭部が逆視位置に位置したときやク
ロストーク領域に位置したときにも観察者に良好な立体
映像を観察させることが可能となる。

【００１２】表示画面側に発光素子と受光素子が設けら
れ、前記観察者の頭部の背後には前記発光素子からの光
を反射して前記受光素子に導く反射体が設けられていて
もよい。前記反射体は凹曲面形状に形成されていてもよ
い。前記反射体は光拡散効果を有していてもよい。前記
反射体は観察者が着座する椅子に設けられていてもよ
い。前記の発光素子および受光素子が画面に対して真正
面で観察している観察者の頭の位置から左右方向にほぼ
眼間距離の１／２の距離更に眼間距離ずつはなれた距離
に配置されていてもよい。又、前記の発光素子および受
光素子が、画面に対して真正面で観察している観察者の
頭の位置から左右方向にほぼ眼間距離の１／４の距離更
に眼間距離の１／２ずつはなれた距離に配置されていて
もよい。

【００１３】また、この発明の立体映像表示装置は、左
眼用の映像の光と右眼用の映像の光とを左右に分離して
出射して立体映像を表示する立体映像表示装置におい
て、観察者の頭部の背後側に設けられ、観察者の顔面の
光反射率より高い光反射率を有する反射体、若しくは発
光体と、前記観察者及び前記反射体若しくは発光体を撮
像する撮像手段と、前記撮像手段による撮像結果に基づ
いて観察者の頭部位置を判断する判断手段と、この判断
手段の判断結果に基づいて観察者が立体視を引き続き行
えるように映像を表示する処理を行う手段とを備えてい
ることを特徴としている。

【００１４】かかる構成であれば、観察者の頭部に被検
出部を取り付ける必要がないので観察者に煩わしい思い
をさせるのを回避できる。そして、前記の反射体や発光
体における撮像部分は、観察者の顔に対応する撮像部分
に比べて輝度が高くされるから、観察者の顔と周囲との
峻別が極めて容易となる。即ち、観察者の顔に向けて強
い光を照射するようなことをせずに観察者の頭部位置を
的確に検出することができ、頭部が逆視位置に位置した
ときやクロストーク領域に位置したときにも観察者に良
好な立体映像を観察させることが可能となる。

【００１５】前記反射体は観察者が着座する椅子に設け
られていてもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）以下、この発明の実施の形態を図に基
づいて説明する。

【００１７】図１は、この発明の実施の形態の立体映像
表示装置の概略構成を示した平面図である。この立体映
像表示装置１における映像表示部１ａは、図示しないレ
ンチキュラーレンズやパララックスバリアを備え、表示
画面上に縦ストライプ状に交互に表示される左眼用の映
像の光と右眼用の映像の光とを左右に分離して出射し、
観察者２に立体映像を認識させるようになっている。

【００１８】映像表示部１ａの図示しない筐体の上面部
には、観察者２の右側検出に対応した発光素子３（３
ａ）及び受光素子４（４ａ）と、観察者２の左側検出に
対応した発光素子３（３ｂ）及び受光素子４（４ｂ）と
が、正視位置に位置している観察者２を中心に、それぞ
れその顔幅Ｃの半分の距離に眼間距離Ｅの半分の距離を
加算した距離だけ離れて設けられている。また、観察者
２の頭部の背後側には、前記映像表示部１ａの画面と平
行に反射体５が配置されている。従って、観察者２が図
に示すごとく、正視位置に位置しているとすると、この
観察者２の顔の右端からＥ／２の距離において、前記発
光素子３ａにおける往光路および前記反射体５にて反射
されて受光素子４ａに至る復光路が形成されることにな
り、また、観察者２の顔の左端からＥ／２の距離におい
て、前記発光素子３ｂにおける往光路および前記反射体
５にて反射されて受光素子４ｂに至る復光路が形成され
ることになる。

【００１９】図１の構成においては、発光素子３及び受
光素子４の配置間隔、即ち、光路の間隔は、図２（ｂ）
に示しているように、観察者の横方向領域を、正視領域
と逆視領域との二つの区分に分けた場合に対処するもの
として設定されている。この図２（ｂ）から明らかなよ
うに、発光素子３ａ及び受光素子４ｂの隣に更に発光素
子３ｃ及び受光素子４ｃを配置するときには、両者の間
隔、即ち両光路の間隔は眼間距離Ｅとなる。一方、図２
（ａ）のごとく、クロストーク領域にも対応させる場合
には、発光素子３及び受光素子４は、Ｅ／４，３Ｅ／
４，５Ｅ／４，…のごとく配置されることになる。

【００２０】前記の発光素子３としては、例えば、外光
の影響を少なくするために赤外線等を出射するものが用
いられ、受光素子４としては、前記赤外線等に対して感
度を有するものが用いられる。即ち、観察者２による前
記映像表示部１ａの映像観察に悪影響を与えないで良好
に光検出が行えるようにしている。そして、前記の発光
素子３は、立体映像表示装置１における映像表示時にお
いては、常時発光をするように設定されている。

【００２１】処理部１０は、前記受光素子４の出力に基
づいて観察者２の頭部の位置ずれを判断し、この位置ず
れに応じて前記映像表示部１ａにおける映像の表示を処
理するようになっている。具体的には、逆視に対して
は、右眼映像と左眼映像を入れ換えて逆視領域における
逆視を防止する。また、クロストークに対しては、パラ
ラックスバリアを液晶素子で構成している場合において
は、遮光領域と透光領域をシフトさせたり、或いは、２
台のプロジェクターで左右映像をそれぞれ一つのレンチ
キュラースクリーンレンズに投影する構成であれば、前
記２台のプロジェクターを頭部ずれに対応した距離だけ
移動させる処理を行う。

【００２２】上記の構成において、図３に示しているよ
うに、観察者２が正視位置からＥ／２の距離ずれると、
発光素子３ｂから出射された光は観察者２によって遮ら
れ、受光素子４ｂに達しないため、前記の処理部１０に
おいて、受光素子４ｂの出力結果から観察者２の頭部が
正視位置から逆視領域にずれたと判断することができ
る。このときに、前記の処理部１０では、右眼映像と左
眼映像を入れ換える処理を行う。これにより、観察者２
が逆視領域に位置に位置したときにも観察者に良好な立
体映像を観察させることが可能となる。そして、観察者
の頭部に被検出部を取り付ける必要がないので観察者に
煩わしい思いをさせるのを回避することができる。ま
た、図３では示していないが、図２（ａ）のクロストー
クにも対応した間隔で光路が形成されていれば、観察者
が正視位置からＥ／４の距離ずれると、観察者２の頭部
が正視位置からクロストーク領域にずれたと判断するこ
とができ、このときには前記の処理部１０では、前述し
たクロストークに対応した処理を行う。なお、更に観察
者がずれて正視位置から３Ｅ／４の距離ずれて当該部分
の光路が遮断される場合には、逆視領域に対する処理を
行えばよい。

【００２３】図４及び図５は、前記反射体５の変形例で
ある反射体５′を示した説明図である。この反射体５′
は、若干の拡散効果を有している。従って、この反射体
５′にて反射される光の進路は幾分の広がりを持つこと
になり、受光素子４および当該反射体５′の設置の精度
を緩和することができる。

【００２４】図６および図７は、観察者が着座する椅子
６を示した斜視図である。この椅子６の背もたれの上部
位置（観察者の頭部高さに対応した位置）には、前記反
射体５が設けられている。このように、反射体５を椅子
６に配置したことで、当該反射体５を観察者が座る椅子
６と別体に設ける構造に比べ、観察者に対する反射体５
の設置調整が簡易化されることになる。また、かかる構
造においては、反射体５よりも、拡散効果を有する反射
体５′を設けるのが望ましい。前述のごとく拡散効果に
よって設置精度が緩和されることから、椅子６の多少の
回転に対しても光を受光素子４に導くことが可能となる
からである。また、図７のごとく、反射体５（５′）を
椅子６の回転中心に対応させて凹曲面形状に形成した場
合には、椅子６の回転に対する前記光の受光素子４への
導きを一層確実に行わせることができる。

【００２５】図８は、発光素子３と受光素子４の設置例
を示す図であり、この図８の設置例では、受光素子４の
受光側位置に集光レンズ７を配置している。前記の集光
レンズ７は、反射体５にて反射された光を受光素子４の
受光面に対応した集光点８ｂに導く一方、観察者２にて
反射された光を受光素子４の受光面から外れた集光点８
ａに導くようになっている。かかる構造であれば、観察
者２にて光路が遮られているにもかかわらず、観察者２
の顔で反射した微小な光が受光素子４に入って誤判定さ
れるのを防止することができる。

【００２６】（実施の形態２）以下、この発明の他の実
施の形態について説明する。

【００２７】図９は、この発明の実施の形態の立体映像
表示装置の概略構成を示した平面図である。この立体映
像表示装置１０１における映像表示部１０１ａは、図示
しないレンチキュラーレンズやパララックスバリアを備
え、表示画面上に縦ストライプ状に交互に表示される左
眼用の映像の光と右眼用の映像の光とを左右に分離して
出射し、観察者１０４に立体映像を認識させるようにな
っている。

【００２８】映像表示部１０１ａの例えば図示しない筐
体の上面部には、観察者１０４を照明する例えば赤外線
発光素子１０２，１０２が設けられている。撮像手段と
してのＣＣＤカメラ１０３は、前記の発光素子１０２，
１０２間に設けられ、その撮像範囲の中心が正視位置に
対応するように配置されている。また、観察者１０４の
頭部の背後側には、前記映像表示部１０１ａの画面と平
行に反射体１０５が配置されている。この反射体１０５
は、図１０に示すように、観察者１０４の頭部高さに対
応した位置において横方向に長く形成された反射部１０
５ａを有しており、この反射部１０５ａ以外の部分は黒
塗りされている。

【００２９】処理部１１０は、前記ＣＣＤカメラ１０３
の出力（図１１参照）に基づいて観察者１０４の頭部の
位置ずれを判断し、この位置ずれに応じて前記映像表示
部１０１ａにおける映像の表示を処理するようになって
いる。映像表示処理の具体的内容は、実施の形態１と同
様であるので説明を省略する。

【００３０】上記の構成であれば、前記のＣＣＤカメラ
１０３にて観察者１０４および反射体１０５が撮像され
ると、観察者１０４に対応した画像部分の輝度よりも、
前記反射部１０５ａに対応した画像部分の輝度の方が高
くなる。即ち、ＣＣＤカメラ１０３における前記反射部
１０５ａに対応した走査ラインの映像出力は、図１２に
示すように、前記横方向に長い反射部１０５ａに対応し
た高輝度領域と、前記観察者１０４の頭部位置に対応し
た低輝度領域（図１１のＡ−Ｂ間に対応）とが存在する
ことになる。

【００３１】そして、前記低輝度領域の中心（図１１の
Ｃ位置に対応）が観察者１０４の中心位置であると判断
でき、当該中心と撮像中心とのずれ量が観察者１０４の
正視位置からのずれ量に対応したものとなる。このよう
に観察者１０４の正視位置からのずれ量が、前記の処理
部１１０において判断され、このずれ量に応じて、実施
の形態１で説明したごとく、観察者が立体視を引き続き
行えるように左眼用の映像と右眼用の映像の入れ換え処
理などが行われる。この実施の形態においては、前記の
反射部１０５ａにおける撮像部分は、観察者１０４の顔
に対応する撮像部分に比べて輝度が高くされるから、観
察者の顔と周囲との峻別が極めて容易となる。即ち、観
察者の顔に向けて強い光を照射するようなことをせずに
観察者の頭部位置を的確に検出することができ、頭部が
逆視位置に位置したときやクロストーク領域に位置した
ときにも観察者に良好な立体映像を観察させることが可
能となる。勿論、観察者の頭部に被検出部を取り付ける
必要がないので観察者に煩わしい思いをさせるのを回避
することができる。

【００３２】前記の反射部１０５ａの代わりに、ＬＥＤ
等の発光手段を横方向に並べて配置してもよいものであ
る。かかる場合には、ＬＥＤからの光による高輝度領域
と、前記観察者１０４の頭部にてＬＥＤ光が遮られた低
輝度領域とが存在し、この低輝度領域の中心が観察者１
０４の中心と判断でき、当該中心と撮像中心とのずれ量
が観察者１０４の正視位置からのずれ量に対応したもの
となる。なお、この場合には、観察者１０４を照明する
発光素子１０２，１０２は特に必要はない。

【００３３】また、前記の反射体１０５或いは前記ＬＥ
Ｄ等の発光手段を並べたものを、実施の形態１と同様、
観察者１０４が着座する椅子の背もたれの上部位置に設
けてもよいものである。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、観察者の側方において観察者の頭部ずれで遮断され
る光路を形成したり、観察者との区別が容易な背景を観
察者の背後側に構成することによって観察者の頭部位置
を検出するようにしたので、観察者に煩わしい思いをさ
せるのを回避しつつ、観察者の頭部位置を的確に検出
し、頭部が逆視位置に位置したときやクロストーク領域
に位置したときにも観察者に良好な立体映像を観察させ
ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１の立体映像表示装置を
示す説明図である。

【図２】同図（ａ）は正視領域と逆視領域とクロストー
ク領域に対応する光路間隔を示した説明図であり、同図
（ｂ）は正視領域と逆視領域に対応する光路間隔を示し
た説明図である。

【図３】図１において観察者が正視位置からずれた状態
を示す説明図である。

【図４】実施の形態１における反射体の一例を示す説明
図である。

【図５】実施の形態１における反射体の一例を示す説明
図である。

【図６】実施の形態１における反射体の取付形態を示す
説明図である。

【図７】実施の形態１における凹曲面を有する反射体の
取付形態を示す説明図である。

【図８】実施の形態１において受光素子の光入射側にレ
ンズを配置した状態を示した説明図である。

【図９】この発明の実施の形態２の立体映像表示装置を
示す説明図である。

【図１０】実施の形態２における反射体の一例を示す説
明図である。

【図１１】図１０の反射体と観察者との関係を示した説
明図である。

【図１２】図１０における反射部と観察者とを撮像手段
で撮像したときの輝度状態を示す説明図である。

【図１３】パララックスバリアを用いた眼鏡なし方式の
立体映像表示装置の原理を示す図である。

【図１４】右眼映像観察領域と左眼映像観察領域との関
係を示した説明図である。

【符号の説明】

１立体映像表示装置１ａ映像表示部２観察者３（３ａ，３ｂ）発光素子４（４ａ，４ｂ）受光素子５反射体５′ 反射体５ａ反射部１０１立体映像表示装置１０１ａ映像表示部１０２発光素子１０３ＣＣＤカメラ１０４観察者

【手続補正書】

【提出日】平成９年２月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】ところで、この種の立体映像表示装置で
は、図１４に示すように、映像表示面からの最適観察距
離（図中Ｄ）においては右眼用映像あるいは左眼用映像
を観察できる領域が交互に存在する。図１４では、Ｒと
表記された矢示範囲が右眼映像観察範囲であり、Ｌと表
記された矢示範囲が左眼映像観察領域である。従って、
観察者の右眼がＲ領域に、左眼がＬ領域にある場合（図
中のａ位置）においては、立体視は可能であるが、逆の
場合（図中のｂ位置）においては、逆視となり、立体像
が観察できなくなる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】左眼用の映像の光と右眼用の映像の光と
を左右に分離して出射して立体映像を表示する立体映像
表示装置において、表示画面側と観察者の頭部の背後側
との間を結ぶ光路を形成し、この光路が観察者の頭部に
て遮断されたか否かを判断し、この判断結果に基づいて
観察者が立体視を引き続き行えるように映像を表示する
処理を行うように構成されていることを特徴とする立体
映像表示装置。
【請求項２】表示画面側に発光素子と受光素子が設け
られ、前記観察者の頭部の背後側には前記発光素子から
の光を反射して前記受光素子に導く反射体が設けられて
いることを特徴とする請求項１に記載の立体映像表示装
置。
【請求項３】前記反射体は凹曲面形状に形成されてい
ることを特徴とする請求項２に記載の立体映像表示装
置。
【請求項４】前記反射体は光拡散効果を有しているこ
とを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の立体映像
表示装置。
【請求項５】前記反射体は観察者が着座する椅子に設
けられていることを特徴とする請求項２乃至請求項４の
いずれかに記載の立体映像表示装置。
【請求項６】前記の発光素子および受光素子が、画面
に対して真正面で観察している観察者の頭の位置から左
右方向にほぼ眼間距離の１／２の距離更に眼間距離ずつ
はなれた距離に配置されていることを特徴とする請求項
２乃至請求項５のいずれかに記載の立体映像表示装置。
【請求項７】前記の発光素子および受光素子が、画面
に対して真正面で観察している観察者の頭の位置から左
右方向にほぼ眼間距離の１／４の距離更に眼間距離の１
／２ずつはなれた距離に配置されていることを特徴とす
る請求項２乃至請求項６のいずれかに記載の立体映像表
示装置。
【請求項８】左眼用の映像の光と右眼用の映像の光と
を左右に分離して出射して立体映像を表示する立体映像
表示装置において、観察者の頭部の背後側に設けられ、
観察者の顔面の光反射率より高い光反射率を有する反射
体、若しくは発光体と、前記観察者及び前記反射体若し
くは発光体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段による
撮像結果に基づいて観察者の頭部位置を判断する判断手
段と、この判断手段の判断結果に基づいて観察者が立体
視を引き続き行えるように映像を表示する処理を行う手
段とを備えたことを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項９】前記反射体若しくは発光体は観察者が着
座する椅子に設けられていることを特徴とする請求項８
に記載の立体映像表示装置。