JPH11134505A - Image extracting device and image display device using same - Google Patents

Image extracting device and image display device using same

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JPH11134505A
JPH11134505A JP9299828A JP29982897A JPH11134505A JP H11134505 A JPH11134505 A JP H11134505A JP 9299828 A JP9299828 A JP 9299828A JP 29982897 A JP29982897 A JP 29982897A JP H11134505 A JPH11134505 A JP H11134505A
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JP
Japan
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image
image display
control
observer
display device
Prior art date
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Application number
JP9299828A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaru Kurio
勝 栗尾
Eiji Arita
栄次 有田
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Terumo Corp
Original Assignee
Terumo Corp
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Publication date
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Publication of JPH11134505A publication Critical patent/JPH11134505A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the image extracting device which requires no special image pickup conditions and is not affected by a light emitting body, a reflecting body, etc., present in a background by performing a subtracting process between an image in the presence of lighting device lighting and an image in the absence. SOLUTION: A CCD camera 3 photographs an image in the presence of lighting 2 and an image in the absence on a time-division basis. When a disturbing light source is present in the background of an object to be measured, the image in the presence of the lighting is obtained as an image including both the object to be observed and the background image including the disturbing light source and its image signal is stored as digital data in a memory circuit 5. The lighting is off in the following exposure timing of the CCD camera 3, so an image having a background where the object to be observed is inconspicuous is obtained and stored in a memory circuit 6. The data of both the stored images are processed by the subtraction of a subtracting circuit 7 to obtain an image excluding the influence of the background. The data are stored in a memory circuit 8 and repeatedly outputted until next data are prepared.

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、外乱光や背景の影
響を除き、撮影したい観察対象のみを抽出可能な画像抽
出装置と、これを利用した画像表示装置、特に立体画像
表示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image extracting apparatus capable of extracting only an observation target to be photographed without the influence of disturbance light or a background, and an image display apparatus using the same, particularly a stereoscopic image display apparatus. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】CCDカメラなどの一般的な撮像装置を
用いて観察対象を撮像した場合、本来撮像したい観察対
象以外の背景像も同じ画像内に像を結んでしまう。背景
を削除し、観察対象のみを抽出したい場合、ブルーバッ
クスクリーンのように単調な背景を用いて撮影するなど
撮像条件を限定する方法がある。しかし、この方法はス
タジオのような特殊な環境であれば可能だが、背景を特
定できない環境下では使えない。背景に依存せず観察対
象を抽出する方法に、パターン認識等の手法を用いてソ
フト的に処理する方法もあるが、処理に時間を要するた
め一般にリアルタイム処理が難しく、高速化するために
は大がかりな処理装置が必要となる。また、観察対象が
人のように複雑で一定しない形状をしている場合、観察
対象の最初の位置・状態を指定する必要があるなど初期
の設定が煩雑であることが多く、解決しなければならな
い問題は多い。
2. Description of the Related Art When an object to be observed is imaged using a general imaging device such as a CCD camera, a background image other than the object to be imaged originally forms an image within the same image. When it is desired to remove the background and extract only the observation target, there is a method of limiting imaging conditions such as imaging using a monotonous background such as a blue back screen. However, this method can be used in a special environment such as a studio, but cannot be used in an environment where the background cannot be specified. There is also a method of extracting an observation target without depending on the background, using a method such as pattern recognition in a software manner. However, since the processing requires time, it is generally difficult to perform real-time processing. Processing equipment is required. Also, when the observation target has a complicated and non-uniform shape like a human, initial settings are often complicated, such as the need to specify the initial position and state of the observation target, and if this is not solved There are many problems that must be solved.

【0003】リアルタイムで観察対象を抽出する方法
に、観察対象に十分な照明を当て、背景との輝度差を用
いる方法がある。観察者の略半面像を用いて観察者の両
目に第一の画像と第二の画像を排他的に観察させる立体
画像表示装置において、観察者の略半面像の抽出に、こ
の輝度差を用いた抽出法を応用したものが報告されてい
るが、この方法では、背景に観察対象の輝度と同程度の
明るさの発光体、反射体等があった場合に誤認してしま
うといった問題があり、上記の立体画像表示装置の応用
例においては、この誤認が観察者両目の排他的画像観察
の障害となっていた。
As a method of extracting an observation target in real time, there is a method of illuminating the observation target with sufficient illumination and using a luminance difference from a background. In a stereoscopic image display device that allows the observer to exclusively observe the first image and the second image using the substantially half-plane image of the observer, this luminance difference is used to extract the substantially half-plane image of the observer. There is a report that applies the extraction method, but this method has a problem that if there is a luminous body, reflector, etc. with the same brightness as the luminance of the observation target in the background, it is mistaken. However, in the application example of the three-dimensional image display device described above, this erroneous recognition hinders the exclusive image observation of both eyes of the observer.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
課題に鑑みてなされたもので、比較的小規模な構成によ
り、外乱光や背景の影響を除き、撮影したい観察対象の
みを抽出可能な画像抽出装置と、これを利用した画像表
示装置を提案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 problems, and it is possible to extract only an observation target to be photographed by using a relatively small-scale configuration, excluding the influence of disturbance light and the background. It is an object of the present invention to propose a simple image extraction device and an image display device using the same.

【0005】すなわち、本発明は、特殊な撮像条件を必
要とせず、リアルタイム処理可能で、初期の煩雑な設定
も必要なく、背景に存在する明るい発光体や反射体等の
影響を受けない画像抽出装置の提供を目的とするもので
ある。
That is, the present invention does not require special imaging conditions, can perform real-time processing, does not require complicated initial settings, and can extract an image which is not affected by a bright luminous body or reflector existing in the background. It is intended to provide a device.

【0006】また、本発明は、背景の状態に影響される
ことなく、観察者の両目に第一の画像と第二の画像を排
他的に観察させる画像表示装置の供給を目的とするもの
である。
Another object of the present invention is to provide an image display device which allows the observer to exclusively observe the first image and the second image without being influenced by the background state. is there.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の解決すべき課題
は、以下に示す(1)ないし(6)の本発明により達成
される。
The problem to be solved by the present invention is achieved by the present invention described in the following (1) to (6).

【0008】(1)観察対象を撮像するための撮像装置
と、該観察対象を照明するための照明装置であって該撮
像装置の露光周期に同期して点灯/消灯を繰り返す照明
装置と、該撮像装置により得られた該照明装置点灯時の
画像及び該照明装置消灯時の画像を一時記憶する記憶回
路と、該照明装置点灯時の画像と該照明装置消灯時の画
像の減算処理を行う演算回路を有することを特徴とする
画像抽出装置。
(1) An image pickup device for picking up an image of an object to be observed, an illuminating device for illuminating the object to be observed, and an illuminating device that repeatedly turns on and off in synchronization with an exposure cycle of the image pickup device. A storage circuit for temporarily storing an image when the lighting device is turned on and an image when the lighting device is turned off obtained by the imaging device, and an operation for subtracting the image when the lighting device is turned on and the image when the lighting device is turned off An image extraction device comprising a circuit.

【0009】本発明の好適な一様態によれば、前記照明
装置が放射する照明光は、観察対象のみを特定的に照明
し、背景には影響しないものであることが望ましい。ま
た、照明光は可視光に限らず、赤外光や紫外光など撮像
素子が感度を持つ範囲でさえあれば制限されない。但
し、観察対象が照明光により励起されるなどして別の波
長の光を放出する場合は、照明光の波長に撮像素子が感
度を持つ必要はない。
According to a preferred aspect of the present invention, it is preferable that the illumination light emitted by the illumination device specifically illuminates only the observation target and does not affect the background. In addition, the illumination light is not limited to visible light, and is not limited as long as the imaging element has sensitivity such as infrared light or ultraviolet light. However, when the observation target emits light of another wavelength by being excited by the illumination light or the like, the imaging element does not need to have sensitivity to the wavelength of the illumination light.

【0010】また、本発明の好適な一様態によれば、前
記照明装置が放射する照明光は、前記撮像装置の撮像素
子を露光するに十分な時間点灯するパルス光であること
が望ましい。
According to a preferred aspect of the present invention, it is preferable that the illumination light emitted by the illumination device is pulse light that is turned on for a time sufficient for exposing an image sensor of the imaging device.

【0011】本発明の好適な一様態によれば、前記照明
は、観察対象の正面、あるいは斜方や側方に配置されて
もよい。
According to a preferred embodiment of the present invention, the illumination may be arranged in front of, or obliquely or laterally of, the observation target.

【0012】(2)第一の画像と第二の画像を表示する
透過型の画像表示手段と、該画像表示手段の後方に配設
され、夫々少なくとも一つの像よりなる該第一の画像の
バックライトとして機能する第一の制御画像と、該第二
の画像のバックライトとして機能する第二の制御画像と
を、該画像表示手段の方向に出力するバックライト出力
手段と、該第一の制御画像と該第二の制御画像を用い
て、該第一の画像と該第二の画像に、夫々観察者の左ま
たは右の目のどちらか一方へ向かう排他的な指向性を与
える指向性付与手段を備え、該第一の制御画像と該第二
の制御画像が、(1)記載の前記画像抽出装置により抽
出された観察者自身の画像、すなわち観察者像であるこ
とを特徴とする画像表示装置。
(2) Transmission type image display means for displaying the first image and the second image, and a transmission type image display means arranged behind the image display means and comprising at least one image each. A first control image that functions as a backlight, a second control image that functions as a backlight for the second image, and a backlight output unit that outputs the image in the direction of the image display unit; A directivity that gives the first image and the second image exclusive directivity toward either the left or right eye of the observer, respectively, using the control image and the second control image. The image processing apparatus further includes an application unit, wherein the first control image and the second control image are images of the observer extracted by the image extracting device according to (1), that is, an observer image. Image display device.

【0013】本発明の好適な一様態によれば、(2)の
画像表示装置は、前記画像表示手段が、前記第一の画像
と前記第二の画像を時分割に交互に表示可能とし、前記
バックライト出力手段が、前記第一の画像と前記第二の
画像の切替タイミングに同期して、前記第一の制御画像
と前記第二の制御画像を時分割に交互に表示可能なよう
に構成される。
According to a preferred aspect of the present invention, in the image display device of (2), the image display means can display the first image and the second image alternately in a time-division manner, The backlight output unit can display the first control image and the second control image alternately in a time-sharing manner in synchronization with the switching timing of the first image and the second image. Be composed.

【0014】また、本発明の好適な一様態によれば、画
像表示装置は、前記第一の画像と前記第二の画像を夫々
独立して表示する一組の前記画像表示手段と、前記第一
の制御画像と前記第二の制御画像を夫々独立して表示す
る一組の前記バックライト出力手段と、前記第一の制御
画像と前記第二の制御画像を用いて、前記第一の画像と
前記第二の画像に、夫々観察者の左または右の目のどち
らか一方へ向かう排他的な指向性を与える、夫々独立し
た一組の指向性付与手段とにより構成される、2系列の
独立した光学系と、該2系列の独立した光学系を合成す
る合成手段を有することを特徴とする。
According to a preferred aspect of the present invention, an image display device comprises: a set of the image display means for displaying the first image and the second image independently of each other; One set of the backlight output means for independently displaying one control image and the second control image, and the first image using the first control image and the second control image. And an independent set of directivity providing means for giving exclusive directivity toward either the left or right eye of the observer to the second image and the second image, respectively. It has an independent optical system and a synthesizing means for synthesizing the two independent optical systems.

【0015】また、本発明の好適な一様態によれば、画
像表示装置は、前記バックライト出力手段が前記第一の
制御画像と前記第二の制御画像を互いに直交した第一の
偏光と第二の偏光によって出力するものであり、前記画
像表示手段が前記第一の画像を表示する第一の領域と第
二の画像を表示する第二の領域を一枚の表示面内に均一
に配置する表示面を有するものであり、該第一の領域は
該第一の偏光によるバックライト光を透過し且つ該第二
の偏光によるバックライト光を実質的に遮断し、該第二
の領域は該第一の偏光によるバックライト光を実質的に
遮断し且つ該第二の偏光によるバックライト光を透過す
るように構成される。
According to a preferred aspect of the present invention, in the image display device, the backlight output means may be configured to convert the first control image and the second control image into a first polarized light and a second polarized light orthogonal to each other. Output by two polarized lights, wherein the image display means uniformly arranges a first area for displaying the first image and a second area for displaying the second image on one display surface. Wherein the first region transmits backlight light of the first polarization and substantially blocks backlight light of the second polarization, and the second region has It is configured to substantially block backlight light of the first polarization and transmit backlight light of the second polarization.

【0016】(3)第一の画像と第二の画像を表示する
画像表示手段と、該画像表示手段の前方に配設され、夫
々少なくとも一つの像よりなる該第一の画像の透過ある
いは遮断を制御する第一の制御画像と、該第二の画像の
透過あるいは遮断を制御する第二の制御画像を表示する
透過領域選択手段と、該第一の制御画像と該第二の制御
画像を用いて、該第一の画像と該第二の画像に、夫々観
察者の左または右の目のどちらか一方へ向かう排他的な
指向性を与える指向性付与手段を備える画像表示装置に
おいて、該第一の制御画像と該第二の制御画像が、
(1)に記載の前記画像抽出装置により抽出された観察
者像であることを特徴とする画像表示装置。
(3) Image display means for displaying the first image and the second image, and transmission or blocking of the first image, which is provided in front of the image display means and comprises at least one image each. A first control image, a transmission area selecting means for displaying a second control image for controlling the transmission or blocking of the second image, and the first control image and the second control image An image display device comprising a directivity providing means for giving exclusive directivity toward either the left or right eye of the observer to the first image and the second image, respectively. The first control image and the second control image,
An image display device characterized by being an observer image extracted by the image extraction device according to (1).

【0017】本発明の好適な一様態によれば、(3)の
画像表示装置は、前記画像表示手段が、前記第一の画像
と前記第二の画像を時分割に交互に表示可能とし、前記
透過領域選択手段が、前記第一の画像と前記第二の画像
の切替タイミングに同期して、前記第一の制御画像と第
二の制御画像を時分割に交互に表示可能なように構成さ
れる。
According to a preferred aspect of the present invention, in the image display device according to (3), the image display means can display the first image and the second image alternately in a time-division manner, The transmission area selecting means is configured to be able to alternately display the first control image and the second control image in a time-division manner in synchronization with a switching timing of the first image and the second image. Is done.

【0018】また、本発明の好適な一様態によれば、
(3)の画像表示装置は、前記第一の画像と前記第二の
画像を夫々独立して表示する一組の前記画像表示手段
と、前記第一の制御画像と前記第二の制御画像を夫々独
立して表示する一組の透過領域選択手段と、前記第一の
制御画像と前記第二の制御画像を用いて、前記第一の画
像と第二の画像に、夫々観察者の左または右の目のどち
らか一方へ向かう排他的な指向性を与える、夫々独立し
た一組の、あるいは一つの指向性付与手段とにより構成
される、2系列の光学系と、該2系列の光学系を合成す
る合成手段を有することを特徴とする。
According to a preferred embodiment of the present invention,
The image display device according to (3), further comprising: a set of the image display means for independently displaying the first image and the second image; and the first control image and the second control image. A set of transmission area selecting means to be independently displayed, and using the first control image and the second control image, the first image and the second image, respectively, to the left of the observer or Two sets of optical systems, each comprising an independent set of or one directivity providing means for providing exclusive directivity toward one of the right eye, and the two sets of optical systems Characterized in that it has a combining means for combining

【0019】また、本発明の好適な一様態によれば、
(3)の画像表示装置は、前記画像表示手段が前記第一
の画像を第一の偏光として表示し、前記第二の画像を前
記第一の偏光と直交する第二の偏光として表示するもの
であり、前記透過領域選択手段は前記第一の制御画像が
該第一の偏光を透過し且つ該第二の偏光を実質的に遮断
し、前記第二の制御画像が該第一の偏光を実質的に遮断
し且つ該第二の偏光を透過するものであり、かつ前記第
一の制御画像と前記第二の制御画像が一枚の表示面内に
均一に配置される表示面を有することを特徴とすること
によって達成される。
According to a preferred embodiment of the present invention,
The image display device according to (3), wherein the image display means displays the first image as first polarized light, and displays the second image as second polarized light orthogonal to the first polarized light. Wherein the transmission region selecting means transmits the first control image through the first polarized light and substantially blocks the second polarized light, and the second control image transmits the first polarized light through the first polarized image. Having a display surface which substantially blocks and transmits the second polarized light, and wherein the first control image and the second control image are uniformly arranged on one display surface; Is achieved.

【0020】本発明の好適な一様態によれば、(2)又
は(3)記載の前記画像表示装置は、前記画像抽出装置
により抽出された観察者像から観察者の半面像を作成す
る、半面像化手段を有する。該半面像化手段はさらに画
像を2値化できることが望ましい。
According to a preferred aspect of the present invention, the image display device according to (2) or (3) creates a half-plane image of the observer from the observer image extracted by the image extraction device. It has a half-surface imaging means. It is desirable that the half-plane imaging means can further binarize the image.

【0021】また、前記半面像化手段は、前記観察者像
の輪郭が水平方向の線と交わる2点の中央位置を該観察
者像の略中央位置として同定し、該2点と該中央位置か
ら該観察者像の左右半面像を得るものとすることができ
る。
The half-plane imaging means identifies a center position of two points where the outline of the observer image intersects a horizontal line as a substantially center position of the observer image, and identifies the two points and the center position. Thus, the left and right half-plane images of the observer image can be obtained from.

【0022】更に、本発明の画像表示装置は、以下の構
成とすることもできる。
Further, the image display device of the present invention may have the following configuration.

【0023】(4)第一の画像と第二の画像を表示する
透過型の画像表示手段と、該画像表示手段の後方に配設
され、少なくとも一つ以上の移動可能な光源を持つ、該
第一の画像のバックライトとして機能する第一の光源
と、該第二の画像のバックライトとして機能する第二の
光源とからなるバックライト出力手段、あるいは該画像
表示手段の後方に配設され、平面光源と少なくとも一つ
以上の移動可能な遮光板を持つ、該第一の画像のバック
ライトとして機能する第一の光源と、該第二の画像のバ
ックライトとして機能する第二の光源とからなるバック
ライト出力手段と、該第一の光源あるいは遮光板と該第
二の光源あるいは遮光板を用いて、該第一の画像と該第
二の画像に、夫々観察者の左または右の目のどちらか一
方へ向かう排他的な指向性を与える指向性付与手段を備
える画像表示装置において、該第一の光源あるいは遮光
板と該第二の光源あるいは遮光板の位置が、(1)に記
載の画像抽出装置により抽出された観察者自身の位置情
報により決定されることを特徴とする立体画像表示装
置。
(4) Transmission type image display means for displaying the first image and the second image, and at least one movable light source provided behind the image display means. A first light source functioning as a backlight for the first image, and a second light source functioning as a backlight for the second image; Having a planar light source and at least one or more movable light blocking plates, a first light source functioning as a backlight for the first image, and a second light source functioning as a backlight for the second image. Using the first light source or light-shielding plate and the second light source or light-shielding plate, the first image and the second image, respectively, to the left or right of the observer. Exclusive towards one of the eyes In an image display device provided with directivity providing means for providing directivity, the position where the first light source or the light shielding plate and the position of the second light source or the light shielding plate are extracted by the image extracting device according to (1). A stereoscopic image display device characterized by being determined by position information of the user.

【0024】本発明の好適な一様態によれば、(4)の
画像表示装置は、前記画像表示手段が、前記第一の画像
と前記第二の画像を時分割に交互に表示可能であり、前
記バックライト出力手段が、前記第一の画像と前記第二
の画像の切替タイミングに同期して、前記第一の光源と
前記第二の光源を時分割に交互に点灯可能なように構成
される。
According to a preferred aspect of the present invention, in the image display device of (4), the image display means can alternately display the first image and the second image in a time-division manner. The backlight output means is configured to be able to alternately light the first light source and the second light source in a time-division manner in synchronization with the switching timing of the first image and the second image. Is done.

【0025】また、本発明の好適な一様態によれば、
(4)の画像表示装置は、前記第一の画像と前記第二の
画像を夫々独立して表示する一組の前記画像表示手段
と、夫々独立した前記第一の光源と前記第二の光源から
成る一組の前記バックライト出力手段と、前記第一の光
源と前記第二の光源を用いて、前記第一の画像と前記第
二の画像に、夫々観察者の左または右の目のどちらか一
方へ向かう排他的な指向性を与える、夫々独立した一組
の指向性付与手段とにより構成される、2系列の独立し
た光学系と、該2系列の独立した光学系を合成する合成
手段を有することを特徴とする。
According to a preferred embodiment of the present invention,
(4) The image display device comprises: a set of the image display means for independently displaying the first image and the second image; and the first light source and the second light source which are independent of each other. A set of the backlight output means, using the first light source and the second light source, the first image and the second image, respectively, the left or right eye of the observer Combination of two independent optical systems composed of a set of independent directivity providing means for giving exclusive directivity toward one of them, and a combination of the two independent optical systems It is characterized by having means.

【0026】また、本発明の好適な一様態によれば、
(4)の画像表示装置は、前記バックライト出力手段が
前記第一の光源と前記第二の光源を互いに直交した第一
の偏光と第二の偏光で出力し、前記画像表示手段が前記
第一の画像を表示する第一の領域と第二の画像を表示す
る第二の領域に分割され、且つ該第一の領域と第二の領
域が一枚の表示面内に均一に配置される表示面を有し、
該第一の領域は該第一の偏光によるバックライト光を透
過し且つ該第二の偏光によるバックライト光を実質的に
遮断し、該第二の領域は該第一の偏光によるバックライ
ト光を実質的に遮断し且つ該第二の偏光によるバックラ
イト光を透過するように構成される。
According to a preferred embodiment of the present invention,
(4) In the image display device of (4), the backlight output unit outputs the first light source and the second light source in a first polarization and a second polarization orthogonal to each other, and the image display unit outputs the first light source and the second light source. Divided into a first area displaying one image and a second area displaying a second image, and the first area and the second area are uniformly arranged on one display surface Having a display surface,
The first region transmits backlight light of the first polarization and substantially blocks backlight light of the second polarization, and the second region includes backlight light of the first polarization. , And is configured to transmit backlight light of the second polarization.

【0027】更に、本発明の別の画像表示装置は、以下
の構成をとることが出来る。
Further, another image display device of the present invention can have the following configuration.

【0028】(5)第一の画像と第二の画像を表示する
画像表示手段と、該画像表示手段の前方に配設され、少
なくとも一つ以上の移動可能な反射板を持ち、該第一の
画像の透過あるいは遮断を制御する第一の選択手段と、
該第二の画像の透過あるいは遮断を制御する第二の選択
手段から成る透過領域選択手段、あるいは該画像表示手
段の前方に配設され、少なくとも一つ以上の移動可能な
遮光板を持ち、該第一の画像の透過あるいは遮断を制御
する第一の選択手段と、該第二の画像の透過あるいは遮
断を制御する第二の選択手段から成る透過領域選択手段
と、該第一の選択手段と該第二の選択手段を用いて、該
第一の画像と該第二の画像に、夫々観察者の左または右
の目のどちらか一方へ向かう排他的な指向性を与える指
向性付与手段を備え、該第一の選択手段と該第二の選択
手段の位置が、(1)記載の前記画像抽出装置により抽
出された観察者自身の位置情報により決定されることを
特徴とする画像表示装置。
(5) Image display means for displaying the first image and the second image, and at least one movable reflector disposed in front of the image display means, First selection means for controlling transmission or blocking of the image of the
A transmission area selection means comprising a second selection means for controlling transmission or blocking of the second image, or disposed at the front of the image display means, having at least one or more movable light shielding plates, First selection means for controlling transmission or blocking of the first image, transmission area selection means comprising second selection means for controlling transmission or blocking of the second image, and the first selection means Directivity providing means for giving exclusive directivity to either the left or right eye of the observer to the first image and the second image, respectively, using the second selection means. An image display device wherein the positions of the first selecting means and the second selecting means are determined by the position information of the observer himself extracted by the image extracting apparatus according to (1). .

【0029】本発明の好適な一様態によれば、(5)の
画像表示装置は、前記画像表示手段が、前記第一の画像
と前記第二の画像を時分割に交互に表示可能であり、前
記透過領域選択手段が、前記第一の画像と前記第二の画
像の切替タイミングに同期して、前記第一の選択手段と
第二の選択手段を時分割に交互に制御可能なように構成
される。
According to a preferred aspect of the present invention, in the image display device of (5), the image display means can alternately display the first image and the second image in a time-division manner. The transmission area selection means can control the first selection means and the second selection means alternately in a time-division manner in synchronization with the switching timing of the first image and the second image. Be composed.

【0030】また、本発明の好適な一様態によれば、
(5)の画像表示装置は、前記第一の画像と前記第二の
画像を夫々独立して表示する一組の前記画像表示手段
と、夫々独立した前記第一の選択手段と前記第二の選択
手段から成る一組の透過領域選択手段と、前記第一の選
択手段と前記第二の選択手段制御画像を用いて、前記第
一の画像と第二の画像に、夫々観察者の左または右の目
のどちらか一方へ向かう排他的な指向性を与える、夫々
独立した一組の、あるいは一つの指向性付与手段とによ
り構成される、2系列の光学系と、該2系列の光学系を
合成する合成手段を有することを特徴とする。
According to a preferred embodiment of the present invention,
The image display device according to (5), wherein a set of the image display means for independently displaying the first image and the second image, the first selection means and the second A set of transmission area selecting means consisting of selecting means, and using the first selecting means and the second selecting means control image, the first image and the second image, respectively, to the left of the observer or Two sets of optical systems, each comprising an independent set of or one directivity providing means for providing exclusive directivity toward one of the right eye, and the two sets of optical systems Characterized in that it has a combining means for combining

【0031】また、本発明の好適な一様態によれば、
(5)の画像表示装置は、前記画像表示手段が前記第一
の画像を第一の偏光として表示し前記第二の画像を第二
の偏光と直交する第二の偏光として表示し、前記第一の
選択手段が該第一の偏光を透過し且つ該第二の偏光を実
質的に遮断し、前記第二の選択手段が該第一の偏光を実
質的に遮断し且つ該第二の偏光を透過するよう構成され
た前記透過領域選択手段を有し、前記第一の制御画像と
前記第二の制御画像が一枚の表示面内に均一に配置され
ることを特徴とする。
According to a preferred embodiment of the present invention,
(5) The image display device according to (5), wherein the image display means displays the first image as a first polarization, and displays the second image as a second polarization orthogonal to the second polarization. One selection means transmits the first polarization and substantially blocks the second polarization, and the second selection means substantially blocks the first polarization and the second polarization. Wherein the first control image and the second control image are uniformly arranged on one display surface.

【0032】また、本発明の好適な一様態によれば、
(4)又は(5)の画像表示装置は、前記画像抽出装置
が、観察者中心検出手段を有することを特徴とする。ま
た、前記観察者中心検出手段が、該観察者自身の顔面画
像の輪郭が水平方向の線と交わる2点の中央位置情報
を、該観察者像の略中央位置として同定するものである
ことが望ましい。
According to a preferred embodiment of the present invention,
The image display device according to (4) or (5), wherein the image extraction device has an observer center detection unit. Further, the observer center detecting means may identify center position information of two points where a contour of the face image of the observer intersects a horizontal line as a substantially center position of the observer image. desirable.

【0033】また、本発明の好適な一様態によれば、
(2)ないし(5)の画像表示装置における前記第一の
画像と第二の画像は、夫々所定の視差を有して撮影され
た立体画像である。
According to a preferred embodiment of the present invention,
The first image and the second image in the image display devices of (2) to (5) are stereoscopic images captured with a predetermined parallax.

【0034】また、本発明の好適な一様態によれば、
(2)ないし(5)の画像表示装置における前記指向性
付与手段は、凸レンズもしくはフレネルレンズを有して
いる。
According to a preferred aspect of the present invention,
The directivity imparting means in the image display device according to any one of (2) to (5) has a convex lens or a Fresnel lens.

【0035】また、前記凸レンズもしくはフレネルレン
ズは、複数のレンズがアレイ状に構成されるものであっ
てもよい。
Further, the convex lens or Fresnel lens may be one in which a plurality of lenses are arranged in an array.

【0036】更に、本発明の別の画像表示装置は、以下
の構成をとることもできる。
Further, another image display device of the present invention may have the following configuration.

【0037】(6)パララックスバリア方式、あるいは
レンティキュラー方式の立体画像表示装置において、観
察者自身の顔面画像を取得するための、画像抽出装置、
二値化手段ないし観察者中心検出手段により構成される
撮像装置と、該観察者中心検出手段により求めた中央位
置情報から、観察者が正立体視領域と逆立体視領域のど
の位置に存在しているかを判定する判定手段とを有し、
該判定に基づいて、左右目用の画像表示位置を入れ替え
る、あるいはバリアやレンチキュラーレンズの位置を変
更することで逆立体視領域を正立体視領域に換え、実質
的に正立体視域を拡大するように構成される。
(6) In a parallax barrier type or lenticular type stereoscopic image display device, an image extracting device for obtaining a face image of the observer himself,
From the imaging device constituted by the binarizing means or the observer center detecting means, and the center position information obtained by the observer center detecting means, the observer exists at any position of the normal stereoscopic viewing area and the reverse stereoscopic viewing area. Determining means for determining whether the
Based on the determination, the image display positions for the left and right eyes are interchanged, or the positions of the barrier and the lenticular lens are changed, so that the inverted stereoscopic viewing area is changed to the normal stereoscopic viewing area, and the normal stereoscopic viewing area is substantially enlarged. It is configured as follows.

【0038】本発明の好適な一様態によれば、前記観察
者中心検出手段は、該観察者自身の顔面画像の輪郭が水
平方向の線と交わる2点の中央位置情報を、該観察者像
の略中央位置として同定するように構成される。
According to a preferred aspect of the present invention, the observer center detecting means converts the center position information of two points where the outline of the face image of the observer intersects a horizontal line into the observer image. Is configured so as to be identified as a substantially central position.

【0039】[0039]

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した好適な実
施形態に係わる画像抽出装置、および画像表示装置につ
いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an image extracting device and an image display device according to a preferred embodiment to which the present invention is applied will be described.

【0040】<第一実施形態・・・画像抽出装置>図1
は、本発明の第一の実施形態である画像抽出装置1のブ
ロック図であり、図2は照明点灯時にCCDカメラで撮
影された映像、図3は照明消灯時にCCDカメラで撮影
された映像、図4は画像抽出装置により抽出された観察
対象の映像を示す図である。図1において、照明2はC
CDカメラ3の出力する同期信号からタイミングジェネ
レータ4が計算したCCDカメラ3の露光タイミングに
同期して、交互に点灯/消灯を繰り返している。よっ
て、CCDカメラ3は、照明2により照らされた図2に
示す画像と、照明のない図3に示す画像を、時分割に撮
影していることになる。ここで、観察対象物の背景にラ
イトや窓などの外乱光源が背景に存在する場合、照明点
灯時の画像は、図2の如く、観察対象物および外乱光源
を含む背景像が共に写り込んだ画像として得られる。こ
の画像信号は、所定の処理の後に、デジタルデータとし
てメモリ回路5に記憶される。これに続くCCDカメラ
3の露光タイミングには照明は消灯されているため、得
られる画像は、図3の如く、観察対象物が目立たない背
景のみの画像となり、所定の処理の後にメモリ回路6に
記憶される。
<First Embodiment: Image Extraction Apparatus> FIG.
FIG. 2 is a block diagram of the image extraction device 1 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an image photographed by a CCD camera when lighting is turned on, FIG. FIG. 4 is a diagram showing the video of the observation target extracted by the image extraction device. In FIG. 1, the illumination 2 is C
The turning on / off is alternately repeated in synchronization with the exposure timing of the CCD camera 3 calculated by the timing generator 4 from the synchronization signal output from the CD camera 3. Therefore, the CCD camera 3 captures the image shown in FIG. 2 illuminated by the illumination 2 and the image shown in FIG. 3 without illumination in a time-division manner. Here, when a disturbance light source such as a light or a window is present in the background of the observation object, the background image including the observation object and the disturbance light source is included in the image at the time of lighting as shown in FIG. Obtained as an image. This image signal is stored in the memory circuit 5 as digital data after predetermined processing. Since the illumination is turned off at the subsequent exposure timing of the CCD camera 3, the obtained image is an image of only the background where the object to be observed is inconspicuous as shown in FIG. It is memorized.

【0041】メモリ回路5、6に記憶された両画像のデ
ータは、後段の減算回路7にて減算処理され、この結
果、双方でほぼ同じ輝度分布として記録されている背景
像はその輝度の明るさによらずフラットとなり、逆に輝
度差の大きい観察対象物の像は照明点灯時の輝度をほぼ
反映した画像となる。即ち、背景の影響が除かれた図4
の如き画像となる。減算後のデータは、メモリ回路8に
記憶され、次の2フレーム分のデータが揃うまでの間、
画像信号として繰り返し出力される。
The data of the two images stored in the memory circuits 5 and 6 are subjected to a subtraction processing by a subtraction circuit 7 at the subsequent stage. As a result, the background image recorded with almost the same luminance distribution on both sides has a high brightness. Regardless, the image of the observation object having a large luminance difference becomes an image almost reflecting the luminance when the illumination is turned on. That is, FIG. 4 in which the influence of the background has been removed.
The image looks like The data after the subtraction is stored in the memory circuit 8 until the data for the next two frames is completed.
It is repeatedly output as an image signal.

【0042】このように構成された画像抽出装置1は、
構成がシンプルであるためリアルタイム処理が可能であ
る。また、特殊な撮像条件や、初期の煩雑な設定も必要
ない。また、照明点灯時および非点灯時の画像を1台の
CCDカメラで撮影しているため、減算の際の両画像の
位置ずれは問題にならない。更に、時分割で撮影してい
ることから、背景データと観察物データを2フレーム毎
に更新していることになり、例えば背景の明るさに変化
があった場合においても、新たな設定を行うことなく観
察対象の抽出が可能となる。
The image extracting apparatus 1 configured as described above is
Since the configuration is simple, real-time processing is possible. Also, there is no need for special imaging conditions or complicated initial settings. In addition, since the images when the illumination is turned on and when the illumination is not turned on are photographed by one CCD camera, the displacement between the two images during the subtraction does not matter. Further, since the images are captured in a time-division manner, the background data and the observation object data are updated every two frames. For example, even when the brightness of the background changes, a new setting is performed. Observation targets can be extracted without the need.

【0043】ところで、上述の減算処理は両画像データ
をメモリに一旦蓄えた後に行ったが、一方の画像のみを
メモリ上に蓄え、他方のデータは取得直後のデータをそ
のまま用いてもよい。また、照明の点灯は、CCD素子
の露光期間を十分カバーできる期間とすることで、効率
的な照明が可能となる。また、照明は、観察対象が人で
あるような場合には、赤外光を用いることで観察者に不
快感を与えることなく照明が可能となる。もちろん、観
察対象によっては紫外光を用いることも可能であり、こ
れにより励起された観察対象から発せられる別の波長の
光を撮像素子で記録するといった形態でも良い。
Although the above-described subtraction process is performed after both image data are once stored in the memory, it is also possible to store only one image in the memory and use the data immediately after acquisition as it is for the other data. In addition, the illumination can be efficiently turned on by setting the period to sufficiently cover the exposure period of the CCD element. In addition, in the case where the observation target is a person, the illumination can be performed without giving the observer discomfort by using infrared light. Of course, ultraviolet light can be used depending on the observation target, and light of another wavelength emitted from the observation target excited by this may be recorded by the imaging device.

【0044】更に、上述の照明は1つのみ用いたが、1
つ以上の照明を用いて様々な角度からの観察対象物の様
子を撮影することもできる。また、強度や波長特性の異
なる1つ以上の照明を用いて、観察対象物の光強度特性
や波長特性の異なる部位をそれぞれ検出することもでき
る。この際、CCDカメラの時分割数は、観察方向の
数、ないし照明の種類の数に合わせて設定する。また上
述の例では、照明非点灯時の背景像の取得を1フレーム
毎に行ったが、応答性を早めるため、これより長い一定
期間毎に行っても良い。
Further, although only one illumination was used,
It is also possible to photograph the state of the observation target from various angles using one or more illuminations. In addition, by using one or more illuminations having different intensities and wavelength characteristics, it is possible to detect portions of the observation object having different light intensity characteristics and wavelength characteristics, respectively. At this time, the number of time divisions of the CCD camera is set according to the number of observation directions or the number of types of illumination. Further, in the above-described example, the background image when the illumination is not lit is obtained for each frame, but may be performed for each fixed period longer than this in order to speed up the response.

【0045】<第二実施形態・・・立体画像表示装置>
図5は、本発明の第二の実施形態である立体画像を表示
可能な画像表示装置の原理を示しており、観察者の目の
位置を含む水平平面を表している。図5(a)において、
観察者とバックライト光源(以下、バックライト光源)
は、凸レンズを介して共役な位置関係にある。このと
き、バックライト光源上の点Aを発光させると、点Aか
ら出射された光は凸レンズに達した後にレンズ作用を受
け、観察者の右目にのみ入射する。つまり、点Aから出
射された光は、観察者の右目のみにレンズ径大の照明と
して作用する。言い換えれば、右目にのみ指向性を持つ
バックライト光源として作用する。また、図5(b)のよ
うに、この位置から観察者を前後に移動させた場合に
も、観察者右目と共役な関係にある点Aと等価なバック
ライト平面内の領域Bを発光させることで、同様に指向
性バックライトを構成することができる。
<Second embodiment: three-dimensional image display device>
FIG. 5 shows the principle of an image display device capable of displaying a stereoscopic image according to the second embodiment of the present invention, and shows a horizontal plane including the position of the eyes of the observer. In FIG. 5 (a),
Observer and backlight light source (hereinafter, backlight light source)
Are in a conjugate positional relationship via the convex lens. At this time, when the point A on the backlight light source emits light, the light emitted from the point A reaches the convex lens and undergoes a lens action, so that the light enters only the right eye of the observer. That is, the light emitted from the point A acts as illumination with a large lens diameter only for the right eye of the observer. In other words, it acts as a backlight source having directivity only to the right eye. Also, as shown in FIG. 5B, even when the observer is moved back and forth from this position, an area B in the backlight plane equivalent to the point A having a conjugate relationship with the observer's right eye is emitted. Thus, a directional backlight can be similarly configured.

【0046】このように、観察者の目と共役な関係を有
するバックライト平面内の発光領域を作成する方法とし
て、本発明においては上述した第一実施形態の画像抽出
装置を用いる。すなわち、観察者の顔画像を観察対象と
して撮影、抽出し、得られた顔画像を発光領域を形成す
る図形として用いるのである。
As described above, in the present invention, the above-described image extracting apparatus according to the first embodiment is used as a method for creating a light-emitting area in a backlight plane having a conjugate relationship with the observer's eyes. That is, the face image of the observer is photographed and extracted as an observation target, and the obtained face image is used as a figure for forming a light emitting area.

【0047】図6に、上述した指向性バックライトの実
用的な構成例を示す第二実施形態に係わる画像表示装置
の構成図であり、観察者が右目用観察画像を観察してい
る瞬間の様子を表している。観察者100の右脇にはL
ED等による赤外照明101R、左脇には101Rとは
波長の異なる赤外照明101Lを設置しており、図のよ
うに観察者100の顔の右半面、左半面をそれぞれ照明
している。これにより観察者100の右半面だけ明るく
なった顔画像を101Rの赤外光に感度を有するカメラ
102Rで撮影し、観察者100の左半面だけ明るくな
った顔画像を101Lの赤外光に感度を有するカメラ1
02Lで撮影する。カメラ102Rで撮影された画像を
二値化後にモノクロ画像表示装置103に映し出すと、
右顔半面が発光領域となったバックライト制御画像10
4が得られる。この発光領域からの光に、凸レンズ10
6を用いて指向性を付与することで、指向性バックライ
トを構成できる。このように構成された指向性バックラ
イトは、凸レンズ106近傍に設けられ凸レンズ106
より小径のカラー液晶などの空間変調素子105に表示
された右目用のカラー視差画像を、観察者100の右目
のみへ観察させるための照明として作用する。左目用の
カラー視差画像は空間変調素子105に時分割で交互に
表示され、それに同期させてモノクロ画像表示装置10
3は左顔半面領域107を発光させる。左顔半面領域1
07はカメラ102Lで撮影された顔画像を二値化した
ものを用いればよい。
FIG. 6 is a configuration diagram of an image display device according to a second embodiment showing a practical configuration example of the above-described directional backlight. The image display device at the moment when the observer observes the right-eye observation image is shown. It shows the situation. L on the right side of the observer 100
An infrared light 101R such as an ED and an infrared light 101L having a wavelength different from that of the infrared light 101R are provided on the left side, and illuminate the right half and the left half of the face of the observer 100 as shown in the figure. As a result, the face image of the observer 100, which is brightened only on the right half surface, is photographed by the camera 102R having sensitivity to the infrared light of 101R, and the face image of the observer 100, which is brightened only on the left half surface, is sensitive to the infrared light of 101L. Camera 1 with
Shoot with 02L. When an image captured by the camera 102R is displayed on the monochrome image display device 103 after binarization,
Backlight control image 10 in which the right half of the face is a light emitting area
4 is obtained. The light from the light emitting region is added to the convex lens 10
The directivity backlight can be configured by giving directivity using the backlight 6. The directional backlight thus configured is provided near the convex lens 106 and the convex lens 106
The color parallax image for the right eye displayed on the spatial modulation element 105 such as a smaller-diameter color liquid crystal or the like functions as illumination for allowing only the right eye of the observer 100 to observe. The color parallax images for the left eye are alternately displayed on the spatial modulation element 105 in a time-division manner, and synchronized with the display, the monochrome image display device 10
3 makes the left face half surface area 107 emit light. Left half face area 1
07 may be obtained by binarizing a face image captured by the camera 102L.

【0048】上述したような観察者の顔画像の抽出に画
像抽出装置108が用いられる。カメラ102で撮影し
た映像をそのまま二値化してモノクロ画像表示装置10
3に映した場合、観察者の背後に例えば窓や室内灯等が
入り、それが発光領域として、領域104や107に悪
影響を及ぼし、クロストークの原因となることがある。
その際、画像抽出装置108によって領域104以外を
完全に非発光とすれば、そのような悪影響の虞を排除す
ることが出来る。
The image extracting device 108 is used for extracting the face image of the observer as described above. A monochrome image display device 10 which binarizes an image captured by the camera 102 as it is
In the case where the image is projected on the screen 3, for example, a window, a room light, or the like enters behind the observer, which has an adverse effect on the areas 104 and 107 as a light emitting area, and may cause crosstalk.
At this time, if the image extraction device 108 completely turns off the light except for the area 104, the possibility of such an adverse effect can be eliminated.

【0049】このような構成によれば、バックライト制
御画像104が観察者自身の撮影像であるため、観察者
が左右に移動した場合でも、その移動距離に応じて発光
領域も右左に移動することになり、指向性バックライト
を構成する光学条件を常に維持することが可能となる。
また、モノクロ画像表示装置上の像を上下反転した像に
すると、観察者の上下の移動にも追従が可能となる。更
に、観察位置が立体視域内であれば、複数の観察者が同
時に同一の立体画像を認識することも可能となる。尚、
上述したような観察者追従性を持つ指向性バックライト
を成立させるためには、バックライト制御画像の大ささ
および表示位置を予め調整しておくことが必要である。
このため、バックライトの大きさとバックライト−凸レ
ンズ間距離とにより決まる上下左右方向の立体視域と、
カメラの観察範囲が略等しくなるように、カメラの設置
位置、焦点距離等を調整する必要がある。
According to such a configuration, since the backlight control image 104 is a photographed image of the observer himself, even when the observer moves right and left, the light emitting area also moves right and left according to the moving distance. As a result, it is possible to always maintain the optical conditions constituting the directional backlight.
Further, when the image on the monochrome image display device is turned upside down, it is possible to follow up and down movement of the observer. Furthermore, if the observation position is within the stereoscopic viewing area, a plurality of observers can simultaneously recognize the same stereoscopic image. still,
In order to establish the above-described directional backlight having observer tracking, it is necessary to adjust the size and display position of the backlight control image in advance.
Therefore, a stereoscopic viewing area in the vertical and horizontal directions determined by the size of the backlight and the distance between the backlight and the convex lens,
It is necessary to adjust the installation position of the camera, the focal length, and the like so that the observation range of the camera becomes substantially equal.

【0050】尚、本実施形態においては、指向性バック
ライトは時分割で左目用と右目用が交互に切り替わり、
これと同期して観察画像も左目用と右目用が切り替わる
ことになり、観察者の左目は常に左目用観察画像を、観
察者の右目は常に右目用観察画像を観察可能となる。従
って、例えばバックライト光源に左目用制御画像が表示
されている際には、観察画像表示デバイスには常に左目
用観察画像のみが表示されていなければならず、バック
ライト光源として用いる画像表示デバイスや観察画像表
示デバイスは十分な応答速度を持っていなくてはならな
い。
In the present embodiment, the directional backlight is alternately switched between left-eye and right-eye in a time-division manner.
In synchronization with this, the observation image is switched between the left eye and the right eye, so that the left eye of the observer can always observe the observation image for the left eye, and the right eye of the observer can always observe the observation image for the right eye. Therefore, for example, when the left-eye control image is displayed on the backlight light source, only the left-eye observation image must always be displayed on the observation image display device. The observation image display device must have a sufficient response speed.

【0051】本発明の画像表示装置は上記実施形態に限
られるものではなく、その他種々の態様の変更が可能で
ある。例えば、バックライト光源は、時分割に切り替え
可能であれば、液晶、CRT、プラスマディスプレイな
ど様々なディスプレイを用いることが可能である。ま
た、固体発光素子などのディスプレイ以外の種々の光源
をアレイ状にすることでバックライト光源として使用す
ることも可能である。
The image display device of the present invention is not limited to the above embodiment, and various other changes can be made. For example, various displays such as a liquid crystal display, a CRT, and a plasma display can be used as long as the backlight light source can be switched in a time-division manner. Various light sources other than a display such as a solid state light emitting element can be used as a backlight light source by forming an array.

【0052】<第二実施形態の変形例1>図7に本発明
の第二実施形態の変形例1である画像表示装置の他の例
の外観図を示す。本実施形態においては、バックライト
用画像表示装置203R、203L、凸レンズ205
R、205L、カラー液晶パネル204R、204Lを
それぞれ2つずつ設置しており、これらの光学系は互い
に垂直に配置され、それぞれの光学系をハーフミラー2
10で合成することで、左右目用の視差画像を、それぞ
れ独立かつ同時に観察者に提示可能となっている。尚、
200R、200Lは視差画像を得るためのカメラを示
すものであるが、これは例えばビデオテープレコーダ等
の画像出力装置で代替することができる。上述した図6
に示した例は時分割で表示するものであったため、観察
者にちらつきを感じさせないためには応答速度の速い表
示デバイスを用いる必要があったが、本方式であれば標
準的な応答速度の表示デバイスを用いることが出来る。
また、図6に示した例では観察者側方に赤外照明を配置
したが、図7に示した本実施形態においては観察者を正
面から照明するように赤外照明201を配置している。
これは、観察位置の前後方向の移動に伴って照明条件を
変化させないためであり、これにより観察者の顔面全体
が明るく照明される。このように照明された観察者の像
は、赤外照明201の赤外線波長のみに感度を持つ1台
のCCDカメラ202により撮影され、画像抽出装置2
11により処理された後にモノクロCRT203R、2
03Lにバックライト制御画像として表示される。ここ
で、赤外照明201は、不図示の点灯回路によりCCD
カメラ202の露光タイミングに同期して交互に点灯/
消灯を繰り返しているため、CCDカメラ202により
得られる画像は、1フレーム毎に赤外照明された画像と
赤外照明されない画像が交互に得られる。また、ここで
用いられる画像抽出装置211は、第一実施形態に記載
した画像抽出装置であり、CCDカメラ202により撮
影された画像から、外光の影響を受けない観察者像を得
ることができる。画像抽出装置211の動作原理につい
ては、第一実施形態と同様であるので省略する。更に画
像抽出装置211は、二値化回路と半面像回路を有して
おり、得られた外光の影響を受けない観察者の正面像
を、後述する手順により、左右の観察者二値化半面像に
加工し出力する。
<Modification 1 of Second Embodiment> FIG. 7 shows an external view of another example of an image display device which is a modification 1 of the second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the backlight image display devices 203R and 203L, the convex lens 205
R, 205L and two color liquid crystal panels 204R, 204L are installed, and these optical systems are arranged perpendicular to each other.
By synthesizing at 10, the parallax images for the left and right eyes can be presented independently and simultaneously to the observer. still,
Reference numerals 200R and 200L denote cameras for obtaining a parallax image, which can be replaced by an image output device such as a video tape recorder. FIG. 6 described above
In the example shown in (1), the display was performed in a time-division manner, so a display device with a fast response speed had to be used to prevent the observer from feeling flickering. A display device can be used.
In the example shown in FIG. 6, the infrared illumination is arranged on the side of the observer, but in the present embodiment shown in FIG. 7, the infrared illumination 201 is arranged so as to illuminate the observer from the front. .
This is because the illumination condition is not changed in accordance with the movement of the observation position in the front-back direction, whereby the entire face of the observer is brightly illuminated. The image of the observer thus illuminated is photographed by one CCD camera 202 having sensitivity only to the infrared wavelength of the infrared illumination 201, and the image extraction device 2
11 after processing by the monochrome CRT 203R, 2
03L is displayed as a backlight control image. Here, the infrared illumination 201 is connected to a CCD by a lighting circuit (not shown).
Lights alternately in synchronization with the exposure timing of the camera 202 /
Since the light is repeatedly turned off, the image obtained by the CCD camera 202 alternates between an image illuminated by infrared light and an image not illuminated by infrared light for each frame. The image extraction device 211 used here is the image extraction device described in the first embodiment, and can obtain an observer image that is not affected by external light from an image captured by the CCD camera 202. . The operation principle of the image extracting device 211 is the same as that of the first embodiment, and thus the description is omitted. Further, the image extracting device 211 has a binarization circuit and a half-surface image circuit, and converts the obtained front image of the observer unaffected by the external light into the left and right observer binary Process into a half-plane image and output.

【0053】観察者二値化半面像を求める手順を図8を
用いて説明する。まず、観察者像を適当な閾値により二
値化して観察者二値化像を求め、その輪郭を決定する。
次に、各走査線毎に、画面左端から観察者二値化像の輪
郭の右端迄の時間および輪郭の右端から左端迄の時間、
即ち水平同期信号HSYNCから輝度信号のリーディン
グエッジ迄の時間t1とリーディングエッジからトレー
リングエッジ迄の時間t2を求める。このt2の半分の
時間を計算し、各走査線のt1〜t1+t2/2の領域
を発光させることで図9の如き観察者二値化右半面像
を、t1+t2/2〜t1+t2の領域を発光させるこ
とで図10の如き観察者二値化左半面像を得ることがで
きる。
The procedure for obtaining the binarized half-plane image of the observer will be described with reference to FIG. First, an observer image is binarized by an appropriate threshold to obtain an observer binarized image, and its outline is determined.
Next, for each scanning line, the time from the left edge of the screen to the right edge of the contour of the observer binarized image and the time from the right edge to the left edge of the contour,
That is, the time t1 from the horizontal synchronization signal HSYNC to the leading edge of the luminance signal and the time t2 from the leading edge to the trailing edge are obtained. The half time of t2 is calculated, and an area of t1 to t1 + t2 / 2 of each scanning line is made to emit light, so that an observer binarized right half plane image as shown in FIG. 9 is made to emit light in an area of t1 + t2 / 2 to t1 + t2. As a result, an observer binarized left half plane image as shown in FIG. 10 can be obtained.

【0054】なお、本発明の画像表示装置は上記実施形
態に限られるものではなく、その他種々の態様の変更が
可能である。
Note that the image display device of the present invention is not limited to the above embodiment, and various other modes can be changed.

【0055】例えば、凸レンズは、軽薄化・低価格化す
るためにフレネルレンズを用いることも可能である。更
に、凸レンズは、周辺部のケラレの影響を受けることな
く焦点距離を短くするため、あるいは収差の影響を低減
するために、複数の組レンズで構成することも可能であ
る。また、凸レンズは、図11、図12のように複数の
凸レンズユニットから成る凸レンズアレイにより構成
し、各凸レンズユニットの焦点距離を短く設定すること
で小型化をはかることも可能である。その場合、凸レン
ズユニット数と同じ数だけバックライト上の表示領域を
分割し、それぞれの表示領域毎に観察者像を表示せねば
ならない。なお、それぞれの表示領域に表示される観察
者像は、観察者を物点として凸レンズアレイによりバッ
クライト平面に結像する像とほぼ同じ位置・大きさとな
るように表示せねばならない。また、この際の凸レンズ
ユニットの数、形状は任意である。
For example, as the convex lens, a Fresnel lens can be used to reduce the weight and the cost. Further, the convex lens may be composed of a plurality of lens groups in order to shorten the focal length without being affected by vignetting in the peripheral portion or to reduce the influence of aberration. In addition, the convex lens is configured by a convex lens array including a plurality of convex lens units as shown in FIGS. 11 and 12, and the focal length of each convex lens unit can be reduced to reduce the size. In that case, the display area on the backlight must be divided by the same number as the number of convex lens units, and an observer image must be displayed for each display area. It should be noted that the observer images displayed in the respective display areas should be displayed so as to have almost the same position and size as the image formed on the backlight plane by the convex lens array with the observer as the object point. In this case, the number and shape of the convex lens units are arbitrary.

【0056】更に、上述したCCDカメラは、ハーフミ
ラー等を用いて、上述の凸レンズの光軸上に配設しても
よい。観察者像を、凸レンズを用いて、凸レンズからバ
ックライト光源と等距離の位置に設置したディフューザ
ー上に結像させ、その後にこの像を撮影するような構成
を取ることもできる。この時、凸レンズとディフューザ
ーによる結像系の被写界深度を広くとるため、可視光を
透過し光軸近傍を除く領域の赤外光を遮断するフィル
タ、即ち赤外光についてのみ作用する絞りを光路中に設
置してもよい。さらには、照明光源は赤外線発光のもの
に限られず、可視光や紫外線発光のものでもよく、赤外
CCDカメラもMOS型カメラや他の撮像管に置き換え
ることも可能である。所定の画像後処理を施す場合に
は、カメラの代わりにそれらの画像が得られるシステム
を用いることにより、マイクロウエーブや超音波を媒体
とすることも可能である。
Further, the above-mentioned CCD camera may be arranged on the optical axis of the above-mentioned convex lens using a half mirror or the like. It is also possible to adopt a configuration in which an observer image is formed on a diffuser installed at a position equidistant from the backlight lens with the convex lens by using a convex lens, and then the image is taken. At this time, in order to widen the depth of field of the imaging system formed by the convex lens and the diffuser, a filter that transmits visible light and blocks infrared light in a region excluding the vicinity of the optical axis, that is, a diaphragm that acts only on infrared light is used. It may be installed in the optical path. Further, the illumination light source is not limited to an infrared light source, but may be a visible light or ultraviolet light source. The infrared CCD camera may be replaced with a MOS camera or another image pickup tube. When performing predetermined image post-processing, it is possible to use microwaves or ultrasonic waves as a medium by using a system capable of obtaining those images instead of a camera.

【0057】また、本実施形態ではバックライト光源と
してモノクロCRTを用いたが、これに代えて、たとえ
ば液晶ディスプレイ、液晶プロジェクタ、プラスマディ
スプレイ、ネオン管ディスプレイ、薄型CRTあるいは
アレイ状CRT等を用いることが可能である。また、固
体発光素子などのディスプレイ以外の種々の光源をアレ
イ状にすることでバックライト光源として使用すること
も可能である。
In this embodiment, a monochrome CRT is used as a backlight source. However, instead of this, for example, a liquid crystal display, a liquid crystal projector, a plasma display, a neon tube display, a thin CRT, an array CRT, or the like may be used. It is possible. Various light sources other than a display such as a solid state light emitting element can be used as a backlight light source by forming an array.

【0058】また、本実施形態では画像描出可能なバッ
クライト光源の代わりに平面均一光源を用いることも可
能である。この場合、観察者追従性を持たせるために
は、画像抽出装置により求められた観察者中心位置情報
を利用して光源位置を機械的に制御する必要がある。あ
るいは、観察者追従性は、光源と観察画像表示デバイス
の間に設置したミラーの設置条件を制御することでも実
現可能である。
In this embodiment, it is also possible to use a planar light source instead of a backlight light source capable of displaying an image. In this case, in order to provide observer tracking, it is necessary to mechanically control the light source position using the observer center position information obtained by the image extraction device. Alternatively, observer tracking can also be realized by controlling the installation conditions of a mirror installed between the light source and the observation image display device.

【0059】また、バックライト光源および観察画像表
示デバイスの設置位置、大きさは、上述した指向性バッ
クライトを成立させる条件を満たす限り任意である。例
えば、立体視域を広げるために、バックライト光源の中
心位置と凸レンズ光軸をずらしたり、バックライト光源
を観察画像表示デバイスに比べて大きく設定したりする
ことも可能である。
The installation position and size of the backlight light source and the observation image display device are arbitrary as long as the above-described conditions for establishing the directional backlight are satisfied. For example, in order to widen the stereoscopic viewing area, the center position of the backlight light source and the optical axis of the convex lens can be shifted, or the backlight light source can be set larger than the observation image display device.

【0060】<第二実施形態の変形例2>上記第二実施
形態の変形例1においては、2枚の表示液晶パネルの夫
々に映った右目用画像と左目用画像をハーフミラーで合
成して同一視野内に共存させている。このため、第一実
施形態の画像表示装置は、1枚のハーフミラーと、バッ
クライト光源、凸レンズ、観察画像表示デバイスが夫々
2枚ずつ必要となる。
<Modification 2 of Second Embodiment> In Modification 1 of the second embodiment, the right-eye image and the left-eye image shown on each of the two display liquid crystal panels are synthesized by a half mirror. They coexist in the same field of view. For this reason, the image display device of the first embodiment requires one half mirror, two backlight light sources, two convex lenses, and two observation image display devices.

【0061】本変形例2における立体画像表示装置は、
1組のバックライト制御画像を夫々第一の偏光とそれと
直交する第二の偏光として出射可能なバックライト光源
と、画面内を左目用観察画像と右目用観察画像を表示す
る2領域に分割し、夫々の領域を第一の偏光あるいは第
二の偏光のみを透過するように構成した透過型表示デバ
イスを用いることで、装置を小型化可能にしたことを特
徴とする。
The three-dimensional image display device according to the second modification includes:
A set of backlight control images is divided into a first polarized light and a backlight light source capable of emitting as a second polarized light orthogonal thereto, and the screen is divided into two regions for displaying a left-eye observation image and a right-eye observation image. The size of the apparatus can be reduced by using a transmissive display device in which each region is configured to transmit only the first polarized light or the second polarized light.

【0062】図13は、第二実施形態の変形例2に係わ
る画像表示装置の構成を示している。本変形例において
も、凸レンズ、バックライト光源、赤外照明、赤外CC
Dカメラおよび画像抽出装置により成る指向性バックラ
イトを用いて、左右の目への画像の振り分けを行ってお
り、その原理、設定は第二実施形態の画像表示装置にお
けるそれと同様であるため、ここでは説明を省略する。
また、バックライト制御画像を作成する画像抽出装置の
動作説明も同様に省略する。
FIG. 13 shows the configuration of an image display device according to a second modification of the second embodiment. Also in this modification, a convex lens, a backlight light source, infrared illumination, infrared CC
Images are distributed to the left and right eyes using a directional backlight composed of a D camera and an image extraction device. The principle and settings are the same as those in the image display device of the second embodiment. Then, the description is omitted.
In addition, the description of the operation of the image extraction device that creates the backlight control image is also omitted.

【0063】図13に示す本実施形態に係わる画像表示
装置では、バックライト光源として陰極管を用いた平面
光源と検光子を除去した液晶パネル301を用いてい
る。このように検光子を除去した液晶パネルにバックラ
イト制御画像としての観察者二値化左半面像を表示する
と、観察者二値化左半面像の表示されている領域302
は第一の偏光を出射し、同様に、観察者二値化左半面像
以外の領域303は、第一の偏光と直交する第二の偏光
を出射する。即ち、これにより、直交する2偏光を出力
可能な複数の領域を持つバックライト光源を構成するこ
とが可能となる。観察者二値化左半顔面像を発した偏光
は凸レンズ304により観察者の左目のみにとってレン
ズ径大のバックライトとして機能し、また、観察者二値
化左半顔面像以外の領域を発した偏光は観察者の右目の
みにとってレンズ径大のバックライトとして機能する。
The image display apparatus according to the present embodiment shown in FIG. 13 uses a flat light source using a cathode ray tube as a backlight source and a liquid crystal panel 301 from which an analyzer is removed. When the observer binarized left half-plane image as a backlight control image is displayed on the liquid crystal panel from which the analyzer has been removed in this manner, an area 302 where the observer binarized left half-plane image is displayed.
Emits the first polarized light, and similarly, the region 303 other than the observer binarized left half plane image emits the second polarized light orthogonal to the first polarized light. That is, this makes it possible to configure a backlight light source having a plurality of regions capable of outputting two orthogonally polarized lights. The polarized light that emitted the observer binarized left hemi-facial image functioned as a backlight with a large lens diameter only for the observer's left eye by the convex lens 304, and also emitted an area other than the observer binarized left hemi-facial image. The polarized light functions as a large-diameter backlight for only the right eye of the observer.

【0064】また、凸レンズ304近傍に設置される観
察画像表示デバイス305には、偏光子および検光子の
代わりに特殊な偏光制御フィルムを設置した液晶パネル
を使用しており、加えて、この液晶パネルは、1ライン
おきに左目用の観察画像と右目用の観察画像を交互に表
示可能なように構成されている。たとえば、観察画像表
示デバイスは、図14(a)のように、偏光子の代わり
に、上述したバックライト光源より発せられる第一の偏
光のみを透過し第二の偏光を実質的に遮断する第一の偏
光板と、第二の偏光のみを透過し第一の偏光を実質的に
遮断する第二の偏光板とが交互に配された入射偏光制御
フィルム306が貼付されている。このとき、入射偏光
制御フィルム306は、液晶パネルの左目用観察画像を
表示するラインに第一の偏光板が、右目用観察画像を表
示するラインに第二の偏光板が位置するよう貼付され
る。同様に、検光子の代わりに、第一の偏光板と第二の
偏光板とが1ラインおきに交互に配された出射偏光制御
フィルム307が貼付され、液晶パネルの左目用観察画
像を表示するラインに第二の偏光板が、右目用観察画像
を表示するラインに第一の偏光板が位置するよう貼付さ
れる。これにより、バックライトを発した第一の偏光
は、入射偏光制御フィルム306の内、第一の偏光板が
貼付された領域のみを透過することになり、液晶パネル
の左目用観察画像表示領域のみを選択的に照明する。同
様に、第二の偏光は、入射偏光制御フィルム306の
内、第二の偏光板が貼付された領域のみを透過すること
になり、液晶パネルの右目用観察画像表示領域のみを選
択的に照明する。バックライト制御画像から射出された
第一の偏光と第二の偏光は、凸レンズの作用により観察
者の左右の目へ選択的な指向性を持つため、左目用観察
画像を左目に、右目用観察画像を右目に分配可能とな
る。偏光透過の様子を図14(b)に示す。図14
(b)は左目用観察画像表示領域と右目用観察画像表示
領域を夫々1画素分だけ代表して記載している。尚、本
実施形態における液晶パネルは、無電界時に透過光の減
衰が小さくなるノーマリーホワイトモードで駆動され
る。
The observation image display device 305 installed near the convex lens 304 uses a liquid crystal panel on which a special polarization control film is installed instead of the polarizer and the analyzer. Are configured so that an observation image for the left eye and an observation image for the right eye can be displayed alternately every other line. For example, as shown in FIG. 14A, the observation image display device transmits only the first polarized light emitted from the above-described backlight light source and substantially blocks the second polarized light instead of the polarizer. An incident polarization control film 306 in which one polarizing plate and a second polarizing plate that transmits only the second polarized light and substantially blocks the first polarized light are alternately attached is attached. At this time, the incident polarization control film 306 is attached so that the first polarizing plate is located at the line for displaying the left-eye observation image and the second polarizing plate is located at the line for displaying the right-eye observation image of the liquid crystal panel. . Similarly, instead of the analyzer, the output polarization control film 307 in which the first polarizing plate and the second polarizing plate are alternately arranged every other line is attached, and the left-eye observation image of the liquid crystal panel is displayed. The second polarizing plate is attached on the line so that the first polarizing plate is located on the line displaying the observation image for the right eye. As a result, the first polarized light emitted from the backlight is transmitted only through the region of the incident polarization control film 306 to which the first polarizing plate is attached, and only the observation image display region for the left eye of the liquid crystal panel is transmitted. To selectively illuminate. Similarly, the second polarized light is transmitted only through the area of the incident polarization control film 306 to which the second polarizing plate is attached, and selectively illuminates only the right-eye observation image display area of the liquid crystal panel. I do. The first polarized light and the second polarized light emitted from the backlight control image have selective directivity to the left and right eyes of the observer due to the action of the convex lens. The image can be distributed to the right eye. FIG. 14B shows the state of transmission of polarized light. FIG.
(B) shows the observation image display area for the left eye and the observation image display area for the right eye, each representing only one pixel. Note that the liquid crystal panel in the present embodiment is driven in a normally white mode in which attenuation of transmitted light is small when there is no electric field.

【0065】本発明の画像表示装置は上記実施形態に限
られるものではなく、その他種々の態様の変更が可能で
ある。例えば、観察画像表示デバイスは、図15〜図1
9それぞれの(a)に記載した形態であってもよい。
尚、図15〜図19各図における(b)は、それぞれの
形態における偏光透過の様子を説明するものである。
The image display device of the present invention is not limited to the above embodiment, and various other changes can be made. For example, the observation image display device is shown in FIGS.
9 Each of the modes described in (a) may be used.
15B to FIG. 19B illustrate the state of transmission of polarized light in each mode.

【0066】図15に記載した観察画像表示デバイスで
は、左目用観察画像表示領域に第一の偏光板が、右目用
観察画像表示領域に第二の偏光板が位置するように出射
偏光制御フィルムを貼付している点で図14の場合と異
なる。この変更に伴い、図15に記載の液晶パネルは、
無電界時に透過光の減衰が大きくなるノーマリーブラッ
クモードで駆動される。
In the observation image display device shown in FIG. 15, the output polarization control film is placed so that the first polarizing plate is located in the observation image display region for the left eye and the second polarizing plate is located in the observation image display region for the right eye. It differs from the case of FIG. 14 in that it is attached. With this change, the liquid crystal panel shown in FIG.
It is driven in a normally black mode in which the attenuation of transmitted light increases when there is no electric field.

【0067】図16に記載した観察画像表示デバイスで
は、出射偏光制御フィルムが第一の偏光板である点で図
14の場合と異なる。この変更に伴い、図16に記載の
液晶パネルは、左目用観察画像表示領域においてはノー
マリーホワイトモードで、右目用観察画像表示領域にお
いてはノーマリーブラックモードで駆動される。
The observation image display device shown in FIG. 16 differs from the device shown in FIG. 14 in that the output polarization control film is the first polarizing plate. Along with this change, the liquid crystal panel shown in FIG. 16 is driven in a normally white mode in the observation image display area for the left eye and in a normally black mode in the observation image display area for the right eye.

【0068】図17に記載した観察画像表示デバイスで
は、出射偏光制御フィルムが第二の偏光板である点で図
16の場合と異なる。この変更に伴い、図17に記載の
液晶パネルは、左目用観察画像表示領域においてはノー
マリーブブラックモードで、右目用観察画像表示領域に
おいてはノーマリーホワイトモードで駆動される。
The observation image display device shown in FIG. 17 is different from the case of FIG. 16 in that the output polarization control film is a second polarizing plate. Along with this change, the liquid crystal panel shown in FIG. 17 is driven in a normally black mode in the observation image display area for the left eye and in a normally white mode in the observation image display area for the right eye.

【0069】図18に記載した観察画像表示デバイスで
は、ノーマリーホワイトモードで駆動される液晶パネル
の偏光子の上に90度位相差板を貼付けた構造をとって
おり、90度位相差板は液晶パネルの右目用観察画像表
示位置に対応して貼付される。ここで90度位相差板と
は、透過光の位相を入射光の位相から90度回転させる
働きをする。このため、90度位相差板に入射した第一
の偏光および第二の偏光は、図18(b)に示されるよ
うに、夫々第二の偏光および第一の偏光に変換されて出
射される。液晶パネルの偏光子は第一の偏光板であるた
め第一の偏光のみを透過させることから、90度位相差
板が貼付された左目用観察画像表示領域においては、第
二の偏光のみが90度位相差板において第一の偏光に変
換された後に偏光子を透過することになる。一方、90
度位相差板が貼付されていない左目用観察画像表示領域
においては、バックライト光源を発した第一の偏光のみ
がそのまま偏光子を透過する。以上の効果により、第一
の偏光は左目用観察画像表示領域のみの、第二の偏光は
右目用観察画像表示領域のみのバックライト光として機
能し、凸レンズにより両偏光に与えられる指向性によ
り、両観察画像の左右の目への排他的分配が可能とな
る。
The observation image display device shown in FIG. 18 has a structure in which a 90-degree retardation plate is attached on a polarizer of a liquid crystal panel driven in a normally white mode. Affixed corresponding to the right-eye observation image display position of the liquid crystal panel. Here, the 90-degree phase plate functions to rotate the phase of the transmitted light by 90 degrees from the phase of the incident light. For this reason, the first polarized light and the second polarized light that have entered the 90-degree phase difference plate are converted into the second polarized light and the first polarized light, respectively, as shown in FIG. . Since the polarizer of the liquid crystal panel is the first polarizing plate and transmits only the first polarized light, in the left-eye observation image display area to which the 90-degree retardation plate is attached, only the second polarized light is 90%. After being converted into the first polarized light in the phase difference plate, the light is transmitted through the polarizer. On the other hand, 90
In the observation image display area for the left eye to which the phase difference plate is not attached, only the first polarized light emitted from the backlight light source passes through the polarizer as it is. Due to the above effects, the first polarized light serves only as the left-eye observation image display area, and the second polarized light functions as backlight light only for the right-eye observation image display area. Exclusive distribution of both observation images to the left and right eyes becomes possible.

【0070】図19に記載した観察画像表示デバイスで
は、ノーマリーブラックモードで駆動される液晶パネル
を用いた点で図18の場合と異なる。液晶パネルの偏光
子に第一の偏光板を用いているため、液晶のパネルの駆
動モードを除き、その動作は図18の場合と同様であ
る。例えば、第一の偏光を左目用観察画像表示領域のバ
ックライト光として利用するとしたままで、液晶パネル
の偏光子に第二の偏光板を用いた場合には、90度位相
差板の貼付位置は左目用観察画像表示領域にしなければ
ならない。
The observation image display device shown in FIG. 19 differs from the case of FIG. 18 in that a liquid crystal panel driven in a normally black mode is used. Since the first polarizer is used for the polarizer of the liquid crystal panel, its operation is the same as that of FIG. 18 except for the driving mode of the liquid crystal panel. For example, if the second polarizing plate is used as the polarizer of the liquid crystal panel while the first polarized light is used as the backlight for the left-eye observation image display area, the position where the 90-degree retardation plate is attached Must be a left-eye observation image display area.

【0071】以上の実施形態において、観察画像表示デ
バイスとして液晶パネルと特殊な偏光制御フィルムより
なるデバイスを用いてきたが、この代わりに、偏光軸が
互いに直交する短冊状の第一の偏光板と第二の偏光板を
交互に配列してなる偏光制御フィルムと、第一の偏光板
と対応する位置に左目用観察画像を、第二の偏光板と対
応する位置に右目用観察画像を各々記録されてなる印画
フィルム貼り合わせたものを用いても良い。
In the above embodiment, a device composed of a liquid crystal panel and a special polarization control film has been used as an observation image display device. Instead, a rectangular strip-shaped first polarizing plate whose polarization axes are orthogonal to each other is used. A polarization control film obtained by alternately arranging the second polarizing plate, and a left-eye observation image at a position corresponding to the first polarizing plate, and a right-eye observation image at a position corresponding to the second polarizing plate. The photographic film obtained by pasting may be used.

【0072】また、液晶パネルや印画フィルムに表示す
る左目用観察画像と右目用観察画像の表示位置は必ずし
も一ラインおきである必要はなく、画面内に均等に分布
する限り、垂直ライン毎、あるいは市松模様といった種
々の形態をとることが可能である。その際にも、偏光制
御フィルムを構成する第一の偏光板と第二の偏光板は、
液晶パネルや印画フィルムの左目用観察画像表示領域お
よび右目用観察画像表示領域に位置するように貼付しな
ければならない。また、偏光制御フィルムに90度位相
差板を用いる場合においても、その90度位相差板の貼
付位置は、液晶パネルの偏光子の偏光軸方向を考慮し
て、その左目用観察画像表示領域あるいは右目用観察画
像表示領域に位置するように設定せねばならない。
The display positions of the left-eye observation image and the right-eye observation image displayed on the liquid crystal panel or the photographic film do not necessarily have to be every other line, as long as they are evenly distributed in the screen. It is possible to take various forms such as a checkered pattern. Also in that case, the first polarizing plate and the second polarizing plate constituting the polarization control film,
It must be attached so as to be located in the left-eye observation image display area and the right-eye observation image display area of the liquid crystal panel or photographic film. Further, even when a 90-degree retardation plate is used for the polarization control film, the position where the 90-degree retardation plate is attached is determined by considering the polarization axis direction of the polarizer of the liquid crystal panel in the observation image display area for the left eye or It must be set so that it is located in the observation image display area for the right eye.

【0073】上記変形例2においては、互いに直交する
2偏光を出力可能なバックライト光源として、検光子を
除去した液晶パネルを用いたが、このバックライト光源
を図20ないし図24に示す形態としてもよい。尚、液
晶パネル自体は発光デバイスでないため、図20ないし
図22に示した図には、本来、陰極管、LED、EL、
メタルハライドランプ等により構成された面発光光源も
あわせて記載されるべきであるが、本図からは省略され
ている。
In the second modification, a liquid crystal panel without an analyzer is used as a backlight light source capable of outputting two polarized lights orthogonal to each other. However, this backlight light source has the form shown in FIGS. Is also good. Since the liquid crystal panel itself is not a light emitting device, the diagrams shown in FIG. 20 to FIG.
A surface-emitting light source constituted by a metal halide lamp or the like should also be described, but is omitted from the drawing.

【0074】図20に記載したバックライト光源は、図
15に示したカラー液晶と構造、動作ともに同様である
ため説明は省略する。このような形態をとることによ
り、バックライト光出射面を左目用バックライト制御画
像表示領域と右目用バックライト制御画像表示領域の2
領域に分割し、前者の領域においては第一の偏光を、後
者の領域においては第一の偏光と直交する偏光軸を持つ
第二の偏光を出射するバックライト光源を実現できる。
The backlight light source shown in FIG. 20 has the same structure and operation as the color liquid crystal shown in FIG. By adopting such a mode, the backlight light emission surface can be divided into the left-eye backlight control image display area and the right-eye backlight control image display area.
It is possible to realize a backlight light source that divides into two regions and emits first polarized light in the former region and second polarized light having a polarization axis orthogonal to the first polarized light in the latter region.

【0075】図21に記載したバックライト光源は、図
17に示したカラー液晶の入射偏光制御フィルムと出射
偏光制御フィルムを入れ替えた構造をしている。液晶パ
ネルの動作モード設定は、図17の場合と同様である。
The backlight light source shown in FIG. 21 has a structure in which the input polarization control film and the output polarization control film of the color liquid crystal shown in FIG. 17 are interchanged. The operation mode setting of the liquid crystal panel is the same as that of FIG.

【0076】図22に記載したバックライト光源は、ノ
ーマリーホワイトモードで駆動される液晶パネルの偏光
子の上に90度位相差板を貼付た構造をとっており、9
0度位相差板は液晶パネルの左目用バックライト制御画
像表示位置に対応して貼付される。液晶パネルを通過し
た透過光は、検光子が第二の偏光板であるため一様に第
二の偏光となるが、90度位相差板を貼付された左目用
バックライト制御画像表示領域においては、第二の偏光
の位相が90度回転させられるため、最終的に第一の偏
光に変換されて出射される。以上の効果により、左目用
バックライト制御画像表示領域においては第一の偏光
が、右目用バックライト制御画像表示領域においては第
二の偏光が出射されるバックライト光源が実現できる。
The backlight light source shown in FIG. 22 has a structure in which a 90-degree retardation plate is attached on a polarizer of a liquid crystal panel driven in a normally white mode.
The 0-degree retardation plate is attached corresponding to the left-eye backlight control image display position of the liquid crystal panel. The transmitted light that has passed through the liquid crystal panel uniformly becomes the second polarized light because the analyzer is the second polarizing plate. However, in the left-eye backlight control image display area to which the 90-degree retardation plate is attached, Since the phase of the second polarized light is rotated by 90 degrees, it is finally converted into the first polarized light and emitted. With the above effects, a backlight light source that emits first polarized light in the left-eye backlight control image display area and emits second polarized light in the right-eye backlight control image display area can be realized.

【0077】図20ないし図22に記載したバックライ
ト光源はモノクロ液晶パネルを用いているが、これら
は、液晶の駆動モードを変更することで、入射偏光制御
フィルムを構成する第一の偏光板と第二の偏光板を入れ
替えることも可能である。また、図22に記載したバッ
クライト光源において、検光子を第一の偏光板に変更し
た場合は、90度位相差板を右目用バックライト制御画
像表示領域に対応させて貼付させねばならない。このと
き、液晶パネルの駆動モードは、偏光子と検光子の偏光
軸が直交する場合はノーマリーホワイトモードに、偏光
子と検光子が同一偏光軸を持つ場合はノーマリーブラッ
クモードにする。
The backlight light sources shown in FIG. 20 to FIG. 22 use monochrome liquid crystal panels, and these are changed by changing the driving mode of the liquid crystal so that the first polarizing plate constituting the incident polarization control film can be used. It is also possible to replace the second polarizing plate. In the case where the analyzer is changed to the first polarizing plate in the backlight light source shown in FIG. 22, a 90-degree phase difference plate must be attached to correspond to the right-eye backlight control image display area. At this time, the driving mode of the liquid crystal panel is a normally white mode when the polarization axes of the polarizer and the analyzer are orthogonal to each other, and a normally black mode when the polarizer and the analyzer have the same polarization axis.

【0078】図23に記載したバックライト光源は、L
EDマトリクス光源の出射面に、偏光軸が互いに直交す
る短冊状の第一の偏光板と第二の偏光板を交互に配列し
てなる偏光制御フィルムを貼付したものであり、第一の
偏光板は左目用バックライト制御画像表示領域に対応さ
せて、第二の偏光板は右目用バックライト制御画像表示
領域に対応させて貼付される。ここで、この偏光制御フ
ィルムを貼付する自発光マトリクス光源は、必ずしもL
EDマトリクス光源である必要はなく、プラズマディス
プレイ、ネオン管ディスプレイ、CRT等を用いること
も可能である。また、LED以外の光源をアレイ状にし
たものを使用することも可能である。
The backlight light source shown in FIG.
On the emission surface of the ED matrix light source, a polarization control film formed by alternately arranging strip-shaped first polarizers and second polarizers whose polarization axes are orthogonal to each other is attached, and the first polarizer Is attached to the left-eye backlight control image display area, and the second polarizing plate is attached to the right-eye backlight control image display area. Here, the self-luminous matrix light source to which the polarization control film is attached is not necessarily L
The light source does not need to be an ED matrix light source, and a plasma display, a neon tube display, a CRT, or the like can be used. It is also possible to use an array of light sources other than LEDs.

【0079】図20ないし図23に記載のバックライト
光源では、液晶パネルやLEDマトリクス光源に表示す
る左目用バックライト制御画像と右目用バックライト制
御画像の表示位置は必ずしも一ラインおきである必要は
なく、画面内に均等に分布する限り、垂直ライン毎、あ
るいは市松模様といった種々の形態をとることが可能で
ある。その際にも、偏光制御フィルムを構成する第一の
偏光板と第二の偏光板は、液晶パネルやLEDマトリク
ス光源の左目用バックライト制御画像表示領域および右
目用バックライト制御画像表示領域に位置するように貼
付しなければならない。また、偏光制御フィルムに90
度位相差板を用いる場合においても、その90度位相差
板の貼付位置は、液晶パネルの偏光子の偏光軸方向を考
慮して、その左目用バックライト制御画像表示領域ある
いは右目用バックライト制御画像表示領域に位置するよ
うに設定せねばならない。
In the backlight light sources shown in FIGS. 20 to 23, the display positions of the left-eye backlight control image and the right-eye backlight control image displayed on the liquid crystal panel or the LED matrix light source need not always be every other line. Instead, various forms such as a vertical line or a checkered pattern can be used as long as they are evenly distributed in the screen. At that time, the first polarizing plate and the second polarizing plate constituting the polarization control film are positioned in the left-eye backlight control image display area and the right-eye backlight control image display area of the liquid crystal panel or the LED matrix light source. Must be affixed. In addition, 90
Even when a 90 ° retarder is used, the position where the 90 ° retarder is attached may be determined by taking into account the direction of the polarization axis of the polarizer of the liquid crystal panel in the left-eye backlight control image display area or the right-eye backlight control. It must be set so that it is located in the image display area.

【0080】図24に記載したバックライト光源は、L
EDマトリクス光源の出射面に第一の偏光板を貼付した
左目用LEDマトリクス光源と、第二の偏光板を貼付し
た右目用LEDマトリクス光源をハーフミラーで合成し
た構造をしている。ここで、この偏光制御フィルムを貼
付する自発光マトリクス光源は、必ずしもLEDマトリ
クス光源である必要はなく、プラズマディスプレイ、ネ
オン管ディスプレイ、CRT等を用いることも可能であ
る。また、LED以外の光源をアレイ状にしたものや、
検光子が第一の偏光板および第二の偏光板からなる2枚
の液晶ディスプレイをを使用することも可能である。な
お、上述の液晶ディスプレイ用いる場合は、出射面に新
たに第一の偏光板と第二の偏光板を貼付する必要はな
い。
The backlight light source shown in FIG.
It has a structure in which a left-eye LED matrix light source in which a first polarizing plate is attached to an emission surface of an ED matrix light source and a right-eye LED matrix light source in which a second polarizing plate is attached are combined by a half mirror. Here, the self-luminous matrix light source to which the polarization control film is attached is not necessarily an LED matrix light source, and a plasma display, a neon tube display, a CRT, or the like can be used. Also, an array of light sources other than LEDs,
It is also possible to use two liquid crystal displays whose analyzer consists of a first polarizer and a second polarizer. When the above-described liquid crystal display is used, it is not necessary to newly attach a first polarizing plate and a second polarizing plate to the light exit surface.

【0081】また、本実施形態では画像描出可能なバッ
クライト光源の代わりに、図25のような第一の偏光板
及び第二の偏光板を貼付して2領域に分割した平面均一
光源を用いることも可能である。この場合、観察者追従
性を持たせるためには、画像抽出装置により求められた
観察者中心位置情報を利用して光源位置を機械的に制御
する必要がある。あるいは、観察者追従性は、光源と観
察画像表示デバイスの間に設置したミラーの設置条件を
制御することでも実現可能である。
In this embodiment, instead of a backlight light source capable of displaying an image, a plane uniform light source which is divided into two regions by attaching a first polarizing plate and a second polarizing plate as shown in FIG. 25 is used. It is also possible. In this case, in order to provide observer tracking, it is necessary to mechanically control the light source position using the observer center position information obtained by the image extraction device. Alternatively, observer tracking can also be realized by controlling the installation conditions of a mirror installed between the light source and the observation image display device.

【0082】<第三実施形態・・・立体画像表示装置>
第二実施形態の画像表示装置は、指向性バックライトを
用いて左右目用の観察画像を観察者の左右の目に夫々排
他的に分配することで立体画像の観察を可能としていた
が、他の方式でも特殊な眼鏡を必要としない立体視画像
観察が可能である。
<Third embodiment: three-dimensional image display device>
The image display device of the second embodiment enables observation of a stereoscopic image by distributing the observation images for the left and right eyes exclusively to the left and right eyes of the observer using a directional backlight, respectively. With this method, stereoscopic image observation without special glasses is possible.

【0083】図26を用いて第三実施形態の立体画像を
表示可能な画像表示装置の原理を説明する。図26にお
いて、観察者と透過光制御デバイスであるモノクロ液晶
パネル401とは、凸レンズ402を介して共役な位置
関係にある。また、モノクロ液晶パネル401の後方
に、観察画像を表示するCRT403が配設されてい
る。ここで、モノクロ液晶パネル401が存在しない場
合、観察者の左目はCRT上に表示された観察画像中の
観察画像領域(1)を凸レンズ402の径大に拡大した
倒立像として観察し、同様に観察者の右目は観察画像領
域(2)を凸レンズ402の径大に拡大した倒立像とし
て観察する。しかし、上述の位置にモノクロ液晶パネル
401を配設し、左目用透過光制御画像の表示された領
域においては光を透過し、他の領域においては光を遮断
するような性質を持たせた場合においては、観察画像領
域(1)の画像は左目に到達するが、右目には到達でき
ない。つまり、左目にのみ選択的に画像を観察させるこ
とが可能となる。この左目のみによる選択的な画像観察
は、観察者の位置が上述の設定位置から前後に移動した
場合でも、モノクロ液晶パネル上で、左目に入射する画
像の光線(実線)と右目に入射する画像の光線(破線)
が交わらない範囲において維持することができる。ま
た、透過光制御画像の設定に観察者自身の画像を用いる
と、観察位置の移動時においても、これに伴い透過光制
御画像表示位置も移動することとなり、この結果、左目
のみによる選択的な画像観察は維持される。
Referring to FIG. 26, the principle of an image display device capable of displaying a stereoscopic image according to the third embodiment will be described. In FIG. 26, the observer and the monochrome liquid crystal panel 401 as the transmitted light control device have a conjugate positional relationship via the convex lens 402. Further, a CRT 403 for displaying an observation image is provided behind the monochrome liquid crystal panel 401. Here, when the monochrome liquid crystal panel 401 does not exist, the left eye of the observer observes the observation image area (1) in the observation image displayed on the CRT as an inverted image in which the diameter of the convex lens 402 is enlarged. The right eye of the observer observes the observation image area (2) as an inverted image in which the diameter of the convex lens 402 is enlarged. However, when the monochrome liquid crystal panel 401 is disposed at the above-described position, and has a property of transmitting light in a region where the transmitted light control image for the left eye is displayed and blocking light in other regions. In, the image in the observation image area (1) reaches the left eye but cannot reach the right eye. That is, an image can be selectively observed only with the left eye. The selective image observation using only the left eye is performed by using the light ray (solid line) of the image incident on the left eye and the image incident on the right eye on the monochrome liquid crystal panel even when the position of the observer moves back and forth from the above-described set position. Ray (dashed line)
Can be maintained in a range where they do not intersect. In addition, when the observer's own image is used for setting the transmitted light control image, the transmitted light control image display position also moves along with the movement of the observation position. Image observation is maintained.

【0084】ここで、モノクロ液晶パネル401に左目
用透過光制御画像を表示した時にはCRT403の観察
画像領域(1)に左目用の観察画像を表示し、右目用透
過光制御画像を表示した時にはCRT403の観察画像
領域(2)に右目用の観察画像を表示する作業を時分割
に交互に行えば、観察者には立体画像を観察させること
が可能となる。
Here, when the transmitted light control image for the left eye is displayed on the monochrome liquid crystal panel 401, the observation image for the left eye is displayed in the observation image area (1) of the CRT 403, and when the transmitted light control image for the right eye is displayed, the CRT 403 is displayed. If the operation of displaying the observation image for the right eye in the observation image area (2) is alternately performed in a time-sharing manner, the observer can observe the stereoscopic image.

【0085】左目用透過光制御画像と右目用透過光制御
画像の作成には上述した各実施形態で述べたものと同様
の画像抽出装置で抽出される観察者の顔画像が用いられ
る。
The face image of the observer extracted by the same image extraction device as that described in each of the above embodiments is used to create the transmitted light control image for the left eye and the transmitted light control image for the right eye.

【0086】<第三実施形態の変形例1>図27に第三
実施形態の変形例1の立体画像表示装置を示す。本変形
例では、図26に示したものと同様の光学系を右目用と
左目用の2系列持っている。両光学系は互いに垂直に配
置され、夫々をハーフミラー501で合成することで、
左右目用の観察画像を、それぞれ独立かつ同時に観察者
に提示可能となっている。なお、凸レンズ502につい
ては両光学系で共用している。ここで、左目用CRT5
03Lと右目用CRT503Rに表示される観察画像
は、凸レンズ502の作用により観察者には倒立像とし
て観察されるため、これを予め倒立像として表示するこ
とで観察者に正立像として観察させている。また、左右
のモノクロ液晶パネル504L、504Rに表示する夫
々の透過光制御画像は、図示しない赤外照明、赤外CC
Dカメラを有する画像抽出装置により生成された観察者
二値化半面像を用いている。一方の目による選択的観察
に、上述の如き観察者追従性を持たせるためには、この
透過光制御画像の大ささおよび表示位置を予め調整して
おくことが必要であり、モノクロ液晶パネルの大きさと
モノクロ液晶パネル−凸レンズ間距離とにより決まる上
下左右方向の立体視域と、カメラの観察範囲が略等しく
なるように、カメラの設置位置、焦点距離等を調整して
いる。透過光制御画像を作成する画像抽出装置の動作説
明は、第一実施形態の画像抽出装置、あるいは第二実施
形態および各変形例の画像表示装置における画像抽出装
置と同様であるため、ここでは説明を省略する。
<Modification 1 of Third Embodiment> FIG. 27 shows a stereoscopic image display apparatus of a modification 1 of the third embodiment. In the present modified example, the same optical system as that shown in FIG. 26 has two systems for the right eye and the left eye. Both optical systems are arranged perpendicular to each other, and by combining each with a half mirror 501,
The observation images for the left and right eyes can be independently and simultaneously presented to the observer. Note that the convex lens 502 is shared by both optical systems. Here, CRT5 for left eye
Since the observation image displayed on the 03L and the right-eye CRT 503R is observed as an inverted image by the observer due to the action of the convex lens 502, the observer can observe the image as an erect image by displaying the image as an inverted image in advance. . The transmitted light control images displayed on the left and right monochrome liquid crystal panels 504L and 504R are infrared illumination and infrared CC (not shown).
An observer binarized half-plane image generated by an image extraction device having a D camera is used. In order for the selective observation with one eye to have the observer followability as described above, it is necessary to adjust the size and display position of the transmitted light control image in advance, and the monochrome liquid crystal panel The camera installation position, focal length, and the like are adjusted so that the vertical and horizontal stereoscopic viewing areas determined by the size and the distance between the monochrome liquid crystal panel and the convex lens are substantially equal to the camera observation range. The description of the operation of the image extraction device that creates the transmitted light control image is the same as that of the image extraction device of the first embodiment or the image extraction device of the second embodiment and the image display device of each modified example, and therefore, will be described here. Is omitted.

【0087】<第三実施形態の変形例2>本発明の画像
表示装置は上記実施形態に限られるものではなく、その
他種々の態様の変更が可能である。例えば、画面内を左
目用観察画像と左目用観察画像を表示する2領域に分割
し、夫々の画像を第一の偏光とそれと直交する第二の偏
光として出力可能な観察画像表示デバイスと、第一の偏
光のみを透過可能なを左目用透過光制御画像と第二の偏
光のみを透過可能なを右目用透過光制御画像を表示可能
な透過光制御デバイスを用いることで、装置を小型化す
ることも可能である。
<Modification 2 of Third Embodiment> The image display device of the present invention is not limited to the above embodiment, and various other modifications can be made. For example, an observation image display device that divides the screen into two regions for displaying a left-eye observation image and a left-eye observation image, and that can output each image as a first polarization and a second polarization orthogonal thereto, By using a transmitted light control device capable of displaying a transmitted light control image for the left eye that can transmit only one polarized light and a transmitted light control image for the right eye that can transmit only the second polarized light, the apparatus can be downsized. It is also possible.

【0088】このような態様による画像表示装置を図2
8に示す。図28において、観察画像表示デバイスは、
走査線毎に交互に左目用観察画像と右目用観察画像を表
示可能なCRT601と、その表面に貼付され偏光フィ
ルタ602からなる。ここで偏光フィルタ602は、左
目用観察画像を表示する走査線上には第一の偏光板が、
右目用観察画像を表示する走査線上には第二の偏光板が
位置するように構成されている。また、観察画像表示デ
バイスは、直交する2偏光で左右の観察画像を表示でき
さえすれば良く、図20ないし図24に示したような構
成の液晶ディスプレイやLEDディスプレイを用いても
良い。夫々の動作については、第二実施形態(変形例
2)での記述と同様であるので、ここでは省略する。更
に、透過光制御デバイスは、図14ないし図19に示し
たような構成のモノクロ液晶パネルを使用している。こ
れについても、夫々の動作については第二実施形態(変
形例2)での記述と同様であるので、ここでは省略す
る。
FIG. 2 shows an image display device according to such an embodiment.
FIG. In FIG. 28, the observation image display device includes:
It comprises a CRT 601 capable of alternately displaying a left-eye observation image and a right-eye observation image for each scanning line, and a polarizing filter 602 attached to the surface thereof. Here, the polarizing filter 602 includes a first polarizing plate on a scanning line for displaying a left-eye observation image,
The configuration is such that the second polarizing plate is located on the scanning line for displaying the observation image for the right eye. Further, the observation image display device only needs to be able to display left and right observation images with two orthogonally polarized lights, and may use a liquid crystal display or an LED display having a configuration as shown in FIGS. The respective operations are the same as those described in the second embodiment (Modification 2), and will not be described here. Further, the transmitted light control device uses a monochrome liquid crystal panel having a configuration as shown in FIGS. Also in this regard, the respective operations are the same as those described in the second embodiment (Modification 2), and thus description thereof is omitted here.

【0089】また、本実施形態では透過光制御デバイス
として種々の形態の液晶パネルを用いたが、遮光板や、
図17のような直交する2偏光軸を持つ偏光板を用いる
こともできる。この場合、観察者追従性を持たせるため
には、画像抽出装置により求められた観察者中心位置情
報を利用して光源位置を機械的に制御する必要がある。
In this embodiment, various types of liquid crystal panels are used as the transmitted light control device.
A polarizing plate having two orthogonal polarization axes as shown in FIG. 17 can also be used. In this case, in order to provide observer tracking, it is necessary to mechanically control the light source position using the observer center position information obtained by the image extraction device.

【0090】<第四実施形態・・・立体画像表示装置>
第一実施形態の画像抽出装置、あるいは第二ないし第三
実施形態の画像表示装置における画像抽出装置を、パラ
ラックスバリア方式、あるいはレンチキュラ方式の立体
画像表示装置に応用することも可能である。
<Fourth Embodiment—3-D Image Display Device>
The image extraction device of the first embodiment or the image extraction device of the image display device of the second or third embodiment can be applied to a parallax barrier type or lenticular type stereoscopic image display device.

【0091】通常、パララックスバリア方式、あるいは
レンチキュラ方式の立体画像表示装置は、図29に示す
ように、正しく立体視できる正視領域と、左右の観察画
像が入れ替わる逆視領域が交互に出現する。ここで、観
察者の位置を検知し、観察者が逆視領域に入った場合は
左右の観察画像の表示位置を入れ替える、あるいはパラ
ラックスバリア方式の場合はバリアの位置を切り替える
ことで、逆視領域を正視の状態に変わり、立体視域が広
がる。この観察者の位置情報の検知に、画像抽出装置に
より求められた観察者中心位置情報を利用することで、
容易に観察者追従性を付加可能となる。画像抽出装置の
動作説明は、第一実施形態の画像抽出装置、あるいは第
二ないし第三実施形態の画像表示装置における画像抽出
装置と同様であるため、ここでは説明を省略する。
Normally, in a parallax barrier type or lenticular type stereoscopic image display device, as shown in FIG. 29, a normal viewing region in which stereoscopic viewing can be performed correctly and a reverse viewing region in which left and right observation images are switched alternately appear. Here, the position of the observer is detected, and when the observer enters the pseudoscopic region, the display positions of the left and right observation images are switched, or in the case of the parallax barrier method, the position of the barrier is switched, thereby causing pseudoscopic vision. The area is changed to a normal vision state, and the stereoscopic viewing area is expanded. By using the observer center position information obtained by the image extraction device to detect the observer position information,
Observer tracking can be easily added. The description of the operation of the image extracting device is the same as that of the image extracting device of the first embodiment or the image extracting device of the image display device of the second or third embodiment, and thus the description thereof is omitted here.

【0092】[0092]

【発明の効果】本発明は、上述した構成により、特殊な
撮像条件を必要とせず、リアルタイム処理可能で、初期
の煩雑な設定も必要なく、背景にある明るい発光体・反
射体・あるいは散乱体の影響を受けない画像抽出装置を
実現できる。
According to the present invention, the above configuration does not require special imaging conditions, can be processed in real time, does not require complicated initial settings, and has a bright luminous body, reflector or scatterer in the background. An image extraction device not affected by the above can be realized.

【0093】また、この画像抽出装置を、観察者の略半
面像を用いて観察者の両目に第一の画像と第二の画像を
排他的に観察させる画像表示装置に用いた場合、外光、
背景の影響を受けることなく容易かつ確実に、観察者の
両目に第一の画像と第二の画像を排他的に観察させるこ
とが可能となる。
When this image extraction device is used in an image display device for exclusively observing the first image and the second image to both eyes of an observer using a substantially half-plane image of the observer, ,
It is possible to observe the first image and the second image exclusively with both eyes of the observer easily and reliably without being affected by the background.

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

【図1】 第一実施形態の画像抽出装置のブロック図。FIG. 1 is a block diagram of an image extraction device according to a first embodiment.

【図2】 第一実施形態の画像抽出装置の原理を説明す
るために用いられる照明時の観察画像を示す図。
FIG. 2 is a view showing an observation image at the time of illumination used for explaining the principle of the image extraction device of the first embodiment.

【図3】 第一実施形態の画像抽出装置の原理を説明す
るために用いられる非照明時の観察画像を示す図。
FIG. 3 is a view showing an observation image at the time of non-illumination used for explaining the principle of the image extraction device of the first embodiment.

【図4】 第一実施形態の画像抽出装置によって抽出さ
れた観察対象の画像を示す図。
FIG. 4 is a view showing an image of an observation target extracted by the image extraction device of the first embodiment.

【図5】 第二実施形態の画像表示装置の原理を説明す
る図。
FIG. 5 is a diagram illustrating the principle of the image display device according to the second embodiment.

【図6】 第二実施形態の画像表示装置を示す図。FIG. 6 is a diagram illustrating an image display device according to a second embodiment.

【図7】 第二実施形態の変形例1の画像表示装置の構
成を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an image display device according to a first modification of the second embodiment.

【図8】 本発明の画像抽出装置において、顔面画像の
エッジを検出する原理を説明する図。
FIG. 8 is a view for explaining the principle of detecting an edge of a face image in the image extraction device of the present invention.

【図9】 本発明の実施形態で用いられている画像抽出
装置において、得られた右目用制御画像を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing a right-eye control image obtained by the image extraction device used in the embodiment of the present invention.

【図10】 本発明の実施形態で用いられている画像抽
出装置において、得られた左目用制御画像を示す図。
FIG. 10 is a view showing a left-eye control image obtained by the image extracting apparatus used in the embodiment of the present invention.

【図11】 凸レンズの変形例の構成を示す図。FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a modification of the convex lens.

【図12】 凸レンズの変形例の構成を示す図。FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a modification of the convex lens.

【図13】 第二実施形態の変形例2の画像表示装置の
構成を示す図。
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of an image display device according to a second modification of the second embodiment.

【図14】 第二実施形態の変形例2の画像表示装置に
用いられる観察画像表示デバイスの構成の一例を示す
図。
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a configuration of an observation image display device used in an image display device according to Modification 2 of the second embodiment.

【図15】 第二実施形態の変形例2の画像表示装置に
用いられる観察画像表示デバイスの構成の一例を示す
図。
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a configuration of an observation image display device used in an image display device according to Modification 2 of the second embodiment.

【図16】 第二実施形態の変形例2の画像表示装置に
用いられる観察画像表示デバイスの構成の一例を示す
図。
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a configuration of an observation image display device used in an image display device according to Modification 2 of the second embodiment.

【図17】 第二実施形態の変形例2の画像表示装置に
用いられる観察画像表示デバイスの構成の一例を示す
図。
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a configuration of an observation image display device used in an image display device according to Modification 2 of the second embodiment.

【図18】 第二実施形態の変形例2の画像表示装置に
用いられる観察画像表示デバイスの構成の一例を示す
図。
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a configuration of an observation image display device used in an image display device according to Modification 2 of the second embodiment.

【図19】 第二実施形態の変形例2の画像表示装置に
用いられる観察画像表示デバイスの構成の一例を示す
図。
FIG. 19 is a diagram illustrating an example of the configuration of an observation image display device used in an image display device according to Modification 2 of the second embodiment.

【図20】 第二実施形態の変形例2の画像表示装置に
用いられるバックライト光源の構成の一例を示す図。
FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a configuration of a backlight light source used in an image display device according to a modification 2 of the second embodiment.

【図21】 第二実施形態の変形例2の画像表示装置に
用いられるバックライト光源の構成の一例を示す図。
FIG. 21 is a diagram illustrating an example of a configuration of a backlight light source used in an image display device according to a modification 2 of the second embodiment.

【図22】 第二実施形態の変形例2の画像表示装置に
用いられるバックライト光源の構成の一例を示す図。
FIG. 22 is a diagram illustrating an example of a configuration of a backlight light source used in an image display device according to a modification 2 of the second embodiment.

【図23】 第二実施形態の変形例2の画像表示装置に
用いられるバックライト光源の構成の一例を示す図。
FIG. 23 is a diagram illustrating an example of a configuration of a backlight light source used in an image display device according to Modification 2 of the second embodiment.

【図24】 第二実施形態の変形例2の画像表示装置に
用いられるバックライト光源の構成の一例を示す図。
FIG. 24 is a diagram illustrating an example of a configuration of a backlight light source used in an image display device according to a modification 2 of the second embodiment.

【図25】 第二実施形態の変形例2の画像表示装置に
用いられるバックライト光源の構成の一例を示す図。
FIG. 25 is a diagram illustrating an example of a configuration of a backlight light source used in an image display device according to a second modification of the second embodiment.

【図26】 第三実施形態の画像表示装置の構成を示す
図。
FIG. 26 is a diagram illustrating a configuration of an image display device according to a third embodiment.

【図27】 第三実施形態の変形例1の画像表示装置の
構成を示す図。
FIG. 27 is a diagram illustrating a configuration of an image display device according to a first modification of the third embodiment.

【図28】 第三実施形態の変形例2の画像表示装置の
構成を示す図。
FIG. 28 is a diagram illustrating a configuration of an image display device according to Modification 2 of the third embodiment.

【図29】 第四実施形態の画像表示装置の構成を示す
図。
FIG. 29 is a diagram illustrating a configuration of an image display device according to a fourth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 画像抽出装置 2 照明装置 3 撮像装置 4 タイミングジェネレータ 5、6 記憶回路 7 演算回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image extraction device 2 Illumination device 3 Imaging device 4 Timing generator 5, 6 Storage circuit 7 Operation circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04N 13/04 G06F 15/62 380 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H04N 13/04 G06F 15/62 380

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 観察対象を撮像するための撮像装置と、
該観察対象を照明するための照明装置であって点灯/消
灯を繰り返す照明装置と、該撮像装置により得られた該
照明装置点灯時の画像及び該照明装置消灯時の画像とを
一時記憶する記憶回路と、該照明装置点灯時の画像と該
照明装置消灯時の画像の減算処理を行う演算回路を有す
る画像抽出装置。
An imaging device for imaging an observation target;
A lighting device for illuminating the observation target, which is repeatedly turned on and off, and a memory for temporarily storing an image when the lighting device is turned on and an image when the lighting device is turned off obtained by the imaging device. An image extraction device comprising: a circuit; and an arithmetic circuit for performing a subtraction process between an image when the lighting device is turned on and an image when the lighting device is turned off.
【請求項2】 前記照明装置が放射する照明光が、観察
対象のみに照射され、背景には影響しないことを特徴と
する請求項1に記載の画像抽出装置。
2. The image extraction device according to claim 1, wherein the illumination light emitted from the illumination device is applied only to an observation target and does not affect a background.
【請求項3】 前記照明装置が放射する照明光が、前記
撮像装置の撮像素子を露光するに十分な時間点灯するパ
ルス光であることを特徴とする請求項1ないし2に記載
の画像抽出装置。
3. The image extraction device according to claim 1, wherein the illumination light emitted by the illumination device is pulse light that is turned on for a time sufficient to expose an image sensor of the imaging device. .
【請求項4】 第一の画像と第二の画像を表示する透過
型の画像表示手段と、該画像表示手段の後方に配設さ
れ、夫々少なくとも一つの像よりなる該第一の画像のバ
ックライトとして機能する第一の制御画像と、該第二の
画像のバックライトとして機能する第二の制御画像と
を、該画像表示手段の方向に出力するバックライト出力
手段と、該第一の制御画像と該第二の制御画像を用い
て、該第一の画像と該第二の画像に夫々観察者の左また
は右の目のどちらか一方へ向かう排他的な指向性を与え
る指向性付与手段を備える画像表示装置において、該第
一の制御画像と該第二の制御画像が、請求項1ないし3
に記載の前記画像抽出装置によって抽出された観察者像
であることを特徴とする画像表示装置。
4. A transmission type image display means for displaying a first image and a second image, and a back of the first image which is provided behind the image display means and comprises at least one image each. Backlight output means for outputting a first control image functioning as a light and a second control image functioning as a backlight of the second image in the direction of the image display means; Directivity providing means for giving exclusive directivity to either the left or right eye of the observer to the first image and the second image using the image and the second control image, respectively 4. The image display device according to claim 1, wherein the first control image and the second control image are different from each other.
An image display device characterized by being an observer image extracted by the image extraction device according to (1).
【請求項5】 前記画像表示手段が前記第一の画像と前
記第二の画像を時分割に交互に表示可能であり、前記バ
ックライト出力手段が前記第一の画像と前記第二の画像
の切替タイミングに同期して、前記第一の制御画像と前
記第二の制御画像を時分割に交互に表示可能な請求項4
に記載の画像表示装置。
5. The image display means can alternately display the first image and the second image in a time-division manner, and the backlight output means displays the first image and the second image. 5. The first control image and the second control image can be displayed alternately in a time-sharing manner in synchronization with a switching timing.
An image display device according to claim 1.
【請求項6】 前記第一の画像と前記第二の画像を夫々
独立して表示する一組の前記画像表示手段と、前記第一
の制御画像と前記第二の制御画像を夫々独立して表示す
る一組の前記バックライト出力手段と、前記第一の制御
画像と前記第二の制御画像を用いて、前記第一の画像と
前記第二の画像に、夫々観察者の左または右の目のどち
らか一方へ向かう排他的な指向性を与える、夫々独立し
た一組の指向性付与手段とにより構成される、2系列の
独立した光学系と、該2系列の独立した光学系を合成す
る合成手段を有することを特徴とする請求項4に記載の
画像表示装置。
6. A set of said image display means for independently displaying said first image and said second image, and independently displaying said first control image and said second control image, respectively. A set of the backlight output means to be displayed, using the first control image and the second control image, the first image and the second image, respectively, left or right of the observer Combining two independent optical systems and two independent optical systems each comprising an independent set of directivity providing means for providing exclusive directivity toward one of the eyes 5. The image display device according to claim 4, further comprising a synthesizing unit.
【請求項7】 前記バックライト出力手段が前記第一の
制御画像と前記第二の制御画像を互いに直交した第一の
偏光と第二の偏光によって出力するものであり、前記画
像表示手段が前記第一の画像を表示する第一の領域と第
二の画像を表示する第二の領域を一枚の表示面内に均一
に配置する表示面を有するものであり、該第一の領域は
該第一の偏光によるバックライト光を透過し且つ該第二
の偏光によるバックライト光を実質的に遮断し、該第二
の領域は該第一の偏光によるバックライト光を実質的に
遮断し且つ該第二の偏光によるバックライト光を透過す
るように構成されたことを特徴とする請求項4に記載の
画像表示装置。
7. The backlight output means outputs the first control image and the second control image by first and second polarizations orthogonal to each other, and the image display means includes The first area for displaying the first image and the second area for displaying the second image have a display surface uniformly arranged in one display surface, the first area is the first area Transmitting the backlight light of the first polarization and substantially blocking the backlight light of the second polarization, the second region substantially blocking the backlight light of the first polarization; The image display device according to claim 4, wherein the image display device is configured to transmit a backlight light of the second polarization.
【請求項8】 第一の画像と第二の画像を表示する画像
表示手段と、該画像表示手段の前方に配設され、夫々少
なくとも一つの像よりなる該第一の画像の透過あるいは
遮断を制御する第一の制御画像と、該第二の画像の透過
あるいは遮断を制御する第二の制御画像を表示する透過
領域選択手段と、該第一の制御画像と該第二の制御画像
を用いて、該第一の画像と該第二の画像に、夫々観察者
の左または右の目のどちらか一方へ向かう排他的な指向
性を与える指向性付与手段を備える画像表示装置におい
て、該第一の制御画像と該第二の制御画像が、請求項1
ないし3に記載の前記画像抽出装置により抽出された観
察者像であることを特徴とする画像表示装置。
8. An image display means for displaying a first image and a second image; and an image display means disposed in front of the image display means for transmitting or blocking the first image comprising at least one image. A first control image to be controlled, a transmission area selecting means for displaying a second control image for controlling transmission or blocking of the second image, and the first control image and the second control image. The image display apparatus further comprising: a directivity providing unit configured to provide the first image and the second image with exclusive directivity toward one of the left and right eyes of the observer. The one control image and the second control image, wherein:
4. An image display device, which is an observer image extracted by the image extraction device according to any one of claims 1 to 3.
【請求項9】 前記画像表示手段が前記第一の画像と前
記第二の画像を時分割に交互に表示可能であり、前記透
過領域選択手段が前記第一の画像と前記第二の画像の切
替タイミングに同期して、前記第一の制御画像と第二の
制御画像を時分割に交互に表示可能な請求項8に記載の
画像表示装置。
9. The image display means can alternately display the first image and the second image in a time-division manner, and the transparent area selecting means can display the first image and the second image on the first image and the second image. 9. The image display device according to claim 8, wherein the first control image and the second control image can be alternately displayed in a time-sharing manner in synchronization with a switching timing.
【請求項10】 前記第一の画像と前記第二の画像を夫
々独立して表示する一組の前記画像表示手段と、前記第
一の制御画像と前記第二の制御画像を夫々独立して表示
する一組の透過領域選択手段と、前記第一の制御画像と
前記第二の制御画像を用いて前記第一の画像と第二の画
像に夫々観察者の左または右の目のどちらか一方へ向か
う排他的な指向性を与える、夫々独立した一組の、ある
いは一つの指向性付与手段とにより構成される、2系列
の光学系と、該2系列の光学系を合成する合成手段を有
することを特徴とする請求項8に記載の画像表示装置。
10. A set of said image display means for independently displaying said first image and said second image, and independently displaying said first control image and said second control image, respectively. A set of transmissive region selecting means to be displayed, the first control image and the second control image using the first image and the second image to the observer's left or right eye, respectively. A two-system optical system constituted by a set of independent or one directivity-providing means for giving exclusive directivity toward one side, and a synthesizing means for synthesizing the two systems of optical systems. The image display device according to claim 8, comprising:
【請求項11】 前記画像表示手段が前記第一の画像を
第一の偏光として表示し、前記第二の画像を前記第一の
偏光と直交する第二の偏光として表示するものであり、
前記透過領域選択手段は前記第一の制御画像が該第一の
偏光を透過し且つ該第二の偏光を実質的に遮断し、前記
第二の制御画像が該第一の偏光を実質的に遮断し且つ該
第二の偏光を透過するものであり、かつ前記第一の制御
画像と前記第二の制御画像が一枚の表示面内に均一に配
置される表示面を有することを特徴とする請求項8に記
載の画像表示装置。
11. The image display means displays the first image as a first polarized light, and displays the second image as a second polarized light orthogonal to the first polarized light,
The transmission region selecting means is configured such that the first control image transmits the first polarized light and substantially blocks the second polarized light, and the second control image substantially blocks the first polarized light. The first control image and the second control image are cut off and transmit the second polarized light, and have a display surface uniformly arranged on one display surface. The image display device according to claim 8, wherein:
【請求項12】 前記画像抽出装置により抽出された観
察者像から観察者の半面像を作成する、半面像化手段を
有することを特徴とする請求項4ないし11に記載の画
像表示装置。
12. The image display device according to claim 4, further comprising a half-plane image forming means for forming a half-plane image of the observer from the observer image extracted by the image extraction device.
【請求項13】 前記半面像化手段が、前記観察者像の
輪郭が水平方向の線と交わる2点の中央位置を該観察者
像の略中央位置として同定し、該2点と該中央位置から
該観察者像の左右半面像を得ることを特徴とする請求項
12に記載の画像表示装置。
13. The half-plane imaging means identifies a center position of two points where a contour of the observer image intersects a horizontal line as a substantially center position of the observer image, and identifies the two points and the center position. 13. The image display device according to claim 12, wherein a left and right half-plane image of the observer image is obtained from.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006090900A (en) * 2004-09-24 2006-04-06 Fuji Photo Film Co Ltd Light emitting body detector, light emitting body detection method, and program
US7190402B2 (en) 2001-05-09 2007-03-13 Fanuc Ltd Visual sensor for capturing images with different exposure periods
CN1328700C (en) * 2002-09-20 2007-07-25 日本电信电话株式会社 Intelligent traffic system
JP2010063033A (en) * 2008-09-05 2010-03-18 Fujitsu Ltd Apparatus and method for extracting object, and object extraction program
US8169496B2 (en) 2007-03-29 2012-05-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Image processing system and image acquisition method
US20140333717A1 (en) * 2013-05-10 2014-11-13 Hyundai Motor Company Apparatus and method for image processing of vehicle

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7190402B2 (en) 2001-05-09 2007-03-13 Fanuc Ltd Visual sensor for capturing images with different exposure periods
CN1328700C (en) * 2002-09-20 2007-07-25 日本电信电话株式会社 Intelligent traffic system
US7359547B2 (en) 2002-09-20 2008-04-15 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Pseudo three dimensional image generating apparatus
JP2006090900A (en) * 2004-09-24 2006-04-06 Fuji Photo Film Co Ltd Light emitting body detector, light emitting body detection method, and program
US8169496B2 (en) 2007-03-29 2012-05-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Image processing system and image acquisition method
US8723980B2 (en) 2007-03-29 2014-05-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Image processing system and image acquisition method
JP2010063033A (en) * 2008-09-05 2010-03-18 Fujitsu Ltd Apparatus and method for extracting object, and object extraction program
US20140333717A1 (en) * 2013-05-10 2014-11-13 Hyundai Motor Company Apparatus and method for image processing of vehicle
KR101490909B1 (en) * 2013-05-10 2015-02-06 현대자동차 주식회사 Apparatus and method for image processing of vehicle

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