JPH1185095A - Image display device - Google Patents

Image display device

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Publication number
JPH1185095A
JPH1185095A JP24011797A JP24011797A JPH1185095A JP H1185095 A JPH1185095 A JP H1185095A JP 24011797 A JP24011797 A JP 24011797A JP 24011797 A JP24011797 A JP 24011797A JP H1185095 A JPH1185095 A JP H1185095A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
display
image
shutter array
observer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP24011797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Iwata
敏 岩田
Takahiro Matsuda
高弘 松田
Masahito Nakajima
雅人 中島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP24011797A priority Critical patent/JPH1185095A/en
Publication of JPH1185095A publication Critical patent/JPH1185095A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate the need for matching images, etc., and to enable the opening and closing control of a shutter array at a high speed by specifying the lens position of a photodetecting means. SOLUTION: This image display device has a display 1, the shutter array 2 having apertures and light shielding parts capable of separating the light from respective pixels in arbitrary directions and the photodetecting means 5 for detecting an observer 4 by the reflected light from the observer 4 and controls the opening positions and opening width of the apertures of the shutter array 2 by a detection signal. The lens position of the photodetecting means 5 is disposed in parallel with the shutter array regulated by the equation. In the equation, Ds denotes the max. moving quantity of the imaging position of the photodetecting means 5, (b) denotes the distance from the sensor surface of the photodetecting means 5 to the main plane of the lens, L denotes the observation distance from the observer 4 to the display surface of the display 1, 1 denotes the distance from the display surface of the display 1 to the shutter array 2. ΔL denotes the distance from the main plane of the lens to the display surface of the display 1 and PA denotes the movable distance of the shutter array 2.

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、高速で観察位置に
応じた画像が観察者に投影される画像表示装置に関す
る。パーソナルコンピュータの表示内容によっては、人
間の位置に応じて表示内容を異なるものにする必要があ
る。例えば、秘密表示(本人以外には見えない)、多人
数マルチ表示(一面の表示画面にのみで、複数人数がそ
れぞれ別の画面を観察する)、運動視差画像(見る方向
に応じて画面が切り替わる)、立体表示(見る眼の位置
に応じて視差画像を投影する)などがある。これらを同
時に実現することができる画像表示装置の開発が要望さ
れている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display apparatus for projecting an image corresponding to an observation position at a high speed to an observer. Depending on the display content of the personal computer, the display content needs to be different depending on the position of the person. For example, confidential display (invisible to anyone other than the person), multi-person multi-display (only one display screen, a plurality of persons observe different screens, respectively), motion parallax images (screen switches according to the viewing direction) ), Stereoscopic display (projecting a parallax image according to the position of the viewing eye), and the like. There is a demand for the development of an image display device capable of realizing these simultaneously.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の画像表示装置としては、例えば図
46に示すようなものがある。図46において、101
は画像を表示する表示器であり、表示器101は液晶表
示パネルよりなる。102はシャッタアレイであり、シ
ャッタアレイ102は液晶スリットシャッタよりなり、
表示器101の画素からの光を遮光する遮光部および表
示器101の画素からの光を透過する開口部を有する。
表示器101とシャッタアレイ102は所定の間隔をお
いて配置されている。
2. Description of the Related Art As a conventional image display device, for example, there is one as shown in FIG. In FIG. 46, 101
Denotes a display for displaying an image, and the display 101 comprises a liquid crystal display panel. Reference numeral 102 denotes a shutter array, and the shutter array 102 includes a liquid crystal slit shutter.
A light-blocking portion that blocks light from the pixels of the display 101 and an opening that transmits light from the pixels of the display 101 are provided.
The display 101 and the shutter array 102 are arranged at a predetermined interval.

【0003】光源103から反射された光は、観察者1
04で反射し、反射光は2次元の光センサ105に入射
する。光センサ105は観察者104の顔を検出する。
光センサ105で検出された画像は、例えば図47に示
すように観察者104の顔画像としてマッチング回路1
06に出力される。107は画像辞書であり、画像辞書
107内には、例えば図48に示すような人間の眼が登
録されている。マッチング回路106は、光センサ10
5からの顔の画像と画像辞書107内に登録されている
人間の眼の画像とを図49に示すようにマッチングす
る。顔の画像の眼の部分と眼の画像が一致するときは、
位置検出回路108で観察者104の位置を検出し、検
出した位置信号に基づいて制御信号生成回路109でシ
ャッタアレイ102の開閉を制御する制御信号を生成す
る。制御信号生成回路109は生成した制御信号をシャ
ッタアレイ102に送出し、シャッタアレイ102を制
御する。
[0003] The light reflected from the light source 103 is
The light reflected at 04 is incident on the two-dimensional optical sensor 105. The optical sensor 105 detects the face of the observer 104.
The image detected by the optical sensor 105 is used as a face image of the observer 104 as shown in FIG.
06 is output. Reference numeral 107 denotes an image dictionary. In the image dictionary 107, for example, human eyes as shown in FIG. 48 are registered. The matching circuit 106 includes the optical sensor 10
5 is matched with the image of the human eye registered in the image dictionary 107 as shown in FIG. If the eye part of the face image matches the eye image,
A position detection circuit 108 detects the position of the observer 104, and a control signal generation circuit 109 generates a control signal for controlling the opening and closing of the shutter array 102 based on the detected position signal. The control signal generation circuit 109 sends the generated control signal to the shutter array 102 and controls the shutter array 102.

【0004】図50は図46の動作を説明するフローチ
ャートである。図50において、まず、ステップS10
1で光センサ105で検出した観察者104の顔の画像
を入力する。入力する画像としては、例えば図47に示
すような顔の画像を入力する。入力した画像は、ステッ
プS102でメモリ上に展開される。
FIG. 50 is a flow chart for explaining the operation of FIG. In FIG. 50, first, at step S10
In step 1, an image of the face of the observer 104 detected by the optical sensor 105 is input. As the input image, for example, a face image as shown in FIG. 47 is input. The input image is developed on the memory in step S102.

【0005】次に、ステップS103で画像辞書107
から画像辞書107内に登録されている人間の眼の画像
を選択し、選択した人間の眼の画像と光センサ105か
らの観察者104の顔の画像を図49に示すようにマッ
チングする。マッチングした結果が一致したときは、観
察者104が予め決められた人間であると判断して、観
察者104の位置を位置検出回路108により検出す
る。
Next, in step S103, the image dictionary 107
, An image of the human eye registered in the image dictionary 107 is selected, and the selected image of the human eye and the image of the face of the observer 104 from the optical sensor 105 are matched as shown in FIG. When the matching result matches, the observer 104 is determined to be a predetermined person, and the position of the observer 104 is detected by the position detection circuit 108.

【0006】次に、ステップS105で位置検出回路1
08からの位置検出信号に基づいて制御信号生成回路1
09によりシャッタアレイ102の開閉を制御する制御
信号を生成する。そして、ステップS106で生成した
制御信号をシャッタアレイ102に送出し、シャッタア
レイ102を開閉制御する。こうして、観察位置に応じ
た画像が観察者104に投影される。
Next, in step S105, the position detection circuit 1
Control signal generation circuit 1 based on the position detection signal
In step 09, a control signal for controlling the opening and closing of the shutter array 102 is generated. Then, the control signal generated in step S106 is sent to the shutter array 102, and the shutter array 102 is opened and closed. Thus, an image corresponding to the observation position is projected to the observer 104.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
画像表示装置にあっては、シャッタアレイの開閉を制御
するための画像のマッチングなどが必要であるため、実
時間(テレビレート以内)で顔の位置を検出することが
困難であり、シャッタアレイの開閉制御に時間がかかっ
ていた。
However, in the conventional image display device, it is necessary to match images for controlling the opening and closing of the shutter array. It was difficult to detect the position, and it took time to control the opening and closing of the shutter array.

【0008】本発明は、このような従来の問題に鑑みて
なされたものであって、シャッタアレイの制御を行うた
めの画像のマッチングなどを不要とし、高速でシャッタ
アレイの開閉制御を行うことができる画像表示装置を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and does not require matching of images for controlling the shutter array, and can control opening and closing of the shutter array at high speed. It is an object of the present invention to provide an image display device capable of performing the above.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、図1に示すように構成する。請求項1の
発明は、各画素を水平方向に配置した表示器1と、各画
素からの光を任意の方向に分離できる開口部と遮光部を
有するシャッタアレイ2と、観察者4からの反射光によ
り観察者4を検出する光検出手段5とを備え、検出信号
により前記シャッタアレイ2の開口部の開口位置および
開口幅を制御する画像表示装置において、前記観察者4
から前記表示器1の表示面までの観察距離をL、前記光
検出手段5のセンサ面からレンズ主平面までの距離を
b、前記レンズ主平面と前記表示器1の表示面までの距
離をΔL、前記表示器1の表示面から前記シャッタアレ
イ2までの距離をl、前記シャッタアレイ2の移動可能
距離をPA、前記光検出手段5の結像位置の最大移動量
をDsとしたとき、
In order to achieve this object, the present invention is configured as shown in FIG. According to the first aspect of the present invention, a display device 1 in which each pixel is arranged in a horizontal direction, a shutter array 2 having an opening and a light-shielding portion capable of separating light from each pixel in an arbitrary direction, and reflection from an observer 4 A light detecting means 5 for detecting the observer 4 by light, and controlling an opening position and an opening width of the opening of the shutter array 2 by a detection signal;
, The observation distance from the sensor surface of the light detecting means 5 to the lens main plane is b, and the distance between the lens main plane and the display surface of the display 1 is ΔL. When the distance from the display surface of the display 1 to the shutter array 2 is l, the movable distance of the shutter array 2 is PA, and the maximum moving amount of the imaging position of the light detecting means 5 is Ds,

【0010】[0010]

【数2】 (Equation 2)

【0011】で規定されるように、前記光検出手段5の
レンズ位置を前記シャッタアレイと平行に設ける。請求
項2の発明は、前記光検出手段5により検出した検出信
号により常に同じ開口幅を選択して開口幅を補正する開
口幅補正手段を設けた。請求項3の発明は、前記光検出
手段5として、M×Nの画素により構成されるエリアセ
ンサを用いて、エリアセンサの垂直方向の一部または全
部のラインを加算して得られる信号を前記観察者を検出
する検出信号として使用するか、またはエリアセンサの
水平方向の一部のラインを選択して得られた信号を前記
観察者4を検出する検出信号として使用する。
As defined in the above, the lens position of the light detecting means 5 is provided in parallel with the shutter array. The invention according to claim 2 is provided with an opening width correcting means for always selecting the same opening width based on the detection signal detected by the light detecting means 5 and correcting the opening width. According to a third aspect of the present invention, a signal obtained by adding a part or all of lines in the vertical direction of the area sensor by using an area sensor composed of M × N pixels as the light detecting means 5 is used. It is used as a detection signal for detecting the observer, or a signal obtained by selecting a part of the horizontal line of the area sensor is used as a detection signal for detecting the observer 4.

【0012】請求項4の発明は、前記観察者4の観察位
置の遠近方向に観察領域が移動したときは、前記光検出
手段5で検出した検出信号から観察者4の顔幅を計測す
る顔幅計測手段を設けて、計測した顔幅に比例して前記
開口幅を制御する。請求項5の発明は、前記表示器1の
左右両端より外側に配置される一対の光源と、該光源の
点滅を制御する光源制御手段と、画素毎に左視差画像と
右視差画像を作成する映像作成手段と、該映像作成手段
からの表示位置信号と前記光源制御手段からの光源位置
信号により前記光検出手段5で検出した顔半面毎に前記
表示器1で表示する左右視差画像の配列と前記シャッタ
アレイ2の開口部の配列を対応させる左右視差像対応手
段と、を備える。
According to a fourth aspect of the present invention, a face for measuring the face width of the observer 4 from the detection signal detected by the light detecting means 5 when the observation area moves in the perspective direction of the observation position of the observer 4. A width measuring means is provided to control the opening width in proportion to the measured face width. According to a fifth aspect of the present invention, a pair of light sources disposed outside the left and right ends of the display device 1, light source control means for controlling blinking of the light sources, and a left parallax image and a right parallax image are created for each pixel. An image creating means, and an array of left and right parallax images to be displayed on the display 1 for each half face detected by the light detecting means 5 based on a display position signal from the image creating means and a light source position signal from the light source controlling means; Right and left parallax image correspondence means for matching the arrangement of the openings of the shutter array 2.

【0013】請求項6の発明は、前記表示器1の左右両
端より外側に配置され異なる波長の光を発光する一対の
光源と、前記光検出手段5として用いられ、前記一方の
波長の光のみを透過し他方の波長の光を透過させないフ
ィルタをそれぞれ装着した一対のCCDラインセンサ
と、画素毎に左視差画像と右視差画像を作成する映像作
成手段と、該映像作成手段からの表示位置信号により前
記一対のCCDラインセンサで検出した顔半面毎に前記
表示器1で表示する左右視差画像の配列と前記シャッタ
アレイ2の開口部の配置を対応させる左右視差像対応手
段と、を備える。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a pair of light sources which are disposed outside the left and right ends of the display device and emit light of different wavelengths, and are used as the light detecting means 5, and only the light of the one wavelength is used. A pair of CCD line sensors each equipped with a filter that transmits light and does not transmit light of the other wavelength, a video creating unit that creates a left parallax image and a right parallax image for each pixel, and a display position signal from the video creating unit A pair of left and right parallax images displayed on the display 1 for each half face detected by the pair of CCD line sensors and a pair of left and right parallax images corresponding to the arrangement of the openings of the shutter array 2.

【0014】請求項7の発明は、前記シャッタアレイ2
の後部に配置される光源と、前記シャッタアレイ2を高
速で駆動し、前記観察者4の顔からの反射光を検出した
とき映像信号を出力させる反射光検出手段と、を備え
る。このような構成を備えた本発明によれば、光検出手
段5としての光センサの結像位置の移動量とラインシャ
ッタ2の移動可能距離が所定の式で規定されるように光
センサのレンズ位置をシャッタアレイ2と平行に配置し
たので、シャッタアレイ2の制御を行うための画像のマ
ッチングなどが不要となり、高速でシャッタアレイ2の
開口位置および開口幅を制御することができ、高速で観
察者4の観察位置に応じた画像を観察者4に投影するこ
とができる。
According to a seventh aspect of the present invention, the shutter array 2
And a reflected light detecting means for driving the shutter array 2 at high speed and outputting a video signal when detecting reflected light from the face of the observer 4. According to the present invention having such a configuration, the lens of the optical sensor as the light detecting means 5 is configured such that the amount of movement of the imaging position of the optical sensor and the movable distance of the line shutter 2 are defined by a predetermined formula. Since the position is arranged in parallel with the shutter array 2, image matching or the like for controlling the shutter array 2 becomes unnecessary, the opening position and the opening width of the shutter array 2 can be controlled at high speed, and observation can be performed at high speed. An image corresponding to the observation position of the observer 4 can be projected to the observer 4.

【0015】また、観察者4の顔を検出する検出信号の
うち任意の1つを決定して常に同じ幅の信号を選択する
ので、同一の観察者4のみに画像を投影することができ
る。また、光センサとしてエリアセンサを用い、垂直方
向の一部または全部のラインを加算して検出信号とする
ので、画像ノイズを低減することができる。また、光セ
ンサとしてエリアセンサを用い、水平方向の一部のライ
ンを選択して検出信号とするため、高さ方向の調整が可
能である。
Since any one of the detection signals for detecting the face of the observer 4 is determined and a signal having the same width is always selected, an image can be projected only to the same observer 4. Further, since an area sensor is used as the optical sensor and a part or all of the lines in the vertical direction are added to generate a detection signal, image noise can be reduced. Further, since an area sensor is used as the optical sensor and a part of the horizontal line is selected and used as a detection signal, the height direction can be adjusted.

【0016】また、観察者4の顔幅を計測し顔幅に比例
して開口幅を制御するので、奥行き方向に観察位置を制
御することができる。また、表示器1の左右両端より外
側に一対の光源を配置して顔の半面を検出して左右視差
像の対応をとるので、立体画像の表示が可能となる。ま
た、2つの異なる波長の光を発光する一対の光源を用
い、2つの異なるフィルタを使用した一対の光センサを
用いて左右顔半面を検出するので、立体画像表示が可能
である。
Since the face width of the observer 4 is measured and the opening width is controlled in proportion to the face width, the observation position can be controlled in the depth direction. Further, since a pair of light sources are arranged outside the left and right ends of the display 1 to detect a half surface of the face and correspond to the left and right parallax images, a stereoscopic image can be displayed. In addition, since a pair of light sources that emit light of two different wavelengths is used and a pair of optical sensors using two different filters is used to detect the left and right half faces, a stereoscopic image display is possible.

【0017】さらに、光源をシャッタアレイ2の後部に
配置して、シャッタアレイ2を駆動し、顔からの反射光
を検出したとき、映像出力するので、所望の場所に画像
を投影することができる。
Further, since a light source is arranged at the rear of the shutter array 2 and the shutter array 2 is driven to detect the reflected light from the face and output an image, an image can be projected at a desired place. .

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】図2は本発明の第1の実施形態を
示す全体構成図である。図2において、1は表示器であ
り、表示器1は液晶表示パネルよりなる。この表示器1
は複数の画素により構成されている。2はシャッタアレ
イであり、シャッタアレイ2は液晶スリットシャッタよ
りなる。このシャッタアレイ2には複数の開口部および
遮光部が交互に形成されている。表示器1とシャッタア
レイ2は所定の間隔をおいて配置されている。3は光源
であり、光源3からは観察者4に対して光が投射され
る。5は光検出手段としての光センサであり、光センサ
5には光源3からの光が観察者4で反射され、反射され
た反射光が入射する。光センサ5は観察者4の顔を検出
し、検出信号として変換回路6に出力する。
FIG. 2 is an overall configuration diagram showing a first embodiment of the present invention. In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a display, and the display 1 comprises a liquid crystal display panel. This display 1
Is composed of a plurality of pixels. Reference numeral 2 denotes a shutter array, and the shutter array 2 includes a liquid crystal slit shutter. In the shutter array 2, a plurality of openings and light-shielding portions are formed alternately. The display 1 and the shutter array 2 are arranged at a predetermined interval. Reference numeral 3 denotes a light source from which light is projected to an observer 4. Reference numeral 5 denotes an optical sensor as light detecting means. Light from the light source 3 is reflected by the observer 4 on the optical sensor 5, and the reflected light enters. The optical sensor 5 detects the face of the observer 4 and outputs it to the conversion circuit 6 as a detection signal.

【0019】変換回路6は、初期化回路、2値化回路、
開口幅補正回路、周期化回路、離散値補正回路、ゲイン
補正回路、シャッタ制御信号生成回路などにより構成さ
れ、光センサ5からの観察者4の顔の検出信号を2値化
し、開口幅の補正を行い、周期化してシャッタ幅に展開
し、シャッタ制御信号としてシャッタアレイ2に出力す
る。シャッタアレイ2は、シャッタ制御信号により開口
部の開口位置および開口幅が制御される。
The conversion circuit 6 includes an initialization circuit, a binarization circuit,
It is composed of an aperture width correction circuit, a periodic circuit, a discrete value correction circuit, a gain correction circuit, a shutter control signal generation circuit, etc., and binarizes the detection signal of the face of the observer 4 from the optical sensor 5 to correct the aperture width. Is performed, and is periodically expanded to a shutter width, and is output to the shutter array 2 as a shutter control signal. In the shutter array 2, the opening position and the opening width of the opening are controlled by a shutter control signal.

【0020】また、光センサ5のレンズ位置は、後述す
る所定の式で規定されるようにシャッタアレイ2と平行
に設置される。すなわち、光センサ5の結像位置の移動
量とシャッタアレイ2の移動可能距離との相似関係は、
光センサ面からレンズ主平面までの距離、表示器1の表
示面から観察者4までの距離、レンズ主平面と表示器1
の表示面までの距離、表示器1の表示面からシャッタア
レイ2までの距離から決定され、この相似関係で規定さ
れるように光センサ5のレンズ位置はシャッタアレイ2
と平行に設定される。
The lens position of the optical sensor 5 is set in parallel with the shutter array 2 as defined by a predetermined formula described later. That is, the similarity relationship between the moving amount of the imaging position of the optical sensor 5 and the movable distance of the shutter array 2 is as follows.
The distance from the optical sensor surface to the lens main plane, the distance from the display surface of the display 1 to the observer 4, the lens main plane and the display 1
, And the distance from the display surface of the display 1 to the shutter array 2, and the lens position of the optical sensor 5 is determined by the similar relationship.
Is set in parallel with

【0021】7は表示回路であり、表示回路7は変換回
路6からシャッタアレイ2にシャッタ制御信号を出力す
るタイミングに同期して観察者4の観察領域8にあった
表示画像を映像作成回路(図外)で作成する映像信号を
表示器1に出力する。こうして、高速に観察者4の観察
領域8に応じた画像が観察者8に投影されることにな
る。なお、9は非観察領域を示す。
Reference numeral 7 denotes a display circuit. The display circuit 7 converts a display image in the observation area 8 of the observer 4 into an image forming circuit (in synchronization with the timing at which a shutter control signal is output from the conversion circuit 6 to the shutter array 2). The video signal created in (not shown) is output to the display 1. Thus, an image corresponding to the observation area 8 of the observer 4 is projected onto the observer 8 at high speed. Reference numeral 9 denotes a non-observation area.

【0022】光検出手段としての光センサ5は、図3に
示すように、CCDラインセンサ5Aとシリンドリカル
レンズ5Bにより構成される。結像用のレンズとしては
シンドリカルレンズ5Bを用い、シリンドリカルレンズ
5はシャッタアレイ2と平行に配置され、水平方向の断
面は楕円形に形成され、楕円形の上面および下面は平面
に形成されている。このシリンドリカルレンズ5Bは垂
直方向にフラットに形成されている。このようなシリン
ドリカルレンズ5Bを用いることで高さ方向の位置ずれ
を解消することができる。
As shown in FIG. 3, the optical sensor 5 as a light detecting means includes a CCD line sensor 5A and a cylindrical lens 5B. A cylindrical lens 5B is used as an imaging lens, and the cylindrical lens 5 is arranged in parallel with the shutter array 2, the cross section in the horizontal direction is formed in an elliptical shape, and the upper and lower surfaces of the elliptical shape are formed in a plane. I have. This cylindrical lens 5B is formed flat in the vertical direction. By using such a cylindrical lens 5B, it is possible to eliminate the displacement in the height direction.

【0023】図4はシャッタアレイ2による投影方向の
制御を説明する説明図である。図4において、1は表示
器であり、表示器1は複数の画素1,2,3により構成
される。各画素1,2,3ごとにR,G,Bが混色さ
れ、表示器1はカラー画像を表示する。Cwは各画素
1,2,3の発光幅を示し、各画素1,2,3の画素ピ
ッチより小さい。表示器1の前面には所定の距離lをお
いてシャッタアレイ2が設置される。シャッタアレイ2
は各画素1,2,3からの光を遮光する遮光部2Aと各
画素1,2,3からの光を透過する開口部2Bを有す
る。Btはシャッタアレイ2の開口部2Bの開口幅を示
す。この開口幅Btは、表示器1の表示面から観察者4
までの距離をL、表示器1の表示面からシャッタアレイ
2までの距離をl、各画素1,2,3の発光幅をCwと
すると、
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the control of the projection direction by the shutter array 2. In FIG. 4, reference numeral 1 denotes a display, and the display 1 includes a plurality of pixels 1, 2, and 3. The R, G, and B colors are mixed for each of the pixels 1, 2, and 3, and the display 1 displays a color image. Cw indicates the light emission width of each of the pixels 1, 2, and 3, and is smaller than the pixel pitch of each of the pixels 1, 2, and 3. On a front surface of the display 1, a shutter array 2 is installed at a predetermined distance l. Shutter array 2
Has a light-shielding portion 2A that shields light from each of the pixels 1, 2, and 3, and an opening 2B that transmits light from each of the pixels 1, 2, and 3. Bt indicates the opening width of the opening 2B of the shutter array 2. This opening width Bt is determined from the display surface of the display 1
Is L, the distance from the display surface of the display 1 to the shutter array 2 is l, and the light emission width of each of the pixels 1, 2, 3 is Cw.

【0024】[0024]

【数3】 (Equation 3)

【0025】により決定される。観察者4には画素1に
よる画像が開口部2Bを介して観察され、観察者4には
画素2による画像が開口部2Bを介して観察され、観察
者4には画素3による画像が開口部2Bを介して観察さ
れる。図5はシャッタアレイ2の駆動による投影方向の
移動を説明する説明図である。
Is determined by An image by the pixel 1 is observed by the observer 4 through the opening 2B, an image by the pixel 2 is observed by the observer 4 through the opening 2B, and an image by the pixel 3 is observed by the observer 4 on the opening. Observed via 2B. FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the movement in the projection direction by driving the shutter array 2.

【0026】図5に示すように、表示器1に対して、平
行に設置されたシャッタアレイ2を矢印dで示すよう
に、右方向に移動させると、観察者4の観察領域が矢印
eで示すように、シャッタアレイ2の移動距離に比例し
て移動する。シャッタアレイ2の開口部2Bの移動量を
gとすると、観察領域の移動量はhで示される。図6は
観察領域を示す図、図7は図6の部分拡大図であり、表
示器1とシャッタアレイ2の位置を示す。
As shown in FIG. 5, when the shutter array 2 installed in parallel with the display 1 is moved rightward as shown by an arrow d, the observation area of the observer 4 is indicated by an arrow e. As shown, the shutter array 2 moves in proportion to the moving distance. Assuming that the amount of movement of the opening 2B of the shutter array 2 is g, the amount of movement of the observation region is indicated by h. FIG. 6 is a view showing an observation region, and FIG. 7 is a partially enlarged view of FIG. 6, showing the positions of the display 1 and the shutter array 2.

【0027】図6において、1は表示器、2はシャッタ
アレイであり、表示器1からシャッタアレイ2までの距
離は2mm、表示器1から観察者4までの観察距離は5
00mmである。この観察距離における観察領域は8で
示される。このときの表示器1の画素1,2,3からの
光は、図7に示すように、シャッタアレイ2の開口部2
Bを透過して観察者4に投影される。
In FIG. 6, 1 is a display, 2 is a shutter array, the distance from the display 1 to the shutter array 2 is 2 mm, and the observation distance from the display 1 to the observer 4 is 5 mm.
00 mm. The observation area at this observation distance is indicated by 8. At this time, the light from the pixels 1, 2, and 3 of the display 1 is transmitted to the aperture 2 of the shutter array 2 as shown in FIG.
The light is transmitted through B and projected to the observer 4.

【0028】ここで、図9に示すようにシャッタアレイ
2が表示器1に対して矢印dで示すように横方向(図9
では上方)に移動すると、図8に示すようにシャッタア
レイ2の平行移動距離に比例して観察領域8が移動す
る。すなわち、観察領域8の移動量はhで示される。図
10はシャッタアレイ2の移動の説明図である。
Here, as shown in FIG. 9, the shutter array 2 moves in the horizontal direction (see FIG.
(Upward), the observation area 8 moves in proportion to the parallel movement distance of the shutter array 2 as shown in FIG. That is, the movement amount of the observation region 8 is indicated by h. FIG. 10 is an explanatory diagram of the movement of the shutter array 2.

【0029】図10において、1は表示器であり、表示
器1の各画素の画素ピッチはPで示され、各画素の発光
幅はCwで示される。lは表示器1の表示面からシャッ
タアレイ2までの距離を示す。PAはシャッタアレイ2
の移動可能距離であるシャッタピッチを示し、シャッタ
ピッチPAは遮光部2Aと開口部2Bの幅である。Lは
表示器1の表示面から観察者4までの距離を示し、Xは
観察者4の移動量を示す。表示器1から観察距離Lで観
察を行う場合、観察可能な視域幅Sは、次式で示され
る。
In FIG. 10, reference numeral 1 denotes a display. The pixel pitch of each pixel of the display 1 is indicated by P, and the light emission width of each pixel is indicated by Cw. 1 indicates the distance from the display surface of the display 1 to the shutter array 2. PA is shutter array 2
The shutter pitch PA is the width of the light shielding portion 2A and the opening 2B. L indicates the distance from the display surface of the display 1 to the observer 4, and X indicates the amount of movement of the observer 4. When the observation is performed at the observation distance L from the display device 1, the observable viewing zone width S is expressed by the following equation.

【0030】[0030]

【数4】 (Equation 4)

【0031】なお、シャッタピッチPAは次式で得られ
る。
The shutter pitch PA is obtained by the following equation.

【0032】[0032]

【数5】 (Equation 5)

【0033】また、観察者4の移動距離Xとシャッタア
レイ2の開口部2Bの移動距離xの関係は、次式とな
る。
The relationship between the moving distance X of the observer 4 and the moving distance x of the opening 2B of the shutter array 2 is as follows.

【0034】[0034]

【数6】 (Equation 6)

【0035】したがって、標準の観察距離Lを決めれ
ば、シャッタアレイ2の開口部2Bの移動量x{(l/
L)X}は観察者4の移動量Xと比例する関係になる。
また、開口幅Btは次式より得られる。
Therefore, if the standard observation distance L is determined, the moving amount x {(l / l) of the opening 2B of the shutter array 2 is determined.
L) X} has a relationship proportional to the moving amount X of the observer 4.
The opening width Bt is obtained from the following equation.

【0036】[0036]

【数7】 (Equation 7)

【0037】図11は光センサ5による観察者4の検出
を説明する説明図である。図11において、光源3から
の光は観察者4に投射され、観察者4で反射される。そ
の反射光はレンズ(シリンドリカルレンズ)5Bに入射
し、ラインセンサ(CCDラインセンサ)5A上に結像
する。こうして、ラインセンサ5Aは観察者4の顔を検
出する検出信号を出力する。
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the detection of the observer 4 by the optical sensor 5. In FIG. 11, light from a light source 3 is projected to an observer 4 and reflected by the observer 4. The reflected light enters a lens (cylindrical lens) 5B and forms an image on a line sensor (CCD line sensor) 5A. Thus, the line sensor 5A outputs a detection signal for detecting the face of the observer 4.

【0038】ΔLはレンズ主平面と図示しない表示器1
の表示面までの距離を示し、L+ΔLは観察者4からレ
ンズ主平面までの距離を示す。bはラインセンサ面から
レンズ主平面までの距離、Xは観察者4の移動量、uは
ラインセンサ5Aの結像位置の移動量を示す。観察者4
の移動量Xとラインセンサ5Aの結像位置の移動量uは
次式で示されるような比例関係となる。
.DELTA.L is the main plane of the lens and the display 1 (not shown).
L + ΔL indicates the distance from the observer 4 to the main lens plane. b indicates the distance from the line sensor surface to the lens main plane, X indicates the amount of movement of the observer 4, and u indicates the amount of movement of the imaging position of the line sensor 5A. Observer 4
Is proportional to the moving amount u of the imaging position of the line sensor 5A.

【0039】[0039]

【数8】 (Equation 8)

【0040】また、レンズ5Bの焦点距離fとbとの関
係は次式で示され、fを決めることによりbが得られ
る。
The relationship between the focal length f of the lens 5B and b is expressed by the following equation. By determining f, b can be obtained.

【0041】[0041]

【数9】 (Equation 9)

【0042】図12は光センサの結像位置の移動量とシ
ャッタアレイ2の開口部の移動距離との関係を説明する
説明図である。図12において、uはラインセンサ5A
の結像位置の移動量、bはラインセンサ面からレンズ主
平面までの距離、Lは表示器1の表示面から観察者4ま
での距離、ΔLはレンズ主平面から表示器1の表示面ま
での距離、lは表示器1の表示面からシャッタアレイ2
までの距離、Xは観察者4の移動量、xはシャッタアレ
イ2の開口部2Bの移動距離を、それぞれ示す。
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the amount of movement of the image forming position of the optical sensor and the moving distance of the opening of the shutter array 2. In FIG. 12, u is a line sensor 5A.
, B is the distance from the line sensor surface to the lens main plane, L is the distance from the display surface of the display 1 to the observer 4, and ΔL is the distance from the lens main plane to the display surface of the display 1. And l is the distance from the display surface of the display 1 to the shutter array 2
, X represents the amount of movement of the observer 4, and x represents the movement distance of the opening 2B of the shutter array 2.

【0043】したがって、L,ΔL,l,bを設定すれ
ば、次式によりラインセンサ2の結像位置の移動量uと
シャッタアレイ2の開口部2Bの移動距離との相似関係
が得られる。
Therefore, if L, ΔL, l, and b are set, a similar relationship between the moving amount u of the imaging position of the line sensor 2 and the moving distance of the opening 2B of the shutter array 2 can be obtained by the following equation.

【0044】[0044]

【数10】 (Equation 10)

【0045】ここで、開口部2Bの移動距離xの最大値
は、シャッタアレイ2のシャッタピッチPAであること
から、結像位置の移動量uの最大値をDsとすると、D
sとPAの関係は次式となる。
Since the maximum value of the moving distance x of the opening 2B is the shutter pitch PA of the shutter array 2, if the maximum value of the moving amount u of the image forming position is Ds, D
The relationship between s and PA is as follows.

【0046】[0046]

【数11】 [Equation 11]

【0047】上記式で規定されるように、光センサ5の
レンズ位置をシャッタアレイ2と平行に設置すれば、観
察者4の顔を検出する光センサ5の検出信号によりシャ
ッタアレイ2の開口部2Bの開口位置および開口幅Bt
を高速に制御することができる。図13は図2の制御ブ
ロック図である。
If the lens position of the optical sensor 5 is set in parallel with the shutter array 2 as defined by the above equation, the opening of the shutter array 2 is detected by the detection signal of the optical sensor 5 for detecting the face of the observer 4. 2B opening position and opening width Bt
Can be controlled at high speed. FIG. 13 is a control block diagram of FIG.

【0048】図13において、光センサ5からの検出信
号をシャッタ制御信号に変換する変換回路6は、初期化
回路10、顔入力回路11、2値化回路12、開口幅補
正回路13、周期化回路14、離散値補正回路15、ゲ
イン補正回路16およびシャッタ制御信号生成回路17
により構成される。初期化回路10は、レンズ焦点距離
を選択し、光センサ位置の初期化を行う。すなわち、レ
ンズ焦点距離f,ΔL,Lを設定して、ラインセンサ面
からレンズ主平面までの距離bを決める。顔入力回路1
1は観察者4の顔の検出位置を光センサ5から入力す
る。2値化回路12は顔入力回路11に入力した検出信
号を2値化する。開口幅補正回路(開口幅補正手段)1
3は、顔幅・開口幅変換データファイル18を参照し
て、
In FIG. 13, a conversion circuit 6 for converting a detection signal from the optical sensor 5 into a shutter control signal includes an initialization circuit 10, a face input circuit 11, a binarization circuit 12, an aperture width correction circuit 13, Circuit 14, discrete value correction circuit 15, gain correction circuit 16, and shutter control signal generation circuit 17
It consists of. The initialization circuit 10 selects a lens focal length and initializes the position of the optical sensor. That is, the lens focal length f, ΔL, and L are set, and the distance b from the line sensor surface to the lens main plane is determined. Face input circuit 1
1 inputs the detection position of the face of the observer 4 from the optical sensor 5. The binarization circuit 12 binarizes the detection signal input to the face input circuit 11. Aperture width correction circuit (aperture width correction means) 1
3 refers to the face width / opening width conversion data file 18 and

【0049】[0049]

【数12】 (Equation 12)

【0050】で設定される開口幅に合わせて入力信号幅
を補正する。開口幅補正回路13は、観察者4に顔を検
出する検出信号のうちの任意の1つを決定し、常に同じ
開口幅を選択することによって、同一の観察者4のみに
映像表示を行う。周期化回路14は、開口周期設定デー
タファイル19を参照して、補正した開口幅をシャッタ
アレイ2のシャッタ長に周期的に展開する。離散値補正
回路15は、開口幅Bt、画素ピッチPが離散値である
ことから離散化誤差を補正する。ゲイン補正回路16は
シャッタアレイ2の駆動信号として電圧調整を行う。シ
ャッタ制御信号生成回路17は、シャッタアレイ2の開
口部2Bの開口位置および開口幅を制御するシャッタ制
御信号を生成してシャッタアレイ2に出力する。映像作
成回路20からの映像信号を表示器1に出力する表示回
路4とシャッタ制御信号生成回路17の間の同期は、ク
ロック生成回路21で生成したクロックで行う。なお、
この同期は必ずしも必要としない。
The input signal width is corrected in accordance with the aperture width set in step (1). The aperture width correction circuit 13 determines an arbitrary one of the detection signals for detecting the face to the observer 4, and always selects the same aperture width to display an image only to the same observer 4. The periodic circuit 14 periodically expands the corrected aperture width to the shutter length of the shutter array 2 with reference to the aperture cycle setting data file 19. The discrete value correction circuit 15 corrects the discretization error because the aperture width Bt and the pixel pitch P are discrete values. The gain correction circuit 16 performs voltage adjustment as a drive signal for the shutter array 2. The shutter control signal generation circuit 17 generates a shutter control signal for controlling the opening position and the opening width of the opening 2B of the shutter array 2 and outputs it to the shutter array 2. The synchronization between the display circuit 4 that outputs the video signal from the video creation circuit 20 to the display 1 and the shutter control signal generation circuit 17 is performed by the clock generated by the clock generation circuit 21. In addition,
This synchronization is not necessary.

【0051】図14は図13の動作を説明するフローチ
ャートである。図14において、まず、ステップS1で
レンズ焦点距離fを選択し、ステップS2で光センサ位
置の初期化を行う。すなわち、f,L,ΔLを設定し、
bを決める。次に、ステップS2で光センサ5から観察
者4の顔を検出した検出信号を入力する。この検出信号
は、図15(a)に示すように、視域幅Sに対して観察
者4の顔幅を示す顔幅信号fwとして入力する。次に、
ステップS4で入力した顔幅信号fwを2値化回路12
で2値化する。図15(b)は2値化した顔幅信号fw
を示し、所定のパルス幅を有するパルス信号となる。
FIG. 14 is a flowchart for explaining the operation of FIG. In FIG. 14, first, the lens focal length f is selected in step S1, and the optical sensor position is initialized in step S2. That is, f, L, ΔL are set,
Decide b. Next, a detection signal for detecting the face of the observer 4 is input from the optical sensor 5 in step S2. This detection signal is input as a face width signal fw indicating the face width of the observer 4 with respect to the viewing zone width S, as shown in FIG. next,
The face width signal fw input in step S4 is converted into a binary signal
To binarize. FIG. 15B shows a binarized face width signal fw.
And a pulse signal having a predetermined pulse width is obtained.

【0052】次に、ステップS5で顔幅・開口幅変換デ
ータファイル18を参照して、顔幅を、
Next, in step S5, referring to the face width / opening width conversion data file 18, the face width is calculated.

【0053】[0053]

【数13】 (Equation 13)

【0054】で設定される開口幅Btに補正する。補正
された信号fwは、図15(c)に示すように、同一幅
になる。次に、ステップS6で補正した信号fwをシャ
ッタアレイ2のシャッタ長まで周期的に展開する。図1
5(d)はシャッタアレイ2のシャッタ長(Sw)まで
周期化された信号を示す。次にステップS7で開口幅B
t、画素ピッチPが離散値であることから生じる離散化
誤差を補正する。次に、ステップS8でゲイン補正し
て、駆動信号として用いることができるようにする。次
に、ステップS9でシャッタ制御信号を生成し、シャッ
タアレイ2に出力する。ステップS10で電源がオフし
たときは、処理を終了とし、電源がオフしないときは、
ステップS3に戻って光センサ5からの検出信号を入力
し処理を続行する。
The correction is made to the opening width Bt set in the above. The corrected signal fw has the same width as shown in FIG. Next, the signal fw corrected in step S6 is periodically developed to the shutter length of the shutter array 2. FIG.
5 (d) shows a signal cycled to the shutter length (Sw) of the shutter array 2. Next, in step S7, the opening width B
The discretization error resulting from t and the pixel pitch P being a discrete value is corrected. Next, the gain is corrected in step S8 so that it can be used as a drive signal. Next, in step S9, a shutter control signal is generated and output to the shutter array 2. If the power is turned off in step S10, the process is terminated. If the power is not turned off,
Returning to step S3, the detection signal from the optical sensor 5 is input, and the process is continued.

【0055】したがって、従来のように、シャッタアレ
イ2の制御を行うための画像のマッチングなどが不要と
なり、高速でシャッタアレイ2の開閉制御を行うことが
できる。その結果、高速で観察領域8に応じた画像を観
察者4に投影することができる。図16(A),(B)
は本発明の第2の実施形態に係るエリアセンサを示す。
Therefore, it is not necessary to perform image matching for controlling the shutter array 2 as in the related art, and it is possible to control the opening and closing of the shutter array 2 at high speed. As a result, an image corresponding to the observation area 8 can be projected to the observer 4 at high speed. FIG. 16 (A), (B)
Shows an area sensor according to the second embodiment of the present invention.

【0056】図16(A)において、光検出手段として
の光センサとしてエリアセンサ5Cを用いる。エリアセ
ンサ5Cは一般にM×Nの画素により構成される。すな
わち、エリアセンサ5Cは、m行n列の画素(m,n)
よりなり、その検出信号は例えば図16(B)に示され
る。図16(B)におけるエリアセンサ5Cによる検出
信号は、例えば観察者4の画像を示す。画素(m,n)
による検出画素値をGとすると、Gは図17のように表
わされる。
In FIG. 16A, an area sensor 5C is used as a light sensor as light detecting means. The area sensor 5C is generally composed of M × N pixels. That is, the area sensor 5C includes the pixel (m, n) in m rows and n columns.
The detection signal is shown, for example, in FIG. The detection signal from the area sensor 5C in FIG. 16B indicates an image of the observer 4, for example. Pixel (m, n)
Let G be the detected pixel value of G in FIG.

【0057】エリアセンサ5Cの検出信号を入力信号と
して使用するために、図18(A)に示すように、垂直
方向の各画素を加算し、画素数で割ることによりM列分
の画素値を平均化する。この平均化した信号を図18
(B)に示すように入力信号として使用する。平均化し
た信号を入力信号として使用するために、図19に示す
ように、顔入力回路11を入力回路22、画像メモリ2
3、加算回路24および除算回路25により構成する。
入力回路22は観察者4の検出信号を入力し、画像メモ
リ23上には図16(B)、図18(A)に示すような
画像が展開される。加算回路24は、図18(A)に示
す垂直方向の各画素値を加算し、除算回路25は加算値
を画素数で割ることによりM列分の画素値を平均化す
る。この平均化された信号を入力信号として使用する。
使用する入力信号をF=(f1 ・・・fg ・・・fn )
とすると、
In order to use the detection signal of the area sensor 5C as an input signal, as shown in FIG. 18A, each pixel in the vertical direction is added and divided by the number of pixels to obtain a pixel value for M columns. Average. FIG. 18 shows the averaged signal.
It is used as an input signal as shown in FIG. In order to use the averaged signal as an input signal, the face input circuit 11 is connected to the input circuit 22 and the image memory 2 as shown in FIG.
3. It is composed of an addition circuit 24 and a division circuit 25.
The input circuit 22 inputs the detection signal of the observer 4, and the images shown in FIGS. 16B and 18A are developed on the image memory 23. The adding circuit 24 adds the pixel values in the vertical direction shown in FIG. 18A, and the dividing circuit 25 averages the pixel values for M columns by dividing the added value by the number of pixels. This averaged signal is used as an input signal.
The input signal to be used is F = (f1... Fg... Fn)
Then

【0058】[0058]

【数14】 [Equation 14]

【0059】となる。なお、平均化しないで垂直方向の
各画素値を加算した加算値を用いるようにしても良い。
このように、加算した信号または平均化した信号を入力
信号として使用することにより、画像ノイズを低減する
ことができる。図20(A),(B)は本発明の第3の
実施形態に係るエリアセンサ5Cによる入力信号の使用
を説明する説明図である。
Is as follows. Note that an added value obtained by adding the pixel values in the vertical direction without averaging may be used.
As described above, the image noise can be reduced by using the added signal or the averaged signal as the input signal. FIGS. 20A and 20B are explanatory diagrams illustrating the use of an input signal by the area sensor 5C according to the third embodiment of the present invention.

【0060】図20(A),(B)においては、光検出
手段としての光センサ5としてエリアセンサ5Cを用
い、水平方向の1ラインまたは複数ラインを選択して入
力信号として使用する。図20(A)の26は予め設定
された水平方向の1ラインであり、この1ライン26を
選択して図20(B)に示すように入力信号として使用
する。1ライン20でなくても複数ライン選択しても良
い。図20(B)に示すような選択された信号を入力信
号として使用するために、図21に示すように、顔入力
回路11を、入力回路22、画像メモリ23および選択
回路27により構成する。入力回路22は、図20
(A)の画像を入力し、入力した画像は画像メモリ23
上に展開される。選択回路27は展開された画像から水
平方向の1ライン26を選択して入力信号とする。
In FIGS. 20A and 20B, an area sensor 5C is used as a light sensor 5 as a light detecting means, and one or more horizontal lines are selected and used as an input signal. Reference numeral 26 in FIG. 20A is a preset horizontal line, and this one line 26 is selected and used as an input signal as shown in FIG. 20B. Instead of one line 20, a plurality of lines may be selected. In order to use a selected signal as shown in FIG. 20B as an input signal, the face input circuit 11 is constituted by an input circuit 22, an image memory 23 and a selection circuit 27 as shown in FIG. The input circuit 22 shown in FIG.
(A) is input, and the input image is stored in the image memory 23.
Expanded above. The selection circuit 27 selects one horizontal line 26 from the developed image and uses it as an input signal.

【0061】図22は本発明の第3の実施形態に係る前
後方向のシャッタアレイの制御を説明する説明図であ
る。図22において、4a〜4cは観察者であり、観察
者4a〜4cの観察位置が矢印iで示すように後方に移
動した場合、シャッタアレイ2の開口部2Bの開口幅を
小さくするように制御することで画素1,2,3の光は
シャッタアレイ2の開口部2Bを透過して観察者4a〜
4cに投影される。すなわち、観察者4a〜4cの観察
位置が前後方向に移動する場合、シャッタアレイ2の開
口部2Bの開口幅を制御することにより対応可能であ
る。
FIG. 22 is an explanatory diagram for explaining control of the shutter array in the front-rear direction according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 22, reference numerals 4a to 4c denote observers, and when the observers 4a to 4c move backward as indicated by an arrow i, control is performed so as to reduce the opening width of the opening 2B of the shutter array 2. As a result, the light of the pixels 1, 2 and 3 passes through the opening 2B of the shutter array 2 and
4c. That is, when the observation position of the observers 4a to 4c moves in the front-back direction, it can be dealt with by controlling the opening width of the opening 2B of the shutter array 2.

【0062】図23は観察距離が標準設定距離に比べ長
くなる場合の観察領域の変化を示す図である。図23に
おいて、標準観察距離を500mmと設定したとき表示
器1から観察者4までの距離Lが500mm以上になる
と、図24に示すように、シャッタアレイ2の開口部2
Bの開口幅Btは、 Bt ∝ l/L となる。lは表示器1の表示面とシャッタアレイ2の距
離であり、ここでは2mmである。
FIG. 23 is a diagram showing changes in the observation area when the observation distance is longer than the standard set distance. In FIG. 23, when the standard observation distance is set to 500 mm and the distance L from the display 1 to the observer 4 becomes 500 mm or more, as shown in FIG.
The opening width Bt of B becomes Bt∝1 / L. 1 is the distance between the display surface of the display 1 and the shutter array 2, which is 2 mm here.

【0063】一方、観察者4が単一人であれば、検出さ
れる顔の幅は一定であることから、顔の検出幅をfwと
すると、fwは下式のように検出距離に比例する。 fw ∝ l/L したがって、観察者4が前後に移動する場合には、顔の
幅に比例して開口部2Bの開口幅Btを制御すればよ
い。
On the other hand, if the observer 4 is a single person, the width of the face to be detected is constant. If the detection width of the face is fw, fw is proportional to the detection distance as in the following equation. fw∝1 / L Therefore, when the observer 4 moves back and forth, the opening width Bt of the opening 2B may be controlled in proportion to the face width.

【0064】図25は本発明の第5の実施形態に係る制
御ブロック図である。図25において、図13に対して
顔幅計測手段としての顔幅計測回路28が設けられてい
る。他の構成は図13と同様である。顔幅計測回路28
は、タイミングカウンタよりなり観察者4の顔幅を計測
する。開口幅補正回路13は顔幅・開口幅変換データフ
ァイル18を参照して、計測した顔幅に比例して開口幅
を決定する。
FIG. 25 is a control block diagram according to a fifth embodiment of the present invention. 25, a face width measuring circuit 28 as face width measuring means is provided in FIG. Other configurations are the same as those in FIG. Face width measurement circuit 28
Comprises a timing counter to measure the face width of the observer 4. The opening width correction circuit 13 refers to the face width / opening width conversion data file 18 and determines the opening width in proportion to the measured face width.

【0065】図26は図25の動作を説明するフローチ
ャートである。図26において、図14に対してステッ
プS4Aが追加して設けられている。他のステップS1
〜4、ステップS5〜10は同様である。ステップS4
Aでは図27に示すように、視域幅Sにおいて、光セン
サ5の検出信号から観察者4の顔幅fwを計測し、ステ
ップS5で計測した顔幅fwに比例して開口幅を補正す
る。計測された顔幅fwに定数を乗じた値を顔幅・開口
幅変換データファイル18を参照して求め、これを開口
幅とする。このように、観察者4の観察位置が前後方向
に移動する場合、シャッタアレイ2の開口部2Bの開口
幅を制御すればよい。
FIG. 26 is a flow chart for explaining the operation of FIG. 26, a step S4A is additionally provided in FIG. Another step S1
4 and steps S5 to S10 are the same. Step S4
27A, as shown in FIG. 27, in the viewing zone width S, the face width fw of the observer 4 is measured from the detection signal of the optical sensor 5, and the opening width is corrected in proportion to the face width fw measured in step S5. . A value obtained by multiplying the measured face width fw by a constant is obtained with reference to the face width / opening width conversion data file 18, and this is defined as the opening width. As described above, when the observation position of the observer 4 moves in the front-back direction, the opening width of the opening 2B of the shutter array 2 may be controlled.

【0066】図28は本発明の第6の実施形態を示す全
体構成図である。図28において、表示器1の画素によ
る画像が2以上の場合に2つの画像からそれぞれ観察者
4の顔半面へ視差画像を投影することにより立体表示が
可能である。顔半面を検出するために、2つの互いに別
時間に発光する光源3A,3Bを表示器1の左右両端よ
り外側に配置する。29は光源3A,3Bの点灯を制御
する光源制御回路であり、光源制御回路29は光源3
A,3Bを一定時間毎に順次点滅させる。光センサ5は
光源制御回路29の点滅に同期して観察者4からの反射
光により観察者4の顔半面を検出する。20Aは映像作
成回路であり、映像作成回路20Aは視差画像を作成し
て表示回路7に送り、表示回路7はシャッタアレイ2の
開閉に同期して視差画像を表示器1に出力する。変換回
路6は光センサ5からの顔半面毎にシャッタ制御信号を
生成し、シャッタアレイ2の開口位置および開口幅を制
御し、画素毎に順次観察者4に視差画像を投影する。
FIG. 28 is an overall configuration diagram showing a sixth embodiment of the present invention. In FIG. 28, when two or more images are formed by the pixels of the display device 1, stereoscopic display is possible by projecting a parallax image from each of the two images onto the half face of the observer 4. In order to detect the half face, two light sources 3A and 3B that emit light at different times from each other are arranged outside the left and right ends of the display 1. Reference numeral 29 denotes a light source control circuit for controlling lighting of the light sources 3A and 3B.
A and 3B are turned on and off at regular intervals. The optical sensor 5 detects the half face of the observer 4 by the reflected light from the observer 4 in synchronization with the blinking of the light source control circuit 29. Reference numeral 20A denotes an image creation circuit. The image creation circuit 20A creates a parallax image and sends it to the display circuit 7, and the display circuit 7 outputs the parallax image to the display 1 in synchronization with opening and closing of the shutter array 2. The conversion circuit 6 generates a shutter control signal for each half-face of the face from the optical sensor 5, controls the opening position and opening width of the shutter array 2, and sequentially projects a parallax image to the observer 4 for each pixel.

【0067】図29は図28の制御ブロック図である。
図29において、図25の変換回路6には左右視差像対
応手段としての左右視差像対応回路30が追加して設け
られている。左右視差像対応回路30は、2つの光源3
A,3Bを制御する光源制御回路29からの光源位置信
号(点滅信号)と左右視差像を作成する映像作成回路
(映像作成手段)20Aからの表示位置信号(左右視差
画像が表示器1の奇遇番号のどちらの画素で表示されて
いるかを示す信号)に基づいて、シャッタアレイ2の開
口部2Bの配列と、表示器1で表示する左右視差像の配
列を対応させる。
FIG. 29 is a control block diagram of FIG.
29, a left and right parallax image correspondence circuit 30 as left and right parallax image correspondence means is additionally provided in the conversion circuit 6 of FIG. The left and right parallax image corresponding circuit 30 includes two light sources 3
A, 3B, a light source position signal (blinking signal) from a light source control circuit 29 and a display position signal (a left / right parallax image corresponding to the right / left parallax image The arrangement of the openings 2B of the shutter array 2 and the arrangement of the left and right parallax images displayed on the display 1 are made to correspond to each other based on the number of the pixel that indicates which pixel is displayed).

【0068】21は同期信号を出力するクロック生成回
路であり、クロック生成回路21は光源制御回路29、
映像作成回路20A、表示回路7およびシャッタ制御信
号生成回路17に同期信号をそれぞれ出力し、光源点
滅、映像作成、映像表示、シャッタ信号作成の同期をと
る。映像作成回路20Aは、視差像を作成して、表示回
路7に作成した視差像を出力する。映像作成回路20A
で作成された視差画像は、図30に示すように配列され
る。すなわち、表示器1の水平1画素毎とに左視差画像
31Aと右視差画像31Bが交互に配列される。
Reference numeral 21 denotes a clock generation circuit for outputting a synchronization signal. The clock generation circuit 21 includes a light source control circuit 29,
A synchronizing signal is output to the image creation circuit 20A, the display circuit 7, and the shutter control signal generation circuit 17, respectively, to synchronize the light source blinking, image creation, image display, and shutter signal creation. The video creation circuit 20 </ b> A creates a parallax image and outputs the created parallax image to the display circuit 7. Video creation circuit 20A
Are arranged as shown in FIG. That is, the left parallax images 31A and the right parallax images 31B are alternately arranged for each horizontal pixel of the display 1.

【0069】光源制御回路29は、クロック生成回路2
1からの同期信号により光源3A,3Bを一定時間毎に
順次点滅させる。したがって、図31に示すように、一
方の光源3Aは、一定時間ごとにオンとなり、他方の光
源3Bは光源3Aに続いて一定時間ごとにオンになる。
その後、光センサ5で観察者4の顔半面を反射光により
検出し、シャッタ制御信号を生成し、シャッタアレイ2
の開閉を行う。なお、図31ではシャッタ制御信号によ
りシャッタ制御を行っている時間を示し、シャッタパタ
ーンを示すものではない。シャッタ制御信号の開閉周期
は、表示回路7の表示タイミングと同じ周期である。す
なわち、表示回路7のオン時間内にシャッタ制御信号の
開時間がある。
The light source control circuit 29 includes a clock generation circuit 2
The light sources 3A and 3B are sequentially turned on and off at regular time intervals by the synchronization signal from the control unit 1. Therefore, as shown in FIG. 31, one light source 3A is turned on at regular intervals, and the other light source 3B is turned on at regular intervals following the light source 3A.
Thereafter, the optical sensor 5 detects the half face of the observer 4 by the reflected light, generates a shutter control signal, and outputs the shutter control signal.
Open and close. FIG. 31 shows the time during which the shutter control is performed by the shutter control signal, and does not show the shutter pattern. The opening / closing cycle of the shutter control signal is the same as the display timing of the display circuit 7. That is, the opening time of the shutter control signal is within the ON time of the display circuit 7.

【0070】図32は図29の動作を説明するフローチ
ャートである。図32において、まず、ステップS1で
レンズ焦点距離fを選択し、ステップS2で光センサ位
置の初期化を行う。次に、ステップS3で光センサ5の
検出信号として顔半面をそれぞれ入力する。すなわち、
図33(a)に示すような顔半面幅信号fhwA,fh
wBをそれぞれ入力する。次に、ステップS5で顔半面
幅信号fhwA,fhwBの2値化を行い、図33
(b)に示すようなパルス信号fhwA,fhwBにす
る。次に、ステップS5で顔幅・開口幅変換データファ
イル19を参照して、図33(c)に示すように開口幅
の補正をそれぞれ行う。
FIG. 32 is a flow chart for explaining the operation of FIG. In FIG. 32, first, the lens focal length f is selected in step S1, and the optical sensor position is initialized in step S2. Next, in step S3, a half face is input as a detection signal of the optical sensor 5. That is,
The half face width signal fhwA, fh as shown in FIG.
Enter wB. Next, in step S5, the face half-surface width signals fhwA and fhwB are binarized, and FIG.
Pulse signals fhwA and fhwB as shown in FIG. Next, in step S5, referring to the face width / opening width conversion data file 19, the opening width is corrected as shown in FIG.

【0071】次に、ステップS5Aで立体画像を表示す
るため、表示器1で表示する左右視差画像31A,31
Bの配列とシャッタアレイ2の開口部2Bの配列を対応
させる。このため、図33(d)に示すように開口幅を
補正した2つの信号fhwA,fhwBを加算した信号
fhwABを作る。次に、ステップS6で図33(e)
に示すようなシャッタ長Swまで周期化を行う。その
後、離散値誤差を補正し、ゲイン補正を行って、シャッ
タ制御信号を生成する。そして、水平方向画素毎に順次
左右視差画像31A,31Bを表示器1に表示すること
で、観察者4に視差画像を投影する。こうして、立体画
像を表示することが可能となる。
Next, in order to display a stereoscopic image in step S5A, the left and right parallax images 31A, 31 displayed on the display 1 are displayed.
The arrangement of B corresponds to the arrangement of the openings 2B of the shutter array 2. Therefore, as shown in FIG. 33D, a signal fhwAB is created by adding two signals fhwA and fhwB whose aperture widths have been corrected. Next, in step S6, FIG.
Is performed up to the shutter length Sw as shown in FIG. After that, the discrete value error is corrected, the gain is corrected, and a shutter control signal is generated. Then, the parallax images are projected to the observer 4 by sequentially displaying the left and right parallax images 31A and 31B on the display 1 for each horizontal pixel. Thus, a stereoscopic image can be displayed.

【0072】図34は本発明の第7の実施形態に係る制
御ブロック図である。本実施形態においては、顔半面の
信号を微分などして顔の中心位置を求める。図34にお
いて、図29に対して、差分手段としての差分回路3
2、微分手段としての微分回路33、および中心検出手
段としての中心検出回路34が追加して設けられてい
る。差分回路32は顔入力回路11からの2つの顔半面
画像の差分をとる。微分回路33は差分回路32で差分
された信号を微分する。中心検出回路34は2値化回路
12で2値化された信号から顔の中心位置を検出する。
FIG. 34 is a control block diagram according to the seventh embodiment of the present invention. In the present embodiment, the center position of the face is obtained by differentiating the signal of the half face. In FIG. 34, a difference circuit 3 as difference means is different from FIG.
2. A differentiating circuit 33 as a differentiating means and a center detecting circuit 34 as a center detecting means are additionally provided. The difference circuit 32 calculates a difference between the two half face images from the face input circuit 11. The differentiating circuit 33 differentiates the signal obtained by the difference circuit 32. The center detection circuit 34 detects the center position of the face from the signal binarized by the binarization circuit 12.

【0073】図35は図34の動作を説明するフローチ
ャートである。図35において、図32に対してステッ
プS3A,3BおよびステップS4Bとが追加して設け
られている。他のステップS1〜3,S4,S5〜S1
0は図32と同様である。ステップS3Aでは顔半分信
号の差分をとる。すなわち、図36(a)に示す2つの
顔半面幅信号fhwA,fhwBの差分をとって図36
(b)に示すような差分信号とする。次に、ステップS
3Bで差分した信号を微分する。微分すると、図36
(b)の差分信号は、図36(c)に示すようなエッジ
で示す微分信号になる。この微分信号をステップS4で
閾値で2値化する。2値化した信号は、図36(d)に
示すように1つのエッジ信号になる。次に、ステップS
4Bで2値化した信号から中心位置を検出し、ステップ
S5で開口幅を補正し、図36(e)に示すような顔幅
を固定した信号を得る。このように、2つの顔半面幅信
号fhwA,fhwBから顔の中心位置を求めること
で、顔幅を固定できる。
FIG. 35 is a flow chart for explaining the operation of FIG. In FIG. 35, steps S3A, 3B and step S4B are added to FIG. Other steps S1 to S3, S4, S5 to S1
0 is the same as in FIG. In step S3A, a difference between the face half signals is obtained. That is, the difference between the two half face width signals fhwA and fhwB shown in FIG.
The difference signal is as shown in FIG. Next, step S
The signal differentiated in 3B is differentiated. Differentiating, FIG.
The difference signal of (b) becomes a differential signal indicated by an edge as shown in FIG. This differentiated signal is binarized by a threshold value in step S4. The binarized signal becomes one edge signal as shown in FIG. Next, step S
The center position is detected from the binarized signal in 4B, the aperture width is corrected in step S5, and a signal in which the face width is fixed as shown in FIG. 36E is obtained. As described above, the face width can be fixed by obtaining the center position of the face from the two half face width signals fhwA and fhwB.

【0074】図37は本発明の第8の実施形態を示す全
体構成図である。図37において、表示器1の左右両端
より外側には一対の光源3C,3Dが配置されている。
一方の光源3Cは波長がλ1の光を観察者4に投射し、
他方の光源3Dは波長がλ2の光を観察者4に投射す
る。光検出手段としての光センサ5は、図38に示すよ
うに、一対のCCDラインセンサ5A,5Dと1個のシ
リンドリカルレンズ5Bにより構成される。一方のCC
Dラインセンサ5Aは波長がλ1の光を透過して他の波
長の光を透過しないフィルタを装着し、他方のCCDラ
インセンサ5Dは波長がλ2の光を透過して、他の波長
の光を透過しないフィルタを装着している。すなわち、
一対のCCDラインセンサ5A,5Dは互いの波長の光
を透過させないフィルタをそれぞれ有する。一対のCC
Dラインセンサ5A,5Bは、観察者4の顔半面をそれ
ぞれ検出して、検出信号を変換回路6にそれぞれ出力す
る。
FIG. 37 is an overall configuration diagram showing an eighth embodiment of the present invention. In FIG. 37, a pair of light sources 3C and 3D are disposed outside the left and right ends of the display 1.
One light source 3C projects light having a wavelength of λ1 to the observer 4,
The other light source 3D projects light having a wavelength of λ2 to the observer 4. As shown in FIG. 38, the optical sensor 5 as the light detecting means is constituted by a pair of CCD line sensors 5A and 5D and one cylindrical lens 5B. One CC
The D line sensor 5A is equipped with a filter that transmits light of wavelength λ1 and does not transmit light of other wavelengths, and the other CCD line sensor 5D transmits light of wavelength λ2 and filters light of other wavelengths. A filter that does not transmit light is installed. That is,
Each of the pair of CCD line sensors 5A and 5D has a filter that does not transmit light of each wavelength. A pair of CC
The D line sensors 5A and 5B respectively detect the half face of the observer 4 and output detection signals to the conversion circuit 6, respectively.

【0075】図39は図37の制御ブロック図である。
図29では初期化回路10、顔入力回路11、2値化回
路12、開口幅補正回路13が1個ずつ設けられている
が、図39においては、一対の初期化回路10A,10
B、一対の顔入力回路11A,11B、一対の2値化回
路12A,12B、および一対の開口幅補正回路13
A,13Bが設けられている。その他の構成は図29と
同様になっている。
FIG. 39 is a control block diagram of FIG.
In FIG. 29, an initialization circuit 10, a face input circuit 11, a binarization circuit 12, and an aperture width correction circuit 13 are provided one by one. In FIG. 39, a pair of initialization circuits 10A and 10A are provided.
B, a pair of face input circuits 11A and 11B, a pair of binarization circuits 12A and 12B, and a pair of aperture width correction circuits 13
A and 13B are provided. Other configurations are the same as those in FIG.

【0076】一方の初期化回路10Aは一方のCCDラ
インセンサ5Aの初期化を行い、他方の初期化回路10
Bは他方のCCDラインセンサ5Dの初期化を行う。一
方の顔入力回路11Aは一方のCCDラインセンサ5A
から観察者4の顔半面信号を入力し、他方の顔入力回路
11Bは他方のCCDラインセンサ5Dから観察者4の
顔半面信号を入力する。一方の2値化回路12Aは一方
の顔入力回路11Aからの顔半面信号を2値化し、他方
の2値化回路12Bは他方の顔入力回路11Bからの顔
半面信号を2値化する。一方の開口幅補正回路13Aは
顔幅・開口幅変換データファイル18を参照して一方の
2値化回路12Aで2値化された信号を補正し、他方の
開口幅補正回路13Bは、顔幅・開口幅変換データファ
イル18を参照して他方の2値化回路12Bで2値化さ
れた信号を補正する。左右視差像対応回路30は、映像
作成回路20Aからの表示位置信号により一方の開口幅
補正回路13Aで補正された開口幅と他方の開口幅補正
回路13Bで補正された開口幅から左右視差像の対応を
行う。
One initialization circuit 10A initializes one CCD line sensor 5A and the other initialization circuit 10A.
B initializes the other CCD line sensor 5D. One face input circuit 11A is connected to one CCD line sensor 5A.
The other face input circuit 11B inputs the half face signal of the observer 4 from the other CCD line sensor 5D. One binarization circuit 12A binarizes the half-face signal from one face input circuit 11A, and the other binarization circuit 12B binarizes the half-face signal from the other face input circuit 11B. One opening width correction circuit 13A corrects the signal binarized by one binarization circuit 12A with reference to the face width / opening width conversion data file 18, and the other opening width correction circuit 13B Correcting the signal binarized by the other binarization circuit 12B with reference to the aperture width conversion data file 18. The left / right parallax image corresponding circuit 30 calculates a left / right parallax image from the opening width corrected by the one opening width correction circuit 13A and the opening width corrected by the other opening width correction circuit 13B based on the display position signal from the video creation circuit 20A. Take action.

【0077】図40は動作タイミングを示す図である。
図40において、光源3C,3Dの点滅制御は行わず、
常に点灯状態にある。シャッタアレイ2の開閉周期は、
表示回路7の表示のタイミングと同じ周期である。すな
わち、表示回路7による表示のオン時間内にシャッタ制
御信号をオンにする。
FIG. 40 is a diagram showing operation timing.
In FIG. 40, the blinking control of the light sources 3C and 3D is not performed.
It is always on. The opening / closing cycle of the shutter array 2 is
This is the same cycle as the display timing of the display circuit 7. That is, the shutter control signal is turned on within the display ON time by the display circuit 7.

【0078】こうして、2つのCCDラインセンサ5
A,5Bを用いることにより、左右顔半面の視差像を同
時に検出することができ、立体表示が可能となる。図4
1は本発明の第8の実施形態を示す全体構成図である。
図41において、3は光源であり、光源3はシャッタア
レイ2の後部に設けられる。変換回路6内にはシャッタ
走査回路が設けられ、シャッタ走査回路は、シャッタア
レイ2を表示器1のフレームレートのシャッタアレイ2
のシャッタピッチPAの画素数(N)倍で駆動する。す
なわち、図42はシャッタアレイの各画素位置における
走査による入力信号である。(a)は1回目の走査、
(b)は顔を検出したi回目の走査、(c)は最終回の
走査による信号である。走査光の反射光を光センサ5で
検出し、(b)に示すように、反射光が閾値Tを超える
とき、反射光にあるシャッタ制御信号を生成する。すな
わち、図43に示すように、シャッタ開閉1,2,3,
・・・n・・・Nにおいて、反射光を検出したシャッタ
開閉nにおいて、表示回路7をオンとして、映像表示を
行う。
Thus, the two CCD line sensors 5
By using A and 5B, the parallax images of the left and right half faces can be simultaneously detected, and three-dimensional display can be performed. FIG.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an eighth embodiment of the present invention.
In FIG. 41, reference numeral 3 denotes a light source, and the light source 3 is provided at a rear portion of the shutter array 2. A shutter scanning circuit is provided in the conversion circuit 6, and the shutter scanning circuit converts the shutter array 2 into the shutter array 2 at the frame rate of the display 1.
Is driven by the number of pixels (N) of the shutter pitch PA. That is, FIG. 42 shows an input signal by scanning at each pixel position of the shutter array. (A) is the first scan,
(B) is an i-th scan in which a face is detected, and (c) is a signal from the last scan. The reflected light of the scanning light is detected by the optical sensor 5, and as shown in (b), when the reflected light exceeds the threshold T, a shutter control signal in the reflected light is generated. That is, as shown in FIG.
.. N, N, the display circuit 7 is turned on to display an image when the shutter is opened / closed n in which reflected light is detected.

【0079】図44は図41の制御ブロック図である。
図44において、図13に対して、シャッタ走査手段と
してのシャッタ走査回路25および反射光検出手段とし
ての反射光検出回路26が設けられている。シャッタ走
査回路25は、シャッタアレイ2を表示器1のフレーム
レートのシャッタピッチPAの画素数(N)倍で駆動す
る。第1回目はシャッタ制御信号を初期設定しておく。
2回目以降は反射信号により生成され、信号をシャッタ
ピッチPAの画素毎にシフトさせ、シャッタピッチPA
の画素数(N)回走査を行う。反射光検出回路26は、
シャッタ走査回路25によるシャッタアレイ2の走査に
よる走査光の反射光を光センサ5で検出し、反射光を検
出したとき、表示回路7をオンにするオン信号を表示回
路7に出力するとともに、2値化回路12に顔幅信号f
wを出力する。
FIG. 44 is a control block diagram of FIG.
44, a shutter scanning circuit 25 as shutter scanning means and a reflected light detection circuit 26 as reflected light detecting means are provided in FIG. The shutter scanning circuit 25 drives the shutter array 2 at the number of pixels (N) times the shutter pitch PA of the frame rate of the display 1. In the first time, the shutter control signal is initialized.
The second and subsequent times are generated based on the reflected signal, and the signal is shifted for each pixel of the shutter pitch PA, and the shutter pitch PA
Is performed for the number of pixels (N) times. The reflected light detection circuit 26
The optical sensor 5 detects the reflected light of the scanning light by the scanning of the shutter array 2 by the shutter scanning circuit 25, and outputs an ON signal to turn on the display circuit 7 to the display circuit 7 when the reflected light is detected. The face width signal f
Output w.

【0080】図45は図44のシャッタ制御信号生成を
説明するフローチャートである。図45において、ステ
ップS2Aではシャッタ表示回路25によりシャッタア
レイ2の駆動走査を行う。第1回目はシャッタ制御信号
を初期設定しておく。次に、ステップS3Aでは、ステ
ップS3の顔幅信号fwの入力により走査光の閾値Tを
超える反射光を光センサ5で検出したか判別し、検出し
ないときは、ステップS2Aに戻ってシャッタアレイ2
の走査を行う。走査光による反射光を光センサ5で検出
したときは、表示回路7にオン信号を出力するととも
に、2値化回路12に顔入力信号を出力する。その後の
ステップS4〜10は図14と同様である。シャッタ制
御信号は、初回は設定値を用い、2回目以降は反射信号
により生成された信号を位置シフトさせて、シャッタピ
ッチPAの画素数(N)回走査を行う。
FIG. 45 is a flow chart for explaining the generation of the shutter control signal of FIG. In FIG. 45, the drive display of the shutter array 2 is performed by the shutter display circuit 25 in step S2A. In the first time, the shutter control signal is initialized. Next, in step S3A, it is determined whether or not reflected light exceeding the threshold value T of the scanning light is detected by the optical sensor 5 based on the input of the face width signal fw in step S3. If not, the process returns to step S2A and returns to the shutter array 2
Is scanned. When the light reflected by the scanning light is detected by the optical sensor 5, an ON signal is output to the display circuit 7 and a face input signal is output to the binarization circuit 12. Subsequent steps S4 to S10 are the same as those in FIG. The shutter control signal scans the number of pixels (N) of the shutter pitch PA by shifting the position of the signal generated by the reflection signal for the second and subsequent times using the set value for the first time.

【0081】このように、シャッタアレイ2を高速駆動
させ、観察者4の顔からの反射光を検出したとき、映像
信号を表示し、観察者4のいる所望の場所に画像を投影
することができる。この場合、検出器と表示器の座標が
一致するため、キャリブレーションが不要になる。
As described above, when the shutter array 2 is driven at high speed and the reflected light from the face of the observer 4 is detected, a video signal is displayed and an image is projected on a desired place where the observer 4 is located. it can. In this case, since the coordinates of the detector and the display unit match, calibration is not required.

【0082】[0082]

【発明の効果】以上説明してきたように、光検出手段と
しての光センサの結像位置の移動量とラインシャッタの
移動可能距離が所定の式で規定されるように光センサの
レンズ位置をシャッタアレイと平行に設置したため、シ
ャッタアレイの制御を行うための画像のマッチングなど
が不要となり、高速でシャッタアレイの開口位置および
開口幅を制御することができ、高速で観察者の観察位置
に応じた画像を観察者に投影することができる。
As described above, the lens position of the optical sensor is adjusted so that the amount of movement of the image forming position of the optical sensor as the light detecting means and the movable distance of the line shutter are defined by a predetermined formula. Since it is installed in parallel with the array, it is not necessary to match images for controlling the shutter array, etc., and it is possible to control the opening position and the opening width of the shutter array at high speed, and to respond to the observation position of the observer at high speed. The image can be projected to the observer.

【0083】また、観察者の顔を検出する検出信号のう
ち任意の1つを決定して常に同じ幅の信号を選択するた
め、同一の観察者のみに画像を投影することができる。
また、光センサとしてエリアセンサを用い、垂直方向の
一部または全部のラインを加算して検出信号とするた
め、画像ノイズを低減することができる。また、光セン
サとしてエリアセンサを用い、水平方向の一部のライン
を選択して検出信号とするため、観察者がすわったとき
や子供の観察時などのときも高さ方向の調整が可能であ
る。
Further, since any one of the detection signals for detecting the face of the observer is determined and a signal having the same width is always selected, an image can be projected only to the same observer.
Further, since an area sensor is used as an optical sensor and a part or all of the lines in the vertical direction are added to generate a detection signal, image noise can be reduced. In addition, since an area sensor is used as the optical sensor and a part of the horizontal line is selected and used as a detection signal, it is possible to adjust the height direction even when the observer sits down or observes a child. is there.

【0084】また、観察者の顔幅を計測し顔幅に比例し
て開口幅を観察するため、奥行き方向に観察位置を制御
することができる。また、表示器の左右両端より外側に
一対の光源を配置して顔の半面を検出して左右視差像の
対応をとるため、立体画像の表示が可能となる。また、
2つの異なる波長の光を発光する一対の光源を用い、2
つの異なるフィルタを使用した一対の光センサを用いて
左右顔半面を検出するため、立体画像表示が可能であ
る。
Further, since the face width of the observer is measured and the opening width is observed in proportion to the face width, the observation position can be controlled in the depth direction. Further, since a pair of light sources are arranged outside the left and right ends of the display to detect a half surface of the face and correspond to the left and right parallax images, it is possible to display a stereoscopic image. Also,
Using a pair of light sources that emit light of two different wavelengths,
Since the left and right half faces are detected using a pair of optical sensors using two different filters, stereoscopic image display is possible.

【0085】さらに、光源をシャッタアレイの後部に配
置して、シャッタアレイを駆動し、顔からの反射光を検
出したとき、映像出力するため、所望の場所に画像を投
影することができる。
Further, when the light source is arranged at the rear portion of the shutter array, the shutter array is driven, and when light reflected from the face is detected, an image is output, so that an image can be projected at a desired place.

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

【図1】本発明の原理説明図FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施形態を示す全体構成図FIG. 2 is an overall configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図3】光センサを示す図FIG. 3 is a diagram showing an optical sensor.

【図4】投影方向の制御の説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of control of a projection direction.

【図5】シャッタアレイの移動による投影方向の制御の
説明図
FIG. 5 is an explanatory diagram of control of a projection direction by moving a shutter array.

【図6】観察距離が500mmのときの観察領域を示す
FIG. 6 is a diagram showing an observation area when the observation distance is 500 mm.

【図7】図6の表示器とシャッタアレイの拡大図FIG. 7 is an enlarged view of the display and the shutter array of FIG. 6;

【図8】観察位置が横に移動した場合の観察領域の変化
を示す図
FIG. 8 is a diagram showing a change in an observation area when the observation position moves sideways;

【図9】図8のシャッタアレイの移動を示す図FIG. 9 is a diagram showing movement of the shutter array of FIG. 8;

【図10】観察者の移動距離とシャッタアレイの開口部
の移動距離の関係を示す図
FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between a moving distance of an observer and a moving distance of an opening of a shutter array.

【図11】光センサの結像位置の移動量と観察者の移動
量の関係を示す図
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the amount of movement of the imaging position of the optical sensor and the amount of movement of the observer.

【図12】光センサの結像位置の移動量と開口部の移動
距離の関係を示す図
FIG. 12 is a diagram illustrating a relationship between a moving amount of an image forming position of an optical sensor and a moving distance of an opening.

【図13】図12の制御ブロック図FIG. 13 is a control block diagram of FIG. 12;

【図14】図13の動作を説明するフローチャート14 is a flowchart illustrating the operation of FIG.

【図15】図14の各信号の説明図15 is an explanatory diagram of each signal in FIG.

【図16】本発明の第2の実施形態に係るエリアセンサ
を示す図
FIG. 16 is a diagram showing an area sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図17】エリアセンサの画素値を示す図FIG. 17 is a diagram showing pixel values of an area sensor.

【図18】画像値の平均化の説明図FIG. 18 is an explanatory diagram of image value averaging.

【図19】顔入力回路の構成例を示す図FIG. 19 illustrates a configuration example of a face input circuit.

【図20】本発明の第3の発明の実施形態に係る水平方
向のラインの選択の説明図
FIG. 20 is an explanatory diagram of horizontal line selection according to the third embodiment of the present invention.

【図21】顔入力回路の他の構成例を示す図FIG. 21 is a diagram illustrating another configuration example of the face input circuit;

【図22】本発明の第4の実施形態に係る観察位置の制
御の説明図
FIG. 22 is a diagram illustrating control of an observation position according to a fourth embodiment of the present invention.

【図23】観察領域が後方に移動した例を示す図FIG. 23 is a diagram showing an example in which the observation area has moved backward.

【図24】図23の表示器とシャッタアレイの拡大図FIG. 24 is an enlarged view of the display and the shutter array of FIG. 23;

【図25】本発明の第5の実施形態に係る制御ブロック
FIG. 25 is a control block diagram according to a fifth embodiment of the present invention.

【図26】図25の動作を説明するフローチャートFIG. 26 is a flowchart illustrating the operation of FIG. 25;

【図27】計測された顔幅を示す図FIG. 27 is a view showing a measured face width;

【図28】本発明の第6の実施形態を示す全体構成図FIG. 28 is an overall configuration diagram showing a sixth embodiment of the present invention.

【図29】図28の制御ブロック図FIG. 29 is a control block diagram of FIG. 28;

【図30】左右視差画像の領域の説明図FIG. 30 is an explanatory diagram of an area of a left-right parallax image.

【図31】動作タイミングを示す図FIG. 31 is a diagram showing operation timings;

【図32】図29の動作を説明するフローチャートFIG. 32 is a flowchart for explaining the operation of FIG. 29;

【図33】図32の各信号の説明図FIG. 33 is an explanatory diagram of each signal in FIG. 32;

【図34】本発明の第7の実施形態に係る制御ブロック
FIG. 34 is a control block diagram according to a seventh embodiment of the present invention.

【図35】図34の動作を説明するフローチャートFIG. 35 is a flowchart illustrating the operation of FIG. 34;

【図36】図35の各信号の説明図36 is an explanatory diagram of each signal in FIG. 35.

【図37】本発明の第8の実施形態を示す全体構成図FIG. 37 is an overall configuration diagram showing an eighth embodiment of the present invention.

【図38】光センサの構成を示す図FIG. 38 illustrates a configuration of an optical sensor.

【図39】図37の制御ブロック図FIG. 39 is a control block diagram of FIG. 37;

【図40】動作タイミングを示す図FIG. 40 is a diagram showing operation timing.

【図41】本発明の第9の実施形態を示す全体構成図FIG. 41 is an overall configuration diagram showing a ninth embodiment of the present invention.

【図42】光シャッタアレイの光走査の説明図FIG. 42 is an explanatory diagram of optical scanning of the optical shutter array.

【図43】光走査型の動作タイミングを示す図FIG. 43 is a diagram showing operation timing of an optical scanning type.

【図44】図41の制御ブロック図FIG. 44 is a control block diagram of FIG. 41.

【図45】図44の動作を説明するフローチャートFIG. 45 is a flowchart for explaining the operation of FIG. 44;

【図46】従来例を示す図FIG. 46 shows a conventional example.

【図47】検出画像を示す図FIG. 47 shows a detected image.

【図48】登録画像を示す図FIG. 48 shows a registered image.

【図49】マッチングの説明図FIG. 49 is an explanatory diagram of matching.

【図50】従来例の動作を説明するフローチャートFIG. 50 is a flowchart for explaining the operation of the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:表示器 2:シャッタアレイ 2A:遮光部 2B:開口部 3,3A,3B,3C,3D:光源 4,4a,4b,4c:観察者 5:光センサ(光検出手段) 5A,5D:CCDラインセンサ(ラインセンサ) 5B:シリンドリカルレンズ(レンズ) 5C:エリアセンサ 6:変換回路 7:表示回路 8:観察領域 9:非観察領域 10,10A,10B:初期化回路 11,11A,11B:顔入力回路 12,12A,12B:2値化回路 13,13A,13B:開口幅補正回路(開口幅補正手
段) 14:周期化回路 15:離散値補正回路 16:ゲイン補正回路 17:シャッタ制御信号生成回路 18:顔幅・開口幅変換データファイル 18A:顔中心位置・開口幅変換データファイル 19:開口周期設定データファイル 20,20A:映像作成回路 21:クロック生成回路 22:入力回路 23:画像メモリ 24:加算回路 25:除算回路 26:1ライン 27:選択回路 28:顔幅計測回路(顔幅計測手段) 29:光源制御回路(光源制御手段) 30:左右視差像対応回路(左右視差像対応手段) 31A:左視差画像 31B:右視差画像 32:差分回路(差分手段) 33:微分回路 34:中心検出回路(中心検出手段) 35:シャッタ走査回路(シャッタ走査手段) 36:反射光検出回路(反射光検出手段)
1: Display 2: Shutter array 2A: Light shield 2B: Opening 3, 3A, 3B, 3C, 3D: Light source 4, 4a, 4b, 4c: Observer 5: Optical sensor (light detecting means) 5A, 5D: CCD line sensor (line sensor) 5B: cylindrical lens (lens) 5C: area sensor 6: conversion circuit 7: display circuit 8: observation region 9: non-observation region 10, 10A, 10B: initialization circuit 11, 11A, 11B: Face input circuit 12, 12A, 12B: binarization circuit 13, 13A, 13B: aperture width correction circuit (opening width correction means) 14: periodic circuit 15: discrete value correction circuit 16: gain correction circuit 17: shutter control signal Generation circuit 18: Face width / opening width conversion data file 18A: Face center position / opening width conversion data file 19: Opening period setting data file 20, 20A: Video creation circuit 21: Clock generation circuit 22: Input circuit 23: Image memory 24: Addition circuit 25: Division circuit 26: 1 line 27: Selection circuit 28: Face width measurement circuit (face width measurement means) 29: Light source control circuit ( Light source control means) 30: left and right parallax image correspondence circuit (left and right parallax image correspondence means) 31A: left parallax image 31B: right parallax image 32: difference circuit (difference means) 33: differentiation circuit 34: center detection circuit (center detection means) 35: shutter scanning circuit (shutter scanning means) 36: reflected light detection circuit (reflected light detecting means)

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】各画素を水平方向に配置した表示器と、 各画素からの光を任意の方向に分離できる開口部と遮光
部を有するシャッタアレイと、 観察者からの反射光により観察者を検出する光検出手段
とを備え、 検出信号により前記シャッタアレイの開口部の開口位置
および開口幅を制御する画像表示装置において、 前記観察者から前記表示器の表示面までの観察距離を
L、前記光検出手段のセンサ面からレンズ主平面までの
距離をb、前記レンズ主平面と前記表示器の表示面まで
の距離をΔL、前記表示器の表示面から前記シャッタア
レイまでの距離をl、前記シャッタアレイの移動可能距
離をPA、前記光検出手段の結像位置の最大移動量をD
sとしたとき、 【数1】 で規定されるように、前記光検出手段のレンズ位置を前
記シャッタアレイと平行に設けることを特徴とする画像
表示装置。
1. A display device in which each pixel is arranged in a horizontal direction; a shutter array having an opening and a light-shielding portion capable of separating light from each pixel in an arbitrary direction; An image display device comprising: a light detection unit for detecting; and an opening position and an opening width of an opening of the shutter array controlled by a detection signal, wherein an observation distance from the observer to a display surface of the display unit is L, B is the distance from the sensor surface of the light detection means to the lens main plane, ΔL is the distance between the lens main plane and the display surface of the display, l is the distance from the display surface of the display to the shutter array, The movable distance of the shutter array is PA, and the maximum moving amount of the image forming position of the light detecting means is D.
where s is An image display device, wherein a lens position of the light detecting means is provided in parallel with the shutter array, as defined by the following.
【請求項2】請求項1記載の画像表示装置において、 前記光検出手段により検出した検出信号により常に同じ
開口幅を選択して開口幅を補正する開口幅補正手段を設
けたことを特徴とする画像表示装置。
2. An image display device according to claim 1, further comprising an aperture width correcting means for always selecting the same aperture width based on the detection signal detected by said light detecting means and correcting the aperture width. Image display device.
【請求項3】請求項1記載の画像表示装置において、 前記光検出手段として、M×Nの画素により構成される
エリアセンサを用いて、エリアセンサの垂直方向の一部
または全部のラインを加算して得られる信号を前記観察
者を検出する検出信号として使用するか、またはエリア
センサの水平方向の一部のラインを選択して得られた信
号を前記観察者を検出する検出信号として使用すること
を特徴とする画像表示装置。
3. The image display device according to claim 1, wherein an area sensor composed of M × N pixels is used as said light detecting means, and a part or all of lines in the vertical direction of the area sensor are added. Is used as a detection signal for detecting the observer, or a signal obtained by selecting some horizontal lines of the area sensor is used as a detection signal for detecting the observer. An image display device characterized by the above-mentioned.
【請求項4】請求項1記載の画像表示装置において、 前記観察者の観察位置の遠近方向に観察領域が移動した
ときは、前記光検出手段で検出した検出信号から観察者
の顔幅を計測する顔幅計測手段を設けて、計測した顔幅
に比例して前記開口幅を制御することを特徴とする画像
表示装置。
4. The image display device according to claim 1, wherein when the observation area moves in a direction far from the observation position of the observer, the face width of the observer is measured from a detection signal detected by the light detection means. An image display device, comprising: a face width measuring unit that controls the opening width in proportion to the measured face width.
【請求項5】請求項1記載の画像表示装置において、 前記表示器の左右両端より外側に配置される一対の光源
と、 該光源の点滅を制御する光源制御手段と、 画素毎に左視差画像と右視差画像を作成する映像作成手
段と、 該映像作成手段からの表示位置信号と前記光源制御手段
からの光源位置信号により前記光検出手段で検出した顔
半面毎に前記表示器で表示する左右視差画像の配列と前
記シャッタアレイの開口部の配列を対応させる左右視差
像対応手段と、を備えたことを特徴とする画像表示装
置。
5. The image display device according to claim 1, wherein a pair of light sources disposed outside both right and left ends of the display, light source control means for controlling blinking of the light sources, and a left parallax image for each pixel. And a video creating means for creating a right parallax image, and a left and right display on the display for each half face detected by the light detecting means based on a display position signal from the video creating means and a light source position signal from the light source controlling means. An image display device, comprising: a left and right parallax image correspondence unit for causing a parallax image arrangement to correspond to an arrangement of openings of the shutter array.
【請求項6】請求項1記載の画像表示装置において、 前記表示器の左右両端より外側に配置され異なる波長の
光を発光する一対の光源と、 前記光検出手段として用いられ、前記一方の波長の光の
みを透過し他方の波長の光を透過させないフィルタをそ
れぞれ装着した一対のCCDラインセンサと、 画素毎に左視差画像と右視差画像を作成する映像作成手
段と、 該映像作成手段からの表示位置信号により前記一対のC
CDラインセンサで検出した顔半面毎に前記表示器で表
示する左右視差画像の配列と前記シャッタアレイの開口
部の配置を対応させる左右視差像対応手段と、を備えた
ことを特徴とする画像表示装置。
6. The image display device according to claim 1, wherein a pair of light sources which are arranged outside left and right ends of the display and emit light of different wavelengths are used as the light detecting means, and the one wavelength is used as the light detecting means. A pair of CCD line sensors each equipped with a filter that transmits only light of the other wavelength and does not transmit light of the other wavelength; an image creating unit that creates a left parallax image and a right parallax image for each pixel; According to the display position signal, the pair of Cs
An image display, comprising: a left-right parallax image correspondence unit that associates an arrangement of left-right parallax images displayed on the display with each half-face detected by a CD line sensor and an arrangement of openings of the shutter array. apparatus.
【請求項7】請求項1記載の画像表示装置において、 前記シャッタアレイの後部に配置される光源と、 前記シャッタアレイを高速で駆動し、前記観察者の顔か
らの反射光を検出したとき映像信号を出力させる反射光
検出手段と、を備えたことを特徴とする画像表示装置。
7. The image display device according to claim 1, wherein a light source disposed at a rear portion of said shutter array, and said shutter array is driven at a high speed to display an image when reflected light from said observer's face is detected. An image display device, comprising: reflected light detection means for outputting a signal.
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