JPH02106735A

JPH02106735A - 立体像表示装置

Info

Publication number: JPH02106735A
Application number: JP63258362A
Authority: JP
Inventors: Susumu Ichinose; 一之瀬　進; Morihito Ishibashi; 石橋　守人; Shinji Tetsuya; 信二鉄谷
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1988-10-15
Filing date: 1988-10-15
Publication date: 1990-04-18
Anticipated expiration: 2012-10-08
Also published as: JP2662262B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、立体画像を必要とする分野、例えは立体テ
レビ、立体ビデオ、遠隔地間で相互通信する立体テレビ
電話、テレビ会議、眼鏡店、理髪店、衣類の販売店等で
自分の姿を確認するために使用する装置等に使用可能な
立体像表示装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、３次元画像を表示する手段は、偏光眼鏡または時
分割シャッタ眼鏡を使用し、デイスプレィ上にフィール
ド毎に表示された映像と同期して左目、右目に入射する
映像信号を選択することによっていた。この方式では眼
鏡が不可欠でありわずられしいだけてなく、観察者の自
然のすがたを見る必要があるテレビ電話会議、眼鏡店、
理髪店、衣類の販売店等で使用する場合は、眼鏡をかけ
た観察者の映像が表示されるため、自然性が著しく損な
われる欠点があった。

これを、解消するために、眼鏡を用いずに３次元画像を
表示するレンティキュラレンズシート方式が提案されて
いる。この方式の説明図を第６図に示す。

第６図において、１はレンティキュラレンズシトで、第
６図のＡ部を第７図に拡大して示すよう−に、１′はそ
の単位である１本のレンティキュラレンズ、２は前記レ
ンティキュラレンズシート１の背面に配置した拡散層、
３はレンティキュラレンズシート１に向かって右側の投
影機、４は左側の投影機、５は観察者゛Ｃある。

この構成において、投影機３で右目用画像、投影機４て
左目用画像をレンティキュラレンズシート１上に投影す
ると、両投影機３，４から出射した光は、レンティキュ
ラレンズシート１の背面の拡散層２で反射されると、そ
の投影機を含む垂直線上に戻ってくるため、投影機の上
下の任意の位置（点線で示す）に観察者５の右目、左目
を配置すると、観察者５はレンティキュラレンズシート
１上に立体画像を観察することが可能となる。

第８図は従来技術の別の説明図である。レンティキュラ
レンズシート１は第８図のＢ部を第９図に拡大して示す
ように拡散層２を挟んで２枚のレンティキュラレンズ１
′が図のように密着されており、両投影機３，４は、図
示の如く、観察者５とレンティキュラレンズシート１に
対して対称な位置−に配置しである。この構成において
、投影機３で右目用画像、投影機４て左目用画像をレン
ティキュラレンズシート１上に投影すると、２台の投影
機３．４から出射した光はレンティキュラレンズシート
１を透過後、前記第６図の反射形と同様な原理によって
、観察者５の両眼のそれぞれに入射するため、観察者５
はレンティキュラレンズシート１上に立体画像を観察す
ることが可能となる。これらの原理については公知であ
り、文献「三次元画像光学」　（大越孝敬：産業図書出
版）に説明されているので、従来技術についての詳細な
説明は省略する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来の方式では、立体視が可能な範囲は限られ
ているため、広い範囲で立体視を可能とするためには、
多数の投影機を両眼間隔に配置する必要があり、装置構
成が複雑になると同時にシステムのコストが向上してし
まう欠点があった。

この発明の目的は、眼鏡を使用せず、広い範囲で安定し
た立体視の確保を可能とする立体像表示装置を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明にかかる立体像表示装置は、立体像を観察する
観察者の両眼位置を検出する両眼位置検出装置と、この
両眼位置検出装置から出力される両眼位置信号に基づい
て前記２台のそれぞれの投影機に入力する画像信号を右
目信号、左目信号にするか左目信号、右目信号にするか
を切り替えるスイッチ部とからなり、レンティキュラレ
ンズシートにおける左目用画像、右目用画像が観察可能
な領域か概略両眼間隔で交互に配置されるように構成し
たものである。

〔イ乍用〕

この発明においては、両眼位置検出装置により立体像を
観察する観察者の両眼位置を検出し、この両眼位置検出
装置から出力する両眼位置信号に基づいて２台の投影機
に入力する画像信号を切り替えることにより立体視を確
保する。

（実施例〕この発明の詳細な説明するにあたり、レンティキュラレ
ンズシート１の基本的性質を第５図を用いて説明する。

第５図は第６図を観察者５の両眼位置で水平に切断した
断面を上部より見たものである。また、この−面は説明
図であり、観察者５とレンティキュラレンズシート１を
同時に図示する必要から、観察者５はレンティキュラレ
ンズシート１に対して縮小して表示しである。図中点線
は観察者５の上部または下部に配置された投影機から出
射した光の軌跡を現わす。すなわち右眼（Ｒ）の位置に
配置した投影機（図示せず）から出射した光は拡散層２
上にＲ１，Ｒ２，Ｒ３の像を形成した後、レンティキュ
ラレンズシート１−ｈ）ら出射し右目Ｒに入射する。左
目（Ｌ）の位置に配置した投影機（図示せず）から出射
した光も同様に拡散層２上にＬｌ、Ｌ２．Ｌ３の像を形
成した後、レンティキュラレンズシート１から出射し左
目りに入射する。このように、２台の投影機から出射し
た光か両眼に別々に入射するため立体視か可能になる。

この構成において、例えは拡散層２上の像Ｌ２て反射す
る先は左目に入射する光以外に、図中１点破線で示す隣
りのレンティキュラレンズ１′を透過しで出射する光か
ある。この光は、近接する隣りのレンティキュラレンズ
１′から出射するもの以外に、その隣からも、またその
隣りからも出射し、原理的にはレンティキュラレンズ１
′の数たけ出射する。この様子をマクロ的に描写したも
のか第４図である。投影機３から出射した光はレンディ
キュラレンズシート１て反射された後、図中■、■、■
、■・・・・・・に戻ってくる。同様に、投影機４から
出射した光はレンテイキコーラレンズシ１−１で反射さ
れた後、図中、■、■、■・・・・・・に戻ってくる。

図中位置■と■と■・・・・・・の間隔ｄを定値とした
か、一般にはこの間隔は等間隔てはない。しかし、この
発明はｄが概略等間隔となる条件で実施するものである
。

次に動作について説明する。第４図において、間隔ｄを
等間隔にすることは、レンティキュラレンズシート１の
レンティキュラレンズ１″のピッチ、曲率、厚さ、材質
および観察者５の位置を適切に決めることにより可能と
なる。−例として、レンティキュラレンズ１′のピッチ
を０．５ｍｍ。

曲率を３．７６７ｍｍ、ＰＪさを１１．６０８ｍｍ、材
質をアクリル樹脂、観察者５の位置を２ｍとすることに
より間隔ｄは等間隔になる。別の具体例をあげると、レ
ンティキュラレンズ１′のピッチを１．０ｍｍ、曲率な
７．５．６５ｍｎ１．厚さを２３３０７ｍｍ、材質をア
クリル樹脂、観察者５の位置を２ｍとすることによって
も可能である。この構成にすると、間隔ｄは約６５ｍｍ
となり、成人の両眼間隔とほぼ等しくなる。また、レン
ティキュラレンズシート１を精度を良く作成することに
よって、間隔ｄの中央で、例えば■の画像から■の画像
に不連続的に切り替えることが可能である。

第１図、第２図はこの発明の一実施例の説明図である。

６は前記観察者５の両眼の位置を検出する両眼位置検出
装置であり、具体的構成は後述する。また、図中（）は
空間上の領域を示すものであり、（１）は点■を中点に
左右ｄ／２の範囲を網羅する幅ｄの領域を表わす。いま
、投影機３て４イ目用画像、投影機４て左目用画像を投
影すると、同図に示すように■、■、■、■の位置ては
右［］用両画像■、■、■の位置では左目用画像かＣぎ
るため、（右目、左目）を（■・■）、（■・■）、（
■・■）の位置に置くと立体視か可能となる。しかし、
例えは観察者５が同図に示す位置から左右にｄ／２以上
穆動してしまうと、右目に左目信号、左目に右目信号か
入射し立体視の確保か困難になってしまう。そこでこの
発明においては、観察者５の両眼位置検出装置６て観察
者５の右目（左目）かとこにあるかを検出して、これか
領域＜１）＜３＞＜５＞（７）（領域（２）（−１＞（
６））内にあれは投影機３に右目信号、投影機４に左目
信号を入力し、第２図に示すように、こＪ］か領域（２
）＜４）（６）（領域（１）（３）＜５）（７））内に
あれは投影機３に左目イ九号、投影機４に右目信号を入
力する。このようにずれは、観察者５の右目は常に右目
用画像を観察し、左目は左目用画像を観察することにな
り、観察者５は位置に無関係に立体視が可能となる。

第３図はこの発明の一実施例のブロック図を示す。７は
両眼位置検出信号に基づいて、２台の投影機３，４に入
力ずべぎ信号を選択する選択回路であり、８はそのスイ
ッチ部である。両眼位置検出装置６から入力した信号に
基づいて観察者５が第１図に示す位置にいるか、第２図
に示す位置にいるかを選択回路７は判断し、スイッチ部
８を制御し、投影機３，４に入力する画像信号を右目信
号、左目信号または左目信号、右目信号のどちらかに設
定する。

両眼位置検出装置６は一般市販品の赤外線センサ、超音
波センサ、各種画像処理装置等を使用した。使用した各
装置の例を以下に示す。

（赤外線センサ）　　　Ｅ３Ｓ八−ＤＳ５０Ｃ４３八　
（立方電気）（超音波センサ）　　ＰＳＩ−ＤＩＭＮ　
　　　（富士電気）（画像処理装置）　　０３１６０　
　　（浜松ホトニクス）これらの装置は、現状では両眼
の位置を正確に認識するまでにはなっていないが、頭部
の位置から立体像表示装置を推定することができるため
、実際上は問題なく動作した。今後、両眼位置信号の認
識装置が進歩すればその装置を使用することにより、さ
らに高精度な制御が可能となることは言うまでもない。

以上、この発明の詳細な説明したが、従来技術で説明し
たように透過形は反射形と同様な効果があるため、実施
例は省略するが、透過においてもこの発明は同様に実現
可能であることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したように、立体像を観察する観察
者の両眼位置を検出する両眼位置検出装置と、この両眼
位置検出装置から出力される両眼位置信号に基づいて２
台のそれぞれの投影機に入力する画像信号を右目信号、
左目信号にするか左目信号、右目信号にするかを切り替
えるスイッチ部とからなるので、立体視が可能な範囲が
従来の装置に比較して大幅に拡大するため、自然な状態
の立体感を得ることが可能となる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はこの発明の一実施例の説明図、第３図
はこの発明の一実施例を示すブロック図、第４図はこの
発明の詳細な説明図、第５図はレンティキュラレンズシ
ートによる立体視の原理説明図、第６図は従来方式の説
明図、第７図は第６図のＡ部の拡大図、第８図は従来方
式の説明図、第９図は第８図のＢ部の拡大図である。図中、１はレンティキュラレンズシート、１′はレンテ
ィキュラレンズ（単体）、２は拡散層、３．４は投影機
、５は観察者、６は両眼位置検出装置、７は選択回路、
８はスイッチ部である。第１図１　し〉ティキュフ検出装置」−ｍ−「第図スイッチ那第図第図第図

Claims

【特許請求の範囲】

　２台の投影機で左目用画像、右目用画像をレンティキ
ュラレンズシートに投影することにより立体画像を表示
する立体像表示装置において、立体像を観察する観察者
の両眼位置を検出する両眼位置検出装置と、この両眼位
置検出装置から出力される両眼位置信号に基づいて前記
２台のそれぞれの投影機に入力する画像信号を右目信号
、左目信号にするか左目信号、右目信号にするかを切り
替えるスイッチ部とからなり、前記レンティキュラレン
ズシートにおける左目用画像、右目用画像が観察可能な
領域が概略両眼間隔で交互に配置されるように構成した
ことを特徴とする立体像表示装置。