JPH06225344A - 時分割ヘッドトラッキング式立体テレビ - Google Patents

時分割ヘッドトラッキング式立体テレビ

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JPH06225344A JP5248623A JP24862393A JPH06225344A JP H06225344 A JPH06225344 A JP H06225344A JP 5248623 A JP5248623 A JP 5248623A JP 24862393 A JP24862393 A JP 24862393A JP H06225344 A JPH06225344 A JP H06225344A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 特殊な眼鏡無しで多人数同時観察が可能なス
テレオ像表示による時分割ヘッドトラッキング式立体テ
レビを実現することである。 【構成】 立体映像を出力すべく大型凸レンズＬが配設
され、その後方に観察者０の顔面像が実質的に結像する
位置、またはその近傍に、時分割に同期して該観察者０
の半面像が出力可能な白黒テレビＤを配設せしめ、該大
型凸レンズの近傍に該観察者０の映像を入力しうべく、
テレビカメラＧを配設せしめ、さらに、該観察者０と該
白黒テレビＤとの間に、該観察者０の観察すべきステレ
オ像を時分割で表示可能なカラー液晶板Ｊを備えたもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、眼鏡等を使用する必要
がない立体画像表示装置を使用した時分割ヘッドトラッ
キング式立体テレビに関する。
【０００２】
【従来技術】従来、眼鏡を使用する必要がない多人数同
時観察可能なステレオ画像表示装置として、本願出願人
は既に特願平4ー78223 号によって提案している。この装
置の原理について説明する。それは、１対のステレオ像
の複数の観察者による同時観察が可能とすべく、１対
の、ステレオ像を投影可能でかつ運動可能なビデオプロ
ジェクターを備える複数の表示装置と、前記複数の表示
装置と前記観察者との間に配置され、該ステレオ像を該
観察者の両目に分配する凸レンズとを備える立体テレビ
装置であり、前記複数の表示装置の近傍に光センサーを
配設することにより、前記凸レンズにより結像される該
観察者の像を該光センサーが検出し、前記ビデオプロジ
ェクター群を、該観察者の左右の目にステレオ像が分配
されるような適当な位置に自動的に移動させることが可
能なのでステレオ像としての立体画像が認識できる。し
かしながらステレオ像同時観察可能人数は配設プロジェ
クター数により限定される欠点を有していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の点に鑑
みなされたものであり、特殊な眼鏡無しでステレオ立体
画像表示を時分割で行う立体画像表示装置を使用した、
時分割ヘッドトラッキング式立体テレビを提供するもの
である。
【０００４】
【課題を解決する手段】本発明は、立体映像出力すべく
大型凸レンズが配設され、その後方に観察者の顔面像が
実質的に結像する位置またはその近傍に、観察者の左右
の眼にそれぞれ左眼用、右眼用のステレオ像を時分割に
分配すべく画像出力可能なバックライト光源を配設せし
め、さらに該観察者と該光源との間に該観察者の観察す
べきステレオ像を時分割で表示可能な透明で電気光学的
な空間変調素子群を備える時分割ヘッドトラッキング式
立体テレビ、または立体映像出力すべく大型凸レンズが
配設され、その後方に観察者の顔面像が実質的に結像す
る位置またはその近傍に、観察者の左右の眼にそれぞれ
正しいステレオ像を時分割に分配すべく画像出力可能な
透明で電気光学的な空間変調素子群を配設せしめ、さら
にその後方に該観察者の観察すべきステレオ像を時分割
で表示可能な画像出力面を配設する時分割ヘッドトラッ
キング式立体テレビであり、後述する照明に同期させて
観察者側の映像を連続的に撮影可能なビデオカメラを前
記大型凸レンズの近傍に装着したビデオカメラより得ら
れる観察者側の映像の左右１対の差分像を形成しその画
像コントラストを上げ２値化した画像である該観察者の
左右半面の映像を、請求項１記載のバックライト又は請
求項２および請求項３記載の空間変調素子群に、前記ス
テレオ像に同期し、該大型レンズにより焦立する該観察
者側の像と幾何学的に一致するよう交互に時分割に入力
し、かつ該大型凸レンズ面の左右方向より交互に該ステ
レオ像の時分割に同期した照明を観察者に対してするこ
とが可能な請求項１記載の時分割ヘッドトラッキング式
立体テレビである。
【０００５】
【作用】本発明では、時分割ステレオ像表示に同期して
立体映像観察者側の片側の顔面像が備えられた大型凸レ
ンズにより焦立した該観察者の映像と幾何学的に一致す
るよう、該焦立面に予め配設されたバックライト光源ま
たは透明で電気光学的空間変調素子に入力されることに
より、時分割でそれぞれのステレオ像が左右の眼に分配
される。
【０００６】
【実施例】以下引き続き、本発明の請求項１に基づく時
分割ヘッドトラッキング式立体テレビの要旨をさらに明
確にするため、図面を利用して第一実施例を説明する。
図１は時分割ヘッドトラッキング式立体テレビ１ａの要
部を示す概略構成図であり、また、図２は時分割ヘッド
トラッキング式立体テレビを側面から視認した際の光学
経路の要部を示す図であり、立体映像出力すべく大型凸
レンズＬが配設され、その後方に観察者Ｏの顔面像が実
質的に結像する位置、または、その近傍に、観察者Ｏの
左右の眼にそれぞれ正しいステレオ像を時分割に分配す
べく画像出力可能なバックライト光源として通常の白黒
テレビＤを配設せしめ、さらに、該観察者Ｏと該白黒テ
レビＤとの間に該観察者Ｏの観察すべきステレオ像を、
時分割で表示可能な透明で電気光学的な空間変調素子群
として、カラー液晶板Ｊおよびそのマトリックス回路Ｆ
を備え、ビデオテープレコーダーＡから出力されるステ
レオビデオ信号Ｎは、該マトリックス回路Ｆに入力され
る。その際、該ビデオテープレコーダ−Ａから出るステ
レオビデオ信号Ｎからステレオ同期信号Ｓをステレオ同
期信号抽出回路Ｃより取り出し、そのステレオ同期信号
Ｓに同期させながら観察者Ｏ側の映像を連続的に撮影可
能な該大型凸レンズＬの近傍に装着したテレビカメラＧ
より得られる観察者Ｏ側の映像信号Ｍの左右１対の差分
像およびその２値化像を差分および２値化回路Ｂで合成
し、その該観察者Ｏの左右片面の２値化映像信号Ｋを、
該白黒テレビＤに、該大型凸レンズＬにより焦立する該
観察者Ｏ側の像と、幾何学的におよそ一致するよう交互
に時分割に入力させ、かつ、該ステレオ像の前記ステレ
オ同期信号Ｓにより点灯回路Ｅから発生した点灯信号Ｉ
Ｒ、ＩＬにより光源ＨＲ、ＨＬを該大型凸レンズＬ面の
左右方向より交互に観察者Ｏに対して照明し、かつ、そ
の映像をテレビカメラＧで撮影することにより、上述の
如く該観察者Ｏの該半面像が得られることになる。よっ
て、光源ＨＲ、ＨＬが観察できる複数の該観察者Ｏは該
ステレオ像を立体映像として観察できる。
【０００７】次に、本発明の請求項２に基づく時分割ヘ
ッドトラッキング式立体テレビの要旨をさらに明確にす
るため、図面を利用して第二実施例につき説明する。図
３は時分割ヘッドトラッキング式立体テレビ１ｂの要部
を示す概略構成図であり、また、図４はこの時分割ヘッ
ドトラッキング式立体テレビを側面から視認した際の光
学経路の要部を示す光路図であり、立体映像出力すべく
大型凸レンズＬが配設され、その後方に観察者の顔面像
が実質的に結像する位置またはその近傍に、観察者の左
右の眼にそれぞれ正しいステレオ像を時分割に分配すべ
く画像出力可能な透明で電気光学的な空間変調素子群と
して白黒液晶板Ｑを配設せしめ、さらにその後方に該観
察者Ｏの観察すべき上下左右が転倒したステレオ像を時
分割で表示可能なカラーテレビＰを備え、ビデオテープ
レコーダＡから出力されるステレオビデオ信号Ｎは該カ
ラーテレビＰに入力される。その際、該ビデオテープレ
コーダＡから出るステレオ映像信号Ｎからステレオ同期
信号Ｓを回路Ｃより取り出し、その同期信号Ｓに同期さ
せながら観察者側の映像を連続的に撮影可能な該大型凸
レンズＬの近傍に装着したテレビカメラＧより得られる
観察者側の映像信号Ｍの左右１対の差分像、および、そ
の２値化像を回路Ｂ合成しその該観察者の左右半面の映
像信号Ｋを、マトリックス回路Ｆを通して該白黒液晶板
Ｑに、該大型レンズＬにより焦立する該観察者側の像と
幾何学的に一致するよう交互に時分割に入力させ、か
つ、該ステレオ像の同期信号Ｓにより点灯回路Ｅから発
生した点灯シグナルＩR 、ＩL により、光源ＨR,ＨL を
該大型凸レンズ面Ｌの左右方向より交互に観察者に対し
て照明し、かつ、その映像をテレビカメラＧで撮影する
ことにより、上述の如く該観察者の該半面像が得られる
ことになる。よって光源ＨR,ＨL が観察できる複数の該
観察者は、該ステレオ像を立体映像として観察できる。
【０００８】なお、大型凸レンズＬは、フレネル凸レン
ズや、凹面鏡、あるいはホログラフィックレンズ、また
は、回折格子レンズでも良く、凸レンズやフレネル凸レ
ンズと鏡を組み合わせたものを用いても良く、また、テ
レビカメラＧは、ハーフミラー等を用いて該大型凸レン
ズＬの光軸に配設してもよく、該光源ＨＲ、ＨＬは可視
光や赤外線や紫外線でも該テレビカメラＧが感度を有し
ていればよく、マイクロウェーブや超音波でも該テレビ
カメラＧの代わりにそれらの映像が得られるシステムで
も良い。また、大型レンズＬと白黒テレビＤまたは白黒
液晶板Ｑの画像出力面との距離を、自動焦点技術を用い
て観察者Ｏの映像が白黒テレビＤまたは白黒液晶板Ｑの
画像出力面に結像するように調節する機能を有しても良
く、バックライトとしての効率をあげるため白黒テレビ
Ｄの画像出力面に大型の凸レンズやフレネル凸レンズや
ホログラフィックレンズ又は回折格子レンズを配設して
も良い。また、赤外線に感度を有する該テレビカメラＧ
を水平方向に２台各々光軸を平行に配設せしめ、それよ
り得られた２値化像である２パララックス像を各々のス
テレオ像のバックライト光源用影像として用いることに
より、該光源ＨＲ、ＨＬによる照明は不用にしても良
く、また、新たに正面より赤外光源を配設してもよい。
また、本システム２台とその影像を合成できるハ−フミ
ラ−等を用いることにより、本システムを時間平行型の
立体テレビとして用いても良い。さらに、前記実施例
は、請求項１及び２に基づいて説明したが請求項３に於
いても同様である。なお、請求項２及び３に於いては右
眼用画像と左眼用画像を各々互いに直角偏光像として、
観察者の観察すべき該ステレオ像を表示可能な画像出力
面に表示する場合は、本システムを時間平行型の立体テ
レビとして用いても良い。
【０００９】
【発明の効果】本発明は、上述の如く構成されているの
で、観察可能領域においては、観察者の位置は束縛され
ず、かつ、特殊な眼鏡無しで多人数同時観察が可能なス
テレオ像表示による立体テレビ装置を実現することがで
き、また、ステレオ像表示面の大型化が可能となり、ま
た立体映像観察者像を実時間で請求項１、２、３の時分
割ヘッドトラッキング式立体テレビへ入力可能となり、
また、容易に観察者の半面像を作成でき、さらに、観察
者の半面像の高コントラスト化が可能となる等優れた効
果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例における立体テレビ装置の
要部を示す概略図である。
【図２】本発明の第一実施例の立体テレビ装置を側面か
ら視認した際の光学経路の要部を示す光路図である。
【図３】本発明の第二実施例における立体テレビ装置の
要部を示す概略図である。
【図４】本発明の第二実施例の立体テレビ装置を側面か
ら視認した際の光学経路の要部を示す光路図である。
【符号の説明】
０ 観察者 １ａ、１ｂ 時分割ヘッドトラッキング式立体テレビ Ｇ テレビカメラ Ｄ 白黒テレビ Ｌ 大型凸レンズ Ａ ビデオテープレコーダー Ｂ 差分および２値化回路 Ｃ ステレオ同期信号抽出回路 Ｅ 点灯回路 Ｆ マトリックス回路 ＨＲ、ＨＬ 光源 ＩＲ、ＩＬ 点灯信号 Ｊ カラー液晶板 Ｋ 観察者の片面２値化映像信号 Ｍ 観察者の映像信号 Ｎ ステレオビデオ信号 Ｓ ステレオ同期信号 Ｐ カラ−テレビ Ｑ 白黒液晶板

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 立体映像出力すべく大型凸レンズが配設
    され、その後方に観察者の顔面像が実質的に結像する位
    置またはその近傍に、観察者の左右の眼にそれぞれ左眼
    用、右眼用のステレオ像を時分割に分配すべく画像出力
    可能なバックライト光源を配設せしめ、さらに該観察者
    と該光源との間に該観察者の観察すべきステレオ像を時
    分割で表示可能な透明で電気光学的な空間変調素子群を
    配設することを特徴とする時分割ヘッドトラッキング式
    立体テレビ。
  2. 【請求項２】 立体映像出力すべく大型凸レンズが配設
    され、その後方に観察者の顔面像が実質的に結像する位
    置またはその近傍に、観察者の左右の眼にそれぞれ正し
    いステレオ像を時分割に分配すべく画像出力可能な透明
    で電気光学的な空間変調素子群を配設せしめ、さらにそ
    の後方に該観察者の観察すべきステレオ像を時分割で表
    示可能な画像出力面を配設することを特徴とする時分割
    ヘッドトラッキング式立体テレビ。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の該画像出力面のステレオ
    像が該大型凸レンズにより結像する実質的な面に、該観
    察者のステレオ像出力画面上でのステレオ像表示領域を
    広げるべく大型凸レンズを配設することを特徴とする請
    求項２記載の時分割ヘッドトラッキング式立体テレビ。
  4. 【請求項４】 前記観察者側の映像を連続的に撮影可能
    なテレビカメラを前記大型凸レンズの近傍に装着するこ
    とを特徴とする請求項１、２又は３記載の時分割ヘッド
    トラッキング式立体テレビ。
  5. 【請求項５】 前記観察者の左右半面の映像を請求項１
    記載のバックライト光源または請求項２記載および請求
    項３記載の空間変調素子群に、前記ステレオ像および請
    求項４記載のテレビカメラに同期し、交互に時分割に入
    力すべく前記大型凸レンズ面の左右方向より交互に前記
    ステレオ像の時分割にも同期した照明を観察者に対して
    することを特徴とする請求項４記載の時分割ヘッドトラ
    ッキング式立体テレビ。
  6. 【請求項６】 前記請求項１記載のバックライト光源お
    よび前記請求項２記載の空間変調素子群に前記同期観察
    者側の映像入力の際、観察者の顔面の半面の映像を入力
    すべく、前記時分割照明光により得られる観察者側の左
    右１対の映像を差分することを特徴とする請求項５記載
    の時分割ヘッドトラッキング式立体テレビ。
  7. 【請求項７】 前記大型凸レンズがフレネル凸レンズで
    ある請求項１、２、３、４、５又は６記載の時分割ヘッ
    ドトラッキング式立体テレビ。
  8. 【請求項８】 前記大型凸レンズが凹面鏡である請求項
    １、２、３、４、５又は６記載の時分割ヘッドトラッキ
    ング式立体テレビ。
  9. 【請求項９】 前記大型凸レンズがホログラフィックレ
    ンズまたは回折格子レンズである請求項１、２、３、
    ４、５又は６記載の時分割ヘッドトラッキング式立体テ
    レビ。
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