JPH01259348A - 3次元画像表示装置 - Google Patents
3次元画像表示装置Info
- Publication number
- JPH01259348A JPH01259348A JP63088620A JP8862088A JPH01259348A JP H01259348 A JPH01259348 A JP H01259348A JP 63088620 A JP63088620 A JP 63088620A JP 8862088 A JP8862088 A JP 8862088A JP H01259348 A JPH01259348 A JP H01259348A
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- JP
- Japan
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- eyes
- screen
- observer
- reflecting mirror
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- Pending
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
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。
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)
本発明は、風景、人物等の3次元画像を、眼鏡無しで立
体感を持たせて再生するための3次元画像表示装置に関
するものである。
体感を持たせて再生するための3次元画像表示装置に関
するものである。
(従来の技術)
従来、3次元画像を表示する表示装置として様々なもの
があるが、周知の立体眼鏡無しで立体感を観察者に持た
せる代表的な表示装置として、可変焦点ミラーを採用し
たものと、凸レンズで代表される指向性レンズをスクリ
ーンとして採用したものがある。
があるが、周知の立体眼鏡無しで立体感を観察者に持た
せる代表的な表示装置として、可変焦点ミラーを採用し
たものと、凸レンズで代表される指向性レンズをスクリ
ーンとして採用したものがある。
第2図は、可変焦点ミラーを採用した3次元画像表示装
置の概念図である。第2図において、1は振動鏡、2は
スピーカ、3はCRTデイスプレィ、4は虚像、5は観
察者であり、振動鏡1はスピーカ2による振動に基づき
凹面、平面、凸面と変形しその焦点距離が変わり、この
変形に応じてCRTデイスプレィ3上の画像は、図中破
線で示した虚像4となって、観察者5に観察される。
置の概念図である。第2図において、1は振動鏡、2は
スピーカ、3はCRTデイスプレィ、4は虚像、5は観
察者であり、振動鏡1はスピーカ2による振動に基づき
凹面、平面、凸面と変形しその焦点距離が変わり、この
変形に応じてCRTデイスプレィ3上の画像は、図中破
線で示した虚像4となって、観察者5に観察される。
また第3図は、スクリーンとしてフレネルレンズを採用
した3次元画像表示装置の概念図である。
した3次元画像表示装置の概念図である。
第3図において、6はスクリーン、7R,7Lは投影機
、8は観察者であり、投影機7R,7Lによりスクリー
ン6上に投影された右目用画像及び左目用画像は、光学
的指向性を“Hするスクリーン6の作用を受けて、観察
者8の右目8R,左目8Lにそれぞれ入射され、これに
より、観察者8は3次元画像として立体視可能となる。
、8は観察者であり、投影機7R,7Lによりスクリー
ン6上に投影された右目用画像及び左目用画像は、光学
的指向性を“Hするスクリーン6の作用を受けて、観察
者8の右目8R,左目8Lにそれぞれ入射され、これに
より、観察者8は3次元画像として立体視可能となる。
しかしこの装置では、不透明な再生画像を得られるが、
立体視可能範囲が固定されているため、観察者8が顔を
多少左右に移動させただけで、立体視が不可能になって
しまうという問題点があった。
立体視可能範囲が固定されているため、観察者8が顔を
多少左右に移動させただけで、立体視が不可能になって
しまうという問題点があった。
そこで出願人は上記問題点を解決するため、第3図に示
すように、テレビカメラ9で観察者8の両眼8R,8L
の動き(水平移動、回転移動、視点のみが動(場合及び
これらの8合成された場合を含む。)を検出し、この検
出データに基づいて投影機7R,7Lを両眼8R,8L
の動きに追従するように移動させる3次元画像表示装置
を提案した(特願昭62−228547号)。この装置
によれば、観察者8が例えば第3図中矢印aで示す方向
(左方向)に移動したとすると、投影機7R。
すように、テレビカメラ9で観察者8の両眼8R,8L
の動き(水平移動、回転移動、視点のみが動(場合及び
これらの8合成された場合を含む。)を検出し、この検
出データに基づいて投影機7R,7Lを両眼8R,8L
の動きに追従するように移動させる3次元画像表示装置
を提案した(特願昭62−228547号)。この装置
によれば、観察者8が例えば第3図中矢印aで示す方向
(左方向)に移動したとすると、投影機7R。
7Lを図中矢印すで示す方向(観察者からみて右方向)
に図示しない駆動系により移動させることによって、立
体視可能範囲を連続的に確保していた。
に図示しない駆動系により移動させることによって、立
体視可能範囲を連続的に確保していた。
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、前者の装置では、その構造は簡単である
が、虚像4が半透明な像となるため、適用分野が限定さ
れてしまうという問題点があった。
が、虚像4が半透明な像となるため、適用分野が限定さ
れてしまうという問題点があった。
また後者の装置では、観察者8の両眼8R。
8Lの動きに追従するように投影機7R,7Lを移動さ
せるための大型の駆動系が必要となり、ひていは装置の
大型化を招くという問題点があった。
せるための大型の駆動系が必要となり、ひていは装置の
大型化を招くという問題点があった。
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、広い分野で適用で
き、しかも小型化を図れる3次元画像表示装置を提供す
ることにある。
き、しかも小型化を図れる3次元画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)
本発明は、上記目的を達成するため、光学的指向性を有
するスクリーンと、右目用画像、左目用画像を投影する
投影機と、該投影機と前記スクリーン間の光路途中に配
設され、前記投影機による両画像を反射し前記スクリー
ン上に投影させる回転可能な反射鏡と、前記両画像の観
察者の両眼の移動位置を検出する両眼位置検出部と、該
両眼位置検出部の検出データに基づいて両眼の移動量を
算出し、前記両画像の投影位置を前記観察者の両眼の移
動位置に追従するように前記反射鏡を回転する駆動制御
部とを備えた。
するスクリーンと、右目用画像、左目用画像を投影する
投影機と、該投影機と前記スクリーン間の光路途中に配
設され、前記投影機による両画像を反射し前記スクリー
ン上に投影させる回転可能な反射鏡と、前記両画像の観
察者の両眼の移動位置を検出する両眼位置検出部と、該
両眼位置検出部の検出データに基づいて両眼の移動量を
算出し、前記両画像の投影位置を前記観察者の両眼の移
動位置に追従するように前記反射鏡を回転する駆動制御
部とを備えた。
(作 用)
本発明によれば、例えば2台の投影機による右目用及び
左目用の各画像は、反射鏡で反射されてスクリーン上に
投影され、スクリーンの指向性によりこのスクリーンに
向かっている観察者の両眼、即ち右目、左目の位置に対
応して前記各画像が投影され、これにより観察者は臨場
感ある3次元画像を楽しむことができる。
左目用の各画像は、反射鏡で反射されてスクリーン上に
投影され、スクリーンの指向性によりこのスクリーンに
向かっている観察者の両眼、即ち右目、左目の位置に対
応して前記各画像が投影され、これにより観察者は臨場
感ある3次元画像を楽しむことができる。
ここで観察者の両眼が移動した場合、両眼位置検出部で
両眼の移動位置が検出され、この検出データに基づいて
駆動制御部で両眼の移動量が求められ、さらに駆動制御
部は両画像が観察者の両眼の動きに追従するように反射
鏡を回転させ、これにより連続的立体視可能範囲が確保
される。
両眼の移動位置が検出され、この検出データに基づいて
駆動制御部で両眼の移動量が求められ、さらに駆動制御
部は両画像が観察者の両眼の動きに追従するように反射
鏡を回転させ、これにより連続的立体視可能範囲が確保
される。
(実施例)
第1図は、本発明による3次元画像表示装置の一実施例
を示す概念図であって、従来例を示す第3図と同一構成
のものは同一符号をもって表す。
を示す概念図であって、従来例を示す第3図と同一構成
のものは同一符号をもって表す。
即ち、6は光学的指向性を有するレンズ、例えばフレネ
ルレンズからなるスクリーン、7Rは右目用画像を投影
する投影機、7Lは左目用画像を投影する投影機、8は
スクリーン6への投影画像を観察する観察者、8Rは観
察者8の右目、8Lは観察者8の左目、9は観察者8の
両眼8R,8Lの移動位置を検出する両眼位置検出部、
例えばテレビカメラである。また前記投影機7R,7L
の配設位置は、その投影方向がスクリーン6の投影面に
対してほぼ平行となる位置に配設しである。
ルレンズからなるスクリーン、7Rは右目用画像を投影
する投影機、7Lは左目用画像を投影する投影機、8は
スクリーン6への投影画像を観察する観察者、8Rは観
察者8の右目、8Lは観察者8の左目、9は観察者8の
両眼8R,8Lの移動位置を検出する両眼位置検出部、
例えばテレビカメラである。また前記投影機7R,7L
の配設位置は、その投影方向がスクリーン6の投影面に
対してほぼ平行となる位置に配設しである。
10は投影機7R,7Lによる画像を反射してスクリー
ン6上に投影させる回転可能な反射鏡、20は駆動制御
部で、両眼位置検出部9の検出データに基づいて観察者
8の両眼の移動量及び反射鏡10の回転角を算出して、
投影機7R,7Lによる両画像の投影位置を観察者8の
両眼8R。
ン6上に投影させる回転可能な反射鏡、20は駆動制御
部で、両眼位置検出部9の検出データに基づいて観察者
8の両眼の移動量及び反射鏡10の回転角を算出して、
投影機7R,7Lによる両画像の投影位置を観察者8の
両眼8R。
8Lの移動に追従するように反射鏡10を回転させる。
7−R,7−Lは投影機7R,7Lの反射鏡10による
反射像、7パR,7°゛Lは投影機7R,7Lの見かけ
上の像を示している。また、観察者8の移動方向を示す
ため、図中に示すX。
反射像、7パR,7°゛Lは投影機7R,7Lの見かけ
上の像を示している。また、観察者8の移動方向を示す
ため、図中に示すX。
y座標系を定義する。即ち、観察者8の左右の移動方向
をX(水平)方向、観察者8の上下の移動方向をy(垂
直)方向とする。
をX(水平)方向、観察者8の上下の移動方向をy(垂
直)方向とする。
次に、第4図乃至第6図に基づいて、駆動制御部20の
構成及び動作をさらに詳細に説明する。
構成及び動作をさらに詳細に説明する。
第4図は駆動制御部20の構成を示すブロック図で、第
5図はその動作のフローチャートである。
5図はその動作のフローチャートである。
第4図において、21は制御部で、両眼位置検出部9か
らの検出デニタを入力するととともに、例えば黒[]上
の光点を検出して視線方向を算出する方法等により、観
察者8の両眼8R,8LのX方向及びX方向の移動量を
算出し、さらにこの算出データに基づいて、現在の反射
鏡10の向きから最適な向きへ反射vL10を回転すべ
く垂直(y)軸回転角θ及び水平(x)軸回転角φを算
出する。
らの検出デニタを入力するととともに、例えば黒[]上
の光点を検出して視線方向を算出する方法等により、観
察者8の両眼8R,8LのX方向及びX方向の移動量を
算出し、さらにこの算出データに基づいて、現在の反射
鏡10の向きから最適な向きへ反射vL10を回転すべ
く垂直(y)軸回転角θ及び水平(x)軸回転角φを算
出する。
22は垂直軸回転用モータ(以下、PMと称す。)駆動
部で、制御部21の指示に基づいてPM23の回転軸を
中心にして角度θだけ反射vL10を回転させる。23
は水平軸回転用モータ(以下、HMと称す。)駆動部で
、制御部21の指示に基づいてHM25を駆動し、HM
25の回転軸を中心にして角度φだけ反射鏡10を回転
させる。
部で、制御部21の指示に基づいてPM23の回転軸を
中心にして角度θだけ反射vL10を回転させる。23
は水平軸回転用モータ(以下、HMと称す。)駆動部で
、制御部21の指示に基づいてHM25を駆動し、HM
25の回転軸を中心にして角度φだけ反射鏡10を回転
させる。
第6図は反射鏡10の駆動機構を模式的に示した図であ
る。第6図によれば、反射m 10にHM25の回転軸
25aが回転1〕在に取付けられ、HM25及び回転軸
10aの先端側は反射鏡10を囲む枠10aに取付けら
れ(但し、回転軸25aは回転自在) 、PM23の回
転軸23aが枠10aに回転自在に取付けられている。
る。第6図によれば、反射m 10にHM25の回転軸
25aが回転1〕在に取付けられ、HM25及び回転軸
10aの先端側は反射鏡10を囲む枠10aに取付けら
れ(但し、回転軸25aは回転自在) 、PM23の回
転軸23aが枠10aに回転自在に取付けられている。
従って、垂直軸をIIJ心に角度θ回転するときは、枠
10gとともに反射鏡10が回転し、水平軸を中心に角
度φ回転するときは、反射vt10のみが回転する機構
になっている。またP Fvl 23、HM25は周知
のDCモータ、ステッピングモータ等で構成される。
10gとともに反射鏡10が回転し、水平軸を中心に角
度φ回転するときは、反射vt10のみが回転する機構
になっている。またP Fvl 23、HM25は周知
のDCモータ、ステッピングモータ等で構成される。
次に、上記構成による動作を説明する。投影機7R,7
Lによる右目用画像及び左目用画像は反射鏡10で反射
されてスクリーン6上に投影され、スクリーン6を構成
するフレネルレンズの光学的指向性により、このスクリ
ーン6に視線を向けている観察者8の右目8R,左目8
Lに対応して前記各画像が投影され、観察者8は臨場感
温れる3次元画像を見ることができる。
Lによる右目用画像及び左目用画像は反射鏡10で反射
されてスクリーン6上に投影され、スクリーン6を構成
するフレネルレンズの光学的指向性により、このスクリ
ーン6に視線を向けている観察者8の右目8R,左目8
Lに対応して前記各画像が投影され、観察者8は臨場感
温れる3次元画像を見ることができる。
ここで、観察者8の両眼8R,8Lが第1図中矢印Cで
示すX方向及びX方向に移動した場合、両眼位置検出部
9で両眼の移動位置が検出され、この検出データが制御
部21に入力される。制御部21は前述の如(x、X方
向の移動量を算出し、さらにこの移動量から反射鏡10
の垂直(y)軸、水平(x)軸を中心とする最適な回転
角θ、φを算出し、この値に基づいたPM駆動部22、
HM駆動部24の駆動によりPM23、HM25が回転
する。これにより反射鏡10は最適な方向に投影機7R
,7Lによる画像を投影できる位置(第1図中、太い破
線で示めした位置)に回転し、観察者8はたとえ両眼8
R,8Lを動かしたとじても3次元画像の観察を連続的
に行なうことができる。
示すX方向及びX方向に移動した場合、両眼位置検出部
9で両眼の移動位置が検出され、この検出データが制御
部21に入力される。制御部21は前述の如(x、X方
向の移動量を算出し、さらにこの移動量から反射鏡10
の垂直(y)軸、水平(x)軸を中心とする最適な回転
角θ、φを算出し、この値に基づいたPM駆動部22、
HM駆動部24の駆動によりPM23、HM25が回転
する。これにより反射鏡10は最適な方向に投影機7R
,7Lによる画像を投影できる位置(第1図中、太い破
線で示めした位置)に回転し、観察者8はたとえ両眼8
R,8Lを動かしたとじても3次元画像の観察を連続的
に行なうことができる。
以上のように本実施例によれば、スクリーン6と投影機
7R,7Lの光路途中に反射鏡10を配設し、駆動制御
部20でこの反射鏡10を回転させることにより、観察
者8の両眼8R,8Lの動きに追従して、最適な位置に
投影機7R,7Lによる各画像を投影できるようにした
ので、観察者8の両眼8R,8Lの動きに投影画像を追
従させるための駆動系を大幅に小型化でき、ひいては装
置全体の小型化を実現できる。
7R,7Lの光路途中に反射鏡10を配設し、駆動制御
部20でこの反射鏡10を回転させることにより、観察
者8の両眼8R,8Lの動きに追従して、最適な位置に
投影機7R,7Lによる各画像を投影できるようにした
ので、観察者8の両眼8R,8Lの動きに投影画像を追
従させるための駆動系を大幅に小型化でき、ひいては装
置全体の小型化を実現できる。
尚、駆動制御部21の構成は本実施例に限定されるもの
ではなく、反射鏡を回転できる機構を備えているもので
あればよい。また両眼位置検出部9を、観察者8の前方
に配設したがこれに限定されるものではなく、観察者8
の上方、下方、後方のfIjlれに配設してもよく、こ
れらの場合、例えば観察者8の頭部等の統計的位置関係
から両眼の位置を推定する方法等によって両眼の移動位
置検出を行なうようにすればよい。
ではなく、反射鏡を回転できる機構を備えているもので
あればよい。また両眼位置検出部9を、観察者8の前方
に配設したがこれに限定されるものではなく、観察者8
の上方、下方、後方のfIjlれに配設してもよく、こ
れらの場合、例えば観察者8の頭部等の統計的位置関係
から両眼の位置を推定する方法等によって両眼の移動位
置検出を行なうようにすればよい。
また、光学的指向性を有するスクリーンとしては、凸レ
ンズ以外に、多数のシリンドリカルレンズを集合させた
レンティキュラレンズ、微小な凸レンズが多数配置され
たいわゆる縄の目レンズ、猫の目レンズ等の指向性レン
ズ、さらにには凸レンズと同様な光学的性質を示す凹面
鏡のような反射系のものを用いてもよいことは明らかで
ある。
ンズ以外に、多数のシリンドリカルレンズを集合させた
レンティキュラレンズ、微小な凸レンズが多数配置され
たいわゆる縄の目レンズ、猫の目レンズ等の指向性レン
ズ、さらにには凸レンズと同様な光学的性質を示す凹面
鏡のような反射系のものを用いてもよいことは明らかで
ある。
(発明の効果)
以上説明したように、本発明によれば、光学的指向性を
有するスクリーンと、右目用画像、左目用画像を投影す
る投影機と、該投影機と前記スクリーン間の光路途中に
配設され、前記投影機による両画像を反射し前記スクリ
ーン上に投影させる回転可能な反射鏡と、前記両画像の
観察者の両眼の移動位置を検出する両眼位置検出部と、
該両眼位置検出部の検出データに基づいて両眼の移動量
を算出し、前記両画像の投影位置を前記観察者の両眼の
移動位置に追従するように前記反射鏡を回転する駆動制
御部とを備えたので、観察者の両眼の動きに投影画像を
追従させるための駆動系を大幅に小型化することができ
、ひいては装置全体の小型化を図れるとともに、広い分
野で使用することができ、立体眼鏡無しで臨場感温れる
3次元画像を違和感なく連続的に満喫できる映像システ
ムを実現できる利点がある。
有するスクリーンと、右目用画像、左目用画像を投影す
る投影機と、該投影機と前記スクリーン間の光路途中に
配設され、前記投影機による両画像を反射し前記スクリ
ーン上に投影させる回転可能な反射鏡と、前記両画像の
観察者の両眼の移動位置を検出する両眼位置検出部と、
該両眼位置検出部の検出データに基づいて両眼の移動量
を算出し、前記両画像の投影位置を前記観察者の両眼の
移動位置に追従するように前記反射鏡を回転する駆動制
御部とを備えたので、観察者の両眼の動きに投影画像を
追従させるための駆動系を大幅に小型化することができ
、ひいては装置全体の小型化を図れるとともに、広い分
野で使用することができ、立体眼鏡無しで臨場感温れる
3次元画像を違和感なく連続的に満喫できる映像システ
ムを実現できる利点がある。
第1図は本発明の一実施例を示す概念図、第2図は可変
焦点ミラーを採用した従来装置の概念図、第3図は指向
性スクリーンを採用した従来装置の概念図、第4図は本
発明に係る駆動制御部の!+”¥成を示すブロック図、
第5図は駆動I!I御部の動作のフローチャート、第6
図は反射鏡の駆動機構の模式図である。 図中、6・・・スクリーン、7R,7L・・・投影機、
8・・・観察者、8R・・・右目、8L・・・左目、9
両眼位置検出部、10・・・反射鏡、20・・・駆動制
御部。 特 許 出 願 人 日本電信電話株式会社代理人
弁理士 吉1)精孝 23a 反身1銭の、駆重力機J棗の1臭式図 第6図
焦点ミラーを採用した従来装置の概念図、第3図は指向
性スクリーンを採用した従来装置の概念図、第4図は本
発明に係る駆動制御部の!+”¥成を示すブロック図、
第5図は駆動I!I御部の動作のフローチャート、第6
図は反射鏡の駆動機構の模式図である。 図中、6・・・スクリーン、7R,7L・・・投影機、
8・・・観察者、8R・・・右目、8L・・・左目、9
両眼位置検出部、10・・・反射鏡、20・・・駆動制
御部。 特 許 出 願 人 日本電信電話株式会社代理人
弁理士 吉1)精孝 23a 反身1銭の、駆重力機J棗の1臭式図 第6図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 光学的指向性を有するスクリーンと、 右目用画像、左目用画像を投影する投影機と、該投影機
と前記スクリーン間の光路途中に配設され、前記投影機
による両画像を反射し前記スクリーン上に投影させる回
転可能な反射鏡と、前記両画像の観察者の両眼の移動位
置を検出する両眼位置検出部と、 該両眼位置検出部の検出データに基づいて両眼の移動量
を算出し、前記両画像の投影位置を前記観察者の両眼の
移動位置に追従するように前記反射鏡を回転する駆動制
御部とを備えた ことを特徴とする3次元画像表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63088620A JPH01259348A (ja) | 1988-04-11 | 1988-04-11 | 3次元画像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63088620A JPH01259348A (ja) | 1988-04-11 | 1988-04-11 | 3次元画像表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01259348A true JPH01259348A (ja) | 1989-10-17 |
Family
ID=13947850
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63088620A Pending JPH01259348A (ja) | 1988-04-11 | 1988-04-11 | 3次元画像表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01259348A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6459446B1 (en) | 1997-11-21 | 2002-10-01 | Dynamic Digital Depth Research Pty. Ltd. | Eye tracking apparatus |
JP2006017863A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Nec Viewtechnology Ltd | 映像表示システム、スクリーンユニット及びプロジェクタ |
KR100575628B1 (ko) * | 1998-12-24 | 2006-11-10 | 엘지전자 주식회사 | 입체화상표시장치 |
JP2008134564A (ja) * | 2006-11-29 | 2008-06-12 | Nikon Corp | 立体ディスプレイ |
WO2020090422A1 (ja) * | 2018-10-31 | 2020-05-07 | ソニー株式会社 | 映像表示装置 |
WO2020230258A1 (ja) * | 2019-05-14 | 2020-11-19 | 日本電信電話株式会社 | 表示装置とその方法 |
-
1988
- 1988-04-11 JP JP63088620A patent/JPH01259348A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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