JPH07154829A - 眼鏡型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 観察者の眼球位置に応じて映像を表示するこ
とにより、装着時のずれや左右眼の距離の個人差等に影
響を受けずに良好な両眼視差効果を得ること。 【構成】 眼球位置検出センサ108，109の出力にもとづ
き眼球位置演算回路116において観察者の眼球位置が演
算され、画像表示パネル101，102に対する観察者の眼球
位置のずれが出力される。このずれの量に基づき画像入
力端子117，118からの入力画像を可変遅延回路119，120
において遅延させる。遅延により生じた画面中の不要部
分に信号発生器122からの信号が入力されるように、ス
イッチ制御回路125はスイッチ123，124を制御する。ス
イッチ123，124の出力が画像表示パネル101，102に表示
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、右眼用，左眼用それぞ
れの表示手段を備えた眼鏡型映像表示装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来例の眼鏡型映像表示装置の構成図を
図６に示し、図６において、600は左眼用表示パネル、6
01は右眼用表示パネル、602は観察者の左眼(眼球)、603
は観察者の右眼(眼球)、604および605はそれぞれ左眼用
表示パネル600および右眼用表示パネル601に表示されて
いる左眼用画像と右眼用画像、606は前記画像604および
605によって仮想的に観察者が観察している物体、αお
よびβは画像604および605を注視したときのそれぞれ左
眼右眼の輻輳角である。

【０００３】上記のように構成された従来の眼鏡型映像
表示装置において、観察者が左眼で左眼用画像604を、
右眼で右眼用画像605を観察すると、図示の位置に物体6
06があるように見える。これは観察者の両眼に視差を与
えて奥行感を出しているためである。左眼用表示パネル
600および右眼用表示パネル601に表示する画像のずらし
量で、この奥行量は変化する。すなわち図６において輻
輳角α，βが大きくなると、物体606は手前に見え、逆
に小さくなると物体606は遠くにみえるようになる。こ
のように、画像604と605と観察者の左眼(眼球)602と右
眼(眼球)603との位置関係で、観察者が見ることのでき
る物体の位置が決まり、これを利用して立体画像が得ら
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように構成された従来の眼鏡型映像表示装置において
は、両眼の間隔に個人差があるので両眼と表示画像との
位置関係がずれ、観察者ごとに感じる奥行量が変化して
しまうという問題を有していた。

【０００５】また装着時に観察者ごとに装着位置が異な
ると、良好な両眼視差効果が現れないという問題をも有
していた。

【０００６】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、観察者の両眼間隔が異なってい
ても、ずれた位置に装着しても、常に良好な立体映像を
表示することのできる眼鏡型映像表示装置の提供を目的
とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は、
観察者の両眼に映像を表示する表示装置と、観察者の眼
球位置を検出する眼球位置検出センサと、この眼球位置
検出センサの出力から観察者の両眼眼球位置を演算し前
記表示装置の中央部と観察者の眼球位置とのずれ量を出
力する眼球位置演算回路と、表示画像を入力する画像入
力端子と、前記眼球位置演算回路の出力に基づき前記画
像入力端子からの画像位置を移動させる画像位置変換回
路とを備えることを特徴とする。

【０００８】本発明の第２の発明は、観察者の両眼に映
像を表示する表示装置と、観察者の眼球位置を検出する
眼球位置検出センサと、この眼球位置検出センサの出力
から観察者の両眼眼球位置を演算し前記表示装置の中央
部と観察者の眼球位置とのずれ量を出力する眼球位置演
算回路と、表示画像を入力する画像入力端子と、前記表
示装置を駆動する装置と、前記眼球位置演算回路の出力
に基づき前記表示装置を駆動する装置を制御する表示装
置制御回路とを備えることを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明の第１の発明によれば、眼球位置検出セ
ンサと眼球位置演算回路とにより観察者の両眼の眼球位
置を演算し、表示装置の中央位置からの眼球位置のずれ
量を出力する。画像入力端子からは左右両眼に映される
画像が入力される。画像の可変遅延回路は前記眼球位置
演算回路の出力に基づき、前記画像入力端子からの入力
画像の位置を変化させ、両眼の眼球位置に応じて常に一
定な位置に像を観察することができる。

【００１０】また本発明の第２の発明によれば、眼球位
置検出センサと眼球位置演算回路とにより観察者の両眼
の眼球位置を演算し、表示装置の中央位置からの眼球位
置のずれ量を出力する。画像入力端子からは左右両眼に
映される画像が入力される。表示装置制御回路は前記眼
球位置演算回路の出力に基づき表示装置の移動量を制御
する制御信号を出力し、表示装置の駆動装置で表示装置
を駆動することにより、両眼の眼球位置に応じて常に一
定な位置に画像を観察することができる。

【００１１】

【実施例】(実施例１)図１は本発明の実施例１の眼鏡型
映像表示装置の全体構成を示すブロック図である。図１
において、100は眼鏡型映像表示装置の画像表示部、101
および102はそれぞれ左眼用画像表示パネルおよび右眼
用画像表示パネル、103および104はそれぞれ観察者Ａの
左眼(眼球)および右眼(眼球)、105および106はそれぞれ
画像表示パネル101および102に表示された画像、107は
表示画像105および106により観察者Ａが観察している物
体、108および109はそれぞれ左眼用及び右眼用の眼球位
置検出センサである。

【００１２】110および111は観察者Ｂが画像表示部100
を装着したときの左眼(眼球)および右眼(眼球)、112は
観察者Ｂが表示画像105および106により観察している物
体、113および114は観察者Ｂのために表示した左眼用お
よび右眼用の表示画像、115は表示画像113および114に
より観察者Ｂが観察している物体である。

【００１３】116は眼球位置検出センサ108および109の
出力から眼球と画像表示パネル101および102とのずれを
演算し出力する眼球位置演算回路、117および118は右眼
用および左眼用の画像を入力する右眼用画像入力端子お
よび左眼用画像入力端子である。

【００１４】119〜125は画像入力端子117および118から
の入力画像に対してその表示位置を変化させる画像位置
変換回路の構成例であり、119および120は右眼用画像入
力端子117および左眼用画像入力端子118からの入力画像
を水平同期信号に対して可変的に遅延させる可変遅延回
路、121は眼球位置演算回路116の出力に基づき可変遅延
回路119および120の遅延量を制御する遅延量制御回路、
122は黒レベルの映像信号を出力する信号発生器、123お
よび124は可変遅延回路119および120からの入力と信号
発生器122からの入力とをそれぞれ切り替えて一方の出
力を行う右眼用スイッチおよび左眼用スイッチ、125は
スイッチ123および124を制御するスイッチ制御回路であ
る。

【００１５】上記のように構成された実施例１の眼鏡型
映像表示装置の動作について説明する。観察者Ａが画像
表示部100を所望のとおり装着した場合、すなわち観察
者Ａの左眼(眼球)103と右眼(眼球)104との中央位置と、
画像表示部100の中央位置とが一致している場合を説明
する。表示画像として観察者Ａの正面に物体107を観察
させる場合、画像表示パネル101および102上には表示画
像105および106が表示されており、観察者Ａは画像表示
部を所望の位置に装着しているので、図１のように観察
者Ａは物体107を自分の正面に観察することができる。

【００１６】つぎに観察者Ｂが画像表示部100を所望の
位置より少しずれた状態で装着した場合を説明する。上
記と同様に観察者Ｂの正面に物体107を観察させようと
画像表示パネル101および102に表示画像105および106を
表示させると、観察者Ｂの左眼(眼球)，右眼(眼球)は11
0および111は破線図示の位置にあるので、観察者Ｂは物
体112を観察するようになり観察者Ｂにとって、正面に
物体を観察することができない。そこで観察者の眼球位
置を検出し、所望の位置に画像表示を行う。

【００１７】眼球位置検出センサ108および109は観察者
の眼球位置に応じた出力を行うセンサで、例えばＣＣＤ
センサで実現することができる。ＣＣＤセンサの出力の
様子を図２に示す。図２において200および201は右眼用
および左眼用ＣＣＤセンサの出力、202および203はＣＣ
Ｄセンサの中央位置、204および205は観察者の右眼およ
び左眼、206および207は観察者の右眼および左眼の黒眼
の中央位置である。

【００１８】ＣＣＤセンサは、その中央位置202および2
03が所望の眼球位置に合うように、すなわち所望の位置
に画像表示部100が装着された場合に、センサ中央位置2
02および203と観察者の右眼，左眼(眼球)の中央位置20
6，207とが一致するように画像表示部100にあらかじめ
固定されている。眼球位置検出センサ108および109の出
力は眼球位置演算回路116に入力される。この眼球位置
演算回路116においてはまず観察者の黒眼の中央位置206
および207の検出が行われる。この中央位置206および20
7は、例えば連続した黒領域を抽出し、その重心位置を
演算することにより得られる。このようにして演算され
た黒眼の中央位置206および207と、所望のＣＣＤセンサ
中央位置202および203との位置関係がそれぞれ演算され
る。左右両眼でこの位置関係が演算されることにより、
画像表示パネル101および102に対する観察者の両眼位置
のずれが検出される。

【００１９】眼球位置演算回路116で演算された左右両
眼のずれの量が遅延量制御回路121に入力されると、こ
のずれの量に応じて画像入力端子117および118からの入
力画像を水平同期信号に対して遅延させる遅延量を出力
し、可変遅延回路119および120において入力画像の遅延
が行われる。遅延が行われると、水平同期信号から遅延
期間の間に信号の無い領域が発生する。この領域に一定
レベルの信号を入力するため、信号発生器122と、スイ
ッチ123および124と、スイッチ制御回路125とにおいて
処理がなされる。この様子を図３に示す。

【００２０】図３は右眼を例に挙げてＣＣＤセンサの出
力と画像の遅延の様子を示しており、(a)はＣＣＤセン
サの出力を示しており、300はＣＣＤセンサ109の出力、
301はＣＣＤセンサの中央位置、302は観察者の右眼の中
央位置である。(b)は画像入力端子117からの入力画像を
示しており、303は入力画像の入力範囲、304は入力画像
の物体である。(c)は可変遅延回路119の出力を示してお
り、305は可変遅延回路の出力画像、306は画像入力端子
117の入力画像枠、307は入力画像304の位置、308は遅延
された画像、309は遅延の結果入力画像の欠けている部
分である。(d)はスイッチ123の出力画像で、310は入力
画像の欠けていた部分309に一定レベルの信号が入力さ
れた部分である。

【００２１】ＣＣＤセンサ109の出力300において例えば
右眼が図のようになったとする。眼球位置演算回路116
においては、右眼(黒眼)の中央位置302の検出が行わ
れ、ＣＣＤセンサの中央位置301と右眼(黒眼)の中央位
置302のずれ量が出力される。右眼用画像入力端子117か
らは入力範囲303に画像が入力され、入力画像中に物体3
04があるとする。遅延量制御回路121においては眼球位
置演算回路116で出力される眼球のずれの量に応じて画
像の遅延量を決定する。例えば、眼球のずれがｄ(ｘ，
ｙ)であるとすると、画像のずれ、すなわち出力画像305
と入力画像枠306とのずれの量が比例的に決定され、定
数αを用いて表すとα・ｄ(ｘ，ｙ)で表される。このず
れの量に応じた画像の遅延量が遅延量制御回路121から
出力され、可変遅延回路119において遅延が行われる。
このときの出力画像が305である。

【００２２】しかしこの遅延により、入力画像の欠けた
部分309の信号は、不連続な信号であり不要な信号であ
る。そこでこの部分に一定レベルの信号を入力するため
に、信号発生器122からの信号、例えば黒レベルの一定
信号を入力する。入力画像の欠けた部分309に信号発生
器122からの信号を入力するために、スイッチ123および
スイッチ制御回路125を用いる。スイッチ制御回路125
は、遅延量制御回路121の出力から入力画像の欠けてい
る部分309を検出し、この部分に信号発生器122の信号を
入力するようにスイッチ123を切り替える。この動作に
より、スイッチ123の出力画像(ｄ)の310に示すように一
定レベル信号が入力され黒レベルの信号で満たされる。

【００２３】左眼に関しても同様な処理がなされて、そ
れぞれ画像表示パネル101および102に表示が行われる。
すなわち観察者Ｂにとって、表示画像113および114に示
すように物体が表示されることにより、破線の示す位置
に観察者Ｂは物体115を観察することになり、観察者Ａ
が見ている方向と同方向に物体を観察することができ
る。

【００２４】なお、本実施例において眼球位置検出セン
サをＣＣＤセンサを用いて実現したが、他の眼球位置検
出法、例えばラインセンサや赤外線センサ等を用いても
よい。また眼球位置演算回路は眼球位置検出センサ出力
を入力とし、眼球のずれの量を出力するＲＯＭ(Read On
ly Memory)で実現してもよい。また眼球位置演算回路11
6，遅延量制御回路121，可変遅延回路119および120，ス
イッチ制御回路125，スイッチ123および124をＤＳＰ等
で実現してもよい。

【００２５】(実施例２)図４は本発明の実施例２の眼鏡
型映像表示装置の全体構成を示すブロック図である。図
１と同じ符号のものは同じ動作を示すので詳細な説明は
省略する。図４において、400は左眼用表示パネル駆動
装置、401は右眼用表示パネル駆動装置、402は表示パネ
ル駆動装置を制御する表示パネル制御回路、403および4
04は駆動後の表示パネル、405および406は表示パネル駆
動後の物体の表示画像105および106である。

【００２６】眼球位置検出センサ108および109の出力が
眼球位置演算回路116に入力されると観察者の眼球位置
のずれの量が演算され出力される。表示パネル制御回路
402では、眼球位置のずれの量に応じて画像表示パネル1
01および102を所望の位置に駆動する信号を出力する。
この動作を図２および図５を用いて説明する。

【００２７】観察者の眼球の位置が図２に示すような位
置になっているとする。実施例１で説明したとおり、眼
球位置演算回路116ではｄ(ｘ，ｙ)が左右眼それぞれ出
力される。表示パネル制御回路402においては、ｄ(ｘ，
ｙ)に基づき表示パネルを駆動する信号を出力する。例
えばｄ(ｘ，ｙ)を比例的に変化させ、定数βを用いて、
β・ｄ(ｘ，ｙ)だけ表示パネルを移動する信号を出力す
る。この信号に基づき、表示パネル駆動装置400および4
01は表示パネルを駆動する。図５において、500は左眼
用表示パネル、501は右眼用表示パネル、502は左眼用画
像入力端子118からの入力画像、503は右眼用画像入力端
子117からの入力画像、504および505は駆動後の左眼お
よび右眼用表示パネル、506および507は左眼用・右眼用
それぞれの表示パネルに表示されている画像である。

【００２８】図４に示す表示パネル駆動装置400および4
01は、表示パネル制御回路402の出力、すなわちβ・ｄ
(ｘ，ｙ)だけ画像表示パネル101，102を移動する。この
様子を説明すると、観察者Ａが観察する場合、観察者Ａ
の眼球位置は103および104であり、これは所望の位置で
あるので画像表示パネル101，102に表示された画像105
および106によって物体107は実線の位置に観察すること
ができる。一方観察者Ｂが観察する場合、観察者Ｂの眼
球位置は110および111にあるので画像表示パネル101お
よび102によって破線の位置に物体112を観察することに
なり、観察者Ａが観察する方向と異なる位置に物体を観
察することになる。

【００２９】しかし、表示パネル制御回路402で、表示
パネル駆動装置400，401を移動させることにより画像表
示パネル101および102がβ・ｄ(ｘ，ｙ)だけずれて、403
および404に示す位置に移動するので、物体の表示画像1
05および106は、405および406の位置に画像表示されて
いることになり、観察者Ｂは115の位置に物体を観察で
き、観察者Ａが観察した場合と同じ方向に物体を観察す
ることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明の眼鏡型映像
表示装置は、眼球位置検出センサと眼球位置演算回路と
により観察者の眼球位置を検出し、観察者の眼球位置に
応じた画像を呈示することにより、装着時の装着ずれや
個人差などに影響されることなく、良好な立体画像を得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１における眼鏡型映像表示装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】図１の眼球位置検出センサの出力例図である。

【図３】図１の画像遅延の様子を示す図である。

【図４】本発明の実施例２における眼鏡型映像表示装置
の構成を示すブロック図である。

【図５】図４の表示装置駆動の説明図である。

【図６】従来例の眼鏡型画像表示装置の構成図である。

【符号の説明】

100…眼鏡型映像表示装置の画像表示部、 101，102…
左眼用，右眼用の画像表示パネル、 103，104…観察者
Ａの左眼，右眼(眼球)、 105，106，113，114…表示画
像、 107…観察者Ａが観察する物体、 108，109…左
眼用，右眼用の眼球位置検出センサ、 110，111…観察
者Ｂの左眼，右眼(眼球)、 112，115…観察者Ｂが観察
する物体、 116…眼球位置演算回路、 117，118…画
像入力端子、 119，120…可変遅延回路、 121…遅延
量制御回路、 122…信号発生器、123，124…左眼用，
右眼用の切り替えスイッチ、 125…スイッチ制御回
路、400，401…表示パネル駆動装置、 402…表示パネ
ル制御回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 観察者の両眼に映像を表示する表示装置
   と、観察者の眼球位置を検出する眼球位置検出センサ
   と、この眼球位置検出センサの出力から観察者の両眼の
   眼球位置情報を演算し前記表示装置の中央部と観察者の
   眼球位置とのずれ量を出力する眼球位置演算回路と、表
   示画像を入力する画像入力端子と、前記眼球位置演算回
   路の出力に基づき前記画像入力端子の画像位置を移動さ
   せる画像位置変換回路とを備えたことを特徴とする眼鏡
   型映像表示装置。
2. 【請求項２】 前記画像位置変換回路は、前記画像入力
   端子からの入力信号を水平同期信号を基準に遅延させる
   可変遅延回路と、前記眼球位置演算回路の出力から前記
   可変遅延回路の遅延量を制御する遅延量制御回路と、黒
   レベルの映像信号を出力する信号発生器と、前記眼球位
   置検出回路の出力により制御されて、前記可変遅延回路
   の出力および前記信号発生器からの一定レベルの信号を
   切り替えるスイッチ回路と、このスイッチ回路の出力を
   表示する前記表示装置とを備えたことを特徴とする請求
   項１記載の眼鏡型映像表示装置。
3. 【請求項３】 観察者の両眼に映像を表示する表示装置
   と、観察者の眼球位置を検出する眼球位置検出センサ
   と、この眼球位置検出センサの出力から観察者の眼球位
   置を演算し、前記表示装置の中央部と観察者の眼球位置
   とのずれ量を出力する眼球位置演算回路と、表示画像を
   入力する画像入力端子と、前記表示装置を駆動する装置
   と、前記眼球位置演算回路の出力に基づき前記表示装置
   を駆動する装置を制御する表示装置制御回路とを備えた
   ことを特徴とする眼鏡型映像表示装置。