JPS6138450B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、左右の眼に夫々に少しずれた像を与
えて立体を知覚するようにした三次元画像表示装
置に関する。

第１図は、このように両眼視差を利用して立体
を知覚することができるようにした装置の一例を
示す。同図において、１Ｌ，１Ｒは夫々プロジエ
クタを示し、２は大きな径の凸レンズを示す。プ
ロジエクタ１Ｌ，１Ｒは、視差情報を有する左右
の２つの光像を凸レンズ２に与える。この凸レン
ズ２の反対側の所定位置にいる観察者３は、プロ
ジエクタ１Ｒの光像を右眼４Ｒで見ると共に、プ
ロジエクタ１Ｌの光像を左眼４Ｌで見ることによ
り立体感を伴なつて像を見ることができる。

かかる三次元画像表示装置は、特殊な眼鏡を何
等用いないで立体像を知覚でき、また凸レンズ２
（又は大きな凹面鏡）の結像作用は、奥行感の反
転（pseudo→ortho変換）が伴なわない利点があ
る。ところが、プロジエクタ１Ｌ，１Ｒ及び凸レ
ンズ２の位置関係によつて立体視できる観察者３
の位置が固定され、もし、観察者の位置が左右の
何れか一方にずれると、光量の減少にともなう明
るさの低下と共に、ついには、像の消失が起こ
る。つまり、観察者３の眼に左右の像が正しい相
対位置で呈示されることが必要である。

本発明は、かかる点を考慮し、観察者３の位置
が左右にずれた場合でも、常に左右の像が正しく
呈示されるようにしたものである。

以下、図面を参照して本発明の一実施例につい
て説明する。第２図は、光源５から発生した光が
左右像源のスライド６Ｌ，６Ｒと投射レンズ７
Ｌ，７Ｒとを経て大きな径の凸レンズ２に入射
し、この凸レンズ２によつて入射光を観察者３の
左右の眼４Ｌ，４Ｒの付近で結像し、したがつて
明るい左右像が見えている状態を示す。スライド
６Ｌ，６Ｒは、可動の支持体８によつて支持され
ており、支持体８がサーボモータ９及び伝達機構
（例えばウオームギヤ）１０よつて左右方向に移
動できるようにされている。１１は、この支持体
８と固定部との間に介在されたスプリングを示
す。光源５及び投射レンズ７Ｌ，７Ｒの位置は、
固定とされているが、位置の変化が大きいときに
は、これらを可動の構成としても良い。

観察者３の眼の一方例えば左眼４Ｌの近傍に検
出装置１２が取り付けられる。検出装置１２は、
第３図に示すように例えば７個の受光素子（フオ
トトランジスタ、フオトダイオード等）１３ａ，
１３ｂ……１３ｇを水平方向に配列して構成され
ると共に、取付バンド１４を有しており、取付バ
ンド１４によつて観察者３の左眼４Ｌの近傍に検
出装置１２が取り付けられる。この検出装置１２
の各受光素子１３ａ〜１３ｇの検出出力がプロセ
ツサ１５に供給され、プロセツサ１５の出力がサ
ーボモータ９に与えられる。

プロセツサ１５は、第４図に示すように、受光
素子１３ａ〜１３ｇの出力を夫々増幅する増幅器
１６ａ〜１６ｇと、この増幅器１６ａ〜１６ｇの
出力が供給される位置判別回路１７と、この位置
判別回路１７の判別信号が与えられる駆動回路１
８とを備えており、駆動回路１８によつてサーボ
モータ９が駆動される。サーボモータ９として
は、ステツプモータを用いることができ、他にリ
ニアモータを用いるようにしても良い。

第２図に示すように、スライド６Ｌ及び投射レ
ンズ７Ｌを介された光の中心軸と観察者３の左眼
４Ｌとが一致している状態では、検出装置１２の
複数の受光素子１３ａ〜１３ｇのうちで中央の受
光素子１３ｄに対して光源５からの光が入射す
る。この状態において位置判別回路１７から駆動
回路１８に対しては、静止状態とすべき判別信号
が与えられ、したがつてサーボモータ９が回転し
ない。ここで矢印１９で示すように、観察者３が
右方に移動したとする。このため凸レンズ２を介
された入射光が検出素子１２の中央から左側に設
けられている受光素子例えば１３ｆに入射する。
これが位置判別回路１７によつて判別され、位置
判別回路１７から駆動回路１８に対してスライド
６Ｒ，６Ｌに支持体８を矢印２０で示す方向に所
定量だけ移動させるような方向及び移動量の情報
を夫々有する２つの判別信号が供給される。この
ようなフイードバツク制御によつて観察者３が移
動しても明るさが減少したり、像が消失したりす
ることなく、常に良好な立体視を行なうことがで
きる。従つて三次元画像表示装置をより実用的な
ものとできる。

なお、像源としては、最低２個の視差情報を有
するものが必要であるが、３個以上を用いても良
く、また、スライドに限らず、ブラウン管等を用
いても良く、その場合に動的画像を発生させるよ
うにしても良く、更に回帰性のすぐれたスクリー
ンに２個の投影源の入射軸を変えて投影するよう
にしても良い。また、凸レンズ２としてフレネル
レンズを用いることが実際的である。更に、観察
位置を検出するために、レーザー光を別個に用い
たり、観察者をテレビカメラ等で撮影し、眼と線
状投影画像とを一致するパターン認識装置を設け
るようにしても良い。

また、上述の本発明の一実施例は、スライド６
Ｌ，６Ｒを共に水平方向に動かすようにして観察
位置の左右方向の移動に対処するようにしたもの
であるが、これと共に、観察位置の前後方向の移
動に対処するようにしても良い。このために、凸
レンズ２の位置を前後方向に可変としたり、或い
は凸レンズ２として可変焦点レンズを用い、更
に、スライド６Ｌ，６Ｒ間の間隔を可変できる構
成となされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用しうる三次元画像表示装
置の説明に用いる略線図、第２図は本発明の一実
施例の構成図、第３図は検出装置の斜視図、第４
図はプロセツサの構成を示すブロツク図である。 ２は凸レンズ、３は観察者、５は光源、６Ｌ，
６Ｒはスライド、９はサーボモータ、１２は検出
装置、１３ａ〜１３ｇは受光素子である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 凸レンズは凹面鏡を介して視差情報を有する
   複数の光像を左右の眼によつて観察するようにし
   た三次元画像表示装置において、観察者の眼と上
   記凸レンズ又は凹面鏡を介された眼に対する入射
   光との水平方向の位置関係を光電的に検出する手
   段と、この検出出力により上記入射光の中心軸を
   上記観察者の眼に略々一致させるための位置制御
   手段とを設けるようにした三次元画像表示装置。