JP2001133728A - 画像表示装置及びそれを用いた情報処理装置 - Google Patents
画像表示装置及びそれを用いた情報処理装置Info
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Abstract
の画像表示装置及びそれを用いた情報処理装置を提供す
ること。 【解決手段】情報処理装置が生成する表示画像を投射す
る投射部と当該投射部が投射する画像を表示する指向性
スクリーンとを備える。別に、上記投射部と指向性スク
リーンを備え、更に投射部と情報処理装置の有する操作
部とが相互に固定される。
Description
いる画像表示装置、特に鑑賞者が限られる場合に使用し
て好適な画像表示装置及びそれを用いた情報処理装置に
関する。
ッサ、グラフィックシステム、CAD(Computer Aided
Design)システム、ゲーム機等の情報処理装置では、
処理結果の画像を表示するために画像表示装置が用いら
れる。鑑賞者(使用者)は、インタラクティブに操作部
を操作して情報処理装置に処理を実行させ、処理結果の
画像を画像表示装置に表示して鑑賞する。画像表示装置
として、例えばCRT(Cathode Ray Tube)や液晶ディ
スプレイ等を用いた表示装置があり、また使用目的によ
っては、スクリーンを備え、これにCRTや液晶を用い
た投射部から画像を投射して表示する投射型画像表示装
置がある。
装置は、一般に視野角が広く(指向性が鈍く)、視野角
が狭くなる傾向がある液晶表示装置では、その指向性を
弱めることに努力が払われている。しかしながら、画像
表示装置の使用形態をみると、鑑賞者が個人に限られる
場合が多く、鑑賞者と画像表示装置との位置関係もほぼ
固定される場合が多い。この場合は、鑑賞者のみが画像
を見ることができれば良く、鑑賞者以外の人が周囲より
覗きこんで表示画像を見ること、即ち作業中に情報が周
囲に漏洩することは、むしろ避けることが望ましい場合
が多い。従って、このような使用形態では、指向性は強
い方が望ましい。しかし、情報処理装置用の画像表示装
置として、従来にこのような観点から設計された表示装
置は見当らないのが現状である。また、従来の画像表示
装置は、指向性が弱いために鑑賞者の周辺に光を分散し
ており、鑑賞者が限られる場合には無駄な電力を消費し
ていることになる。
密性及び省電力性に優れた、情報処理装置用の画像表示
装置及びそれを用いた情報処理装置を提供することにあ
る。
報処理装置が生成する表示画像を投射する投射部と当該
投射部が投射する画像を表示する指向性スクリーンとを
有する画像表示装置によって達成される。指向性を鑑賞
者の方向に設定することにより、機密性が得られ、光の
分散を抑えることが可能となって省電力化が可能とな
る。上記情報処理装置として、パーソナルコンピュータ
を始め、ワードプロセッサ、グラフィックシステム、C
ADシステム、ゲーム機等がある。
いた投射型画像表示装置に使用するスクリーンとして公
知である。この表示装置は、立体視を特殊な眼鏡を着用
することなく可能にするものである。立体視用の指向性
スクリーンに、鑑賞者から見て水平方向の集光手段とし
て合わせ鏡群を用いた指向性反射スクリーンが知られて
いる(例えば、平成3年7月朝倉書店発行 大越孝敬著
「三次元画像工学」の第28頁及び第91頁〜第97頁
参照)。それらを図18及び図19に示す。
面直交合わせ鏡群によって水平方向に集光性があり、更
に、鏡面に加えた凹凸によって垂直方向に拡散性があ
る。図19に示すスクリーンでは、垂直方向の拡散性を
2面直交合わせ鏡群11と組み合わせた蒲鉾状レンズ群
12によって得ている。2面直交合わせ鏡群11では、
図20に示すように、光線は入射してきた方向に反射す
る。従って、図21に示すように、右眼用、左眼用のそ
れぞれ画像投影手段(投射部)2a,2bと、図18又
は図19に示した指向性スクリーン1とを組み合わせる
ことにより、立体画像表示装置が形成される。即ち、こ
のような構成において、指向性スクリーン1に照射され
た映像信号は、反射されると水平方向には画像投影手段
2a,2bの位置に集光する。そして、2個の画像投影
手段を鑑賞者の右眼及び左眼の直上又は直下に配置し、
併せて両眼視差の原理に基づく立体画像信号となる一対
の映像信号を照射することにより、特殊な眼鏡を着用す
ることなく立体映像を鑑賞することができる。
具備した表示装置を情報処理装置に用いる画像表示装置
とするものである。指向性スクリーンの指向性によって
投射部から投射された画像が特定の範囲に集光され、画
像を鑑賞する範囲が制限される。この範囲を鑑賞範囲と
称することとする。この鑑賞範囲に鑑賞者位置があるよ
うに、指向性スクリーンと投射部が配置される必要があ
る。
て形成される鑑賞範囲を示した上面図である。投射部2
の出射瞳位置から指向性スクリーン1の中心迄の距離を
Lとすると、最適鑑賞位置(鑑賞水平幅が最も広くなる
位置)の線上に投射部2の出射瞳が位置するので、最適
鑑賞位置とスクリーン1の中心迄の距離もLとなる。ス
クリーン全面からの投影画像の集光によって最適鑑賞位
置において最も広い鑑賞水平幅が得られるが、実用的に
は、多少の鑑賞水平幅の低下を許容した裕度を与えるこ
とができる。最適鑑賞位置の鑑賞水平幅をDとすると、
裕度を与える範囲、即ち鑑賞範囲は、図1の平行線を引
いた部分Sとなる。鑑賞範囲は、前方に裕度a、後方に
裕度bが与えられる。前方裕度a及び後方裕度bは、ス
クリーン1面上での表示画像の水平幅Wを用いてそれぞ
れ次式で与えられる。
a,bは凡そ100〜200mmとなる。この場合、投
射部2を鑑賞者の前に置くときは、後方裕度bを採用し
て、投射部2を鑑賞者の前100〜200mmに配置す
ることになる。そして、投射部2の位置は、上方からみ
て図1のようであればよく、即ち、鑑賞者に対して垂直
方向(図1の面に垂直の方向)の任意の位置でよく、特
定の面上に限定されない。
正面に置く設定は、特に操作をインタラクティブに行な
う場合に便利である。この場合、操作部は、鑑賞者の手
元に置かれるので、鑑賞者との距離は凡そ100〜20
0mmとなる。従って、投射部と操作部を相互に固定す
ると、投射部の位置設定が自動的になされることにな
り、投射部の位置設定を容易ならしめることができる。
が生成する表示画像を投射する投射部と当該投射部が投
射する画像を表示する指向性スクリーンとを有し、投射
部が画像表示装置の有する操作部と相互に固定されてい
る画像表示装置によっても達成することができる。
装置の操作部は、パーソナルコンピュータ、ワードプロ
セッサ、グラフィックシステム、CADシステムではキ
ーボードやマウス等であり、特にゲーム機ではジョイス
ティックである場合が多い。本発明の目的を達成するた
めの後者の画像表示装置では、これら(マウスの場合は
マウスパッド)が投射部と相互に固定される。
フィックシステム、CADシステム又はゲーム機等で
は、立体表示装置を用いて3次元効果を高めることが考
えられる。しかし、眼鏡不要の立体表示装置において
は、鑑賞位置が必ずしも定まらないという課題があっ
た。投射部と操作部とを相互に固定する手段は、鑑賞位
置が自ずと定まるので、当該課題が効果的に解決され
る。
及びそれを用いた情報処理装置を図面を用いた幾つかの
発明の実施の形態を参照して更に詳細に説明する。な
お、図1〜図21における同一の記号は、同一物又は類
似物を表示するものとする。
は指向性スクリーン、2は情報処理装置で生成した画像
を指向性スクリーン1に投射する投射部、3は指向性ス
クリーン1を固定するためのスクリーンスタンド、4
は、情報処理装置にデータを入力し、その動作指示を行
なうための操作部である。更に、図2において、15は
中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)、
16は中央処理装置15が使用するプログラムとデータ
を格納する記憶装置、17は中央処理装置15及び記憶
装置16を備える情報処理装置の装置本体を示す。
及び投射部2とスクリーン1とからなる画像表示装置に
よって構成され、鑑賞者Hによる操作部4の操作に基づ
いて情報処理を実行し、処理結果の画像信号を投射部2
に送る。情報処理装置は、本発明の実施の形態において
は、パーソナルコンピュータとして構成される。情報処
理装置は、その他に、ワードプロセッサ、グラフィック
システム、CADシステム、ゲーム機等として構成する
ことが可能である。
せ鏡群11を用いて構成され、合わせ鏡群11の挟角が
90度で、かつ、合わせ鏡群11の稜線が上下方向に
(垂直方向に)構成される。この場合、投射部2から投
影された画像信号はスクリーン1で反射され、水平方向
には入射方向に戻され、投射部2の近傍に集光される。
この集光位置が鑑賞範囲となる。
を採用することによって、投射部2は、鑑賞者Hがスク
リーン1の方を向いたときの鑑賞者Hの直ぐ前に、上記
した鑑賞範囲に鑑賞者H位置が含まれるように配置され
る。投射部2は、そのような配置のほか、鑑賞範囲に鑑
賞者H位置が含まれる範囲で、例えば鑑賞者Hの頭上に
配置することが可能である。
置の操作部として、キーボード、マウス等があり、特に
ゲーム機では、ジョイスティックがある。
RTや液晶ディスプレイ等と投射レンズとを有し、通
常、出射瞳は投射レンズの内部に形成される。
の有する指向性によって鑑賞者のみが鑑賞可能となり、
機密性に優れ、かつ、周囲に不要な画像信号光が分散し
ない省電力の画像表示装置を得ることができる。
ことにより、鑑賞者数を制限することができる機密性に
優れた情報処理装置を実現することができる。
1における操作部をスクリーン1の前に移動しかつ操作
部と投射部とを相互に固定した発明の実施の形態を図4
に示す。投射部2と操作部4の筐体同士が固定され、投
射部2が操作部4の下に置かれる。操作部4は、鑑賞者
Hの手元に置かれ、それによって投射部2は、上記した
鑑賞範囲を満たして配置される。なお、操作部4がマウ
スの場合は、マウスパッドが投射部の上面に固定され
る。また、装置本体17は、発明の実施の形態1の場合
と同様に備えられるが、図の簡単化のためその図示を省
略する。
部2を相互に固定することにより、投射部の位置設定を
容易ならしめることができる。
るほか、図5に示すように操作部4の前方に配置し、出
射した画像を反射鏡5aによって反射させた後にスクリ
ーン1に投射させても良い。この場合、反射鏡5aは、
操作部4に固定され、投射部2と操作部4が固定部材6
を用いて相互に固定される。投射部2は、更に、図6に
示すように操作部の直上に配置しても良い。この場合
は、投射部2と操作部4が固定部材7を用いて相互に固
定される。図5の場合は、投射部2の鏡像が、図6の場
合は、投射部2の垂直方向の投影面が上記した鑑賞範囲
に交わるように配置される。
え、専用の眼鏡を掛けることなく立体視が可能な情報処
理装置用の画像表示装置を図7に示す。図7において、
2aは右目用投射部、2bは左目用投射部である。スク
リーンは、発明の実施の形態1,2で用いたものと同じ
であり、投射部2a,2bが操作部4の下で操作部4に
固定されている。
応する鑑賞範囲は、左右画像のクロストークを避けるた
めに鑑賞者Hの両眼間隔以下にすることが望ましい。ま
た、2個の投射部2a,2bの間隔は、両眼間隔とする
ことが望ましい。人間の両眼間隔は、平成8年6月人間
生活工学研究センター発行「設計のための人体寸法デー
タ集」の79頁によれば49〜74mmである。このよ
うに、投影部が2個の場合には立体視が可能な鑑賞範囲
は、最大で両眼間隔の74mm程度に設定される。
a,2bと操作部4とが相互に固定されるので、立体視
鑑賞の位置が自ずと定められ、安定した立体視鑑賞が可
能となる。
合には、図8に示すように3個以上の投射部、例えば4
個の投射部2a,2b,2c,2dを用い、各投射部
が、設置位置に応じた視差画像を投影するようにすれば
良い。以上のように投射部が複数個の場合にも、図7に
示したように、各投射部は、操作部4の直下にあっても
良く、更に、図9及び図10に示すように、操作部4の
前方に配置され、投射画像が反射鏡5b(図9)、反射
鏡5c(図10)で反射した後にスクリーンに投影され
るようにしても良い。
したスクリーン1の構成は、図3aに示したように、合
わせ鏡の挟角が90度のものを用いている。以下に、本
発明に用いて好適なその他のスクリーンの構成を説明す
る。
操作する以外に若干名が鑑賞できるようにしたいとき
は、図3bに示すように、挟角が90度と90度以外の
合わせ鏡を周期的に配置した合わせ鏡群21(特開平1
0−186522号公報参照)を採用することができ
る。図3bでは、90度を含め2種類の挟角成分を含む
合わせ鏡群21について示しており、この場合には、3
人が鑑賞可能な画像表示装置を得る。また、90度を含
めてn種類の挟角成分を含む合わせ鏡群を用いると(2
n−1)人が鑑賞可能な画像表示装置を得ることができ
る。
に合わせ鏡群11に加えて垂直方向に反射光を拡散させ
る拡散手段12を備えると、垂直方向に鑑賞範囲に裕度
を持つことができる。ここで、垂直方向の拡散手段12
は、図19に示したように蒲鉾状のレンズ群を、レンズ
線が水平方向となるように配置することによって構成さ
れる。また、垂直方向の拡散手段は、回折現象を活用し
たホログラフィック素子を用いて構成することが可能で
ある。
全体として垂直方向で凹面である形状にすると、投射画
像が垂直方向に効率よく集光されるため、画像全体が鑑
賞可能な範囲を広げることができる。ここで凹面の曲率
半径を、投射部2とスクリーン1の距離と一致させるが
望ましい。同様に、図12に示すように、スクリーン1
を水平方向にも凹面である形状にすると、投射画像が水
平方向に効率よく集光され、画像全体が鑑賞可能な範囲
を広げることができる。
合、指向性スクリーンを用いたときの投射部2の出射瞳
位置における画像の鑑賞可能な範囲は水平方向に、即ち
鑑賞水平幅は10mm〜500mが好ましく、また、垂
直方向には、10mm〜1000mmが好ましいという
結果が得られた。この垂直方向の幅は、鑑賞垂直幅と定
義される。このような水平、垂直の範囲は、上記したス
クリーン構成によって実現することができる。
装置は投射型の装置であるため、鑑賞時には投射部2と
スクリーン1の相対的な位置を最適な距離に設定する必
要がある。このため、図13に示すように、スクリーン
スタンド3を操作部4の方向に延長して操作部4又は投
射部2に固定し、操作部4、投射部1及びスクリーン1
を相互に固定化することが望ましい。その他に、図14
に示すように、スクリーン1上に、投射部2の最適位置
に対応した画像の大きさを枠8又は目盛9によって記し
ておく方法がある。鑑賞時に投射画像が枠8又は目盛9
に合うようにすればよく、距離設定を容易にすることが
できる。
の他に、スクリーン1面上での画像位置の調整や投射部
2のレンズの焦点合わせがある。そのために、例えば図
15に示すように、操作部4にカメラ10を据付け、カ
メラ10が取り込む投射画像を基に投射画像の位置を調
整し更に焦点を調節する自動制御装置(図示せず)を設
ける方法がある。この場合に、自動制御装置は、図16
に示すようにカメラ10の取り込み画像から、まず、カ
メラ10の焦点を最適化し、次に、レンズの投射方向を
制御して投射画像位置を最適化した後に、レンズの焦点
を最適化する。このような自動調節は、常時行なっても
良いし、或いは、画像表示装置立ち上げ時のみ又は必要
時のみに行なっても良いことは言うまでもない。
し、例えば、図17に示すようなカバン状になるように
構成することによって運搬に便利な構造とすることが可
能である。折りたたんだ後、画像表示装置は、止め金1
3で固定され、取っ手14が付けられる。
いることにより、機密性、省電力性に優れた情報処理装
置用の画像表示装置及びそれを用いた情報処理装置を実
現することができる。さらに、眼鏡を掛けることなく立
体視が可能な画像表示装置の鑑賞位置設定を確実かつ容
易に行なうことができる。
範囲を説明するための上面図。
報処理装置の第1の発明の実施の形態を説明するための
上面図。
断面図。
めの側面図。
明するための側面図。
を説明するための側面図。
めの上面図。
例を説明するための上面図。
例を説明するための上面図。
の例を説明するための上面図。
ンの第1の別の例を説明するための側面図。
ンの第2の別の例を説明するための上面図。
ンの第3の別の例を説明するための側面図。
ンの第4の別の例を説明するための正面図。
明の実施の形態を説明するための側面図。
明するためのフローチャート。
説明するための側面図。
るための部分構造図。
るための部分構造図。
するための水平断面図。
面図。
ド、4…操作部、11…合わせ鏡群、12…垂直方向拡
散手段。
Claims (23)
- 【請求項1】 情報処理装置が生成する表示画像を投射
する投射部と当該投射部が投射する画像を表示する指向
性スクリーンとを有していることを特徴とする画像表示
装置。 - 【請求項2】 情報処理装置が生成する表示画像を投射
する投射部と当該投射部が投射する画像を表示する指向
性スクリーンとを有し、投射部と情報処理装置の有する
操作部とが相互に固定されていることを特徴とする画像
表示装置。 - 【請求項3】 前記投射部の出射瞳位置における鑑賞水
平幅が10mm〜500mmであることを特徴とする請
求項1又は請求項3に記載の画像表示装置。 - 【請求項4】 前記投射部の出射瞳位置における鑑賞垂
直幅が10mm〜1000mmであることを特徴とする
請求項1又は請求項2に記載の画像表示装置。 - 【請求項5】 前記指向性スクリーンは、合わせ鏡群を
含むこと特徴する請求項1〜請求項4のいずれか一に記
載の画像表示装置。 - 【請求項6】 前記合わせ鏡群は、挟角が90度の合わ
せ鏡を含むことを特徴とする請求請5に記載の画像表示
装置。 - 【請求項7】 前記合わせ鏡群は、複数の異なる狭角の
合わせ鏡が周期的に配置されてなることを特徴とする請
求項5又は請求項6に記載の画像表示装置。 - 【請求項8】 前記指向性スクリーンは、合わせ鏡の稜
線に対して垂直方向に凹面になっていることを特徴とす
る請求項5〜請求項7のいずれか一に記載の画像表示装
置。 - 【請求項9】 前記指向性スクリーンは、合わせ鏡の稜
線に対して水平方向に凹面になっていることを特徴とす
る請求項5〜請求項8のいずれか一に記載の画像表示装
置。 - 【請求項10】 前記指向性スクリーンは、合わせ鏡の
稜線方向に反射画像を拡散させる拡散手段を含むことを
特徴とする請求項5〜請求項9のいずれか一に記載の画
像表示装置。 - 【請求項11】 前記拡散手段は、蒲鉾状のレンズ群で
あることを特徴とする請求項10に記載の画像表示装
置。 - 【請求項12】 前記拡散手段は、ホログラフィック素
子からなることを特徴とする請求項10に記載の画像表
示装置。 - 【請求項13】 前記指向性スクリーンは、投射部と指
向性スクリーンの間隔に応じた投射画像サイズを示す目
盛をスクリーン上に有することを特徴とする請求項1〜
請求項12のいずれか一に記載の画像表示装置。 - 【請求項14】 前記指向性スクリーンに表示される投
射画像を取り込むカメラと、当該カメラが取り込み画像
をもとに投射部を制御して投射画像の位置及び焦点を自
動調節する制御装置とを更に有することを特徴とする請
求項1〜請求項12のいずれか一に記載の画像表示装
置。 - 【請求項15】 前記投射部が複数であることを特徴と
する請求項1〜請求項14のいずれか一に記載の画像表
示装置。 - 【請求項16】 前記指向性スクリーンは、投射部及び
操作部と相互に固定されていることを特徴とする請求項
1〜請求項13のいずれか一に記載の画像表示装置。 - 【請求項17】 前記投射部が複数であることを特徴と
する請求項16に記載の画像表示装置。 - 【請求項18】 前記指向性スクリーンと、投射部及び
操作部とは、画像表示装置が運搬のために小型となるよ
うに変形可能であることを特徴とする請求項16又は請
求項17に記載の画像表示装置。 - 【請求項19】 小型に変形してカバン状になるように
構成されていること特徴とする請求項18に記載の画像
表示装置。 - 【請求項20】 中央処理装置並びに当該中央処理装置
が使用するプログラム及びデータを格納する記憶装置を
備えた装置本体と、中央処理装置の使用するデータを入
力するための操作部と、中央処理装置の処理結果の画像
を表示する画像表示装置とを有しており、当該画像表示
装置は、表示する画像を投射する投射部と当該投射部が
投射する画像を表示する指向性スクリーンとを有してい
ることを特徴とする情報処理装置。 - 【請求項21】 中央処理装置並びに当該中央処理装置
が使用するプログラム及びデータを格納する記憶装置を
備えた装置本体と、中央処理装置の使用するデータを入
力するための操作部と、中央処理装置の処理結果の画像
を表示する画像表示装置とを有しており、当該画像表示
装置は、表示する画像を投射する投射部と当該投射部が
投射する画像を表示する指向性スクリーンとを有し、投
射部と操作部とが相互に固定されていることを特徴とす
る情報処理装置。 - 【請求項22】 中央処理装置並びに当該中央処理装置
が使用するプログラム及びデータを格納する記憶装置を
備えた装置本体と、中央処理装置の使用するデータを入
力するための操作部と、中央処理装置の処理結果の画像
を表示する画像表示装置とを有しており、当該画像表示
装置は、表示する画像を投射する投射部と当該投射部が
投射する画像を表示する指向性スクリーンとを有してい
ることを特徴とするパーソナルコンピュータ。 - 【請求項23】 中央処理装置並びに当該中央処理装置
が使用するプログラム及びデータを格納する記憶装置を
備えた装置本体と、中央処理装置の使用するデータを入
力するための操作部と、中央処理装置の処理結果の画像
を表示する画像表示装置とを有しており、当該画像表示
装置は、表示する画像を投射する投射部と当該投射部が
投射する画像を表示する指向性スクリーンとを有し、投
射部と操作部とが相互に固定されていることを特徴とす
るパーソナルコンピュータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31613999A JP2001133728A (ja) | 1999-11-08 | 1999-11-08 | 画像表示装置及びそれを用いた情報処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31613999A JP2001133728A (ja) | 1999-11-08 | 1999-11-08 | 画像表示装置及びそれを用いた情報処理装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001133728A true JP2001133728A (ja) | 2001-05-18 |
JP2001133728A5 JP2001133728A5 (ja) | 2006-03-23 |
Family
ID=18073703
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31613999A Pending JP2001133728A (ja) | 1999-11-08 | 1999-11-08 | 画像表示装置及びそれを用いた情報処理装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001133728A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011197674A (ja) * | 2010-03-17 | 2011-10-06 | Seiko Epson Corp | 画面システムおよびスクリーン |
JP2011248149A (ja) * | 2010-05-27 | 2011-12-08 | Kyocera Corp | 携帯電子機器及び画像投影ユニット |
JP2011248150A (ja) * | 2010-05-27 | 2011-12-08 | Kyocera Corp | 携帯電子機器及び画像投影ユニット |
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US9010942B2 (en) | 2010-05-27 | 2015-04-21 | Kyocera Corporation | Mobile electronic device and image projection unit |
JP2015126237A (ja) * | 2013-12-25 | 2015-07-06 | キヤノン株式会社 | 情報処理装置、情報処理システム、情報処理方法及びプログラム |
-
1999
- 1999-11-08 JP JP31613999A patent/JP2001133728A/ja active Pending
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Legal Events
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