JP2005037636A - 3次元画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】回転する自発光の2次元表示ディスプレイを用いて実用レベルの品質を持った3次元画像を表示すること。
【解決手段】自発光の2次元表示ディスプレイとして有機ELパネル8を用い、回転板6を高速回転させて有機ELパネル8を回転軸Oを中心に高速回転させる。この状態で、2次元断面画像を有機ELパネル8にその回転角に同期して切り替えて表示することにより、連続する前記2次元断面画像の集合としての3次元画像が表示される。その際に、有機ELパネル8は高速のリフレッシュレートを持っているため、前記回転角に同期して2次元断面画像を切り替えて表示することが可能なため、前記3次元画像を実用レベルの品質で表示することができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、回転する2次元表示ディスプレイの回転角に同期して、この2次元表示ディスプレイに画像を切り替えて表示することによって3次元画像を表示する3次元画像表示装置に関する。
3次元画像を表示する3次元画像表示装置(3次元ディスプレイ装置と称することもある)は、医療や化学(分子構造解析)、機械設計(CAD)、広告ディスプレイ、エンターテイメントなど多くの分野でその実現が望まれている。
その結果、3次元ディスプレイ装置として、両眼視差を利用したものが実用化され、例えば、50インチ型の4視点の3次元ディスプレイ装置が発表されたり、3次元ディスプレイ機能を組み込んだ携帯電話が実用化されている。
これらの両眼視差を利用した3次元ディスプレイ装置は、平面ディスプレイ装置から比較的容易に3次元画像を表示することが可能である反面、立体に見える視点位置が限定されてしまい、観察者が自由な位置から画像を観察することができない。
そこで、観察者が自由な位置から3次元画像を観察できる方式として、体積走査型の3次元ディスプレイ装置が知られており、製品として実用化されている。
図13はこの体積走査型の3次元ディスプレイ装置の概略構造を示した図である。3次元ディスプレイ装置132は、台座部134と、台座部134の上で高速回転(730rpm)するスクリーン136と、このスクリーン136を収納する風防138を有している。台座部134は回転するスクリーン136にDMD(Digital Micromirror Device)を使用して画像を投影するプロジェクタを構成する光学系を内蔵し、その投影ミラ−部140が台座部134の上面に設置されている。このプロジェクション機能はスクリーン136の回転角に同期して3次元オブジェクトの断面画像をスクリーン136に切り替えて投影する。
ここで、上記した体積走査型の3次元ディスプレイ装置により3次元画像を表示できる原理について図14を用いて説明する。図14(A)に示すように、ある丸い3次元オブジェクト142を表示することを考える。スクリーン136が連続的に回転している状態で、スクリーン136がある回転角のとき、この3次元オブジェクト142の表面切断画像を考える。
図14(B)に示すように、アングル(回転角)1のとき、スクリーン136は3次元オブジェクト142に僅かに侵入した位置にあり、その表面切断画像 (以下断面図と称する)は図14(C)のアングル1に示すように、初めは小さい円144となる。以下同様で、スクリーン136は3次元オブジェクト142に侵入するにつれて、その断面画像の大きさが変化し、アングル3で円144のサイズが最大、その後アングル5でまた小さくなり、最後に、スクリーン136は3次元オブジェクト142から離脱する。
このようにスクリーン136のアングル毎に、図14(C)に示したような3次元オブジェクトの断面画像を投影ミラ−部140からスクリーン136に投影して表示させるようにする。この時スクリーン136が高速回転していれば、目の積分効果によりスクリーン136は見えなくなり、表示した断面画像が残像として全て見えるようになる。そのため、連続した断面画像の集合として、3次元オブジェクト142の3次元画像が表示される。この効果が有効にあらわれるためには、体積の書き換え周期が30Hz以上あることが望ましい。(それ以下でもちらつきはあるものの3次元画像表示は可能)そのため、スクリーン136の回転数として15Hz以上(900rpm)が望ましい。
しかし、回転するスクリーン136にプロジェクタを用いて画像を表示するには、複数回に亙りミラーに映像を反射させる必要があるため、精度良く画像を表示するには、ミラーによる複雑な反射系を精密に作る必要がある。これでは、装置の価格が高くなってしまうし、そもそも表示精度を上げることが難しく、ぼやけた3次元画像しか得られず、その上、3次元画像の輝度やコントラストを向上させることも難しいという問題がある。
このような3次元ディスプレイ装置の問題点を解決する1つの方法として、プロジェクタを使用せずに、回転する自発光の2次元表示ディスプレイ(2次元表示パネルに同じ)にその回転角に同期して画像を切り替えて直接表示する方式があり、この方式では、3次元画像を鮮明に表示できると共に、表示精度、輝度及びコントラストを向上させることができ、このような方式の基本アイデアが公知となっている(例えば特許文献1参照)。
特表昭56−500313号公報 (第3−8頁、第1図)
しかしながら、従来の回転する自発光の2次元表示ディスプレイにその回転角に同期して画像を切り替えて表示する方式では、その自発光2次元表示ディスプレイとして、以下の条件が必要となる。(1)高速リフレッシュレート、例えば、体積の書き換え周期が30Hzで、角度分解能を2度(一周で180)とすると、自発光2次元表示ディスプレイの1画面の書き換え周期は30Hz×180=4800Hzとなる。(2)ディスプレイとしての基本性能である高精細・高輝度・高コントラスト、(3)視野角が広い、これは視野角が狭いと斜めからディスプレイを見ても表示画像が見えず、これでは3次元画像として見えない。(4)薄い、ディスプレイが厚いとその部分は画像が表示されないため違和感のある3次元画像となる。(5)表面と裏面の両面発光。
ところが上記公知例では、自発光ディスプレイの実施例として2次元に配列されたLEDパネルを用いることが記述されているが、現在まで、2次元に配列されたLEDで、上記のような条件を満たすようなものは存在せず、従って、LEDパネルを用いて回転する自発光の2次元表示ディスプレイを構成しても、角度分解能が悪いものしかできず、それ故ちらつきが大きく且つ解像度が粗い3次元画像しか表示できない。このため、回転するLEDパネルにその回転角に同期して2次元の断面画像を表示しても実用レベルのまともな3次元画像を表示することは不可能である。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、回転する自発光の2次元表示ディスプレイを用いて実用レベルの品質を持った3次元画像を表示することができる3次元画像表示装置を提供することにある。
本発明は上記目的を達成するため、回転する1枚の自発光の2次元表示パネルにその回転角に同期して2次元画像を切り替えて表示することによって前記2次元画像の集合である3次元画像を表示する3次元画像表示装置にあって、前記自発光の2次元表示パネルは有機エレクトロルミネッセンスパネルであることを特徴とする。
このように本発明の3次元画像表示装置では、回転する1枚の自発光の2次元表示パネルとして有機エレクトロルミネッセンスパネルを用いることにより、前記回転角に同期して2次元画像を高速で切り替えて表示することができるため、回転を上げ且つ2次元画像を切り替える単位回転角度を小さくすることができ、これにより角度分解能を上げて、ちらつきのない3次元画像を表示することができ、実用的レベルの3次元画像表示装置を実現することができる。また、有機エレクトロルミネッセンスパネルは自発光であるため、ちらつきのない鮮明な3次元画像を表示でき、且つ、その2次元の表示画像は高精細・高輝度・高コントラスト化が容易に可能であるので、ちらつきのない鮮明な3次元画像を高精細・高輝度・高コントラストで表示することができる。
以上詳細に説明したように、本発明によれば、回転する自発光の2次元表示ディスプレイとして有機ELパネルを用いることにより、この有機ELパネルの回転角に同期して2次元断面画像を切り替えて表示する際のリフレッシュレートを高速にすることができるため、前記2次元断面画像の集合としての3次元画像をちらつきなく表示することができ、実用レベルの3次元画像表示装置を実現することができる。その上、有機ELパネルを構成する有機EL素子が自発光なため、視野角が広く、観察者はどのような位置からでも鮮明に表示された2次元断面画像を見ることができるため、完全な3次元画像を表示することができる。更に、有機EL素子が自発光なため、3次元画像を高精細・高輝度・高コントラストで表示することが可能で、3次元画像の表示品質を著しく高めることができる。
また、回転する有機ELパネルとして両面発光のものを用いて、同一の2次元断面画像を両面同時に表示することにより、回転数を抑えても、ちらつきのない3次元画像を表示することができる。
更に、回転する有機ELパネルとして2枚の片面発光の有機ELパネルの非発光面を貼り合わせて1枚の両面発光有機ELパネルとすることで、回転数を抑えても、ちらつきのない明るい3次元画像を表示することができる。
また、回転する有機ELパネルとして両面発光のものを用いて、同一の2次元断面画像を両面同時に表示することにより、回転数を抑えても、ちらつきのない3次元画像を表示することができる。
更に、回転する有機ELパネルとして2枚の片面発光の有機ELパネルの非発光面を貼り合わせて1枚の両面発光有機ELパネルとすることで、回転数を抑えても、ちらつきのない明るい3次元画像を表示することができる。
回転する自発光の2次元ディスプレイにその回転角に同期して2次元画像を表示して実用レベルの品質を持った3次元画像を表示させる目的を、前記2次元ディスプレイとして有機エレクトロルミネッセンスパネルを用いることによって容易に実現した。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る3次元画像表示装置の外観例を示した斜視図である。
3次元画像表示装置2は、円筒状の台座部4と、台座部4の上面に回転自在に設置された円板状の回転板6と、この回転板6の直径方向に立設された1枚の四角形状の有機エレクトロルミネッセンス(以下ELと略称する)パネル8から構成されている。この有機ELパネル8は矢印200に示すように片面発光タイプで、回転板6が回転すると、有機ELパネル8も回転し、その回転軸Oは回転板6の中心点と一致する。
3次元画像表示装置2は、円筒状の台座部4と、台座部4の上面に回転自在に設置された円板状の回転板6と、この回転板6の直径方向に立設された1枚の四角形状の有機エレクトロルミネッセンス(以下ELと略称する)パネル8から構成されている。この有機ELパネル8は矢印200に示すように片面発光タイプで、回転板6が回転すると、有機ELパネル8も回転し、その回転軸Oは回転板6の中心点と一致する。
図2は有機ELパネル8に画像を表示する3次元画像表示回路の構成を示したブロック図である。
3次元画像表示回路は、台座部4と回転板6に分かれて搭載されている。台座部4側は、外部から画像データと制御情報を受け取る受信手段12と、受信した画像データを圧縮する圧縮部14、圧縮部14の動作領域を提供するメモリ16と、圧縮した画像データを回転板6側に送信する伝送手段18と、受信した画像データの画像処理等を行う制御部20を有している。
回転板6側は、台座部4側から送信された圧縮画像データを受信する受信手段22と、受信した圧縮データを伸長して有機ELパネル8に画像データを出力する伸長部24と、伸長部24の動作領域を提供するメモリ26と、有機ELパネル8、即ち回転板6の回転角を検出する光学式或いは機械式などのアングルセンサ28と、受信手段22や伸長部24を制御する制御部30を有している。
ここで、有機ELパネル8は、図示されない記憶素子(メモリ)を含む表示部82と、表示部82に含まれる記憶素子に画像データを書き込むためのソース信号線駆動回路84と、同記憶素子に画像データを書き込むための書込用ゲート信号線駆動回路86と、表示用ゲート信号線駆動回路88とを備え、回転板6上に立設されている。
尚、台座部4の受信手段12は外部通信路40を介してパーソナルコンピュータ(PC)等で構成される制御装置10に接続されている。
図3は表示部82の回路構成を示した回路図である。表示部82は、行方向に320個、列方向に200個マトリックス状に配列された画素90により構成されている。各画素90は、ソース信号線駆動回路84から出る複数のソース信号線52、書込用ゲート信号線駆動回路86から出る複数の書込用ゲート信号線X、表示用ゲート信号線駆動回路88から出る複数の表示用ゲート信号線Yに接続されている。
図4は表示部82を構成する画素90の回路構成を示した回路図である。ソース信号線52に書込スイッチ用トランジスタ(TFT)54を介して例えばSRAM等の記憶素子56の書き込み側が接続され、この記憶素子56の読み出し側が表示スイッチ用トランジスタ(TFT)58を介して有機EL素子62を駆動するEL駆動用トランジスタ(TFT)60のゲートに接続されている。
n個の書込スイッチ用トランジスタ54、記憶素子56、表示スイッチ用トランジスタ58は有機ELパネル8に表示する画像を切り替える回転角(ここでは2度)で360度を除した数(n=180)だけ配置されている。書込スイッチ用トランジスタ54のゲートは書込用ゲート信号線X(X=1〜n)に接続され、表示スイッチ用トランジスタ58のゲートは表示用信号線Y(Y=1〜n)に接続され、EL駆動用トランジスタ60のソースは電源供給線64に、ドレインは有機EL素子62に接続され、有機EL素子62の他端(カソード側)は接地されている。
図5は図4に示した画素90を構成する有機EL素子62の構造を示した断面図である。光透過性カソード66とメタルアノード68の間に有機発光層(図では発光層)70が挟まれて成る積層体が、ガラス基板72上に形成されて有機EL素子62が構成されている。光透過性カソード66とメタルアノード68の間に電圧がかかると有機発光層70が発光し、光はメタルアノード68により反射され、光透過性カソード66、保護層96、透明シール98を通して一方向に放射される。尚、図3で示した記憶素子56は例えばガラス基板72内に搭載される。
図6は上記した回転板6を回転させる回転機構を示した斜視図及び平面図である。図6(A)に示すように、回転板6は台座部4にその中心が軸78(図6 (B)参照)により回転自在に軸支されている。
図6(A)、(B)に示すように、回転板6の裏面には、4個の磁石74が同一円周上に等間隔で、しかも隣り合う磁石74の極性が互いに異なるように配置され、更に、これら磁石74の間に電力及びデータを受電及び受信する受電コイル76が等間隔で、上記磁石74が配置されている円周上に配置されている。また、台座部4の上面には、図6(C)に示すように、回転板6の駆動用及びデータ送信用の駆動コイル44が同一円周上に等間隔で配置され、駆動コイル44に電流を流した時に隣接する駆動コイル44が互いに逆極性になるように、隣接する駆動コイル44の巻回方向を逆にしてある。尚、磁石74の配置円周と駆動コイル44の配置円周の直径は同一であり、台座部4の伝送手段18は駆動コイル44と信号増幅器46から構成されている。また、回転板6の受電コイル76は受信手段22を構成している。
次に本実施の形態の動作について説明するが、まず、その概略動作を図1を用いて説明する。図1にて、台座部4の上面に設置された回転板6が回転軸Oを中心にして高速で回転(例えば900rpm)するため、回転板6に立設された有機ELパネル8が高速回転する。この状態で、表示する3次元オブジェクトを有機ELパネル8の回転角(例えば2度)毎に、有機ELパネル8で仮想的に切断した時に得られる2次元の断面画像データを、台座部4側から回転板6側に供給する。
有機ELパネル8は回転角毎の2次元の断面画像データを一旦図示されない記憶素子に記憶した後、有機ELパネル8の回転角に応じて、該当する断面画像データを記憶素子から読み出し、この断面画像データに従って有機ELパネル8の表示部を構成する自発光のマトリックス状に配置された複数の画素を点滅させる。
これにより、マトリックス状に配置された自発光の画素により2次元の断面画像が表示され、それが有機ELパネル8の回転角に同期して切り替わるため、連続する2次元の断面画像の集合として3次元オブジェクト画像が表示される。尚、図中の矢印200は有機ELパネル8の画素の発光方向を示しており、本例の有機ELパネル8は片面発光である。
ここで、有機ELパネル8は次のような周知の特性を持っている。(1)画素を構成する有機EL素子の反応速度が早い(数10マイクロセコンド)、(2)有機EL素子が自発光なため、視野角が広い、(180度近い)、(3)有機EL素子が自発光なため、高精細・高輝度・高コントラストが実現可能、(4)有機EL素子が自発光なため、非常に薄い(1mm程度)。
従って、回転角に同期して表示画像を切り替えて直接表示する自発光の2次元表示ディスプレイとして、上記特性を持った有機ELパネル8を用いることにより、3次元オブジェクトを3次元画像として鮮明な画像で表示することができる。
以下、本実施の形態の動作について更に詳しく説明する。図2の制御装置10は、例えば表示すべき図7(A)、(B)、(C)に示すような、球体の3次元オブジェクト画像データの時間変化に対する差分データ302、304を生成し、これら差分データを外部通信路40を通して台座部4の受信手段12に送信する。
台座部4の制御部20は受信手段12により外部通信路40から受信された差分データ302、304より、元の3次元オブジェクト画像データを復元する。更に、制御部20は復元された3次元オブジェクト画像データから、有機ELパネル8の回転角(例えば2度)毎に有機ELパネル8の平面で3次元オブジェクトを仮想的に切断した時に生じる断面画像データを生成し、これら断面画像データを圧縮部14に順次出力する。
ここで、復元した3次元オブジェクトが例えば図8(A)に示すような球体802であった場合、制御部20は、有機ELパネル8の回転角毎に、有機ELパネル8の平面で3次元オブジェクトを仮想的にスライスしたときに生じる断面画像より断面画像データを生成する。この場合、図8(B)に示すように、有機ELパネル8の回転角0度、2度、4度、6度、8度の断面画像データ102、104、106、108、110が生成されて圧縮部14に順次出力される。尚、回転角10度以降も同様で、有機ELパネル8の1回転当たり、180枚の断面画像データが生成される。
圧縮部14は、一つ前の断面画像データと次に表示する断面画像データの差分データをメモリ16を用いて算出し、得られた差分データを伝送手段18に出力する。伝送手段18は入力される差分データを電磁結合を利用した無線通信により回転板6側に送信する。尚、この無線通信については後述する。
回転板6の受信手段22は、台座部4から送信されて来た上記の差分データを受信して、伸長部24に出力する。伸長部24は入力される差分データから有機ELパネル8の回転角毎の断面画像データをメモリ26を用いて復元し、これら復元した断面画像データを有機ELパネル8に順次出力する。
次に有機ELパネル8での画像表示動作を図3、図4を参照して説明する。図3にて、有機ELパネル8のソース信号線駆動回路84と書込用ゲート信号線駆動回路86はソース信号線52と書込用ゲート信号線Xを順番にアクティブにし、これら信号線が交差しているところに接続された画素90に対してソース信号線52から断面画像データを送ることにより、各画素90が表示すべき断面画像データを各画素90の記憶素子56(図4参照)に書き込むことができる。この例の記憶素子56は有機ELパネル8の回転分解能(この例では2度)に対応して、1個の画素90に対して180個あるため、有機ELパネル8の回転角に対応した1回転分の全ての断面画像データが1画素中の各記憶素子56に書き込まれることになる。
図4にて、この画素90に接続されている書込用ゲート信号線Xの中の有機ELパネル8の回転角が0度の時の断面画像を書き込むための書込用ゲート信号線1がハイレベルになると、この書込用ゲート信号線1にゲートが接続された書込スイッチ用トランジスタ54がオンになる。これにより、ソース信号線52を通して前記回転角が0度の時の断面画像データがこの記憶素子56に書き込まれる。その後、書込用ゲート信号線1がローレベルになって書込スイッチ用トランジスタ54がオフになり、次に書込用ゲート信号線2がハイレベルになると、この書込用ゲート信号線2にゲートが接続された書込スイッチ用トランジスタ54がオンになるため、ソース信号線52を通して前記回転角が2度の時の断面画像データが記憶素子56に書き込まれる。以下同様で、1個の画素90に設けられた複数の記憶素子56に有機ELパネル8の回転角毎の1回転分の全ての断面画像データが記憶される。このような1個の画素90に対する前記回転角毎の断面画像データの書き込みは、図3に示した全ての画素90に対して同様に行われる。
上記のようにして図3に示した表示部82を構成する全ての画素90に有機ELパネル8の回転角毎の1回転分の全ての断面画像データが記憶されると、表示用ゲート信号線駆動回路88は、表示用ゲート信号線Yをアングルセンサ8の検出回転角に同期して順次ハイレベルにすることにより、全ての画素90の記憶素子56から例えば前記回転角が0度の時の断面画像データを同時に読み出して、表示部82を構成する全ての画素90の有機EL素子62を点滅させる。これにより、表示部82に有機ELパネル8の回転角が0度の時の断面画像が表示される。従って、1画素分の切り替え走査で、有機ELパネル8の回転角毎の断面画像の表示を切り替えることができる。
ここで、上記した断面画像の表示動作について図4を用いて画素単位で説明する。有機ELパネル8の回転角が0度の時の断面画像データを表示するために、表示用ゲート信号線1がハイレベルになると、この表示用ゲート信号線1にゲートが接続された表示スイッチ用トランジスタ58がオンになって、記憶素子56から前記回転角が0度の時の断面画像データが読み出され、EL駆動用トランジスタ60のゲートに印加される。その結果、断面画像データが“1”であればEL駆動用トランジスタ60がオンして有機EL素子62に電源供給線64から電圧が印加され発光し、断面画像データが“0”であればEL駆動用トランジスタ60がオフして有機EL素子62に電圧が印加されず発光しない。
次に回転板6の回転動作及台座部4側から回転板6側に電力を伝送する動作について図6及び図9を参照して説明する。
まず、回転動作について説明する。今、回転板6の裏面に配置された磁石74と、台座部4の上面に配置された駆動コイル44との相対的な位置関係が図9 (A)に示した如くであった場合、駆動コイル44には図示の極性になるように電流が流される。ここで、N極になった駆動コイル44(A)に着目すると、その両側の磁石74(1)はN極、磁石74(2)はS極であるため、磁石74 (1)との間には斥力が、磁石74(2)との間には引力が発生する。他の駆動コイル44とその両側にある磁石74との間にも同様に斥力と引力が発生し、図中矢印の方向に回転板6が回転する。但し、図中、Fは回転板6の回転方向を知るための目印である。
こうして、回転板6の裏面に配置された磁石74と、台座部4の上面に配置された駆動コイル44との相対的な位置関係は図9(B)に示したように変化し、回転板6の慣性力により、回転板6は左回転方向に行き過ぎて図9(C)に示したように、回転板6の裏面に配置された磁石74と、台座部4の上面に配置された駆動コイル44との相対的な位置関係が変化する。この状態で、駆動コイル44に流していた電流の向きを反対にして、図9(D)に示したようにその極性を反転させる。
これにより、駆動コイル44(B)はS極からN極となるため、近接しているN極の磁石74(3)との間に斥力が発生する。これは他の駆動コイル44と磁石74の間でも同様で、結局、回転板6は左回転方向に回転を継続する。このように、磁石74と駆動コイル44の相対的な位置に応じて、駆動コイル44に流れる電流の向きを高速で切り替えることにより、回転板6を高速で回転(900rpm)させることができる。
次に電力の伝送動作について説明する。図6(B)に示すように、回転板6の裏側には、受電コイル76が磁石74と同一の円周上に配置されている。今、台座部4側の駆動コイル44に回転板6を回転させるために正弦波電流を流して、駆動コイル44の電磁石としての極性をスイッチングさせた場合に、駆動コイル44の中心と受電コイル76の中心が一致するような位置関係に両コイルが近接する際に、両コイルの電磁的な結合度が最大になり、駆動コイル44側に流れている正弦波電流と同様の正弦波電流が受電コイル76側に誘導されて発生する。従って、4個の受電コイル76を同一方向に誘導電流が流れるように接続することにより、回転板6側で必要とする電力を取り出すことができる。
最後に、台座部4側から回転板6側に圧縮した画像データを無線通信で送信する動作について説明する。伝送手段18により駆動コイル44側に流れている正弦波電流を圧縮部14から入力される圧縮画像データで変調する。これにより、受電コイル76に誘導される正弦波電流も圧縮した画像データで変調された電流となる。そこで、受電手段22は受電コイル76に誘導される正弦波電流から圧縮画像データをハイパスフィルターなどを用いて抽出して、圧縮画像データを復調することができる。
本実施の形態によれば、高速回転する自発光の2次元表示ディスプレイとして、有機ELパネル8を用いることにより、画素90を構成する速い反応速度を持った有機EL素子62によって2次元の断面画像を有機ELパネル8の回転角に同期して高速(例えばリフレッシュ周波数4.8KHz前後)で切り替えて表示することができるため、角度分解能を上げることができ、前記2次元の断面画像の集合としての3次元画像をちらつきなく表示することができるため、実用レベルの品質を持った3次元画像表示装置を実現することができる。しかも、投影画像でないため、鮮明な3次元画像を表示することができる。尚、本例の有機ELパネル8は片面発光のタイプのものであるが、リフレッシュレートが十分に高速であれば、その分、有機ELパネル8の回転数を上げることができ、片面発光のタイプでも上記した効果を得ることができる。
また、有機EL素子62が自発光なため、視野角が広く、有機ELパネル8をどのような角度で見ても、表示画像を見ることができるので、連続する2次元の断面画像の集合としての3次元画像を完全に表示することができ、観察者はどのような位置からでも表示された3次元画像をはっきり見ることができる。更に、有機EL素子62が自発光なため、3次元オブジェクト画像を高精細(高分解能)・高輝度・高コントラストで表示することが可能で、3次元画像の表示品質を著しく高めることができる。また、有機EL素子62が自発光なため、有機ELパネル8を非常に薄く作ることができるので、有機ELパネル8の厚みにより3次元画像が表示できない部分をほぼ無くすことができ、違和感のない3次元画像を鮮明に表示することができる。
図10は、本発明の第2の実施の形態に係る3次元画像表示装置の外観例を示した斜視図である。但し、第1の実施の形態と同様の部分には同一符号を付して説明する。
3次元画像表示装置2は、円筒状の台座部4と、台座部4の上面に回転自在に設置された円板状の回転板6と、この回転板6の直径方向に立設された1枚の四角形状の有機ELパネル48とから構成されている。この有機ELパネル48は矢印202、204に示すように両面方向に発光できるタイプで、回転板6が回転すると、有機ELパネル48も回転し、その回転軸Oは回転板6の中心点と一致する。従って、本実施の形態の有機ELパネル48は両面発光タイプであるところが第1の実施の形態と異なり、有機ELパネル48に画像を表示する3次元画像表示回路や回転板6の回転機構及び電力伝送系などのその他の構成及び動作は第1の実施の形態と同様である。
図11は有機ELパネル48の表示部を構成する画素の構成を示した断面図である。光透過性カソード66と光透過性アノード94の間に有機発光層70が挟まれて成る積層体がガラス基板72上に形成されて有機EL素子が構成されている。光透過性カソード66と光透過性アノード94の間に電圧がかかると有機発光層70が発光し、光は光透過性カソード66、保護層96、透明シール98を通して放射されると共に、光透過性アノード94、ガラス基板72を通して反対側にも放射されるため、有機ELパネル48の両面で画像を表示することができる。
本実施の形態も、高速回転する有機ELパネル48にその回転角に同期して2次元断面画像を表示することにより、3次元画像を鮮明に表示することができるが、特に有機ELパネル48が両面表示タイプであるため、有機ELパネル48の回転数を第1の実施の形態の例えば半分にしてもちらつきのない同品質の3次元画像を表示することができ、その分、回転板6の回転機構の消費電力を低減できると共に、その設計の容易化を図ることができる。また、有機ELパネル48の回転数が第1の実施の形態と同じであれば、よりちらつきのない高品質な3次元オブジェクト画像を鮮明に表示することができる。本実施の形態の他の効果は第1の実施の形態と同様である。
図12は、本発明の第3の実施の形態に係る3次元画像表示装置の外観例を示した斜視図である。但し、第1の実施の形態と同様の部分には同一符号を付して説明する。
3次元画像表示装置2は、円筒状の台座部4と、台座部4の上面に設置された回転する円板状の回転板6と、この回転板6の直径方向に立設された2枚の片面発光タイプの有機ELパネルの非発光面同士を貼り合わせて1枚とした有機ELパネル92とから構成されている。従ってこの有機ELパネル92は矢印202、204に示すように両面方向に発光することができる。回転板6が回転すると、有機ELパネル92も回転し、その回転軸Oは回転板6の中心点と一致する。
本実施の形態では、2枚の有機ELパネルの非発光面同士を2枚貼り合わせて1枚の有機ELパネル92とすることにより、有機ELパネル92の両面表示を可能としている点が第2の実施の形態と異なり、有機ELパネル92に画像を表示する3次元画像表示回路や回転板6の回転機構及び電力伝送系などのその他の構成及び動作は第1の実施の形態と同様である。
本実施の形態も、有機ELパネル92が両面表示できるため、有機ELパネル92の回転数を第1の実施の形態の例えば半分にしてもちらつきのない同品質の3次元画像を表示することができ、第2の実施の形態と同様の効果を得ることができるが、特に有機ELパネル92は2枚の片面発光タイプの有機ELパネルの非発光面同士を貼り合わせて1枚のパネルとして構成されているため、第2の実施の形態のように表示画像の明るさが半減することがなくなり、片面から出る光量は第1の実施の形態と同様になるので、有機ELパネル92の回転数を減らしてもちらつきのない、しかも明るい3次元画像を得ることができる。
尚、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲において、具体的な構成、機能、作用、効果において、他の種々の形態によっても実施することができる。
例えば、本実施の形態の有機ELパネル8は、図3、図4に示したように、画素90毎に断面画像データを記憶素子56に一旦記憶してから有機ELパネル8の回転角に同期して読み出し、読み出した断面画像データを有機EL素子62を駆動するEL駆動用トランジスタ60に印加する構成として、断面画像データをEL駆動用トランジスタ60に印加するまでの配線路を短くして配線の時定数を小さくすることにより、配線が長い画面サイズの大きな有機ELパネルでもそのリフレッシュレートを高速にして、3次元画像を表示できるようにしてある。しかし、有機ELパネル8の画面サイズが小さい場合は配線が短いため、上記した記憶素子がない通常の構成でもリフレッシュレートを高速にすることができるため、有機ELパネル8として記憶素子のない通常構成のパネルを用いても、3次元画像を表示することができ、しかも、通常構成の有機ELパネル8は安価であるため、その分、装置のコストを削減することができる。但し、この場合は、一例として、図2の伸長部24と有機ELパネル8との間に、有機ELパネル8の回転角に同期したタイミングで2次元断面画像データを有機ELパネル8に供給するタイミング制御回路を設ける必要がある。また、同様に両面発光の有機ELパネル48や片面発光の有機ELパネル2枚を貼り合わせて形成した有機ELパネル92についても通常構成の有機ELパネルを用いて装置を安価にすることができる。また、通常構成の有機ELパネルとしては画素を駆動する駆動回路がパネル内に一体形成されていないタイプでも使用することができる。
更に、上記実施の形態では、本発明を、回転する自発光の2次元表示ディスプレイにその回転角に同期して画像を切り替えて表示する方式に適用したが、2次元表示ディスプレイが高速移動し、その移動距離に同期して2次元断面画像を前記2次元表示ディスプレイに表示する方式により3次元画像を表示する装置にも本発明を適用して高速移動する2次元表示ディスプレイを有機ELパネルとすることにより、実用的なレベルの3次元画像を表示することができる。
また、上記実施の形態では、3次元画像表示回路の台座部4側に外部通信路40を介して制御装置10が接続された構成であったが、3次元オブジェクト画像データの時間変化に対する差分データを入力できるものであれば、接続する機器は受信機や光ディスク再生装置でも良い。
2……3次元画像表示装置、4……台座部、6……回転板、8、48、92……有機エレクトロルミネッセンスパネル(有機ELパネル)、10……制御装置、12、22……受信手段、14……圧縮部、16、26……メモリ、18……伝送手段、20、30……制御部、24……伸長部、28……アングルセンサ、40……外部通信路、44……駆動コイル、46……信号増幅器、52……ソース信号線、54……書込スイッチ用トランジスタ(TFT)、56……記憶素子(メモリ)、58……表示スイッチ用トランジスタ(TFT)、60……EL駆動用トランジスタ(TFT)、62……有機EL素子、64……電源供給線、66……光透過性カソード、68……メタルアノード、70……有機発光層、72……ガラス基板、74……磁石、76……受電コイル、78……軸、82……表示部、84……ソース信号線駆動回路、86……書込用ゲート信号線駆動回路、88……表示用ゲート信号線駆動回路、90……画素、94……光透過性アノード、96……保護層、98……透明シール、X……書込用ゲート信号線、Y……表示用ゲート信号線。
Claims (3)
- 回転する1枚の自発光の2次元表示パネルにその回転角に同期して2次元画像を切り替えて表示することによって前記2次元画像の集合である3次元画像を表示する3次元画像表示装置にあって、
前記自発光の2次元表示パネルは有機エレクトロルミネッセンスパネルであることを特徴とする3次元画像表示装置。 - 前記有機エレクトロルミネッセンスパネルは、両面発光であることを特徴とする請求項1記載の3次元画像表示装置。
- 前記有機エレクトロルミネッセンスパネルは、2枚の片面発光の有機エレクトロルミネッセンスパネルの非発光面同士を貼り合わせて1枚の有機エレクトロルミネッセンスパネルとしたことを特徴とする請求項1記載の3次元画像表示装置。
Priority Applications (2)
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JP2003273871A JP2005037636A (ja) | 2003-07-14 | 2003-07-14 | 3次元画像表示装置 |
Publications (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO2023277299A1 (ko) * | 2021-06-29 | 2023-01-05 | 삼성전자주식회사 | 디스플레이 장치 |
-
2003
- 2003-07-14 JP JP2003273871A patent/JP2005037636A/ja active Pending
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