JP5852383B2 - 映像表示装置 - Google Patents
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大きなスクリーンに投影した立体映像をスクリーンに対向した観察者が観察するようにした立体表示装置は、多人数が同時に立体映像を観察することができ、立体映画等のアミューズメント分野や、会議におけるプレゼンテーションなどに使用される。
このように、超多眼条件を満たす立体映像表示方法により眼精疲労のない自然な立体表示を可能とする。
液晶表示パネルは、それぞれ対応するビデオカメラで撮影した映像を原画像として表示する。点光源から発散された光はコンデンサレンズによって集光され、液晶表示パネルに表示された原画像を照明する。液晶表示パネルに表示された原画像は、投影レンズにより凹面鏡の面に投影結像され、凹面鏡面に結像した画像は、凹面鏡により再び集光しハーフミラーで反射されて、視域内に位置する観察者の左眼と右眼の瞳孔を通して網膜に結像される。
しかし、開示された投影光学系扇形配列による立体映像表示装置は、たとえば、水平方向に400mmの視域を確保するために水平方向に200個の投影ユニット光学系を必要とするとされ、液晶表示パネルを含む投影ユニット光学系を極めて多数設備する必要があり、しかも多数の観察者が同時に観察することが難しく、実用化しにくい。
放射光学系は、投影レンズと開口絞りで形成され、統合されたカラー映像をスクリーンの共通像面に投射する。共通像面に投影された画像から放散する光線は、スクリーンの共有レンズにより準平行光線となって後方に放出される。
たとえば、放射光学系の光軸上に位置する映像表示面では映像から放出される準平行光線が光軸に平行に指向するが(図11(a))、映像表示面が光軸の上側に位置するものでは準平行光線が図中斜め下方に指向するようになっている(図11(b))。
しかし、開示された高密度指向性表示方式の立体映像表示装置は、投影光学系扇形配列による立体映像表示装置と同様に、投射光学系アレイの前に超多眼条件を満たす程度の密度になるように二次元画像表示するプロジェクタを極めて多数配置する必要があり実用化しにくい。
半導体素子を使ったレーザ発生装置は十分高い周波数領域で光変調することが可能である。また、所定のスクリーンをレーザ光で走査して画像化することは従来技術によっても可能である。
また、輻輳とピント調節に矛盾のない、より自然な立体像を得るためには、より多数の指向性二次元映像を多重表示できることが好ましい。
レーザ光線を走査してスクリーンに映像を投影した場合は、スクリーンの後方からスクリーンを観察する観察者の眼に、コヒーレント性の高いレーザ光線が入って危険である。しかし、本発明の画像表示装置によれば、光線偏向器から直進するレーザ光線を光散乱スクリーンで散乱光に変換するので、観察者の眼には散乱光が入射して眼の衛生が確保できる。
特に、光散乱スクリーンの母材はアクリル樹脂であって、母材内に混合拡散される粒子が気泡であることが好ましい。
たとえば、液状の樹脂を振動させながら混合することにより小さな気泡(マイクロバブル)を大量に形成させた状態で硬化さる方法や、空気を封入したマイクロバルーンをアクリル樹脂の母材中に混練を混入する方法により、光散乱スクリーンを形成することができる。なお、マイクロバルーンを使って気泡を取り込む方法によれば、気泡の粒度および密度が比較的正確に管理された光散乱スクリーンを形成することができる。
遮光壁は、光散乱板の表面に開口を設けた遮光板を当てることにより形成することもできる。
さらに、光散乱スクリーンの光放射面の後ろに、複数の視点位置を形成させるレンチキュラーシートまたはパララックスバリアを備えて、対応する画素に多眼表示用映像を投影することにより、眼鏡無しの裸眼で観察できる立体映像表示とすることができる。
超多眼条件を満たすためには、多数の映像を多重に投影する必要がある。レーザ光発生装置は、高周波映像信号に対応するレーザ光線発生が可能であり、これに光線偏向器による水平走査および垂直走査を適用することにより、大型のスクリーンに多数の映像を投影させることができる。
したがって、複数の画像情報を統合して1個のビデオ信号に変換し、このビデオ信号によりレーザ発生装置から放射されるレーザ光線を変調して任意のカラー光線を生成して、このカラーレーザ光線でスクリーン面を走査して映像を表示することにより、複数のカラー映像を同時にスクリーン上に表示させることができる。
レーザ発生器制御器と偏向器制御器は、供給されたビデオ信号にしたがって、混色したカラーレーザ光でスクリーン面を走査して多数のカラー映像を重畳表示させることができる。
なお、表示スクリーンの映像表示領域の外にレーザ光センサを配置して、水平走査周期を超える時間を経過してもレーザ光を検出しないときに警報を発するようにして、レーザ光の漏れによる眼の危険を回避させるようにすることができる。
本実施例の映像表示装置は、レーザ光発生器11と、光線偏向器12と、映像表示スクリーン20で形成される。映像表示スクリーン20は、レーザ光線をコヒーレント性を失った光線に変換するために光散乱スクリーン14を必須の構成とし、裸眼立体映像表示のためにレンチキュラーシート15を備えることが好ましい。さらに、より優れた映像表示をさせるために光散乱スクリーン14の全面を覆うフレネルレンズ13を付加しても良い。
なお、RGB三色のレーザ光を混色する方法として、光ファイバにRGBを入力して混色する光ガイドチューブを用いた方法や、3色LEDを登載した発光ダイオードチップを直接利用する方法など、適宜な周知方法を適用することができる。
なお、RGBのレーザ光線34の光路が一体化せず色ごとに分離している場合でも、光散乱スクリーン14の同じ領域に入射すれば、光散乱材31を透過する間にRGBの色が混合して、合成色となった安全な散乱光35として射出する。
アクリル樹脂を母材として形成された光散乱スクリーン14では、材料の透明性が高いので光強度の減衰が小さく、強い透過光が得られる。また、透明母材32の屈折率が1.49であるのに対して気泡である透明粒子33の屈折率が1.0003と屈折率が大きく異なるので、入射したレーザ光線34が光散乱スクリーン14を透過する間に、多数の透明粒子33に衝突して反射や屈折を繰り返し光線の向きを大きく変化させて指向性を減少させ、広い角度に拡散する散乱光35となって出射する。
たとえば、直径1μmの気泡を最密充填状態に対して50%の密度で発生させたアクリル樹脂では、厚さ約1.5mmで初めのレーザ光線がそのまま透過する率が0.01%程度となり、十分コヒーレントなレーザ光線を安全な散乱光に変成することができる。また、気泡の密度を最密充填の30%程度にすると、厚さ約2.2mmで透過率が0.01%程度になり、ほぼ安全になる。
光散乱スクリーン14に入射するレーザ光線34は、光散乱材31を透過する間に屈折を繰り返して安全な散乱光35として射出されるが、光散乱材31の厚さによっては、隣接する画素の光と混合する可能性がある。図4に示した各種の光散乱スクリーン14は、開口の間に光遮蔽領域を設けて画素間の干渉を防ぐことにより、鮮明な画像を観察することができるようになる。
開口30の径は、レーザ光線34の径より小さく形成することが好ましい。
本実施例では、図1に示すように、光散乱スクリーン14の前にフレネルレンズ13を配置している。
図5は、1つのシリンドリカルレンズ41に対応する光散乱スクリーン開口アレイ39を表示している。図5に表した構成例では、36枚の画像の同じ位置に対応する画素として、シリンドリカルレンズ41の幅に上下2列に配置された長方形の開口30が水平方向に少しずつ偏倚して36個並べられているが、他の適宜な数であってもよいことは言うまでもない。
レーザ光線は、同じ高さに配置された光散乱材31を充填した開口を水平方向に順次に照射しながら走査する。
このように、映像表示スクリーン20には、指向方向の異なる複数の画像を表示することができる。図5のような配置を有する光散乱スクリーン14とレンチキュラーシート15では、36枚の映像を同時投影することができる。
図7(a)において、映像表示スクリーン42は、フレネルレンズ13、光散乱スクリーン14、レンチキュラーシート15で構成される。フレネルレンズ13は、レーザ光線を光散乱スクリーン14の面にほぼ垂直に入射させる機能を有する。
映像表示スクリーン42の映像表示領域43の右端にはレーザ光検出センサ44が配置されている。
1枚の画像を光散乱スクリーン14の画素に対応するように分解して、画素に当たるシリンドリカルレンズに対して同じ位置にある開口ごとに画素に対応するカラー光線を投影しながら走査することにより、映像表示スクリーン42に画像全体を表示することができる。別の画像について、シリンドリカルレンズに対してその画素に対応する別の所定位置にある開口ごとに光を投影するようにして走査すれば、同様に別の画像全体を表示することができる。
このようにして、多重表示する映像の映像毎に、画素を覆うシリンドリカルレンズに対して同じ位置にある開口にその画素に表示すべき光を投影することにより、指向性の異なる多数の映像を生成させることができる。
なお、カラープロジェクタを複数設けて、同時に画面を走査するレーザ光線を複数化し、開口マトリックスの段ごとに分担して走査するようにしてもよい。プロジェクタを複数化すると、水平走査時間を長く取ることができ信号処理が簡単化する。
また、偏向器制御器29は、ビデオ信号に組み込まれる水平同期信号と垂直同期信号に基づき、光線偏向器12を制御してレーザ光線で映像表示スクリーン42の水平走査45、垂直走査46を行わせる。
特に、開口ごとにセルを仕切る遮光壁を備えたものは、隣接セルとの干渉を防止して開口を高密度に配置することができる。
レーザ光線の走査中に、水平走査時間以上の時間が経過してもレーザ光検出センサ44がレーザ光線を検出しないときは、異常発生のおそれがあるので、安全のためにレーザ発生装置を停止することができる。
映像表示スクリーン42には、光線偏向器12から放射されるカラーレーザ光線で構成する二次元画像が形成される。二次元画像は、1画素に対応するシリンドリカルレンズの領域内に形成された開口の数だけ表示することができる。映像表示スクリーン42に表示された二次元画像からは画像毎に水平方向の所定の角度に指向する光線が高密度に放散され、映像表示スクリーン42を後面から見る観察者には、目に入った光線から幾つかの画像が観察される。
このように、本実施例の映像表示装置は、1つまたは複数のカラーレーザ走査装置を用いた簡単な装置で、高密度指向性表示方法を実施する裸眼立体映像表示装置となっている。なお、大きなスクリーンを分割した複数の画面を統合して1つの立体画像を表示するときは、画面毎にカラーレーザ走査装置を備えればよい。
なお、本実施例の映像表示装置は、映像表示スクリーンの画素に対応する領域に設けられる光散乱材を充填した開口の数だけの画像を独立に表示することができる。
12 光線偏向器
13 フレネルレンズ
14 光散乱スクリーン
15 レンチキュラーシート
16 眼球
17 レーザ光線
18 指向性光線
19 レーザ走査
20 映像表示スクリーン
21 レーザ発生器制御器
22 赤色レーザ発生器
23 緑色レーザ発生器
24 青色レーザ発生器
25 反射鏡
26 ハーフミラー
27 ハーフミラー
28 カラーレーザ光線
29 偏向器制御器
30 開口
31 光散乱材
32 透明母材
33 透明粒子
34 レーザ光線
35 散乱光
36 マスク
37 穴あき基板
38 ハニカム板
39 光散乱スクリーン開口アレイ
41 シリンドリカルレンズ
42 映像表示スクリーン
43 映像表示領域
44 レーザ光検出センサ
45 水平走査
46 垂直走査
51 水平同期信号
52 カラーバースト信号
53 映像信号
54 注目する画像の映像信号
55 レーザ光検出センサ用信号
56 瞳
57,58 スクリーン上の画像
59 物***置
63 光散乱スクリーン開口
64 レンズ
65 開口アレイの開口
66 水平走査
67 垂直走査
68 パララックスバリア
70−1〜n ビデオカメラ
71 被写体
72 表示像
80−1〜n 投影ユニット光学系
81 光源
82 コンデンサレンズ
83 LCD
84 投影レンズ
85 凹面鏡
86 ハーフミラー
87 眼球
88 瞳孔
91 二次元画像表示装置アレイ
92 二次元画像表示装置
93 レンズアレイ
94 レンズ
95 開口アレイ
96 開口
97 三次元スクリーン
Claims (8)
- レーザ光線を射出するレーザ光発生器と、
該レーザ光発生器から射出されたレーザ光線を偏向する光線偏向器と、
該光線偏向器から入射する光線を散乱光に変換して放射する光散乱スクリーンと、
前記光散乱スクリーンの後ろに配置した、複数の視点位置を形成させるレンチキュラーシートまたはパララックスバリアと、
前記光線偏向器を制御して該光線偏向器に入射するレーザ光線を前記光散乱スクリーンの表示面の全面を走査するように偏向させる偏向器制御器と、
前記レーザ光発生器を制御して前記光散乱スクリーンに投影する映像に対応する複数の二次元画像を統合したビデオ信号を使って形成した前記光散乱スクリーンの画素に投射するレーザ光を順次に発生させるレーザ発生器制御器とを備えて、
多眼式立体映像表示するようにした、映像表示装置。 - 前記光散乱スクリーンは、透明の母材に光屈折率の異なる透明の粒子を拡散させた光散乱材を含んで形成される、請求項1に記載の映像表示装置。
- 前記光散乱スクリーンは、画素に対応するセルを仕切る遮光壁を備える、請求項2に記載の映像表示装置。
- 前記光散乱スクリーンの母材はアクリル樹脂であり、母材内に拡散される粒子は気泡である、請求項2または3に記載の映像表示装置。
- 前記レーザ光発生器はRGB3波を混合したカラーレーザ光線を発生する、請求項1から4のいずれか1項に記載の映像表示装置。
- さらに、前記光線偏向器と前記光散乱スクリーンの間に、前記光線偏向器から入射するレーザ光線の方向を光軸に平行に変換して前記光散乱スクリーンに入射させるレンズ機構を備えた請求項1から5のいずれか1項に記載の映像表示装置。
- さらに、前記視点位置の隣接距離を人の瞳の径より小さくして超多眼条件を満たすようにした、請求項1から6のいずれか1項に記載の映像表示装置。
- 表示スクリーンの映像表示領域の外に配置され水平走査周期を超える時間を経過してもレーザ光線を検出しないときに警報を発するセンサを備えた、請求項1から7のいずれか1項に記載の映像表示装置。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102192126B1 (ko) * | 2019-07-09 | 2020-12-16 | 국방과학연구소 | 레이저 표적 모의 시스템 및 그 제어 방법 |
TWI791049B (zh) * | 2017-09-29 | 2023-02-01 | 以色列商魯姆斯有限公司 | 增強現實顯示器 |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103513438B (zh) * | 2013-09-25 | 2015-11-04 | 清华大学深圳研究生院 | 一种多视角裸眼立体显示***及其显示方法 |
JP2016145938A (ja) * | 2015-02-09 | 2016-08-12 | アルプス電気株式会社 | 画像処理装置 |
CN105372824B (zh) * | 2015-12-22 | 2017-12-29 | 苏州苏大维格光电科技股份有限公司 | 一种裸眼3d激光显示装置 |
CN105866962A (zh) * | 2016-03-28 | 2016-08-17 | 郎宁 | 一种裸眼3d激光全息显示装置 |
FR3054898B1 (fr) * | 2016-08-03 | 2019-06-14 | Valeo Comfort And Driving Assistance | Dispositif de generation d'images tridimentionnelles et afficheur tete-haute associe |
US20190072694A1 (en) * | 2016-12-28 | 2019-03-07 | Nicca Chemical Co., Ltd. | Light diffusion film, coating agent for forming light diffusion film and method for manufacturing same, projection screen and method for manufacturing same |
WO2020008750A1 (ja) * | 2018-07-05 | 2020-01-09 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 画像表示装置および光学機器 |
KR102650332B1 (ko) * | 2018-12-12 | 2024-03-22 | 삼성전자주식회사 | 3차원 영상을 표시하는 장치 및 방법 |
JP7409641B2 (ja) | 2019-01-22 | 2024-01-09 | 国立大学法人東京農工大学 | ヘッドマウントディスプレイ |
JP2021001941A (ja) * | 2019-06-20 | 2021-01-07 | 共同印刷株式会社 | 光散乱性樹脂成形体とその製造方法、スクリーン |
CN111158162B (zh) * | 2020-01-06 | 2022-08-30 | 亿信科技发展有限公司 | 一种超多视点三维显示装置以及*** |
CN114114814A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-03-01 | 成都派斯光学有限公司 | 一种适用于汽车的动态投影*** |
CN114200693A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-03-18 | 广东未来科技有限公司 | 显示光栅、3d显示装置、显示光栅的制备及3d显示方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01195435A (ja) * | 1988-01-29 | 1989-08-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 透過型スクリーン |
JP2002258215A (ja) * | 2001-03-06 | 2002-09-11 | Telecommunication Advancement Organization Of Japan | 立体映像表示装置 |
JP4088188B2 (ja) * | 2003-04-07 | 2008-05-21 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクタ |
JP4483703B2 (ja) * | 2004-08-04 | 2010-06-16 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクタ |
JP4961842B2 (ja) * | 2006-06-06 | 2012-06-27 | セイコーエプソン株式会社 | スクリーン、プロジェクタ及び画像表示装置 |
HU0900478D0 (en) * | 2009-07-31 | 2009-09-28 | Holografika Hologrameloeallito | Method and apparatus for displaying 3d images |
JP2011040537A (ja) * | 2009-08-10 | 2011-02-24 | Seiko Epson Corp | 画像形成装置およびプロジェクター |
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2011
- 2011-09-26 JP JP2011208842A patent/JP5852383B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI791049B (zh) * | 2017-09-29 | 2023-02-01 | 以色列商魯姆斯有限公司 | 增強現實顯示器 |
KR102192126B1 (ko) * | 2019-07-09 | 2020-12-16 | 국방과학연구소 | 레이저 표적 모의 시스템 및 그 제어 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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