CN100445803C - 立体图像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供不需要多个特殊设备，可以应用在多个领域，价廉并且具有实用性的、成为用于实现新的图像显示手段的立体图像显示装置，其特征在于：具备能够再生显示图像的第一图像再生部分和第二图像再生部分，第一图像再生部分具有显示图像的弯曲状的再生面板，第二图像再生部分具有显示图像的弯曲状的显示面板，再生面板和显示面板设置为将相互的凸面侧呈相对立状，显示面板的表面是能够能够反射第一图像再生部分再生的图像的反射面，上述再生面板的表面是不能反射上述第二图像再生部分再生的图像的非反射面。

Description

立体图像显示装置

技术领域

本发明涉及能够立体显示图像的立体图象显示装置。

背景技术

作为立体显示图像的装置，已经进行了各种各样的研究开发。其中有球面图像显示装置。这种球面图像显示装置是在球面形状的屏幕上映出图像的装置，大多作为地球和自然环境的模拟用途而使用。特别是崎玉县环境科学国际中心内的ガイアビジヨン和日本科学未来馆内的ジオ·コスモス等比较有名。

这些设备的球面图像显示装置，作为该领域的专门设备，要求图像信息的正确性。结果，精密成形的穹面屏幕、为球面图像专用而设计制造的带鱼眼透镜的电视投影仪、球体图像显示装置中的数量庞大的LED显示盘、复杂的系统程序等等设备是必需的。而且，要安装这些设备，对安装位置和角度等也要求极高的精度，各设备的维护也是必要的。

发明内容

上述球面图像装置具有所谓能够获得与平面图像不同的视觉效果的效果，另一方面，也需要数百万到数千万日元，根据规模甚至需要数亿日元左右的费用，因此，存在设备经费大的问题。

而且，为了在球面图像显示装置的整个穹面屏幕上显示经过精确象差校正的图像，必须在正确的位置和角度设置带有与穹面屏幕具有相同歪曲率的带鱼眼透镜的电视投影仪，因此存在要求高技术和高精度并且设计制造难的问题。

另外，还有并非如上所述在穹面屏幕上投影图像的方法，而是将特殊LED显示盘以穹面屏幕状组装制成球面图像显示装置的方法，但是，必须专门设计制造特殊LED显示盘，并需正确组装，存在成本变得极高的问题。

如上所述，现有的球面图像装置需要许多专用的特殊设备及成本，通常存在难以普及的问题。而且，现有的球面图像装置基本上是作为地球的图像、地球上云流动的图像这些有限领域的模拟用图像装置使用的，用于其它目的的球面图像装置还未开发。

因此，希望开发出不需要多个特殊设备，并且能够在各个领域使用，价廉，具有通用性的立体图象显示装置。

为了解决上述课题，本发明的立体图象显示装置的特征在于：具备能够使图像再生的第一图像再生部分和第二图像再生部分，第一图像再生部分具有显示图像的再生面板，第二图像再生部分具有显示图像的显示面板，第一图像再生部分和第二图像再生部分设置为再生面板和显示面板呈相对立状，显示面板的表面为能够反射第一图像再生部分再生显示的图像的反射面。

而且，再生面板和显示面板是弯曲状的，再生面板和显示面板可以设置成相互的凸面侧呈相对立状。

而且，再生面板和上述显示面板是弯曲状的，再生面板的凹面侧和显示面板的凸面侧可以相对立设置。

另外，再生面板是平面状的，显示面板是弯曲状的，再生面板和显示面板的凸面侧可以相对立设置。

再者，再生面板的表面可以是不能反射第二图像再生部分再生的图像的非反射面。

并且，第一图像再生部分具备具有再生面板的透过型第一屏幕和在第一屏幕上投影图像的第一投影装置，第二图像再生部分具备具有显示面板的透过型第二屏幕和在第二屏幕上投影图像的第二投影装置，在第二屏幕的显示面板表面上可以施以使从第二投影装置投影的图像乱反射的加工。

另，第一投影装置和第二投影装置可以是同一投影装置。

另，第一投影装置和/或第二投影装置可以具备鱼眼透镜。

另，第一图像再生部分和第二图像再生部分可以是液晶显示器或者有机EL显示器的任意一种。

另，再生面板可以位于高于显示面板的位置。

另，再生面板的周边部分可以设置遮挡部件。

另，再生面板和/或显示面板可以是半球状的。

另，第一图像再生部分可以具有一个或者两个以上的再生面板，第二图像再生部分具有一个或者两个以上的显示面板。

本发明的立体图象显示装置可以提供具有可再生显示图像的第一图像再生部分和第二图像再生部分，在第二图像再生部分的表面上反射显示第一图像再生部分再生显示的图像，利用观赏者焦点距离的视差的新型图像立体显示装置。

而且，由于在第二图像再生部分的表面上反射显示第一图像再生部分的图像的同时，第二图像再生部分也显示图像，还由于在第二图像再生部分再生显示的图像中，能够立体看到其它图像，因此本发明提供了可显示复杂图像的、图像工业和艺术领域中的新型显示手段。

而且，第一图像再生部分由具有再生面板的透过型第一屏幕和在第一屏幕上投影图像的第一投影装置构成，第二图像再生部分由具有显示面板的透过型第二屏幕和在第二屏幕上投影图像的第二投影装置构成，可以使用通常市售的设备，能够大大降低立体图象显示装置的成本。而且，也不需要高技术和知识，维修等也容易，因此，设计制造非常容易。

另外，由于第一图像再生部分和第二图像再生部分使用液晶显示器或者有机EL显示器的任意一种，因此，液晶显示器或者有机EL显示器能够进行图像的投影和再生显示，与使用屏幕和投影装置的立体图象显示装置相比，能够实现小型化。

由于再生面板和显示面板是半球状的，从显示面板的各个方向都能够看到立体图象，同时，对于在显示面板周围观看的所有观赏者都能够提供相同的立体图象。

另外，由于第一图像再生部分具有一个或者两个以上的再生面板，第二图像再生部分具有一个或者两个以上的显示面板，因此，可以在一个显示面板上显示多个立体图象，并且，能够在多个显示面板上显示同一立体图象，提供能够显示多种多样的立体图象的装置。

附图说明

图1是表示本发明立体图象显示装置的一个实施方案的说明图。

图2是表示本发明立体图象显示装置的一个实施方案的说明图。

图3是表示本发明的屏幕的说明图。

图4是表示第一屏幕的说明图。

图5是放大图4中的A部分的部分放大图。

图6是表示第二屏幕的说明图。

图7是放大图6中的B部分的部分放大图。

图8是表示本发明的立体图象显示装置的一个实施方案的说明图。

图9是表示本发明的立体图象显示装置的一个实施方案的说明图。

图10是表示本发明立体图象显示装置的一个实施方案的说明图。

图11是表示本发明立体图象显示装置的一个实施方案的说明图。

图12是表示本发明立体图象显示装置的一个实施方案的说明图。

图13是表示立体看见由本发明立体图象显示装置再生显示的图像的结构的说明图。

具体实施方式

参照附图对本发明的立体图象显示装置2进行说明。这些附图是为了便于说明，不构成对本发明的任何限制。

本发明的立体图象显示装置2的特征在于具有可再生显示图像的第一图像再生部分4和第二图像再生部分6。第一图像再生部分4和第二图像再生部分6包括输出图像24的图像输出装置(未图示)。所谓图像输出装置是指向第一图像再生部分4和第二图像再生部分6输出图像24的设备，或者多个部件的组合等，通常，可以举出电视、电脑等。即使在发射单元发射图像24或者图像数据，通过电波或电缆等接收图像24或者图像数据，第一图像再生部分4和第二图像再生部分6输出图像24的情况下，只要是向第一图像再生部分4和第二图像再生部分6输出图像24所必须的装置，那么全部都为图像输出装置。因此，在上述情况下，图像24或者图像数据的发射单元、电波和电缆、接收图像24或者图像数据的装置等都为图像输出装置。

本发明的图像24是指，观赏者34通过本发明的立体图象显示装置2能够看到的全部。一般为静止图像、动画及其组合等，在本发明中例如，由激光和其它光源产生的光和影、它们的移动和变化等，也都包括在图像中。

本发明的图像再生部分是指能够使图像24再生显示的全部。对于图像再生部分的构成和构造，可以使用单个的机器设备，也可以是将多个部件组合的装置，没有特别的限定。而且，上述图像输出装置和图像再生部分可以是同一装置，也可以是不同的装置。

第一图像再生部分4具有显示图像24的再生面板8，第二图像再生部分6具有显示图像24的显示面板10。再生面板8和显示面板10是图像再生部分再生图像24的部位，是指距图像24的观赏者34最近的部位或者位置。具体而言，在图1表示的立体图像显示装置2的情况下，再生面板8是指第一屏幕12，显示面板10是指第二屏幕16。另外，在图像再生部分是液晶显示器或者有机EL显示器的情况下，再生面板8是指第一图像再生部分4的表面，显示面板10是指第二图像再生部分6的表面。

再生面板8和显示面板10如图1所示优选弯曲状的，再生面板8也可以是图12所示的平面状。再生面板8和显示面板10的歪曲率可以适当设定，也可以是图3所示的半球状。对于再生面板8和显示面板10的大小形状，可以考虑要再生显示的图像24的形状和大小、立体图像显示装置2的设置环境等条件等进行适当设定。而且，再生面板8和显示面板10没有必要两者具有相同的形状和大小，可以具有不同的形状和大小。

本发明的立体图像显示装置2的特征在于，将再生面板8和显示面板10相对立地设置，显示面板10的表面是能够反射第一图像再生部分4再生的图像24的反射面30。也就是说，本发明的立体图象显示装置2要将第一图像再生部分4和第二图像再生部分6的再生面板8和显示面板10相对设置，由第一图像再生部分4和第二图像再生部分6分别再生显示图像24，在显示面板10上反射显示第一图像再生部分4再生显示的图像24，观察者34可看到立体的反射图像26。

对于再生面板8和显示面板10的设置位置，可以如图1所示，将再生面板8和显示面板10相互的凸面侧相对设置，也可以如图11所示，将再生面板8的凹面侧和显示面板10的凸面侧相对设置。

接着，参照图13对观赏者34看到立体图像24的情况进行说明。以在再生面板8上再生显示的图像24为V1，在显示面板10上再生显示的图像24为V2(为了便于说明未图示)，在显示面板10上反射显示的反射图像26为V1’。如果以观赏者34到显示面板10的距离为L1，显示面板10和再生面板8的距离为L2，观赏者34看显示面板10时，就可以看见图像V1’和图像V2。这时，由于图像V2在显示面板10上再生显示，至图像V2的焦点距离等于从观赏者34到显示面板10的L1。而由于图像V1’是在显示面板10上反射显示图像V1的图像，因此，在观赏者34看来，图像V1’位于距离L1加上距离L2的距离L’的位置。其结果，由于至图像V2的焦点距离L1和至图像V1’的焦点距离L’的视差，可以看见立体的图像V1’。而且，由于显示面板10呈弯曲状，在凸面侧上反射显示图像V1’，观赏者34相对于图像V1’的焦点位于远方，焦点距离延伸，能够看见更加立体的图像V1’。

所谓反射面是指，在观赏者34看显示面板10的表面时，在表面上能够反射显示第二图像再生部分6再生显示的图像24的面。对在反射面上反射显示的反射图像26的鲜明度没有特别的限定，可以象一般镜子那样鲜明显示反射图像26，也可以不鲜明地显示。对于将显示面板10的表面作为反射面的方法，可以进行任何方式、构造和处理上的加工。例如，作为显示面板10，如果使用透过性镜，聚丙烯板和玻璃等，根据材料的特性，可以直接将显示面板10的表面作为反射面30。显示面板10的表面的反射率低的情况下，可以增添具有提高显示面板10的表面反射率作用的滤光片，也可以涂敷任意涂料，可以进行任何提高显示面板10的表面的反射率的加工和处理。

而且，再生面板8的表面可以是不能反射第二图像再生部分6再生的图像24的非反射面32。在再生面板8的凸面侧表面具有高反射率的情况下，再生面板8和显示面板10无限地相互反射显示相互再生显示的图像24和反射显示的反射图像26，在显示面板10上显示无数个图像24和反射图像26。而如果再生面板8的表面是非反射面32，由于再生面板8不反射显示面板10的图像，因此在显示面板10上只显示再生面板8再生显示的图像24。非反射面32的反射率可考虑显示面板10与再生面板8的距离、光量等各种条件适当设定。而且，在再生面板8的表面具有高反射率的情况下，可以施以在再生面板8的表面上添加滤光片或者附着降低透过率的物质等这些能使再生面板8的表面形成非反射面32的任何加工和处理。

而且，在再生面板8的周边部分可以设置遮挡部件22。如果不设置遮挡部件22，在再生显示图像24时，再生面板8的边缘部分被图像24的光照射到，有可能被反射显示至显示面板10上。因此，在再生面板8的边缘部分设置遮挡部件22，遮挡再生面板8的边缘部分和图像24的光，防止映入显示面板10。而且，由于图像24的光照不到再生面板8的边缘部分，因此，再生面板8的轮廓变得清晰，在显示面板10上被反射显示的图像24也能够鲜明地显示轮廓。这种遮挡部件22对于材料和构造等没有特别的限定，可以将暗幕等布材料设置在再生面板8的边缘部分，也可以用板材等覆盖再生面板8的边缘部分。而且，除此之外，可在混凝土块等上设置孔，在该孔中设置再生面板8，将混凝土块作为遮挡部件22。而且，遮挡部件22不必完全覆盖再生面板8的边缘部分，可以覆盖再生面板8的一部分，适当设定即可。

另外，对于第一图像再生部分4和第二图像再生部分6的设置位置，如图1所示，第一图像再生部分4可以位于高于第二图像再生部分6的位置，第二图像再生部分6也可以位于高于第一图像再生部分4的位置。也可以将第一图像再生部分4和第二图像再生部分6水平设置，可考虑观赏者34看显示面板10的方向和角度等适当设定。而且，如图1所示，可以使第一图像再生部分4和第二图像再生部分6的中心轴位于同一位置，也可以使第一图像再生部分4和第二图像再生部分6的中心轴交叉，也可以平行。

第一图像再生部分4可以具有一个或者两个以上的再生面板8，第二图像再生部分6可以具有一个或者两个以上的显示面板10。在图8中，第一图像再生部分4具有一个再生面板8，第二图像再生部分6具有两个显示面板10，除此之外，还可以是其它各种组合。这样可以实现下面的各种图像表现：一个显示面板10上可以显示多个立体图像，在多个显示面板10上可以观赏到各种立体图像。

下面，作为本发明的立体图像显示装置2的一个实施方案，对图1表示的立体图象显示装置2进行说明。该立体图象显示装置2，作为第一图像再生部分4，由具有再生面板8的透过型第一屏幕12和在第一屏幕12上投影图像24的第一投影装置14构成，作为第二图像再生部分6，由具有显示面板10的透过型第二屏幕16和在第二屏幕16上投影图像24的第二投影装置18构成。第一投影装置14和第二投影装置18从屏幕的凹面侧投影图像24，分别在再生面板8和显示面板10上再生显示图像24。

图4是表示本发明第一图像再生部分4的一部分的说明图，图5是放大图4中A部分的放大图。作为第一屏幕12，使用图3所示的透过型半球状体。透过型半球状体使用透明的丙烯酸制半球状体，也可以使用玻璃和树脂等。而且，第一屏幕12的凸面侧表面形成非反射面32。如果根据透过型半球状体的材料特性等，第一屏幕12的凸面侧表面自然地形成非反射面32，则不需要任何反射面加工，但是，若需要非反射面加工，可以向第一屏幕12的表面吹付黑色系的粉末，也可以粘贴滤光片。而且，也可以施以其它加工和处理。

作为第一投影装置14，使用通常的投影仪，此外，只要能够在屏幕上投影图像24，什么样的设备都可以使用。投影仪投影的图像24使用反射镜20反射，投影到屏幕上。图1所示的立体图象显示装置2将投影仪在水平方向设置，利用反射镜20，在屏幕上投影图像24。

作为反射镜20，可以使用通常的镜子，但是在将图像24投影在一般的镜子上时，由于镜子表面上设置的玻璃，图像24发生乱反射或者折射，有可能无法正确投影在屏幕上，因此，应对镜子的表面进行加工，或者使用特殊的镜子，以使图像24正确反射。另外，反射镜20不一定要使用镜子，也可以使用其它部件、装置等。而且，使用反射镜20时，从投影仪投影的图像24反转再生显示在屏幕上，因此，能够将投影仪投影的图像24反转的为最佳，但基于演出或者其它目的，有意识地需要在屏幕上再生显示反转图像24等情况时，则不在此限。

第二图像再生部分6的构造与第一图像再生部分4相同，因此，省略详细说明。图6是表示本发明的第二图像再生部分6的一部分的说明图，图7是将图6中的B部分放大后的放大图。第二屏幕16的凸面侧表面形成反射面30。第二屏幕16由于也使用丙烯酸制的半球状体，因此，对凸面侧表面没有进行特别的加工即作为反射面30，但在透过型半球状体的凸面侧表面的反射率低的情况下，可以施以能形成反射面的任何加工和处理。而且，对第二屏幕16的凹面侧施以使第二投影装置18投影的图像24乱反射的加工。该乱反射加工是将黑色系的粉末吹付到第二屏幕12的凹面侧12上进行附着，也可以粘贴滤光片，还可以施以其它加工和处理。而且，使第二投影装置18投影的图像24乱反射的加工和处理与使屏幕成为非反射面32的加工和处理可以是同一处理，也可以是不同的处理。

在图1中，第一屏幕12和第二屏幕16都使用了同一形状的透过型半球状体，也可以使用不同大小的半球状体。而且，第一屏幕12和第二屏幕16分别使用了一个透过型半球状体，也可以使用多个。例如，如图8所示，第一屏幕12的透过型半球状体是一个，而第二屏幕16的透过型半球状体可设置多个。并不限于此，相对于第二屏幕16是一个，可设置多个第一屏幕12，可适当设定第一屏幕12和第二屏幕16的设置数目的组合。

另外，如图9所示，第一投影装置14和第二投影装置18可以使用相同的投影装置。这时，距投影仪最近的反射镜20优选将投影的图像24半反射半透过的半反射镜。这样，可以将透过的图像投影到另外一个屏幕上，即使只有一个投影仪，也能够作为立体图象显示装置2。图9中，只在第一图像再生部分4上设置投影装置投影图像24，也可以只在第二图像再生部分6上设置投影装置。

图2是表示在与地面垂直方向上设置投影仪的立体图象显示装置2的说明图。这时，可以从投影仪直接将图像24投影在屏幕上，也可以在投影仪中设置鱼眼透镜28投影图像24。特别是，屏幕是如图3所示的半球状体时，如果不使用鱼眼透镜28，直接从投影仪将图像24投影到屏幕上，由于半球状体上不同位置的弯曲率不同，再生显示的图像24会发生变形。因此，如果使用鱼眼透镜28将校正过象差的图像24投影到屏幕上，可以再生显示鲜明并且正确的图像24。而且，在图2中，投影装置和半球状体接近地设置，对于投影装置和半球状体的设置距离，可考虑鱼眼透镜28的种类和性能、半球状体的弯曲率等各种条件适当设定。

接着，作为本发明立体图象显示装置2的一个实施方案，说明图10表示的立体图象显示装置2。该立体图象显示装置2使用液晶显示器或者有机EL显示器作为第一图像再生部分4和第二图像再生部分6。这时，以液晶显示器或者有机EL显示器的画面的表面部分作为再生面板8或者显示面板10，在第一图像再生部分4的液晶显示器或者有机EL显示器的画面表面的反射率低的情况下，可施以反射加工。

液晶显示器、有机EL显示器可使用通常市售的，也可以使用专门设计制造的。而且，虽然在图中再生面板8和显示面板10是半球状体，但对于再生面板8和显示面板10的形状没有特别的限定。另外，虽然未图示，但是，第一图像再生部分4和第二图像再生部分6也包括向液晶显示器或者有机EL显示器输出图像24的图像输出装置。在该立体图像显示装置2中，也可以相对于一个第一图像再生部分4设置多个第二图像再生部分6。

如图1所示，优选第一图像再生部分4和第二图像再生部分6同时再生显示图像24，但是，也可以仅第一图像再生部分4再生显示图像24，第二图像再生部分6不再生显示图像24，而只是反射第一图像再生部分4再生显示的图像24。

以上是对本发明的立体图象显示装置2的说明，但是，可以在不脱离本发明的目的的范围内改变各种条件和设定。

本发明的立体图象显示装置2在两个屏幕上显示图像24，一个屏幕再生显示的图像24被另一个屏幕反射显示，利用观赏者34的焦点距离的视差，使其看见立体的图像24，因此，能够提供一种梦幻般的图像24，并可在治疗效果和安神等方面加以利用。例如，本发明的立体图象显示装置2可结合音乐和气味等，作为用于心理治疗和安神的医疗辅助工具使用。

另外，与电视等的平面图像不同，由于能够表现复杂的图像24，因此，在医院、酒店、美术馆、其它设施的接待室和大厅等场所，可以作为装饰品和艺术品摆放。

符号说明

2立体图象显示装置

4第一图像再生部分

6第二图像再生部分

8再生面板

10显示面板

12第一屏幕

14第一投影装置

16第二屏幕

18第二投影装置

20反射镜

22遮挡部件

24图像

26反射图像

28鱼眼透镜

30反射面

32非反射面

34观赏者

Claims (13)

1、一种立体图象显示装置，其特征在于：具备能够再生显示图像的第一图像再生部分和第二图像再生部分，该第一图像再生部分具有显示图像的再生面板，该第二图像再生部分具有显示图像的显示面板，该第一图像再生部分和该第二图像再生部分设置为该再生面板和该显示面板呈相对立状，该显示面板的表面是能够反射该第一图像再生部分再生显示的图像的反射面，上述再生面板的表面是不能反射上述第二图像再生部分再生的图像的非反射面。

2、如权利要求1记载的立体图象显示装置，其中，上述再生面板和上述显示面板是弯曲状的，该再生面板和该显示面板相互的凸面侧相对立设置。

3、如权利要求1记载的立体图象显示装置，其中，上述再生面板和上述显示面板是弯曲状的，该再生面板的凹面侧和该显示面板的凸面侧相对立设置。

4、如权利要求1记载的立体图象显示装置，其中，上述再生面板是平面状的，上述显示面板是弯曲状的，该再生面板和该显示面板的凸面侧相对立设置。

5、如权利要求1～4的任意一项记载的立体图象显示装置，其中，上述第一图像再生部分具备具有上述再生面板的透过型第一屏幕和在该第一屏幕上投影图像的第一投影装置，上述第二图像再生部分具备具有上述显示面板的透过型第二屏幕和在该第二屏幕上投影图像的第二投影装置，在上述第二屏幕的上述显示面板表面上，施以使从上述第二投影装置投影的图像乱反射的加工。

6、如权利要求5记载的立体图象显示装置，其中，上述第一投影装置和上述第二投影装置为同一投影装置。

7、如权利要求5记载的立体图象显示装置，其中，上述第一投影装置和/或上述第二投影装置具备鱼眼透镜。

8、如权利要求1～4的任意一项记载的立体图象显示装置，其中，上述第一图像再生部分和上述第二图像再生部分为液晶显示器或者有机EL显示器的任意一种。

9、如权利要求1～4的任意一项记载的立体图象显示装置，其中，上述再生面板位于高于上述显示面板的位置。

10、如权利要求1～4的任意一项记载的立体图象显示装置，其中，上述再生面板的周边部分设置有遮挡部件。

11、如权利要求1～3的任意一项记载的立体图象显示装置，其中，上述再生面板和/或上述显示面板是半球状的。

12、如权利要求1～4的任意一项记载的立体图象显示装置，其中，上述第一图像再生部分具有一个或者两个以上的再生面板，上述第二图像再生部分具有一个或者两个以上的显示面板。

13.如权利要求4所述的立体图象显示装置，其中，上述显示面板是半球状的。

Images