CN100468191C - 影像显示设备和装饰显示体 - Google Patents

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Abstract

一种影像显示设备，可以简便地显示视觉效果良好的三维影像。该影像显示设备，由具有投影仪(2)和在透光性基材的一面上排列着着色了的多个点，在另一面上排列着具有透光性的多个聚光元而构成，并且具有至少在一部分上使来自投影仪(2)的投影光成像的成像装置的装饰显示体(1)构成，点的虚像呈现在与放映在成像装置上的影像不同的面上，赋予三维视觉效果。装饰显示体(1)的点和聚光元的排列，优选的是方向性相同，间距不同。

Description

影像显示设备和装饰显示体
技术领域
本发明涉及可进行三维表现、可显示良好视觉效果的影像的影像显示设备。
背景技术
三维影像和二维影像不同，具有良好的视觉效果，各种用于显示三维影像的技术正在被开发。例如，特开2002-162599号公报、特开2001-352565的公报提出了可以显示三维影像的装置的方案。
但是，这样的装置需要特殊的投影仪、特殊的投影技术等等，不是可以简单利用的。
因此，本发明的目的在于提供一种可以简单地显示视觉效果良好的三维影像的影像显示设备。
发明内容
为了达到所述目的，本发明的影像显示设备的特征在于具有：投影仪；装饰显示装置，在透光性基材的一面上排列着着色了的多个点，在另一面上排列着具有透光性的多个聚光元而构成，在与所述透光性基材的形成了点的面正交的方向上的不同位置上形成所述点的虚像；以及使来自所述投影仪的投影光在所述透光性基材上成像的装置。
还有，本发明的影像显示设备的特征在于包括：装饰显示装置，在透光性基材的一面上排列着着色了的多个点，在另一面上排列着具有透光性的多个聚光元而构成，在与所述透光性基材的形成了点的面正交的方向上的不同位置上形成所述点的虚像；以及与所述装饰显示装置接近而配置的影像显示装置。
上述影像显示装置例如是使投影仪和来自所述投影仪的投影光成像的成像装置。
优选的是，其特征在于，所述装饰显示装置的点和聚光元的排列是排列的方向性相同，排列的间距不同。
优选的是，其特征在于，所述装饰显示装置中，与所述点相同形状的放大了的虚像呈现在所述点的后方。
优选的是，其特征在于，所述装饰显示装置中，与所述点相同形状的放大了的虚像呈现在所述点的前方。
另外，本发明的装饰显示体，在透光性基材的一面上排列着着色了的多个点，在另一面上排列着具有透光性的多个聚光元而构成，在与所述透光性基材的形成了点的面正交的方向上的不同位置上形成所述点的虚像，具有至少在一部分上使来自投影仪的投影光成像的成像装置。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的影像显示设备的图。
图2是表示本发明的装饰显示体的一实施例的剖视图。
图3是表示本发明的装饰显示体的另一实施例的剖视图。
图4是表示本发明的装饰显示体的点和聚光元的排列图形的一实施例的图。
图5是表示本发明的装饰显示体的点和聚光元的排列图形的另一实施例的剖视图。
图6是表示本发明的装饰显示体的另一实施例的剖视图。
图7是表示本发明的装饰显示体的另一实施例的剖视图。
图8是表示本发明的第2实施方式所涉及的影像显示设备的一配置例的图。
图9是表示本发明的第2实施方式所涉及的影像显示设备的另一配置例的图。
图10是表示本发明的第2实施方式所涉及的影像显示设备的又另一配置例的图。
图11是表示本发明的装饰显示体的另一实施例的剖视图。具体实施实施方式
以下说明本发明的实施方式。
图1是表示本发明的影像显示设备100的第1实施方式的图，该影像显示设备100由投影仪20和作为显示从投影仪20投影的影像的屏幕而起作用并且赋予投影在屏幕上的影像以远近感(深度感)的装饰显示体10构成。装饰显示体10在一面上排列着多个点，在另一面上排列着多个聚光元，通过它们的排列，点的虚像就会在与放映在装饰显示体10上的影像的面不同的位置上呈现，赋予影像以深度感。
投影仪20是在装饰显示体10上投影影像的装置，可以使用液晶投影仪等公知的装置。在把装饰显示体作为透过型屏幕来使用的场合，从装饰显示体的点排列的面侧进行投影，在把装饰显示体作为反射型屏幕来使用的场合，从装饰显示体的聚光元排列的面侧进行投影。
图1所示的实施方式是作为透过型屏幕来使用的，投影仪20配置在从观看者50看去的装饰显示体10的后侧。另外，未图示，但是在装饰显示体10具有反射型屏幕功能的场合，相对于装饰显示体10，投影仪20和观看者配置在同一侧。
下面，详细叙述具有这种功能的装饰显示体10的各要素。图2和图3分别示意地表示透过型和反射型的装饰显示体的侧面。该装饰显示体10，如图所示，至少具有透光性基材1和光扩散层2，在光透过型材料1的一面上排列着着色了的多个点3，在另一面上排列着具有透光性的多个聚光元4，使排列着聚光元4的面朝向观看者而被组装到影像显示设备中。
作为透光性基材1，只要是透过可见光的物体即可，不受特别的限制，可以使用由玻璃、塑料构成的膜状物体、板状物体等。另外，也可以粘合塑料膜、玻璃板等作为透光性基材。透光性基材的优选的厚度由后述的聚光元、点的大小来适当决定，不可一概而论，优选使用厚度为0.1～10mm的，更优选的是1～5mm的程度的基材。
点3和聚光元4在该透光性基材1的两面上形成。点和聚光元的排列图形的例子如图4和图5所示。点3由有色油墨等着色了的素材形成，不管有没有透光性。点的形状在图4和图5中表示的是圆形的，但是无特别的限制，可以是圆形、四边形、星形、三角形、椭圆形等任意的形状。各个点的大小无特别的限制，优选的是透光性基材的厚度的1/2及以下，更优选的是1/5及以下，更具体一点讲，优选的是长径为0.1μm～1mm，更优选的是1μm～100μm的程度。另外，在装饰显示体中，一部分点的大小不同也行。
点3的排列优选的是具有方向性，在图4和图5所示的实施方式中，在X方向和与X方向正交的Y方向上以相同间距，将各点以矩阵状相等排列。但是排列的方向除了矩阵状之外，可以是放射状的排列，在矩阵状的场合，不仅可以是正交的两个方向，也可以是一个排列方向相对于另一个排列方向构成小于90度的角度或大于90度的角度。另外，关于排列间距，对于一个排列方向可以是同一间距，也可以是不同间距。另外，在排列成多个排列方向的场合，间距也可以随排列方向而不同。
聚光元4具有三维地放大显示点而形成虚像的功能，由具有透光性的油墨等具有透光性的材料形成。聚光元的形状只要隆起成凸状即可，不受特别的限制，可以是圆形、四边形、星形、三角形、椭圆形等等。
各个聚光元的大小没有特别的限制，优选的是透光性基材的厚度的1/2及以下，更优选的是及1/5以下，更具体一点讲，优选的是长径为0.1μm～1mm，更优选的是1μm～100μm的程度。另外，在装饰显示体中，一部分聚光元的大小不同也行。
与点的形状的关系不受特别的限制，相同不同都可以，优选的是点的长径为聚光元的长径及以下。
聚光元4的排列，与点相同，优选的是按照一定的方向来排列，排列方向可以是矩阵状，也可以是放射状。在矩阵状的场合，不仅可以是正交的两个方向，也可以是一个排列方向相对于另一个排列方向构成小于90度的角度或大于90度的角度。另外，关于排列间距，对于一个排列方向可以是同一间距，也可以是不同间距。另外，在排列成多个排列方向的场合，间距也可以随排列方向而不同。
与点的排列的关系不受特别的限制，但是如图4和图5所示，优选的是两者排列的方向性相同，两者的排列间距不同。通过使点和聚光元排列的方向性相同，排列间距不同，可以对点进行三维放大显示，并且防止莫尔条纹(モアレ)的产生。
对点进行三维放大显示是指，根据点与聚光元的关系，使与点的形状相同的放大了虚像(以下有时也简称“虚像”)呈现在实际形成了点的面的前方或者后方的状态，对于本发明的装饰显示体10，虚像呈现在形成面的前方、后方或者其组合，这是优选的构成。
图4所示的实施方式是与点的形状相同的放大了虚像呈现在点形成面的后方，具体而言，满足以下的条件。
1)各个聚光元的形状、大小相同。
2)各个着色了的点的形状、大小相同。
3)聚光元和点至少有一组上下完全重叠在一起而构成(这种完全重叠在一起的聚光元和点分别叫做“基准聚光元4′”、“基准点3′”。以下相同)。
4)在与基准点3′等距离处的点3，相对于与该点3对应的聚光元4，以基准点3′为中心，放射状地以同样的幅度向内侧偏离，并且，从基准点3′越往外侧的点，偏离的幅度越大，依此来配置聚光元和点。
另外，图5所示的实施方式是与点的形状相同的放大了虚像呈现在点形成面的前方，具体而言，满足以下的条件。
1)各个聚光元的形状、大小相同。
2)各个着色了的点的形状、大小相同。
3)聚光元和点至少有一组上下完全重叠在一起而构成。
4)在与基准点3′等距离处的点3，相对于与该点3对应的聚光元4，以基准点3′为中心，放射状地以同样的幅度向外侧偏离，并且，从基准点3′越往外侧的点，偏离的幅度越大，依此来配置聚光元和点。
通过使点的虚像这样呈现，可以看到在装饰显示体上成像的平面影像呈现在虚像的前方或者后方，就能看到有深度感、视觉效果良好的影像。
再有，在装饰显示体中，与点的形状相同的放大了虚像呈现在点形成面的前方的部分和呈现在点形成面的后方的部分可以混合存在。例如，在装饰显示体的外周部分形成图4的图形，在内侧部分形成图5的图形。这样，使虚像在一个装饰显示体中呈现的位置不同，在前方看到的虚像、平面影像、在后方看到的虚像这三者在深度方向(奥行き方向)就会在不同位置被看到，使得视觉效果更加良好。
为了在透光性基材的一面上形成点，在另一面上形成聚光元，可以采用在一面上用着色了的油墨印刷多个点，并且在另一面上形成凸状的聚光元，或者如图6所示，准备两张透光性基材，在一张透光性基材上印刷点，在另一张上形成凸状的聚光元，用粘合剂6等将两者粘合等方法。使聚光元形成为凸状的方法，可以采用例如在使构成透光性基板的板或膜成型时在一面上用成型或者赋型膜来形成，或者在构成透光性基板的板或膜上用无色或者着色的具有透光性的油墨通过印刷来形成等方法。作为印刷方法，有公知的丝网印刷、转印印刷等。在通过丝网印刷来形成的场合，可以用10≦线数≦70的纱体进行印刷，来形成凸状的聚光元。
为了如图4那样排列点和聚光元，例如通过丝网印刷，使得以与由构成纱体(紗体)的纱线给定的分量(升目)的间距相同的间距而形成聚光元。同样通过丝网印刷，用由超过形成聚光元纱体的线数、相近的线数构成的纱体，使得以与由构成纱体的纱线给定的分量的间距相同的间距而形成点。这时，至少使一组聚光元和点在上下完全重叠。
还有，为了如图5那样排列点和聚光元，通过丝网印刷，使得以与由构成纱体的纱线给定的分量的间距相同的间距而形成聚光元，同样通过丝网印刷，用由少于形成聚光元纱体的线数、相近的线数构成的纱体，使得以与由构成纱体的纱线给定的分量的间距相同的间距而形成点。这时，至少使一组聚光元和点在上下完全重叠。
其次说明光扩散层2。光扩散层2赋予装饰显示体1的至少一部分以规定的晕斑(ヘ—ズ)，构成使来自投影仪的投影光成像的成像装置。例如，由在透光性粘合剂中分散了无机微粒子、有机微粒子的层构成。作为无机粒子，可以举出由二氧化硅、氧化铝、滑石、氧化铝、氧化锌、二氧化钛等构成的粒子，作为有机粒子，可以举出由甲基丙烯酸、聚乙烯、聚氨酯、苯并二氨基三嗪、聚硅酮树脂等构成的粒子。
这里所讲的晕斑指的是JIS-K7136：2000中的晕斑值，是根据晕斑(％)＝[(τ4/τ2)-τ3(τ2/τ1)]×100的公式求得的值。(τ1：入射光的光束，τ2：透过试验片的全光束，τ3：由装置扩散了的光束，τ4：由装置和试验片扩散了的光束)。为了使来自投影仪的投影光成像，晕斑应该为40％及以上，优选的是60％及以上，更优选的是80％及以上，可以通过无机粒子、有机粒子的添加量、光扩散层的厚度来适当调整。
另外，在图2所示的实施方式中，作为成像装置，表示了在透光性基材1的点侧形成了光扩散层2的场合，不过，为了使装饰显示体可以将投影仪的投影光成像，只要在装饰显示体中设置晕斑在所述范围的部分即可，可以粘合形成了所述光扩散层的塑料膜，作为透光性基材，可以使用在基材中使无机微粒子、有机微粒子分散的物体。
另外，装饰显示体在作为透过型屏幕来使用的场合，要具有可以看到在装饰显示体上成像的影像的程度的透光性。更具体一点讲，整个装饰显示体的全光线透过率(JIS-K7361-1：1997)应该为35％及以上，优选的是50％及以上，更优选的是80％及以上。
另一方面，装饰显示体在作为反射型屏幕来使用的场合，如图3所示，优选的是装饰显示体的点上具有光反射层5。作为光反射层5，可以举出将铝、银等金属制成板状、膜状形态的物体，在塑料膜上通过蒸镀、溅射等将金属形成膜状的物体，含有白色颜料的树脂层等公知的物体。
这样构成的装饰显示体10可以作为使来自投影仪的投影光在装饰显示体(光扩散层)上成像的屏幕来使用，这时，从观看者的角度看，放映在屏幕上的平面影像和虚像重合，能看到有深度感、视觉效果良好的影像。
另外，除了上述构成要素之外，本发明的装饰显示体10可以在不妨碍这些功能的范围内附加种种为了提高装饰效果的要素。例如，如图7所示，也可以是具有由文字、图形等构成的图像层7的物体。设置图像层的场所不受特别的限制，不管是透光性基材的点排列的面侧还是聚光元排列的面侧都行，优选的是设置在点、聚光元的上层。例如，在装饰显示体的点排列的面侧设置光扩散层，在聚光元排列的面侧设置图像层，使透光性基材的厚度充分厚，使装饰显示体的成像部分和图像层的间隔充分分离(不能一概而论，一般为5mm以上)，使得图像层的文字等与虚像和在平面上放映的影像相重合，在整个影像显示设备中看到的影像具有深度感、视觉效果良好。
这样的图像层可以通过丝网印刷等印刷方式，或者粘合剪切成所希望的形状的剪切片等来形成。
另外，装饰显示体也可以在至少一个表面上具有防止反射层。这样就能够防止投影仪所投射的影像的光量降低，观看者可以看到更亮的影像。
再有，装饰显示体也可以在至少一个表面上具有硬涂层。这样就能够防止由表面的伤痕引起品质的下降。
下面说明本发明的影像显示设备的第2实施方式。图8～图10分别是表示第2实施方式的不同的配置例。
该影像显示设备200由显示二维影像的影像显示体40和用于在与影像显示体形成的影像不同的位置上形成虚像，赋予影像以远近感的装饰显示体60构成。影像显示体40只要是可以显示影像的物体即可，不受特别的限制，如图8～图10所示，可以是由屏幕30和投影仪20构成的物体，也可以是液晶显示器等监视器。可以使用屏幕、投影仪、监视器等公知的物体。
配置影像显示体的位置可以是装饰显示体的任何一侧(图8，图9)，优选的是像图8那样配置在点排列的面侧。另外，影像显示体(屏幕30)和装饰显示体60之间的间隔不受特别的限制，但是考虑到影像的观看性、平面影像与虚像的距离的平衡，以及在不同的位置观看所述三个不同信息这方面的平衡时，两者的间隔应该为5mm及以上，优选的是5～500mm，更优选的是10～200mm。
装饰显示体60在透光性基材的一面上排列着多个点，在另一面上排列着具有透光性的多个聚光元，配置成聚光元50排列的一侧在观看者50的一侧。构成装饰显示体60的各要素、透光性基材、点和聚光元与第1实施方式的装饰显示体10相同。即，构成为，夹着透光性基材而分别形成规定图形的点和聚光元，这样，点的放大了的虚像就呈现在与点形成面不同的位置上，对于在影像显示体40上显示的影像赋予远近感。但是，本实施方式的装饰显示体60其本身不必具有成像功能(作为屏幕的功能)，所以不必具备用于此的要素，例如光扩散层等。另外，除了图9所示的配置在影像显示体40后面的场合，整体的全光透过率(JIS-K7361-1：1997)应该为35％以上，优选的是50％以上，更优选的是80％以上。只要具备这样的透光性，即使具备成像功能也行。
在本实施方式的影像显示设备中，将装饰显示体60和影像显示体40靠近配置，并且使影像显示体40显示影像，使得对于在影像显示体40上平面地放映的影像，在深度方向的不同的位置，影像显示体60的点的虚像看上去重叠，可以提高良好的三维视觉效果。
在本实施方式的装饰显示体60中，可以在不妨碍所述构成要素功能的范围内，附加种种为了提高装饰效果的要素。例如，如图11所示，可以是具有由文字、图形等构成的图像层7的物体。通过设置图像层7，就能分别在深度方向的不同位置观看由装饰显示体60形成的虚像、在平面上放映的影像和图像层的文字等这3个不同的信息，视觉效果非常好。
另外，可以至少在一个表面上具有防止反射层，这样就可以防止从投影仪投射的影像的光量降低，可以让观看者看到更亮的影像。
另外，装饰显示体可以至少在一个表面上具有硬涂层。这样就能够防止由表面的伤痕引起品质的下降。
如所述说明的那样，根据本发明的装饰显示体，通过使影像在与成像或者被显示的面在深度方向不同的位置上呈现点的虚像，就可以获得三维视觉效果，获得很好的临场感。本发明的影像显示设备可以适用于种种影像，但是投影仪所投影的影像、显示在影像显示体上的影像最好选择被三维地放大显示了的虚像可以清楚看到的影像。具体一点讲，优选的是背景部分的比例大的影像。影像中的背景部分优选的是40％及以上，更优选的是60％及以上。另外，优选的是虚像的色彩(点的色彩)和影像的背景的色彩的亮度差大，形成良好的对比。另外，与静止画相比，影像优选的是动画。这样就可以获得更强调深度感、能看到视觉效果良好的影像的影像显示设备。
实施例
以下说明本发明的实施例。另外，“部”“％”只要没有特别记载的话，就是重量基准。
[实施例1]
在厚1mm的透明塑料板的一面上用线数为15线的纱体，通过丝网印刷，使得以与由构成纱体的纱线给定的分量的间距相同的间距，用十条化成社的4100号系列的透明的油墨印刷了40％(每单位面积上聚光元占的比例)的圆形的聚光元。
接着，在厚0.1mm的透明塑料膜上，以与由形成18线的纱体的纱线给定的分量的间距相同的间距，形成了圆形的点。点的具体的制造工序如下。
首先，在个人电脑(Power Mac9600/300：Apple公司)上用编辑处理应用程序(Adobe Photoshope 5.02J：Adobe systems公司)获得18线的纱体的图像数据，接着，将图像数据用输出处理应用程序(QuarkXpress 3.3J：Adobe systems公司)在个人电脑(Power Mac 9600/300：Apple公司)中进行转送处理，将被转送了的图像数据变换成影像数据，经运算处理应用程序(AD-310PM Ver2.0：大日本屏幕制造公司)进行运算处理之后，转送到影像调节器(イメ—ジセツタ—)(FT-R3050：大日本屏幕制造公司)，印在感光膜上，用自动显影机(KODAMATIC710Processor：日本柯达公司)进行显影，从而获得形成了点的透明膜。
接着，粘合印刷了聚光元的透明塑料板和形成了点的透明的塑料膜，使得聚光元印刷面和点形成面处在外侧，获得能在点的后方看到虚像的装饰显示体。
接着，在装饰显示体的点形成面上，配置由透过型屏幕(帝拉德(デイラツド)屏幕GS：木本(きとも)公司，晕斑92％)和液晶投影仪(XV-P3：夏普公司)构成的影像显示体，使得装饰显示体和透过型屏幕的间隔为150mm，获得影像显示设备(图8)。
[实施例2]
在实施例1中获得的装饰显示体的点上贴上剪切成所希望的图形的剪切片(シ—ト)而形成图像层，除此之外，与实施例1相同，获得能在画后方看到虚像的装饰显示体。接着，以与实施例1相同的方式获得影像显示设备(图8)。
[实施例3]
在实施例1中获得的装饰显示体的点上粘合透过型屏幕(帝拉德屏幕GS：木本公司，晕斑92％)，除此之外，与实施例1相同，获得能在点的后方看到虚像的装饰显示体。
接着，配置液晶投影仪，使液晶投影仪(XV-P3：夏普公司)从装饰显示体的点侧进行投影，获得影像显示设备(图1)。
[实施例4]
在实施例3的装饰显示体中，除了印刷聚光元的纱体为20线，形成点的纱体为17线之外，与实施例3一样，制作装饰显示体，获得能在点的前方看到虚像的装饰显示体。
接着，配置液晶投影仪，使液晶投影仪(XV-P3：夏普公司)从装饰显示体的点侧进行投影，获得影像显示设备(图1)。
用实施例1～4中获得的影像显示设备来显示影像，被三维地放大显示的虚像和显示在影像显示体上的影像或者成像在装饰显示体上的影像重叠，这样就能看到有深度感、视觉效果良好的影像。另外，对于实施例2的装置，从观看者来看，可以看到最前方是图像层的图形，接着是显示在影像显示体上的影像，最后方是被三维地放大显示的虚像，视觉效果非常好。
另外，实施例3、4的装饰显示体是可以成像的，所以通过投影仪进行投影，被三维地放大显示的虚像和平面地放映的影像重叠，就可以看到视觉效果良好的影像。

Claims (10)

1.一种影像显示设备，其特征在于具有：投影仪；装饰显示装置，在透光性基材的一面上排列着着色了的多个点，在另一面上排列着具有透光性的多个聚光元而构成，在与所述透光性基材的形成了点的面正交的方向上的不同位置上形成所述点的虚像；以及使来自所述投影仪的投影光在所述透光性基材上成像的装置。
2.根据权利要求1所述的影像显示设备，其特征在于，所述装饰显示装置的点和聚光元的排列是排列的方向性相同，排列的间距不同。
3.根据权利要求1所述的影像显示设备，其特征在于，所述装饰显示装置中，与所述点相同形状的放大了的虚像呈现在所述点的后方。
4.根据权利要求1所述的影像显示设备，其特征在于，所述装饰显示装置中，与所述点相同形状的放大了的虚像呈现在所述点的前方。
5.一种影像显示设备，其特征在于包括：装饰显示装置，在透光性基材的一面上排列着着色了的多个点，在另一面上排列着具有透光性的多个聚光元而构成，在与所述透光性基材的形成了点的面正交的方向上的不同位置上形成所述点的虚像；以及与所述装饰显示装置接近而配置的影像显示装置。
6.根据权利要求5所述的影像显示设备，其特征在于，所述影像显示装置是使投影仪和来自所述投影仪的投影光成像的成像装置。
7.根据权利要求5所述的影像显示设备，其特征在于，所述装饰显示装置的点和聚光元的排列是排列的方向性相同，排列的间距不同。
8.根据权利要求5所述的影像显示设备，其特征在于，所述装饰显示装置中，与所述点相同形状的放大了的虚像呈现在所述点的后方。
9.根据权利要求5所述的影像显示设备，其特征在于，所述装饰显示装置中，与所述点相同形状的放大了的虚像呈现在所述点的前方。
10.一种装饰显示体，在透光性基材的一面上排列着着色了的多个点，在另一面上排列着具有透光性的多个聚光元而构成，在与所述透光性基材的形成了点的面正交的方向上的不同位置上形成所述点的虚像，具有至少在一部分上使来自投影仪的投影光成像的成像装置。
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