CN106461958B - 镜面显示器系统 - Google Patents

镜面显示器系统 Download PDF

Info

Publication number
CN106461958B
CN106461958B CN201580029852.6A CN201580029852A CN106461958B CN 106461958 B CN106461958 B CN 106461958B CN 201580029852 A CN201580029852 A CN 201580029852A CN 106461958 B CN106461958 B CN 106461958B
Authority
CN
China
Prior art keywords
image
mirror
parallax
display device
semi
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201580029852.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106461958A (zh
Inventor
坂井彰
长谷川雅浩
箱井博之
箕浦洁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Publication of CN106461958A publication Critical patent/CN106461958A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106461958B publication Critical patent/CN106461958B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30Image reproducers
    • H04N13/346Image reproducers using prisms or semi-transparent mirrors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133553Reflecting elements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/10Processing, recording or transmission of stereoscopic or multi-view image signals
    • H04N13/106Processing image signals
    • H04N13/128Adjusting depth or disparity
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30Image reproducers
    • H04N13/302Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30Image reproducers
    • H04N13/366Image reproducers using viewer tracking
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13356Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors characterised by the placement of the optical elements
    • G02F1/133562Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors characterised by the placement of the optical elements on the viewer side

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

本发明提供能够抑制镜像和影像产生不协调的感觉,并且能够同时识别镜像和影像的镜面显示器系统。本发明的镜面显示器系统包括:具有半透半反射镜层的半透半反射镜板、3D显示装置和向上述3D显示装置供给影像信号的控制装置,该镜面显示器系统中,上述3D显示装置配置在上述半透半反射镜板的背面侧,而且根据上述影像信号,在上述3D显示装置的显示面显示形成视差的左眼用的影像和右眼用的影像,上述视差设定成,上述左眼用的影像和上述右眼用的影像的合成影像在比上述3D显示装置的显示面靠背面侧的位置被感知到。

Description

镜面显示器系统
技术领域
本发明涉及镜面显示器系统。更详细地说,涉及使用兼具有作为镜子的功能和作为显示影像的显示器的功能的镜面显示器的镜面显示器系统。
背景技术
近年来,提案了作为数字标牌等的用途,通过在显示装置的前表面设置半透半反射镜板,对显示装置赋予作为镜子的功能的镜面显示器(例如,参照专利文献1~4)。在镜面显示器中,进行从显示装置射出的显示光的影像显示,也通过反射外部光而用作镜子。
另外,作为具有反射功能的光学部件,已知金属蒸镀膜、电介质多层膜、多层型反射型偏光板、纳米线栅偏光板(例如,参照专利文献5和6)、使用胆甾醇型液晶的选择反射的圆偏光分离片(例如,参照专利文献7)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-125885号公报
专利文献2:日本特开2003-241175号公报
专利文献3:日本特开平11-15392号公报
专利文献4:日本特开2004-085590号公报
专利文献5:日本特开2006-201782号公报
专利文献6:日本特开2005-195824号公报
专利文献7:日本特开2007-65314号公报
发明要解决的技术问题
但是,在现有的镜面显示器中,存在镜子的镜像(以下简称为镜像。)和显示装置的影像(以下简称为影像。)不能够很好地融合而导致产生不协调的感觉的情况。本发明的发明者们研究其原因,结果发现以下内容。
图12是表示现有的镜面显示器中的镜像和影像的关系的示意图。以下说明作为显示装置使用显示2维(2D)影像的液晶显示装置(以下也称为2D液晶显示装置。),进行眼镜的虚拟试戴的情况。
如图12所示,镜面显示器102从背面侧向观察者侧依次具有2D 液晶显示装置111和半透半反射镜板104。此处,观察者108站立在与半透半反射镜板104距离1m的位置,当自己的脸照映于镜面显示器 102时,该镜像M被感知到在与观察者108距离2m的位置。即,半透半反射镜板104的镜像M不是在半透半反射镜板104的显示面,而是在比半透半反射镜板104靠后方(背面侧)的位置被感知到。光学理论上,镜像M按照以半透半反射镜板104的显示面为基准位于与观察者108对称的位置的方式显示于镜子。
另一方面,当为了使虚拟的眼镜与镜像M重叠而在2D液晶显示装置111显示眼镜的影像D时,眼镜的影像D在与观察者108距离1m 的位置(半透半反射镜板的厚度比较小而忽略)被感知到。其结果是,观察者108的脸的镜像M和眼镜的影像D在进深不同的位置被感知到,因此观察者108不能够同时看到自己的脸(镜像M)和眼镜(影像D),存在很大程度的不协调的感觉。这是因为用于观察镜像M和影像D的焦点、收敛角相差较大。此处,收敛角α表示由观察者108的瞳孔(眼) E1、E2观察镜像M的收敛角,收敛角β表示由观察者108的瞳孔E1、 E2观察影像D的收敛角,收敛角α和收敛角β不同。
本发明的发明者们为了解决产生这样的不协调的感觉的问题,研究通过使观察者108紧贴镜面显示器102而使镜像M和影像D在进深的相同位置被感知到的方法。但是,例如在进行眼镜或衣服的虚拟试戴或试穿时,观察者不能够接近镜面显示器到数十mm程度,实用上是很困难的。
如上所述,在现有技术中没有充分认知到在镜像与影像之间产生的不协调的感觉,也没有提出能够解决该问题的方案。例如,在上述专利文献1~4中没有记载关注这样的不协调的感觉的内容,也不能够解决上述问题。
发明内容
本发明是鉴于上述现状而提出的,其目的在于提供能够抑制镜像与影像的不协调的感觉且同时能够识别镜像和影像的镜面显示器系统。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的发明者们对于能够抑制镜像和影像的不协调的感觉且同时能够识别镜像和影像的镜面显示器系统进行了各种研究,着眼于下述情况:如能够进行3维(3D)影像的显示的显示装置(以下称为3D 显示装置。)那样利用两眼视差(以下简称为视差。),则能够使影像在比3D显示装置的显示面靠背面侧的位置被感知到。由此发现,通过构成具有半透半反射镜板、3D显示装置和控制装置的镜面显示器系统, 3D显示装置根据从控制装置供给的影像信号,显示形成视差的一组影像(左眼用的影像和右眼用的影像),则能够使镜像和影像(左眼用的影像和右眼用的影像的合成影像)在进深的相同位置接近。由此想到能够很好地解决上述课题而得到本发明。
即,本发明的一个方式是镜面显示器系统,其包括:具有半透半反射镜层的半透半反射镜板、3D显示装置和向上述3D显示装置供给影像信号的控制装置,该镜面显示器系统的特征在于:上述3D显示装置配置在上述半透半反射镜板的背面侧,且根据上述影像信号,在上述3D显示装置的显示面显示形成视差的左眼用的影像和右眼用的影像,上述视差设定成,上述左眼用的影像和上述右眼用的影像的合成影像在比上述3D显示装置的显示面靠背面侧的位置被感知到。
发明效果
根据本发明,能够抑制镜像和影像的不协调的感觉且能够同时认知镜像和影像。此外,本发明在应用于眼镜或衣服的虚拟试戴试穿的用途中时,观察者不用紧贴镜面显示器,能够提高实用性。
附图说明
图1是表示实施方式1的镜面显示器系统的截面示意图。
图2是表示观察者的瞳孔间距离为70mm时的视差角与视距的关系的图表。
图3是表示实施方式1的镜面显示器系统中的镜像与影像的关系的示意图。
图4是表示实施方式1的镜面显示器系统中的观察者与被感知的影像的关系的示意图。
图5是表示实施方式1的镜面显示器系统中的观察者的瞳孔间距离为70mm时的、进深和视距的比与视差的关系的图表。
图6是表示实施方式1的镜面显示器系统中的观察者的瞳孔间距离为70mm时的、进深和视距的比为1的状态的示意图。
图7是表示实施例4~9的视差的设定顺序的一例的流程图。
图8是表示实施方式2的镜面显示器系统的截面示意图。
图9是表示实施方式2的镜面显示器系统中的观察者与被感知的影像的关系的示意图。
图10是表示比较例1的镜面显示器系统的截面示意图。
图11是表示比较例2的镜面显示器系统的截面示意图。
图12是表示现有的镜面显示器中的镜像与影像的关系的示意图。
具体实施方式
以下基于实施方式(实施例)对本发明参照附图更详细地进行说明,但本发明并不限定于这些实施方式(实施例)。此外,各实施方式 (各实施例)的结构可以在不脱离本发明的主旨的范围内适当组合、变更。
以下的实施方式(实施例)中,说明作为3D显示装置使用显示3 维(3D)影像的液晶显示装置(以下称为3D液晶显示装置。)的情况,但只要是能够显示3D影像、通过在3D显示装置的显示面显示形成视差的一组影像(左眼用的影像和右眼用的影像)而使(左眼用的影像和右眼用的影像的合成影像)在比3D显示装置的显示面靠背面侧的位置被感知到的结构,则其种类没有特别限定。作为3D(液晶)显示装置的方式,能够使用视差屏障方式的裸眼3D(液晶)显示装置、有源快门方式的眼镜式3D(液晶)显示装置、以及双凸透镜方式的裸眼3D(液晶)显示装置、图案化延迟器方式的眼镜式3D(液晶)显示装置等任意的装置。此外,视差屏障(视差光栅)和双凸透镜可以是应用液晶显示面板的技术能够电控制屏障的间隔、位置、透镜的形状等的结构,有时分别称为液晶屏障、液晶透镜等。裸眼3D(液晶)显示装置一般来说视野角特性不充分,在3D显示看到的视野角范围(所谓的 sweet spot(清晰范围))狭窄,因此优选与所谓的眼动追踪技术(也称为脸部追踪技术、或头部追踪技术。)组合使用,该眼动追踪技术通过用摄像机追踪观察者的脸或眼球的动作,调整形成视差的左眼用的影像和右眼用的影像的位置、调整屏障或透镜的状态。
本说明书中,“视差”表示在3D显示装置(例如3D液晶显示装置3)的显示面测定出的视差。本说明书中,“半透半反射镜层”是指被赋予了对于入射光的反射性能的透光性的层,优选对自然光的反射率为40%以上,更优选反射率为50%以上。本说明书中,“反射率”只要没有特别说明即是指“视感反射率”。此外,半透半反射镜层也可以吸收入射光的一部分。
[实施方式1]
实施方式1涉及包括具有3D液晶显示装置和半透半反射镜板的镜面显示器以及控制装置的镜面显示器系统,有时以3D液晶显示装置和半透半反射镜板相接的方式配置。
图1是表示实施方式1的镜面显示器系统的截面示意图。如图1 所示,镜面显示器系统1a具有镜面显示器2和控制装置7。镜面显示器2从背面侧到观察者侧依次具有3D液晶显示装置3和半透半反射镜板4。3D液晶显示装置3利用机座9配置。3D液晶显示装置3和半透半反射镜板4以相接触的方式配置。3D液晶显示装置3和半透半反射镜板4的固定方法没有特别限定。例如能够举出:将半透半反射镜板4 的尺寸设定为比3D液晶显示装置3的显示区域的尺寸大,使用粘接带将3D液晶显示装置3贴合于半透半反射镜板4的方法;在3D液晶显示装置3的上端和下端安装为框状的铝制的一对轨道中嵌入半透半反射镜板4的上端和下端而固定的方法等。控制装置7配置在镜面显示器2的附近,经由配线10与3D液晶显示装置3电连接。
3D液晶显示装置3根据从控制装置7供给的影像信号,在3D液晶显示装置3的显示面显示形成视差的一组影像(左眼用的影像和右眼用的影像)。由此,能够使影像(左眼用的影像和右眼用的影像的合成影像)在比3D液晶显示装置3的显示面靠背面侧的位置被感知到。 3D液晶显示装置3的方式没有特别限定。
半透半反射镜板4从背面侧到观察者侧依次具有半透半反射镜层 5和作为基材的玻璃基板6。各部件经由丙烯酸类的粘接剂(未图示) 被粘贴。
作为半透半反射镜层5,例如能够举出反射型偏光板。作为反射型偏光板,例如能够使用多层型反射型偏光板、纳米线栅偏光板、采用胆甾醇液晶的选择反射的反射型偏光板等。作为多层型反射型偏光板,能够举出住友3M社制造的反射型偏光板(商品名:DBEF)。作为纳米线栅偏光板,能够举出上述专利文献5和6公开的结构。作为采用胆甾醇液晶的选择反射的反射型偏光板,能够举出日东电工社制造的反射型偏光板(商品名:PCF)。
作为半透半反射镜层5,只要具有将入射光的一部分反射、使一部分透过的分束器功能就没有特别限定,代替反射型偏光板,也能够使用例如金属蒸镀膜、电介质多层膜等。从同时实现镜像(反射像)的视认性和影像的视认性的观点出发,作为镜面显示器,优选采用组合液晶显示装置(3D液晶显示装置)和反射型偏光板的结构。此外,从抑制制造成本的观点出发,相比于电介质多层膜,更优选反射型偏光板。半透半反射镜层5的反射率和透过率没有特别限定,通过使金属蒸镀膜或电介质多层膜的厚度增减、或将2块以上的反射型偏光板以彼此的透过轴错开的方式层叠、或组合2种以上的半透半反射镜层,能够任意地进行调整。半透半反射镜层5在分束器功能之外,也可以具有红外线吸收功能、紫外线吸收功能。
玻璃基板6的厚度没有特别限定。作为玻璃基板6的材质,优选强化玻璃。作为基材,可以代替玻璃基板6,例如使用丙烯酸树脂制造的透明板。
控制装置7将用于在3D液晶显示装置3显示最佳的影像的影像信号供给至3D液晶显示装置3。控制装置7的种类没有特别限定。实施方式1中,控制装置7配置在镜面显示器2的附近,但也可以与镜面显示器2一体化(内置)。
以下说明为了充分发挥本发明的效果的视差的优选范围。
本发明的发明者们对利用视差来充分抑制镜像与影像间的不协调的感觉的方法进行了研究,结果发现优选与现有的显示3D影像的3D 显示装置相比使视差较大。
另一方面,在现有的3D显示装置中,可以说视差大的影像难以看到3D显示。即,在使用利用视差的现有的3D显示装置来显示视差大的一组影像(左眼用的影像和右眼用的影像)时,左眼用的影像和右眼用的影像不会融合(看到二重像),而看不到3D显示。这是因为,眼球的水晶体的焦点聚焦于3D显示装置的显示面,但3D显示的影像在与3D显示装置的显示面不同的位置被感知到,即是因为发生了所谓水晶体调节和会聚性不一致的现象。
是否看到3D显示的极限即融合极限多数与视差角对应地考虑。此处,视差角表示为了看到通过利用视差而能够感知到的影像的收敛角与用于看到3D显示装置的显示面上的一点的收敛角的差(绝对值)。融合极限的个人差是很大的,因此在以不特定多数的观察者作为对象时,优选视差角为2°以下(例如,3D consortium的标准,GL-9)。图2 是表示观察者的瞳孔间距离为70mm时的视差角与视距的关系的图表。此处,视距表示半透半反射镜板4的显示面与观察者8的瞳孔(眼) 间的距离。如图2所示,视差与视差角的关系并不是一对一,即使是相同的视差角,由于视距的不同,视差也不同,在使视距为600mm而观察镜面显示器时,使视差角为2°以下,相当于使视差为20mm以下。此处以视距为600mm时为例,是因为假设了虚拟试着等的标准使用方式。如上所述,例如,假设在视距为600mm程度的环境下进行观察时,避免比20mm程度的视差大。
但是,本发明的发明者们研究得出,在组合3D显示装置和半透半反射镜板而构成镜面显示器时,观察者为了观察镜像,水晶体的焦点自动地聚焦于与影像被感知的面(位置)相同的面(位置),收敛角也与此对应,因此即使是视差大的影像也容易融合(融合极限大)。即,在镜面显示器系统中,在同时识别镜像和影像时,与现有的3D显示装置的3D显示的情况相比,即使将视差设定得较大,也能够确认容易使左眼用的影像和右眼用的影像融合的现象,通过活用该现象,能够在与3D显示装置的显示面相比充分靠背面侧的位置感知影像。由此,3D 显示装置根据从控制装置供给的影像信号,显示形成比现有技术大的 25mm以上的视差的一组影像(左眼用的影像和右眼用的影像),从而能够使镜像和影像充分接近进深的相同位置。如上所述,从充分发挥本发明的效果的观点出发,优选视差为25mm以上。这在后述的实施方式2中也是同样的。
以下在实施方式1的镜面显示器系统中,以进行眼镜的虚拟试戴为例,说明在3D液晶显示装置3显示最佳影像的情况。
图3是表示实施方式1的镜面显示器系统中的镜像与影像的关系的示意图。如图3所示,观察者8站在距半透半反射镜板4距离A的位置时,映照于半透半反射镜板4的观察者8的镜像M在距观察者8 距离2A的位置被感知到。即,半透半反射镜板4的镜像M不是在半透半反射镜板4的显示面而是在比半透半反射镜板4靠背面侧的位置被感知到。光学理论上,镜像M按照以半透半反射镜板4的显示面为基准,位于与观察者8对称的位置的方式显示于镜子。
根据实施方式1的镜面显示器系统,使用3D液晶显示装置3,因此能够使显示器(眼镜)的影像(左眼用的影像和右眼用的影像的合成影像)D在比3D液晶显示装置3的显示面靠背面侧的位置被感知到。结果,能够使镜像M和影像D接近进深的相同位置。进而,通过使用3D液晶显示装置3使影像D与镜像M在进深的相同位置显示,镜像 M影像D能够不存在不协调感觉地同时被识别。由此,例如能够实现虚拟试着系统那样的应用。本说明书中,“进深的相同位置”不仅是指进深相同的一点,也表示包括该点的进深相同的面上的位置。本说明书中,“在3D显示装置显示最佳的影像”是指,如上所述将影像D与镜像M在进深的相同位置显示。镜像M和影像D优选各自的位置完全一致,但只要镜像M和影像D接近进深的相同位置,就能够得到本发明的效果。
接着,对于在3D液晶显示装置3显示最佳的影像的方法,说明使用利用视差的3D液晶显示装置的情况。图4是表示实施方式1的镜面显示器系统中的观察者与被感知的影像的关系的示意图。如图4所示,半透半反射镜板4的显示面与观察者8的瞳孔(眼)E1、E2间的距离定义为视距L0,将3D液晶显示装置3的影像D被感知的位置与3D 液晶显示装置3的显示面间的距离定义为进深L。此外,将观察者8 的瞳孔间距离(瞳孔E1、E2间的距离)定义为X0,将3D液晶显示装置3所显示的影像的视差定义为X。此处,视差X表示在3D液晶显示装置3的显示面上测定到的值。基于这样的定义,L:X=(L+L0):X0 的关系成立,将其变形,导出L/L0=X/(X0-X)的关系式。此处,如上所述,在3D液晶显示装置3显示最佳的影像时,L=L0(即L/L0=1),因此根据上述关系式导出X=X0/2(以下称为最佳视差X1。)。即可知,在实施方式1中为了在3D液晶显示装置3显示最佳影像,将视差X 设定为瞳孔间距离X0的一半即可。
例如,在观察者8的瞳孔间距离X0为70mm时,如图5所示,通过将视差X设定为35mm(最佳视差X1=35mm),能够实现L/L0=1的状态。图5是表示实施方式1的镜面显示器系统中观察者的瞳孔间距离为70mm时的进深和视距的比与视差的关系的图表。
最佳视差X1不依赖于视距L0,因此不需要由测长传感器等追踪半透半反射镜板4的显示面与观察者8的瞳孔E1、E2间的距离且随时重新计算最佳视差X1。例如,在观察者8的瞳孔间距离X0为70mm 时,如图6所示,通过将视差X设定为35mm(最佳视差X1=35mm),能够不依赖于视距L0地总是实现L/L0=1。图6是表示实施方式1的镜面显示器系统中观察者的瞳孔间距离为70mm时的进深和视距的比为1的状态的示意图。图6中,左侧的图表示视距L0较长的情况,右侧的图表示视距L0较短的情况,在任一种情况中,可知不依赖于视距 L0地L/L0=1。
设定最佳视差X1的方法、生成具有最佳视差X1的影像信号的顺序没有特别限定。人的瞳孔间距离一般而言是50mm~70mm,因此例如能够举出作为对于平均的瞳孔间距离60mm具有最佳视差X1的影像信号,生成具有视差30mm的影像信号,使用控制装置7的再现设备进行再现的方法。具有视差的影像信号可以在控制装置7的内部生成,也可以预先由其它装置(系统)或设备生成,将其数据传送至控制装置7。作为生成具有视差的影像信号的方法,能够使用将水平方向的分辨率压缩至一半,将左眼用的影像和右眼用的影像左右排列地配置,在此基础上作为1个影像文件以并列(side by side)方式保存的方法;设置左眼用的影像和右眼用的影像且以多图片对象(MPO)形式保存的方法等的在现有的3D显示中利用的方法。
此处,必须注意的是,即使从控制装置7将相同的影像信号供给至3D液晶显示装置3,根据3D液晶显示装置3的画面尺寸的不同,视差也会改变。即,在生成具有视差的影像信号时,必须事先确认3D 液晶显示装置3的画面尺寸。可以按画面尺寸生成具有视差的影像信号,也可以是控制装置7具有根据画面尺寸调整视差的功能。
以下表示实际制作实施方式1的镜面显示器系统的实施例。
(实施例1)
实施例1是3D液晶显示装置3显示视差30mm的影像的情况。
半透半反射镜板4的尺寸设定得比3D液晶显示装置3的显示区域的尺寸大,使用粘接带(未图示),将3D液晶显示装置3粘贴于半透半反射镜板4。在半透半反射镜板4的背面侧的表面,在与3D液晶显示装置3的显示区域不重叠的区域粘贴有黑色的带(未图示)。用黑色的带对上述区域进行遮光,从而能够维持半透半反射镜板4的功能。 3D液晶显示装置3的显示面与半透半反射镜板4的显示面间的距离为 2mm。
作为3D液晶显示装置3,使用I-O DATA社制造的、视差屏障方式的裸眼3D液晶显示装置(商品名:RockVision 3D,画面尺寸: 151mm×90mm)。将以3D液晶显示装置3的长边为基准逆时针旋转定义为正(+)时,观察者侧的吸收型偏光板(未图示)的透过轴的方位为45°。以下记载基于上述定义的轴的方位。在实施例1中,3D液晶显示装置3的显示面是观察者侧的吸收型偏光板的观察者侧的表面。
作为半透半反射镜层5,使用具有大面积的量产成绩的价廉的住友 3M社制造的多层型反射型偏光板(商品名:DBEF)。反射型偏光板以透过轴为45°方位的方式配置。玻璃基板6的厚度为2.5mm。在实施例 1中,半透半反射镜板4的显示面是半透半反射镜层5(反射型偏光板) 的观察者侧的表面。
在半透半反射镜板4中,对于来自观察者侧的入射光的反射率为 55%,对于来自背面侧的入射光的透过率为90%。
作为控制装置7,使用在市售的个人电脑中安装有软件的装置。在实施例1中,将事前生成的视差30mm的MPO形式的影像信号传送至控制装置7,使用控制装置7的再现设备进行再现。
根据实施例1的镜面显示器系统,因为使用3D液晶显示装置3,所以能够使镜像和影像接近进深的相同位置。进而,在观察者8的瞳孔间距离为60mm时,由3D液晶显示装置3显示最佳视差30mm的影像,因此能够使镜像和影像在进深的相同位置被感知到,镜像和影像能够不存在不协调感觉地同时被识别。
(实施例2)
实施例2是与实施例1相比增加了视差的选项的情况。实施例2 的镜面显示器系统除了该点以外与实施例1的镜面显示器系统同样,因此省略重复点的说明。
在实施例2中,事前生成视差25mm、30mm和35mm的MPO形式的影像信号,观察者8能够从其中进行选择。
根据实施例2的镜面显示器系统,因为使用3D液晶显示装置3,所以能够使镜像和影像接近进深的相同位置。进而,在观察者8的瞳孔间距离为50mm、60mm和70mm时,由3D液晶显示装置3在各个情况下显示最佳视差25mm、30mm和35mm的影像,因此能够使镜像和影像在进深的相同位置被感知到,镜像和影像能够不存在不协调感觉地同时被识别。此外,根据实施例2的镜面显示器系统,与实施例1 的镜面显示器系统相比视差的选项更多,因此能够提高实用性。
(实施例3)
实施例3是观察者8能够任意调整视差的情况。实施例3的镜面显示器系统除了该点以外与实施例1的镜面显示器系统同样,因此省略重复点的说明。
实施例3中,作为初始值将视差30mm的影像向观察者8显示,观察者8进行按钮等的操作,能够使视差从初始值(30mm)增减任意的值。具有视差的影像信号在控制装置7的内部生成。
根据实施例3的镜面显示器系统,因为使用3D液晶显示装置3,所以能够使镜像和影像接近进深的相同位置。进而,能够任意地调整视差,因此能够显示与观察者8的瞳孔间距离对应的最佳视差的影像。由此,能够使镜像和影像在进深的相同位置被感知,镜像和影像能够不存在不协调感觉地同时被识别。此外,根据实施例3的镜面显示器系统,无论是何观察者8(瞳孔间距离)总是作为初期值显示视差30mm 的影像,因此与后述的实施例4~9相比较,能够由更简单的控制装置 7实现。
(实施例4)
实施例4是按每个观察者8设定最佳视差的情况。实施例4的镜面显示器系统除了该点以外与实施例1的镜面显示器系统同样,因此省略重复点的说明。
如上所述,在实施例1的镜面显示器系统中,作为具有对于人的平均瞳孔间距离60mm的最佳视差的影像信号,生成具有视差30mm 的影像信号,使用控制装置7的再现设备进行再现。基于由更适合的 (更符合每个观察者的最佳视差的)影像的显示提高虚拟试着系统这样的应用的品质的观点以及充分防止由不适合的(不符合每个观察者的最佳视差的)影像的显示导致的眼疲劳等的观点,优选接观察者设定最佳视差。实施例4的镜面显示器系统能够按每个观察者显示最佳视差的影像。
实施例4中,对观察者8要求其自身的瞳孔间距离的回答,将回答的瞳孔间距离的一半的值用作最佳视差。按观察者8设定最佳视差的方法没有特别限定。作为观察者8的回答方法,例如能够举出在由尺子等测定自身的瞳孔间距离后,将其测定结果输入控制装置7的方法。具有视差的影像信号在控制装置7的内部生成。
根据实施例4的镜面显示器系统,因为使用3D液晶显示装置3,所以能够使镜像和影像接近进深的相同位置。进而,按观察者8显示最佳视差的影像,因此能够使镜像和影像在进深的相同位置被感知,镜像和影像能够不存在不协调感觉地同时被识别。
(实施例5)
实施例5是由与实施例4不同的方法按观察者8设定最佳视差的情况。实施例5的镜面显示器系统除了该点以外与实施例4的镜面显示器系统同样,因此省略重复点的说明。
实施例5中,对观察者8要求其自身的年龄和性别的回答,通过基于回答的信息地参照适当的数据库而推测瞳孔间距离,将推测出的瞳孔间距离的一半用作最佳视差。具有视差的影像信号在控制装置7 的内部生成。
根据实施例5的镜面显示器系统,因为使用3D液晶显示装置3,所以能够使镜像和影像接近进深的相同位置。进而,按观察者8显示最佳视差的影像,因此能够使镜像和影像在进深的相同位置被感知,镜像和影像能够不存在不协调感觉地同时被识别。
(实施例6)
实施例6是由与实施例4、5不同的方法按观察者8设定最佳视差的情况。实施例6的镜面显示器系统除了该点以外与实施例4、5的镜面显示器系统同样,因此省略重复点的说明。
在实施例6中,由摄像机对观察者8的脸部照片进行摄像后,根据该摄取图像测定瞳孔间距离,将测定出的瞳孔间距离的一半用作最佳视差。此时,通过一起使用能够测定摄像机与观察者8间的距离的测长传感器(例如红外线传感器),能够提高瞳孔间距离的测定精度。具有视差的影像信号在控制装置7的内部生成。
根据实施例6的镜面显示器系统,因为使用3D液晶显示装置3,所以能够使镜像和影像接近进深的相同位置。进而,按观察者8显示最佳视差的影像,因此能够使镜像和影像在进深的相同位置被感知,镜像和影像能够不存在不协调感觉地同时被识别。
(实施例7)
实施例7是能够对按观察者8设定的最佳视差进行微调整的情况。实施例7的镜面显示器系统除了该点以外与实施例4的镜面显示器系统同样,因此省略重复点的说明。
如上所述,在实施例4~6的镜面显示器系统中,按观察者显示最佳视差的影像。但是,实施方式1的最佳视差,即作为瞳孔间距离的一半的值的视差,比通常的3D影像的视差大,会导致眼疲劳。对此,通过对按观察者设定的最佳视差根据需要进行微调整,能够显示对观察者来说更舒适的视差的影像。实施例7的镜面显示器系统能够对由与实施例4同样的方法设定的最佳视差进行微调整。
实施例7中,将以实施例4中设定的最佳视差为中心的数字水平的测试图(影像)依次或同时显示,观察者8能够选择感觉更舒适的图形。具有视差的影像信号在控制装置7的内部生成。
根据实施例7的镜面显示器系统,因为使用3D液晶显示装置3,所以能够使镜像和影像接近进深的相同位置。进而,能够将按观察者8 设定的最佳视差根据需要进行微调整,因此能够由观察者8选择更舒适的视差的影像。
(实施例8)
实施例8是能够由与实施例7不同的方法对按观察者8设定的最佳视差进行微调整的情况。实施例8的镜面显示器系统除了该点以外与实施例7的镜面显示器系统同样,因此省略重复点的说明。
实施例8中,对于在实施例4中设定的最佳视差,能够通过观察者8进行的按钮等的操作增减至任意的值。具有视差的影像信号在控制装置7的内部生成。
根据实施例8的镜面显示器系统,因为使用3D液晶显示装置3,所以能够使镜像和影像接近进深的相同位置。进而,能够对按观察者8 设定的最佳视差根据需要进行微调整,因此能够由观察者8选择更舒适的视差的影像。
(实施例9)
实施例9是能够由与实施例7、8不同的方法对按观察者8设定的最佳视差进行微调整的情况。实施例9的镜面显示器系统除了该点以外与实施例7、8的镜面显示器系统同样,因此省略重复点的说明。
实施例9中,能够将在实施例4中设定的最佳视差乘以常数(例如0.9、0.8、0.7等),而选择小一些的视差。具有视差的影像信号在控制装置7的内部生成。
根据实施例9的镜面显示器系统,因为使用3D液晶显示装置3,所以能够使镜像和影像接近进深的相同位置。进而,能够对按观察者8 设定的最佳视差根据需要进行微调整,因此能够由观察者8选择更舒适的视差的影像。
使用实施例4~9的方法的视差的设定,至少需要在初次使用镜面显示器系统的时机进行初始设定,但优选在镜面显示器系统的使用中也适时地进行再设定、微调整。此外,在假设多个人在不同的机会中利用1个镜面显示器系统的情况下,用户每次改变时就进行视差的设定很烦琐,因此优选能够将控制装置7按用户设定的视差与用户的名子一起记录(保存)下来。这样,各用户在使用时即使不用实施例4~ 9的方法设定视差,也能够立即使用镜面显示器系统。例如,在将由实施例4~6的方法设定的最佳视差记录于控制装置7时,根据需要由实施例7~9的方法进行视差的微调整即可。
对于使用实施例4~9的方法的视差的设定顺序的一例,以下使用图7所示的流程图进行说明。图7是表示实施例4~9的视差的设定顺序的一例的流程图。
首先,使用镜面显示器系统的观察者8进行是否是以前注册的用户的确认(S1)。是否为注册了的用户的确认通过下述方式进行:观察者8从显示于输入装置的“注册用户”和“非注册用户”的显示中进行选择(是注册用户的情况下,也输入注册编号等),选择的信息从输入装置输出至控制装置7。是注册了的用户的情况下,记录于控制装置 7的注册信息输出至输入装置后显示于输入装置,观察者8进行注册信息的确认,如果没有问题则选择显示于输入装置的“OK”的显示(S2)。之后,注册信息没有问题的信息从输入装置输出至控制装置7,由控制装置7基于注册信息决定最佳视差(S6)。是没有注册的用户时,从控制装置7向输入装置输出提问信息,如实施例4、5中说明的那样,观察者8在显示于输入装置的提问画面进行回答(瞳孔间距离、年龄、性别等)(S3)。此外,如实施例6中说明的那样,摄取观察者8的脸部照片(S3)。接着,对于提问的回答信息、脸部照片的信息输出至控制装置7,在控制装置7进行回答的分析、脸部照片的分析(S4)后,决定瞳孔间距离(S5),决定最佳视差为瞳孔间距离的一半(S6)。接着,由控制装置7决定了的最佳视差的影像在控制装置7的内部生成(S7),该影像信号从控制装置7向3D液晶显示装置3供给,影像作为测试图被显示(S8)。接着,进行是否进行视差(最佳视差)的微调整的确认(S9)。是否进行视差的微调整的确认通过以下方式进行:观察者8从显示于输入装置的“进行微调整”和“不进行微调整”的显示进行选择,其信息从输入装置输出至控制装置7。在进行微调整时,由在实施例7~9中说明的方法进行视差的微调整(S10),微调整了的视差的影像在控制装置7的内部生成(S7)后,其影像信号从控制装置7向3D液晶显示装置3供给,影像作为测试图被显示(S8)。这样的流程反复进行直至不需要视差的微调整,观察者8将测试图的编号输入到输入装置(或者,从显示于输入装置的测试图的编号中选择),由此其信息从输入装置输出至控制装置7,最终决定视差(S11)。另外,在不进行微调整的情况下,直接(最佳视差的原样)决定视差(S11)。最后,最终决定的视差与用户名一起注册(记录)于控制装置7(S12),用户能够在下一次机会中用作注册信息。之后,最终决定的视差的影像在控制装置7的内部生成后,其影像信号从控制装置7向3D液晶显示装置3供给,影像显示于3D液晶显示装置3。
(实施例10)
实施例10是作为3D液晶显示装置3和半透半反射镜层5,使用与实施例1不同方式的结构的情况。实施例10的镜面显示器系统除了该点以外与实施例1的镜面显示器系统同样,因此省略重复点的说明。
实施例10中,作为3D液晶显示装置3,使用夏普社制造的,有源快门方式的眼镜式3D液晶显示装置(商品名:LC60-XL9,画面尺寸:1771mm×996mm)。作为半透半反射镜层5,使用调整为反射率40%、透过率60%的旭硝子社制造的电介质多层膜(商品名:Suncut(注册商标)ΣClear(SKFC))。
能够明确的是在像实施例10的镜面显示器系统那样使用与实施例 1不同方式的3D液晶显示装置和半透半反射镜层时也能够得到与实施例1同样的效果。
(实施例11)
实施例11是作为3D液晶显示装置3和半透半反射镜层5使用与实施例1不同方式的部件的情况。实施例11的镜面显示器系统除了该点以外与实施例1的镜面显示器系统同样,因此省略重复点的说明。
实施例11中,作为3D液晶显示装置3,使用具有眼动追踪功能的東芝社制造的液晶透镜方式的裸眼3D液晶显示装置(商品名: dynabook T852,画面尺寸:345mm×194mm)。作为半透半反射镜层5,与实施例10同样使用调整为反射率40%、透过率60%的旭硝子社制造的电介质多层膜(商品名:Suncut(注册商标)ΣClear(SKFC))。
能够明确的是在像实施例11的镜面显示器系统那样使用与实施例 1不同方式的3D液晶显示装置和半透半反射镜层时也能够得到与实施例1同样的效果。此外,与使用不具有眼动追踪功能的裸眼3D液晶显示装置的实施例1的镜面显示器系统相比较,3D显示中能够看到的视野角广,作为虚拟试着用途的镜面显示器系统的实用性高。
[实施方式2]
实施方式2涉及包括具有3D液晶显示装置、半透半反射镜板的镜面显示器和控制装置的镜面显示器系统,是3D液晶显示装置和半透半反射镜板隔开间隔地配置的情况。实施方式2的镜面显示器系统除了该点以外与实施方式1的镜面显示器系统同样,因此省略重复点的说明。
图8是表示实施方式2的镜面显示器系统的截面示意图。如图8 所示,镜面显示器系统1b具有镜面显示器2和控制装置7。镜面显示器2从背面侧到观察者侧依次具有3D液晶显示装置3和半透半反射镜板4。3D液晶显示装置3利用机座9配置。3D液晶显示装置3和半透半反射镜板4隔着距离L1配置。控制装置7配置在镜面显示器2附近,经由配线10与3D液晶显示装置3电连接。
在实施方式2的镜面显示器系统中,对于在3D液晶显示装置3显示最佳影像的方法,说明了使用利用视差的3D液晶显示装置的情况。图9是表示实施方式2的镜面显示器系统中的观察者与被感知的影像的关系的示意图。如图9所示,3D液晶显示装置3和半透半反射镜板 4从图4所示的状态(3D液晶显示装置3和半透半反射镜板4相接触的状态)起隔开距离L1而配置时,3D液晶显示装置3的影像D被感知的位置与3D液晶显示装置3的显示面之间的距离为L-L1。距离L1 表示3D液晶显示装置3的观察者侧的表面与半透半反射镜板4的背面侧的表面之间的距离。此外,与图4同样,将半透半反射镜板4的显示面与观察者8的瞳孔(眼)E1、E2之间的距离定义为视距L0,将观察者8的瞳孔间距离(瞳孔E1、E2间的距离)定义为X0,将实施方式1的3D液晶显示装置3所显示的影像的视差定义为X。此处,当将实施方式2的3D液晶显示装置3所显示的影像的视差定义为X’时, L:X=(L-L1):X’的关系成立。对此进行变形,则能够导出X’=X(1-L1/L) 的关系式。此处,如上所述,在3D液晶显示装置3中显示最佳影像时, L=L0,X=X0/2,因此从上述关系式能够导出下述式(2)。此时的X’以下也会称为最佳视差X1’。
根据上述式(2),在L0>L1时,X1’<X0/2=X1的关系成立。即,通过将3D液晶显示装置3与半透半反射镜板4隔开间隔地配置(实施方式2),与3D液晶显示装置3和半透半反射镜板4相接触地配置的情况(实施方式1)相比,能够使最佳视差较小。如已说明的那样,镜面显示器的3D显示与现有的3D显示相比融合极限大,即使是视差大的影像也容易3D观察(容易融合)。但是,从使影像更可靠地融合的观点出发,有时优选视差能够设定得尽可能小,根据实施方式2的镜面显示器系统,能够实现该要求。另外,在L0=L1时,显示视差X’为0的2维(2D)影像。即,不需要使用3D显示装置。另外,在L1=0 时,表示实施方式1的方式,如已说明的那样,X’=X0/2=X1。
以下表示实际制作实施方式2的镜面显示器系统的实施例。
(实施例12)
实施例12是3D液晶显示装置3和半透半反射镜板4隔开60mm 配置的情况。
实施例12中,使视距L0为600mm,使3D液晶显示装置3与半透半反射镜板4之间的距离L1为60mm。
实施例12的最佳视差X1’是X1’=0.9×X0/2,与3D液晶显示装置3和半透半反射镜板4相接触地配置的情况(实施方式1)相比较,能够使最佳视差小十分之一。例如,在观察者8的瞳孔间距离为60mm (X0=60mm)时,能够使最佳视差X1’缩小至27mm。
(实施例13)
实施例13是3D液晶显示装置3与半透半反射镜板4隔开120mm 配置的情况。实施例13的镜面显示器系统除了该点以外与实施例12 的镜面显示器系统同样,因此省略重复点的说明。
实施例13中,使视距L0为600mm,使3D液晶显示装置3与半透半反射镜板4之间的距离L1为120mm。
实施例13的最佳视差X1’是X1’=0.8×X0/2,与3D液晶显示装置3和半透半反射镜板4相接触地配置的情况(实施方式1)相比较,能够使最佳视差小十分之二。例如,在观察者8的瞳孔间距离为60mm (X0=60mm)时,能够使最佳视差X1’缩小至24mm。
(实施例14)
实施例14是3D液晶显示装置3与半透半反射镜板4隔开180mm 配置的情况。实施例14的镜面显示器系统除了该点以外与实施例12 的镜面显示器系统同样,因此省略重复点的说明。
实施例14中,使视距L0为600mm,使3D液晶显示装置3与半透半反射镜板4之间的距离L1为180mm。
实施例14的最佳视差X1’是X1’=0.7×X0/2,与3D液晶显示装置3和半透半反射镜板4相接触地配置的情况(实施方式1)相比较,能够使最佳视差小十分之三。例如,在观察者8的瞳孔间距离为60mm (X0=60mm)时,能够使最佳视差X1’缩小至21mm。
在实施方式1、2的镜面显示器系统中,采用控制装置7配置在镜面显示器2的附近的结构,但也可以采用控制装置7与镜面显示器2 一体化的结构。例如,可以将镜面显示器2和控制装置7收纳在专用的箱体中而一体化。此外,可以将数字标牌显示器与软件、箱体一起组装而成的系统,也可以是内置有小型的控制装置的便携型游戏机那样的产品。作为这样的结构的实施例,在实施例1~14的镜面显示器系统中,能够举出将控制装置7与镜面显示器2一体化的结构。
在显示视差比0mm大比25mm小的影像时,能够使影像在比3D 液晶显示装置的显示面靠背面侧的位置被感知到,因此能够使镜像和影像接近进深的相同位置。
(比较例1)
比较例1是3D液晶显示装置进行视差0mm即2D显示且不具有控制装置的情况。
图10是表示比较例1的镜面显示器系统的截面示意图。如图10 所示,镜面显示器系统101a具有镜面显示器102a。镜面显示器102a 从背面侧到观察者侧依次具有3D液晶显示装置103a和半透半反射镜板104a。3D液晶显示装置103a利用机座109配置。3D液晶显示装置 103a和半透半反射镜板104a以相接触的方式配置。半透半反射镜板 104a的尺寸设定得比3D液晶显示装置103a的显示区域的尺寸大,使 用粘接带(未图示)将3D液晶显示装置103a粘贴于半透半反射镜板 104a。在半透半反射镜板104a的背面侧的表面,在与3D液晶显示装 置103a的显示区域不重叠的区域中粘贴黑色带(未图示)。
作为3D液晶显示装置103a,使用I-O DATA社制造的视差屏障方 式的裸眼3D液晶显示装置(商品名:RockVision 3D,画面尺寸: 151mm×90mm)。在以3D液晶显示装置103a的长边为基准将逆时针旋 转定义为正(+)时,观察者侧的吸收型偏光板(未图示)的透过轴的方位为45°。以下基于上述定義记载轴的方位。
反射镜板104a从背面侧到观察者侧依次具有半透半反射镜层105 和作为基材的玻璃基板106。各部件经由丙烯酸类的粘接剂(未图示) 贴合。
作为半透半反射镜层105,使用住友3M社制造的多层型反射型偏 光板(商品名:DBEF)。反射型偏光板以透过轴为45°方位的方式配置。 玻璃基板106的厚度为2.5mm。
根据比较例1的镜面显示器系统,3D液晶显示装置103a进行2D 显示(视差0mm),因此不能够使镜像和影像接近进深的相同位置。由 此,镜像和影像的不协调的感觉不能够被抑制,不能够同时识别镜像 和影像。
(比较例2)
比较例2是代替3D液晶显示装置使用2D液晶显示装置进行2D 显示且不具有控制装置的情况。比较例2的镜面显示器系统除了这些 点以外与比较例1的镜面显示器系统同样,因此省略重复点的说明。
图11是表示比较例2的镜面显示器系统的截面示意图。如图11 所示,镜面显示器系统101b具有镜面显示器102b。镜面显示器102b 从背面侧到观察者侧依次具有2D液晶显示装置111a和半透半反射镜 板104a。2D液晶显示装置111a利用机座109配置。2D液晶显示装置 111a和半透半反射镜板104a以相接触的方式配置。半透半反射镜板 104a的尺寸设定得比2D液晶显示装置111a的显示区域的尺寸大,使 用粘接带(未图示),将2D液晶显示装置111a粘贴于半透半反射镜板 104a。在半透半反射镜板104a的背面侧的表面,在不与2D液晶显示装置111a的显示区域重叠的区域中粘贴黑色的带(未图示)。
作为2D液晶显示装置111a,使用夏普社制造的液晶电视(商品名: LC-20F5,画面尺寸:486mm×295mm)。在以2D液晶显示装置111a 的长边为基准将逆时针旋转定义为正(+)时,观察者侧的吸收型偏光板(未图示)的透过轴的方位为90°。以下基于上述定义记载轴的方位。
作为半透半反射镜层105,使用住友3M社制造的多层型反射型偏光板(商品名:DBEF)。反射型偏光板以透过轴为90°方位的方式配置。
根据比较例2的镜面显示器系统,因为使用2D液晶显示装置111a,所以不能够使镜像和影像接近进深的相同位置。由此,镜像和影像的不协调的感觉得不到抑制,不能够同时识别镜像和影像。
(比较例3)
比较例3是在比较例1中去除半透半反射镜板,采用3D液晶显示装置(3D液晶显示装置103a)的情况。
根据比较例3,仅使用3D液晶显示装置103a,因此如已说明的那样,视差大的影像不能够看到3D显示。
[评价结果]
对实施例1~14的结构和比较例1~3的结构、镜像和影像的看到时的样子进行评价。
设想进行眼镜或衣服的虚拟试着的情况而由以下的方法评价看到镜像和影像的样子。
(1)在黑色的背景色描绘出眼镜的评价用影像和在黑色的背景色描绘出领带(在3D液晶显示装置的画面尺寸较小时采用领结。)的评价用影像显示于各例的3D液晶显示装置。此处,因为使各评价用影像的背景色为黑色,所以背景区域即没有进行眼镜和领带的影像显示的区域作为镜子发挥功能。另一方面,进行眼镜和领带的影像显示的区域作为显示器发挥功能。
(2)观察者(矫正后视力左右眼均为0.8以上的非专门人士12 人)评价是否能够不存在不协调感觉地看到自己的脸(镜像)与眼镜和领带(影像)。观察者的瞳孔间距离处于60~70mm的范围内,平均为66mm。此外,视距为600mm。
实施例1~14的结构,与比较例1~3的结构相比,均得到镜像(观察者的脸)和影像(眼镜和领带)看到的样子更好的评价。而且得到镜像和影像在进深的相同位置被感知,两者能够不存在不协调感觉地被同时识别的评价。即,观察者得到了实际试戴眼镜和领带,看着样子进行确认的感觉。由此,仅是显示变更了眼镜或领带的颜色或形状的影像,观察者就能够得到实际上试戴颜色或形状变更后的眼镜或领带时的视觉映像,能够实现实用性提高的虚拟试着体验。特别是,在实施例1~11的结构中,半透半反射镜板的显示面与观察者的瞳孔之间的距离(视距)越大,与镜像同样地,影像也越离开观察者,视距越小,与镜像同样地,影像越接近观察者。此外,在实施例1~11的结构中,无论视距如何,虚拟试着系统的品质都是相同的。
另一方面,在比较例1、2的结构中,影像(眼镜和领带)在比镜像(观察者的脸)靠跟前侧(观察者侧)的位置被感知,不能够不产生不协调感觉地同时识别两者。即,不能够得到实际试着眼镜或领带的感觉。特别是,半透半反射镜板的显示面与观察者的瞳孔之间的距离(视距)越大,镜像离观察者越远,而影像留在液晶显示装置的显示面,因此两者的不协调的感觉变大。
此外,在比较例3的结构中,虽然以与实施例1相同的视差进行 3D显示,但是左眼用的影像和右眼用的影像不融合(看到二重像),不能够看到时3D显示。这是因为,在使用利用视差的3D液晶显示装置时,眼球的水晶体的焦点聚集于3D液晶显示装置的显示面,但是3D显示的影像在与3D液晶显示装置的显示面不同的位置被感知,即是因为发生了所谓的水晶体调节和收敛性不一致的现象。由此,在比较例3的结构(3D液晶显示装置)中,水晶体调节和收敛性的偏离越大即视差越大的影像越难以看到3D显示。
另一方面,在像各实施例那样组合3D液晶显示装置和半透半反射镜板而构成镜面显示器时,在观察者注视镜像时,焦点自动地调节至与影像被感知的面(位置)相同的面(位置),收敛角也与其对应。因此,通过稍稍变更视线或使其在同一视野内,来感知形成视差的一组影像(左眼用的影像和右眼用的影像)时,即使是视差大的影像也容易融合。此时,水晶体调节和收敛性的不一致没有发生,但是水晶体的焦点被调节到与3D液晶显示装置的显示面不同的位置,因此实际上 3D显示的影像会产生一定程度的模糊。但是,各实施例的3D液晶显示装置中实际显示眼镜或领带以外的评价用影像进行确认,结果得知作为镜面显示器系统在实用上不存在问题。
[附记]
以下举出本发明的镜面显示器系统的优选方式的例子。各例可以在不脱离本发明的主旨的范围内适当组合。
上述3D显示装置的显示面表示用于显示的即使光学状态(例如偏光状态)变化的部件中配置在最靠观察者侧的位置的部件的表面,例如表示偏光板的观察者侧的表面。上述半透半反射镜板的显示面表示反射率(最)高的部件即半透半反射镜层(例如反射型偏光板)的观察者侧的表面。上述3D显示装置和上述半透半反射镜板的显示面也存在从观察者侧看时的上述3D显示装置和上述半透半反射镜板的最外侧表面相同的情况。但是,在各个最外侧表面配置有透明的保护板等不用于显示的部件时,这样的保护板等不包含于显示面。
上述视差可以是25mm以上。由此,利用形成比现有技术大的视差的一组影像(左眼用的影像和右眼用的影像)的效果,能够使镜像和影像充分接近进深的相同位置,能够充分抑制镜像与影像间的不协调的感觉。
上述控制装置能够任意设定上述视差。由此能够设定符合观察者喜好的视差,能够进一步提高实用性。
上述控制装置可以将上述视差以满足下述式(1)的方式设定。
上述式(1)中,X表示上述视差,X0表示观察者的瞳孔间距离,L0 表示上述半透半反射镜板的显示面与观察者的瞳孔之间的距离,L1 表示上述3D显示装置与上述半透半反射镜板之间的距离(L1<L0)。
由此,能够在上述3D显示装置显示最佳影像,结果能够使镜像和影像在进深的相同位置被感知。在上述3D显示装置和上述半透半反射镜板以相接触的方式配置时(L1=0),最佳视差为瞳孔间距离X0的一半。在上述3D显示装置与上述半透半反射镜板隔开间隔地配置时,与上述3D显示装置和上述半透半反射镜板以相接触的方式配置的情况相比,能够使最佳视差较小。结果能够更可靠地使影像融合。
上述镜面显示器系统还具有测定观察者的瞳孔间距离的长度测定装置,上述控制装置可以与上述长度测定装置连动地设定上述视差。由此,能够根据观察者的瞳孔间距离设定最佳视差,能够实现使用方便的镜面显示器系统。
上述控制装置可以对每个观察者记录上述视差。由此,可以不用每次观察者使用时均设定视差,能够实现使用方便的镜面显示器系统。
上述半透半反射镜层可以包括反射型偏光板。由此,在作为半透半反射镜层使用反射型偏光板时,也能够适用本发明。进而,通过与液晶显示装置(3D液晶显示装置)组合,能够同时实现镜像的视认性和影像的视认性。此外,通过作为半透半反射镜层使用多个反射型偏光板,使各个的透过轴交叉配置,能够充分提高镜子的反射率。
上述3D显示装置也可以是液晶显示装置。由此,在作为3D显示装置使用液晶显示装置(3D液晶显示装置)时,也能够适用本发明。进而,通过与反射型偏光板组合,能够同时实现镜像的视认性和影像的视认性。
上述3D显示装置可以根据观察者的动作调整以下中的至少一者:上述左眼用的影像和上述右眼用的影像的位置;屏障(光栅)的状态;和透镜的状态。由此,上述3D显示装置具有所谓的眼动追踪功能,因此能够扩大3D显示中看到的视野角,能够实现实用性高的镜面显示器系统。
附图标记的说明
1a、1b、101a、101b:镜面显示器系统
2、102、102a、102b:镜面显示器
3、103a:3D液晶显示装置
4、104、104a:半透半反射镜板
5、105:半透半反射镜层
6、106:玻璃基板
7:控制装置
8、108:观察者
9、109:机座
10:配线
111、111a:2D液晶显示装置
M:镜像
D:影像
E1、E2:瞳孔(眼)
α、β:收敛角。

Claims (9)

1.一种镜面显示器系统,其包括:具有半透半反射镜层的半透半反射镜板、3D显示装置和向所述3D显示装置供给影像信号的控制装置,该镜面显示器系统的特征在于:
所述3D显示装置配置在所述半透半反射镜板的背面侧,且根据所述影像信号,在所述3D显示装置的显示面显示形成视差的左眼用的影像和右眼用的影像,
所述视差设定成,所述左眼用的影像和所述右眼用的影像的合成影像在比所述3D显示装置的显示面靠背面侧的位置被感知到。
2.如权利要求1所述的镜面显示器系统,其特征在于:
所述视差为25mm以上。
3.如权利要求1或2所述的镜面显示器系统,其特征在于:
所述控制装置能够任意地设定所述视差。
4.如权利要求1或2所述的镜面显示器系统,其特征在于:
所述控制装置将所述视差设定成满足下述式(1),
在上述式(1)中,X表示所述视差,
X0表示观察者的瞳孔间距离,
L0表示所述半透半反射镜板的显示面与观察者的瞳孔之间的距离,
L1表示所述3D显示装置与所述半透半反射镜板之间的距离,L1<L0。
5.如权利要求4所述的镜面显示器系统,其特征在于:
所述镜面显示器系统还具有测定观察者的瞳孔间距离的长度测定装置,
所述控制装置与所述长度测定装置连动地设定所述视差。
6.如权利要求4所述的镜面显示器系统,其特征在于:
所述控制装置对每个观察者记录所述视差。
7.如权利要求1或2所述的镜面显示器系统,其特征在于:
所述半透半反射镜层包括反射型偏光板。
8.如权利要求1或2所述的镜面显示器系统,其特征在于:
所述3D显示装置是液晶显示装置。
9.如权利要求1或2所述的镜面显示器系统,其特征在于:
所述3D显示装置根据观察者的动作调整以下中的至少一者:所述左眼用的影像和所述右眼用的影像的位置;屏障的状态;和透镜的状态。
CN201580029852.6A 2014-06-05 2015-06-03 镜面显示器系统 Expired - Fee Related CN106461958B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014116892 2014-06-05
JP2014-116892 2014-06-05
PCT/JP2015/066025 WO2015186735A1 (ja) 2014-06-05 2015-06-03 ミラーディスプレイシステム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106461958A CN106461958A (zh) 2017-02-22
CN106461958B true CN106461958B (zh) 2019-01-01

Family

ID=54766804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580029852.6A Expired - Fee Related CN106461958B (zh) 2014-06-05 2015-06-03 镜面显示器系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10148942B2 (zh)
CN (1) CN106461958B (zh)
WO (1) WO2015186735A1 (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10076176B2 (en) 2015-03-06 2018-09-18 Simplehuman, Llc Vanity mirror comprising light sources and methods of manufacture thereof
JP6477144B2 (ja) * 2015-03-30 2019-03-06 Agc株式会社 表示装置付き透明面材
KR101697286B1 (ko) * 2015-11-09 2017-01-18 경북대학교 산학협력단 사용자 스타일링을 위한 증강현실 제공 장치 및 방법
WO2019001745A1 (en) * 2017-06-30 2019-01-03 Huawei Technologies Co., Ltd. SYSTEM AND METHOD FOR INTERACTING WITH A USER VIA A MIRROR
KR102366242B1 (ko) 2017-12-07 2022-02-23 삼성전자주식회사 미러 디스플레이 시스템에서 객체의 깊이를 제어하기 위한 방법
JP6827010B2 (ja) * 2018-03-02 2021-02-10 Sanei株式会社 洗面システム及びそれを用いた広告提供システム
CA3113402A1 (en) * 2018-09-19 2020-03-26 Simplehuman, Llc Vanity mirror
JP2020098291A (ja) * 2018-12-19 2020-06-25 カシオ計算機株式会社 表示装置、表示方法およびプログラム
EP4001997A4 (en) * 2019-07-16 2022-09-14 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. INDICATOR
US20230352517A1 (en) * 2020-09-04 2023-11-02 Sharp Kabushiki Kaisha Display device
WO2023097273A1 (en) * 2021-11-23 2023-06-01 Eyelation, Inc. Apparatus and method for dimensional measuring and personalizing lens selection
CN118169901B (zh) * 2024-05-13 2024-07-02 成都工业学院 一种基于共轭视点成像的透明立体显示装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5982343A (en) * 1903-11-29 1999-11-09 Olympus Optical Co., Ltd. Visual display apparatus
CN101680976A (zh) * 2007-06-21 2010-03-24 独立行政法人情报通信研究机构 实镜影像成像光学系统
JP2010266510A (ja) * 2009-05-12 2010-11-25 Panasonic Electric Works Co Ltd ミラーシステム
CN103502722A (zh) * 2011-05-09 2014-01-08 索尼公司 照明装置和显示单元
CN103533339A (zh) * 2013-10-10 2014-01-22 上海易维视科技有限公司 裸眼3d显示设备及其显示方法
WO2014103088A1 (ja) * 2012-12-28 2014-07-03 日本電気株式会社 表示システム及び表示制御方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1115392A (ja) 1997-06-26 1999-01-22 Sony Corp バックライト式画像表示装置、画像表示部材及びハーフミラー部材
JP2003241175A (ja) 2002-02-18 2003-08-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示素子
JP3726900B2 (ja) 2002-06-24 2005-12-14 セイコーエプソン株式会社 表示装置及びこれを備えた電子機器
JP4211344B2 (ja) 2002-09-30 2009-01-21 セイコーエプソン株式会社 表示装置及びこれを備えた電子機器
JP4408368B2 (ja) * 2003-12-24 2010-02-03 株式会社 日立ディスプレイズ 表示装置および表示方法およびこれらを用いる機器
JP4527986B2 (ja) 2004-01-07 2010-08-18 旭化成イーマテリアルズ株式会社 ワイヤグリッド型偏光子
KR100656999B1 (ko) 2005-01-19 2006-12-13 엘지전자 주식회사 선 격자 편광필름 및 선 격자 편광필름의 격자제조용 몰드제작방법
JP2007065314A (ja) 2005-08-31 2007-03-15 Nippon Zeon Co Ltd 円偏光分離シート
JP2011064894A (ja) * 2009-09-16 2011-03-31 Fujifilm Corp 立体画像表示装置
JP2013007855A (ja) * 2011-06-23 2013-01-10 Kyocera Corp 表示装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5982343A (en) * 1903-11-29 1999-11-09 Olympus Optical Co., Ltd. Visual display apparatus
CN101680976A (zh) * 2007-06-21 2010-03-24 独立行政法人情报通信研究机构 实镜影像成像光学系统
JP2010266510A (ja) * 2009-05-12 2010-11-25 Panasonic Electric Works Co Ltd ミラーシステム
CN103502722A (zh) * 2011-05-09 2014-01-08 索尼公司 照明装置和显示单元
WO2014103088A1 (ja) * 2012-12-28 2014-07-03 日本電気株式会社 表示システム及び表示制御方法
CN103533339A (zh) * 2013-10-10 2014-01-22 上海易维视科技有限公司 裸眼3d显示设备及其显示方法

Also Published As

Publication number Publication date
US10148942B2 (en) 2018-12-04
CN106461958A (zh) 2017-02-22
WO2015186735A1 (ja) 2015-12-10
US20170188020A1 (en) 2017-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106461958B (zh) 镜面显示器系统
CN103595987B (zh) 立体图像显示装置、图像处理装置及图像处理方法
RU2441341C2 (ru) Стереоскопическая телевизионная система, стереоскопический телевизионный приемник и очки для просмотра стереоскопического изображения
US9066083B2 (en) Single lens 2D/3D digital camera
CN107884940A (zh) 显示模组、头戴式显示设备及图像立体显示方法
US20200192152A1 (en) Optical system using segmented phase profile liquid crystal lenses
CN104950544A (zh) 裸眼3d显示装置
US20140293024A1 (en) Foldable display and method and apparatus for controlling the same
KR20090106062A (ko) 영상분리표시장치
CN102053406A (zh) 立体显示器
CN106257322A (zh) 影像显示装置
WO2012115301A1 (ko) 3차원 안경렌즈와 이를 이용한 안경
Abileah 3‐D displays—Technologies and testing methods
CN105527719A (zh) 裸眼3d显示器及其显示方法
EP2675177A1 (en) Two dimensional/ three dimensional switchable display module and display device having the same
US20180288402A1 (en) Three-dimensional display control method, three-dimensional display control device and three-dimensional display apparatus
CN204479842U (zh) 一种头戴式显示器
CN203025424U (zh) 3d影像观看装置
CN103969833A (zh) 裸眼立体显示装置
JP6689426B1 (ja) 偏光位置合わせ検出装置及び検出方法
KR101231232B1 (ko) 3차원 영상 제공 장치
KR101093929B1 (ko) 깊이 지도를 이용하여 3차원 영상을 표시하는 방법 및 시스템
Teng et al. P‐95: Full Resolution 3D Display on Computer Screen Free from Accommodation‐convergence Conflict
CN203444169U (zh) 一种手机视频图片3d眼镜
CN102998890A (zh) 一种具备3d拍照和3d视频显示的便携装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190101

Termination date: 20200603

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee