DE112019005191T5

DE112019005191T5 - Bildanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE112019005191T5
Application number: DE112019005191.1T
Authority: DE
Inventors: Tomoya Yano; Tomoharu Nakamura
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2018-10-18
Filing date: 2019-10-02
Publication date: 2021-09-02
Also published as: WO2020080111A1; JP7363800B2; US20210356739A1; US11536959B2; JPWO2020080111A1

Abstract

Diese Bildanzeigevorrichtung (100) ist mit einer Anzeigeeinheit und einer Projektionseinheit ausgestattet. Die Anzeigeeinheit hat einen gekrümmten ersten Bildschirm (43), der sich entlang einer vorbestimmten Achse (1) erstreckt, und einen transparenten gekrümmten zweiten Bildschirm (44), der vor dem ersten Bildschirm (43) mit einem Spalt dazwischen angeordnet ist. Die Projektionseinheit weist eine Emissionseinheit (11) auf, um von einem Bereich auf der vorgeschriebenen Achse (1) Licht zu emittieren, um ein erstes Bild und ein zweites Bild, das dem ersten Bild überlagert ist, anzuzeigen, wobei das erste Bild auf den ersten Bildschirm (43) projiziert wird und das zweite Bild auf den zweiten Bildschirm (44) projiziert wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Technologie betrifft eine Bildanzeigevorrichtung, die ein Bild anzeigt.
Stand der Technik
Die Patentliteratur 1 beschreibt eine dreidimensionale Anzeigevorrichtung, die ein dreidimensionales Objekt durch Projizieren von zweidimensionalen Bildern anzeigt. In dieser Vorrichtung wird eine Vielzahl von ebenen Anzeigeflächen in unterschiedlichen Tiefen vor einem Beobachter angeordnet. Jede Anzeigefläche wird mit einer reflektierenden holografischen Diffusorplatte bzw. einer projektorartigen zweidimensionalen Anzeigevorrichtung konfiguriert. Darüber hinaus wird ein 2D-Bild des dreidimensionalen Objekts mit einem Blickwinkel des Beobachters als Referenz auf jeder Anzeigefläche angezeigt. Zum Beispiel kann die Tiefe des dreidimensionalen Objekts ausgedrückt werden, indem die Leuchtdichte und dergleichen jedes 2D-Bildes entsprechend angepasst wird (Absätze [0013], [0016], [0025], [0026] und [0026], 1 und 2 und dergleichen der Patentliteratur 1).
Anführungsliste
Patentdokumente
Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsnummer 2003-57595 Offenbarung der Erfindung
Technisches Problem
In der Patentliteratur 1 wird ein Bild unter Verwendung der Position des Beobachters als Referenz angezeigt, und daher ist ein Bereich, in dem ein Bild mit einer Tiefe angezeigt werden kann, in einigen Fällen begrenzt. Es besteht ein Bedarf an einer Technologie, die in der Lage ist, einen solchen Anzeigebereich zu erweitern und ein Bild mit einem Gefühl von Tiefe bei einem größeren Betrachtungswinkel anzuzeigen.
In Anbetracht der oben erwähnten Umstände ist es ein Ziel der vorliegenden Technologie, eine Bildanzeigevorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, ein Bild mit einem Gefühl von Tiefe bei einem größeren Betrachtungswinkel anzuzeigen.
Lösung des Problems
Um das oben genannte Ziel zu erreichen, enthält eine Bildanzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie eine Anzeigeeinheit und eine Projektionseinheit.
Die Anzeigeeinheit enthält einen gekrümmten ersten Bildschirm und einen gekrümmten zweiten Bildschirm, wobei sich der erste Bildschirm entlang einer vorbestimmten Achse erstreckt, der zweite Bildschirm transparent ist und vor dem ersten Bildschirm mit einem dazwischen liegenden Spalt angeordnet ist.
Die Projektionseinheit enthält einen Emitter, der von einem Bereich auf der vorbestimmten Achse Licht zum Anzeigen eines ersten Bildes und eines zweiten Bildes, das dem ersten Bild überlagert ist, emittiert, das erste Bild auf den ersten Bildschirm projiziert und das zweite Bild auf den zweiten Bildschirm projiziert.
In dieser Bildanzeigevorrichtung ist der gekrümmte erste Bildschirm entlang der vorgegebenen Achse angeordnet. Der zweite Bildschirm mit Transparenz ist vor dem ersten Bildschirm mit einem Spalt dazwischen angeordnet. Darüber hinaus wird das Licht, das das erste Bild und das darüber liegende zweite Bild anzeigt, aus dem Bereich auf der vorbestimmten Achse emittiert, und das erste Bild und das zweite Bild werden auf den ersten Bildschirm bzw. den zweiten Bildschirm projiziert. Dementsprechend werden die Bilder auf den beiden gekrümmten Flächen überlagert angezeigt, und es kann ein Bild mit Tiefenwirkung in einem größeren Betrachtungswinkel angezeigt werden.
Die vorbestimmte Achse kann sich durch den Spalt zwischen dem ersten Bildschirm und dem zweiten Bildschirm erstrecken. In diesem Fall kann die Projektionseinheit das erste Bild und das zweite Bild entlang eines Strahlengangs projizieren, der durch den Spalt verläuft.
Dementsprechend kann der Strahlengang des Lichts für die Anzeige des ersten Bildes und des zweiten Bildes zwischen dem ersten Bildschirm und dem zweiten Bildschirm gebildet werden, und die Größe der Vorrichtung kann zum Beispiel reduziert werden.
Der erste Bildschirm kann Licht streuen und reflektieren, um das erste Bild anzuzeigen. In diesem Fall kann der zweite Bildschirm das Licht zur Anzeige des zweiten Bildes streuen und übertragen.
Dementsprechend können das erste Bild und das zweite Bild zum Beispiel hell dargestellt werden. Dadurch kann ein helles Bild überlagert angezeigt werden, und die Sichtbarkeit kann verbessert werden.
Die Anzeigeeinheit kann ein im Wesentlichen röhrenförmiges transparentes Basismaterial mit einer gekrümmten zylindrischen Oberfläche und einen transparenten Bildschirm umfassen, der entweder auf einer Innenfläche oder einer Außenfläche des transparenten Basismaterials angeordnet ist.
Dementsprechend wird z. B. ein transparenter Rundum-Bildschirm oder dergleichen konfiguriert, ein Bild mit Tiefenwirkung kann im Azimut von 360 Grad angezeigt werden, und der Betrachtungswinkel kann ausreichend vergrößert werden.
Der transparente Bildschirm kann ein durchlässiger Bildschirm sein, der auf der Innenfläche des transparenten Basismaterials angeordnet ist. In diesem Fall kann der erste Bildschirm als Außenfläche des transparenten Basismaterials ausgebildet sein. Überdies kann der zweite Bildschirm als durchlässiger Bildschirm ausgebildet sein.
Dementsprechend können der erste Bildschirm und der zweite Bildschirm einfach konfiguriert werden.
Der transparente Bildschirm kann ein reflektierender Bildschirm sein, der auf der Außenfläche des transparenten Basismaterials angeordnet ist. In diesen Fall kann der erste Bildschirm als reflektierender Bildschirm ausgebildet sein. Überdies kann der zweite Bildschirm als Innenfläche des transparenten Basismaterials ausgebildet sein.
Dementsprechend können der erste Bildschirm und der zweite Bildschirm einfach konfiguriert werden.
Die Anzeigeeinheit kann einen gekrümmten reflektierenden Bildschirm und einen gekrümmten durchlässigen Bildschirm enthalten, die mit dem Spalt dazwischen angeordnet sind. In diesen Fall kann der erste Bildschirm als reflektierender Bildschirm ausgebildet sein. Außerdem kann der zweite Bildschirm als durchlässiger Bildschirm ausgebildet sein.
Dementsprechend können z. B. ausreichend helle Bilder auf dem ersten Bildschirm und dem zweiten Bildschirm angezeigt werden, und es kann ein Bild mit einer Tiefenwirkung angezeigt werden, das eine hervorragende Sichtbarkeit aufweist.
Der erste Bildschirm und der zweite Bildschirm können entlang einer kreiszylindrischen Fläche angeordnet sein, die die vorbestimmte Achse als Mittelachse hat.
Dementsprechend kann z. B. ein Bild mit Tiefenwirkung im vollen Azimut von 360 Grad gleichmäßig angezeigt werden, und ein Bild mit Tiefenwirkung kann unabhängig von der Betrachtungsposition richtig angezeigt werden.
Der erste Bildschirm und der zweite Bildschirm können entlang einer elliptischen zylindrischen Fläche angeordnet sein, die die vorbestimmte Achse als Mittelachse hat.
Dementsprechend kann z. B. ein Bild mit Tiefenwirkung in einem weiten Bereich angezeigt werden, und es kann eine stereoskopische Anzeige mit einem Gefühl des Eintauchens und dergleichen realisiert werden.
Die Bildanzeigevorrichtung kann außerdem eine Anzeigesteuereinheit enthalten, die die Anzeige des ersten Bildes und des zweiten Bildes steuert.
Dementsprechend kann ein Bild mit Tiefenwirkung mit hoher Genauigkeit angezeigt werden, und es kann ein ausgezeichneter visueller Effekt gezeigt werden.
Entweder das erste Bild oder das zweite Bild ist ein Hauptbild, und das andere kann ein Unterbild sein. In diesem Fall kann die Anzeigesteuereinheit einen Anzeigeparameter des Unterbildes im Einklang mit einem Anzeigezustand des Hauptbildes steuern.
Dementsprechend kann die Tiefenwirkung und dergleichen des Hauptbildes ausreichend ausgedrückt werden, ohne die Anzeigequalität des Hauptbildes zu verschlechtern, und es kann eine Bildanzeige mit hohem Unterhaltungswert realisiert werden.
Der Anzeigeparameter kann mindestens einen der Parameter Leuchtdichte, Auflösung oder Sättigung des Unterbildes umfassen.
Dementsprechend kann z. B. die Tiefenwirkung und dergleichen des Hauptbildes auf natürliche Weise ausgedrückt werden, und es kann ein qualitativ hochwertiges Bild angezeigt werden.
Das zweite Bild kann das Hauptbild sein, das ein Hauptanzeigeobjekt anzeigt. In diesem Fall kann das erste Bild das Unterbild sein, das ein Unteranzeigeobjekt anzeigt, das mindestens einen Schatten des Hauptanzeigeobjekts oder einen Hintergrund des Hauptanzeigeobjekts enthält.
Dementsprechend können z. B. die Tiefenwirkung, der Schwebeeffekt und dergleichen des Hauptbildes ausreichend verstärkt werden.
Die Anzeigesteuereinheit kann mindestens ein Element einer Größe oder einer Anzeigegeschwindigkeit des Unteranzeigeobjekts steuern, so dass eine Bewegungsparallaxe in Bezug auf das Hauptanzeigeobjekt erhalten wird.
Dementsprechend können z. B. die Tiefenwirkung, der Schwebeeffekt und dergleichen des Hauptbildes natürlich ausgedrückt werden.
Die Bildanzeigevorrichtung kann außerdem einen Detektor enthalten, der eine Beobachtungsposition eines Beobachters erfasst. In diesem Fall kann die Anzeigesteuereinheit die Anzeige des ersten Bildes und des zweiten Bildes im Einklang mit der erkannten Beobachtungsposition steuern.
Dementsprechend kann z. B. ein Bild mit Tiefenwirkung unabhängig von der Beobachtungsposition richtig realisiert werden.
Das erste Bild und das zweite Bild können beide Bilder sein, die ein Hauptanzeigeobjekt anzeigen. In diesem Fall kann die Anzeigesteuereinheit ein projiziertes Bild des Hauptanzeigeobjekts auf den ersten Bildschirm von der Beobachtungsposition aus als das erste Bild und ein projiziertes Bild des Hauptanzeigeobjekts auf den zweiten Bildschirm von der Beobachtungsposition aus als das zweite Bild erzeugen.
Dementsprechend kann das Hauptanzeigeobjekt stereoskopisch dargestellt werden, und es kann ein hervorragender visueller Effekt gezeigt werden.
Die Anzeigesteuereinheit kann Tiefeninformationen des Hauptanzeigeobjekts erfassen und die Leuchtdichte des ersten Bildes und des zweiten Bildes auf der Basis der Tiefeninformationen steuern.
Dementsprechend kann die stereoskopische Wahrnehmung des Hauptanzeigeobjekts ausreichend verbessert werden, und es kann eine hochwertige stereoskopische Anzeige realisiert werden.
Die Projektionseinheit kann eine optische Einheit enthalten, die das vom Emitter emittierte Bildlicht reflektiert oder bricht, das erste Bild auf den ersten Bildschirm projiziert und das zweite Bild auf den zweiten Bildschirm projiziert.
Dementsprechend können Bilder auf dem ersten Bildschirm und dem zweiten Bildschirm korrekt angezeigt werden.
Die Anzeigeeinheit kann einen Bildschirm enthalten, der ein beugendes optisches Element verwendet.
Dementsprechend kann z. B. ein gekrümmter Bildschirm mit hoher Transparenz und dergleichen konfiguriert werden, und die Anzeige eines Bildes mit einer Tiefenwirkung und einem hohen Schwebegefühl und dergleichen kann realisiert werden.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Wie oben beschrieben, ist es im Einklang mit der vorliegenden Technologie möglich, ein Bild mit einer Tiefenwirkung bei einem größeren Betrachtungswinkel anzuzeigen. Es sei darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen Effekte nicht unbedingt einschränkend sind, und dass jeder der in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Effekte bereitgestellt werden kann.
Figurenliste

[1] Ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildanzeigevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie zeigt.
[2] Ein schematisches Diagramm, das Beispiele eines Strahlengangs von Bildlicht zeigt, das in eine Bildschirmeinheit eintritt.
[3] Ein Blockdiagramm, das ein funktionales Konfigurationsbeispiel der Bildanzeigevorrichtung zeigt.
[4] Ein schematisches Diagramm, das ein Anzeigebeispiel der Bildanzeigevorrichtung zeigt.
[5] Ein schematisches Diagramm, das einen Fall zeigt, in dem sich die Beobachtungsposition eines Benutzers in 4 bewegt.
[6] Ein schematisches Diagramm, das ein Anzeigebeispiel der Bildanzeigevorrichtung zeigt.
[7] Ein schematisches Diagramm zum Beschreiben der DFD-Anzeige.
[8] Ein Bild, das ein Beispiel von Bilddaten der DFD-Anzeige zeigt.
[9] Ein schematisches Diagramm, das einen Fall zeigt, in dem sich eine Blickpunktposition des Benutzers in der DFD-Anzeige bewegt.
[10] Ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildanzeigevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
[11] Ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildanzeigevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
[12] Ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildanzeigevorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
[13] Eine Querschnittsansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Bildanzeigevorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt.
[14] Eine Querschnittsansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Bildanzeigevorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform zeigt.
[15] Ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer DFD-Anzeige in einer in 14 gezeigten Bildschirmeinheit zeigt.
[16] Eine Querschnittsansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Bildanzeigevorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform zeigt.
[17] Eine Querschnittsansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Bildanzeigevorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform zeigt. Modus (Modi) zum Ausführen der Erfindung

Im Folgenden werden Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Technologie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
<Erste Ausführungsform>
[Konfiguration der Bildanzeigevorrichtung]
1 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildanzeigevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie zeigt. 1A ist eine perspektivische Ansicht, die ein äußeres Erscheinungsbild einer Bildanzeigevorrichtung 100 schematisches zeigt. 1B ist eine Querschnittsansicht, die ein Konfigurationsbeispiel der Bildanzeigevorrichtung 100 schematisch zeigt.
Wie in 1A gezeigt, hat die Bildanzeigevorrichtung 100 im Allgemeinen eine im Wesentlichen zylindrische Form, und sie wird verwendet, indem eine Bodenfläche auf eine Anordnungsfläche, z. B. einen Boden, gelegt wird. In der folgenden Beschreibung ist eine Ebenenrichtung, in der die Bildanzeigevorrichtung 100 angeordnet ist, eine XY-Ebenenrichtung, und eine Auf- und Abwärtsrichtung der Bildanzeigevorrichtung 100 ist eine Z-Richtung.
Die Bildanzeigevorrichtung 100 umfasst einen Sockel 10, einen Emitter 11, einen Reflexionsspiegel 12, eine Bildschirmeinheit 13 und eine Erkennungskamera 14. Die Bildanzeigevorrichtung 100 enthält außerdem eine Speichereinheit 20 (nicht dargestellt) und einen Controller 21 (siehe 3).
Die Bildschirmeinheit 13 der Bildanzeigevorrichtung 100 ist ein zylindrischer Bildschirm mit Transparenz (transparenter zylindrischer Bildschirm). Im Folgenden wird die Achse (Mittelachse), die das Zentrum der Bildschirmeinheit 13 (Bildanzeigevorrichtung 100) darstellt, als Bezugsachse 1 bezeichnet. Daher hat die Bildanzeigevorrichtung 100 eine zylindrische Form, die sich entlang der Bezugsachse 1 erstreckt. In dieser Ausführungsform entspricht die Bezugsachse 1 einer vorbestimmten Achse.
Es sei darauf hingewiesen, dass „mit Transparenz“ in der vorliegenden Offenbarung sowohl transparente als auch halbtransparente Formen umfasst und auch farbige Formen einschließt. Beispielsweise kann in einem Fall, in dem die Rückseite eines Elements visuell als durchsichtig erkannt werden kann, das Element als ein Element mit Transparenz betrachtet werden. Darüber hinaus ist in dem Element mit Transparenz auch ein Element enthalten, das zumindest für einen Teil des sichtbaren Lichts durchlässig ist.
In 1B ist der Querschnitt, der durch Schneiden der Bildanzeigevorrichtung 100 in Richtung der XZ-Ebene einschließlich der Bezugsachse 1 erhalten wird, schematisch dargestellt. In 1B ist ein Blickwinkel eines Benutzers 2, der die Bildanzeigevorrichtung 100 (Bildschirmeinheit 13) in X-Richtung betrachtet, ebenfalls schematisch dargestellt. Beispielsweise ist eine Seite (rechte Seite in der Figur), auf der sich der Benutzer 2 befindet, die Vorderseite der Bildanzeigevorrichtung 100. Darüber hinaus ist eine dem Benutzer 2 gegenüberliegende Seite (linke Seite in der Figur) der Bildanzeigevorrichtung 100 die Rückseite der Bildanzeigevorrichtung 100.
Der Benutzer 2 ist ein Beobachter, der die Bildanzeigevorrichtung 100 beobachtet. Beispielsweise kann der Benutzer 2 in einem Zustand, in dem keine Bilder angezeigt werden, den Hintergrund der Bildschirmeinheit 13, d. h. eine Landschaft und dergleichen auf der Rückseite der Bildschirmeinheit 13, visuell durchsichtig erkennen. Außerdem kann der Benutzer 2, wenn ein Bild auf der Bildschirmeinheit 13 angezeigt wird, visuell erkennen, dass z. B. ein Bild und dergleichen innerhalb der Bildschirmeinheit 13 schwebt.
Der Sockel 10 ist in einem unteren Teil der Bildanzeigevorrichtung 100 vorgesehen und trägt die Bildschirmeinheit 13 über den gesamten Umfang von 360 Grad. Der Sender 11, die Speichereinheit 20 und der Controller 21 sind im Inneren des Sockels 10 installiert. Es sei darauf hingewiesen, dass in 1B die Speichereinheit 20 und der Controller 21 nicht dargestellt sind. Darüber hinaus sind eine Stromversorgungsquelle wie eine Batterie (nicht dargestellt), ein Lautsprecher, andere für den Betrieb der Bildanzeigevorrichtung 100 notwendige Elemente und dergleichen, entsprechend im Inneren des Sockels 10 vorgesehen.
Der Emitter 11 emittiert Bildlicht 5 radial entlang einer optischen Achse 4. Das Bildlicht 5 ist bildgebendes Licht und besteht z. B. aus Licht (Lichtstrahl) zur Darstellung jedes Pixels. In der Bildanzeigevorrichtung 100 wird ein Anzeigebild z. B. durch den Controller 21 erzeugt. Der Emitter 11 erzeugt das Bildlicht 5, das dieses Anzeigebild darstellt, und emittiert das erzeugte Bildlicht 5 entlang der optischen Achse 4.
Der Sender 11 ist im Inneren des Sockels 10 installiert und auf einen oberen Teil der Bildanzeigevorrichtung 100 gerichtet, so dass die optische Achse 4 und die Bezugsachse 1 der Bildschirmeinheit 13 im Wesentlichen miteinander übereinstimmen. Daher emittiert der Emitter 11 das Bildlicht 5 radial in Richtung des oberen Teils der Bildanzeigevorrichtung 100 von einem Bereich auf der Bezugsachse 1 der Bildschirmeinheit 13 entlang der Bezugsachse 1 (optische Achse 4).
Beispielsweise wird, wie in 1B gezeigt, in der Ebene (XZ-Ebene), die die Bezugsachse 1 einschließt, das Bildlicht 5 in einem vorgegebenen Blickwinkel vom Emitter 11 auf die Bezugsachse 1 emittiert. Im Folgenden wird Licht, das auf eine dem Benutzer 2 gegenüberliegende Seite (Rückseite) in Bezug auf die optische Achse 4 emittiert wird, als Bildlicht 5a, und Licht, das auf die dem Benutzer 2 gegenüberliegende Seite (Vorderseite) in Bezug auf die optische Achse 4 emittiert wird, als Bildlicht 5b bezeichnet.
In 1B sind ein hinterer innerer Strahlengang mit einem kleineren Abstrahlwinkel, der näher an der optischen Achse 4 liegt, und ein hinterer äußerer Strahlengang mit einem größeren Abstrahlwinkel, der weiter von der optischen Achse 4 entfernt ist, schematisch als Strahlengänge des nach hinten abgestrahlten Bildlichts 5a dargestellt. Überdies sind ein vorderer innerer Strahlengang mit einem kleineren Abstrahlwinkel, der näher an der optischen Achse 4 liegt, und ein vorderer äußerer Strahlengang mit einem größeren Abstrahlwinkel, der weiter von der optischen Achse 4 entfernt ist, schematisch als Strahlengänge des nach vorn abgestrahlten Bildlichts 5b dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass der Emissionswinkel z. B. ein Winkel zwischen der optischen Achse 4 und einer Ausbreitungsrichtung des emittierten Bildlichts 5 ist.
Beispielsweise wird ein Farbprojektor eines Laserabtastungstyps, der jedes Pixel durch Abtastung von Laserlicht entsprechend jeder RGB-Farbe oder dergleichen anzeigt, als Emitter 11 verwendet. Die spezifische Konfiguration des Emitters 11 ist nicht beschränkt, und es kann zum Beispiel ein kleiner mobiler Projektor (Pico-Projektor), ein Projektor, der einfarbiges Laserlicht verwendet, oder dergleichen, je nach Bedarf im Einklang mit der Größe, der Anwendung und dergleichen der Bildanzeigevorrichtung 100 verwendet werden. Alternativ dazu kann ein beliebiger Projektor verwendet werden, der fähig ist, das Bildlicht 5 zu projizieren.
Der Reflexionsspiegel 12 ist mit dem oberen Teil der Bildschirmeinheit 13 verbunden. Der Reflexionsspiegel 12 hat eine Reflexionsoberfläche 15, die das von dem Emitter 11 emittierte Bildlicht 5 reflektiert. Der Reflexionsspiegel 12 ist unter Bezugnahme auf die optische Achse 4 (Bezugsachse 1) dem Emitter 20 zugewandt angeordnet, so dass die Reflexionsoberfläche 15 dem Emitter 11 zugewandt ist. Daher kann man auch sagen, dass der Reflexionsspiegel 12 eine innere Oberseite der Bildanzeigevorrichtung 100 bildet.
Wie in 1B gezeigt, wird das vom Emitter 11 in Richtung der Oberseite der Bildanzeigevorrichtung 100 emittierte Bildlicht 5 durch die auf der Oberseite ausgebildete Reflexionsfläche 15 in Richtung einer Innenfläche der Bildschirmeinheit 13 reflektiert. Somit kann man auch sagen, dass der Reflexionsspiegel 12 das Bildlicht 5 reflektiert, um dadurch seinen Strahlengang zu steuern. In dieser Ausführungsform entspricht die Reflexionsspiegel 12 einer Optikeinheit.
In dieser Ausführungsform hat die Reflexionsfläche 15 eine rotationssymmetrische Form unter Verwendung der optischen Achse 4 als Referenz. Insbesondere weist die Reflexionsfläche 15 eine Rotationsfläche auf, die erhalten wird, indem eine von einem Teil einer Parabel ausgeschnittene Kurve unter Verwendung der optischen Achse 4 als Referenz rotiert wird. Die Rotationsfläche ist so konfiguriert, dass die Seite, die dem konkaven Teil der Parabel entspricht (Brennseite der Parabel), eine Seite (Reflexionsfläche 15) ist, die Licht reflektiert, und dass die Achse der Parabel und die optische Achse 4 voneinander verschieden sind. Es sei darauf hingewiesen, dass in 1B die Querschnittsform der Reflexionsfläche 15 mit geraden Linien schematisch dargestellt ist.
Das vom Emitter 11 radial nach oben emittierte Bildlicht 5 wird von der Reflexionsfläche 15 des Reflexionsspiegels 12 radial auf den gesamten Umfang der Bildschirmeinheit 13 reflektiert. Da die Reflexionsfläche 15 die Rotationsfläche der Parabelform ist, ist der Einfallswinkel θ des reflektierten Bildlichts 5 auf die Bildschirmeinheit 13 im Wesentlichen konstant. Dabei ist der Einfallswinkel 9 z. B. ein Winkel zwischen einer Einfallsrichtung des Bildlichts 5 und einer Normalrichtung einer Einfallsposition in einer Einfallsfläche (Innenfläche der Bildschirmeinheit 13).
Somit steuert der Reflexionsspiegel 12 den Einfallswinkel θ des Bildlichts 5 auf die Bildschirmeinheit 13 so, dass er im Wesentlichen konstant ist. Das heißt, das von dem Reflexionsspiegel 12 reflektierte Bildlicht 5 wird im Wesentlichen als paralleles Licht in Richtung der Bildschirmeinheit 13 emittiert. Es sei darauf hingewiesen, dass es nicht auf den Fall beschränkt ist, in dem die Reflexionsfläche 15 unter Verwendung der Parabel konfiguriert ist, und dass beispielsweise eine Freiformfläche oder dergleichen, die in der Lage ist, das Bildlicht 5 als im Wesentlichen paralleles Licht zu reflektieren, in geeigneter Weise verwendet werden kann.
Beispielsweise kann ein beliebiges Material, wie z. B. ein Harz wie etwa ein Acrylharz, Glas und Metall, als konstituierendes Material des Reflexionsspiegels 12 verwendet werden. Beispielsweise wird der Reflexionsspiegel 12 durch Hochglanzpolieren der Oberfläche eines solchen Materials so konfiguriert, dass er eine Oberflächenrauhigkeit Ra < etwa 0,1 µm aufweist. Alternativ kann die Reflexionsfläche 15 mit einer hochreflektierenden Beschichtung unter Verwendung einer dünnen Schicht aus Aluminium, Silber oder dergleichen, einer Schutzschicht unter Verwendung einer dünnen Schicht wie einer SiO₂-Schicht und einer Polymerschicht oder dergleichen versehen werden. Außerdem sind die spezifische Konfiguration und dergleichen des Reflexionsspiegels 12 nicht begrenzt.
Die Bildschirmeinheit 13 ist mit einem oberen Teil des Sockels 10 verbunden. Darüber hinaus ist der Reflexionsspiegel 12 mit dem oberen Teil der Bildschirmeinheit 1 verbunden. Daher hat die Bildanzeigevorrichtung 100 eine Konfiguration, bei der der Reflexionsspiegel 12 auf der Oberseite der Bildschirmeinheit 13, die der transparente zylindrische Bildschirm ist, angeordnet ist, und der Emitter 11, der eine Videoquelle ist, in der Mitte des Zylinders angeordnet ist. Wie in 1B gezeigt, umfasst die Bildschirmeinheit 13 ein transparentes Basismaterial 30 und einen transparenten Bildschirm 40. In dieser Ausführungsform entspricht die Bildschirmeinheit 13 einer Anzeigeeinheit.
Das transparente Basismaterial 30 hat eine zylindrische Form, die auf der Bezugsachse 1 zentriert ist und als Stützelement fungiert, das den transparenten Bildschirm 40 trägt. Das transparente Basismaterial 30 hat eine erste, zur Bezugsachse 1 gerichtete Fläche 31 und eine zweite, der ersten Fläche 31 gegenüberliegende Fläche 32.
Die erste Fläche 31 ist eine innere Umfangsfläche des transparenten Basismaterials 30 und ist eine nach innen gerichtete Zylinderfläche mit der Bezugsachse 1 als Mittelachse. Die zweite Fläche 32 ist eine äußere Umfangsfläche des transparenten Basismaterials 30 und ist eine nach außen gerichtete Zylinderfläche mit der Bezugsachse 1 als Mittelachse. Es sei darauf hingewiesen, dass ein Schlitz oder dergleichen in einem Teil des transparenten Basismaterials 30 vorgesehen sein kann. Somit hat das transparente Basismaterial 30 eine im Wesentlichen röhrenförmige Form mit einer gekrümmten zylindrischen Oberfläche. In dieser Ausführungsform entspricht die erste Fläche 31 einer Innenfläche des transparenten Basismaterials, und die zweite Fläche 32 entspricht einer Außenfläche des transparenten Basismaterials.
Beispielsweise wird ein transparentes Harzmaterial (Kunststoff), wie ein Acrylharz und Polycarbonat, als Material für das transparente Basismaterial 30 verwendet. Durch die Verwendung des Harzmaterials kann das Gewicht des Gerätes eingespart werden. Darüber hinaus ist die spezifische Konfiguration des transparenten Basismaterials 30 nicht beschränkt, und je nach Bedarf kann zum Beispiel ein beliebiges Harzmaterial, das für sichtbares Licht durchlässig ist, ein Glasmaterial oder dergleichen als transparentes Basismaterial 30 verwendet werden.
Darüber hinaus kann das transparente Basismaterial 30 z. B. unter Verwendung eines ausreichend transparenten Materials mit hoher Durchlässigkeit, eines halbtransparenten Materials mit einem vorgegebenen Durchlässigkeitssatz oder dergleichen konfiguriert werden.
Der transparente Bildschirm 40 ist auf der ersten Fläche 31 des transparenten Basismaterials 30 angeordnet. Typischerweise ist der transparente Bildschirm 40 über die gesamte Innenfläche (erste Fläche 31) des transparenten Basismaterials 30 vorgesehen. Der transparente Bildschirm 40 hat eine zylindrische Form, die auf der Bezugsachse 1 zentriert ist, und weist eine dritte Fläche 41 auf, die zur Bezugsachse 1 gerichtet ist, sowie eine vierte Fläche 42, die der dritten Fläche 41 gegenüberliegt.
Die dritte Fläche 41 ist die innere Umfangsfläche des transparenten Bildschirms 40 und ist eine nach innen gerichtete zylindrische Fläche, die auf die Bezugsachse 1 zentriert ist. Die vierte Fläche 42 ist eine äußere Umfangsfläche des transparenten Bildschirms 40 und ist eine nach außen gerichtete zylindrische Fläche, die auf der Bezugsachse 1 zentriert ist. Daher sind die dritte Fläche 41 und die vierte Fläche 42 des transparenten Bildschirms 40 gekrümmte Zylinderflächen.
Die vierte Fläche 42 des transparenten Bildschirms 40 ist eine Fläche, die in Kontakt mit der ersten Fläche 31 des transparenten Basismaterials 30 steht. Das heißt, die vierte Fläche 42 (oder die erste Fläche 31) dient als Schnittstelle, an der der transparente Bildschirm 40 und das transparente Basismaterial 30 miteinander in Kontakt sind. Außerdem dient die dritte Fläche 41 des transparenten Bildschirms 40 (Innenfläche der Bildschirmeinheit 13) als Schnittstelle zwischen dem transparenten Bildschirm 40 und der Luftschicht. Es sei darauf hingewiesen, dass die zweite Oberfläche 32 des transparenten Basismaterials 30 (Außenfläche der Bildschirmeinheit 13) als Schnittstelle zwischen dem transparenten Basismaterial 30 und der Luftschicht dient.
Der transparente Bildschirm 40 hat eine optische Funktion zum Anzeigen eines Bildes. Insbesondere hat der transparente Bildschirm 40 eine Diffusionsfunktion, die das Bildlicht 5 streut und emittiert. Außerdem ist der transparente Bildschirm 40 aus einem Material mit Transparenz (Lichtdurchlässigkeit) hergestellt. Daher wird die Bildschirmeinheit 13, durch die der Hintergrund zu sehen ist, durch die Bereitstellung des transparenten Bildschirms 40 im transparenten Basismaterial 30 konfiguriert.
Der transparente Bildschirm 40 ist ein Bildschirm, der ein diffraktives optisches Element verwendet. Das diffraktive optische Element (DOE) ist ein optisches Element, das Licht beugt. Beispielsweise wird ein holographisches optisches Element (HOE), das Licht durch Verwendung von Interferenzstreifen beugt, die auf einem Hologramm aufgezeichnet sind, als das diffraktive optische Element verwendet. Daher ist der transparente Bildschirm 40 ein HOE-Bildschirm, der unter Verwendung des HOE konfiguriert wird.
Zum Beispiel werden Interferenzstreifen zwischen Referenzlicht, das unter einem vorbestimmten Einfallswinkel 9 eintritt, und diffusem Licht (Objektlicht), das durch die Verwendung einer Diffusionsplatte oder dergleichen erzeugt wird, auf dem Hologramm aufgezeichnet. Demzufolge wird Licht, das unter dem vorgegebenen Einfallswinkel 9 in das Hologramm eintritt, selektiv an den Interferenzstreifen gebeugt und als diffuses Licht emittiert. Dementsprechend kann z. B. der transparente Bildschirm 40, der Licht des vorgegebenen Einfallswinkels 9 streut und unter anderen Winkeln einfallendes Licht durchlässt, konfiguriert werden.
Beispielsweise kann ein Material wie ein Photopolymer (lichtempfindliches Material oder dergleichen) oder ein UV-härtbares Harz für das Hologramm verwendet werden. Ein Hologramm mit einer gewünschten optischen Funktion kann durch die Speicherung von Interferenzstreifen in einem solchen Material entsprechend konfiguriert werden. Darüber hinaus wird für das System, das die Interferenzstreifen speichert, z. B. ein Volumenhologramm zur Erzeugung von Interferenzstreifen als Änderungen des Brechungsindex im Inneren des Materials, ein Reliefhologramm zur Erzeugung von Interferenzstreifen als Unregelmäßigkeiten der Materialoberfläche oder dergleichen, verwendet.
In dieser Ausführungsform ist ein Bildschirm mit einem durchlässigen Hologramm (durchlässiges HOE) als transparenter Bildschirm 40 konfiguriert. Das durchlässige Hologramm ist ein Hologramm, das die Ausbreitungsrichtung des Lichts steuert, das von einer Fläche eintritt, und das Licht von der anderen Fläche emittiert. Somit ist der transparente Bildschirm 40 ein durchlässiger Bildschirm, der das Bildlicht 5 durchlässt und das Bildlicht 5 als diffuses Licht 6 emittiert.
Der transparente Bildschirm 40 ist so konfiguriert, dass er nur für den Einfallswinkel θ des von der Oberseite (Reflexionsfläche 15) reflektierten Bildlichts 5 funktioniert und z. B. das von der Innenseite eintretende Bildlicht 5 zur Außenseite des Zylinders streut. Das heißt, das Bildlicht 5, das unter dem Einfallswinkel θ von der Innenseite (dritte Fläche 41) des transparenten Bildschirms 40 eintritt, wird durch die Interferenzstreifen im Inneren des transparenten Bildschirms 40 selektiv gebeugt und wird zur Außenseite (vierte Fläche 42) des transparenten Bildschirms 40 als diffuses Licht emittiert.
In dieser Ausführungsform wird ein Bildschirm, der ein Bild in Richtung des Benutzers 2 anzeigt, durch das oben beschriebene transparente Basismaterial 30 und den transparenten Bildschirm 40 gebildet. Der Bildschirm ist hier z. B. ein Bildschirm, der ein Bild anzeigen kann, das durch Projektion des Bildlichts 5 in Richtung des Benutzers 2 entsteht. Im Folgenden wird der Anzeigebildschirm speziell beschrieben.
2 ist ein schematisches Diagramm, das Beispiele eines Strahlengangs des in die Bildschirmeinheit 13 eintretenden Bildlichts 5 zeigt. 2A ist ein Beispiel für den Strahlengang des Bildlichts 5, das in die Rückseite der Bildschirmeinheit 13 eintritt, vom Benutzer 2 aus gesehen, und ist eine vergrößerte Ansicht eines gestrichelten Bereichs 33a, der in 1B gezeigt ist. 2B ist ein Beispiel für den Strahlengang des Bildlichts 5, das in die Vorderseite der Bildschirmeinheit 13 eintritt, vom Benutzer 2 aus gesehen, und ist eine vergrößerte Ansicht eines gestrichelten Bereichs 33b, der in 1B gezeigt ist.
Wie in 2A gezeigt, wird angenommen, dass das Bildlicht 5 auf der Rückseite unter dem vorgegebenen Einfallswinkel θ in die Bildschirmeinheit 13 eintritt. Das Bildlicht 5, das in die dritte Fläche 41 des transparenten Bildschirms 40 eintritt, die die Innenfläche der Bildschirmeinheit 13 ist, wird durch die Interferenzstreifen im transparenten Bildschirm 40 gebeugt. Das gebeugte Bildlicht 5 wird von der vierten Fläche 42 des transparenten Bildschirms 40 als Streulicht 6 emittiert.
Es sei darauf hingewiesen, dass in 2A beispielhaft ein Strahlengang dargestellt ist, den das Bildlicht 5 als diffuses Licht 6 durchläuft. In der Praxis wird das von den Interferenzstreifen gebeugte Bildlicht 5 in verschiedene Richtungen gestreut und wandert von der vierten Fläche 42 in Richtung des transparenten Basismaterials 30.
Das durch den transparenten Bildschirm 40 gebeugte Bildlicht 5 (diffuses Licht 6) dringt von der ersten Fläche 31 des transparenten Basismaterials 30 in das transparente Basismaterial 30 ein. Beispielsweise werden der Brechungsindex des transparenten Bildschirms 40 und der Brechungsindex des transparenten Basismaterials 30 so eingestellt, dass sie im Wesentlichen den gleichen Wert haben (z. B. 1,5 oder dergleichen). Daher treten Brechung, Reflexion und dergleichen des Bildlichts 5 an der Grenzfläche zwischen dem transparenten Bildschirm 40 und dem transparenten Basismaterial 30 (der vierten Fläche 42 und der ersten Fläche 31) kaum auf.
Das Bildlicht 5, das von der ersten Fläche 31 in das transparente Basismaterial 30 eintritt, wandert zur zweiten Fläche 32 außerhalb des transparenten Basismaterials 30. Wie oben beschrieben, ist die zweite Fläche 32 die Schnittstelle zwischen dem transparenten Basismaterial 30 und der Luftschicht. Daher tritt an der zweiten Fläche 32 aufgrund des Brechungsindexunterschieds zwischen dem transparenten Basismaterial 30 und der Luftschicht eine Oberflächenreflexion auf. Das heißt, die zweite Fläche 32 fungiert als Reflexionsfläche, die das Bildlicht 5 reflektiert.
Demzufolge wird ein Teil des in die zweite Fläche 32 eintretenden Bildlichts 5 in das Innere der Bildschirmeinheit 13 reflektiert. Das reflektierte Bildlicht 5 durchdringt den transparenten Bildschirm 40 und wird von der dritten Fläche 41 emittiert Das heißt, in der Bildschirmeinheit 13 auf der Rückseite wird ein Teil des diffusen Lichts 6, das durch den transparenten Bildschirm 40 gebeugt wird, auf die Vorderseite (rechte Seite in der Figur) emittiert, auf der sich der Benutzer 2 befindet. Es sei darauf hingewiesen, dass der andere Teil des Bildlichts 5, der in die zweite Fläche 32 eintritt, in die Luftschicht wandert und zur Rückseite (linke Seite in der Figur) emittiert wird.
Daher dient auf der Rückseite der Bildschirmeinheit 13 die Außenfläche des transparenten Basismaterials 30 (zweite Fläche 32) als Reflexionsfläche, und es wird ein Bildschirm gebildet, der auf der Vorderseite ein Bild anzeigt, das durch das vom Emitter 11 auf die Rückseite emittierte Bildlicht 5a konfiguriert ist. Im Folgenden wird der Bildschirm, der auf der Bildschirmeinheit 13 auf der Rückseite gebildet wird, als hinterer Bildschirm 43 bezeichnet.
Somit wird in dieser Ausführungsform der hintere Bildschirm 43 durch die Außenfläche des transparenten Basismaterials 30 gebildet. Wie in 1B gezeigt, fungiert beispielsweise in einem Fall, in dem der Benutzer 2 die Bildschirmeinheit 13 in der X-Richtung betrachtet, die zweite Fläche 32, die auf der Rückseite der Bildschirmeinheit 13 enthalten ist, die in der Richtung der YZ-Ebene einschließlich der Bezugsachse 1 geschnitten ist und eine halbzylindrische Fläche ist, als der hintere Bildschirm 43.
Daher ist der halbzylindrische hintere Bildschirm 43 mit der Bezugsachse 1 als Mittelachse an der hinteren Hälfte der Bildschirmeinheit 13, vom Benutzer 2 aus gesehen, ausgebildet. Somit hat die Bildschirmeinheit 13 den gebogenen hinteren Bildschirm 43, der sich entlang der Bezugsachse 1 erstreckt. In dieser Ausführungsform entspricht der hintere Bildschirm 43 einem ersten Bildschirm.
In 1B ist das vom transparenten Bildschirm 40 gestreute und von der zweiten Fläche 32 reflektierte diffuse Licht 6 schematisch dargestellt. Dieses diffuse Licht 6 wird vom hinteren Bildschirm 43 emittiert, durchdringt die Bildschirmeinheit 13 auf der Vorderseite und wandert in Richtung des Benutzers 2. Demzufolge kann der Benutzer 2 ein auf dem hinteren Bildschirm 43 angezeigtes Bild (im Folgenden als hinteres Bild bezeichnet) visuell erkennen.
Es sei darauf hingewiesen, dass in einem Fall, in dem sich der Benutzer 2 bewegt, der hintere Bildschirm 43 auf der hinteren Hälfte der Bildschirmeinheit 13 gebildet wird, wie von der Position des Benutzers 2 nach der Bewegung aus gesehen. Das heißt, der hintere Bildschirm 43 ist entlang der zylindrischen Fläche angeordnet, die die Bezugsachse 1 als Mittelachse hat.
In einem solchen Fall, in dem die Oberflächenreflexion für den hinteren Bildschirm 43 verwendet wird, kann eine Struktur oder dergleichen vorgesehen werden, die den Reflexionsgrad der Oberflächenreflexion für die Reflexionsfläche (zweite Fläche 32 des transparenten Basismaterials 30) aktiv erhöht. Beispielsweise ist es möglich, den Reflexionsgrad auf der zweiten Fläche 32 zu erhöhen, indem eine dielektrische Einschichtfolie, eine dielektrische Mehrschichtfolie oder dergleichen in der zweiten Fläche 32 des transparenten Basismaterials 30 vorgesehen wird. Dementsprechend ist es möglich, die Helligkeit und dergleichen eines auf dem hinteren Bildschirm 43 angezeigten Bildes zu verbessern.
Wie in 2B gezeigt, tritt das Bildlicht 5, das an der Vorderseite unter dem vorbestimmten Einfallswinkel 9 in die Bildschirmeinheit 13 eintritt, in die dritte Fläche 41 des transparenten Bildschirms 40 ein, die die Innenfläche der Bildschirmeinheit 13 ist. Das in die dritte Fläche 41 eintretende Bildlicht 5 wird durch die Interferenzstreifen im transparenten Bildschirm 40 gebeugt und tritt an der vierten Fläche 42 des transparenten Bildschirms 40 als diffuses Licht 6 aus. Beim transparenten Bildschirm 40 dient z. B. die dritte Fläche 41 als Anzeigefläche, die das diffuse Licht 6 abstrahlt und auf der Vorderseite ein Bild anzeigt.
Das durch den transparenten Bildschirm 40 gebeugte Bildlicht 5 (diffuses Licht 6) dringt von der ersten Fläche 31 des transparenten Basismaterials 30 in das transparente Basismaterial 30 ein und wandert zur zweiten Fläche 32 außerhalb des transparenten Basismaterials 30. Ein Teil des zur zweiten Fläche 32 wandernden Bildlichts 5 wird von der zweiten Fläche 32 zur Vorderseite (rechte Seite in der Figur) emittiert, auf der sich der Benutzer 2 befindet. Es sei darauf hingewiesen, dass der andere Teil des Bildlichts 5, das zur zweiten Fläche 32 gelangt, von der zweiten Fläche 32 zur Rückseite (linke Seite in der Figur) reflektiert wird.
Daher wird auf der Vorderseite der Bildschirmeinheit 13 der Teil des diffusen Lichts 6, der durch den transparenten Bildschirm 40 gestreut wird, unverändert in Richtung des Benutzers 2 emittiert. Demzufolge wird ein Bildschirm gebildet, der auf der Vorderseite ein Bild anzeigt, das durch das vom Emitter 11 auf die Vorderseite emittierte Bildlicht 5a konfiguriert ist. Im Folgenden wird der Anzeigebildschirm, der auf der Bildschirmeinheit 13 an der Vorderseite ausgebildet ist, als vorderer Bildschirm 44 bezeichnet.
Wie oben beschrieben, wird in dieser Ausführungsform der vordere Bildschirm 44 durch den durchlässigen transparenten Bildschirm 40 gebildet. Beispielsweise fungiert in einem Fall, in dem der Benutzer 2 die Bildschirmeinheit 13 in der X-Richtung betrachtet, wie in 1B gezeigt, die dritte Fläche 41, die in der Vorderseite der Bildschirmeinheit 13 enthalten ist, die in der Richtung der YZ-Ebene einschließlich der Bezugsachse 1 geschnitten ist und eine halbzylindrische Fläche ist, als der vordere Bildschirm 44.
Daher ist der halbzylindrische vordere Bildschirm 44 vor dem hinteren Bildschirm 43 quer zum zylindrischen Raum innerhalb der Bildschirmeinheit 13 ausgebildet. Somit umfasst die Bildschirmeinheit 13 den gebogenen vorderen Bildschirm 44, der mit einem Spalt dazwischen vor dem hinteren Bildschirm 43 angeordnet ist und Transparenz aufweist. In dieser Ausführungsform entspricht der vordere Bildschirm 44 einem zweiten Bildschirm.
In 1B ist das durch den transparenten Bildschirm 40 an der Vorderseite gestreute Licht 6 schematisch dargestellt. Dieses diffuse Licht 6 wird vom vorderen Bildschirm 44 emittiert und breitet sich unverändert von der vorderen Fläche der Bildanzeigevorrichtung 100 in Richtung des Benutzers 2 aus. Demzufolge kann der Benutzer 2 ein auf dem vorderen Bildschirm 44 angezeigtes Bild (im Folgenden als vorderes Bild bezeichnet) visuell erkennen.
Es sei darauf hingewiesen, dass in einem Fall, in dem sich der Benutzer 2 bewegt, der vordere Bildschirm 44 auf der vorderen Hälfte der Bildschirmeinheit 13 gebildet wird, wie von der Position des Benutzers 2 nach der Bewegung aus gesehen. Das heißt, der vordere Bildschirm 44 ist entlang der zylindrischen Fläche angeordnet, die die Bezugsachse 1 als Mittelachse hat.
Somit umfasst die Bildschirmeinheit 13 die beiden Bildschirme (hinterer Bildschirm 43 und vorderer Bildschirm 44) mit Krümmung. Der hintere Bildschirm 43 wird von der Reflexionsfläche (zweite Fläche 32) gebildet, die sich relativ außen in der zylindrischen Bildschirmeinheit 13 befindet. Außerdem wird der vordere Bildschirm 44 durch den durchlässigen transparenten Bildschirm 40 gebildet, der sich relativ innen in der zylindrischen Bildschirmeinheit 13 befindet.
Das vom Emitter 11 emittierte Bildlicht 5 wird auf jeden Anzeigebildschirm projiziert. Das heißt, die Bilder werden mit einer einzigen Projektionsquelle (Emitter 11) sowohl auf den hinteren Bildschirm 43 als auch auf den vorderen Bildschirm 44 projiziert. Durch die Anzeige geeigneter Bilder auf dem hinteren Bildschirm 43 und dem vorderen Bildschirm 44 ist es möglich, ein Bild mit Tiefenwirkung aus der Beobachtungsposition des Beobachters 2 darzustellen. Dieser Punkt wird später ausführlich beschrieben.
Außerdem sind die optischen Systeme, wie der Emitter 11 und der Reflexionsspiegel 12, auf der Bezugsachse 1 der Bildschirmeinheit 13 angeordnet. Wie in 1B gezeigt, verläuft die Bezugsachse 1 durch den Spalt zwischen dem hinteren Bildschirm 43 und dem vorderen Bildschirm 44. Die optischen Systeme werden vereinfacht, indem sie auf diese Weise um die Bezugsachse 1 zwischen dem hinteren Bildschirm 43 und dem vorderen Bildschirm 44 aufgebaut werden. Somit lässt sich z. B. eine Miniaturisierung der Vorrichtung und dergleichen realisieren.
Die Erkennungskamera 14 ist eine Kamera zur Erfassung einer Beobachtungsposition P des Beobachters 2, und die Position und der Blickwinkel sind so eingestellt, dass sie den gesamten Sichtbereich zur Betrachtung der Bildanzeigevorrichtung 100 abbilden können. In dieser Ausführungsform ist ein Bereich rund um die zylindrische Bildschirmeinheit 13 der Sichtbereich, in dem der Benutzer 2 ein Bild betrachten kann, während er sich bewegt. Die Erkennungskamera 14 ist in der Lage, das Gesicht des Benutzers 2 an einer beliebigen Position innerhalb des Sichtbereichs abzubilden.
In 1A und 1B ist schematisch eine Vielzahl von Erkennungskameras 14 dargestellt, die oberhalb des Reflexionsspiegels 12 in einem Zustand angeordnet sind, in dem die Vielzahl der Erkennungskameras 14 auf die Außenseite der zylindrischen Bildschirmeinheit 13 gerichtet ist. Die Positionen, an denen die Erkennungskameras 14 installiert werden, die Anzahl der Erkennungskameras 14 und dergleichen sind nicht begrenzt. Beispielsweise kann die Erkennungskamera 14 auf dem Sockel 10 installiert werden, oder die Erkennungskamera 14 kann außerhalb der Bildanzeigevorrichtung 100 installiert werden.
Beispielsweise wird eine Digitalkamera mit einem Bildsensor wie einem CMOS-Sensor (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) und einem CCD-Sensor (Charge Coupled Device) als Erkennungskamera 14 verwendet. Alternativ kann z. B. eine Infrarotkamera verwendet werden, die mit einem Infrarotlicht, z. B. einer Infrarot-LED, ausgestattet ist.
3 ist ein Blockdiagramm, das ein funktionales Konfigurationsbeispiel der Bildanzeigevorrichtung 100 zeigt. Die Bildanzeigevorrichtung 100 enthält außerdem die Speichereinheit 20 und den Controller 21.
Die Speichereinheit 20 ist ein nichtflüchtiger Speicher, und es wird z. B. ein Festplattenlaufwerk (HDD) oder dergleichen verwendet. In der Speichereinheit 20 ist ein Steuerprogramm 22 zur Steuerung der allgemeinen Funktionen der Bildanzeigevorrichtung 100 gespeichert. Außerdem speichert die Speichereinheit 20 Anzeigedaten 23 zur Durchführung der Bildanzeige. Das Verfahren zum Installieren des Steuerprogramms 22, der Anzeigedaten 23 und dergleichen in der Bildanzeigevorrichtung 100 ist nicht beschränkt.
Der Controller 21 steuert den Betrieb der einzelnen Blöcke der Bildanzeigevorrichtung 100. Der Controller 21 verfügt über die für einen Computer notwendige Hardware-Konfiguration, wie z. B. eine CPU und Speicher (RAM und ROM). Die CPU lädt das in der Speichereinheit 20 gespeicherte Steuerprogramm 22 in den Arbeitsspeicher und führt das geladene Steuerprogramm 22 aus, um damit verschiedene Arten der Verarbeitung durchzuführen.
Als Controller 21 kann z. B. ein programmierbarer Logikbaustein (PLD) wie ein Field Programmable Gate Array (FPGA) oder ein anderer Baustein wie eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) verwendet werden.
In dieser Ausführungsform führt die CPU des Controllers 21 ein Programm gemäß dieser Ausführungsform aus, um dadurch eine Erkennungsverarbeitungseinheit 24 und eine Anzeigesteuereinheit 25 als Funktionsblöcke zu realisieren. Es sei darauf hingewiesen, dass für die Implementierung der einzelnen Funktionsblöcke gegebenenfalls spezielle Hardware, wie z. B. ein integrierter Schaltkreis (IC), verwendet werden kann.
Die Erkennungsverarbeitungseinheit 24 erkennt die Beobachtungsposition P des Beobachters 2 anhand eines von der Erkennungskamera 14 aufgenommenen Bildes. Beispielsweise wird eine Blickwinkelposition des Benutzers 2 als Beobachtungsposition P des Benutzers 2 erkannt. Die Erkennungsverarbeitungseinheit 24 erfasst z. B. einen Azimut, in dem sich der Blickwinkel des Benutzers 2 befindet, einen Abstand zum Blickwinkel des Benutzers 2, eine Höhe des Blickwinkels und dergleichen. Es sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Technologie nicht auf den Fall der Erfassung der Blickwinkelposition (Azimut, Abstand, Höhe oder dergleichen) als Beobachtungsposition P beschränkt ist, und beispielsweise auch ein Azimut, ein Abstand oder dergleichen des Benutzers 2 selbst erfasst werden kann.
Das Verfahren zur Erkennung der Beobachterposition P aus dem Bild des Benutzers 2 ist nicht beschränkt, und es kann jede beliebige Gesichtserkennungstechnik, Bildanalysetechnik und dergleichen verwendet werden. Alternativ kann die Beobachterposition P auch mit Hilfe eines maschinellen Lernalgorithmus und dergleichen unter Verwendung eines tiefen neuronalen Netzwerks (DNN) ermittelt werden.
Wie oben beschrieben, hat die Bildanzeigevorrichtung 100 eine Funktion zur Erkennung der Position des Beobachters (Benutzers 2). In dieser Ausführungsform realisieren die Erkennungskamera 14 und die Erkennungsverarbeitungseinheit 24 einen Detektor, der die Beobachtungsposition des Beobachters erkennt.
Die Anzeigesteuereinheit 25 erzeugt ein Bild, das auf dem Bildschirm 13 angezeigt wird. Insbesondere werden Bilddaten erzeugt, die das auf dem Bildschirm 13 anzuzeigende Bild enthalten. Außerdem übernimmt die Anzeigesteuereinheit 25 die Anzeigesteuerung eines Bildes in der Bildschirmeinheit 13, indem sie Anzeigeparameter wie z. B. die Position des Bildes in den Bilddaten, die Größe und die Leuchtdichte einstellt.
In dieser Ausführungsform erzeugt die Anzeigesteuereinheit 25 das hintere Bild 34 und das vordere Bild 35, das der Vorderseite des hinteren Bildes 34 überlagert ist (siehe 4 und dergleichen). Das hintere Bild 34 ist ein Bild, das auf dem hinteren Bildschirm 43 angezeigt werden soll. Außerdem ist das vordere Bild 35 ein Bild, das auf dem vorderen Bildschirm 44 angezeigt werden soll. Das heißt, die Anzeigesteuereinheit 25 erzeugt zwei Arten von Bildern, die auf der Vorderseite und auf der Rückseite, vom Benutzer 2 aus gesehen, angezeigt werden. In dieser Ausführungsform entspricht das hintere Bild 34 einem ersten Bild und das vordere Bild 35 einem zweiten Bild.
Beispielsweise erzeugt die Anzeigesteuereinheit 25 Bilddaten, die das hintere Bild 34 und das vordere Bild 35 enthalten. Das hintere Bild 34 und das vordere Bild 35 werden z. B. auf der Basis der in der Speichereinheit 20 gespeicherten Anzeigedaten 23 erzeugt. Alternativ können die Anzeigedaten von einem externen Gerät der Bildanzeigevorrichtung 100 über eine Kommunikationseinheit (nicht gezeigt) und dergleichen gelesen werden.
Außerdem werden bei der Generierung der Bilddaten die Anzeigeparameter (Position, Größe, Leuchtdichte oder dergleichen) des hinteren Bildes 34 und des vorderen Bildes 35 in den Bilddaten entsprechend angepasst. Dementsprechend ist es für die Anzeigesteuereinheit 25 möglich, die Anzeige des hinteren Bildes 34 und des vorderen Bildes 35 zu steuern. Das hintere Bild 34 und das vordere Bild 35 sowie ein Verfahren zur Steuerung ihrer Anzeige werden später im Detail beschrieben.
[Grundlegende Funktionsweise der Bildanzeigevorrichtung]
Im Folgenden wird die grundsätzliche Funktionsweise der Bildanzeigevorrichtung 100 mit Bezug auf den in 1B dargestellten Strahlengang beschrieben. Zunächst werden von der Anzeigesteuereinheit 25 Bilddaten erzeugt, die das hintere Bild 34 und das vordere Bild 35 enthalten. Die erzeugten Bilddaten werden vom Controller 21 an den Emitter 11 ausgegeben.
Das Bildlicht 5 zur Anzeige des hinteren Bildes 34 und des dem hinteren Bild 34 zu überlagernden vorderen Bildes 35 wird vom Emitter 11 aus dem Bereich der Bezugsachse 1 emittiert. In dem in 1B gezeigten Beispiel ist das zur Rückseite der Bildanzeigevorrichtung 100 emittierte Bildlicht 5a das Bildlicht 5 zur Anzeige des hinteren Bildes 34. Außerdem ist das zur Vorderseite der Bildanzeigevorrichtung 100 emittierte Bildlicht 5b das Bildlicht 5 für die Anzeige des vorderen Bildes 35.
Das vom Emitter 11 emittierte Bildlicht 5 wird von der Reflexionsfläche 15 des Reflexionsspiegels 12 reflektiert und als im Wesentlichen paralleles Licht emittiert. Das Bildlicht 5 tritt als im Wesentlichen paralleles Licht unter dem im Wesentlichen konstanten Einfallswinkel 9 in die Innenfläche der Bildschirmeinheit 13 (dritte Fläche 41 des transparenten Bildschirms 40) ein. Dementsprechend ist es möglich, dass der transparente Bildschirm 40 das Bildlicht 5 mit hoher Beugungseffizienz streut. Dadurch ist es möglich, ein helles Bild oder dergleichen darzustellen, bei dem z. B. Leuchtdichte-Ungleichmäßigkeiten oder dergleichen unterdrückt werden.
Wie in 1B gezeigt, wird das zur Rückseite emittierte Bildlicht 5a vom Reflexionsspiegel 12 reflektiert und tritt in den hinteren Bildschirm 43 (zweite Fläche 32 außerhalb des transparenten Basismaterials 30) ein. Außerdem wird das zur Vorderseite emittierte Bildlicht 5b durch den Reflexionsspiegel 12 reflektiert und tritt in den vorderen Bildschirm 44 (dritte Fläche 41 außerhalb des transparenten Bildschirms 40) ein.
Das heißt, der Reflexionsspiegel 12 reflektiert das vom Emitter 11 emittierte Bildlicht 5, projiziert das hintere Bild 34 auf den hinteren Bildschirm 43 und das vordere Bild 35 auf den vorderen Bildschirm 44. Durch den Einsatz des Reflexionsspiegels 12 ist es möglich, den Strahlengang des Bildlichts 5 auf diese Weise einfach zu steuern.
Außerdem tritt das vom Reflexionsspiegel 12 reflektierte Bildlicht 5 von der Innenseite der Bildschirmeinheit 13 in jeden Bildschirm ein. Das heißt, der Reflexionsspiegel 12 projiziert das vordere Bild 35 und das hintere Bild 34 entlang des Strahlengangs durch den Spalt zwischen dem hinteren Bildschirm 43 und dem vorderen Bildschirm 44. Dementsprechend ist es möglich, den Strahlengang des Bildlichts 5 innerhalb der Bildanzeigevorrichtung 100 anzupassen. Dadurch kann die Konfiguration der Vorrichtung vereinfacht und die Größe der Vorrichtung reduziert werden.
Wie oben beschrieben, wird in der Bildanzeigevorrichtung 100 das hintere Bild 34 auf den hinteren Bildschirm 43 und das vordere Bild 35 auf den vorderen Bildschirm 44 durch den Emitter 11 und den Reflexionsspiegel 12 projiziert. In dieser Ausführungsform wird eine Projektionseinheit durch den Emitter 11 und den Reflexionsspiegel 12 realisiert.
Im hinteren Bildschirm 43 wird das durch den transparenten Bildschirm 40 gestreute Bildlicht 5 an der Grenzfläche zwischen dem transparenten Basismaterial 30 und der Luftschicht reflektiert (siehe 2A). Das heißt, man kann auch sagen, dass der hintere Bildschirm 43 das Bildlicht 5 zur Anzeige des hinteren Bildes 34 streut und reflektiert. Als Ergebnis wird das hintere Bild 34 auf der Vorderseite der Bildanzeigevorrichtung 100 angezeigt.
Außerdem wird im vorderen Bildschirm 44 das vom transparenten Bildschirm 40 gestreute Bildlicht 5 durch das transparente Basismaterial 30 hindurchgeführt und so emittiert (siehe 2A). Das heißt, man kann auch sagen, dass der vordere Bildschirm 44 das Bildlicht 5 zur Anzeige des vorderen Bildes 35 streut und überträgt. Dadurch wird das vordere Bild 35 so angezeigt, dass es sich mit dem hinteren Bild 34 an der Vorderseite der Bildanzeigevorrichtung 100 überlappt.
4 ist ein schematisches Diagramm, das ein Anzeigebeispiel der Bildanzeigevorrichtung 100 zeigt. In 4 sind der vordere Bildschirm 44 und der hintere Bildschirm 43, die in der Bildschirmeinheit 13 angeordnet sind, jeweils schematisch dargestellt.
In dem in 4 gezeigten Anzeigebeispiel ist das vordere Bild 35 ein Hauptbild 36 und das hintere Bild 34 ein Unterbild 37. Hier ist das Hauptbild 36 z. B. ein Bild, das den Hauptinhalt in der Bildanzeige anzeigt, und ist ein Bild eines Hauptanzeigeobjekts 38, wie z. B. einer Person, einer Figur und eines Pakets, das hauptsächlich angezeigt werden soll.
Außerdem ist das Unterbild 37 ein Bild, das in Verbindung mit dem Hauptbild 36 angezeigt werden soll, und zum Beispiel ein Bild, das ein Unteranzeigeobjekt 39 wie einen Schatten und einen Hintergrund des Hauptanzeigeobjekts 38 anzeigt, das als Hauptbild 36 angezeigt werden soll. Es sei darauf hingewiesen, dass das obige Beispiel nur ein Beispiel ist und das Hauptbild 36 und das Unterbild 37 entsprechend der Art des Inhalts und dergleichen eingestellt werden können.
In 4 wird das Hauptbild 36, das eine Person darstellt, als vorderes Bild 35 angezeigt. In diesem Fall ist die Person das Hauptanzeigeobjekt 38, das hauptsächlich angezeigt werden soll. Das heißt, das vordere Bild 35 ist das Hauptbild 36, das das Hauptanzeigeobjekt 38 anzeigt. Die Person, die das Hauptanzeigeobjekt 38 ist, wird auf dem vorderen Bildschirm 44 auf der Vorderseite, vom Benutzer 2 aus gesehen, angezeigt.
Außerdem wird das Unterbild 37, das aus einem Blumenmuster besteht, als hinteres Bild 34 angezeigt. In diesem Fall ist das Blumenmuster das Unteranzeigeobjekt 39, das den Hintergrund für die Person bildet, die das Hauptanzeigeobjekt 38 ist. Das heißt, das hintere Bild 34 ist das Unterbild 37, das das Unteranzeigeobjekt 39 einschließlich des Hintergrunds des Hauptanzeigeobjekts 38 anzeigt. Das Muster des Blumenmusters, das das Unteranzeigeobjekt 39 ist, wird auf dem hinteren Bildschirm 43 auf der Rückseite, vom Benutzer 2 aus gesehen, angezeigt.
Beispielsweise wird auf der Bildschirmeinheit 13 ein Bild angezeigt, in dem die Person (Hauptanzeigeobjekt 38) auf der Vorderseite des Musters des Blumenmusters (Unteranzeigeobjekt 39) überlagert ist. Das heißt, das Hauptbild wird auf der Vorderseite der Bildschirmeinheit 13 angezeigt und das Bild, das den Hintergrund bildet, wird auf der Rückseite angezeigt. Durch die derartige gleichzeitige Anzeige der Bilder auf den beiden Flächen des vorderen Bildschirms 44 und des hinteren Bildschirms 43 ist es möglich, eine Bildanzeige mit einer stereoskopischen Wahrnehmung oder einer Tiefenwirkung aufgrund der Bewegungsparallaxe durchzuführen, die durch den Tiefenunterschied zwischen der vorderen Fläche und der hinteren Fläche entsteht. Dementsprechend kann ein hervorragender visueller Effekt gezeigt werden.
Außerdem kann z. B. das Unterbild 37, das den Schatten des Hauptanzeigeobjekts 38 oder dergleichen anzeigt, anstelle des Hintergrunds des Hauptanzeigeobjekts 38 angezeigt werden. In diesem Fall ist der Schatten des Hauptanzeigeobjekts 38 das Unteranzeigeobjekt 39 und das hintere Bild 34 ist das Unterbild 37, das das Unteranzeigeobjekt 39 einschließlich des Schattens des Hauptanzeigeobjekts 38 anzeigt. Zum Beispiel wird in einem Zustand, in dem die Person auf dem vorderen Bildschirm 44 angezeigt wird, der Schatten der Person auf dem hinteren Bildschirm 43 angezeigt. Dementsprechend wird es einfach, die Bewegungsparallaxe aufgrund des Tiefenunterschieds zwischen der vorderen Oberfläche und der hinteren Oberfläche zu erkennen, und es ist möglich, eine Bildanzeige durchzuführen, bei der die Tiefenwirkung oder dergleichen hervorgehoben wird. Selbstverständlich kann das Unterbild 37, das sowohl den Schatten als auch den Hintergrund enthält, angezeigt werden.
In dieser Ausführungsform werden die Anzeigeparameter des Unterbildes 37 von der Anzeigesteuereinheit 25 im Einklang mit dem Anzeigezustand des Hauptbildes 36 gesteuert. Hier ist der Anzeigezustand des Hauptbildes 36 ein Zustand wie z. B. Leuchtdichte, Auflösung und Sättigung im Falle der Anzeige des Hauptbildes 36. Der Anzeigezustand des Hauptbildes 36 kann sich z. B. in Abhängigkeit vom Typ des Hauptbildes 36, dem Fortschrittszustand des Inhalts und dergleichen ändern. Die Anzeigeparameter des Unterbildes 37 werden entsprechend der Änderung des Anzeigezustandes gesteuert.
Wenn zum Beispiel ein helles Unterbild 37, ein klares Unterbild 37 oder dergleichen auf der Rückseite des auf der Vorderseite angezeigten Hauptbildes 36 angezeigt wird, kann das auf der Vorderseite angezeigte Hauptbild 36 verdeckt werden. Daher kann das auf der Vorderseite angezeigte Hauptbild 36 auffällig gemacht werden, indem z. B. das auf der Rückseite angezeigte Unterbild 37 unauffällig gemacht wird. In einem anderen Aspekt ist es möglich, die Anzeigequalität des Hauptbildes 36 beizubehalten und ein qualitativ hochwertiges Bild anzuzeigen, indem die Leuchtdichte oder dergleichen des Unterbildes 37 im Einklang mit dem Anzeigezustand des Hauptbildes 36 geändert wird.
Zu den Anzeigeparametern des Unterbildes 37 gehören die Leuchtdichte, die Auflösung und die Sättigung des Unterbildes 37. Es wird z. B. angenommen, dass das vordere Bild 35 das Hauptbild 36 und das hintere Bild 34 das Unterbild 37 ist, wie in 4 gezeigt. Beispielsweise wird die Leuchtdichte des Unterbildes 37, das hinter dem Hauptbild 36 angezeigt wird, relativ dunkler eingestellt. Dementsprechend kann das Hauptbild 36 hell dargestellt werden und der Hauptinhalt kann hervorgehoben werden.
Außerdem wird z. B. die Auflösung des Unterbildes 37 relativ niedrig eingestellt. Dementsprechend ist es möglich, das grobe Unterbild 37 hinter dem detaillierten Hauptbild 36 anzuzeigen. Dadurch ist es möglich, durch Unschärfe des Unterbildes 37 eine Perspektive zu geben, während das Hauptbild 36 klar dargestellt wird.
Außerdem wird z. B. die Sättigung des Unterbildes 37 relativ niedrig eingestellt. Dementsprechend ist es möglich, die Farbdarstellung des Hauptbildes 36 zu betonen, während die Sättigung des Unterbildes 37 reduziert wird. Dadurch ist es möglich, das Unterbild 37 unauffällig zu gestalten und gleichzeitig das Hauptbild 36 deutlich darzustellen.
Wie oben beschrieben, werden in dieser Ausführungsform zwei voneinander verschiedene Bilder (Hauptbild 36 und Unterbild 37) angezeigt, und die Anzeige des Unterbildes 37 wird so gesteuert, dass die Bildqualität des Hauptbildes 36 nicht beeinträchtigt wird. Dementsprechend ist es möglich, den Hauptinhalt mit einer Tiefenwirkung darzustellen, die hervorragend sichtbar ist.
Es sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Technologie nicht auf das oben genannte Beispiel beschränkt ist, und dass beispielsweise die Anzeigeparameter des Hauptbildes 36 und des Unterbildes 37 entsprechend angepasst werden können. Beispielsweise wird in einem Fall, in dem das Hauptbild 36 nicht hervorgehoben werden soll, die Leuchtdichte des Unterbildes 37 erhöht oder die Leuchtdichte des Hauptbildes 36 verringert. Darüber hinaus kann jeder Anzeigeparameter entsprechend gesteuert werden, um die gewünschte Anzeige zu ermöglichen.
Außerdem steuert die Anzeigesteuereinheit 25 in dieser Ausführungsform die Größe und die Anzeigegeschwindigkeit des Unteranzeigeobjekts 39, um die Bewegungsparallaxe in Bezug auf das Hauptanzeigeobjekt 38 zu erhalten. Dementsprechend ist es möglich, eine Bildanzeige zu realisieren, bei der die Tiefenwirkung und die stereoskopische Wahrnehmung hervorgehoben werden.
Beispielsweise wird angenommen, dass das Hauptanzeigeobjekt 38 auf dem vorderen Bildschirm 44 und das Unteranzeigeobjekt 39 wie der Hintergrund und der Schatten auf dem hinteren Bildschirm 43 angezeigt wird. In diesem Fall kann die Perspektive hervorgehoben und die Bewegungsparallaxe leicht erkannt werden, indem z. B. die Größe des Unteranzeigeobjekts 39 auf der Rückseite relativ zum Hauptanzeigeobjekt 38 auf der Vorderseite verringert wird.
Darüber hinaus ist es z. B. auch möglich, das Hauptanzeigeobjekt 38 und das Unteranzeigeobjekt 39 mit einem bewegten Bild, z. B. einer Animation, darzustellen. In diesem Fall kann die Perspektive hervorgehoben und die Bewegungsparallaxe leicht erkannt werden, indem die Bewegungsgeschwindigkeit des Unteranzeigeobjekts 39 auf der hinteren Fläche relativ zum Hauptanzeigeobjekt 38 auf der vorderen Fläche niedriger eingestellt wird.
Auf diese Weise werden die Größe und die Bewegungsgeschwindigkeit des Unteranzeigeobjekts 39 angepasst, um den Effekt der stereoskopischen Wahrnehmung aufgrund der durch den Tiefenunterschied verursachten Bewegungsparallaxe zu verbessern. Dementsprechend kann der Benutzer 2 die Bewegungsparallaxe in Bezug auf das Hauptanzeigeobjekt 38 leicht erkennen und kann die Tiefenwirkung, die stereoskopische Wahrnehmung und dergleichen der Bildanzeige verbessern.
Es sei darauf hingewiesen, dass im Gegensatz zu dem in 4 gezeigten Beispiel auch eine Bildanzeige möglich ist, bei der das vordere Bild 35 das Unterbild 37 und das hintere Bild 34 das Hauptbild 36 ist. In diesem Fall kann z. B. eine Person oder dergleichen hinter dem auf der vorderen Fläche dargestellten Hintergrund angezeigt werden. Die stereoskopische Wahrnehmung und die Tiefenwirkung können dadurch ausgedrückt werden, dass das Hauptanzeigeobjekt 38, z. B. die Person, mit einem Blocker (Hintergrund oder dergleichen) auf diese Weise blockiert wird. Beispielsweise kann eine solche Bildanzeige durchgeführt werden.
5 ist ein schematisches Diagramm, das einen Fall zeigt, in dem die Beobachtungsposition des Benutzers 2 in 4 verschoben wird. In 5A und 5B ist jeweils ein Querschnitt, der durch Schneiden der Bildschirmeinheit 13 in Richtung der XY-Ebene erhalten wird, schematisch dargestellt. Darüber hinaus ist in 5A und 5B eine Begrenzungsebene 26, die eine Grenze zwischen der Vorderseite und der Rückseite der Bildschirmeinheit 13 vom Benutzer 2 aus gesehen darstellt, schematisch als schwarz gestrichelte Linie dargestellt.
In dieser Ausführungsform steuert die Anzeigesteuereinheit 25 die Anzeige des vorderen Bildes 35 und des hinteren Bildes 34 in Abhängigkeit von der Beobachtungsposition P des Beobachters 2. Insbesondere werden die Anzeigepositionen (Projektionspositionen) des vorderen Bildes 35 und des hinteren Bildes 34 im Einklang mit der Beobachtungsposition P des Beobachters 2 gesteuert. Die Anzeigeposition jedes Bildes kann gesteuert werden, indem z. B. die Positionen des vorderen Bildes 35 und des hinteren Bildes 34 in den Bilddaten, die an den Emitter 11 ausgegeben werden, entsprechend geändert werden.
Die Anzeigeposition des hinteren Bildes 34 wird so gesteuert, dass es auf eine Position auf dem hinteren Bildschirm 43 projiziert wird, die von der Beobachtungsposition P aus gesehen wird. Darüber hinaus wird die Anzeigeposition des Vorderseite Bildes 35 so gesteuert, dass es auf eine Position auf dem vorderen Bildschirm 44 projiziert wird, die von der Beobachtungsposition P aus gesehen wird. Es sei darauf hingewiesen, dass die relative Lagebeziehung zwischen dem hinteren Bild 34 und dem vorderen Bild 35 beibehalten wird.
Das heißt, die Anzeigesteuereinheit 25 steuert die Anzeigepositionen des hinteren Bildes 34 und des vorderen Bildes 35 so, dass sich die relative Lagebeziehung zwischen dem hinteren Bild 34 und dem vorderen Bild 35 in Verbindung mit der Beobachtungsposition P nicht ändert. Als Ergebnis kann der Benutzer 2 ein Bild betrachten, das dem Bild vor der Bewegung ähnlich ist, auch wenn sich der Benutzer 2 bewegt.
In 5A blickt der Benutzer 2 beispielsweise aus der X-Richtung auf die Bildschirmeinheit 13. Der Azimut einer Beobachtungsposition P1 ist z. B. der gleiche Azimut wie die in 1B gezeigte Beobachtungsposition P des Benutzers 2. In diesem Fall ist die Begrenzungsebene 26 zwischen der Vorderseite und der Rückseite der Bildschirmeinheit 13 eine YZ-Ebene, die die Bezugsachse 1 einschließt. Außerdem ist der halbzylindrische hintere Bildschirm 43 an der Rückseite (linke Seite in der Figur) der Begrenzungsebene 26 und der halbzylindrische vordere Bildschirm 44 an der Vorderseite (rechte Seite in der Figur) ausgebildet. In 5A ist der hintere Bildschirm 43 schematisch als hellgrauer Bereich und der vordere Bildschirm 44 schematisch als dunkelgrauer Bereich dargestellt.
Die Anzeigesteuereinheit 25 erzeugt die Bilddaten so, dass das hintere Bild 34 und das vordere Bild 35 auf dem hinteren Bildschirm 43 bzw. dem vorderen Bildschirm 44 angezeigt werden, die von der Beobachtungsposition P1 aus sichtbar sind. In 5A sind das hintere Bild 34, das auf dem hinteren Bildschirm 43 angezeigt wird, und das vordere Bild 35, das auf dem vorderen Bildschirm 44 angezeigt wird, schematisch als die weißen gestrichelten Linien dargestellt.
In 5B betrachtet der Beobachter 2 die Bildschirmeinheit 13 von einer Beobachtungsposition P2 aus, die gegenüber dem in 5A gezeigten Zustand in Umfangsrichtung um die Bezugsachse 1 gedreht ist. Die Begrenzungsebene 26 nach der Bewegung ist z. B. eine Ebene, die man erhält, indem man die Begrenzungsebene 26 vor der Bewegung um einen Winkel dreht, der dem Betrag der Änderung (Drehbetrag) des Azimuts der Beobachterposition P um die Bezugsachse 1 entspricht. Der hintere Bildschirm 43 ist an der Rückseite und der vordere Bildschirm 44 an der Vorderseite ausgebildet, wobei die Begrenzungsebene 26 dazwischen liegt.
Die Anzeigesteuereinheit 25 erzeugt die Bilddaten so, dass das hintere Bild 34 und das vordere Bild 35 auf dem hinteren Bildschirm 43 bzw. dem vorderen Bildschirm 44 angezeigt werden, die von einer Beobachtungsposition P2 aus sichtbar sind. Dementsprechend kann der Benutzer 2 visuell ein Bild erkennen, das dem Bild ähnelt, das der Benutzer 2 an der Beobachtungsposition P1 betrachtet hat.
Auf diese Weise wird die Beobachterposition P durch die Funktion zur Erkennung der Position des Benutzers 2 erkannt und die Position des angezeigten Bildes entsprechend geändert. Dementsprechend ist es möglich, ein Bild mit Tiefenwirkung über den gesamten Umfang der Bildanzeigevorrichtung 100 anzuzeigen. Dadurch ist es möglich, den Winkelbereich (Betrachtungswinkel) stark zu erweitern, so dass die Bildanzeigevorrichtung 100 ein Bild korrekt anzeigen kann. Dadurch ist es möglich, ein Bild mit Tiefenwirkung in einem ausreichend großen Betrachtungswinkel darzustellen.
6 ist ein schematisches Diagramm, das ein weiteres Anzeigebeispiel der Bildanzeigevorrichtung 100 zeigt. In 6 ist ein Beispiel für eine tiefenfusionierte 3D-Darstellung (DFD) zur Realisierung des stereoskopischen Sehens unter Verwendung planarer Bilder schematisch dargestellt. Die DFD ist ein Verfahren zur Realisierung des stereoskopischen Sehens durch Präsentation einer Tiefe.
In der DFD-Anzeige werden zwei transparente, planare Bilder (2D-Bilder oder dergleichen) im Sichtfeld des Benutzers 2 in einer Vorwärts-RückwärtsRichtung übereinander gelegt. Insbesondere werden auf den beiden Flächen des hinteren Bildschirms 43 und des vorderen Bildschirms 44 zweidimensionale Bilder des Hauptanzeigeobjekts 38 angezeigt, die in einer Sichtrichtung des Benutzers 2 projiziert werden. In dem in 6 gezeigten Beispiel wird eine Teekanne als Hauptanzeigeobjekt 38 dargestellt, das ein stereoskopisches Sichtobjekt ist.
In dieser Ausführungsform erzeugt die Anzeigesteuereinheit 25 das projizierte Bild des Hauptanzeigeobjekts 38 auf den hinteren Bildschirm von der Beobachtungsposition P als hinteres Bild 34. Außerdem wird ein von der Beobachtungsposition P auf den Bildschirm projiziertes Bild des Hauptanzeigeobjekts 38 als vorderes Bild 35 erzeugt. Die Anzeigesteuereinheit 25 erzeugt das vordere Bild 35 und das hintere Bild 34 im Einklang mit der Beobachtungsposition P auf der Basis von Informationen über die Teekanne, die z. B. als Anzeigedaten 23 gespeichert sind.
Wie oben beschrieben, sind bei der DFD-Anzeige sowohl das vordere Bild 35 als auch das hintere Bild 34 Bilder zur Darstellung des Hauptanzeigeobjekts. Es sei darauf hingewiesen, dass in 6 das vordere Bild 35 und das hintere Bild 34 schematisch als gestrichelte Rahmen dargestellt sind. In der Praxis wird ein auf jeden Bildschirm projiziertes Bild der Teekanne (Hauptanzeigeobjekt 38) angezeigt.
Die Leuchtdichte des vorderen Bildes 35 und des hinteren Bildes 34 wird jeweils entsprechend der Tiefeninformation des Hauptanzeigeobjekts 38 eingestellt. Dementsprechend kann der Benutzer 2 beim Betrachten des vorderen Bildes 35, das auf der vorderen Fläche angezeigt wird, und des hinteren Bildes 34, das auf der hinteren Fläche angezeigt wird, die Bilder als ein in Tiefenrichtung verschmolzenes Bild erkennen (illusionieren) und nicht als zwei Bilder. Das heißt, das angezeigte Bild wird als stereoskopisches Sehen wahrgenommen. Dementsprechend ist es möglich, ein dreidimensionales stereoskopisches Bild des Hauptanzeigeobjekts 38 wiederzugeben.
7 ist ein schematisches Diagramm zur Beschreibung der DFD-Anzeige. 7 zeigt einen Querschnitt der Bildschirmeinheit 13, der entlang der Richtung der XY-Ebene geschnitten ist, und ein Querschnitt eines stereoskopischen Bildes 45 des Hauptanzeigeobjekts 38 (Teekanne) ist schematisch als der gestrichelte Kreis in der Mitte der Bildschirmeinheit 13 dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass eine vordere Fläche des stereoskopischen Bildes 45 tatsächlich visualisiert wird.
In dieser Ausführungsform erfasst die Anzeigesteuereinheit 25 die Tiefeninformationen des Hauptanzeigeobjekts 38 und steuert die Leuchtdichte des hinteren Bildes 34 und des vorderen Bildes 35 auf der Basis der Tiefeninformationen. Bei den Tiefeninformationen handelt es sich z. B. um Daten, die die dreidimensionale Form der Oberfläche des Hauptanzeigeobjekts 38 darstellen, und die z. B. als Anzeigedaten aufgezeichnet werden. Als Tiefeninformationen werden z. B. Punktwolkendaten, die durch Vermessung des eigentlichen Objekts gewonnen wurden, dreidimensionale Computergrafikdaten (CG) oder dergleichen verwendet.
Beispielsweise wird die Leuchtdichte der vorderen Fläche (vorderes Bild 35) und der hinteren Fläche (hinteres Bild 34) so gesteuert, dass die Leuchtdichte des vom Benutzer 2 aus gesehenen stereoskopischen Bildes entsprechend der Tiefeninformation des Hauptanzeigeobjekts 38 konstant ist. Zum Beispiel wird an einem Punkt, an dem die Oberfläche des stereoskopischen Bildes 45 nahe an der vorderen Oberfläche (vorderer Bildschirm 44) liegt, die Leuchtdichte des vorderen Bildes 35 höher und die Leuchtdichte des hinteren Bildes 34 niedriger eingestellt. Darüber hinaus wird an einem Punkt, an dem die Oberfläche des stereoskopischen Bildes 45 nahe an der Rückfläche (hinterer Bildschirm 43) liegt, die Leuchtdichte des vorderen Bildes 35 niedriger, und die Leuchtdichte des hinteren Bildes 34 höher eingestellt.
In Experimenten mit dem von der DFD-Anzeige angezeigten stereoskopischen Bild 45 haben die Erfinder der vorliegenden Technologie festgestellt, dass eine Beziehung zwischen der Tiefeninformation des Hauptanzeigeobjekts 38 und dem Verhältnis der Leuchtdichte zwischen dem vorderen Bild 35 und dem hinteren Bild 34 eine im Wesentlichen lineare Beziehung ist. Das heißt, in einem Fall, in dem die Leuchtdichte des vorderen Bildes 35 und des hinteren Bildes 34, die auf der Vorderfläche und der Rückfläche angezeigt werden sollen, gleich eingestellt ist, wird erkannt, dass das stereoskopische Bild 45 des Hauptanzeigeobjekts 38 im Wesentlichen in der Mitte zwischen dem vorderen Bildschirm 44 und dem hinteren Bildschirm 43 vorhanden ist.
In 7 sind die Punkte 46a bis 46c auf dem hinteren Bild 34 und die Punkte 46a' bis 46b' auf dem vorderen Bild 35 dargestellt. Die Punkte 46a und 46a' sind beide Punkte, die den Rand des Hauptanzeigeobjekts 38 auf der rechten Seite (obere Seite in der Figur), vom Benutzer 2 aus gesehen, darstellen. Außerdem sind die beiden Punkte 46b und 46b' Punkte, die die Oberfläche des Hauptanzeigeobjekts 38 darstellen, das in der Mitte, vom Benutzer 2 aus gesehen, angezeigt wird. Außerdem sind die Punkte 46c und 46c' beides Punkte, die den Rand des Hauptanzeigeobjekts 38 auf der linken Seite (untere Seite in der Figur), vom Benutzer 2 aus gesehen, darstellen.
Zum Beispiel werden der linke und der rechte Rand des Hauptanzeigeobjekts 38 im Wesentlichen in der Mitte (z. B. in der Begrenzungsebene 26) zwischen dem vorderen Bildschirm 44 und dem hinteren Bildschirm 43 angezeigt. Daher wird für den Punkt 46a des hinteren Bildes 34 und den Punkt 46a' des vorderen Bildes 35 die gleiche Leuchtdichte eingestellt. In diesem Fall ist das Verhältnis der Leuchtdichte der Punkte 46a und 46a' 50 % : 50 %. Ebenso wird das Verhältnis der Leuchtdichte der Punkte 46c und 46c' auf 50 % : 50 % gesetzt.
Darüber hinaus ist z. B. der mittlere Teil des Hauptanzeigeobjekts 38 eine zur Vorderseite hin vorspringende Fläche. In diesem Fall wird je nach Verhältnis (Abstand) zur Vorderseite die Leuchtdichte des Punktes 46b des hinteren Bildes 34 niedriger und die Leuchtdichte des Punktes 46b' des vorderen Bildes 35 höher eingestellt. Zum Beispiel wird das Verhältnis der Leuchtdichte der Punkte 46b und 46b' auf 40 % : 60 % eingestellt. Selbstverständlich wird das Leuchtdichteverhältnis in Abhängigkeit von der Position der Oberfläche des Hauptanzeigeobjekts 38 entsprechend eingestellt.
Es sei darauf hingewiesen, dass, wie später beschrieben wird, in der Anzeigesteuereinheit 25 die Leuchtdichte des vorderen Bildes 35 und des hinteren Bildes 34 entsprechend den Eigenschaften und dergleichen der Bildschirmeinheit 13 und des Reflexionsspiegels 12 korrigiert wird. Daher handelt es sich bei den tatsächlich erzeugten Bilddaten um Daten, die das vordere Bild 35 und das hintere Bild 34 enthalten, wobei die Leuchtdichte entsprechend den Eigenschaften der einzelnen Einheiten korrigiert wurde.
8 zeigt ein Bild mit einem Beispiel für die Bilddaten der DFD-Anzeige. Die Bilddaten 47 sind z. B. Daten, die an den Emitter 11 ausgegeben werden, und das Bildlicht 5 wird auf der Basis der Bilddaten 47 erzeugt. Das Bild auf der linken Seite von 8 ist das hintere Bild 34, das auf den hinteren Bildschirm 43 projiziert wird, und das Bild auf der rechten Seite ist das vordere Bild 35, das auf den vorderen Bildschirm 44 projiziert wird. Es sei darauf hingewiesen, dass der schwarze Bereich ein Bereich ist, von dem das Bildlicht 5 kaum abgestrahlt wird.
Die Leuchtdichte des hinteren Bildes 34 wird entsprechend dem Reflexionsgrad der Oberflächenreflexion auf dem hinteren Bildschirm 43 (zweite Fläche 32 des transparenten Basismaterials 30) korrigiert. Das heißt, das Bildlicht 5, das durch den hinteren Bildschirm 43 passiert und auf die Rückseite der Bildschirmeinheit 13 emittiert wird, ist vorhanden, und somit wird die Leuchtdichte, die im Hinblick auf ihre Menge korrigiert wurde, eingestellt. Außerdem wird das hintere Bild 34 auf dem hinteren Bildschirm 43 angezeigt, der die konkave Fläche aus Sicht des Benutzers 2 darstellt, und somit wird die Formkorrektur entsprechend der zylindrischen Form der konkaven Fläche durchgeführt.
Das vordere Bild 35 ist ein Bild, das auf die Fläche (vorderer Bildschirm 44) projiziert wird, die sich näher am Benutzer 2 befindet als das hintere Bild 34, und es ist ein kleineres Bild als das hintere Bild 34. Außerdem wird das vordere Bild 35 auf dem vorderen Bildschirm 44 angezeigt, der die konvexe Fläche aus Sicht des Benutzers 2 darstellt, und somit wird die Korrekturverarbeitung entsprechend der zylindrischen Form der konvexen Fläche durchgeführt.
Somit werden die Leuchtdichte, die Form und dergleichen des vorderen Bildes 35 und des hinteren Bildes 34 entsprechend den Eigenschaften der Bildschirmeinheit 13 und dergleichen korrigiert. Es sei darauf hingewiesen, dass die Leuchtdichte des vorderen Bildes 35 und des hinteren Bildes 34 vor der Korrektur mit dem Verfahren und dergleichen eingestellt wird, das mit Bezug auf 7 beschrieben wurde. Dementsprechend ist es möglich, eine hochpräzise stereoskopische Sicht entsprechend den Eigenschaften der Bildanzeigevorrichtung 100 zu realisieren.
9 ist ein schematisches Diagramm, das einen Fall zeigt, in dem sich die Blickpunktposition des Benutzers in der DFD-Anzeige bewegt. In 9A und 9B ist jeweils ein stereoskopisches Bild des Hauptanzeigeobjekts 38 (Teekanne), das innerhalb der Bildschirmeinheit 13 angezeigt wird, schematisch dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass in 9A der Benutzer 2 die Bildschirmeinheit 13 in X-Richtung betrachtet. Außerdem wird in 9B die Beobachtungsposition P des Beobachters 2 gegenüber dem in 9A gezeigten Zustand in Umfangsrichtung gedreht.
In einem Fall, in dem die DFD-Anzeige durchgeführt wird, steuert die Anzeigesteuereinheit 25 die Anzeige des vorderen Bildes 35 und des hinteren Bildes 34 in Abhängigkeit von der Beobachtungsposition
P des Benutzers 2. Es wird z. B. angenommen, dass die Beobachtungsposition P des Beobachters 2 in Umfangsrichtung gedreht ist, wie in 9B gezeigt. In diesem Fall werden z. B. das vordere Bild 35 und das hintere Bild 34 erzeugt, die durch Projektion des Hauptanzeigeobjekts 38 auf den vorderen Bildschirm 44 bzw. den hinteren Bildschirm 43 von der Beobachtungsposition P aus nach erneuter Bewegung entstehen.
Diese Projektionsverarbeitung wird so durchgeführt, dass sich das stereoskopische Bild 45 des Hauptanzeigeobjekts 38 in einem Zustand befindet, in dem es auf das Koordinatensystem der Bildanzeigevorrichtung 100 fixiert ist. Das heißt, die Projektionsverarbeitung nach der Bewegung ist zum Beispiel die Verarbeitung der Projektion des Hauptanzeigeobjekts 38, das an der Innenseite der Bildschirmeinheit 13 befestigt ist, von der Beobachtungsposition P nach der Bewegung. Als Ergebnis ist das stereoskopische Bild 45 nach der Bewegung ein Bild, das das Hauptanzeigeobjekt 38 in einer anderen Richtung als vor der Bewegung anzeigt.
Dementsprechend kann der Beobachter 2 das stereoskopische Bild des Hauptanzeigeobjekts 38, das an der Innenseite der Bildschirmeinheit 13 befestigt ist, im vollen Azimut von 360 Grad betrachten, indem er z. B. einmal um die Bildschirmeinheit 13 herumgeht. Es sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Technologie nicht auf den Fall beschränkt ist, dass die Projektionsverarbeitung durchgeführt wird, während das stereoskopische Bild 45 des Hauptanzeigeobjekts 38 fixiert ist. Beispielsweise ist es auch möglich, das gleiche stereoskopische Bild 45 unabhängig vom Azimut zu sehen, indem die Anzeigepositionen des vorderen Bildes 35 und des hinteren Bildes 34 in Verbindung mit dem Azimut der Beobachtungsposition P des Beobachters 2 verändert werden (siehe 5).
Außerdem wird in einem Fall, in dem sich die Beobachtungsposition P des Benutzers 2 beispielsweise von der Bildschirmeinheit 13 entfernt, die Größe des vorderen Bildes 35 und des hinteren Bildes 34 entsprechend dem Abstand zwischen der Beobachtungsposition P und der Bildschirmeinheit 13 (Bezugsachse 1 und dergleichen) angepasst. Insbesondere wird die Größe des vorderen Bildes 35 (hinteren Bildes 34) so gesteuert, dass das vordere Bild 35 (hintere Bild 34) ein projiziertes Bild ist, bei dem das Hauptanzeigeobjekt 38 von der Beobachterposition P nach der Bewegung auf den vorderen Bildschirm 44 (hinteren Bildschirm 43) projiziert wird. Dadurch kann das stereoskopische Bild 45 unabhängig von der Beobachterposition P mit hoher Genauigkeit dargestellt werden.
Auf diese Weise wird ein dreidimensionales stereoskopisches Bild deutlicher erkannt, indem ein Mechanismus hinzugefügt wird, der die Beobachtungsposition P des Beobachters 2 erkennt. Da bei der DFD-Anzeige die zweidimensionalen Bilder des Hauptanzeigeobjekts 38, die in Sichtrichtung des Benutzers 2 projiziert werden, auf dem vorderen Bildschirm 44 und dem hinteren Bildschirm 43 angezeigt werden, kann der Bereich, in dem das stereoskopische Bild 45 visuell richtig erkannt werden kann, eingeschränkt sein.
In dieser Ausführungsform kann der Ausdruck erreicht werden, als ob das Hauptanzeigeobjekt 38 im Zylinder vorhanden wäre, indem die Position auf der gekrümmten Oberfläche zur Anzeige des projizierten Bildes (vorderes Bild 35 und hinteres Bild 34) und des projizierten Bildes entsprechend der Bewegung geändert wird, wenn sich der Benutzer 2 bewegt. Dementsprechend wird z. B. eine stereoskopische Sicht realisiert, die es ermöglicht, das Hauptanzeigeobjekt 38 im vollen Azimut zu beobachten, und es kann ein hervorragender visueller Effekt gezeigt werden.
Wie oben beschrieben, ist bei der Bildanzeigevorrichtung 100 gemäß dieser Ausführungsform der gekrümmte hintere Bildschirm 43 entlang der Bezugsachse 1 angeordnet. Der gebogene vordere Bildschirm 44 mit Transparenz ist vor dem hinteren Bildschirm 43 mit dem dazwischen liegenden Spalt angeordnet. Außerdem wird das Bildlicht 5 zur Darstellung des hinteren Bildes 34 und des darauf überlagerten vorderen Bildes 35 aus dem Bereich auf der Bezugsachse 1 emittiert, und das hintere Bild 34 und das vordere Bild 35 werden auf den hinteren Bildschirm 43 bzw. den vorderen Bildschirm 44 projiziert. Dementsprechend werden die Bilder auf den beiden gekrümmten Flächen überlagert angezeigt, und es kann ein Bild mit Tiefenwirkung in einem größeren Betrachtungswinkel angezeigt werden.
Als Verfahren zur Darstellung eines Bildes mit Tiefenwirkung ist ein Verfahren mit planaren transparenten Bildschirmen denkbar. Beispielsweise kann ein Bild mit Tiefenwirkung angezeigt werden, indem mehrere transparente Bildschirme parallel angeordnet werden und Bilder auf den jeweiligen Bildschirmen angezeigt werden. Andererseits kann es bei diesem Verfahren aufgrund der planaren Bildschirme schwierig sein, z. B. die stereoskopische Ansicht des DFD und dergleichen in einem weiten Azimut zu betrachten. Außerdem ist es nicht möglich, den Streuwinkel zu vergrößern, um den Bildschirm transparent zu machen, und somit können die Betrachtungspositionen eingeschränkt sein.
In dieser Ausführungsform werden der zylindrische hintere Bildschirm 43 und der zylindrische vordere Bildschirm 44 verwendet. Dementsprechend ist es möglich, durch Überlagerung des vorderen Bildes 35 mit dem hinteren Bild 34 ein stereoskopisches Bild mit Tiefenwirkung anzuzeigen. Da jeder Bildschirm entlang der zylindrischen Oberfläche angeordnet ist, ist es außerdem möglich, ein Bild mit Tiefenwirkung in einem größeren Winkelbereich darzustellen und einen größeren Betrachtungswinkel zu realisieren.
Außerdem wird in dieser Ausführungsform die Beobachtungsposition P des Beobachters 2 erkannt und die Anzeige des hinteren Bildes 34 und des vorderen Bildes 35 in Abhängigkeit von der Beobachtungsposition P gesteuert. Dadurch ist es z. B. möglich, ein Bild mit Tiefenwirkung und stereoskopischer Wahrnehmung über den gesamten Umfang der zylindrischen Bildschirmeinheit 13 darzustellen und den Betrachtungswinkel ausreichend zu erweitern.
So kann z. B. auch in einem Fall, in dem die stereoskopische Darstellung entsprechend der Beobachtungsposition P des DFD-Displays und dergleichen erfolgt, das stereoskopische Bild unabhängig von der Beobachtungsposition P des Beobachters 2 über den gesamten Umfang korrekt dargestellt werden. Hervorragende visuelle Effekte wie Realitätssinn und Schwebegefühl, die mit einem zweidimensionalen Bild nicht erreicht werden können, können durch eine dreidimensionale Darstellung auf diese Weise gezeigt werden.
Außerdem sind in dieser Ausführungsform die optischen Systeme wie der Emitter 11 und der Reflexionsspiegel 12 entlang der Bezugsachse 1 innerhalb der zylindrischen Bildschirmeinheit 13 angeordnet. Dementsprechend ist es möglich, eine Miniaturisierung der Vorrichtung zu realisieren. Es ist auch möglich, die Konfiguration der Vorrichtung zu vereinfachen. Im Vergleich zu einer Konfiguration, in der ein Bild auf eine Vielzahl von Bildschirmen durch die Verwendung einer Vielzahl von Projektoren oder dergleichen projiziert wird, wird die Einstellung der optischen Systeme stark vereinfacht, und Wartung und dergleichen können einfach durchgeführt werden.
<Zweite Ausführungsform>
Eine Bildanzeigevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Technologie wird beschrieben. Im Folgenden werden Beschreibungen, die den in der oben genannten Ausführungsform beschriebenen Konfigurationen und Aktionen der Bildanzeigevorrichtung 100 ähneln, weggelassen oder vereinfacht.
10 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel der Bildanzeigevorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt. 10A ist eine schematische Querschnittsansicht einer Bildanzeigevorrichtung 200. Die Bildanzeigevorrichtung 200 enthält eine Bildschirmeinheit 213, die ein transparenter zylindrischer Bildschirm ist. Die Bildschirmeinheit 213 umfasst ein rohrförmiges transparentes Basismaterial 230 mit einer kreiszylindrischen Oberfläche und einen transparenten Bildschirm 240, der auf der Außenfläche des transparenten Basismaterials 230 angeordnet ist.
Das transparente Basismaterial 230 hat eine erste Fläche 231, die eine innere Umfangsfläche ist, und eine zweite Fläche 232, die eine äußere Umfangsfläche ist. Der transparente Bildschirm 240 hat eine dritte Fläche 241, die eine innere Umfangsfläche ist, und eine vierte Fläche 242, die eine äußere Umfangsfläche ist. Außerdem ist der transparente Bildschirm 240 außerhalb des transparenten Basismaterials 230 angeordnet, so dass die dritte Fläche 241 in Kontakt mit der zweiten Fläche 232 des transparenten Basismaterials 230 gehalten wird.
Ein Bildschirm, der ein reflektierendes Hologramm ( reflektierendes HOE) verwendet, wird als transparenter Bildschirm 240 konfiguriert. Das reflektierende HOE hat die Funktion, das unter einem vorgegebenen Einfallswinkel 9 einfallende Licht zu reflektieren und zu streuen. Daher wird Bildlicht 5, das in die dritte Fläche 241 des transparenten Bildschirms 240 eintritt, durch Interferenzstreifen im transparenten Bildschirm 240 gebeugt und von der dritten Fläche 241 als diffuses Licht 6 emittiert.
10B zeigt ein Beispiel für den Strahlengang des Bildlichts 5, das in die Rückseite (in der Figur links) der Bildschirmeinheit 213 eintritt, vom Benutzer 2 aus gesehen, und ist eine vergrößerte Ansicht eines gestrichelten Bereichs 233a, der in 10A gezeigt ist. Das zur Rückseite der Bildschirmeinheit 213 emittierte Bildlicht 5 tritt in die erste Fläche 231 im Inneren des transparenten Basismaterials 230 ein, passiert die äußere zweite Fläche 232 und tritt in die dritte Fläche 241 des transparenten Bildschirms 240 ein.
Das in die dritte Fläche 241 eintretende Bildlicht 5 erfährt auf dem Weg zur vierten Fläche 242 eine Beugung durch Interferenzstreifen. Dann wird das Bildlicht 5 als diffuses Licht 6 von der dritten Fläche 241 emittiert. Ein Teil des diffusen Lichts 6 durchdringt das transparente Basismaterial 230 und wandert in Richtung des Benutzers 2. Dadurch wird auf der vierten Fläche 242 z. B. ein hinterer Bildschirm 243 gebildet, der ein Bild in Richtung des Benutzers 2 anzeigt.
10C zeigt ein Beispiel für den Strahlengang des Bildlichts 5, das in die Vorderseite (in der Figur rechts) der Bildschirmeinheit 213 eintritt, vom Benutzer 2 aus gesehen, und ist eine vergrößerte Ansicht eines gestrichelten Bereichs 233a, der in 10A gezeigt ist. Das zur Vorderseite der Bildschirmeinheit 213 emittierte Bildlicht 5 tritt in die erste Fläche 231 im Inneren des transparenten Basismaterials 240 ein, passiert die äußere zweite Fläche 232 und tritt in die dritte Fläche 241 des transparenten Bildschirms 240 ein.
Das in die dritte Fläche 241 eintretende Bildlicht 5 wird von der dritten Fläche 241 als diffuses Licht 6 zur Rückseite emittiert. Ein Teil des diffusen Lichts 6 zur Rückseite wird von der ersten Fläche 231, die eine Grenzfläche zwischen dem transparenten Basismaterial 230 und der Luftschicht darstellt, reflektiert und zur Vorderseite emittiert. Das heißt, die erste Fläche 231 ist eine Reflexionsfläche, die das diffuse Licht 6 reflektiert.
Das von der ersten Fläche 231 reflektierte diffuse Licht 6 durchdringt das transparente Basismaterial 230 und den transparenten Bildschirm 240 und wandert in Richtung des Benutzers. Somit wird in dieser Ausführungsform das Bildlicht 5 (diffuses Licht 6) zur Außenseite der Bildschirmeinheit 213 reflektiert, indem die Oberflächenreflexion genutzt wird, die aufgrund des Unterschieds im Brechungsindex zwischen dem transparenten Basismaterial 230, das eine Innenfläche der Bildschirmeinheit 213 darstellt, und der Luftschicht auftritt. Dadurch wird auf der ersten Fläche 231 ein vorderer Bildschirm 244 gebildet, der ein Bild in Richtung des Benutzers 2 anzeigt.
Somit ist in dieser Ausführungsform der transparente Bildschirm 240 ein reflektierender Bildschirm, der auf der Außenfläche des transparenten Basismaterials 230 angeordnet ist. In diesem Fall ist der hintere Bildschirm 243 auf dem reflektierenden Bildschirm (transparenter Bildschirm 240) und der vordere Bildschirm 244 auf einer Innenfläche (erste Fläche 231) des transparenten Basismaterials 230 ausgebildet. Das heißt, der hintere Bildschirm 243 ist ein reflektierender transparenter Bildschirm, der sich relativ außen in der Bildschirmeinheit 213 befindet, und der vordere Bildschirm 244 ist eine Reflexionsfläche, die sich relativ innen befindet.
Auch in einem Fall, in dem der reflektierende transparente Bildschirm 240 auf der Außenfläche des transparenten Basismaterials 230 angeordnet ist, sind jeweils ein halbzylindrischer hinterer Bildschirm 243 und ein vorderer Bildschirm 244 konfiguriert. Dementsprechend kann ein Bild mit einer Tiefenwirkung bei einem größeren Betrachtungswinkel angezeigt werden.
<Dritte Ausführungsform>
11 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Bildanzeigevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt. 11A ist eine schematische Querschnittsansicht einer Bildanzeigevorrichtung 300. Die Bildanzeigevorrichtung 300 weist eine Bildschirmeinheit 313 auf, die ein transparenter zylindrischer Bildschirm ist. Die Bildschirmeinheit 313 umfasst ein rohrförmiges transparentes Basismaterial 330 mit einer kreiszylindrischen Oberfläche und einen transparenten Bildschirm 340, der auf einer Außenfläche des transparenten Basismaterials 330 angeordnet ist. In dieser Ausführungsform ist der transparente Bildschirm 340 ein durchlässiger Bildschirm.
11B zeigt ein Beispiel für den Strahlengang des Bildlichts 5, das in die Rückseite (in der Figur links) der Bildschirmeinheit 313 eintritt, vom Benutzer 2 aus gesehen, und ist eine vergrößerte Ansicht eines gestrichelten Bereichs 333a, der in 11A gezeigt ist. Das zur Rückseite der Bildschirmeinheit 313 emittierte Bildlicht 5 tritt in eine erste Fläche 331 im Inneren des transparenten Basismaterials 330 ein, passiert die äußere zweite Fläche 332 und tritt in die dritte Fläche 341 innerhalb des transparenten Bildschirms 340 ein.
Das in die dritte Fläche 341 eintretende Bildlicht 5 wird durch Interferenzstreifen zum diffusen Licht 6 gebeugt und wandert zu einer vierten Fläche 342 außerhalb des transparenten Bildschirms 340. Ein Teil des diffusen Lichts 6 wird an der vierten Fläche 342, die eine Grenzfläche zwischen dem transparenten Bildschirm 340 und der Luftschicht darstellt, reflektiert und zur Vorderseite hin emittiert. Das heißt, die vierte Fläche 342 ist eine Reflexionsfläche, die das diffuse Licht 6 reflektiert. Das reflektierte diffuse Licht 6 durchdringt das transparente Basismaterial 330 und wandert in Richtung des Benutzers 2. Dadurch wird auf der vierten Fläche 342 ein hinterer Bildschirm 343 gebildet, der ein Bild in Richtung des Benutzers 2 anzeigt.
10C zeigt ein Beispiel für den Strahlengang des Bildlichts 5, das in die Vorderseite (in der Figur rechts) der Bildschirmeinheit 313 eintritt, vom Benutzer 2 aus gesehen, und ist eine vergrößerte Ansicht eines gestrichelten Bereichs 333b, der in 10A gezeigt ist. Das zur Vorderseite der Bildschirmeinheit 313 emittierte Bildlicht 5 tritt in die erste Fläche 331 im Inneren des transparenten Basismaterials 330 ein, passiert die äußere zweite Fläche 332 und tritt in die dritte Fläche 341 des transparenten Bildschirms 340 ein.
Das in die dritte Fläche 341 eintretende Bildlicht 5 wird von der vierten Fläche 342 als diffuses Licht 6 zur Vorderseite emittiert. Dadurch wird auf der dritten Fläche 341 z. B. ein vorderer Bildschirm 344 gebildet, der ein Bild in Richtung des Benutzers 2 anzeigt. Es sei darauf hingewiesen, dass ein Teil des diffusen Lichts 6 zur Vorderseite hin von der vierten Fläche 342, die eine Schnittstelle zwischen dem transparenten Bildschirm 340 und der Luftschicht darstellt, reflektiert und zur Rückseite hin emittiert wird.
Somit ist in dieser Ausführungsform der transparente Bildschirm 340 ein durchlässiger Bildschirm, der auf der Außenfläche des transparenten Basismaterials 330 angeordnet ist. In diesem Fall wird der hintere Bildschirm 343 auf der äußeren Fläche (vierte Fläche 342) des transparenten Bildschirms 340 und der vordere Bildschirm 344 auf dem durchlässigen Bildschirm (transparenter Bildschirm 340) gebildet.
Auch in einem Fall, in dem der durchlässige transparente Bildschirm 340 auf der Außenfläche des transparenten Basismaterials 330 angeordnet ist, sind jeweils ein halbzylindrischer hinterer Bildschirm 343 und ein vorderer Bildschirm 344 konfiguriert. Dementsprechend kann ein Bild mit einer Tiefenwirkung bei einem größeren Betrachtungswinkel angezeigt werden.
<Vierte Ausführungsform>
12 ist ein schematisches Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel der Bildanzeigevorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt. 12A ist eine schematische Querschnittsansicht einer Bildanzeigevorrichtung 400. Die Bildanzeigevorrichtung 400 enthält eine Bildschirmeinheit 413, die ein transparenter zylindrischer Bildschirm ist. Die Bildschirmeinheit 413 weist ein rohrförmiges transparentes Basismaterial 430 mit einer kreiszylindrischen Oberfläche und einen transparenten Bildschirm 440 auf, der auf der Innenfläche des transparenten Basismaterials 430 angeordnet ist. In dieser Ausführungsform ist der transparente Bildschirm 440 ein reflektierender Bildschirm.
12B zeigt ein Beispiel für den Strahlengang des Bildlichts 5, das in die Rückseite (linke Seite in der Figur) der Bildschirmeinheit 413 eintritt, vom Benutzer 2 aus gesehen, und ist eine vergrößerte Ansicht eines gestrichelten Bereichs 433a, der in 12A gezeigt ist. Das zur Rückseite der Bildschirmeinheit 413 emittierte Bildlicht 5 tritt in eine dritte Fläche 441 innerhalb des transparenten Bildschirms 440 ein. Das in die dritte Fläche 441 eintretende Bildlicht 5 erfährt auf dem Weg zu einer vierten Fläche 442 eine Beugung durch Interferenzstreifen. Dann wird das Bildlicht 5 von der dritten Fläche 441 als diffuses Licht 6 emittiert. Dadurch wird auf der vierten Fläche 442 z. B. ein hinterer Bildschirm 443 gebildet, der ein Bild in Richtung des Benutzers 2 anzeigt.
12C zeigt ein Beispiel für den Strahlengang des Bildlichts 5, das in die Vorderseite (in der Figur rechts) der Bildschirmeinheit 413 eintritt, vom Benutzer 2 aus gesehen, und ist eine vergrößerte Ansicht eines gestrichelten Bereichs 433b, der in 12A gezeigt ist. Das zur Vorderseite des Bildschirms 413 emittierte Bildlicht 5 tritt in die dritte Fläche 441 im Inneren des transparenten Bildschirms 440 ein und wird durch die Interferenzstreifen zu diffusem Licht 6 gebeugt, das sich zur dritten Fläche 441 (Rückseite) bewegt, während es sich zur vierten Fläche 442 bewegt.
Das diffuse Licht 6, das zur Rückseite gelangt, wird von der dritten Fläche 441, die eine Grenzfläche zwischen dem transparenten Bildschirm 440 und der Luftschicht darstellt, reflektiert und zur Vorderseite emittiert. Das heißt, die dritte Fläche 441 ist eine Reflexionsfläche, die das diffuse Licht 6 reflektiert. Das reflektierte diffuse Licht 6 durchdringt das transparente Basismaterial 430 und wird zur Vorderseite emittiert. Dadurch wird auf der dritten Fläche 441 ein vorderer Bildschirm 444 gebildet, der ein Bild in Richtung des Benutzers 2 anzeigt. Es sei darauf hingewiesen, dass ein Teil des zur Rückseite gerichteten diffusen Lichts 6 durch die dritte Fläche 441 hindurchgeht und zur Rückseite emittiert wird.
Somit ist in dieser Ausführungsform der transparente Bildschirm 440 ein reflektierender Bildschirm, der auf der Innenfläche des transparenten Basismaterials 430 angeordnet ist. In diesem Fall ist der hintere Bildschirm 443 auf einem reflektierenden Bildschirm (transparenter Bildschirm 440) und der vordere Bildschirm 444 auf einer Innenfläche (dritte Fläche 441) des transparenten Bildschirms 440 ausgebildet.
Auch in einem Fall, in dem der reflektierende transparente Bildschirm 440 auf der Innenfläche des transparenten Basismaterials 430 angeordnet ist, sind jeweils ein halbzylindrischer hinterer Bildschirm 443 und ein vorderer Bildschirm 444 konfiguriert. Dementsprechend kann ein Bild mit einer Tiefenwirkung bei einem größeren Betrachtungswinkel angezeigt werden.
<Fünfte Ausführungsform>
13 ist eine Querschnittsansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Bildanzeigevorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt. In 13 ist ein Querschnitt einer Bildschirmeinheit 513 in Richtung der XY-Ebene bei Betrachtung einer Bildanzeigevorrichtung 500 von oben schematisch dargestellt. In dieser Ausführungsform ist die Bildschirmeinheit 513 so konfiguriert, dass ein durchlässiger Bildschirm 520 auf der vorderen Halbfläche und ein reflektierender Bildschirm 510 auf der restlichen Halbfläche angeordnet ist.
Die Bildschirmeinheit 513 hat eine zylindrische Form mit einer Bezugsachse 1 als Mittelachse. Der reflektierende Bildschirm 510 ist auf der einen Seite und der durchlässige Bildschirm 520 auf der anderen Seite quer zu einer Ebene (gestrichelte Linie in der Abbildung) angeordnet, die die Bezugsachse 1 enthält.
Der reflektierende Bildschirm 510 ist ein halbzylindrischer, transparenter Bildschirm und hat die Funktion, das unter einem vorgegebenen Einfallswinkel 9 einfallende Bildlicht 5 zu streuen und zu reflektieren. Der durchlässige Bildschirm 520 ist ein halbzylindrischer, transparenter Bildschirm und hat die Funktion, das unter dem vorgegebenen Einfallswinkel 9 einfallende Bildlicht 5 zu streuen und zu übertragen.
Der reflektierende Bildschirm 510 wird konfiguriert, indem zum Beispiel eine reflektierende HOE auf einer halben Oberfläche eines zylindrischen, transparenten Grundmaterials (nicht dargestellt) angeordnet wird. Außerdem wird der durchlässige Bildschirm 520 konfiguriert, indem ein durchlässiges
HOE auf einer halben Oberfläche des transparenten Basismaterials auf der dem reflektierenden Bildschirm 510 gegenüberliegenden Seite angeordnet wird.
In der Bildanzeigevorrichtung 500 wird das Bildlicht 5 von der Innenseite der Bildschirmeinheit 513 auf den reflektierenden Bildschirm 510 und den durchlässigen Bildschirm 520 projiziert. Das in den reflektierenden Bildschirm 510 eintretende Bildlicht 5 wird vom reflektierenden Bildschirm 510 reflektiert und auf der gegenüberliegenden Seite als diffuses Licht 6 in Richtung des durchlässigen Bildschirms 520 emittiert. Das Bildlicht 5, das sich in Richtung des durchlässigen Bildschirms 520 bewegt, durchdringt den durchlässigen Bildschirm 520 und wird zur Außenseite der Bildschirmeinheit 513 emittiert.
Außerdem tritt das Bildlicht 5, das in den durchlässigen Bildschirm 520 eintritt, durch den durchlässigen Bildschirm 520 hindurch und wird als diffuses Licht 6 außerhalb des durchlässigen Bildschirms 520 (Bildschirmeinheit 513) emittiert.
Somit fungiert in dieser Ausführungsform der reflektierende Bildschirm 510 als hinterer Bildschirm 543 und der durchlässige Bildschirm 520 als vorderer Bildschirm 544. Außerdem ist die Seite, auf der der durchlässige Bildschirm 520 vorgesehen ist, die Vorderseite der Bildanzeigevorrichtung 500.
Beispielsweise kann der Benutzer 2, der die Bildschirmeinheit 513 von der Seite aus betrachtet, auf der der durchlässige Bildschirm 520 vorgesehen ist, das auf den durchlässigen Bildschirm 520 projizierte vordere Bild visuell erkennen, wobei das vordere Bild auf die Vorderseite des auf den reflektierenden Bildschirm 510 projizierten hinteren Bildes überlagert wird.
Wie oben beschrieben, weist die Bildschirmeinheit 513 den gekrümmten reflektierenden Bildschirm 510 und den gekrümmten durchlässigen Bildschirm 520 auf, die in dem dazwischen liegenden Spalt angeordnet sind. In der Bildschirmeinheit 513 wird der hintere Bildschirm 543 durch den reflektierenden Bildschirm 510 und der vordere Bildschirm 544 durch den durchlässigen Bildschirm 520 gebildet. Somit ist es möglich, die Lichtmenge des Bildlichts 5 (diffuses Licht 6), das in Richtung des Benutzers 2 abgestrahlt wird, durch die Verwendung des reflektierenden Bildschirms 510 und des durchlässigen Bildschirms 520 zu erhöhen. Dadurch ist es möglich, bei einem größeren Betrachtungswinkel ein helles Bild mit einer Tiefenwirkung zu realisieren und die Sichtbarkeit zu verbessern.
<Sechste Ausführungsform>
14 ist eine Querschnittsansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Bildanzeigevorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform zeigt. In 14 ist ein Querschnitt einer Bildschirmeinheit 613 in Richtung der XY-Ebene bei Betrachtung einer Bildanzeigevorrichtung 600 von oben schematisch dargestellt. In dieser Ausführungsform ist die Bildschirmeinheit 613 mit einer zylindrischen Form (elliptische Zylinderform) konfiguriert, deren Seitenfläche eine elliptische Zylinderfläche ist.
Wie in 14 gezeigt, ist der Querschnitt der Bildschirmeinheit 613 in Richtung der XY-Ebene elliptisch. Außerdem ist eine Achse, die durch den Mittelpunkt der elliptischen Form und parallel zur Auf- und Abwärtsrichtung (Z-Richtung) verläuft, eine Bezugsachse 1 der Bildschirmeinheit 613.
Außerdem ist auf einer Seite ein reflektierender Bildschirm 610 und auf der anderen Seite ein durchlässiger Bildschirm 620 quer zu einer Ebene (gestrichelte Linie in der Abbildung) angeordnet, die eine Hauptachsenrichtung der elliptischen Form und die Bezugsachse 1 enthält. Somit kann man auch sagen, dass die in 14 gezeigte Bildschirmeinheit 613 eine Konfiguration aufweist, die durch Verformung der mit Bezug auf 13 beschriebenen zylindrischen Bildschirmeinheit 513 in eine elliptische zylindrische Form erhalten wird.
In der Bildanzeigevorrichtung 700 sind der reflektierende Bildschirm 610 und der durchlässige Bildschirm 620 elliptische zylindrische Flächen. Der reflektierende Bildschirm 610 fungiert als hinterer Bildschirm 643 und der durchlässige Bildschirm 620 fungiert als vorderer Bildschirm 644. Der hintere Bildschirm 643 und der vordere Bildschirm 644 sind also elliptische Zylinderflächen mit der Bezugsachse 1 als Mittelachse. Es sei darauf hingewiesen, dass die Seite, auf der der durchlässige Bildschirm 620 vorgesehen ist, die Vorderseite der Bildanzeigevorrichtung 700 ist.
15 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel für die DFD-Anzeige auf der in 14 gezeigten Bildschirmeinheit 613 zeigt. In 15A und 15B ist jeweils ein stereoskopisches Bild eines Hauptanzeigeobjekts 38 (Teekanne), das innerhalb der Bildschirmeinheit 613 angezeigt wird, schematisch dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass in 15A der Benutzer 2 die Bildschirmeinheit 613 in X-Richtung betrachtet. Außerdem ist in 15B eine Beobachtungsposition P eines Beobachters 2 eine Position, die durch Drehen der Beobachtungsposition P des Beobachters 2 aus dem in 15A gezeigten Zustand um die Bezugsachse 1 erhalten wird.
In der Bildanzeigevorrichtung 700 wird die Beobachtungsposition P des Beobachters 2 erfasst. Außerdem wird ein hinteres Bild 34 erzeugt, in dem das Hauptanzeigeobjekt 38 (Teekanne) von der Beobachterposition P auf den hinteren Bildschirm 643 (reflektierenden Bildschirm 610) projiziert wird. In ähnlicher Weise wird ein hinteres Bild 34 erzeugt, in dem das Hauptanzeigeobjekt 38 von der Beobachterposition P aus auf den vorderen Bildschirm 644 ( durchlässiger Bildschirm 620) projiziert wird. Es sei darauf hingewiesen, dass der hintere Bildschirm 643 und der vordere Bildschirm 644 elliptische zylindrische Flächen sind. Daher sind die Größen und dergleichen des hinteren Bildes 34 und des vorderen Bildes 35 vor und nach der Bewegung der Beobachtungsposition P unterschiedlich.
Somit ist es selbst in einem Fall, in dem der hintere Bildschirm 643 und der vordere Bildschirm 644 elliptische zylindrische Flächen sind, möglich, das stereoskopische Bild 45 des Hauptanzeigeobjekts 38 in der Mitte der Bildschirmeinheit 613 ordnungsgemäß anzuzeigen, indem projizierte Bilder (hinteres Bild 34 und vorderes Bild 35) des Hauptanzeigeobjekts 38 in geeigneter Weise erzeugt werden. Außerdem kann z. B. ein horizontal langes Bild und dergleichen mit Tiefenwirkung angezeigt werden, indem die elliptische zylindrische Fläche als jeweiliger Bildschirm verwendet wird. Dadurch ist es möglich, eine stereoskopische Darstellung mit einem Gefühl des Eintauchens oder dergleichen und eine Bilddarstellung mit hohem Unterhaltungswert zu realisieren.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Konfiguration, bei der der hintere Bildschirm 643 und der vordere Bildschirm 644 elliptische zylindrische Flächen sind, auf die oben beschriebenen Ausführungsformen angewendet werden kann. Das heißt, selbst im Falle der Bildung des hinteren Bildschirms 643 oder des vorderen Bildschirms 644 durch Ausnutzung der Oberflächenreflexion können das transparente Basismaterial und dergleichen entsprechend konfiguriert werden, so dass jeder Bildschirm die elliptische zylindrische Oberfläche ist.
<Siebte Ausführungsform>
16 ist eine Querschnittsansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Bildanzeigevorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform zeigt. In 16 ist ein Querschnitt einer Bildschirmeinheit 713 in Richtung der XY-Ebene bei Betrachtung einer Bildanzeigevorrichtung 700 von oben schematisch dargestellt.
Auf der Rückseite der Bildschirmeinheit 713 ist ein gebogener reflektierender Bildschirm 710 und auf der Vorderseite ein gebogener durchlässiger Bildschirm 720 angeordnet. Der reflektierende Bildschirm 710 und der durchlässige Bildschirm 720 haben beide eine konvexe Form, die sich zur Vorderseite hin wölbt. Es sei darauf hingewiesen, dass in dem in 16 gezeigten Beispiel der reflektierende Bildschirm 710 und der durchlässige Bildschirm 720 als elliptische zylindrische Flächen konfiguriert sind. Die vorliegende Technologie ist nicht darauf beschränkt, und es kann z. B. auch eine andere gekrümmte Fläche wie z. B. eine zylindrische Fläche verwendet werden.
In dieser Ausführungsform sind der reflektierende Bildschirm 710 und der durchlässige Bildschirm 720 so angeordnet, dass eine vorgegebene Bezugsachse 1 dazwischen liegt. Außerdem wird in der Bildanzeigevorrichtung 700 das Bildlicht 5 von Flächen des reflektierenden Bildschirms 710 und des transmissiven Bildschirms 720 projiziert, wobei die Flächen auf die Bezugsachse 1 gerichtet sind. Somit fungiert der reflektierende Bildschirm 710 als hinterer Bildschirm 743 und der durchlässige Bildschirm 720 als vorderer Bildschirm 744.
So haben in der Bildanzeigevorrichtung 700 sowohl der hintere Bildschirm 743 als auch der vordere Bildschirm 744 eine konvex gekrümmte Form, wenn man sie von einem Benutzer 2 aus betrachtet. Dementsprechend kann jedes Bild in einem Zustand angezeigt werden, in dem z. B. der Abstand zwischen dem vorderen Bild und dem hinteren Bild im Wesentlichen gleichmäßig ist. Dadurch kann z. B. ein Bild mit gleichmäßiger Tiefenwirkung über die Frontfläche und dergleichen leicht dargestellt werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass eine Konfiguration, bei der sowohl der hintere Bildschirm 743 als auch der vordere Bildschirm 744 vom Benutzer 2 aus gesehen konkav sind, verwendet werden kann. In diesem Fall kann der Benutzer 2 die stereoskopische Anzeige oder dergleichen mit einem hohen Gefühl des Eintauchens genießen, und es kann eine Bildanzeige mit hohem Unterhaltungswert realisiert werden.
<Achte Ausführungsform>
17 ist eine Querschnittsansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Bildanzeigevorrichtung gemäß einer achten Ausführungsform zeigt. Eine Bildschirmeinheit 813 einer Bildanzeigevorrichtung 800 hat einen inneren zylindrischen Bildschirm 810a und einen äußeren zylindrischen Bildschirm 810b mit einer Bezugsachse 1 als Mittelachse. Der innere zylindrische Bildschirm 810a hat einen kleineren Radius als der äußere zylindrische Bildschirm 810b. Daher kann man auch sagen, dass die Bildschirmeinheit 813 ein Bildschirm ist, der eine doppelte zylindrische Oberfläche bildet.
17A zeigt einen Querschnitt, der durch Schneiden der Bildanzeigevorrichtung 800 in Richtung der XZ-Ebene einschließlich der Bezugsachse 1 erhalten wird, und 17B zeigt einen Querschnitt, der durch Schneiden der Bildschirmeinheit 813 in Richtung der XY-Ebene erhalten wird. Die Bildanzeigevorrichtung 800 enthält einen Emitter 811, einen Reflexionsspiegel 812 und die Bildschirmeinheit 813. Der Emitter 811 emittiert Bildlicht 5 entlang der Bezugsachse 1. Der Reflexionsspiegel 812 ist auf der dem Emitter 811 zugewandten Oberseite angebracht. Das vom Emitter 811 emittierte Bildlicht 5 wird vom Reflexionsspiegel 812 reflektiert und jeweils auf den inneren zylindrischen Bildschirm 810a und den äußeren zylindrischen Bildschirm 810b projiziert.
Der innere zylindrische Bildschirm 810a und der äußere zylindrische Bildschirm 810b sind beide durchlässige transparente Bildschirme und werden mit einer durchlässigen HOE oder dergleichen konfiguriert. Wie in 17B gezeigt, ist der Radius des inneren zylindrischen Bildschirms 810a kleiner eingestellt als der Radius des äußeren zylindrischen Bildschirms 810b. Daher wird ein zylindrischer Raum zwischen dem inneren zylindrischen Bildschirm 810a und dem äußeren zylindrischen Bildschirm 810b gebildet.
Auf diese Weise sind der innere zylindrische Bildschirm 810a und der äußere zylindrische Bildschirm 810b mit einem vorgegebenen Abstand konzentrisch angeordnet. Der Abstand zwischen den Bildschirmen und dergleichen ist nicht begrenzt und kann entsprechend eingestellt werden, so dass z. B. ein Bild mit Tiefenwirkung richtig angezeigt werden kann.
Außerdem ist der Reflexionsspiegel oberhalb des inneren zylindrischen Bildschirms 810 und des äußeren zylindrischen Bildschirms 810 angeschlossen. Dementsprechend kann der Reflexionsspiegel 812 von den beiden zylindrischen Flächen getragen werden, und die Festigkeit der Vorrichtung kann erhöht werden.
Wie in 17A gezeigt, wird das vom Reflexionsspiegel 812 reflektierte Bildlicht 5 auf die Innenseite des inneren zylindrischen Bildschirms 810a projiziert. Das projizierte Bildlicht 5 wird durch den inneren zylindrischen Bildschirm 810a übertragen und gestreut. Daher wird das diffuse Licht 6 vom inneren zylindrischen Bildschirm 810a nach außen emittiert. Dieses diffuse Licht 6 durchdringt den äußeren zylindrischen Bildschirm 810b und wird nach außen aus der Bildschirmeinheit 813 emittiert.
Außerdem wird das vom Reflexionsspiegel 812 reflektierte Bildlicht 5 auf die Innenseite des äußeren zylindrischen Bildschirms 810b projiziert. Das projizierte Bildlicht 5 wird durch den äußeren zylindrischen Bildschirm 810b übertragen und gestreut. Daher wird das diffuse Licht 6 vom äußeren zylindrischen Bildschirm 810b nach außen auf die Bildschirmeinheit 813 emittiert.
Zum Beispiel kann der Benutzer 2, der die Bildschirmeinheit 813 betrachtet, einen Zustand sehen, in dem das auf dem äußeren zylindrischen Bildschirm 810b angezeigte Bild auf der Vorderseite des auf dem inneren zylindrischen Bildschirm 810a angezeigten Bildes überlagert ist. Daher bildet in dieser Ausführungsform der innere zylindrische Bildschirm 810a einen hinteren Bildschirm 843 und der äußere zylindrische Bildschirm 810b einen vorderen Bildschirm 844.
Somit ist es möglich, ein helles Bild mit Tiefenwirkung über den gesamten Umfang darzustellen, indem die beiden zylindrischen durchlässigen Bildschirme überlappend angeordnet werden. Es ist auch möglich, den Abstand zwischen den beiden zu überlagernden Bildern einzustellen, indem z. B. der Radius des inneren zylindrischen Bildschirms 810a und dergleichen entsprechend eingestellt wird. Dadurch kann ein Bild mit einer gewünschten Tiefe einfach angezeigt werden.
<Andere Ausführungsformen>
Die vorliegende Technologie ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und es können verschiedene andere Ausführungsformen realisiert werden.
Die Konfiguration, bei der das Bildlicht durch die Verwendung des Reflexionsspiegels auf den hinteren Bildschirm und den vorderen Bildschirm projiziert wird, ist oben beschrieben worden. Das Verfahren zur Projektion des Bildlichts auf jeden Bildschirm und dergleichen sind nicht beschränkt. Beispielsweise kann das Bildlicht durch Brechung des Bildlichtes auf jeden Bildschirm projiziert werden. Beispielsweise kann ein brechendes Element oder dergleichen verwendet werden, das die Ausbreitungsrichtung des Bildlichts steuert, indem es das vom Emitter radial emittierte Bildlicht bricht. In diesem Fall entspricht das Brechungselement der optischen Einheit.
Beispielsweise bricht das Brechungselement das vom Emitter emittierte Bildlicht, projiziert das hintere Bild auf den hinteren Bildschirm und das vordere Bild auf den vorderen Bildschirm. Beispielsweise wird der Blickwinkel des radial emittierten Bildlichts vergrößert und durch das brechende Element auf den umgebenden Bildschirm projiziert. Außerdem kann die Ausbreitungsrichtung des Bildlichts so gesteuert werden, dass der Einfallswinkel des Bildlichts auf die Einfallsfläche konstant ist. Durch die Verwendung des Brechungselements ist z. B. eine Konfiguration ohne Reflexionsspiegel möglich, und es kann z. B. eine Bildanzeigevorrichtung oder dergleichen mit einer transparenten Oberseite realisiert werden.
Als brechendes Element wird z. B. eine asphärische Linse mit einer asphärischen Brechungsfläche, eine Fresnel-Linse mit einer Fresnel-Oberfläche und ein brechendes Element (Flüssigkristall-Linse oder dergleichen) mit einer vorgegebenen Brechungsindexverteilung oder dergleichen verwendet. Alternativ kann z. B. eine brechende Linse, wie z. B. eine konkave Linse und eine konvexe Linse, ein Parallelprisma oder dergleichen, als brechendes Element verwendet werden. Alternativ kann auch eine Kombination aus diesen optischen Elementen verwendet werden. Darüber hinaus ist die spezifische Konfiguration des Brechungselements nicht begrenzt.
In der oben genannten Ausführungsform wird das Bildlicht durch die Verwendung eines einzelnen Emitters emittiert. Die vorliegende Technologie ist nicht darauf beschränkt, und das Bildlicht kann z. B. durch die Verwendung einer Vielzahl von Emittern emittiert werden. Beispielsweise wird das Bildlicht 5 von der Vielzahl von Emittern entlang der Bezugsachse der zylindrischen Form emittiert. Alternativ kann eine Konfiguration verwendet werden, bei der die Vielzahl von Emittern das Bildlicht direkt auf den zylindrischen Bildschirm projiziert. Beispielsweise wird das Bildlicht durch zwei Emitter (Projektoren), die in einem Bereich auf der Bezugsachse angeordnet sind, jeweils auf die Vorder- und Rückseite des Bildschirms projiziert. Eine solche Konfiguration ist ebenfalls möglich.
In der obigen Beschreibung wird die Beobachtungsposition P des Beobachters durch den Einsatz der Erkennungskamera ermittelt. Die vorliegende Technologie ist nicht darauf beschränkt, und es kann ein beliebiger Sensor verwendet werden, der in der Lage ist, die Beobachtungsposition P zu erfassen, z. B. die Position des Benutzers und den Blickwinkel. Zum Beispiel kann ein Schallsensor, wie z. B. ein Richtmikrofon, verwendet werden. In diesem Fall wird die Position des Benutzers 2 durch Erkennung des Schalls erkannt. Alternativ kann auch ein Radarsensor, ein Abstandssensor, ein Ultraschallsensor oder dergleichen verwendet werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Funktion zur Erkennung der Beobachtungsposition P des Beobachters nicht vorgesehen sein muss. In diesem Fall sind die Erkennungskamera, die Erkennungsverarbeitungseinheit und dergleichen nicht vorgesehen. Selbst in einem solchen Fall ist es möglich, ein angezeigtes Bild mit einer Tiefenwirkung in einem größeren Winkelbereich (Azimut) durch den gebogenen hinteren Bildschirm, den gebogenen vorderen Bildschirm und dergleichen zu betrachten.
Es können auch mindestens zwei der oben beschriebenen Merkmalsteile nach der vorliegenden Technologie kombiniert werden. Mit anderen Worten, es können verschiedene Merkmalsteile, die in jeder Ausführungsform beschrieben sind, beliebig über die Ausführungsformen hinweg kombiniert werden. Außerdem sind die verschiedenen oben beschriebenen Effekte nur illustrativ und nicht einschränkend, und es können auch andere Effekte bereitgestellt werden.
In der vorliegenden Offenlegung sind „identisch“, „gleich“, „orthogonal“ und dergleichen Konzepte einschließlich „im Wesentlichen identisch“,
„im Wesentlichen gleich“, „im Wesentlichen orthogonal“ und dergleichen. So sind z. B. auch die Zustände in einem vorgegebenen Bereich (z. B. Bereich von ±10 %) in Bezug auf „völlig identisch“, „völlig gleich“, „völlig orthogonal“ und dergleichen enthalten.
Es sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Technologie auch die folgenden Konfigurationen annehmen kann.

(1) Bildanzeigevorrichtung, Folgendes umfassend:
- eine Anzeigeeinheit, die einen gekrümmten ersten Bildschirm und einen gekrümmten zweiten Bildschirm enthält, wobei sich der erste Bildschirm entlang einer vorbestimmten Achse erstreckt, der zweite Bildschirm transparent ist und vor dem ersten Bildschirm mit einem dazwischen liegenden Spalt angeordnet ist; und
- eine Projektionseinheit, die einen Emitter enthält, der von einem Bereich auf der vorbestimmten Achse Licht zum Anzeigen eines ersten Bildes und eines zweiten Bildes, das dem ersten Bild überlagert ist, emittiert, das erste Bild auf den ersten Bildschirm projiziert und das zweite Bild auf den zweiten Bildschirm projiziert.
(2) Bildanzeigevorrichtung gemäß (1), wobei
- die vorbestimmte Achse sich durch den Spalt zwischen dem ersten Bildschirm und dem zweiten Bildschirm erstreckt, und
- die Projektionseinheit das erste Bild und das zweite Bild entlang eines Strahlengangs projiziert, der durch den Spalt verläuft.
(3) Bildanzeigevorrichtung gemäß (2), wobei
- der erste Bildschirm Licht streut und reflektiert, um das erste Bild anzuzeigen, und
- der zweite Bildschirm Licht zur Anzeige des zweiten Bildes streut und überträgt.
(4) Bildanzeigevorrichtung gemäß (2) oder (3), wobei die Anzeigeeinheit Folgendes umfasst:
- ein im Wesentlichen röhrenförmiges transparentes Basismaterial mit einer gekrümmten zylindrischen Oberfläche und
- einen transparenten Bildschirm, der entweder auf einer Innenfläche oder einer Außenfläche des transparenten Basismaterials angeordnet ist.
(5) Bildanzeigevorrichtung gemäß (4), wobei
- der transparente Bildschirm ein durchlässiger Bildschirm ist, der auf der Innenfläche des transparenten Basismaterials angeordnet ist,
- der erste Bildschirm als Außenfläche des transparenten Basismaterials ausgebildet ist, und
- der zweite Bildschirm als durchlässiger Bildschirm ausgebildet ist.
(6) Bildanzeigevorrichtung gemäß (4), wobei
- der transparente Bildschirm ein reflektierender Bildschirm ist, der auf der Außenfläche des transparenten Basismaterials angeordnet ist,
- der erste Bildschirm als reflektierender Bildschirm ausgebildet ist, und
- der zweite Bildschirm als Innenfläche des transparenten Basismaterials ausgebildet ist.
(7) Bildanzeigevorrichtung gemäß (2) oder (3), wobei
- die Anzeigeeinheit einen gekrümmten reflektierenden Bildschirm und einen gekrümmten durchlässigen Bildschirm enthält, die mit dem Spalt dazwischen angeordnet sind,
- der erste Bildschirm als reflektierender Bildschirm ausgebildet ist, und
- der zweite Bildschirm als durchlässiger Bildschirm ausgebildet ist.
(8) Bildanzeigevorrichtung gemäß einem der Punkte (1) bis (7), wobei
- der erste Bildschirm und der zweite Bildschirm entlang einer kreiszylindrischen Fläche angeordnet sind, die die vorbestimmte Achse als Mittelachse hat.
(9) Bildanzeigevorrichtung gemäß einem der Punkte (1) bis (7), wobei
- der erste Bildschirm und der zweite Bildschirm entlang einer elliptischen zylindrischen Fläche angeordnet sind, die die vorbestimmte Achse als Mittelachse hat.
(10) Bildanzeigevorrichtung gemäß einem der Punkte (1) bis (9), die ferner Folgendes umfasst:
- eine Anzeigesteuereinheit, die die Anzeige des ersten Bildes und des zweiten Bildes steuert.
(11) Bildanzeigevorrichtung gemäß (10), wobei
- entweder das erste Bild oder das zweite Bild ein Hauptbild ist, und das andere ein Unterbild ist, und
- die Anzeigesteuereinheit einen Anzeigeparameter des Unterbildes im Einklang mit einem Anzeigezustand des Hauptbildes steuert.
(12) Bildanzeigevorrichtung gemäß (11), wobei
- der Anzeigeparameter mindestens einen der Parameter Leuchtdichte, Auflösung oder Sättigung des Unterbildes umfasst.
(13) Bildanzeigevorrichtung gemäß (11) oder (12), wobei
- das zweite Bild das Hauptbild ist, das ein Hauptanzeigeobjekt anzeigt, und
- das erste Bild das Unterbild ist, das ein Unteranzeigeobjekt anzeigt, das mindestens einen Schatten des Hauptanzeigeobjekts oder einen Hintergrund des Hauptanzeigeobjekts enthält.
(14) Bildanzeigevorrichtung gemäß (13), wobei
- die Anzeigesteuereinheit mindestens ein Element einer Größe oder einer Anzeigegeschwindigkeit des Unteranzeigeobjekts steuert, so dass eine Bewegungsparallaxe in Bezug auf das Hauptanzeigeobjekt erhalten wird.
(15) Bildanzeigevorrichtung gemäß einem der Punkte (10) bis (14), die ferner Folgendes umfasst:
- einen Detektor, der eine Beobachtungsposition eines Beobachters erfasst, wobei
- die Anzeigesteuereinheit die Anzeige des ersten Bildes und des zweiten Bildes im Einklang mit der erkannten Beobachtungsposition steuert.
(16) Bildanzeigevorrichtung gemäß (15), wobei
- das erste Bild und das zweite Bild beide Bilder sind, die ein Hauptanzeigeobjekt anzeigen, und
- die Anzeigesteuereinheit ein projiziertes Bild des Hauptanzeigeobjekts auf den ersten Bildschirm von der Beobachtungsposition aus als das erste Bild und ein projiziertes Bild des Hauptanzeigeobjekts auf den zweiten Bildschirm von der Beobachtungsposition aus als das zweite Bild erzeugt.
(17) Bildanzeigevorrichtung gemäß (16), wobei
- die Anzeigesteuereinheit Tiefeninformationen des Hauptanzeigeobjekts erfasst und die Leuchtdichte des ersten Bildes und des zweiten Bildes auf der Basis der Tiefeninformationen steuert.
(18) Bildanzeigevorrichtung gemäß einem der Punkte (1) bis (17), wobei
- die Projektionseinheit eine optische Einheit enthält, die das vom Emitter emittierte Bildlicht reflektiert oder bricht, das erste Bild auf den ersten Bildschirm projiziert und das zweite Bild auf den zweiten Bildschirm projiziert.
(19) Bildanzeigevorrichtung gemäß einem der Punkte (1) bis (18), wobei
- die Anzeigeeinheit einen Bildschirm enthält, der ein diffraktives optisches Element verwendet. Liste der Bezugszeichen

1: Bezugsachse
P, P1, P2: Beobachtungsposition
2: Benutzer
5, 5a, 5b: Bildlicht
6: diffuses Licht
11, 811: Emitter
12, 812: Reflexionsspiegel
13, 213, 313, 413, 513, 613, 713, 813: Bildschirmeinheit
14: Erkennungskamera
21: Controller
24: Erkennungsverarbeitungseinheit
25: Anzeigesteuereinheit
30, 230, 330, 430: transparentes Basismaterial
34: hinteres Bild
35: vorderes Bild
36: Hauptbild
37: Unterbild
40, 240, 340, 540: transparenter Bildschirm
43, 243, 343, 443, 543, 643, 743, 843: hinterer Bildschirm
44, 244, 344, 444, 544, 644, 744, 844: vorderer Bildschirm
100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800: andere Bildanzeigevorrichtung

Claims

Bildanzeigevorrichtung, Folgendes umfassend: eine Anzeigeeinheit, die einen gekrümmten ersten Bildschirm und einen gekrümmten zweiten Bildschirm enthält, wobei sich der erste Bildschirm entlang einer vorbestimmten Achse erstreckt, der zweite Bildschirm transparent ist und vor dem ersten Bildschirm mit einem dazwischen liegenden Spalt angeordnet ist; und eine Projektionseinheit, die einen Emitter enthält, der von einem Bereich auf der vorbestimmten Achse Licht zum Anzeigen eines ersten Bildes und eines zweiten Bildes, das dem ersten Bild überlagert ist, emittiert, das erste Bild auf den ersten Bildschirm projiziert und das zweite Bild auf den zweiten Bildschirm projiziert.
Bildanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Achse sich durch den Spalt zwischen dem ersten Bildschirm und dem zweiten Bildschirm erstreckt, und die Projektionseinheit das erste Bild und das zweite Bild entlang eines Strahlengangs projiziert, der durch den Spalt verläuft.
Bildanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei der erste Bildschirm Licht streut und reflektiert, um das erste Bild anzuzeigen, und der zweite Bildschirm Licht zur Anzeige des zweiten Bildes streut und überträgt.
Bildanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Anzeigeeinheit Folgendes umfasst: ein im Wesentlichen röhrenförmiges transparentes Basismaterial mit einer gekrümmten zylindrischen Oberfläche und einen transparenten Bildschirm, der entweder auf einer Innenfläche oder einer Außenfläche des transparenten Basismaterials angeordnet ist.
Bildanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der transparente Bildschirm ein durchlässiger Bildschirm ist, der auf der Innenfläche des transparenten Basismaterials angeordnet ist, der erste Bildschirm als Außenfläche des transparenten Basismaterials ausgebildet ist, und der zweite Bildschirm als durchlässiger Bildschirm ausgebildet ist.
Bildanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei der transparente Bildschirm ein reflektierender Bildschirm ist, der auf der Außenfläche des transparenten Basismaterials angeordnet ist, der erste Bildschirm als reflektierender Bildschirm ausgebildet ist, und der zweite Bildschirm als Innenfläche des transparenten Basismaterials ausgebildet ist.
Bildanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die Anzeigeeinheit einen gekrümmten reflektierenden Bildschirm und einen gekrümmten durchlässigen Bildschirm enthält, die mit dem Spalt dazwischen angeordnet sind, der erste Bildschirm als reflektierender Bildschirm ausgebildet ist, und der zweite Bildschirm als durchlässiger Bildschirm ausgebildet ist.
Bildanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der erste Bildschirm und der zweite Bildschirm entlang einer kreiszylindrischen Fläche angeordnet sind, die die vorbestimmte Achse als Mittelachse hat.
Bildanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der erste Bildschirm und der zweite Bildschirm entlang einer elliptischen zylindrischen Fläche angeordnet sind, die die vorbestimmte Achse als Mittelachse hat.
Bildanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1, ferner Folgendes umfassend: eine Anzeigesteuereinheit, die die Anzeige des ersten Bildes und des zweiten Bildes steuert.
Bildanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei entweder das erste Bild oder das zweite Bild ein Hauptbild ist, und das andere ein Unterbild ist, und die Anzeigesteuereinheit einen Anzeigeparameter des Unterbildes im Einklang mit einem Anzeigezustand des Hauptbildes steuert.
Bildanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei der Anzeigeparameter mindestens einen der Parameter Leuchtdichte, Auflösung oder Sättigung des Unterbildes umfasst.
Bildanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei das zweite Bild das Hauptbild ist, das ein Hauptanzeigeobjekt anzeigt, und das erste Bild das Unterbild ist, das ein Unteranzeigeobjekt anzeigt, das mindestens einen Schatten des Hauptanzeigeobjekts oder einen Hintergrund des Hauptanzeigeobjekts enthält.
Bildanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei die Anzeigesteuereinheit mindestens ein Element einer Größe oder einer Anzeigegeschwindigkeit des Unteranzeigeobjekts steuert, so dass eine Bewegungsparallaxe in Bezug auf das Hauptanzeigeobjekt erhalten wird.
Bildanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 10, ferner Folgendes umfassend: einen Detektor, der eine Beobachtungsposition eines Beobachters erfasst, wobei die Anzeigesteuereinheit die Anzeige des ersten Bildes und des zweiten Bildes im Einklang mit der erkannten Beobachtungsposition steuert.
Bildanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei das erste Bild und das zweite Bild beide Bilder sind, die ein Hauptanzeigeobjekt anzeigen, und die Anzeigesteuereinheit ein projiziertes Bild des Hauptanzeigeobjekts auf den ersten Bildschirm von der Beobachtungsposition aus als das erste Bild und ein projiziertes Bild des Hauptanzeigeobjekts auf den zweiten Bildschirm von der Beobachtungsposition aus als das zweite Bild erzeugt.
Bildanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 16, wobei die Anzeigesteuereinheit Tiefeninformationen des Hauptanzeigeobjekts erfasst und die Leuchtdichte des ersten Bildes und des zweiten Bildes auf einer Basis der Tiefeninformationen steuert.
Bildanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Projektionseinheit eine optische Einheit enthält, die das vom Emitter emittierte Bildlicht reflektiert oder bricht, das erste Bild auf den ersten Bildschirm projiziert und das zweite Bild auf den zweiten Bildschirm projiziert.
Bildanzeigevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Anzeigeeinheit einen Bildschirm enthält, der ein diffraktives optisches Element verwendet.