JP2004163841A - 立体映像表示方法および立体映像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】特殊なメガネやレーザー光などを必要とせず、市販の一般的なディスプレイを使用をして、大きなスペースを占めることなく、深い奥行き、高低差を持ち、正射投影平面画像から正しい正射投影立体映像を得る方法および装置が強く望まれていた。
【解決手段】対向する一面がほぼ平面であって、他の一面が所望の形状に凹凸に成形した立体面をもつ導光体集合体の上記平面を、上記所望の形状に相当する映像を表示する平面ディスプレイ上に密着配置し、導光体集合体の立体面側より拡散光を出射させることによって前記課題を解決した。
【選択図】図4
【解決手段】対向する一面がほぼ平面であって、他の一面が所望の形状に凹凸に成形した立体面をもつ導光体集合体の上記平面を、上記所望の形状に相当する映像を表示する平面ディスプレイ上に密着配置し、導光体集合体の立体面側より拡散光を出射させることによって前記課題を解決した。
【選択図】図4
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は立体映像表示方法および立体映像表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
立体映像に対する人々の関心は高く、古くから立体映像を表示する多くの方法が試みられて来た。平成14年10月に北海道旭川において、国土地理院をはじめとして日本測量協会(社)など8団体の主催による地図展が開催され、この展示会場において立体映像を表示する新しい方法が展示公開されていた。この方法は3次元成形加工された、白色モデルに平面画像をプロジェクターで投影し、立体映像を得る方法である。この方法は得られる立体映像の形状については変えることは出来ないが、色や明るさを変えることが出来、ダイナミックな臨場感溢れる立体映像を得ることが出来る。
特に地形の立体映像においてはプロジェクターで動画を投影することによって動的な変化を立体映像として見ることを可能にしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記の3次元成形加工された、白色モデルに平面画像をプロジェクターで投影し、立体映像を得る方法の欠点は、平面画像をプロジェクターにより投影する為に、白色モデルとの間にある値以上の投影空間が必要な点である。さらに基本的な問題として投影によって与えられている画像が中心投影画像である点である。一般の地図は正射投影で作成されており、正射投影で作られた画像をレンズで中心投影することになる。
【0004】
一方、白色モデルも正射投影で作られている為、中心の光軸以外の光線は中心からの角度によって、この角度の正弦に高低差分を掛けた値だけずれることになる。この為、白色モデルにある程度以上の高低差があるときは画像に位置ずれを起こす。前記プロジェクターと白色モデル間の空間を小さくしようとすると、角度が増加し、ますます位置ずれが大きくなる。
【0005】
本発明はこれら従来の方法の欠点を鑑みてなされたものである。
本発明の第一の目的は、深い奥行き、高低差のある立体映像を得る方法を提供することである。
【0006】
本発明の第二の目的は、正射投影平面画像から正しい正射投影立体映像を得る方法を提供することである。
【0007】
本発明の第三の目的は、小型化された装置で立体映像を得る方法を提供することである。
【0008】
本発明の第四の目的は、立体画像を発生させる手段として市販の一般的なディスプレイが使用出来る、立体映像を得る方法を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、対向する一面がほぼ平面であって、他の一面が所望の形状に凹凸に成形した立体面をもつ導光体集合体の上記平面を、上記所望の形状に相当する映像を表示する平面ディスプレイ上に密着配置し、導光体集合体の立体面側より拡散光を出射させることによって前記課題を解決した。
【0010】
本発明において、導光体とは、一端から他端に効率よく光を導く管状のもので、例えば、光通信における光ファイバーや、内視鏡に用いられている光ファイバーなどが知られている。
【0011】
本発明において、導光体集合体とは多数の導光体を1つの集合体に密接整列配置し接着剤などで固定したものである。
【0012】
本発明における平面ディスプレイとは、表示面がほぼ平面をなす電子的ディスプレイであって、家庭のテレビに多く使われているCRTディスプレイやプラズマディスプレイ、最近のパソコンによく使われている液晶ディスプレイなどがある。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態は、対向する一面がほぼ平面であって、他の一面が所望の形状に凹凸に成形した立体面をもつ導光体集合体の上記平面を、上記所望の形状に相当する映像を表示する平面ディスプレイ上に密着配置し、導光体集合体の立体面側より拡散光を出射させることを特徴とする立体映像表示方法に関するものである。
【0014】
本発明の第二の実施の形態は、対向する一面がほぼ平面であって、他の一面が所望の形状に凹凸に成形した立体面をもつ導光体集合体の上記平面を、所望の形状に相当する映像を表示する平面ディスプレイ上に密着配置し、導光体集合体の立体面側より拡散光を出射させることを特徴とする立体映像表示装置に関するものである。
【0015】
以下、図をもとに本発明を詳細に説明する。
図1は導光体の一例を示すものである。図において1は例えば細いプラスチックで作られた導光体、2は導光体の一面で光の入射面に対応する面、3は導光体の他の一面で光の出射面に対応する面、4入射光、5は出射光である。2の入射面より入射した光は効率よく、出射面3に導かれる。
【0016】
出射面3より出射される光5は、導光体内部での多数回の反射により拡散光に近い光になっている。さらに出射面からの光の拡散効果を高めるため、中が詰まった棒状の導光体の場合には、出射面5の表面を荒らし、拡散面に加工することもできる。一方、中空のチューブ状の導光体の場合には出射面5の表面に拡散塗料の皮膜を作り拡散面とすることも出来る。
【0017】
中空のチューブ状の導光体の場合、皮膜を作り拡散面をつくるに当たっては出射面の塗料に対する濡れの状態を考慮する必要がある。濡れが悪い場合には、拡散塗料は導光体内部に入りこまないが、濡れが良い場合には、拡散塗料は前もって端面を破水処理し、拡散塗料が内部に入りこまないようにすることが望ましい。
【0018】
導光体の1本1本は次に述べる導光体集合体を構成するユニットとなる(導光体ユニット)。
【0019】
導光体の材質はガラスやプラスチックが多く用いられる。また内面が滑らかな金属パイプなども導光体として用いられる。
【0020】
本発明において、導光体集合体とは多数の導光体を1つの集合体に密接整列配置したものである。
【0021】
導光体集合体を作成するにはいくつかの方法がある。例えば、多数の導光体ユニットを密接整列配置し、1つの集合体に密接整列配置した後、互いに接着剤で固定することによって導光体集合体を得ることが出来る。また、バルク状の素材に多数の穴を密接整列配置して穿つことによっても、導光体集合体を作ることが出来る。
【0022】
さらに、最近の光造形法によれば、樹脂により接合や穿穴なしに直接、導光体集合体を作ることができる。光造形法を用いれば、射出面上に同時に拡散面として働く薄い皮膜も同時に作ることが出来る。
【0023】
図2は導光体集合体を示す図である。図において、1−11、1−12、1−13、・・・・1−1N、1−21、1−31、・・・1−M1、・・・1−MNは導光体のユニットであり、NxMのマトリックスを構成している。6は導光体のユニットがNxMのマトリックスにより構成された導光体集合体である。
【0024】
導光体ユニットの断面形状は、近接して密接整列配置できる形であれば、どの様な形でも可能である。例えば円形や楕円、3角形、正方形、矩形、4角形、5角形、6角形などの多角形が可能である。
【0025】
本発明は、このようにして得られた導光体集合体の一面をほぼ平面に、他面を所望の形状に凹凸を有する立体面に加工成形する。加工は一般によく知られた加工、例えば、機械加工では、フライス盤加工等によって行うことができる。
【0026】
導光体集合体の作成法として、先に述べた光造形法による場合は、平面である一面と、所望の形状に凹凸を有する立体面である他の一面を多数の導光体とともに同時に成形することが出来る。
【0027】
図3はこのように一面をほぼ平面に、他面は所望の形状に凹凸を有する立体面に加工成形された導光体集合体を示す図である。このように成形された導光体集合体を導光体集合体立体モデルと呼ぶ。図において7−1は所望の形状に凹凸を有する立体面、7−2は平面である。所望の形状に凹凸を有する立体面は例えば地形や人の顔に加工される。図3においては地形の例を示している。
【0028】
本発明はこのようにして得られた、一面をほぼ平面に、他面は所望の形状に凹凸を有する立体面に加工成形された導光体集合体(導光体集合体立体モデル)を所望の形状に相当する平面ディスプレイ上に密着配置する。密着に当たっては、密着面にシリコンオイル等を塗布し空気層による反射損失を抑えることが好ましい。また、導光体集合体立体モデルを頻繁に交換しない場合には、導光体集合体立体モデルの平面と平面ディスプレイの平面を透明な接着剤で接着することも可能である。
【0029】
導光体の断面積は、再現しようとする立体映像の解像力に関係し、より高い解像力を必要とする立体映像には、より小さい断面積を用いる。
【0030】
図4は、導光体集合体立体モデルを平面ディスプレイ上に密着配置した状態を示した断面図である。図において、7は導光体集合体立体モデル、8は平面ディスプレイ、9は透明オイル層、10は透過拡散性をもつ薄層である。上記所望の形状に相当する映像を表示する平面ディスプレイ上の光は導光体ユニット(1−11〜1−MN)ごとに導光体集合体立体モデルの上面に導かれ、結果として平面ディスプレイ上の映像が導光体集合体立体モデルの上面に現れる。平面ディスプレイ上の映像が動的に変化すれば、導光体集体立体モデルの上面の画像も動的に変化する。
【0031】
【実施例】
図5は本発明の1実施例を示すものある。図において11はパーソナル・コンピューター、12はキーボードである。導光体集合体立体モデル7が平面ディスプレイ8上に密着配置されている。平面ディスプレイ8はパーソナル・コンピューター11と結合され、例えばCD−ROM(図示せず)からの静止画像や動画像が平面ディスプレイ8に送られる。12のキーボードはパーソナル・コンピューター11を制御する為に用いられる。
【0032】
本実施例において導光体ユニットとしては直径が約0.5mmの樹脂製の導光体集合体を使用し、所望の形状に相当する映像を表示する面ディスプレイとしては液晶ディスプレイを使用した。平面ディスプレイ上に動画像が与えられれば、導光体集合体立体モデルの上面の画像も動的に変化する。
【0033】
【発明の効果】
本発明は極めて実用的で有効な、以下の効果得ることが出来る。
1 極めて深い奥行きや高低差のある、リアルな立体映像を得ることが出来る。
2 正射投影平面画像から正しい正射投影立体映像を得ることが出来る。
3 小型化された装置で立体映像を得ることが出来る。場所を広く取らない。
4 平面画像を発生させる手段として市販の一般的で安価なディスプレイが使用出来る。
【0034】
本発明は、同一の地形の下で、季節による色の変化や積雪の状態、海岸線の移動、なだれの発生、土石流の発生の経時変化などを刻々と表現できる。また人の顔の表情変化や、化粧による変化などもリアルに立体映像として見ることが出来る。
【0035】
【図面の簡単な説明】
【図1】導光体の一例を説明する為の図。
【図2】導光体集合体を説明する為の図。
【図3】加工された導光体集合体(導光体集合体立体モデル)を説明
する為の図。
【図4】本発明の装置を示す断面図。
【図5】本発明の1実施例を示す図。
【符号の説明】
1 導光体。
1−11〜1−1N〜1−MN 導光体ユニット。
2 導光体の一面で光の入射面に対応する面。
3 導光体の他の一面で光の出射面に対応する面。
4 入射光。
5 出射光。
6 導光体集合体。
7 導光体集合体立体モデル
7−1 導光体集合体立体モデルの所望の形状に凹凸を有する立体面。
7−2 導光体集合体立体モデルの平面。
8 所望の形状に相当する映像を表示する平面ディスプレイ。
9 透明オイル層。
10 透過拡散性をもつ薄層。
11 パーソナル・コンピューター。
12 キーボード。
【発明の属する技術分野】
本発明は立体映像表示方法および立体映像表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
立体映像に対する人々の関心は高く、古くから立体映像を表示する多くの方法が試みられて来た。平成14年10月に北海道旭川において、国土地理院をはじめとして日本測量協会(社)など8団体の主催による地図展が開催され、この展示会場において立体映像を表示する新しい方法が展示公開されていた。この方法は3次元成形加工された、白色モデルに平面画像をプロジェクターで投影し、立体映像を得る方法である。この方法は得られる立体映像の形状については変えることは出来ないが、色や明るさを変えることが出来、ダイナミックな臨場感溢れる立体映像を得ることが出来る。
特に地形の立体映像においてはプロジェクターで動画を投影することによって動的な変化を立体映像として見ることを可能にしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記の3次元成形加工された、白色モデルに平面画像をプロジェクターで投影し、立体映像を得る方法の欠点は、平面画像をプロジェクターにより投影する為に、白色モデルとの間にある値以上の投影空間が必要な点である。さらに基本的な問題として投影によって与えられている画像が中心投影画像である点である。一般の地図は正射投影で作成されており、正射投影で作られた画像をレンズで中心投影することになる。
【0004】
一方、白色モデルも正射投影で作られている為、中心の光軸以外の光線は中心からの角度によって、この角度の正弦に高低差分を掛けた値だけずれることになる。この為、白色モデルにある程度以上の高低差があるときは画像に位置ずれを起こす。前記プロジェクターと白色モデル間の空間を小さくしようとすると、角度が増加し、ますます位置ずれが大きくなる。
【0005】
本発明はこれら従来の方法の欠点を鑑みてなされたものである。
本発明の第一の目的は、深い奥行き、高低差のある立体映像を得る方法を提供することである。
【0006】
本発明の第二の目的は、正射投影平面画像から正しい正射投影立体映像を得る方法を提供することである。
【0007】
本発明の第三の目的は、小型化された装置で立体映像を得る方法を提供することである。
【0008】
本発明の第四の目的は、立体画像を発生させる手段として市販の一般的なディスプレイが使用出来る、立体映像を得る方法を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、対向する一面がほぼ平面であって、他の一面が所望の形状に凹凸に成形した立体面をもつ導光体集合体の上記平面を、上記所望の形状に相当する映像を表示する平面ディスプレイ上に密着配置し、導光体集合体の立体面側より拡散光を出射させることによって前記課題を解決した。
【0010】
本発明において、導光体とは、一端から他端に効率よく光を導く管状のもので、例えば、光通信における光ファイバーや、内視鏡に用いられている光ファイバーなどが知られている。
【0011】
本発明において、導光体集合体とは多数の導光体を1つの集合体に密接整列配置し接着剤などで固定したものである。
【0012】
本発明における平面ディスプレイとは、表示面がほぼ平面をなす電子的ディスプレイであって、家庭のテレビに多く使われているCRTディスプレイやプラズマディスプレイ、最近のパソコンによく使われている液晶ディスプレイなどがある。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態は、対向する一面がほぼ平面であって、他の一面が所望の形状に凹凸に成形した立体面をもつ導光体集合体の上記平面を、上記所望の形状に相当する映像を表示する平面ディスプレイ上に密着配置し、導光体集合体の立体面側より拡散光を出射させることを特徴とする立体映像表示方法に関するものである。
【0014】
本発明の第二の実施の形態は、対向する一面がほぼ平面であって、他の一面が所望の形状に凹凸に成形した立体面をもつ導光体集合体の上記平面を、所望の形状に相当する映像を表示する平面ディスプレイ上に密着配置し、導光体集合体の立体面側より拡散光を出射させることを特徴とする立体映像表示装置に関するものである。
【0015】
以下、図をもとに本発明を詳細に説明する。
図1は導光体の一例を示すものである。図において1は例えば細いプラスチックで作られた導光体、2は導光体の一面で光の入射面に対応する面、3は導光体の他の一面で光の出射面に対応する面、4入射光、5は出射光である。2の入射面より入射した光は効率よく、出射面3に導かれる。
【0016】
出射面3より出射される光5は、導光体内部での多数回の反射により拡散光に近い光になっている。さらに出射面からの光の拡散効果を高めるため、中が詰まった棒状の導光体の場合には、出射面5の表面を荒らし、拡散面に加工することもできる。一方、中空のチューブ状の導光体の場合には出射面5の表面に拡散塗料の皮膜を作り拡散面とすることも出来る。
【0017】
中空のチューブ状の導光体の場合、皮膜を作り拡散面をつくるに当たっては出射面の塗料に対する濡れの状態を考慮する必要がある。濡れが悪い場合には、拡散塗料は導光体内部に入りこまないが、濡れが良い場合には、拡散塗料は前もって端面を破水処理し、拡散塗料が内部に入りこまないようにすることが望ましい。
【0018】
導光体の1本1本は次に述べる導光体集合体を構成するユニットとなる(導光体ユニット)。
【0019】
導光体の材質はガラスやプラスチックが多く用いられる。また内面が滑らかな金属パイプなども導光体として用いられる。
【0020】
本発明において、導光体集合体とは多数の導光体を1つの集合体に密接整列配置したものである。
【0021】
導光体集合体を作成するにはいくつかの方法がある。例えば、多数の導光体ユニットを密接整列配置し、1つの集合体に密接整列配置した後、互いに接着剤で固定することによって導光体集合体を得ることが出来る。また、バルク状の素材に多数の穴を密接整列配置して穿つことによっても、導光体集合体を作ることが出来る。
【0022】
さらに、最近の光造形法によれば、樹脂により接合や穿穴なしに直接、導光体集合体を作ることができる。光造形法を用いれば、射出面上に同時に拡散面として働く薄い皮膜も同時に作ることが出来る。
【0023】
図2は導光体集合体を示す図である。図において、1−11、1−12、1−13、・・・・1−1N、1−21、1−31、・・・1−M1、・・・1−MNは導光体のユニットであり、NxMのマトリックスを構成している。6は導光体のユニットがNxMのマトリックスにより構成された導光体集合体である。
【0024】
導光体ユニットの断面形状は、近接して密接整列配置できる形であれば、どの様な形でも可能である。例えば円形や楕円、3角形、正方形、矩形、4角形、5角形、6角形などの多角形が可能である。
【0025】
本発明は、このようにして得られた導光体集合体の一面をほぼ平面に、他面を所望の形状に凹凸を有する立体面に加工成形する。加工は一般によく知られた加工、例えば、機械加工では、フライス盤加工等によって行うことができる。
【0026】
導光体集合体の作成法として、先に述べた光造形法による場合は、平面である一面と、所望の形状に凹凸を有する立体面である他の一面を多数の導光体とともに同時に成形することが出来る。
【0027】
図3はこのように一面をほぼ平面に、他面は所望の形状に凹凸を有する立体面に加工成形された導光体集合体を示す図である。このように成形された導光体集合体を導光体集合体立体モデルと呼ぶ。図において7−1は所望の形状に凹凸を有する立体面、7−2は平面である。所望の形状に凹凸を有する立体面は例えば地形や人の顔に加工される。図3においては地形の例を示している。
【0028】
本発明はこのようにして得られた、一面をほぼ平面に、他面は所望の形状に凹凸を有する立体面に加工成形された導光体集合体(導光体集合体立体モデル)を所望の形状に相当する平面ディスプレイ上に密着配置する。密着に当たっては、密着面にシリコンオイル等を塗布し空気層による反射損失を抑えることが好ましい。また、導光体集合体立体モデルを頻繁に交換しない場合には、導光体集合体立体モデルの平面と平面ディスプレイの平面を透明な接着剤で接着することも可能である。
【0029】
導光体の断面積は、再現しようとする立体映像の解像力に関係し、より高い解像力を必要とする立体映像には、より小さい断面積を用いる。
【0030】
図4は、導光体集合体立体モデルを平面ディスプレイ上に密着配置した状態を示した断面図である。図において、7は導光体集合体立体モデル、8は平面ディスプレイ、9は透明オイル層、10は透過拡散性をもつ薄層である。上記所望の形状に相当する映像を表示する平面ディスプレイ上の光は導光体ユニット(1−11〜1−MN)ごとに導光体集合体立体モデルの上面に導かれ、結果として平面ディスプレイ上の映像が導光体集合体立体モデルの上面に現れる。平面ディスプレイ上の映像が動的に変化すれば、導光体集体立体モデルの上面の画像も動的に変化する。
【0031】
【実施例】
図5は本発明の1実施例を示すものある。図において11はパーソナル・コンピューター、12はキーボードである。導光体集合体立体モデル7が平面ディスプレイ8上に密着配置されている。平面ディスプレイ8はパーソナル・コンピューター11と結合され、例えばCD−ROM(図示せず)からの静止画像や動画像が平面ディスプレイ8に送られる。12のキーボードはパーソナル・コンピューター11を制御する為に用いられる。
【0032】
本実施例において導光体ユニットとしては直径が約0.5mmの樹脂製の導光体集合体を使用し、所望の形状に相当する映像を表示する面ディスプレイとしては液晶ディスプレイを使用した。平面ディスプレイ上に動画像が与えられれば、導光体集合体立体モデルの上面の画像も動的に変化する。
【0033】
【発明の効果】
本発明は極めて実用的で有効な、以下の効果得ることが出来る。
1 極めて深い奥行きや高低差のある、リアルな立体映像を得ることが出来る。
2 正射投影平面画像から正しい正射投影立体映像を得ることが出来る。
3 小型化された装置で立体映像を得ることが出来る。場所を広く取らない。
4 平面画像を発生させる手段として市販の一般的で安価なディスプレイが使用出来る。
【0034】
本発明は、同一の地形の下で、季節による色の変化や積雪の状態、海岸線の移動、なだれの発生、土石流の発生の経時変化などを刻々と表現できる。また人の顔の表情変化や、化粧による変化などもリアルに立体映像として見ることが出来る。
【0035】
【図面の簡単な説明】
【図1】導光体の一例を説明する為の図。
【図2】導光体集合体を説明する為の図。
【図3】加工された導光体集合体(導光体集合体立体モデル)を説明
する為の図。
【図4】本発明の装置を示す断面図。
【図5】本発明の1実施例を示す図。
【符号の説明】
1 導光体。
1−11〜1−1N〜1−MN 導光体ユニット。
2 導光体の一面で光の入射面に対応する面。
3 導光体の他の一面で光の出射面に対応する面。
4 入射光。
5 出射光。
6 導光体集合体。
7 導光体集合体立体モデル
7−1 導光体集合体立体モデルの所望の形状に凹凸を有する立体面。
7−2 導光体集合体立体モデルの平面。
8 所望の形状に相当する映像を表示する平面ディスプレイ。
9 透明オイル層。
10 透過拡散性をもつ薄層。
11 パーソナル・コンピューター。
12 キーボード。
Claims (2)
- 対向する一面がほぼ平面であって、他の一面が所望の形状に凹凸に成形した立体面をもつ導光体集合体の上記平面を、上記所望の形状に相当する映像を表示する平面ディスプレイ上に密着配置し、導光体集合体の立体面側より拡散光を出射させることを特徴とする立体映像表示方法。
- 対向する一面がほぼ平面であって、他の一面が所望の形状に凹凸に成形した立体面をもつ導光体集合体の上記平面を、上記所望の形状に相当する映像を表示する平面ディスプレイ上に密着配置し、導光体集合体の立体面側より拡散光を出射させることを特徴とする立体映像表示装置。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009104112A (ja) * | 2007-10-01 | 2009-05-14 | Mitsubishi Electric Corp | 表示装置 |
CN101917643A (zh) * | 2010-07-09 | 2010-12-15 | 清华大学 | 一种全自动2d转3d技术中的实时镜头检测方法和装置 |
WO2018214580A1 (zh) * | 2017-05-25 | 2018-11-29 | 周丹 | 虚拟像素广告牌 |
-
2002
- 2002-11-13 JP JP2002364431A patent/JP2004163841A/ja active Pending
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JP2009104112A (ja) * | 2007-10-01 | 2009-05-14 | Mitsubishi Electric Corp | 表示装置 |
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WO2018214580A1 (zh) * | 2017-05-25 | 2018-11-29 | 周丹 | 虚拟像素广告牌 |
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