JP2005141102A - 立体的二次元画像表示装置及び方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】観察者の意図を取り込みながら画像を変化させることができ、それにより、能動的な体感を観察者に味合わせて、面白さを増すことのできる立体的二次元画像表示装置を提供する。
【解決手段】二次元画像を表示する画像表示面1Aを備えた表示部1と、前記画像表示面1Aから出射した光Rを前記画像表示面1Aから離間した立体画像表示面2に結像することにより、前記立体画像表示面2に前記二次元画像を擬似立体的に表示するマイクロレンズアレイ3と、前記立体画像表示面2に対応づけて配置され、外部からの物理的な働きかけを受けた位置に対応した信号を出力する位置検出センサ4と、前記位置検出センサ4からの出力信号に応じて、前記立体画像表示面2内の画像を変化させる制御部10とを備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、マイクロレンズアレイを用いることにより、二次元画像を擬似立体的に表示する立体的二次元画像表示装置及び立体的二次元画像表示方法に関する。
マイクロレンズアレイを、二次元画像の表示面の前方に所定の間隔を隔てて配置することにより、マイクロレンズアレイの前方の空間上に、前記二次元画像の擬似立体像を表示する立体的二次元画像表示装置が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4参照)。
特開2001−255493号公報 特開2003−98479号公報 特開2002−77341号公報 特開2003−156712号公報
ところで、従来のこの種の立体的二次元画像表示装置は、単に二次元画像を立体的に表示させるのみである。したがって、観察者は、ただ受動的な立場で表示された立体的二次元画像を視認することはできるが、観察者が表示された立体的二次元画像に対して何らかのアクションを行うことができず、インタラクティブなコミュニケーションを立体的二次元画像表示装置との間で図ることができず、観察者とって感興の薄いものであった。
本発明が解決しようとする課題としては、従来の立体的二次元画像表示装置は、単に二次元画像を立体的に表示させるのみであり、観察者が表示された立体的二次元画像に対して何らかのアクションを行うことができなかった等が挙げられる。
本発明の請求項1記載の立体的二次元画像表示装置は、画像を表示する画像表示面を備えた表示部と、該画像表示面に離間配置されたマイクロレンズアレイとを有し、前記画像表示面から出射される光を前記マイクロレンズアレイの前記表示部とは反対側に位置する空間中の結像面に結像して立体的二次元画像を表示する立体画像表示部と、
前記空間における位置に対応した出力信号を出力する位置検出センサと、
前記位置検出センサからの出力信号に応じて、前記結像面に表示される前記立体的二次元画像が変化するように前記画像表示面に表示される画像を変化させる制御部と、を備えたことを特徴とする。
また、本発明の請求項8記載の立体的二次元画像表示方法は、
画像表示面に画像を表示させるステップと、
前記画像表示面と離間配置されたマイクロレンズアレイを介して、前記マイクロレンズの前記表示部とは反対側に位置する空間中の結像面に、前記画像表示面から出射される光を結像して立体的二次元画像を表示するステップと、
前記空間における被検出物の位置を検出して、前記被検出物の位置に応じた出力信号を出力するステップと、
前記出力信号に応じて、前記結像面に表示される画像が変化するように前記画像表示面に表示する画像を変化させるステップと、を備えたことを特徴とする。
以下、図面を参照しながら、本発明に係る立体的二次元画像表示装置の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態の立体的二次元画像表示装置Mの概略構成図である。
本実施形態の立体的二次元画像表示装置Mは、観察者が立体表示であると視認可能な二次元画像を空間中の所定の平面上に表示する擬似立体画像表示装置である。
具体的に、立体的二次元画像表示装置Mは、筐体20と、筐体20の一内側面に沿って設けられかつ二次元画像を表示する画像表示面1Aを備えた表示部1と、表示部1の画像表示面1Aの前方に所定の距離をおいて筐体20内に配置され、画像表示面1Aから出射した光Rを自身の前方の所定距離だけ離間した空間中の立体画像表示面2上に結像することにより、立体画像表示面2に前記二次元画像を擬似立体的に表示するマイクロレンズアレイ3と、立体画像表示面2に対応づけて配置され、外部からの物理的な働きかけを受けた位置に対応した信号を出力する位置検出センサ4と、効果音や人の声などの音声を出力する音声出力部(スピーカ)5とを備えている。
また、本実施形態の立体的二次元画像表示装置Mには、表示部1を駆動するディスプレイ駆動部6と、位置検出センサ4を駆動しかつ位置検出センサ4を介して検出信号を生成するセンサ駆動制御部7と、音声出力部(スピーカ)5を駆動するオーディオ駆動部8と、表示すべき画像データを生成する画像生成部9と、画像表示や音声出力に関わる全般的な制御を行う制御部10とが筐体20に隣接して設けられている。
表示部1は、液晶ディスプレイやELパネル、あるいは、CRT等の一般的なディスプレイから構成されており、ディスプレイ駆動部6の駆動信号に応じた画像を画像表示面1Aに表示する。すなわち、画像表示面1Aから画像に応じた光が出射される。図示例では、薄型化が可能であることから、画像表示面1Aとして液晶ディスプレイやELパネル等のパネル型のディスプレイが用いられている。
マイクロレンズアレイ3は、2枚のレンズアレイ半体3A,3Aが互いに平行に配列されて構成されている。各レンズアレイ半体3A,3Aは、透光性に優れたガラスまたは樹脂板からなる透明基板3Bの両面に、を有する複数のマイクロ凸レンズ3Cをマトリクス状に互いに隣接配置したものである。一面に形成された各マイクロ凸レンズ3Cの光軸は、対向する位置に形成された他面のマイクロレンズ3Cの光軸と同一となるように調整されている。
マイクロレンズアレイ3は、表示部1の画像表示面1Aに対して平行に所定距離(凸レンズ3Cの焦点距離)だけ離れた位置に配置されている。このマイクロレンズアレイ3は、表示部1の画像表示面1Aから出射した画像に対応する光を画像表示面1Aと反対側の所定距離だけ離れた立体画像表示面2上に結像させることにより、画像表示面1Aに表示された画像を空間上の二次元平面である立体画像表示面2上に表示する。この結像された画像は二次元画像であるが、その画像が奥行き感を持つものである場合やディスプレイ上の背景画像が黒くコントラストが強調されているような場合には、空間上に浮いて表示されることから、正面の観察者からは、あたかも立体画像が映し出されているように見える。つまり、立体画像表示面2に表示される二次元画像は、立体的二次元画像として観察者に認識される。すなわち、表示部1とマイクロレンズ3により、画像に対応する光を立体画像表示面2(すなわち結像面)に結像して立体的二次元画像を表示する立体画像表示部Dが構成されている。
この立体画像表示面2は、空間上に仮想的に設定される平面であって実体物ではなく、マイクロレンズアレイ3の焦点距離に応じて定義される空間上の1平面である。筐体20の前面には、その立体画像表示面2上に表示される画像を正面から見ることができるように開口20Aが設けられており、そしてその開口面またはその近傍に位置検出センサ4が配置されている。
位置検出センサ4は、所定の検出領域内に存在する物体や手(被検出物)の位置を検出するセンサであって、例えば図2(a)に示すような二次元位置検出センサ24や図2(b)に示すような三次元位置検出センサ34が例として挙げられる。
図2(a)の二次元位置検出センサ24は、立体画像表示面2またはその近傍の平面を検出領域である検査平面(X−Y平面)とするものであり、その検査平面を人間の手や、棒、板等の物体が横切った際に、その位置を検出して、検出信号(XY座標)を出力する。なお、検査平面上の検出点は、例えば表示部1の画素位置に対応させて設定してもよい。
二次元位置検出センサ24としては各種のものを利用することができる。例えば、図2(a)に示すような光学式のものを採用する場合は、検出平面を画成する四角枠の4つの辺のうち、Y方向に平行な二辺の一方及び他方に、X方向検出用ラインセンサの発光部24Xaと受光部24Xbとを設ける。同様に、X方向に平行な二辺の一方及び他方に、Y方向検出用ラインセンサの発光部24Yaと受光部24Ybとを設ける。これにより、物体が検出平面を横切った際のX−Y平面上の位置座標を割り出すことができる。
また、図2(b)の三次元位置検出センサ34は、X−Y座標の他に、奥行き方向のZ座標(Z方向の位置)も検出できるようにしたものであり、立体画像表示面2を含む空間を検出領域である検出空間とし、検出空間中に挿入された物体の空間中の位置を検出して、検出信号(X、Y、Z座標)を出力するようになっている。この三次元位置検出センサ34は、例えば図2(a)の二次元位置検出センサ24を、Z方向に複数層に配列することで構成することができる。
なお、立体的二次元画像におけるZ方向の表現方法としては、立体像に投影法を盛り込むことにより奥行き感を表現する表現法などを採ることができる。
ディスプレイ駆動部6は、制御部10から送られる画像に応じて表示部1を駆動制御する。具体的に、ディスプレイ駆動部6は、画像生成部9にて生成された画像データを制御部10を介して受け取り、その画像データに対応した画像を表示部1の画像表示面1Aに表示させる。
オーディオ駆動部8は、音声出力部(スピーカ)5を駆動制御を行うものであり、制御部10からの指示に応じて所定の音声を音声出力部5から出力させる。
センサ駆動制御部7は、位置検出センサ4を駆動し、位置検出センサ4から検出した位置を示す検出信号を受け取る。受け取った検出信号は、制御部10に送られる。制御部10は、この駆動制御部7を介して受け取った検出信号が所定の検出信号であったときに画像生成部9にて画像生成を指示し、生成された画像をディスプレイ駆動部6を介して画像表示面1Aに表示させたり、生成された画像に対応した音声を音声出力部5から出力させたりするように構成されている。
画像生成部9は、表示部1に表示される画像データを生成するものであり、例えば所定のプログラムに応じて画像を生成するように構成されている。この画像生成部9には、予め所定の画像や映像が記録されており、制御部10からの指示に応じて記録された画像や映像を制御部10に出力するように構成してもよい。
制御部10は、位置検出センサ4から出力された信号をセンサ駆動部7を介して受け取り、位置検出センサ4から所定の検出信号が入力された場合には、その検出信号に応じた画像を今まで表示していた画像から切り替えて表示するように構成されている。すなわち、制御部10は、位置検出センサ4の出力信号に応じて、画像を変化させるように表示部1を制御し、これにより空間上の立体画像表示面2に結像される二次元画像を変化させるように構成されている。
本実施形態の立体的二次元画像表示装置Mは、上記のように構成することにより、単なる立体的二次元画像表示装置ではなく、ユーザの動作に応じて適応的に立体的二次元画像表示を変化させる適応的な表示装置として用いることが可能である。
以下、実際に行われる制御の内容について例を挙げながら説明する。
ここでは、本実施形態の立体的二次元画像表示装置Mが、例えば、展示用のディスプレイとして設置されている場合を想定し、どのような操作を行うと、どのような画像の変化が起こるかを説明する。
実施例1は、表示装置Mをタッチレスコントローラ(実感触のないタッチ操作で立体画像の表示をコントロールするもの)として使用する場合の例である。この場合は、図3に示すように、立体画像表示面2上に予め壷(物体)の画像110が擬似立体的に表示されている。観察者Hは、立体画像表示面2に向けて手を伸ばすことにより、見かけ上、壷の立体像に触れるような感覚を体感することができる。
本実施形態では、このような表示状態において、図1に示すように、観察者Hが、位置検出センサ4の検出領域(立体画像表示面2またはその近傍の面)に、例えば手50(棒などでもよい)を入れて動かす。そうすると、手50の位置や動きに応じて画像110が変化するように構成されている。
手50の位置や動きに応じた変化としては、例えば、観察者Hが手50を左から右に動かしたことを位置検出センサ4が検出すると、制御部10は、壷が左から右に回転した画像を画像表示面1Aに表示させる。すると、立体画像表示面2に表示されている立体的二次元画像である壷も左から右に変化する。このように、手50の位置や動きに応じて立体的二次元画像を変化させると、観察者Hは、あたかも観察者自身が壷を回転させたことにより壷が回転したかのような間隔を味わうことができる。すなわち、観察者Hは、そのときの手50の位置や動きによって、立体像を実際に動かしているような感覚を得ることができる。
この場合、現実には、表示された二次元画像が変化するだけであるが、立体的に見える画像が変化することにより、実物の壷が回っているように見せることができる。つまり、位置検出センサ4によって、観察者Hが表示画像に直接関与し得るユーザーインターフェースが構成されることになるため、観察者Hが能動的な立場で、画像を変化させて楽しむことができ、アミューズメント性が増す。なお、観察者Hによる検出領域に対する物理的な働きかけと画像変化の組み合わせは、予め決めておくことで、任意に設定することができる。このように空中をなぞる、ふれるという直感的、ジェスチャー的な動作によるユーザーインターフェースを実現できる。なお、ここで手50の代わりに制御部10と連携動作するグローブなどを使うこともできる。この場合、グローブなどで表示されている壷を触ったような感触を実現するように、反発力や電気刺激などのフォースフィードバックを実現させることでよりリアリティのあるユーザーインターフェースを実現することもできる。
また、前記位置検出センサ4として三次元位置検出センサを使用した場合は、手や指などの奥行き方向の位置も検出できるので、三次元的な手や指の位置や動きによって、更に複雑に表示される立体像を変化させることができる。
また、図3に示すように、立体画像表示面2上にクリックボタン(マーク)112を表示させておき、そのクリックボタン112の表示位置またはその近傍に指などを動かすことにより、画像を変化させることもできる。例えば、クリックボタン112を押すような操作に応じて壷の蓋が開いた画像を表示することにより、観察者Hにボタン操作により壷の蓋が開いたように感じさせることも可能である。
このようにクリックボタン112(マーク)を表示することにより、所謂タッチパネル式ディスプレイのような使い方をすることができる。しかもこの場合、タッチパネルに相当するものは存在しないので、観察者Hは、視覚的には触れているように見えながら、実際には何物にも触れていない不思議な感覚で、画面の切り替えを行うことができる。また、実際には何物にも触れることはないので、衛生上実物のボタンなどに触れることができないというような場面、たとえば医療現場などにおいても利用することができる。
また、観察者Hの操作に応じて画像を変化させるばかりでなく、それに組み合わせて音声出力部5から音声を出力させることもできる。例えば、操作状況に応じた音(クリック音、ドラッグ音、NG音など)を出力させることにより、更に実体感や面白みを増すことができる。
また、観察者Hが指51を移動していった箇所に、操作のガイドとなるようなサークルやカーソル、アイコン等のガイドマーク(目印)を表示させることで、観察者Hが指し示す位置が認識しやすくなる。その場合、ガイドマークを何らかの意味を持った表示にすれば、その表示に従って次の操作を行うことにより、楽に画面の切り替え操作を行うことができる。
実施例2は、表示装置Mを描画手段として使用する場合の例である。この場合、制御部10は、図4に示すように、位置検出センサ4の検出領域内のある位置にて指51や棒が位置検出センサ4により検出されると、制御部10はその検出位置に対応する立体画像表示面2上の位置に点を表示させる。指51や棒が検出領域内を連続的に動くと、その動きに応じて、検出位置に対応する立体画像表示面2上の位置に点が連続して描かれ、線が描画される。ここで、色パレットを立体画像表示面2上に同時に表示させて、色パレットのある色を選択すると、色が変わったり次回の描画の色が選択色に変わったりするように構成してもよい。また、消しゴムツールを設け、描画の反対に、検出位置の画像を消すようにしてもよい。また、指先の位置を光らせたり、点滅させたりすれば、観察者Hに立体画像表示面2上の変化を強く印象づけ、より面白さを演出できる。
また、位置検出センサ4として三次元位置検出センサを用いた場合は、指や棒の先端の縦、横、奥行きの三次元位置を検出することができるので、制御部10は、縦、横、奥行きの3つの位置情報をもとに投影法等を駆使して表示画像中の位置を計算し、表示画面内に擬似的に三次元画像を描画し、また表示することもできる。
このように、例えばマウスを用いてパソコンで絵を描くような操作を、空間上の仮想キャンバスに対して行うことができる。また、この表示装置の場合、立体画像表示面2上に立体像を合わせて表示できるので、半透明の画像や立体像、実物体などと重ね合わせて絵を描くことも容易にできる。
実施例3は、図5に示すように、制御部10は、立体画像表示面2にランプ132と立体物130を表示させ、表示されたランプ132の位置の変化により、立体物130の影130aがどのように変化するかを、立体画像として観察できるようにした例である。
この例では、ランプ132の画像位置と立体物130の影130aの画像位置とを組み合わせた画像を多数枚用意しておき、観察者の手50の位置の移動によりランプ132の画像位置を移動させ、このランプ132の画像位置の移動に応じて立体物130の影の画像を移動させて影の位置を変化させるような表示を行っている。この変化は全て画像の切り替えにより為されており。このような変化を連続的に表示させることでランプ132の位置変化による陰影のでき方を容易に観察できる。
また、図5に示した例ではランプ132の位置を移動したが、図6の例に示すように、複数のランプ132を予め配置した画像を表示しておき、各ランプ132のON/OFFの切り換え操作により、立体物130の影130aのでき方を変化させるようにすることもできる。この例では、更に、位置検出センサ4として、各ランプ132に対応した3つのボタン41〜43を有するスイッチ40を設け、ボタン41〜43が押されたら、押されたボタン41〜43の位置のランプ132の映像がONするように設定されている。つまり、立体物130の映像とその立体物130を照明するランプ132の映像が3つある(各ランプの映像は、OFF映像とON映像の2種類ずつある)。そして、スイッチ40の操作により、映像が切り替わるようになっている。スイッチ40のボタン41〜43が押されると、そのボタン41〜43に対応するランプ132の映像がONになり、そのランプ132の位置に応じて、立体物の影130aが変化する。なお、ランプ132の色を複数に分けてもよい。
このように、観察者Hの意図に応じて画像を変化させることにより、画像ではなく、実物があるような感覚を得ることができる。
なお、観察者Hが操作信号を与える手段としては、手や指の他に、図7〜図9に示すようなグローブ301、箸302、ペン303、その他、マウス、マニピュレータ、マジックハンド等が考えられる。
図10は、本発明の他の実施形態の立体的二次元画像表示装置M2の概略構成を示す図である。この表示装置M2では、図1の表示装置Mの構成に加えて、マイクロレンズアレイ3と立体画像表示面2との間に、光透過性の遮蔽部材(透明ガラスやアクリル板)12を配置している。
このように光透過性の遮蔽部材12を配置した場合、画像表示に支障なく、マイクロレンズアレイ3やその奥に位置する表示部1を保護することができる。即ち、このような表示装置M2の場合、立体画像表示面2上に表示される立体像に対して手を伸ばしたくなるものであり、極端な場合は、マイクロレンズアレイ3に届く位置まで手や物が差し込まれるおそれがある。この点、本表示装置M2は、マイクロレンズアレイ3の前側に遮蔽部材12があるので、マイクロレンズアレイ3等を保護することができる。
なお、位置検出センサ4によって筐体20の奥深いところに手や物が差し込まれたことを検出し、この検出に応じてNG音を発生するようにしても、観察者Hにある程度の注意を促す効果は期待できる。その場合は、遮蔽部材12がなくてもよいが、あれば、より安全性を確保することができる。また、位置検出センサに検出される位置のガイドとして、その位置の近傍に枠を設置したり、ラインを描画したりする方法や、筐体の周囲にレーザー光源を設置し例えばマトリックス状にレーザー光を照射することで、観察者Hが指し示す指51にレーザー光が照射されるようにすることで、検出位置のガイドとして利用する方法などが考えられる。
また、前記立体的二次元画像表示装置M、M2を展示用などのディスプレイとして使用する場合は、視認性や使いやすさを考慮して、少し見下ろす感じで斜めに設置するのがよい。
図11は、立体的二次元画像表示装置Mの設置例を示している。図11において、200は観察者に対してやや高さの低い設置台であり、その上に表示装置Mを正面を斜め上に向けてに設置してある。このようにまた、見下ろす位置に設置することで、身長が違う人が見てもみやすくなる。また、このようにすることで、観察者の視点から立体的二次元画像までの距離を立体的二次元画像の表示範囲にわたって異ならしめることができる。それにより視点と立体的二次元画像までの距離が同一となるような、例えば視点と立体的二次元画像が同じ高さとなっている場合に比べて、立体的二次元画像の一部に焦点を合わせやすくなるため、立体的二次元画像全体を視認しやすくなる。また、立体的二次元画像表示装置Mの近傍に椅子を用意しておいてもよい。表示装置M、M2の筐体20の前の上下にはバー201、202が設けられており、バー201、202に手を掛けたり、手を置いたり、身体をもたれ掛けさせたりすることができるようになっている。バー201、202の表面は、柔らかく、汚れにくい素材で被覆しておき、必要に応じて交換できるようにするのがよい。なお、このバーは上下だけでなく、筐体20の前の左右に縦方向に設けても良い。
以上説明したように本実施形態の立体的二次元画像表示装置Mは、二次元画像を表示する画像表示面1Aを備えた表示部1と、画像表示面1Aから出射した光を画像表示面1Aから離間した立体画像表示面2に結像することにより、立体画像表示面2に二次元画像を擬似立体的に表示するマイクロレンズアレイ3と、立体画像表示面2に対応づけて配置され、外部からの物理的な働きかけを受けた位置に対応した信号を出力する位置検出センサ4と、位置検出センサ4からの出力信号に応じて、立体画像表示面2内の画像を変化させる制御部10とを備えている。
本実施形態によれば、擬似立体像を表示する立体画像表示面2に対応づけて位置検出センサ4を配置し、外部からの物理的な働きかけを受けた際の位置検出センサ4からの出力信号に応じて表示画像を変化させるようにしているので、例えば、観察者が表示像に向けて物理的な働きかけをする(具体的には、手や指を伸ばしたり動かしたりする)ことにより、観察者の意図を反映した画像変化を生じさせることができる。つまり、位置検出センサ4によって、観察者が表示画像に直接関与し得るユーザーインターフェースが構成されることになり、観察者が能動的な立場で画像を変化させて楽しむことができ、感興(アミューズメント性)が増す。
また、本実施形態の立体的二次元画像表示装置Mにおいて、位置検出センサ4は、立体画像表示面2またはその近傍の平面を横切った物体の位置を検出する二次元位置検出センサ24であり、制御部10は、二次元位置検出センサ10からの検出信号に基づいて、立体画像表示面2内の画像を変化させる。
本実施形態によれば、位置検出センサ4として二次元位置検出センサ24を使用しているので、手や指などを位置検出センサ4の検出領域に伸ばしたり、更にその状態で動かしたりすることにより、その位置や動きに応じた画像変化を楽しむことができる。例えば、立体画像表示面2上に表示された二次元画像は、観察者には、擬似的な立体像として見えるため、手を伸ばせば立体像に触れるような感覚を味わうことができるが、本実施形態によれば更にそのときの手の位置や動きによって、表示される立体像を変化させることができるので、立体像として見える物体が、自分の手や指の動きに応じて実際に動くように見せることができる。
本実施形態の立体的二次元画像表示装置Mにおいて、位置検出センサ4は、立体画像表示面2を含む空間中に挿入された物体の位置を検出する三次元位置検出センサ34であり、制御部10は、三次元位置検出センサ34からの検出信号に基づいて、立体画像表示面2内の画像を変化させる。
本実施形態によれば、位置検出センサ4として三次元位置検出センサ34を使用しているので、手や指などをセンサの検出領域に伸ばしたり、更にその状態で動かしたりすることにより、その位置や動きに応じた画像変化を楽しむことができる。特に、三次元位置検出センサ34は、奥行き方向の位置検出をも行うので、手や指の奥行き方向の位置や動きに応じた画像変化を楽しむことができる。例えば、表示平面上に表示された二次元画像は、観察者には、擬似的な立体像として見えるから、手を伸ばせば、立体像に触れるような感覚を味わうことができるが、本発明では更に、そのときの三次元的な手の位置や動きによって、表示された立体像を変化させることができるので、立体像として見える物体が、自分の手の動きに応じて実際に動くように見せることができる。
本実施形態の立体的二次元画像表示装置Mは、音声を出力する音声出力部5を備え、制御部10は、位置検出センサ4からの出力信号に基づいて、音声出力部5から音声を出力させる。
本実施形態によれば、位置検出センサ4からの出力信号に基づいて音声出力部5から音声を出力させるようにしたので、画像変化に対応した音声を出力させることにより更に感興を増すことができる。
本実施形態の立体的二次元画像表示装置Mにおいて、表示部1及びマイクロレンズアレイ3は、立体画像表示面2内に所定のマークを表示させ、制御部10は、マークに対応する領域において位置検出センサ4が出力信号を発したとき、画像を変化させることを特徴とする。
本実施形態によれば、立体画像表示面2内に所定のマークや画像を表示させて、マークに対応する領域において何らかの物理的な働きかけがなされた場合に画像を変化させるようにしたので、マークとして、例えばボタンを表示することにより、所謂タッチパネル式ディスプレイのような使い方をすることができる。しかも、タッチパネルに相当するものは存在しないので、視覚的には触れているように見えながら、実際には何物にも触れていない不思議な感覚で、画面の切り替え等の操作を行うことができる。
本実施形態の立体的二次元画像表示装置Mにおいて、制御部10は、位置検出センサ4が検出した検出位置に対応して画像を表示させることを特徴とする。
本実施形態によれば、位置検出センサが検出した検出位置に対応して画像を表示させるので、パソコンで絵を描くような操作を、空間上の仮想キャンバスに対して行うことができる。その場合、半透明の画像や立体像などと重ね合わせて絵を描くことも容易にできる。
本実施形態の立体的二次元画像表示装置Mは、マイクロレンズアレイ3と表示平面4との間に配置された光透過性の遮蔽部材12を備えたことを特徴とする。
本実施形態によれば、マイクロレンズアレイ3と立体画像表示面2との間に光透過性の遮蔽部材12を配置しているので、画像表示に支障なく、マイクロレンズアレイ3やその奥に位置する表示部1を、外部からの物体の進入に対して保護することができる。即ち、このような立体的二次元画像表示装置Mの場合、観察者Mは立体像に対して手を伸ばしたくなり、極端な場合にはマイクロレンズアレイ3に届く位置まで手や物が差し込まれるおそれがあるが、マイクロレンズアレイ3の前側に遮蔽部材12を設けているので、マイクロレンズアレイ3等を遮蔽部材12によって保護することができる。
なお本実施例中で示した、表示部1、立体画像表示面2、マイクロレンズアレイ3、立体的二次元画像表示装置Mは互いに平行に設置されている必要はない。
なお、上記記載においては、マイクロレンズアレイ3は、レンズアレイ半体3Aを2枚一組で一体化したマイクロ凸レンズ板としたが、これに限るものではなく、1枚で構成してもよい。但し、このような場合には、表示部1の画像表示面1Aに表示される二次元画像が立体画像表示面2に反転表示されることとなるので、制御装置10またはディスプレイ駆動部6は、予め映像信号を反転させて表示部1の画像表示面1Aに表示させるようにするとよい。
なお、マイクロ凸レンズ3Cが画像表示面1Aに設けられた表示ピクセルの一つ一つに対応して割り当てられている場合には、二次元画像が立体画像表示面2に反転表示されることはないため、レンズアレイ半体3Aを一枚だけ配置するようにしても問題はない。
本発明の実施形態の立体的二次元画像表示装置Mの概略構成図である。 同表示装置に装備される位置検出センサの例を示す図で、(a)は二次元位置検出センサの正面図、(b)は三次元位置検出センサの概略斜視図である。 同表示装置の制御内容の説明に用いる説明図である。 他の制御内容の説明に用いる説明図である。 更に他の制御内容の説明に用いる説明図である。 更に他の制御内容の説明に用いる説明図である。 同表示装置の画面切り替えに用いる手段の例を示す図である。 同他の手段の例を示す図である。 同他の手段の例を示す図である。 本発明の他の実施形態の立体的二次元画像表示装置M2の概略構成図である。 本発明の立体的二次元画像表示装置の設置例を示す図で、(a)は正面方向から見た斜視図、(b)は側断面図である。
符号の説明
1 表示部
1A 画像表示面
2 表示平面
3 マイクロレンズアレイ
4 位置検出センサ
10 制御部
12 遮蔽部材
24 二次元位置検出センサ
34 三次元位置検出センサ
40 スイッチ(位置検出センサ)


Claims (8)

  1. 画像を表示する画像表示面を備えた表示部と、該画像表示面に離間配置されたマイクロレンズアレイとを有し、前記画像表示面から出射される光を前記マイクロレンズアレイの前記表示部とは反対側に位置する空間中の結像面に結像して立体的二次元画像を表示する立体画像表示部と、
    前記空間中に挿入された被検出物の位置に対応した出力信号を出力する位置検出センサと、
    前記位置検出センサからの出力信号に応じて、前記結像面に表示される前記立体的二次元画像が変化するように前記画像表示面に表示される画像を変化させる制御部と、を備えたことを特徴とする立体的二次元画像表示装置。
  2. 前記位置検出センサは、前記結像面上の被検出物の位置を検出する二次元位置検出センサであり、
    前記制御部は、前記位置検出センサからの検出信号に基づいて、前記画像表示面に表示される画像を変化させることを特徴とする請求項1記載の立体的二次元画像表示装置。
  3. 前記位置検出センサは、前記空間中の被検出物の位置を検出する三次元位置検出センサであり、
    前記制御部は、前記位置検出センサからの検出信号に基づいて、前記画像表示面に表示される画像を変化させることを特徴とする請求項1記載の立体的二次元画像表示装置。
  4. 音声を出力する音声出力部を備え、
    前記制御部は、前記位置検出センサからの出力信号に基づいて、前記音声出力部から音声を出力させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の立体的二次元画像表示装置。
  5. 前記立体画像表示部は前記空間に所定のマークを表示させ、
    前記制御部は、前記位置検出センサが前記マークに対応する前記空間中の領域を示す出力信号を発したとき、前記画像を変化させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の立体的二次元画像表示装置。
  6. 前記制御部は、前記位置検出センサが検出した検出位置に対応して前記画像表示面に表示される画像を表示させることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の立体的二次元画像表示装置。
  7. 前記マイクロレンズアレイと前記表示平面との間に配置された光透過性の遮蔽部材を備えたことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の立体的二次元画像表示装置。
  8. 画像表示面に画像を表示させるステップと、
    前記画像表示面と離間配置されたマイクロレンズアレイを介して、前記マイクロレンズの前記表示部とは反対側に位置する空間中の結像面に、前記画像表示面から出射される光を結像して立体的二次元画像を表示するステップと、
    前記空間中に挿入された被検出物の位置に対応した出力信号を出力するステップと、
    前記出力信号に応じて、前記結像面に表示される画像が変化するように前記画像表示面に表示する画像を変化させるステップと、を備えたことを特徴とする立体的二次元画像表示方法。


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