JP2006343501A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 観者にとってより興味深く且つ面白く立体像を表示することが可能な画像表示装置を提供する。
【解決手段】 立体表示される対象である表示対象を表示する表示部１０と、表示部１０から離隔して配置された画像伝達パネル２０であって、画像伝達パネル２０から見て表示部１０とは反対側の空間に、表示対象を立体表示した立体像ＭＧを結像させる画像伝達パネル２０と、立体像ＭＧに関連した実際の物体であるステージ１と、立体像ＭＧの状態とステージ１の状態とが相互に連動するように、立体像ＭＧ又はステージ１の少なくともいずれか一つを移動させる駆動制御部３１と、を備える。
【選択図】 図３

Description

本願は、画像表示装置の技術分野に属し、より詳細には、物体又は画像を立体的に表示するための画像表示装置の技術分野に属する。

近年、室内装飾器具や、店舗における商品の販促用ディスプレイ機器類において、視覚的な癒し又は訴求効果を出すため、立体的な二次元画像を表示するための立体視システムを採用することが増えている。

このとき、簡易な構成で且つ小型化が可能な従来の立体視システムとして、いわゆるマイクロレンズアレイを用いた立体視システムがあり、典型的な従来例としては、例えば下記特許文献１に記載された立体視システムがある。

特開２００３−１５６７１２号公報（第１図、第２図）

しかしながら、上述した従来の立体視システムは、あくまでその製作者が意図した動きを立体化して表示するのみの一方的なものであり、それを観る観者としては自身の意図がその立体画像の動きに反映されるようなことはなく、時に興醒めしてしまう場合があるという問題点があった。

そこで、本願は上記の問題点に鑑みて為されたもので、その課題の一例は、観者にとってより興味深く且つ面白く立体像を表示することが可能な画像表示装置を提供することにある。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、立体表示される対象である表示部等の表示対象と、前記表示対象から離隔して配置された画像伝達手段であって当該画像伝達手段から見て前記表示対象とは反対側の空間に、前記表示対象を立体表示した立体像を結像させる画像伝達パネル等の画像伝達手段と、前記立体像に関連した実際の物体であるステージ等の画像関連物体と、前記立体像の状態と前記画像関連物体の状態とが相互に連動するように、前記表示対象、前記画像伝達手段又は前記画像関連物体の少なくともいずれか一つを移動させる駆動制御部等の移動制御手段と、を備える。

次に、本願を実施するための最良の形態について、図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態は、例えばキャラクタの立体像を表示する子供用の遊具等の画像表示装置に対して本願を適用した場合の実施の形態である。

（Ｉ）本願の原理
具体的な実施形態を説明する前に、本願の原理について、図１及び図２を用いて説明する。なお、図１は本願に係る画像表示装置の原理を説明する概略構成図であり、図２は本願に係るマイクロレンズアレイの部分断面図である。

図１に示すように、実施形態に係る画像表示装置は、原理的には、表示部１０と、結像面３０に立体像を結像させる画像伝達手段としての画像伝達パネル２０と、表示部１０に映像信号を供給する画像制御部６０と、により構成される。

このとき、画像伝達パネル２０は、表示部１０に表示された画像を表示部１０とは反対側（図１中右側）に位置する空間に立体像として結像させ、上述した結像面３０を生成するものである。

次に、表示部１０は、動画像を含む画像を表示する平面状の画像表示面を有するカラー液晶パネル１０ａと、バックライト照明部１０ｂと、カラー液晶パネル１０ａを駆動する駆動部１０ｃと、により構成されている。なお、表示部１０には、例えば、陰極線管、プラズマディスプレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ等を用いることもできる。そして、駆動部１０ｃは液晶パネル１０ａ上に表示される映像信号を供給する画像制御部６０に接続されている。

更に、画像伝達パネル２０は、一対のマイクロレンズアレイ２２からなり、各マイクロレンズアレイ２２は、そのレンズ有効領域を囲むレンズ枠体２３を備える。

このとき、マイクロレンズアレイ２２は、カラー液晶パネル１０ａの画像表示面に表示された動画像を含む二次元画像を目視せしめるための正立等倍光学系であり、画像表示面を略覆うレンズ有効面積を有している。

また、レンズ枠体２３は黒色などの暗色を呈し、マイクロレンズアレイ２２の存在を目視者が意識する度合を少しでも抑制するように構成されている。

ここで、マイクロレンズアレイ２２は、マトリクス状に互いに隣接して配列された複数の微小な凸レンズ２５をその両面に備えている。更に、各マイクロレンズアレイ２２は、図２に示されるように互いの凸レンズ２５の光軸２６が同軸となるよう密着して配置されている。

そして、本願では、上述した画像表示装置において、例えば図１及び図２に両矢印にて夫々示す方向（すなわち、カラー液晶パネル１０ａの表示面に垂直な方向）に、画像伝達パネル２０を移動させるように構成する。この画像伝達パネル２０の移動により、結果として、結像面３０が図１及び図２の左右方向に、当該画像伝達パネル２０の移動に伴って移動することとなる。これにより、結像面３０上に結像される立体像も図１及び図２の左右方向に移動するように見えることとなり、その立体像をより興味深く見ることができるのである。

（II）実施形態
次に、上述した原理に基づく本願の実施形態について、図３及び図４を用いて説明する。なお、図３は実施形態に係る画像表示装置の平面的構成を示す図であり、図４は図３中「Ａ」方向から見た、当該画像表示装置の側面的構成を示す図である。

図３及び図４に夫々示すように、実施形態に係る画像表示装置Ｓにおいては、表示対象を表示する表示部１０は、画像表示装置Ｓの筐体Ｃに固定されている。

一方、画像伝達パネル２０は、当該画像伝達パネル２０の移動方向（図３中上下方向、図４中左右方向）に長い支持アーム３に固定されており、当該支持アーム３には、モータ１３により回転されるピニオン１４と噛み合うラック１１が形成されている。更に、支持アーム３はレール１６に載置され上記移動方向に移動可能とされている。そして、ピニオン１４がラック１１に噛み合った状態でモータ１３により回転されることで、画像伝達パネル２０がその移動方向に移動する。

一方、画像関連物体としてのステージ１は、画像表示装置Ｓにおいて、画像伝達パネル２０における上記結像面３０の位置に配置されるものであり、上記画像伝達パネル２０の移動方向に長い支持アーム２に固定されている。そして、当該支持アーム２は当該移動方向に対して垂直な方向（図３中左右方向、図４中奥行き方向）に移動可能にレール４上に載置されていたラック４０に固定されている。更に、ラック４０はモータ１８により回転されるピニオン１９と噛み合うように構成されている。

他方、上記モータ１８は、上記画像伝達パネル２０の移動方向に長いラック１２に固定されており、このラック１２は、モータ２８により回転されるピニオン１５と噛み合うように構成されている。更に、ラック１２はレール１７に載置され上記移動方向に移動可能とされている。そして、ピニオン１５がラック１２に噛み合った状態でモータ２８により回転されることで、ステージ１が、レール４、ラック４０及び支持アーム２ごと上記移動方向に移動する。この構成により、ステージ１は、モータ１８及び２８の回転数及び回転方向を制御することで、図３の紙面に平行ないずれかの方向に二次元的に自在に移動可能とされている。

更に、モータ１３、１８及び２８は、夫々、移動制御手段としての駆動制御部３１から出力される制御信号Ｓm3、Ｓm1及びＳm2により相互に独立してその回転数及び回転方向が制御される。

また、表示部１０における表示画像の制御は、当該表示部１０に対して駆動信号Ｓdvを出力する上記駆動部１０ｃを上記画像制御部６０からの制御信号Ｓcvを用いて制御することにより実行される。

そして、画像制御部６０と駆動制御部３１とが、相互に制御信号Ｓivを授受することにより、ステージ１及び画像伝達パネル２０の移動と表示部１０に表示される画像の内容との整合性が取られる。

以上の構成において、実施形態の画像表示装置Ｓにおいては、ステージ１が移動したとき、表示部１０において表示されている画像（例えば人やキャラクタ等の動画像）の立体像ＭＧが当該移動するステージ１の上面（上部）に結像するように（換言すれば、ステージ１が画像伝達パネル２０における結像面３０を含む位置に位置するように）、当該ステージ１及び画像伝達パネル２０の図３中上下方向（図４中左右方向）の位置が同期して制御される。

より具体的には、図３中上下方向（図４中左右方向）については、一度結像面３０の位置とステージ１の位置とが一致した後は、ステージ１が、画像伝達パネル２０の移動方向と同じ方向に、当該移動距離Ｌの二倍の距離２Ｌを移動するようにモータ１３及び１６の回転数及び回転方向が駆動制御部３１により制御される。また、図３中左右方向については、ステージ１の移動方向及び距離と同じ方向に同じ距離だけ移動するように、そのステージ１上に立体像ＭＧとして表示させるべき画像の表示部１０内における表示位置（平面的な表示位置）が画像制御部６０により制御される。

これらの制御により、図４に示すように、ステージ１上にキャラクタ等の立体像ＭＧが恰もその上に載っているように表示されるのである。そして、ステージ１を主体的に移動させると、立体像ＭＧをその上に載せたまま当該ステージ１が移動することになる。

以上説明したように、実施形態に係る画像表示装置Ｓの動作によれば、立体像ＭＧを表示させるための画像伝達パネル２０及びステージ１が、当該ステージ１の変化に伴って変化する結像面３０の位置に立体像ＭＧが表示されるように相互に同期して移動するので、ステージ１の位置の変化に伴って対応する表示位置に立体像ＭＧが表示されることとなり、結果としてより観者の興味を引く立体像表示が可能となる。

また、少なくとも画像伝達パネル２０に垂直な直線に沿って画像伝達パネル２０及びステージ１を移動させることで、ステージ１の移動に対応し、観者からみて前後方向に立体像ＭＧが移動表示されるので、より興味深く立体像を見ることができる。

更に、ステージ１が、人やキャラクタが立つべきステージを模し且つ当該人又はキャラクタの動きに対応して移動するので、人やキャラクタがステージ１上で動く動作が立体表示されることとなり、使用者をしてより興味深く且つ楽しい立体表示を行うことができる。

このように、本願に係る画像関連物体及び当該画像関連物体と立体像ＭＧとの動きを広く捉えることで、本願の作用効果として、画像関連物体が立体像ＭＧとの比較対照物となり、その立体像ＭＧ自体の視認性や立体感を高めることが期待できる。

また、立体像ＭＧをステージ１上に表示する場合に限らず、表示部１０のカラー液晶パネル１０ａに表示されている画像をその表示面内で上下左右に移動させたり、ステージ１を前後左右に移動させたり、或いは画像伝達パネル２０を前後させることを組み合わせて、ステージ１と立体像ＭＧとを関連付けた（連動させた）様々なパターンの移動（変化）をさせることが可能である。

より具体的には、例えば、移動するステージ１に立体像ＭＧとしての人がジャンプして乗ったり、またそのステージ１から落ちたりと言った、ステージ１と立体像ＭＧが相互に連動しつつ別の動きをするようにすることもできる。また、ステージ１に立体像ＭＧとしての人がよじ登ると言った、ステージ１は移動せず、その周囲を立体像ＭＧのみが移動するように表示したり、或いはその逆（立体像ＭＧが移動せずステージ１のみが移動する）ように表示することも可能である。また、ステージ１が上下に移動する機構を付加してもよい。

このように、立体像ＭＧと画像関連物体（ステージ１）による相互の連動は、観者からみて理解しやすく意味のあるものであることが望ましい。

更にまた、画像伝達パネル２０がマイクロレンズアレイ２２により構成されているので、簡易且つ軽量な構成で画像伝達パネル２０を構成して立体像ＭＧを面白く表示することができる。また、表示部１０がカラー液晶パネル１０ａに表示された動画像であるので、更に簡易に当該動画像を立体化することができる。

（III）変形形態
次に、本願に係る変形形態について、図５及び図６を用いて説明する。なお、図５及び図６は本願に係る変形形態の概要を示す斜視図であり、図３及び図４と同様の構成部材については、同様の部材番号を付して細部の説明は省略する。

先ず、第一の変形形態としては、図５（ａ）に示すように、画像表示装置Ｓ１の内部に設けられた舞台１０１上をステージ１が水平移動するように構成することができる。

そして、当該水平移動するステージ１上に立体像ＭＧを表示することで、恰も舞台１０１上をステージ１が立体像ＭＧと共に移動するように表示することができる。このとき、舞台１０１の袖にカーテン１００を設けておき、そのカーテン１００側からステージ１が立体像ＭＧと共に現れるように移動させれば、観者をしてより興味を引かせることができる。

また、例えば舞台裏側が開放されている車のおもちゃをステージ１と看做し、その内部に立体像ＭＧを投影するように当該おもちゃ及び画像伝達パネル２０を移動させることで、恰もその立体像ＭＧが当該おもちゃを運転しているように見せることもできる。

この場合、カーテン１００や車のおもちゃも、本願に係る画像関連物体の一例となり得るものである。そして、当該ステージ１とカーテン１００との組み合わせと同様にして、複数の画像関連物体を一又は複数の立体像ＭＧに対して組み合わせてもよいし、或いは複数の立体像ＭＧを、当該立体像ＭＧ夫々と対応した一又は複数の画像関連物体に対して組合させるべく表示してもよい。

次に、第二の変形形態としては、図５（ｂ）に示すように、画像表示装置Ｓ２の手前側に設けられた舞台１０２内を移動する支持アーム２の先端に磁石２７を取り付けておき、一方でステージ１における舞台１０２に接する面に上記磁石２７と引き合う他の磁石２９を設けておけば、上述した第一の変形形態の場合に加えてステージ１を舞台１０２から取り外し可能とすることができる。

なお、取り外し可能なステージ１の舞台１０２上における位置の検出については、例えば舞台１０２の全面に圧力センサを設けておき、その圧力センサにより舞台１０２上におけるステージ１の位置を検出し、その検出された位置に応じて画像伝達パネル２０の位置（舞台１０２の奥行き方向の位置）及び表示部１０における立体像ＭＧとする画像の表示位置を制御することができる。また、例えばステージ１の舞台１０２上の位置を無線により遠隔的に制御する場合には、その無線を図示しない受信機で別途受信し、その受信した内容に基づいてステージ１の舞台１０２上の位置を検出してもよい。

更に、第三の変形形態として、図６に示す画像表示装置Ｓ３のように、ステージ１の上部に例えばゲーム装置における入力部の如きグリップ部４１を設け、その上にそのゲームの内容に応じた形態の立体像ＭＧを表示するように構成することもできる。

この場合、ステージ１自体が移動することはないが、グリップ部４１の水平面内の動きを位置検出部４２により検出し、その検出結果に応じて画像伝達パネル２０の位置を制御することとなる。

この第三の変形形態のように構成すれば、当該ゲームに対する観者の興味をより増大させることができる。

更にまた、第四の変形形態として、上記実施形態並びに第一乃至第三の変形形態とは異なり、画像伝達パネル２０を固定としてステージ１及び表示部１０を相対的に同期して移動させる構成も可能である。この場合、夫々の移動方向及び距離については、移動方向はステージ１と表示部１０とでは逆（例えば、ステージ１が観者から観て手前に移動した場合には、表示部１０は奥側に移動する）となり、移動距離はステージ１と表示部１０とでは同一となる。このようにしても、上記実施形態並びに第一乃至第三の変形形態と同様にステージ１の位置と立体像ＭＧの位置とを同一として当該立体像ＭＧを表示させることができる。

更に、上述した以外にも、使用する者が主体的に移動させる物体上に、その物体に対応した立体像ＭＧを表示させるとことが一般的に可能となる。

また、上述した実施形態及び各変形形態においては、立体像ＭＧを例えばステージ１に連動させて移動させる方法として、画像伝達パネル２０自体又は表示部１０内における画像の位置自体を移動させることにより当該立体像ＭＧを移動させる方法を用いたが、本願に係る立体像ＭＧの移動方法としてはこれらに限られるものではなく、例えばステージ１の状態と連動して立体像ＭＧの状態（立体像ＭＧとしての形態又はその位置）を変化させることが可能な方法であればいずれの方法を用いることもできる。

より具体的には、例えば上述してきた画像伝達パネル２０自体及び表示部１０上の画像自体は不動とし、当該画像伝達パネル２０と例えばステージ１との間に別途レンズを設け、そのレンズ自体を移動させることで立体像ＭＧを移動させるように構成することもできる。また、当該別途も受けたレンズ自体の焦点距離を変化させることで立体像ＭＧを移動させるように構成することもできる。

本願に係る画像表示装置の原理を説明する概略構成図である。 本願に係るマイクロレンズアレイの部分断面図である。 実施形態に係る画像表示装置の平面的構成を示す図である。 図３中「Ａ」方向から見た、実施形態に係る画像表示装置の側面的構成を示す図である。 本願に係る変形形態の概要を示す斜視図（Ｉ）であり、（ａ）は第一の変形形態の概略を示す斜視図であり、（ｂ）は第二の変形形態の概略を示す斜視図である。 本願に係る第三の変形形態の概要を示す斜視図である。

符号の説明

１ ステージ
２、３ 支持アーム
４、１６、１７ レール
１０ 表示部
１０ｃ 駆動部
１１、１２、４０ ラック
１３、１８、２８ モータ
１４、１５、１９ ピニオン
２０ 画像伝達パネル
３０ 結像面
３１ 駆動制御部
６０ 画像制御部
ＭＧ 立体像
Ｃ 筐体
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 画像表示装置

Claims (10)

1. 立体表示される対象である表示対象と、
   前記表示対象から離隔して配置された画像伝達手段であって、当該画像伝達手段から見て前記表示対象とは反対側の空間に、前記表示対象を立体表示した立体像を結像させる画像伝達手段と、
   前記立体像に関連した実際の物体である画像関連物体と、
   前記立体像の状態と前記画像関連物体の状態とが相互に連動するように、当該立体像又は当該画像関連物体の少なくともいずれか一つを移動させる移動制御手段と、
   を備えることを特徴とする画像表示装置。
2. 請求項１に記載の画像表示装置において、
   前記移動制御手段は、前記立体像又は前記画像関連物体の少なくともいずれか一つを全方向中のいずれか一つの方向に移動させることを特徴とする画像表示装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像表示装置において、
   前記表示対象を表示する表示手段を更に備えることを特徴とする画像表示装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の画像表示装置において、
   観者から見て前後いずれかの方向を含む方向に前記立体像を移動させる場合、前記移動制御手段は、前記表示対象又は前記画像伝達手段の少なくともいずれか一つを移動させることにより当該立体像を移動させることを特徴とする画像表示装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の画像表示装置において、
   観者から見て前記画像伝達手段に平行な面内のいずれか一つの方向に前記立体像を移動させる場合、前記移動制御手段は、前記表示対象の表示位置を変化させることにより、当該立体像を移動させることを特徴とする画像表示装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の画像表示装置において、
   前記画像関連物体は、前記立体像の視認性を向上させる前記状態を備える立体像対照物体であることを特徴とする画像表示装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の画像表示装置において、
   前記立体像又は前記画像関連物体の少なくともいずれか一方を複数備え、
   前記移動制御手段は、各前記立体像の状態と各前記画像関連物体の状態とが夫々相互に連動するように、各前記立体像又は各前記画像関連物体の少なくともいずれか一つを移動させることを特徴とする画像表示装置。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の画像表示装置において、
   前記表示対象は前記表示手段に表示された時間的に変化する物体画像であることを特徴とする画像表示装置。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の画像表示装置において、
   前記画像関連物体はゲーム実行用入力装置であり、
   前記表示対象は当該ゲームに関連するキャラクタの画像であることを特徴とする画像表示装置。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の画像表示装置において、
    前記画像伝達手段はマイクロレンズアレイからなることを特徴とする画像表示装置。

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