JP2008020472A - 立体映像表示パネル - Google Patents

Abstract

【課題】通常のプロジェクター等から送出された映像を裏面に受けて、表面側にいる観者に当該映像を立体的に見せることができるパネルであって、薄型化・軽量化が可能なパネルを提供することを課題とする。
【解決手段】裏面側から映像を映写し、該映像を表面側に立体感を持たせて見せるための映写パネルであって、該パネルは、透明基板２の表面に集光素層１を設け、且つ該透明基板２の裏面に画素層３、拡散層４を順次設けてなり、前記集光素層１は、一定のピッチで縦横方向に配列された無色あるいは有色透明の多数の集光素６からなり、前記画素層３は、一定のピッチで縦横方向に配列された多数の画素７からなり、前記拡散層４は、半透明の層であり、並びに前記集光素層１のピッチと前記画素層３のピッチとが異なっていることを特徴とするパネル。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プロジェクター等から送出された映像を裏面に受けた際、表面側にいる観者に当該映像を立体的に見せることができるパネルに関する。

従来、映像を表示するためにプロジェクター等が用いられているが、このようなプロジェクターは通常、白色の映写幕上に映像を拡大して映すものであり、映写される画像が立体的なものであっても、平面的な感覚でしかとらえることができなかった。

これに対し、観者により強いインパクトを与えることを目的とし、映像を立体的に見せることができる装置の開発が進んでいる。例えば、特許文献１において、立体画像表示用パネル及び立体画像表示装置が開示されている。

特許文献１の立体画像表示用パネルは、所定の厚さの透明基板と、該透明基板の一表面に複数の画素が所定の配列で形成されている画像映出手段と、前記透明基板の他の表面に、前記画素映出手段の各画素に対向し、左右に開閉する一対のシャッタ素子がそれぞれ配設されているシャッタ手段とから構成されていることを特徴とするものであり、好適な画素として有機エレクトロルミネッセンス素子が、好適なシャッタ素子として液晶素子がそれぞれ例示されている。

特許文献１の立体画像表示用パネルは、透明基板の両面に画像映出手段とシャッタ手段を形成することで立体画像表示パネルを簡単に構成することができ、またこのパネルを用いれば視聴者は何らの道具を装着することなく立体画像を観ることができる。
特開２００１−３１８３４１号公報

しかし、上記特許文献１の立体画像表示用パネルは、透明基板の表面に設けられた左右に開閉する一対のシャッタ素子の開閉に合わせて、背後の画像映出手段に映出する左右の画像を高速で切り替えることによって、立体画像を映出することができるものである。そのため、当該立体画像表示用パネルは、前記各シャッタ素子の前記左右の開閉を所定の周期で切り換える切替制御手段と、該切替制御手段による前記シャッタ手段の左右切替に同期して前記画像映出手段に映出する左右のカメラで撮影された左右の画像を前記画像映出手段に送出する画像送出手段を有する特定の装置とともに用いなければ、立体画像を表示することができない。従って立体画像を見る際には専用の装置が必要であり、またこの専用の装置から前記パネルにシャッタ素子の切替の指令等を送る必要があるため、該パネルと専用機とを接続して使用することが必要である。

通常のプロジェクター等から送出される映像を、パネル一枚を介在させることによって立体的に見せることができれば、手持ちの映写機を用いて立体映像を見せることができるため、パネルのみを購入すれば良く経済的であり、複雑な配線等も不要である。また、目的地に映写装置があれば、パネルのみを持っていくだけでよいため、持ち運びに手間がかからない。

本発明は、このような目的を達成すべく、通常のプロジェクター等から送出された映像を裏面に受けて、表面にいる観者に当該映像を立体的に見せることができるパネルを提供することを課題とする。

本発明者らは、前記課題を解決すべく研究を重ねた結果、透明基板の表面に集光素層、裏面に画素層を設けたパネルを用いて、該パネルの裏面に映像を映出した場合、集光素層の集光素ピッチと画素層の画素ピッチを調節すること、及び、画素層の裏面側に更に半透明の拡散層を設けることにより、表面側から見た際に、パネルに映写された画像が立体的且つ明確に見えることを見出し、本発明を完成した。

すなわち本発明は、裏面側から映像を映写し、該映像を表面側に立体感を持たせて見せるための映写パネルであって、該パネルは、透明基板の表面に集光素層を設け、且つ該透明基板の裏面に画素層、拡散層を順次設けてなり、前記集光素層は、一定のピッチで縦横方向に配列された無色あるいは有色透明の多数の集光素からなり、前記画素層は、一定のピッチで縦横方向に配列された多数の画素からなり、前記拡散層は、半透明の層であり、並びに前記集光素層のピッチと前記画素層のピッチとが異なっていることを特徴とするパネルである。

透明基板の表面に集光素層を設け、且つ該透明基板の裏面に画素層、拡散層を順次設けるとともに、集光素層を、一定のピッチで縦横方向に配列した無色あるいは有色透明の多数の集光素で構成し、画素層を、一定のピッチで縦横方向に配列した多数の画素から構成した場合、前記集光素層のピッチと前記画素層のピッチとを異ならせることにより、前記画素層がパネルから浮き上がって、あるいはパネルの奥に沈んで見える。

このパネルの裏面に、プロジェクター等の映像を投影した場合、映像はパネルの表面に現れる。従って、画素層がパネルから沈んで見えるときには、パネル自体が実際の厚みを上回る奥行きを持って見えるため、映像はパネル表面に飛び出して見え、パネル本体の厚みをはるかに超える立体的な映像として観者の目に映る。反対に、画素層がパネルから浮き上がって見えるときには、映写された映像は奥行きを持つ立体的な映像として観者の目に映る。拡散層を設けずにパネルの裏面に映像を投影した場合は、表面側から見た際にパネルを透過する光がまぶしく、映像が見えにくくなり、立体感も得られにくいが、画素層の裏面に光の通過を制限する半透明の拡散層を設けることにより、均一に光が行き渡り、映写された映像が明確且つ立体的に見える。また、集光素層は、画素を拡大して表示するほか、レンズ効果を有するため、映像をより明るく見せることができる。

前記集光素層のピッチが、前記画素層のピッチより大きいパネルでは、画素層がパネルの奥に沈んで見えるため、映写された映像はパネルの表面側に飛び出しているように見える。

前記集光素層のピッチが、前記画素層のピッチより小さいパネルでは、画素層がパネルから浮き上がって見えるため、映写された映像は奥行きを持って見える。

前記画素層の画素を不透明とすれば、画素層の虚像（パネルの奥に沈んで見える、あるいはパネルの手前に浮いて見える画素層）がより鮮明になるので、パネルの奥行き感がより明確になり、より優れた立体効果を得ることができる。

前記集光素層の集光素を全て同大・同形状とし、前記画素層の画素を全て同大・同形状とすれば、画素層の画素がパネルの全ての箇所において均一の大きさ・形状に見えるため、奥行き感が全ての箇所で一定であるパネルを形成することができる。

外周部分に不透明層を設けることにより、外周から（あるいは外周への）光の透過や散乱を防ぐことができるため、映写部分（不透明層で囲まれた内側部分）に映写した映像をより明確に見せることができる。

前記外周部分の不透明層を、前記画素層の裏面側に形成すれば、外周部分においても画素層が浮き上がりあるいは沈んで見えるため、映写部分に映写された映像をより立体的に見せることができる。

前記集光素層のピッチ及び／又は画素層のピッチを、前記外周部分と映写部分（不透明層で囲まれた内側部分）とで異ならせることにより、パネルの外周部分と映写部分の立体感を異ならせることができるため、より立体表現に富んだパネルを形成することができる。

また別の実施形態として、パネルの外周部分は、透明基板の表面に集光素層を設け、且つ該透明基板の裏面に画素層、不透明層を順次設けて構成し、前記不透明層で囲まれた内側部分（映写部分）は、透明基板の表面に集光素層を設け、該透明基板の裏面に拡散層を設けて構成したパネルによっても、外周部分の画素層がパネルより沈んで、あるいは浮き上がって見えるため、映写部分に映写された映像がパネルから飛び出しているように、あるいは奥行きを持っているように見える。また、映写部分には集光素層が設けられているため、そのレンズ効果により、映像をより明るくみせることができる。

本発明にかかるパネルによれば、通常のプロジェクター等から送出される映像をパネルの裏面に当てることによって、パネルの表面側にいる観者に当該映像を立体的に見せることができるため、パネル一枚を介在させることによって、プロジェクター等の映像を立体的なものに変化させることができる。さらに、透明基板としてアクリル板等の軽量な素材を用いることができるため軽量化が可能であり、且つパネルの厚み3mm程度でも映像を十分立体的に見せることができるため、薄型化にも対応可能である。

集光素のレンズ寸法及び画素のドット寸法は、透明基板の厚さにもよるが、ともに0.5〜1.1mmの範囲にあることが好ましく、透明基板の厚さが2〜5mmの場合には、ともに0.8〜1.1mmであることが特に好ましい。集光素は一般に半球状であるため、レンズ寸法とは透明基板上での集光素の直径を指す。本発明において、画素の形状は特に限定されず、どんな形状であってもよい。通常、画素はまず一定の直径を持つ円によってその大きさを決め、その円内に収まる最大の大きさで所望の形状を作成することによって設けられる。従ってドット寸法とは、当該円の直径を指す。

集光素層のピッチとは、隣接する集光素同士の中心間の距離を指し、画素層のピッチとは、隣接する画素同士の中心間の距離を指す。画素の中心とは、画素を作成する際に定められる円の中心である。集光素層のピッチが画素層のピッチより大きい場合は、画素層がパネルの奥に沈んで見えるため、映写された映像はパネルから飛び出して見える。この際、集光素層のピッチと画素層のピッチが近似するほど、画素層はパネルの奥深く沈んで見え、映写された映像はパネルからより飛び出して見える。一方、集光素層のピッチが画素層のピッチより小さい場合は、画素層がパネル表面から浮き上がって見えるため、映写された映像は奥行きをもって見える。この際、集光素層のピッチと画素層のピッチが近似しているほど、画素層はパネルの表面からより浮き上がって見え、映写された映像はより奥行きが増して見える。

集光素層及び画素層はインキを用いたスクリーン印刷や、鋳型を用いて形成することができる。スクリーン印刷を用いれば、低コストであるとともに小ロット生産に対応することが容易である。

透明基板の厚みは、１〜10mmが好ましく、より好ましくは2〜8mm、特に好ましくは3〜5mmである。厚みが小さすぎるとパネルが薄く成りすぎて湾曲し、映写された映像がきれいに見えない。厚みが大きすぎると、ピントの調整が困難になる。透明基板の材質としては、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）等を挙げることができる。

不透明層は、光を透過しない層であればよい。拡散層は半透明であり、色は特に限定されないが、白色系統とすれば映像の色を中和することがないため、映像の色をそのまま表すことができる。

画素は、無色透明、有色透明、半透明あるいは不透明のいずれであってもよいが、画素を不透明とすれば、画素層の虚像がより鮮明になるので、奥行き感をはっきりとらえることができ、立体感がより明確になる。画素を有色不透明とした場合、色によっては画素層の虚像が明確になりすぎて、逆に映像が見えにくくなることがあるが、この場合は画素を半透明にするなり、画素の色を変えるなりして適宜調節すればよい。また、白色系統の画素とすれば、映像の色を中和することがないため、映像の色をそのまま表すことができる。

パネルの外周部分と映写部分（不透明層で囲まれた内側部分）とで、集光素及び／又は画素の大きさ、ピッチ、色、形状等を適宜変化させることにより、外周部分と映写部分とで立体感や色合いの異なるパネルを形成することが可能である。

実施例１のパネルは、透明基板の表面に集光素層を設け、該透明基板の裏面に画素層、拡散層を順次設けて構成されており、前記集光素層には、凸レンズ状の無色の集光素（レンズ寸法は0.9mm、レンズ角度は４５°）、が1mmのピッチで縦横方向に配列されており、画素層には、正方形状の白色の画素(ドット寸法は0.8mm)が、0.975mmのピッチで縦横方向に配列されている。集光素層は、無色のインキを用いて透明基板（厚さ3mmの無色透明のアクリル板）の表面にスクリーン印刷によって形成し、画素層は白色のインキを用いて透明基板の裏面にスクリーン印刷によって形成した。拡散層として、乳白色半透明のシートを画素層の上に貼って設けた（すなわち画素層より裏面側に設けた）。

また、本実施例においては、上記パネルの外周部分に光止めのための不透明層を設けた。前記不透明層はパネルの外周部分につき、拡散層の上から不透明のシートを貼ることにより設けた（すなわち、拡散層の裏面側に形成した）。

図１Ａに各層を模式的に示す。図１Ａは単に実施例１のパネルの概略を図示するものであって、集光素と画素の寸法・間隔の比は実施例１の通りではない。また、図１Cに本実施例のパネルを正面側から見た図を示す。

本実施例のパネルにおいては、画素層がパネルの奥に沈んで見えるため（図２Ａ参照。図中、破線は画素層の虚像を示す）、パネル全体が奥行きのある表現となり、パネルの裏面側からパネルの映写部分（不透明層で囲まれた内側部分）に映像を投影した場合、該映像はパネルの表面側に飛び出て見える状態となり、パネル本体の厚みをはるかに超えた立体映像となる。

本実施例においては、拡散層として半透明のシートを用いたが、拡散層は半透明のインクを画素層の上から印刷して設けても良く、またインクによる印刷とシートを併用することによって設けてもよい。また、本実施例においては、正方形状の画素を用いたが、画素の形状は三角形やハート型等、他の形状であってもよい。

実施例２のパネルは、画素層において、外周部分と映写部分（不透明層で囲まれた内側部分）とで、画素のドット寸法とピッチを変えた例である。その他の構成、すなわち透明基板の表面に集光素層を設け、透明基板の裏面に画素層、拡散層を順次設け、且つ外周部分にさらに不透明層を設けている点（拡散層の裏面側に）、及び集光素層の構成は実施例１と同様である。実施例２においては、画素層は、外周部分と映写部分とで、画素のドット寸法とピッチが異なる。外周部分は正方形状の白色の画素(ドット寸法は0.8mm)が、0.98mmのピッチで縦横方向に配列されており、映写部分では、正方形状の白色の画素(ドット寸法は0.9mm)が、1.03mmのピッチで縦横方向に配列されている。

実施例２のパネルでは、外周部分の画素層は実施例１と同様にパネルの奥に沈んで見えるが、映写部分の画素層は、パネルの表面から浮き上がって見える（図２Ｂ参照。図中、破線は画素層の虚像を示す）。実施例２のパネルの裏面側からパネルの映写部分に映像を投影した場合、映像は映写部分の画素層の虚像と外周部分の画素層の虚像との間に浮かんで見える。そのため、外周部分と映写部分の画素層とが共に浮き上がるパネルに比べ、外周部分の画素層が奥に見えることにより、一層奥行きのある表現となる。

実施例３のパネルは、外周部分に不透明層が設けられたパネルであって、パネルの外周部分は、透明基板の表面に集光素層、透明基板の裏面に画素層、不透明層を順次設けており、前記不透明層で囲まれた内側部分（映写部分）は、透明基板の表面に集光素層を、裏面に拡散層を設けて構成している。図１Ｂに各層を模式的に示す（図１Ｂは単に実施例３のパネルの概略を図示するものであって、集光素と画素の寸法・間隔の比は実施例３通りではない。）。また、図１Cに本実施例のパネルを正面側から見た図を示す。外周部分と映写部分の集光素層にはともに、凸レンズ状の無色の集光素（レンズ寸法は0.9mm）、が1mmのピッチで縦横方向に配列されており、外周部分の画素層には、正方形状の白色の画素(ドット寸法は0.8mm)が、0.97mmのピッチで縦横方向に配列されている。

実施例３のパネルでは、外周部分の画素層は実施例１と同様にパネルの奥に沈んで見えるが（図２Ｃ参照。図中、破線は画素層の虚像を示す）、映写部分には画素層が設けられていないため、画素層の虚像は出現しない。実施例３のパネルの裏面側からパネルの映写部分に映像を投影した場合、外周部が奥行きのある表現となるため、映写された映像はパネルの表面側に浮いているような立体感をもってとらえられる。

なお、本実施例においては、外周部分の画素層の次に不透明層を積層したが、不透明層は画素層より裏面側に設けられていればよいため、製造の便宜等により、画素層と不透明層との間に拡散層が挟まれていてもよい。

Ａは本発明に係るパネルの一実施例における各層の状態を模式的に示す図であり、Ｂは他の実施例における各層の状態を模式的に示す図であり、ＣはＡあるいはＢのパネルの正面図である。 パネルの裏面側からパネルに映像を投影した際の、画素層の虚像及び映像の現れ方の位置関係を示す図である。

符号の説明

１ 集光素層
２ 透明基板
３ 画素層
４ 拡散層
５ 不透明層
６ 集光素
７ 画素
８ 外周部分
９ 内側部分（映写部分）

Claims (9)

1. 裏面側から映像を映写し、該映像を表面側に立体感を持たせて見せるための映写パネルであって、該パネルは、
   透明基板の表面に集光素層を設け、且つ該透明基板の裏面に画素層、拡散層を順次設けてなり、
   前記集光素層は、一定のピッチで縦横方向に配列された無色あるいは有色透明の多数の集光素からなり、
   前記画素層は、一定のピッチで縦横方向に配列された多数の画素からなり、
   前記拡散層は、半透明の層であり、並びに
   前記集光素層のピッチと前記画素層のピッチとが異なっていることを特徴とするパネル。
2. 前記集光素層のピッチが、前記画素層のピッチより大きい、請求項１記載のパネル。
3. 前記集光素層のピッチが、前記画素層のピッチより小さい、請求項１記載のパネル。
4. 前記画素が不透明である、請求項１ないし３記載のパネル。
5. 前記集光素層の集光素が全て同大・同形状であり、前記画素層の画素が全て同大・同形状である、請求項１ないし４記載のパネル。
6. 外周部分に不透明層が設けられた、請求項１ないし５記載のパネル。
7. 前記外周部分の不透明層が、前記画素層より裏面側に形成されていることを特徴とする、請求項６記載のパネル。
8. 前記集光素層のピッチ及び／又は画素層のピッチが、前記外周部分と前記不透明層で囲まれた内側部分とで異なっている、請求項７記載のパネル。
9. 裏面側から映像を映写し、該映像を表面側に立体感を持たせて見せるための映写パネルであって、
   該パネルの外周部分は、
   透明基板の表面に集光素層を設け、且つ該透明基板の裏面に画素層、不透明層を順次設けてなり、
   前記集光素層は、一定のピッチで縦横方向に配列された無色あるいは有色透明の多数の集光素からなり、
   前記画素層は、一定のピッチで縦横方向に配列された多数の画素からなり、
   前記集光素層のピッチと前記画素層のピッチとが異なっており、
   前記不透明層で囲まれた内側部分は、
   該透明基板の表面に集光素層を設け、裏面に拡散層を設けてなり、
   前記拡散層は、半透明の層であることを特徴とするパネル。

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