JP2012013788A - 立体ディスプレイおよび立体画像提示方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プロジェクタ2から出射される光線Lnと光線制御子1との交点CP1の座標Ps、および光線Lnの拡散光と円環状視域500との交点CP2の座標Peが算出される。座標Ps,Peに基づいて、交点CP1,CP2を通る直線Lが算出される。提示すべき立体画像300と直線Lとの交点のうち、交点CP2に最も近い交点CP3の座標Paが算出される。算出された座標Pa,Peに基づいて、交点CP3から交点CP2に向けて提示すべき色が算出される。算出された色が光線Lnの色として設定される。
【選択図】図8
Description
(1−1)立体ディスプレイの構成
図1は本発明の第1の実施の形態に係る立体ディスプレイの模式的断面図である。図2は図1の立体ディスプレイの模式的平面図である。図3は図1および図2の立体ディスプレイに用いられる光線制御子の斜視図である。
図4はプロジェクタ2の動作を説明するための模式的平面図である。図4には1つのプロジェクタ2のみが示される。
図5は立体画像300の提示方法を説明するための模式的平面図である。図5においては、3つのプロジェクタ2A,2B,2Cが示される。
ここで、本実施の形態に係る立体ディスプレイにおける両眼視差の発生原理について説明する。
図8〜図10は、プロジェクタ2から出射される各光線の色の設定方法について説明するための模式的斜視図、模式的鉛直断面図および模式的平面図である。ここでは、1つのプロジェクタ2から出射される任意の光線Lnの色の設定方法について説明する。図8〜図10においては、建物の立体画像300が示される。
制御装置3は、図8〜図10に示した方法に従って、各プロジェクタ2から照射される光線の色を算出する。図12は、制御装置3の動作を示すフローチャートである。
本実施の形態に係る立体ディスプレイにおいては、各プロジェクタ2から出射される各光線と円環状視域500との交点の座標が算出され、算出された交点から各光線を逆に辿ることによって各光線に色が設定される。それにより、提示すべき立体画像に応じて各光線に適正に色を設定することができる。その結果、自然でかつ精細な立体画像を観察者10に提示することができる。
本発明の第2の実施の形態に係る立体ディスプレイについて、上記第1の実施の形態と異なる点を説明する。
図13は本発明の第1の実施の形態に係る立体ディスプレイの模式的断面図である。図14は図13の立体ディスプレイの模式的平面図である。
図15は立体画像300の提示方法を説明するための模式的平面図である。図15においては、1つのプロジェクタ2が示される。
本実施の形態に係る立体ディスプレイにおいても、各プロジェクタ2から出射される各光線と円環状視域500との交点の座標が算出され、算出された交点から各光線を逆に辿ることによって各光線に色が設定される。それにより、提示すべき立体画像に応じて各光線に適正に色を設定することができる。その結果、自然でかつ精細な立体画像を観察者10に提示することができる。
本発明の第3の実施の形態に係る立体ディスプレイについて、上記第2の実施の形態と異なる点を説明する。
図16は本発明の第2の実施の形態に係る立体ディスプレイの模式的断面図である。図17は図16の立体ディスプレイの模式的平面図である。
本実施の形態に係る立体ディスプレイにおいても、各プロジェクタ2から出射される各光線と円環状視域500との交点の座標が算出され、算出された交点から各光線を逆に辿ることによって各光線に色が設定される。それにより、提示すべき立体画像に応じて各光線に適正に色を設定することができる。その結果、自然でかつ精細な立体画像を観察者10に提示することができる。
(a)上記の第1〜第3の実施の形態では、光線制御子1がテーブル5の天板51に固定されているが、モータ等の回転駆動装置を用いることにより光線制御子1を軸Cの周りで回転させてもよい。例えば、光線制御子1がN錐体(Nは3以上の整数)からなる場合または複数のシートを貼り合わせることにより作製される場合には、光線制御子1のつなぎ目での光学性能の乱れが生じる。そのような場合、光線制御子1を軸Cの周りで回転させることにより、つなぎ目での光学性能の乱れが平均化される。その結果、提示される立体画像300の画質にむらが生じることが防止される。
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
2,2A,2B,2C,2a,2b,2c,2d プロジェクタ
3 制御装置
4 記憶装置
5 テーブル
20 投影中心点
51 天板
52 脚
6 回転モジュール
61 モータ
62 回転軸
63 回転台
64 スリップリング
65 ロータリエンコーダ
7 ミラー
10 観察者
100,300 立体画像
100R 右眼
100L 左眼
500 円環状視域
CP1,CP2,CP3 交点
Fn 鉛直面
Fp 投影面
IA0,IB0,IC0,PR,PG,E,E’,I1〜I4,P1〜P3,PS,IG0〜IG2,IR0〜IR2 位置
L1〜L11,La,Lb,Lc,Ld,Ln,LA0,LB0,LC0,LA1,LB1,LC1,L31〜L33,LG0〜LG2,LR0〜LR2 光線
OL 光軸
P31,P32,Pa,Pb,Pc,Pd 点
Claims (6)
- 立体形状データに基づいて立体画像を提示するための立体ディスプレイであって、
錐体形状または柱体形状を有するとともに前記錐体形状または前記柱体形状の底部が基準面上に開口するように配置される光線制御子と、
前記基準面の下方でかつ前記光線制御子の外側から複数の光線からなる光線群を前記光線制御子の外周面に照射するように前記光線制御子の周囲に配置された光線発生器と、
前記立体形状データに基づいて、前記複数の光線発生器により発生される光線群により立体画像が提示されるように前記光線発生器を制御する制御手段とを備え、
前記光線制御子は、前記光線発生器により照射された各光線を周方向において拡散させずに透過させるとともに稜線方向において拡散させて透過させるように形成され、
前記制御手段は、前記光線発生器により発生される各光線が前記光線制御子の外周面に交差する第1の交点と、前記光線制御子を透過して前記光線制御子で拡散する光線が観察位置の範囲を表す視域に交差する第2の交点とを通る直線を取得し、取得された直線が提示されるべき立体画像と交差する第3の交点の位置を算出し、前記第3の交点における前記提示されるべき立体画像の色を前記光線の色として設定するとともに、それぞれ設定された色を有する複数の光線からなる光線群を発生するように前記光線発生器を制御することを特徴とする立体ディスプレイ。 - 前記光線発生器は、前記光線群を出射する出射点をそれぞれ有し、
前記視域は、前記光線制御子の軸を中心としかつ前記軸に垂直な円環状視域であり、
前記制御手段は、前記出射点および前記第1の交点を通りかつ前記軸に平行な面を算出し、前記面と前記円環状視域との交点の位置を前記第2の交点の位置として算出することを特徴とする請求項1記載の立体ディスプレイ。 - 前記制御手段は、前記第1および第2の交点を通る直線が前記提示されるべき立体画像と複数の点で交差する場合に、前記第2の交点に最も近い交点の位置を前記第3の交点の位置として算出することを特徴とする請求項1または2記載の立体ディスプレイ。
- 前記基準面は、テーブルの天板の上面であり、前記天板は開口部を有し、前記光線制御子は、前記天板の前記開口部に嵌め込まれたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の立体ディスプレイ。
- 前記光線発生器は1または複数のプロジェクタを含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の立体ディスプレイ。
- 立体形状データに基づいて立体ディスプレイにおいて立体画像を提示する立体画像提示方法であって、
前記立体ディスプレイは、錐体形状または柱体形状を有するとともに前記錐体形状または前記柱体形状の底部が基準面上に開口するように配置される光線制御子と、基準面の下方でかつ前記光線制御子の外側から複数の光線からなる光線群を前記光線制御子の外周面に照射するように前記光線制御子の周囲に配置された光線発生器とを備え、
前記光線制御子は、前記光線発生器により照射された各光線を周方向において拡散させずに透過させるとともに稜線方向において拡散させて透過させるように形成され、
前記立体画像提示方法は、
前記光線発生器により発生されるべき複数の光線にそれぞれ色を設定するステップと、
前記光線発生器から前記光線制御子の外周面にそれぞれ設定された色を有する複数の光線を照射するステップとを備え、
前記設定するステップは、
前記光線発生器により発生される各光線が前記光線制御子の外周面に交差する第1の交点の位置と、前記光線制御子を透過して前記光線制御子で拡散する光線が観察位置の範囲を表す視域に交差する第2の交点とを通る直線を取得するステップと、
前記算出された直線が提示されるべき立体画像と交差する第3の交点の位置を算出するステップと、
前記第3の交点における前記提示されるべき立体画像の色を前記光線の色として設定するステップとを含むことを特徴とする立体画像提示方法。
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