JP2013522655A

JP2013522655A - 多層映像表示装置

Info

Publication number: JP2013522655A
Application number: JP2012556015A
Authority: JP
Inventors: ヨンビオンキム; ヤンラエキム
Original assignee: Tovis Co Ltd
Current assignee: Tovis Co Ltd
Priority date: 2010-03-04
Filing date: 2011-03-02
Publication date: 2013-06-13
Also published as: EP2535762A4; KR20110100538A; US20120320049A1; WO2011108849A3; EP2535762A2; WO2011108849A2

Abstract

【課題】本発明は、多層の２次元イメージを重ねて深度を持つ多層イメージを具現するための多層映像表示装置に関する。本発明によれば、スクリーンとプロジェクターを利用することによって、ディスプレイに形成される格子縞を根本的に除去して互いに異なるピクセルパターンの干渉による干渉縞の発生（モアレ現象）を防止することができ、別途の拡散層を形成しなくてもよいため、多層映像表示装置の組み立て工程がより簡単になることができる。
【解決手段】本発明よる多層映像表示装置は、多層の２次元イメージを重ねて深度を持つ多層イメージを具現するための多層映像表示装置であって、前後方向に互いに重なるように配置される複数のスクリーン、および前記複数のスクリーンに一つ以上の２次元イメージが選択的に投射されるように前記複数のスクリーンの後に配置される一つ以上のプロジェクターを含む。
【選択図】図４

Description

本発明は、多層の２次元イメージを重ねて深度を持つ多層イメージを具現するための多層映像表示装置に関する。

従来、深度を持つ多層イメージを具現するために複数の液晶ディスプレイ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）パネルを重ねる方式が紹介されている。

この場合、重なった液晶ディスプレイパネルの間の干渉により木目模様や波模様などのノイズ（干渉縞）が発生するという問題点がある。つまり、ピクセルによる格子縞を有する複数の液晶ディスプレイパネルが互いに近距離に位置するように配置されると、モアレ（Ｍｏｉｒｅ）現象によるノイズが発生する。

このようなノイズの発生を防止するための技術が知られており、例えば、大韓民国登録特許公報第１０−０６１４４１９号（出願人：ディップ・ビデオ・イメージング・リミッテッド、名称：多層ディスプレイ）では、二つの液晶ディスプレイパネルの間に光を若干拡散する拡散層（ｄｉｆｆｕｓｅｌａｙｅｒ）を配置することによって、液晶ディスプレイパネルの重なりにより発生するノイズを除去する技術が開示されている。

しかしながら、二つの液晶ディスプレイパネルの間に拡散層を配置する場合、二つの液晶ディスプレイパネルの間に拡散層を配置した後に組み立てる過程が必要であるため、組み立て過程が煩わしく、生産性が低下するという問題があった。また、拡散層を通じて後面液晶ディスプレイの格子縞を拡散させてノイズの発生を低減させることでは、ノイズの発生を根本的に除去することができなかった。

大韓民国登録特許公報第１０−０６１４４１９号

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、重なったディスプレイの間の干渉により発生するノイズを除去すると同時に組み立てが容易な多層映像表示装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、多層イメージが多様な深度に形成されるように具現され得る多層映像表示装置を提供することにある。

前記課題を達成するための本発明の一実施形態による多層映像表示装置は、多層の２次元イメージを重ねて深度を持つ多層イメージを具現するための多層映像表示装置であって、前後方向に互いに重なるように配置される複数のスクリーン、および前記複数のスクリーンに一つ以上の２次元イメージが選択的に投射されるように前記複数のスクリーンの後に配置される一つ以上のプロジェクターを含む。

前記複数のスクリーンは、選択的にオン（Ｏｎ）され、前記一つ以上のプロジェクターは、選択的にオンされたスクリーンに焦点が合うように前記複数のスクリーンと同期化することができる。

前記一つ以上のプロジェクターのうちの一つ以上は、前記複数のスクリーンのうちの二つ以上にそれぞれ異なる２次元イメージが同時に形成されるように前記複数のスクリーンのうちの二つ以上にそれぞれ異なる２次元イメージを交互に投射することができる。

前記複数のスクリーンは、後面投射方式透明スクリーンであってもよい。

前記一つ以上のプロジェクターは、ＬＣＯＳ方式またはＤＬＰ方式であってもよい。

前記複数のスクリーンは、ＰＤＬＣ類型またはＰＳＣＴ類型であってもよい。

本発明によれば、スクリーンとプロジェクターを利用することによって、ディスプレイに形成される格子縞を根本的に除去して互いに異なるピクセルパターンの干渉による干渉縞の発生（モアレ現象）を防止することができ、別途の拡散層を形成しなくてもよいため、多層映像表示装置の組み立て工程がより簡単になる。

また、一つ以上のプロジェクターを利用して複数のスクリーンに一つ以上の２次元イメージが選択的に投射されるようにすることによって、多層イメージが多様な深度に形成されるように具現され得る。

本発明の一実施形態による多層映像表示装置の第１駆動例を示す概略的な側面図である。本発明の一実施形態による多層映像表示装置の第２駆動例を示す概略的な側面図である。本発明の一実施形態による多層映像表示装置の第３駆動例を示す概略的な側面図である。本発明の一実施形態による多層映像表示装置の第１駆動例を示す概略的な斜視図である。本発明の一実施形態による多層映像表示装置の第２駆動例を示す概略的な斜視図である。本発明の一実施形態による多層映像表示装置の第３駆動例を示す概略的な斜視図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳しく説明する。

図１は、本発明の一実施形態による多層映像表示装置の第１駆動例を示す概略的な側面図であり、図２は、本発明の一実施形態による多層映像表示装置の第２駆動例を示す概略的な側面図であり、図３は、本発明の一実施形態による多層映像表示装置の第３駆動例を示す概略的な側面図である。

また、図４は、本発明の一実施形態による多層映像表示装置の第１駆動例を示す概略的な斜視図であり、図５は、本発明の一実施形態による多層映像表示装置の第２駆動例を示す概略的な斜視図であり、図６は、本発明の一実施形態による多層映像表示装置の第３駆動例を示す概略的な斜視図である。

図１〜図３に示されているように、本発明の一実施形態による多層映像表示装置１００は、多層の２次元イメージを重ねて深度を持つ多層イメージを具現するための多層映像表示装置であって、前後方向に互いに重なるように配置される複数のスクリーン１３０、および複数のスクリーン１３０の後面に一つ以上の２次元イメージ１１１、１１３、１１５、１２５が選択的に投射されるように複数のスクリーン１３０の後に配置される一つ以上のプロジェクター１１０、１２０を含む。

既存の多層イメージの具現のための複数の液晶ディスプレイパネルの重なり方式の場合、重なった液晶ディスプレイパネルの間の干渉により木目模様や波模様などのノイズ（干渉縞）が発生するという問題点があった。このようなノイズの発生を防止するために、二つの液晶ディスプレイパネルの間に光を若干拡散する拡散層（ｄｉｆｆｕｓｅｌａｙｅｒ）を配置する技術が紹介されたが、二つの液晶ディスプレイパネルの間に拡散層を配置する場合、組み立て過程が煩わしく、生産性が低下する。また、拡散層を通じて後面液晶ディスプレイの格子縞を拡散させて干渉縞（ノイズ）の発生を低減させることでは、干渉縞の発生を根本的に除去することはできなかった。

これに対し、本発明の一実施形態による多層映像表示装置１００は、二つのディスプレイの代わりに複数のスクリーン１３０を使用し、バックライトユニット（ｂａｃｋｌｉｇｈｔｕｎｉｔ）を一つ以上のプロジェクター１１０，１２０に代替して、干渉縞の問題点を根本的に解決しながら組み立て過程も簡素化しようとした。

つまり、既存の多層映像表示装置の場合、重なった二つの液晶表示装置の互いに異なるピクセルパターン（ｐｉｘｅｌｐａｔｔｅｒｎ）により干渉縞ができるようになるが、複数のスクリーン１３０は自主的にピクセルが形成されているのではなく、複数のプロジェクター１１０、１２０からイメージを投射されて見せる方式であるため、ピクセルパターン（格子縞）が形成されない。二つの液晶ディスプレイパネルの間に光を若干拡散する拡散層（ｄｉｆｆｕｓｅｌａｙｅｒ）を配置する場合には、干渉縞の発生を弱化させる程度の効果があるが、本発明の場合、互いに異なるピクセルパターンの重なり自体がなくなるため、干渉縞の発生を完全に除去することができる。

例えば、図１〜図６に示されているように、複数のスクリーン１３０の個数は３個であり、一つ以上のプロジェクター１１０、１２０の個数は２個であってもよい。これをそれぞれ第１スクリーン１３１、第２スクリーン１３３、第３スクリーン１３５、第１プロジェクター１１０、そして第２プロジェクター１２０という。一つ以上のプロジェクター１１０、１２０は、このような複数のスクリーン１３１、１３３、１３５のうちの一つ以上を必要に応じて選択して一つ以上の２次元イメージを投射することができる。

例えば図１および図４を参照すれば、第１プロジェクター１１０は第１スクリーン１３１に２次元イメージ１１１を投射し、第２プロジェクター１２０は第３スクリーン１３５に２次元イメージ１２５を投射することができる。この場合、第３スクリーン１３５に投射された２次元イメージ１２５に対して第１スクリーン１３１に投射された２次元イメージ１１１が深く形成されるため、多層イメージの深度感が深くなり得る。

また、図２および図５を参照すれば、第１プロジェクター１１０は第２スクリーン１３３に２次元イメージ１１３を投射し、第２プロジェクター１２０は第３スクリーン１３５に２次元イメージ１２５を投射することができる。そして、図３および図６を参照すれば、第１プロジェクター１１０と第２プロジェクター１２０が共に第３スクリーン１３５にそれぞれ２次元イメージ１１５、１２５を投射することができる。この場合、第３スクリーン１３５に２つの２次元イメージ１１５、１２５が共に投射されるため、多層イメージの深度感が浅くなり得る。

第２プロジェクター１２０は、第３スクリーン１３５にのみ２次元イメージ１２５を投射するものを例に挙げたが、第２プロジェクター１２０も第１プロジェクター１１０と同様に多層イメージの具現に必要に応じて第１スクリーン１３１や第２スクリーン１３３に２次元イメージを投射することができる。

図４〜図６を参照して本発明の一実施形態による多層映像表示装置１００の駆動例を段階的に考察すれば、第３スクリーン１３５には第２プロジェクター１２０の投射により背景を示す２次元イメージ１２５が形成された状態で、第１プロジェクター１１０がヒトが遠距離で歩いてくる２次元イメージ１１１を第１スクリーン１３１に投射する第１駆動例（図４）、第１プロジェクター１１０がヒトが中間距離で歩いてくる２次元イメージ１１３を第２スクリーン１３３に投射する第２駆動例（図５）、そして第１プロジェクター１１０がヒトが近距離で歩いてくる２次元イメージ１１５を第３スクリーン１３５に投射する第３駆動例（図６）によって、ヒトが遠距離から近距離に歩いてくる映像を具現するに当たって、よりリアルな深度感を演出することができるようになる。

この時、一つ以上のプロジェクター１１０、１２０は、ＬＣＯＳ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＯｎＳｉｌｉｃｏｎ）方式またはＤＬＰ（ＤｉｇｉｔａｌＬｉｇｈｔＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）方式であってもよい。

サイズが相対的に過度に大きく、高い値段と重い重量により普遍的な使用には適さないＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄＲａｙＴｕｂｅ）方式を除くと、プロジェクターは投射方式に応じて大きくＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）方式、ＬＣＯＳ方式、そしてＤＬＰ方式に分類することができる。このうちＬＣＤ方式の場合、液晶表示装置と類似するようにピクセルパターンによる格子縞が形成されることから、ノイズが発生し得るため、本発明に適用しないことが好ましい。

また、図示されてはいないが、本発明の一実施形態による多層映像表示装置１００には、通常のスクリーンおよびプロジェクター装置を実現するための各種部品が含まれ得る。

複数のスクリーン１３０は、前方から見る時、互いに重ねられて見えるように配置される。この時、複数のスクリーン１３０で具現された映像が深度を持って互いに重なるように複数のスクリーン１３０は互いに若干離隔した状態に固定され得る。図面には複数のスクリーン１３０を互いに固定するフレーム（ｆｒａｍｅ）などは省略されている。

このように複数のスクリーン１３０と一つ以上のプロジェクター１１０、１２０を利用することによって、ディスプレイに形成される格子縞を根本的に除去して互いに異なるピクセルパターンの干渉による干渉縞の発生（モアレ現象）を防止することができ、別途の拡散層を形成しなくてもよいため、多層映像表示装置の組み立て工程がより簡単になることができる。

また、複数のスクリーン１３０は、選択的にオン（Ｏｎ）され、一つ以上のプロジェクター１１０、１２０は、選択的にオンされたスクリーンに焦点が合うように複数のスクリーン１３０と同期化することができる。

例えば、図１〜図６を参照すれば、第１駆動例（図１、図４）では、複数のスクリーン１３０のうち、第１スクリーン１３１と第３スクリーン１３５が選択的にオンされ、第２スクリーン１３３はオフ（Ｏｆｆ、一般に透明な状態を意味する）されていることが好ましい。このように第１スクリーン１３１と第３スクリーン１３５が選択的にオンされた場合、第１プロジェクター１１０は第１スクリーン１３１に２次元イメージ１１１の像が明確に投射され、第２プロジェクター１２０は第３スクリーン１３１に２次元イメージ１２５の像が明確に投射されるように焦点が調整され、このような調整は第１プロジェクター１１０および第２プロジェクター１２０と複数のスクリーン１３０との間の同期化により可能になり得る。また、第２駆動例（図２、図５）では、複数のスクリーン１３０のうち、第２スクリーン１３３と第３スクリーン１３５が選択的にオンされ、第１プロジェクター１１０および第２プロジェクター１２０の焦点はそれぞれ第２スクリーン１３３および第３スクリーン１３５に合うように調整されるだろう。第３段階（図３、図６）も同様に考えられる。

スクリーンの選択的なオン／オフのために、複数のスクリーン１３０は、ＰＤＬＣ（ＰｏｌｙｍｅｒＤｉｓｐｅｒｓｅｄＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ）類型またはＰＳＣＴ（ＰｏｌｙｍｅｒＳｔａｂｉｌｉｚｅｄＣｈｏｌｅｓｔｅｒｉｃＴｅｘｔｕｒｅｓ）類型であってもよい。

ＰＤＬＣ類型のスクリーンは、固体重合体結合で分散した小さい滴で構成されている。駆動電圧がオフの状態である時には、このような小さい滴が無秩序に配列されて、滴と重合体との屈折により障害を受けて光が散乱され、駆動電圧がオンの状態である時は、小さい滴が一列に配列されて屈折率の差異を減らすため、スクリーンは光を透過するようになる。図１および図４を参照して例を挙げると、第１スクリーン１３１と第３スクリーン１３５が選択的にオンされるようにするためには、第２スクリーン１３３にのみ駆動電圧をかければよい。つまり、当該スクリーンの駆動電圧が選択的にオフされると、当該スクリーンは２次元イメージ１１１、１２５が投射され得る状態に選択的にオンされる方式である。

また、ＰＳＣＴ類型のスクリーンは、強い電場を印加すると液晶がほとんど垂直的な構造を有するようになり、入射される光を透過させる類型である。図２および図５を参照して例を挙げると、第２スクリーン１３３と第３スクリーン１３５が選択的にオンされるようにするためには、第１スクリーン１３１にのみ強い電場を印加すればよい。つまり、当該スクリーンに印加される電場が選択的にオフされると、当該スクリーンは２次元イメージ１１３、１２５が投射され得る状態に選択的にオンされる方式である。

また、複数のスクリーン１３０は、一つ以上の２次元イメージのうち、同一帯域に投射される２次元イメージに対して選択的にオンされ得る。

例えば、図１および図４のように、第１プロジェクター１１０で投射される２次元イメージは第１スクリーン１３１に形成され、第２プロジェクター１２０で投射される２次元イメージは第３スクリーン１３５に形成されるように、第１スクリーン１３１と第３スクリーン１３５がそれぞれ第１プロジェクター１１０と第２プロジェクター１２０に対して選択的にオンされるようにする場合を考察する。この場合、第１スクリーン１３１の帯域と第１プロジェクター１１０で投射される２次元イメージ１１１の帯域とを同一にし、第３スクリーン１３５の帯域と第２プロジェクター１１０で投射される２次元イメージ１２５の帯域とを同一にすると、第１スクリーン１３１と第３スクリーン１３５がそれぞれ第１プロジェクター１１０と第２プロジェクター１２０に対して選択的にオンされ得る。

また、図３および図６のように、第１プロジェクター１１０で投射される２次元イメージと第２プロジェクター１２０で投射される２次元イメージが共に第３スクリーン１３５に形成されるようにするためには、第３スクリーン１３５および第１プロジェクター１１０と第２プロジェクター１２０で投射される２次元イメージ１２５の帯域とを同一にすると、第３スクリーン１３５が第１プロジェクター１１０と第２プロジェクター１２０に対して選択的にオンされ得る。

一方、一つ以上のプロジェクター１１０、１２０のうちの一つ以上は、複数のスクリーン１３０のうちの二つ以上にそれぞれ異なる２次元イメージが同時に形成されるように複数のスクリーン１３０のうちの二つ以上にそれぞれ異なる２次元イメージを交互に投射することができる。この時、それぞれ異なる２次元イメージがそれぞれ異なるスクリーンに同時に形成されるように見せるためには、高速に交互投射されることが有利である。例えば、それぞれ異なる２次元イメージが共にそれぞれのスクリーンで必要に応じて要求される秒当たりのフレーム以上になるように高速に交互投射されることが好ましい。

例えば、図４〜図５で、第１プロジェクター１１０と第２プロジェクター１２０のうち、第１プロジェクター１１０のみ備えられる場合に仮定してみる。図４で第１プロジェクター１１０は、第１スクリーン１３１と第３スクリーン１３５にそれぞれ互いに異なる２次元イメージ１１１、１２５を速い速度に交互投射して二台のプロジェクター１１０、１２０により行われ得る動作を行うことができる。同様に、図５で第１プロジェクター１１０は、第２スクリーン１３３と第３スクリーン１３５にそれぞれ互いに異なる２次元イメージ１１３、１２５を速い速度で交互投射して二台のプロジェクター１１０、１２０により行われ得る動作を行うことができる。

つまり、一つ以上のプロジェクター１１０、１２０は、必要に応じて一つのプロジェクターのみで構成されてもよく、一つのプロジェクターのみでも高速の交互投射により多層映像イメージを具現することができる。

複数のスクリーン１３０は、後面投射方式透明スクリーンであってもよい。

つまり、複数のスクリーン１３０は、後に配置された一つ以上のプロジェクター１１０、１２０から２次元イメージを投射されてこれを前方で見ることができるようにする後面投射方式の透明スクリーンであってもよい。

このように一つ以上のプロジェクター１１０、１２０を利用して複数のスクリーン１３０に一つ以上の２次元イメージが選択的に投射されるようにすることによって、多層イメージが多様な深度に形成されるように具現され得る。

以上で本発明の実施形態を説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、本発明の実施形態から本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者により容易に変更されて均等であると認められる範囲のすべての変更および修正を含む。

本発明は、多層映像表示装置に関するものであって、各種ディスプレイに適用され得るため、産業上の利用可能性がある。

１００… 多層映像表示装置
１１０、１２０…プロジェクター
１１１、１１３、１１５、１２５…２次元イメージ
１３０、１３１、１３３、１３５…スクリーン

例えば、図１〜図６を参照すれば、第１駆動例（図１、図４）では、複数のスクリーン１３０のうち、第１スクリーン１３１と第３スクリーン１３５が選択的にオンされ、第２スクリーン１３３はオフ（Ｏｆｆ、一般に透明な状態を意味する）されていることが好ましい。このように第１スクリーン１３１と第３スクリーン１３５が選択的にオンされた場合、第１プロジェクター１１０は第１スクリーン１３１に２次元イメージ１１１の像が明確に投射され、第２プロジェクター１２０は第３スクリーン１３５に２次元イメージ１２５の像が明確に投射されるように焦点が調整され、このような調整は第１プロジェクター１１０および第２プロジェクター１２０と複数のスクリーン１３０との間の同期化により可能になり得る。また、第２駆動例（図２、図５）では、複数のスクリーン１３０のうち、第２スクリーン１３３と第３スクリーン１３５が選択的にオンされ、第１プロジェクター１１０および第２プロジェクター１２０の焦点はそれぞれ第２スクリーン１３３および第３スクリーン１３５に合うように調整されるだろう。第３段階（図３、図６）も同様に考えられる。

例えば、図１および図４のように、第１プロジェクター１１０で投射される２次元イメージは第１スクリーン１３１に形成され、第２プロジェクター１２０で投射される２次元イメージは第３スクリーン１３５に形成されるように、第１スクリーン１３１と第３スクリーン１３５がそれぞれ第１プロジェクター１１０と第２プロジェクター１２０に対して選択的にオンされるようにする場合を考察する。この場合、第１スクリーン１３１の帯域と第１プロジェクター１１０で投射される２次元イメージ１１１の帯域とを同一にし、第３スクリーン１３５の帯域と第２プロジェクター１２０で投射される２次元イメージ１２５の帯域とを同一にすると、第１スクリーン１３１と第３スクリーン１３５がそれぞれ第１プロジェクター１１０と第２プロジェクター１２０に対して選択的にオンされ得る。

Claims

多層の２次元イメージを重ねて深度を持つ多層イメージを具現するための多層映像表示装置であって、
前後方向に互いに重なるように配置される複数のスクリーン、および
前記複数のスクリーンに一つ以上の２次元イメージが選択的に投射されるように前記複数のスクリーンの後に配置される一つ以上のプロジェクターを含む、多層映像表示装置。
前記複数のスクリーンは、選択的にオンされ、
前記一つ以上のプロジェクターは、選択的にオンされたスクリーンに焦点が合うように前記複数のスクリーンと同期化する、請求項１に記載の多層映像表示装置。
前記一つ以上のプロジェクターのうちの一つ以上は、前記複数のスクリーンのうちの二つ以上にそれぞれ異なる２次元イメージが同時に形成されるように前記複数のスクリーンのうちの二つ以上にそれぞれ異なる２次元イメージを交互に投射する、請求項１に記載の多層映像表示装置。
前記複数のスクリーンは、後面投射方式透明スクリーンである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の多層映像表示装置。
前記一つ以上のプロジェクターは、ＬＣＯＳ方式またはＤＬＰ方式である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の多層映像表示装置。
前記複数のスクリーンは、ＰＤＬＣ類型またはＰＳＣＴ類型である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の多層映像表示装置。