JP2014134682A - Three-dimensional image display method - Google Patents
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本発明は三次元表示装置に係り、数少ないマイクロ凸レンズ二次元アレイと感光体の組み合わせ、または、数少ないマイクロプロジェクタで三次元画像を表示する方法に関する。 The present invention relates to a three-dimensional display device, and more particularly to a combination of a few micro convex lens two-dimensional arrays and a photoreceptor, or a method for displaying a three-dimensional image with a few micro projectors.
マイクロ凸レンズ二次元アレイと感光体を組み合わせると、三次元的な光線の記録再生能力があることを、フランスのM.G.Lippmannが見いだし、1908年に論文として提案した。現在この方法は“IP”(Integral Photography)と呼ばれている。 The combination of a micro-convex lens two-dimensional array and a photoconductor has the ability to record and reproduce three-dimensional light rays. G. Lippmann found and proposed in 1908 as a paper. This method is currently called “IP” (Integral Photography).
また、特許文献1に、「光ビームを二次元走査し空中に投影する基本ユニットを複数個二次元的に配列するとともに、該各基本ユニットに所定の画像信号を入力し、二次元走査の動きに対応して該ビーム光源を輝度変調することを特徴とする三次元画像表示装置」が提案されていて、従来のレンズアレイを用いたインテグラルフォトグラフィでは不可避なレンズの収差をなくすことが可能である。
前述の、Integral Photography(フランスのM.G.Lippmannが提案した、マイクロ凸レンズ二次元アレイと感光体を組み合わせた三次元画像記録再生方式)が優れた三次元画像表示能力を持っていることはよく知られているが、マイクロ凸レンズを二次元に並べるとともに、該レンズ背面の各々に微小二次元画像を配する必要があり、非常に構造が複雑であるという問題があった。 The above-mentioned Integral Photography (a three-dimensional image recording / reproducing system combining a micro-convex lens two-dimensional array and a photoreceptor, proposed by MG Lipmanmann, France) has an excellent three-dimensional image display capability. As is known, it is necessary to arrange micro convex lenses two-dimensionally and to arrange a micro two-dimensional image on each of the rear surfaces of the lens, which causes a problem that the structure is very complicated.
また、特許文献1では、「光ビームを二次元走査し空中に投影する基本ユニットを複数個二次元的に配列するとともに、該各基本ユニットに所定の画像信号を入力し、二次元走査の動きに対応して該ビーム光源を輝度変調することを特徴とする三次元画像表示装置」が提案されていて、従来のレンズアレイを用いたインテグラルフォトグラフィでは不可避なレンズの収差をなくすことが可能であるが、前記Integral Photographyと同様に基本ユニットを複数個二次元的に配列する必要があり、構造が複雑だという問題があった。
Further, in
本発明では、鏡を組合せることにより、マイクロ凸レンズ一次元アレイと感光体の組み合わせ、または、基本ユニットを一次元的に配列し、該マイクロ凸レンズ一次元アレイと該感光体の組み合わせ、または、該基本ユニットの数を劇的に減少させる三次元画像表示を提供することにある。 In the present invention, a combination of a micro-convex lens one-dimensional array and a photoreceptor, or a basic unit is arranged one-dimensionally by combining a mirror, and a combination of the micro-convex lens one-dimensional array and the photoreceptor, or It is to provide a three-dimensional image display that dramatically reduces the number of basic units.
上記課題を解決するために、本発明では以下の手段を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention provides the following means.
本発明では、鏡を組合せることにより、マイクロ凸レンズアレイと感光体の組み合わせ、または、基本ユニットを一次元的に配列するとともに、複数の平面鏡またはシリンドリカル凹面鏡を組合せることにより、マイクロ凸レンズアレイと該感光体の組み合わせ、または、基本ユニットは一元的に並んでいるにもかかわらず、鏡に反射した画像を観察することで、あたかも二次元配列であるかのように表示する。 In the present invention, a combination of a micro-convex lens array and a photoreceptor, or a basic unit is arranged one-dimensionally by combining a mirror, and a plurality of plane mirrors or cylindrical concave mirrors are combined to form the micro-convex lens array and the The combination of the photoconductors or the basic units are arranged in a unified manner, but the image reflected on the mirror is observed, so that it is displayed as if it is a two-dimensional array.
本発明では、鏡を組合せることにより、マイクロ凸レンズ一次元アレイと感光体の組み合わせ、または、基本ユニットを一次元的に配列し、該マイクロ凸レンズ一次元アレイと該感光体の組み合わせ、または、該基本ユニットの数を劇的に減少させる三次元画像表示を提供する。 In the present invention, a combination of a micro-convex lens one-dimensional array and a photoreceptor, or a basic unit is arranged one-dimensionally by combining a mirror, and a combination of the micro-convex lens one-dimensional array and the photoreceptor, or Provides a 3D image display that dramatically reduces the number of basic units.
以下、図面を用いて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、従来のIntegral Photography(フランスのM.G.Lippmannが提案した、マイクロ凸レンズ二次元アレイと感光体を組み合わせた三次元画像記録再生方式)により、頂点A、B、Cを持つある三次元像7を表示している様子を示した図である。
FIG. 1 shows a certain tertiary having vertices A, B, and C by conventional Integral Photography (a three-dimensional image recording / reproducing method combining a micro-convex lens two-dimensional array and a photoreceptor proposed by MG Lipmanmann, France). It is the figure which showed a mode that the
ここに、1はマイクロ凸レンズ二次元アレイ、2は該マイクロ凸レンズ二次元アレイの焦点面に置かれた平面ディスプレイで、該平面ディスプレイには該マイクロ凸レンズ二次元アレイの各レンズで投射される各平面画像で3’a、3’b、3’c・・・が表示されていて、全体画像はG3’、4はバックライトである。 Here, 1 is a two-dimensional array of micro-convex lenses, 2 is a flat display placed on the focal plane of the two-dimensional array of micro-convex lenses, and each plane projected by each lens of the two-dimensional array of micro-convex lenses on the flat display 3′a, 3′b, 3′c... Are displayed in the image, and the entire image is G3 ′ and 4 is a backlight.
図2は、前記マイクロ凸レンズ二次元アレイ、平面ディスプレイ、バックライトからなるIntegral Photographyの斜視図であり、マイクロ凸レンズ二次元アレイ、その各レンズに対応した平面画像の数は多く、複雑である。 FIG. 2 is a perspective view of Integral Photography comprising the micro convex lens two-dimensional array, a flat display, and a backlight. The micro convex lens two-dimensional array and the number of planar images corresponding to each lens are large and complicated.
図3は、特許文献1に説明したように、Integral Photographyはマイクロプロジェクタの集合と考えることができることを説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining that Integral Photography can be considered as a set of microprojectors, as described in
ここに、1’は該マイクロプロジェクタの投影レンズ、3’は該マイクロプロジェクタの平面画像、4’は該マイクロプロジェクタの光源である。 Here, 1 'is a projection lens of the microprojector, 3' is a planar image of the microprojector, and 4 'is a light source of the microprojector.
Integral Photographyでは、マイクロ凸レンズを二次元に並べるとともに、該レンズ背面の各々に微小二次元画像を配する必要があるし、基本ユニットを複数個二次元的に配列する必要があり、構造が複雑だという問題があった。 In Integral Photography, it is necessary to arrange micro-convex lenses in two dimensions, and to arrange a micro two-dimensional image on each of the back surfaces of the lenses, and to arrange a plurality of basic units in two dimensions, and the structure is complicated. There was a problem.
図4は、本発明に用いる横一列レンズアレイ1”と平面ディスプレイ2”、バックライト4”を示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing a horizontal
図5は、図4に示したものと同様の光線群を射出する横一列に配列したマイクロプロジェクタアレイPa、Pb、Pc・・・を示した図である。 FIG. 5 is a diagram showing micro projector arrays Pa, Pb, Pc... Arranged in a horizontal row that emits a light beam group similar to that shown in FIG.
図6に示す該横一列配置のマイクロプロジェクタアレイGpは、上下左右に異なる光線を射出可能なので、該各平面鏡Ma、Mb、Mc・・・には異なる光線を到達させることができ、視点Vpから見た見かけ上の二次元配置プロジェクタアレイI−GP−a、I−Gp−b、I−Bp−c・・・から視点には異なる光線が到達しうるので、従来例の二次元配置プロジェクタアレイと同様の三次元画像を観察することができる。 Since the micro projector array Gp arranged in a horizontal row shown in FIG. 6 can emit different light beams in the vertical and horizontal directions, different light beams can reach each of the plane mirrors Ma, Mb, Mc. Since the apparent two-dimensionally arranged projector arrays I-GP-a, I-Gp-b, I-Bp-c,..., Different rays can reach the viewpoint, the conventional two-dimensionally arranged projector array. The same three-dimensional image can be observed.
ここに、視点Vpは左右(図の紙面に直交する方向)に移動は可能である。 Here, the viewpoint Vp can be moved left and right (in a direction perpendicular to the drawing sheet).
また、図6では、図5に示した横一列のマイクロプロジェクタアレイで説明したが、図4に示したレンズアレイが1次元配列のIntegral Photographyを用いてもよい。 In FIG. 6, the horizontal projector microprojector array shown in FIG. 5 has been described. However, the lens array shown in FIG. 4 may be a one-dimensional array of integral photography.
図7は、特許文献1と同様の光ビームを二次元走査し空中に投影する基本ユニットを複数個一次元的に配列したものの斜視図で、これも横一列配置のマイクロプロジェクタアレイとして機能するので本発明のプロジェクタアレイに利用できる。
FIG. 7 is a perspective view of a plurality of basic units that are two-dimensionally scanned and projected in the air with the same light beam as in
図8は、本発明の他の実施例の概要を示す図で、図6の各平面鏡Ma、Mb、Mc・・・を一枚のシリンドリカル凹面鏡に変更したもので、図から明らかなように、視点Vpから見た見かけ上の二次元配置プロジェクタアレイI−GP−a、I−Gp−b、I−Bp−c・・・から視点Vpには異なる光線が到達でき、従来例の二次元配置プロジェクタアレイと同様の三次元画像を観察することができる。 FIG. 8 is a diagram showing an outline of another embodiment of the present invention, in which each plane mirror Ma, Mb, Mc... In FIG. 6 is changed to a single cylindrical concave mirror. Apparent two-dimensional arrangement seen from the viewpoint Vp Different rays can reach the viewpoint Vp from the projector arrays I-GP-a, I-Gp-b, I-Bp-c,... A three-dimensional image similar to the projector array can be observed.
但し、マイクロプロジェクタの投影レンズは上下に積層したようには見えず、縦に引き延ばされた1個のレンズに見えるが、観察しているのはプロジェクタ群の画素なのでまったく問題ない。 However, the projection lens of the microprojector does not appear to be stacked vertically, but appears to be a single lens that is elongated vertically. However, since the pixels of the projector group are being observed, there is no problem.
本発明を実施した三次元画像表示装置に於いては、マイクロプロジェクタの数が劇的に減少させうるので、構造が簡単でローコストなディスプレイを提供できる。 In the three-dimensional image display apparatus embodying the present invention, the number of microprojectors can be drastically reduced, so that a display having a simple structure and a low cost can be provided.
1 マイクロ凸レンズ二次元アレイ
1’ マイクロプロジェクタの投影レンズ
1” 本発明の第1の実施例のレンズアレイ
2 平面ディスプレイ
2” 本発明の第1の実施例の平面ディスプレイ
3’a、3’b、3’c・・・ 三次元像を表示する各平面画像
3’ マイクロプロジェクタの平面画像
4 バックライト
4’ マイクロプロジェクタの光源
4” 本発明の第1の実施例のバックライト
7 ある三次元像
8a、8b、8c・・・ 各基本ユニット
9a・・・ 各レーザーダイオード
10a・・・ 各ビーム整形器
11a・・・ 各固定ミラー
12a・・・ 各二軸走査ミラー
A ある三次元像の第一の頂点
B ある三次元像の第二の頂点
C ある三次元像の第三の頂点
G3’ 三次元像を表示する平面画像群
G8 平面画像群
Gp マイクロプロジェクタ群
I−Gp−a、I−Gp−b、I−Gp−c・・・ プロジェクタ群Gpの各鏡像
M シリンドリカル凹面鏡
Ma、Mb、Mc・・・ 各平面鏡
Pa、Pb、Pc・・・ 各マイクロプロジェクタ
Vp 視点
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