JP2018084629A

JP2018084629A - 画像表示装置

Info

Publication number: JP2018084629A
Application number: JP2016226497A
Authority: JP
Inventors: 徳仁吉岡; Norihito Yoshioka
Original assignee: Tokujin Yoshioka Design Co Ltd
Current assignee: Tokujin Yoshioka Design Co Ltd
Priority date: 2016-11-22
Filing date: 2016-11-22
Publication date: 2018-05-31

Abstract

【課題】複数の表示パネルによって立体表示空間を構成し、それぞれの表示パネルに画像を表示することで、立体表示空間に仮想の立体画像を表示する画像表示装置を提供すること。【解決手段】互いに重ねて配置され、画像が表示される透明または半透明な複数の表示パネルと、前記表示パネルに前記画像を表示する制御装置とを有し、複数の前記表示パネルにより所定の容積を有する立体表示空間を構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の透明なまたは半透明な表示パネルを複数枚重ねて立体表示空間を形成し、立体情報Ｘを該立体表示空間に投影することで、鑑賞者に立体表示空間内に立体物の画像を表示し、かつ周囲から該立体物の画像を鑑賞できる画像表示装置に関する。

従来より、液晶パネルなどの透明な表示パネルを重ねて配置し、それぞれの表示パネルに画像を表示し、鑑賞者が、前方に位置する表示パネルの透明部分を透過して、後方に位置する表示パネルの画像を視認することができる表示装置が提案されている。

特開2010-15077号

しかしながら、上記の特許文献１に開示される表示装置は、例えば、地図と現在位置とを重ねて表示したり、遠景風景と近景対象とを重ねて表示させるにすぎず、あくまで、個別の独立した対象に関する画像情報をそれぞれ表示パネルに表示して、鑑賞者に認識させるにすぎなかった。

特に、同特許文献を含む従来技術には、複数の透明な表示パネルを重ねて、一定の容積を有する立体表示空間を形成するという技術思想はなく、さらに立体物情報を、複数の仮想平面で横断させ、ぞれぞれの断面情報を、それぞれの位置的に対応する表示パネルに表示して、立体物を立体表示空間に表示するというような技術思想もなかった。

そこで、本発明は、複数の表示パネルによって立体表示空間を構成し、それぞれの表示パネルに画像を表示することで、立体表示空間に仮想の立体画像を表示する画像表示装置を提供するものである。

上記目的を達成するための本発明の画像表示装置の構成は、互いに重ねて配置され、画像が表示される透明または半透明な複数の表示パネルと、前記表示パネルに前記画像を表示する制御装置とを有し、複数の前記表示パネルにより所定の容積を有する立体表示空間を構成することを特徴とする。

さらに、前記画像表示空間には、立体物情報を所定間隔で並行に配置される仮想空間で分割し、該仮想平面と前記立体物情報とが交差する断面情報を、それぞれの前記仮想空間の位置関係に対応するそれぞれの前記表示パネルに表示することができる。

本発明の画像表示装置によれば、所定距離を置いて配置された透明または半透明の複数の表示パネルに立体物情報の断面を連続して表示することで、これら複数の表示パネルにより構成された画像表示空間に、立体物を立体表示することができ、特に、各表示パネル間の空間が表示された立体物の側面を断絶させることにより、鑑賞者に斬新な映像を見せることができる。

本発明の第１実施形態の概念と構造を説明する図である。本発明の同実施形態の第一乃至第二のデータ処理方法の説明図である。本発明の同実施形態の第三のデータ処理方法の説明図である。本発明の同実施形態にかかる画像表示装置を用いる立体表示の説明図である。本発明の同実施形態にかかる画像表示装置を用いる立体表示の説明図である本発明の同実施形態にかかる画像表示装置の展示方法の説明図である。本発明の第２実施形態にかかる画像表示装置の説明図である。本発明の第３実施形態にかかる画像表示装置の説明図である。

本発明の画像表示装置の第１実施形態を、図１(ａ)、(ｂ)を用いて以下に説明する。同図（ａ）は立体物情報Ｘを複数の仮想平面で横断し断面情報を取得する観念図であり、同図（ｂ）はそれぞれの断面情報を前記仮想空間と対応する表示パネルに投影することを示す画像表示装置の構造図である。

図１(ａ) に示すように、立体物情報Ｘは立体データであって、コンピュータ上で、互いに平行する、複数の仮想平面Ｐ_１〜Ｐ_ｎにより、横断され、少なくとも両者が交差する断面情報Ｌ_１〜Ｌ_ｎが取得されている。この際、立体物情報ＸはＣＡＤ等によりコンピュータ内で製作されたバーチャルデータであってもよいし、実際の立体物をスキャンして得られた立体情報であってもよい。

立体物情報Ｘは、表面情報Ｓを有し、立体物情報Ｘの表面は各仮想平面Ｐ_１〜Ｐ_ｎによって分断され、立体物情報Ｘの表面についても、図の手前側から図の奥側に、複数の区間の表面情報Ｓ_１〜Ｓ_ｎ+１に分割される。

図１（ｂ）に示すように、画像表示装置１は、複数の長方形の表示パネル２_１〜２_ｎを有し、それぞれの表示パネル２は下辺２a側を地面に設置される基台３の上面に固定し、他辺は自由端となっている。表示パネル２は、一辺が１ｍ〜２ｍ程度の寸法を有する透明または半透明な有機ＥＬディスプレイであり、通電させることで画像を表示する。一方、画像が表示される領域を除いて、透明な状態が維持される。

それぞれの表示パネル２は、隣接する表示パネル２との間に所定の間隔ｍを取って固定され、これら複数の表示パネル２によって立体表示空間Ｙが構成される。表示パネル２の枚数を5乃至40枚とすれば、間隔ｍをそれぞれ40cm乃至5cmとし、所定容量の立体表示空間Yを構成する。上述のように、表示パネル２は所定の大きさ並びに位置に配置されるため、立体表示空間Ｙは鑑賞者に対峙することとなる。この立体表示空間Ｙの内面においては、画像領域以外は透明であるため、隣接した表示パネルの画像を視認することができる。また、表示する画像自体を半透明なものとすれば、前の画像を通して後ろの画像を重ねた状態で視認することもできる。

基台３内には、制御装置10を有し、通信ライン11を介して、各表示パネル２_１〜２_ｎのそれぞれに表示する画像V_１〜V_ｎを出力する。この画像V_１〜V_ｎはそれぞれ、図１(ａ)で説明した立体物情報Ｘが仮想空間Ｐ_１〜Ｐ_ｎによって切り取られた、断面情報Ｌ_１〜Ｌ_ｎに該当するものである。なお、制御装置10が制御する立体物情報Ｘの立体データは自らのメモリに格納してもよいし、外部記憶装置から有線または無線で取り込んでもよい。さらに、制御装置10自体が、基台３の外部に設置したＰＣであってもよい。

同図（ａ）に示すように、画像表示装置１を前方から鑑賞者が鑑賞すると、後方の表示パネル２に表示された画像Ｖは前方の表示パネル２の、画像Ｖ領域外の透明部分から鑑賞されることで、表示パネル２により構成される立体空間Ｙに立体画像として表示されることになる。なお、画像表示装置１は、鑑賞者が正面のみならず四方から画像を鑑賞でき、同じ立体画像であっても異なる位置から鑑賞することで、画像が異なった表情を見せる。特に、それぞれの表示パネル２間に間隔を有することで、斜めから鑑賞すると、断層的な画像となる。

図２（ａ）乃至（ｃ）を用いて、表示パネル２に投影される画像Ｖ_ｘの表示内容について説明する。図２(ａ)は立体物情報Ｘの、仮想空間Ｐ_ｘ−１と仮想空間Ｐｘ間の立体情報の説明図であり、図２(ｂ)は画像表示装置１における表示パネル２_ｘに表示される画像Ｖ_ｘの、第一のデータ処理方法の説明図であり、図(ｃ)は表示パネル２_ｘに表示される画像Ｖ_ｘの、第二のデータ処理方法の説明図である。

図２(ａ)に示すように、仮想空間Ｐ_ｘ−１と仮想空間Ｐｘ間の立体物情報Ｘは、仮想空間Ｐ_ｘ−１と交差する断面情報Ｌ_ｘ−１と、同様な仮想空間Ｐ_ｘと交差する断面情報Ｌ_ｘを有する。また、これら断面情報Ｌ間の表面情報Ｓ_ｘも含まれ、加えて、それぞれの断面情報Ｌ_ｘ−１，Ｌ_ｘの内面情報Ｉ_ｘ−１，Ｉ_ｘを有する場合がある。

画像表示装置１における第一のデータ処理方法を図２（ｂ）に示すが、制御装置10は表示パネル２_ｘ上に、上記断面情報Ｌ_ｘを用いて画像Ｖ_ｘを表示する。この画像Ｖ_ｘの内部画像ＶＬ_ｘは、断面情報Ｌ_ｘの輪郭部分の情報が内部まで延長するように同輪郭部分の色やあるいはテクスチャーなどの情報を用いる。なお、立体物情報Ｘの立体データが、内面情報Ｉ_ｘを有している場合は、同内面情報Ｉ_ｘを用いて、内部画像ＶＬ_ｘとすることもできる。

また、画像表示装置１における第二のデータ処理方法を図２（ｃ）に示す。同データ処理方法においても、第一のデータ処理方法と同様に、制御装置10は、表示パネル２_ｘ上に上記断面情報Ｌ_ｘを用いて画像Ｖ_ｘを表示する。そして、断面情報Ｌ_ｘから内側の所定幅ｗにおいて、表面情報Ｓ_ｘを加工したＶＳ_ｘを投影する。

立体物情報Ｘの断面情報Ｌのみならず、内面情報Ｉや表面情報Ｓを表示することによって、本件画像表示装置１を斜めから鑑賞した場合に、各表示パネル２間に空間があるにもかかわらず、表面情報Ｓを鑑賞者に見せることで、立体物情報Ｘの立体情報をより立体的に錯覚させることができる。

図３を用いて、同様に表示パネル２に投影される画像Ｖ_ｘの表示内容について説明する。図３(ａ)は立体物情報Ｘの、仮想空間Ｐ_ｘ−１と仮想空間Ｐｘ間の立体情報の説明図であり、図２(ｂ)は画像表示装置１における表示パネル２_ｘに表示される画像Ｖ_ｘの、第三のデータ処理方法の説明図である。

図３(ａ)に示すように、仮想空間Ｐ_ｘ−１と仮想空間Ｐ_ｘ間の立体物情報Ｘの立体情報は、仮想空間Ｐ_ｘと交差する断面情報Ｌ_ｘ、同区間の表面情報Ｓ_ｘを有し、さらに、同区間の立体物情報Ｘ内の内部構造情報ＲＩ_ｘも含まれる。

画像表示装置１における第二のデータ処理方法を図３（ｂ）に示すが、第一及び第二のデータ処理方法と同様に、制御装置10は、表示パネル２_ｘは上記断面情報Ｌ_ｘを用いて画像Ｖ_ｘを表示する。

この際、制御装置10は、立体物情報Ｘの内部構造情報ＲＩ_ｘを用いて断面情報Ｌ_ｘから内側に、内部構造画像ＶＩ_ｘを表示する。上述のように、本発明の画像表示装置１は、複数の表示パネル２_１〜２_ｎが重なっているため、立体物情報Ｘの内部構造が透視されているような画像を鑑賞者に見せることができる。

図４及び図５を用いて、本実施形態の画像表示装置による立体画像の表示状態を説明する。図４（ａ）、図５（ａ）は、それぞれ、正面斜めから見た画像表示装置の斜視図であり、図４（ｂ）、図５（ｂ）は、ぞれぞれ、正面から見た画像表示装置の斜視図であり、図４（ｃ）、図５（ｃ）は、ぞれぞれ、側面斜めから見た画像表示装置の斜視図であり、さらに図４（ｄ）、図５（ｄ）は、側面から見た画像表示装置の斜視図である。

図４の画像表示装置には、球体の立体物情報が表示されるものである。それぞれの表示パネル２には、球体の断面情報によって、画像Ｖが重ねて表示される。このため、表示パネル２によって構成される立体表示空間Ｙ内に球体が立体的に表示されることになり、鑑賞者が画像表示装置１をいずれの方向から鑑賞しても、球体の画像Ｖを視認することができる。同図（ｂ）のように正面から鑑賞した場合は滑らかな立体画像となり、同図（ｃ）のように斜めから鑑賞する場合は、積層的な立体画像となる。また、同図（ｄ）に示すように、たとえ側面から鑑賞したとしても、視野角度があることにより、鑑賞者は球体を視認することができる。

また、制御装置が、球体の表示位置を変化させるような制御を行えば、例えば、立体表示空間Ｙ内を、球体が自由に移動するような表現も可能となる。

図５の画像表示装置には、人間の頭部の立体物情報が表示されるものである。それぞれの表示パネル２には、人間の頭部の断面情報によって、画像Ｖが重ねて表示される。このため、表示パネル２によって構成される立体表示空間Ｙ内に人間の頭部が立体的に表示されることになり、鑑賞者が画像表示装置１をいずれの方向から鑑賞しても、球体の画像Ｖを視認することができる。

また、制御装置が、表示する画像情報を変化させることにより、例えば、頭部の口を動かしたり、表情を変化させることができる。また、基台３の周辺にセンサを設けて、表示する画像を制御すれば、鑑賞者の動きに追従して、同頭部が常に鑑賞者の方向を向くといったような表現も可能である。

図６を用いて、本実施形態の画像表示装置を用いた、展示空間の構成例を説明する。

図６（ａ）には、本実施形態の画像表示装置１を床面上に単体で配置した展示空間の構成例を示す。鑑賞者Ｍは画像表示装置１を回りながら、立体表示空間Ｙの水平方向の周囲から任意の角度で画像Ｖを鑑賞することができる。また、同図に示すように基台３の四方にセンサ12ａ、12ｂを設ければ、鑑賞者Ｍの位置や動きを認識し、インタラクティブに画像Ｖを変化させる画像表示を行うことがきる。

図６（ｂ）には、本実施形態の複数の画像表示装置１を床面上に配列させ、鑑賞者Ｍはこれら画像表示装置１の脇を通りながら鑑賞する展示空間の構成例を示す。この場合も、展示場の天井等にセンサ13ａ、13ｂを配置すれば、鑑賞者Ｍの動きに合わせて、画像表示を変化させることができる。

本発明の第２実施形態を、図７を用いて説明する。本実施形態の画像表示装置１は、地面等に載置する基台を有さず、各表示パネル２の側辺をワイヤ14で吊ったものである。

同図に示すように、ワイヤ14は床面100と天井(図示せず)に設置したアンカー101にワイヤ14端部のフック14ａを引っ掛け、ワイヤ14にテンションを加えることで、複数の表示パネル２₁〜２_ｎを所定間隔ｍに維持して空中に固定する。ワイヤ14は、外部に設置した制御装置10からの通信ライン11を兼ねることができる。

かかる第２実施形態の画像表示装置とすれば、立体表示空間Ｙを空中に形成することができる。加えて、床面100と天井のアンカー101の位置を調整することにより、間隔ｍを決定し、立体表示空間Ｙの奥行を調整することができる。また、床面100のアンカー101の位置を天井のアンカー位置から鉛直とならないようにずらせば、斜めに表示パネル２を位置決めでき、鑑賞者が見上げた際に対面するような立体表示空間Ｙを構成することができる。

本発明の第３実施形態を、図８を用いて説明する。本実施形態の画像表示装置１は、第２実施形態と同様に基台を有さず、垂直材16によって各表示パネル２を図示しない天井に固定するものである。

同図に示すように、各表示パネル２の上辺は、水平材15によって固定され、同水平材15の中央から、垂直材16が上方に伸びるように構成されている。垂直材16には通信ライン11を導通し、外部に置かれた制御装置10が複数の表示パネル２₁〜２_ｎに表示する画像を制御する。

かかる第３実施形態の画像表示装置によっても、立体表示空間Ｙを空中に形成することができる。なお、本実施形態では垂直材16を表示パネル２の上方に固定したが、下方に固定して地面から立ち上がる構成としてもよい。

なお、これら実施形態では四角形の表示パネルを例として説明したが、表示パネルの形は問わない。円形や、三角形あるいは五角形などの多角形でもよいことはもちろんである。

また、各表示パネル間の間隔は任意の距離であり、空間を設けずに各表示パネルを密着させるように配置して、立体表示空間を構成してもよい。

さらに、第１実施形態の画像表示装置の基台は地面に置くものとして説明したが、基台を壁面に接地して表示パネルを見上げるように設置する画像表示装置とすることもできる。

１画像表示装置
２表示パネル
３基台
10 制御装置
Ｘ立体物情報
Ｙ立体表示空間
Ｐ仮想平面
Ｌ (立体物の)断面情報
Ｓ (立体物の)表面情報
Ｖ画像
ｍ (表示パネル間の)間隔
Ｍ鑑賞者

Claims

互いに重ねて配置され、画像が表示される透明または半透明な複数の表示パネルと、前記表示パネルに前記画像を表示する制御装置とにより構成され、複数の前記表示パネルにより所定の容積を有する立体表示空間を構成することを特徴とする画像表示装置。
請求項１記載の画像表示装置であって、
前記画像表示空間には、立体物情報を所定間隔で並行に配置される仮想平面で分割し、該仮想平面と前記立体物情報とが交差する断面情報を、それぞれの前記仮想平面の位置関係に対応するそれぞれの前記表示パネルに表示することを特徴とする画像表示装置。
請求項１または２記載の画像表示装置であって、
前記基台は地面に設置され、前記立体表示空間は、鑑賞者が前記立体表示空間の水平方向の周囲において任意の角度から鑑賞可能なことを特徴とする画像表示装置。
請求項３記載の画像表示装置であって、
前記画像表示装置は、さらに鑑賞者が前記画像表示装置に対してどの位置にいるかを感知するセンサを有し、前記制御装置は、前記立体表示空間に表示される画像を前記センサからの情報に基づいて変化させることを特徴とする画像表示装置。
請求項１乃至４のいずれか記載の画像表示装置であって、
複数の前記表示パネルは、互いに所定間隔をもって配置されたことを特徴とする画像表示装置。
請求項１乃至５のいずれか記載の画像表示装置であって、
前記画像表示装置は、前記複数の表示パネルの一端を固定する基台をさらに有し、前記立体表示空間は、前記基台に隣接して設けられることを特徴とする画像表示装置。
請求項１乃至６のいずれか記載の画像表示装置であって、
前記断面情報は、前記立体物情報の表面情報を有するものであることを特徴とする画像表示装置。
請求項１乃至７のいずれか記載の画像表示装置であって、
前記断面情報は、前記立体物情報の内部構造情報を有するものであることを特徴とする画像表示装置。