JP2020076984A - 三次元画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、画像表示モジュールと、前記画像表示モジュールに電気的に接続される処理モジュールとを含む三次元画像表示装置を開示している。【解決手段】画像表示モジュール１０Ａは、複数の三次元表示素子１２を含み、三次元表示素子毎に、光信号を出力するための画素表示部１２０と、可変焦点レンズ１２１とが備えられる。可変焦点レンズは、光信号が可変焦点レンズに通して可変焦点レンズにおける焦点位置の１つに集光するように、画素表示部に配置される。処理モジュール２０がコマンドを受信した場合、処理モジュールは、時間帯内において三次元画像に対応する複数の画像ブロックを周期的に示し、かつ、複数の画像ブロックの表示サイクルが人間の目の視覚的な持続性の応答時間を下回るように、撮像情報に基づいて、画素表示部毎における光信号及び可変焦点レンズの焦点位置を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は三次元画像表示装置に関し、特に容積式三次元画像表示装置に関する。

従来の立体表示技術では、人間の目の両眼視差を利用して立体効果を生成する。具体的には、異なる画像を視聴者の左目と右目でそれぞれ受信し、人間の脳で分析および収束することにより、視聴者に奥行き知覚を与え、したがって画像を三次元で知覚させることができる。

従来の三次元立体表示技術は、一般に、ヘッドギアまたはメガネを使用した立体表示技術と裸眼立体ディスプレイ技術に分類されている広く使用されている裸眼立体ディスプレイ技術には、パララックスバリアタイプの立体視技術とレンチキュラーレンズタイプの立体視技術があり、その原理は、ディスプレイの前に複数のバリアまたはレンズ装置を配置して、ディスプレイ上で隣接する画像によって表される異なる表示画像を、バリアまたはレンズを介して視聴者の左目と右目にそれぞれ送信し、それにより立体効果を生成する。

しかし、ほとんどの裸眼立体ディスプレイ装置では、視聴者の視野角は制限されている。つまり、視聴者は、より理想的な立体効果を体験するために特定の距離で特定の位置にいる必要がある。そのため、従来の裸眼立体ディスプレイ技術は、マルチビューアーまたは多数人で見る状況に適用される可能性は低い。

本発明が解決しようとする１つの課題は、視聴者眼鏡を使用せずに異なる位置で立体効果を体験できるように三次元画像表示装置の視角制限を下げる三次元画像表示装置を如何に提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明に採用された技術的方法の１つは、画像表示モジュールと、画像表示モジュールに電気的に接続される処理モジュールとを含む三次元画像表示装置を提供することである。画像表示モジュールは、複数の三次元表示素子を含み、三次元表示素子毎に、光信号を出力するための画素表示部と、可変焦点レンズとが含まれている。可変焦点レンズは、画素表示部に配置され、光信号が可変焦点レンズを通して可変焦点レンズにおける焦点位置の１つに集光させる。処理モジュールがコマンドを受信した場合、処理モジュールは、撮像情報を基づいて、画素表示部毎の光信号を制御して可変焦点レンズの焦点位置を調整し、それにより、特定の時間帯内周期的に三次元画像に対応する複数の画像ブロックを表示させ、かつ、複数の画像ブロックにおける時間帯のいずれも人間の目の視覚的な持続性の応答時間を下回る。

本発明による有益な効果としては、本発明に提供される三次元画像表示装置は、「異なる時点での画素表示部毎の光信号を制御して可変焦点レンズの焦点位置を調整することにより、特定の時間帯内三次元画像に対応する複数の画像ブロックを周期的に表示させることができる。複数の画像ブロックを表示する時間帯のいずれも人間の目の視覚的な持続性の応答時間を下回る。」といった技術的方法により、多数人がそれぞれマルチ視野角から観るのに適した三次元画像を作成することができる。

本発明の実施形態に係る三次元画像表示装置を示す機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係る画像表示モジュールを示す斜視模式図である。 本発明の実施形態に係る複数の画像ブロックの表示サイクルを示す。 本発明による別の実施形態に係る三次元表示装置を示す機能ブロック図である。 本発明による別の実施形態に係る画像表示モジュールが駆動部材と連携して作動することを示す斜視模式図である。 本発明によるさらに別の実施形態に係る画像表示モジュールが駆動部材と連携して作動することを示す斜視模式図である。 本発明によるさらに別の実施形態に係る画像表示モジュールが駆動部材と連携して作動することを示す斜視模式図である。

本発明の特徴及び技術内容がより一層分かるように、以下本発明に関する詳細な説明と添付図面を参照する。しかし、提供される添付図面は参考と説明のために提供するものに過ぎず、本発明の特許請求の範囲を制限するためのものではない。

図１及び図２を参照する。図１は、本発明における１つの実施形態に係る三次元画像表示装置を示す機能ブロック図であり、図２は、本発明の実施形態に係る画像表示モジュールを示す斜視模式図である。

本発明の実施形態に係る三次元画像表示装置１は、画像表示モジュール１０Ａ、及び画像表示モジュール１０Ａに電気的に接続される処理モジュール２０を含む。

図２を参照する。本実施形態において、画像表示モジュール１０Ａは、基板１１及び基板１１に配置される複数の三次元表示素子１２が含まれる。本実施形態において、三次元表示素子１２は、基板１１に二次元配列に配置される。また、三次元表示素子１２毎は、画素表示部１２０及び可変焦点レンズ１２１が含まれる。

画素表示部１２０毎は、光信号Ｌｎを出力するために用いられる。特定の実施形態において、画素表示部１２０毎に光ビームを生成するための少なくとも１つの照明部材、例えば：発光ダイオードを含む。なお、光ビームは単色ビームであっても、複合ビームであってもよい。

別の実施形態において、画素表示部１２０は、赤色発光ダイオード、青色発光ダイオード、緑色発光ダイオードなど、異なる色の光をそれぞれ生成するための３つの発光部材を含むことができ、色相、明度、彩度が異なる複数の着色光を合成することができる。そのため、画素表示部１２０毎の表示駆動信号を調整することにより、光信号Ｌｎ色相、明度または彩度を変更することができる。表示駆動信号は、画素表示部１２０に加する電流値または電圧値とすることができる。

図２に示すように、複数の可変焦点レンズ１２１はそれぞれ複数の画素表示部１２０に配置されることにより、画素表示部１２０から出力した光信号Ｌｎを三次元空間における所定の位置に投射することができる。

さらに言えば、可変焦点レンズ１２１は、電気的に調整可能な集束レンズ（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｌｅｎｓ）、液晶レンズ、弾性膜レンズ（ｅｌａｓｔｏ−ｍｅｔｉｃ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｌｅｎｓ）、エレクトロウェッティングレンズ（ｅｌｅｃｔｒｏｗｅｔｔｉｎｇ ｌｅｎｓ）、または誘電泳動レンズ（ｄｉｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｔｉｃ ｌｅｎｓ）とすることができる。本実施形態では、各可変焦点レンズ１２１は液晶レンズである。液晶レンズに印加される電圧が変化すると、それに応じて液晶レンズの液晶分子の屈折率が変化するため、液晶レンズの焦点距離が変化する。異なる時点で液晶レンズが異なる電圧にさらされると、それらの異なる時点での電圧の変化に応じてその焦点距離が変化する。

そのため、各可変焦点レンズ１２１の焦点距離は、最大値と最小値を有することになる。また、可変焦点レンズ１２１の焦点位置は、可変焦点レンズ１２１の焦点距離の変化に基づいて光軸に沿って変化する場合がある。可変焦点レンズ１２１の焦点距離が最大値を有する場合、可変焦点レンズユニット１２１は、基板１１から最も遠い焦点位置を有する。可変焦点レンズ１２１の焦点距離が最小値を有する場合、可変焦点レンズ１２１は、基板１１から最も近い焦点位置を有する。

また、例示の目的で、本実施形態では、複数の三次元表示素子１２はＸＹ平面上に二次元配列に配置されている。言い換えれば、複数の三次元表示素子１２がＸ方向に沿って複数の行（ｒｏｗ）に整列され、Ｙ方向に沿って複数の列（ｃｏｌｕｍｎ）に整列されている。また、各可変焦点レンズ１２１の光軸はＺ方向に平行であるため、異なる位置に位置する複数の画素表示部１２０と、それぞれに対応する複数の可変焦点レンズ１２１との協働により、光信号Ｌｎを三次元空間に投影することができる。

別の態様から、画素表示部１２０によって出力される光信号Ｌｎは、対応する可変焦点レンズ１２１を通過し、可変焦点レンズ１２１の焦点位置に投影されることができる。なお、焦点位置は、可変焦点レンズ１２１の光軸に位置される。

そのため、各画素表示部１２０の光信号Ｌｎが３次元空間に投射される位置は、対応する可変焦点レンズ１２１の最も遠い焦点位置と最も近い焦点位置との間である。言い換えれば、各画素表示部１２０の光信号Ｌｎの投射範囲は、光軸上であり、可変焦点レンズ１２１の最も遠い焦点位置と最も近い焦点位置とによって規定される範囲内にある。

図１を再び参照する。処理モジュール２０は、焦点距離駆動回路２１、表示駆動回路２２、メモリー部２３、及びプロセッサ２４を含む。プロセッサ２４は焦点距離駆動回路２１、表示駆動回路２２及びメモリー部２３に電気的に接続される。

焦点距離駆動回路２１は、三次元表示素子１２のそれぞれにおける可変焦点レンズ１２１に電気的に接続される。焦点距離駆動回路２１は可変焦点レンズ１２１に対して個別に焦点距離駆動信号を入力することができる。それにより、可変焦点レンズ１２１の焦点距離の長さを個別に制御することができる。前記焦点距離駆動信号は例えば電圧信号である。また、焦点距離駆動回路２１はプロセッサ２４により制御されることができ、所定の順序で複数の可変焦点レンズ１２１に対してそれぞれ同一または異なる複数の焦点距離駆動信号を出力することができる。

表示駆動回路２２は三次元表示素子１２毎における画素表示部１２０と全て電気的に接続される。焦点距離駆動回路２１と同様に、表示駆動回路２２は画素表示部１２０に個別に表示駆動信号を出力することができ、それにより各画素表示部１２０から生成した光信号Ｌｎを独立に制御することができる。前記表示駆動信号は、例えば電流信号である。

即ち、画素表示部１２０が生成した光信号Ｌｎに含まれる色相、明度または彩度は、受信した表示駆動信号に関連している。そのため、表示駆動回路２２は、画素表示部１２０に出力される表示駆動信号を変更することにより、画素表示部１２０が生成する光信号Ｌｎを変更し、即ち、光信号Ｌｎに含まれる色相、明度または彩度を変更することができる。また、表示駆動回路２２はプロセッサ２４により制御され、複数の表示駆動信号を複数の画素表示部１２０にそれぞれ所定の順序で出力することができる。

プロセッサ２４は、プログラマブルコントローラ、マイクロプロセッサ、読み取り専用メモリ、およびランダムアクセスメモリを含むことができるが、これらに限定されず、内蔵する少なくとも１つの表示アプリケーション２４０を実行するために使用できる。特定の実施形態では、プロセッサ２４は、表示アプリケーション２４０を実行するための入力インターフェース（図示せず）を介してユーザから命令を受け取ることができる。

プロセッサ２４は、表示アプリケーション２４０の実行により、表示駆動回路２２を制御して所定のディスプレイ駆動信号を各画素表示部１２０に出力すると共に、焦点距離駆動回路２１を制御して所定の焦点距離駆動信号を各画素表示部１２０に出力する。それで、処理モジュール２０は、三次元空間内の所定の位置で特定の光信号Ｌｎを生成して、さらに二次元画像または三次元画像を表示するために三次元表示素子１２のそれぞれを制御することができる。

図２に示すように、処理モジュール２０は、異なる位置に位置される複数の三次元表示素子１２のそれぞれが同じ時点（例えば：時点ｔ₁）で、三次元空間でそれぞれ複数の光信号Ｌｎを生成するように、複数の三次元表示素子１２のそれぞれを制御することができる。それにより、それらの光信号Ｌｎは空間中で画像ブロックＰ₁を構成することができる。

なお、本実施形態では、三次元画像Ｐは、可変焦点レンズの光軸に沿って複数の画像ブロックＰ₁〜Ｐ_nに分割されており、各画像ブロックＰ_nは可変焦点レンズ１２１の焦点距離ｆ（ｎ）と対応している。

詳しく言えば、本実施形態では、時点ｔ１において、プロセッサ２４は、焦点距離駆動回路２１を介して画像ブロックＰ₁を表示するための三次元表示素子１２における可変焦点レンズ１２１を制御することができる。それにより、複数の可変焦点レンズ１２１〜１２１は、同じ焦点距離ｆ（１）を有する。

同時に（時点ｔ₁で）、プロセッサ２４は、表示駆動回路２２を介して、各三次元表示素子１２の画素表示部１２０を制御して、異なる位置にある複数の光信号Ｌｎを出力することができる。これらの光信号Ｌｎは、画像ブロックＰ１の複数の部分にそれぞれ対応しており、画像ブロックＰ１の異なる部分は、表示される立体画像に応じて異なる色相、明度および彩度を有することができる。

同様に、次の時点ｔ₂で、プロセッサ２４は、焦点距離駆動回路２１を通して画像ブロックＰ₂を表示するための各三次元表示素子１２における可変焦点レンズ１２１を制御することにより、複数の可変焦点レンズ１２１のいずれも同じ焦点距離ｆ（２）を持たせる。同時に（時点ｔ₂）、プロセッサ２４は、表示駆動回路２２により、各三次元表示素子１２における画素表示部１２０を制御し、異なる位置にある複数の光信号Ｌｎを出力し、かつ、それらの光信号Ｌｎはそれぞれ画像ブロックＰ₂における複数の部分に対応している。言い換えれば、処理モジュール２０が複数の三次元表示素子１２を制御して、それぞれ異なる時点ｔ１〜ｔｎで複数の異なる画像ブロックＰ１〜Ｐｎを周期的に表示するように連続的に切り替わると、人間の目の視覚の持続性と連接して、視聴者は、これらの画像ブロックＰ１〜Ｐｎで構成される次元画像Ｐを見ることができる。

本実施形態では、三次元画像Ｐに対応する撮像情報２３０は、処理モジュール２０のメモリー部２３に格納される。撮像情報２３０は、各画像ブロックに対応する焦点距離ｆ（ｎ）と各画像ブロックに対応する複数の光信号Ｌｎを含むことができる。さらに、撮像情報２３０は、複数の画像ブロックＰ１〜Ｐｎの表示順序、サイクル数および表示サイクル、ならびに各画像ブロックＰｎの表示時間長さを含むことができる。それにより、処理モジュール２０は、入力インタフェースを介してコマンドを受信した場合、処理モジュール２０は、撮像情報２３０を取得し表示アプリケーション２４０を行って、画素表示部１２０毎の光信号Ｌｎの制御及び可変焦点レンズ１２１の焦点距離の調整を行うとができる。それにより、特定の時間帯内、三次元画像Ｐに対応する複数の画像ブロックＰ₁〜Ｐ_nを周期的に表示することができる。

図３を参照する。図３は、本発明の実施形態に係る複数の画像ブロックの表示サイクルを示す。なお、図３は、１つの実施形態として複数の画像ブロックの表示方法を具体的に説明に過ぎなく、本発明を制限するものではない。

図３に示すように、三次元画像Ｐを示す時間帯には複数回のサイクルが含まれてもよい。処理モジュール２０は、複数の三次元表示素子１２を制御して、各表示サイクルＴにおける異なる時点ｔ₁〜ｔ_nで、表示順序に従って異なる画像ブロックＰ₁〜Ｐ_nを表示する。

図３に示すように、表示サイクルＴとは、一群の画像ブロックＰ₁〜Ｐ_nを表示する度の総時間となる。本発明において、表示サイクルＴは人間の目の視覚的な持続性の応答時間を下回ることが注意されたい。特定の実施形態において、表示サイクルＴは、０．１秒以下となるため、複数回のサイクルを経て全ての画像ブロックＰ₁〜Ｐ_nが表示された場合、人間の目の視覚的な持続性と連携することにより、視聴者は、それらの画像ブロックＰ₁〜Ｐ_nからなる三次元画像Ｐをすることができる。

そのように、表示サイクルＴのそれぞれにおいて、複数の画像ブロックＰ₁〜Ｐ_nは可変焦点レンズ１２１の光軸（Ｚ方向）に沿って、異なる時点ｔ₁〜ｔ_nに従い、下から上へ三次元空間で表示される。

なお、別の実施形態において、表示サイクルＴのそれぞれに、複数の画像ブロックＰ₁〜Ｐ_nは、上から下へ順序で表示されてもよいし、ランダムで表示されてもよい。即ち、表示サイクルＴは人間の目の視覚的な持続性を下回る限り、複数の画像ブロックＰ₁〜Ｐ_nの表示順序は本発明では制限されない。

また、画像ブロックＰ_nのそれぞれが表示される時間間隔は表示時間Ｔ_nと定義される。即ち、画像ブロックＰ₁の表示時間はＴ₁である場合、Ｔ₁＝ｔ₂−ｔ₁となる。なかでも、ｔ₁は画像ブロックＰ₁の表示を始める時点となり、ｔ₂は画像ブロックＰ₁の表示を終える時点となる。

別の実施形態において、２つの画像ブロックＰ₂とＰ₁を示すための三次元表示素子１２が同じでない場合、複数の画像ブロックを同じ時点で表示することができる。

図４及び図５を参照する。図４は、本発明の別の実施形態による三次元表示装置を示す機能ブロック図である。図５は、本発明の別の実施形態による画像表示モジュールが駆動部材と連携するように作動することを示す斜視模式図である。本実施形態と前の実施形態比べて、同じ素子では同じ素子番号が付けられており、同じ部分については説明を繰り返さない。

図４及び図５に示すように、前の実施形態と異なる部分では、三次元表示装置１’は基板１１に連結した駆動部材３０をさらに含み、かつ、処理モジュール２０は駆動部材３０に電気的に接続される。処理モジュール２０は、特定の移動パターンに従い前記駆動部材３０を制御し、前記基板と複数の前記三次元表示素子とを共に特定の移動サイクルで移動させる。

駆動部材３０は、例えば線形モーター又は回転モーターであり、かつ、移動パターンは、周期性の回転パターン又は周期性の線形移動パターンである。詳しく言えば、図４に示すように、プロセッサ２４は駆動部材３０に電気的に接続され、コマンドを受信した後、内蔵した表示アプリケーション２４０を行いことにより、駆動部材３０に脈波信号を出力し、画像表示モジュール１０Ｂの線形往復移動または周期的な回転を制御する。

図５に示すように、本実施形態において、移動パターンは周期性の回転パターンである。処理モジュール２０は駆動部材３０を通して、基板１１を複数の三次元表示素子１２とともに、相對於一回転軸Ｚ１に対して周期的に回転させるように駆動する。また、回転軸Ｚ１は、可変焦点レンズ１２１の光軸に平行に配置されてもよい。

また、処理モジュール２０は、駆動部材３０を介して、画像表示モジュール１０Ｂの回転速度を制御し、それにより、画像表示モジュール１０Ｂの移動周期、即ち、１周回転するのに要する時間は、前記画像ブロックＰ_n毎の表示時間Ｔ_nを下回るとなる。

図３を参照する。例えば、特定の画像ブロックＰ_nの表示時間をＴ_n、画像表示モジュール１０Ｂの移動周期をＳとすれば、Ｔ_nとＳは関係式Ｔ_n＞Ｓを満たすことになる。別の実施形態では、表示時間Ｔ_nは複数の移動周期Ｓに対応するようになり、即ち、Ｔ_n＝ｍＳとなり、なかでも、ｍは１よりも大きい整数である。

基板１１が複数の三次元表示素子１２とともに移動しているとき、処理モジュール２０は、撮像情報２３０に基づいて、移動周期Ｓの各時点ですべての可変焦点レンズ１２１の焦点位置を同じように、各可変焦点レンズ１２１を制御する。また、処理モジュール２０は、動周期Ｓのすべての時点で、対応した光信号を出力するように、さらに撮像情報２３０に基づいて、前記画素表示部１２０をそれぞれ制御する。それにより、画像表示モジュール１０Ｂが周期的にｍ回目回転された後、人間の目の視覚的な持続性の応答時間と連携して、視聴者は、特定の画像ブロックＰ_nを見ることができる。

画像ブロックＰ_nに対応した複数の可変焦点レンズ１２１の焦点距離と複数の画素表示部１２０の光信号Ｌｎを制御することにより、各表示サイクルＴでは、複数の画像ブロックＰ₁〜Ｐ_nを可変焦点レンズ１２１の光軸（Ｚ方向）に沿って、異なる時点ｔ₁〜ｔ_nに従って上から下へ三次元空間で表示されることができ、さらに人間の目の視覚的な持続性の応答時間と連携して、視聴者は、三次元画像Ｐを見ることができる。また、複数の三次元表示素子１２は、基板１１にストライプ配列に整列されている。本実施形態では、基板１１はストライプ基板であり、複数の三次元表示素子１２は、ストライプ基板の長尺方向に従い配列されている。なお、別の実施形態では、基板１１は、図２に示した基板１１に形成されてもよく、複数の三次元表示素子１２は、基板１１にストライプ配列または一次元配列に配置されている。前記ストライプ配列は、配列の行数が列数よりも大きいか、列数が行数よりも大きいことを意味し、単一の行または単一の列を持つ配列に限定されない。

図６を参照する。図６は、本発明にかかるさらに別の実施形態にかかる画像表示モジュールと駆動部材と連携して作動したことを示す斜視模式図である。本実施形態の画像表示モジュール１０Ｃにおいて、複数の三次元表示素子１２は、回転軸Ｚ１を中心として複数の列に放射状に配置されている。

前の実施形態と同様に、移動パターンは周期性の回転パターンとなる。処理モジュール２０は、駆動部材３０を介して、基板１１を複数の三次元表示素子１２とともに回転軸Ｚ１に対して周期的に回転させるように駆動する。

詳しくは、処理モジュール２０のプロセッサ２４は、画像表示モジュール１０Ｃと対応した別の表示アプリケーション２４０を予めに内蔵していてもよい。その内蔵した表示アプリケーション２４０を実行することにより、プロセッサ２４は、駆動部材３０に対して脈波信号を出力して、画像表示モジュール１０Ｃの移動周期Ｓ’を制御することができる。本実施形態では、三次元表示モジュール１０Ｃの移動周期Ｓ’は、依然としていずれの画像ブロックＰ_nの表示時間Ｔ_nよりも短い。

図７を参照する。図７は、本発明のさらに別の実施形態にかかる画像表示モジュールと駆動部材と連携して作動することを示す斜視模式図である。本実施形態において、移動パターンは周期性の線形パターンとなる。処理モジュール２０は、駆動部材３０を介して、基板１１を複数の三次元表示素子１２とともに、第１の方向Ｄ１を従い周期的に往復に移動させるように駆動する。本実施形態では、処理モジュール２０が駆動部材３０を介して、画像表示モジュール１０Ｄをレールに沿って往復移動させるように駆動するが、本発明はそれに制限されない。

処理モジュール２０のプロセッサ２４は画像表示モジュール１０Ｄに対応した別の表示アプリケーション２４０を予めに内蔵してもよい。内蔵した表示アプリケーション２４０を行うことにより、プロセッサ２４は駆動部材３０に対して脈波信号を出力することにより、画像表示モジュール１０Ｄの移動周期Ｓ”を制御できる。本実施形態では、画像表示モジュール１０Ｄの移動周期Ｓ”は、画像表示モジュール１０Ｄが一回往復に必要な時間となる。また、移動周期Ｓ”は、依然として、いずれの画像ブロックＰ_nの表示時間Ｔ_nよりも短い。本実施形態では、複数の三次元表示素子１２は、基板１１に第１の方向と異なる第２の方向に沿って、ストライプ配列に整列されている。

基板１１を複数の三次元表示素子１２とともに移動するとき、処理モジュール２０は、撮像情報２３０に基づいて、画像ブロックＰ_nに対応した可変焦点レンズ１２１を制御することにより、移動周期Ｓ” の各時点において各可変焦点レンズ１２１の焦点位置を同じようにする。また、処理モジュール２０は、撮像情報２３０に基づいて、画像ブロックＰ_nに対応した画素表示部１２０を制御することにより、移動周期Ｓ”の各時点にて対応する光信号を出力する。そのため、画像表示モジュール１０Ｄが周期的にｍ回目移動されると、人間の目の視覚的な持続性の応答時間と連携して、視聴者は、特定の画像ブロックＰ_nを見ることができる。そして、画像ブロックＰ_nに対応する複数の可変焦点レンズ１２１の焦点距離及び複数の画素表示部１２０の光信号Ｌｎを制御することにより、各表示サイクルＴにおいて、複数の画像ブロックＰ₁〜Ｐ_nは可変焦点レンズ１２１の光軸（Ｚ方向）に沿って、異なる時点ｔ₁〜ｔ_nに従い下から上へ三次元空間に表示されることができる人間の目の視覚的な持続性の応答時間と連携して、視聴者は、三次元画像Ｐを見ることができる。そのため、図５乃至図７の実施形態において、異なる時点で可変焦点レンズ１２１の焦点距離及び画素表示部１２０の光信号Ｌｎを調整し、さらに画像表示モジュール１０Ｂ〜１０Ｄの移動及び人間の目の視覚的な持続性との連携により、一次元画像を三次元画像に転換することができる。

上記を纏め、本発明による有益な効果としては、本発明が提供する三次元画像表示装置１、１’は、「処理モジュール２０が異なる時点での各画素表示部１２０の光信号を制御することと、可変焦点レンズ１２１の焦点位置を調整することと、特定の時間帯に周期的に三次元画像に対応した複数の画像ブロックＰ₁〜Ｐ_n，を表示して、かつ複数の画像ブロックＰ₁〜Ｐ_nの表示サイクルＴが人間の目の視覚的な持続性の応答時間を下回ることと」により、多数の人または多数人がそれぞれマルチ視野角から観るのに適した三次元画像を作成することができる。

また、画像表示モジュール１０Ｂ〜１０Ｄの複数の三次元表示素子１２は、ストライプ配列に整列されてもよい。処理モジュール２０は、駆動部３０により画像表示モジュール１０Ｂ〜１０Ｄを制御して、移動周期で移動させ（往復移動または回転させる）、さらに人間の目の視覚的な持続性と連携することにより、視聴者が三次元画像Ｐを見ることができる。そのようにして、より少ない三次元表示素子１２により三次元画像を生成できるため、省コスト化も果たせる。

以上に開示される内容は本発明の好ましい実施可能な実施例に過ぎず、これにより本発明の特許請求の範囲を制限するものではないので、本発明の明細書及び添付図面の内容に基づき為された等価の技術変形は、全て本発明の特許請求の範囲に含まれるものとする。

三次元画像表示装置 １、１’
画像表示モジュール １０Ａ〜１０Ｄ
基板 １１
三次元表示素子 １２
画素表示部 １２０
可変焦点レンズ １２１
光信号 Ｌｎ
処理モジュール ２０
焦点距離駆動回路 ２１
表示駆動回路 ２２
メモリー部 ２３
撮像情報 ２３０
プロセッサ ２４
表示アプリケーション ２４０
駆動部材 ３０
画像ブロック Ｐ１〜Ｐｎ
三次元画像 Ｐ
焦点距離 ｆ（１）〜ｆ（ｎ）
時点 ｔ１〜ｔ２ｎ
表示サイクル Ｔ
表示時間 Ｔ１〜Ｔｎ
回転軸 Ｚ１
第１の方向 Ｄ１
第２の方向 Ｄ２

Claims (14)

1. 画像表示モジュール及び処理モジュールを備える三次元画像表示装置であって、
   前記画像表示モジュールは、複数の三次元表示素子を含み、前記三次元表示素子は、
   光信号を出力するための画素表示部と、
   前記画素表示部に配置される可変焦点レンズと、
   を含み、
   前記光信号は、前記可変焦点レンズを介して、前記可変焦点レンズにおける何れか１つの焦点位置に投射され、
   前記処理モジュールは、前記画像表示モジュールに電気的に接続し、
   前記処理モジュールにコマンドが受信された場合、前記処理モジュールは、撮像情報に基づいて、各前記画素表示部の前記光信号を制御すると共に、前記可変焦点レンズの焦点距離を調整することにより、三次元画像に対応する複数の画像ブロックを時間帯で周期的に表示し、かつ、複数の前記画像ブロックの表示サイクルは、人間の目の視覚的な持続性の応答時間を下回る、ことを特徴とする、三次元画像表示装置。
2. 前記処理モジュールは各前記三次元表示素子を制御することにより、各前記表示サイクルにおいて、特定の表示順序で複数の前記画像ブロックを表示する、請求項１に記載の三次元画像表示装置。
3. 前記処理モジュールは、各前記三次元表示素子を制御することにより、各前記表示サイクルにおいて、前記可変焦点レンズの光軸に沿って、複数の前記画像ブロックを順序に表示する、請求項１に記載の三次元画像表示装置。
4. 前記画像表示モジュールは、基板をさらに含み、複数の前記三次元表示素子は、前記基板に配置される、請求項１に記載の三次元画像表示装置。
5. 前記三次元画像表示装置は前記基板に接続された駆動部材をさらに含み、
   前記処理モジュールは、前記駆動部材に電気的に接続し、特定の移動パターンに従い前記駆動部材を制御することにより、前記基板を複数の前記三次元表示素子とともに特定した移動周期で移動させるように駆動する、請求項４に記載の三次元画像表示装置。
6. 前記移動周期は、各前記画像ブロックの表示時間よりも短く、かつ、前記表示時間は複数の前記移動周期に対応する、請求項５に記載の三次元画像表示装置。
7. 前記基板が複数の前記三次元表示素子とともに移動するとき、前記処理モジュールは、前記撮像情報に基づいて、各前記画素表示部を制御することにより、前記移動周期における各時点で前記光信号をそれぞれ出力する、請求項５に記載の三次元画像表示装置。
8. 前記基板が複数の前記三次元表示素子とともに移動するとき、前記処理モジュールは、前記撮像情報に基づいて、各前記可変焦点レンズを制御することにより、各前記移動周期における各前記時点で前記可変焦点レンズの前記焦点位置が同様となる、請求項７に記載の三次元画像表示装置。
9. 前記移動パターンは、周期性の回転パターンであり、前記処理モジュールは、前記駆動部材を介して、前記基板を複数の前記三次元表示素子とともに回転軸に対して周期性に回転させる、請求項５に記載の三次元画像表示装置。
10. 複数の前記三次元表示素子は、前記回転軸を中心として複数の列に放射状に配置されている、請求項９に記載の三次元画像表示装置。
11. 前記移動パターンは周期性の線形移動パターンであり、前記処理モジュールは、前記駆動部材を介して、前記基板を複数の前記三次元表示素子とともに駆動し、第１の方向に沿って、周期的に往復移動する、請求項５に記載の三次元画像表示装置。
12. 複数の前記三次元表示素子は、前記基板で前記第１の方向と異なる第２の方向に沿って一次元配列に整列される、請求項１１に記載の三次元画像表示装置。
13. 複数の前記三次元表示素子は、前記基板で、ストライプ配列に整列される、請求項５に記載の三次元画像表示装置。
14. 画像表示モジュール及び処理モジュールを備える、三次元画像表示装置であって、
    前記画像表示モジュールは、画像信号を生成するための複数の三次元表示素子を含み、
    前記三次元表示素子は、
    光信号を出力するための画素表示部と、
    前記画素表示部に配置される可変焦点レンズと、
    を含み、
    前記光信号が前記可変焦点レンズを介して所定の位置に生成され、
    前記処理モジュールは、前記画像表示モジュールに電気的に接続し、各前記三次元表示素子の前記光信号及び前記所定位置をそれぞれ制御し、
    前記処理モジュールは、撮像情報を格納し、前記撮像情報は、三次元画像に対応する複数の画像ブロックと、複数の前記画像ブロックの表示順序と、各前記画像ブロックを表示するための少なくとも１つの前記三次元表示素子の位置と、各前記画像ブロックを表示するための少なくとも１つの前記三次元表示素子の前記光信号と前記焦点距離駆動信号とを含み、
    前記処理モジュールにコマンドが受信された場合、前記処理モジュールは前記撮像情報に基づいて、各前記三次元表示素子が出力する前記光信号と前記焦点距離駆動信号を制御することにより、時間帯において前記表示順序に従い複数の前記画像ブロックを表示し、前記三次元画像を生成する、ことを特徴とする、三次元画像表示装置。

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