JP2021047234A - Image display device - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明は、画像表示装置に関し、特に奥行方向に経時的な変化をする画像を結像させる画像表示装置に関する。 The present invention relates to an image display device, and more particularly to an image display device that forms an image that changes with time in the depth direction.
従来から、車両内に各種情報を表示する装置として、アイコンを点灯表示する計器盤が用いられている。また、表示する情報量の増加とともに、計器盤に画像表示装置を埋め込むことや、計器盤全体を画像表示装置で構成することも提案されている。 Conventionally, as a device for displaying various information in a vehicle, an instrument panel that lights and displays an icon has been used. Further, as the amount of information to be displayed increases, it is also proposed to embed an image display device in the instrument panel or to configure the entire instrument panel with the image display device.
しかし、計器盤は車両のフロントガラスより下方に位置しているため、計器盤に表示された情報を運転者が視認するには、運転中に視線を下方に移動させる必要があるため好ましくない。そこで、フロントガラスに画像を投影して、運転者が車両の前方を視認したときに情報を読み取れるようにするヘッドアップディスプレイ(以下HUD:Head Up Display)も提案されている(例えば、特許文献1を参照)。このようなHUDでは、フロントガラスの広い範囲に画像を投影するための光学装置が必要であり、光学装置の小型化および軽量化が望まれている。 However, since the instrument panel is located below the windshield of the vehicle, it is not preferable for the driver to visually recognize the information displayed on the instrument panel because it is necessary to move the line of sight downward during driving. Therefore, a head-up display (hereinafter referred to as HUD: Head Up Display) has been proposed in which an image is projected on the windshield so that the driver can read the information when he / she visually recognizes the front of the vehicle (for example, Patent Document 1). See). In such a HUD, an optical device for projecting an image onto a wide range of the windshield is required, and it is desired to reduce the size and weight of the optical device.
一方で、小型の光学装置を用いて光を投影する画像表示装置としては、メガネ形状をしたヘッドマウント型のHUDが知られている(例えば、特許文献2を参照)。ヘッドマウント型のHUDでは、光源から照射された光を視聴者の眼に直接照射して、視聴者の網膜に画像を投影している。 On the other hand, as an image display device that projects light using a small optical device, a head-mounted HUD in the shape of glasses is known (see, for example, Patent Document 2). In the head-mounted HUD, the light emitted from the light source is directly applied to the viewer's eyes, and the image is projected on the viewer's retina.
しかし、従来のヘッドマウント型HUDでは、視野内において画像表示できる位置が限定されており、多様な情報を領域ごとに表示することは困難であった。また、画像を空中に結像する距離も固定されており、奥行方向に複数の画像を結像させることや、空中に結像した画像の位置を変化させるような複雑な表示ができなかった。 However, in the conventional head-mounted HUD, the position where the image can be displayed in the field of view is limited, and it is difficult to display various information for each area. In addition, the distance at which the image is formed in the air is also fixed, and it is not possible to form a plurality of images in the depth direction or to perform a complicated display such as changing the position of the image formed in the air.
そこで本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、奥行方向に複数の画像を結像して経時的に変化させることが可能な画像表示装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide an image display device capable of forming a plurality of images in the depth direction and changing them over time.
上記課題を解決するために、本発明の画像表示装置は、第1画像を照射する第1画像投影部と、第2画像を照射する第2画像投影部と、前記第1画像を第1距離に結像する第1結像光学部と、前記第2画像を第2距離に結像する第2結像光学部と、前記第1画像投影部および前記第2画像投影部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、経時的に前記第1画像投影部および前記第2画像投影部の表示状態と非表示状態を切り替えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the image display device of the present invention has a first image projection unit that irradiates the first image, a second image projection unit that irradiates the second image, and a first distance between the first image. A first imaging optical unit that forms an image on the image, a second imaging optical unit that forms an image of the second image at a second distance, and a control unit that controls the first image projection unit and the second image projection unit. The control unit is characterized in that the display state and the non-display state of the first image projection unit and the second image projection unit are switched over time.
このような本発明の画像表示装置では、第1距離に結像される第1画像と、第2距離に結像される第2画像の表示状態と非表示状態を制御部で切り替えることで、奥行方向の異なった位置に複数の画像を結像して、奥行方向での表示を経時的に変化させることが可能となる。 In such an image display device of the present invention, the control unit switches between the display state and the non-display state of the first image formed at the first distance and the second image formed at the second distance. It is possible to form a plurality of images at different positions in the depth direction and change the display in the depth direction over time.
また本発明の一態様では、前記制御部は、前記第1画像投影部および前記第2画像投影部の一方が表示状態において他方を非表示状態に切り替える。 Further, in one aspect of the present invention, the control unit switches one of the first image projection unit and the second image projection unit to the display state and the other to the non-display state.
また本発明の一態様では、前記第1画像および/または前記第2画像の結像位置を変化させる駆動部を有する。 Further, in one aspect of the present invention, it has a driving unit that changes the imaging position of the first image and / or the second image.
また本発明の一態様では、前記駆動部は、前記第1距離および/または前記第2距離を変化させる。 Further, in one aspect of the present invention, the driving unit changes the first distance and / or the second distance.
また本発明の一態様では、前記駆動部は、前記第1距離における前記第1画像および/または前記第2距離における前記第2画像を平行移動する。 Further, in one aspect of the present invention, the driving unit translates the first image and / or the second image at the second distance.
また本発明の一態様では、前記制御部は、前記第1画像および/または前記第2画像の表示内容を経時的に変化させ、前記表示内容と同期して前記表示状態と前記非表示状態を切り替える。 Further, in one aspect of the present invention, the control unit changes the display contents of the first image and / or the second image over time, and synchronizes with the display contents to display the display state and the non-display state. Switch.
本発明では、奥行方向に複数の画像を結像して経時的に変化させることが可能な画像表示装置を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide an image display device capable of forming a plurality of images in the depth direction and changing them over time.
(第1実施形態)
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付すものとし、適宜重複した説明は省略する。図1は、本実施形態に係る画像表示装置100における結像光学部10の一例を示す模式図である。図1に示すように、画像表示装置100は、ビームスプリッタ11と、再帰反射部12,13と、ビームスプリッタ14と、結像レンズ15と、ダイクロイックミラー16と、ハーフミラー17と、第1画像投影部21と、第2画像投影部22と、第3画像投影部23を備えている。なお、図1では再帰反射部13を備えた例を示したが、再帰反射部13を省略してもよく、必ずしも必要ではない。
(First Embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings shall be designated by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted as appropriate. FIG. 1 is a schematic view showing an example of an imaging optical unit 10 in the
図1に示した画像表示装置100の例では、視聴者Pは、第1画像投影部21、第2画像投影部22および第3画像投影部23から投影された第1画像A1、第2画像A2、第3画像Rを奥行方向に異なる距離に視認する。図1においては、第1画像A1、第2画像A2、第3画像Rが並ぶ方向を奥行方向とし、奥行方向に直交する上下方向を垂直方向とし、奥行方向と垂直方向に直交する方向を横方向とする。図中に破線で示した2つの直方体は、各部材の位置関係を理解するために付した補助線であり、何らかの部材を示すものではないが、必要に応じて例えば筐体や導光体などを用いて各部の保持や収容、光路の形成をしてもよい。
In the example of the
ビームスプリッタ11は、入射した光の一部を透過するとともに一部を反射する部材であり、表面に反射率を調整する膜が形成された部分反射板を用いることができる。ビームスプリッタ11は垂直方向と横方向に対して45度の角度となるように配置されている。また、第1画像投影部21および第2画像投影部22から照射される光の光軸に対しても45度傾斜して配置されている。
The
再帰反射部12,13は、入射した光を入射方向に対して集光性を保ったまま反射させる光学部材であり、反射膜の表面側に微小なガラスビーズを敷き詰めた構造やプリズムを用いた構造の再帰反射部を用いることができる。再帰反射部12は、ビームスプリッタ14の下方に配置され、主面が水平方向とされている。再帰反射部13は、ビームスプリッタ11,14と並んで横方向に配置され、主面が垂直方向とされている。
The
ビームスプリッタ14は、入射した光の一部を透過するとともに一部を反射する部材であり、表面に反射率を調整する膜が形成された部分反射板を用いることができる。ビームスプリッタ14は垂直方向と横方向に対して45度の角度となるように傾斜して配置されている。また、第1画像投影部21および第2画像投影部22から照射される光の光軸に対しても45度傾斜して配置されている。さらに、ビームスプリッタ14とビームスプリッタ11の傾斜方向は互いに反対であり、横方向に90度の角度で交差するように対向して配置されている。
The
ここでは、ビームスプリッタ11,14での光の透過率と反射率は任意のバランスを選択することができるが、例えば透過率を50%として反射率を50%とする。また、ビームスプリッタ11,14の傾斜角度として45度と直交の例を示したが、第1画像投影部21および第2画像投影部22からの光照射方向と画像の結像位置との関係から適切な角度を用いることができる。
Here, any balance can be selected between the light transmittance and the reflectance in the
結像レンズ15は、ビームスプリッタ14を透過してきた光を空間上の所定位置に結像させるための光学部材である。結像レンズ15は、再帰反射部12およびビームスプリッタ14の上方に配置されている。図1では結像レンズ15として一つの凸レンズを示したが、複数のレンズ群を用いてもよく、配置される位置も図1に示したものに限定されない。また、複数のレンズ群を各部材の間に分散して配置するとしてもよい。
The
ダイクロイックミラー16は、特定波長の光を反射し、その他の波長の光を透過する光学部材である。ダイクロイックミラー16は、再帰反射部12、ビームスプリッタ14および結像レンズ15の上方に配置されており、奥行方向に45度の角度となるように傾斜して配置されている。図1に示した例では、ダイクロイックミラー16は、第1画像投影部21および第2画像投影部22から照射される光の波長を反射し、その他の可視光を透過するものを用いる。
The
ハーフミラー17は、一方の面から入射した光を反射し、他方の面から入射した光を透過する部材である。ハーフミラー17は、ダイクロイックミラー16と奥行方向に並んで配置されており、奥行方向に45度の角度となるように傾斜して配置されている。
The
第1画像投影部21と、第2画像投影部22と、第3画像投影部23は、それぞれ画像を構成する光を照射する装置であり、それぞれ視聴者Pの目から所定距離に対して画像を投影する。第1画像投影部21は、ビームスプリッタ11,14および再帰反射部13と並んで横方向に配置され、ビームスプリッタ11の一方の面(ビームスプリッタ14とは反対側の面)に対して横方向に光を照射する。第2画像投影部22は、ビームスプリッタ11の下方に配置され、ビームスプリッタ11の他方の面(ビームスプリッタ14と対向する面)に対して垂直方向に光を照射する。第3画像投影部23は、ハーフミラー17の下方に配置され、ハーフミラー17の反射面に対して垂直に光を照射する。
The first
第1画像投影部21、第2画像投影部22、第3画像投影部23の構成は限定されず、バックライトを備えた液晶表示装置、自発光の有機EL表示装置、光源と変調素子を用いたプロジェクター装置等を用いることができる。第1画像投影部21、第2画像投影部22、第3画像投影部23が投影する画像は、静止画でも動画であってもよく、それぞれの投影する画像が同一であっても異なっていてもよい。また、第1画像投影部21と、第2画像投影部22と、第3画像投影部23のそれぞれにレンズ等の光学部材を含ませてもよい。
The configuration of the first
図1において、第1画像投影部21と、第2画像投影部22と、第3画像投影部23のそれぞれから描かれた間隔の小さい破線、一点鎖線、間隔の大きい破線は、各々が照射する画像の投影光の経路を示している。
In FIG. 1, the dashed line with a small interval, the alternate long and short dash line, and the dashed line with a large interval drawn from each of the first
図1に示したように、第1画像投影部21から照射された光は、ビームスプリッタ11を透過した後にビームスプリッタ14に入射して反射され、再帰反射部12で再反射されてビームスプリッタ14に再入射する。ビームスプリッタ14に再入射した光は、ビームスプリッタ14および結像レンズ15を透過し、ダイクロイックミラー16で反射されて第1距離に第1画像A1として結像される。第1画像A1として結像された光は、ハーフミラー17の透過面を介して視聴者Pの目に到達する。したがって、視聴者Pは奥行方向における第1距離の空中に第1画像A1を視認する。
As shown in FIG. 1, the light emitted from the first
また、第2画像投影部22から照射された光は、ビームスプリッタ11で反射された後にビームスプリッタ14に入射して反射され、再帰反射部12で再反射されてビームスプリッタ14に再入射する。ビームスプリッタ14に再入射した光は、ビームスプリッタ14および結像レンズ15を透過し、ダイクロイックミラー16で反射されて第2距離に第2画像A2として結像される。第2画像A2として結像された光は、ハーフミラー17の透過面を介して視聴者Pの目に到達する。したがって、視聴者Pは奥行方向における第2距離の空中に第2画像A2を視認する。
Further, the light emitted from the second
また、第3画像投影部23から照射された光は、ハーフミラー17の反射面で反射されて視聴者Pの目に到達する。したがって、視聴者Pは奥行方向における第3距離の空中に第3画像Rを視認する。
Further, the light emitted from the third image projection unit 23 is reflected by the reflecting surface of the
上述したように視聴者Pは、奥行方向に異なる位置である第1距離、第2距離および第3距離に、第1画像A1、第2画像A2および第3画像Rを視認できる。同時に、視聴者Pはダイクロイックミラー16およびハーフミラー17を透過して目に到達する背景を視認できる。したがって、視聴者Pは背景に第1画像A1、第2画像A2および第3画像Rを重ね合わせたエアリアルイメージを視認することになる。
As described above, the viewer P can visually recognize the first image A1, the second image A2, and the third image R at the first distance, the second distance, and the third distance, which are different positions in the depth direction. At the same time, the viewer P can visually recognize the background that reaches the eyes through the
図2は、本実施形態に係る画像表示装置100の構成を模式的に示すブロック図である。画像表示装置100は、結像光学部10と、投影部20と、駆動部30と、制御部40とを備えている。
FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of the
結像光学部10は、第1結像光学部101、第2結像光学部102および第3結像光学部103を含み、第1画像A1、第2画像A2および第3画像Rを空中の所定距離に結像する要素であり、それぞれが複数の光学部材を組み合わせて構成されている。図1に示した例では、第1結像光学部101は、第1画像投影部21に含まれる光学部材、ビームスプリッタ11、ビームスプリッタ14、再帰反射部12、結像レンズ15およびダイクロイックミラー16により構成されている。また、第2結像光学部102は、第2画像投影部22に含まれる光学部材、ビームスプリッタ11、ビームスプリッタ14、再帰反射部12、結像レンズ15およびダイクロイックミラー16により構成されている。また、第3結像光学部103は、第3画像投影部23に含まれる光学部材およびハーフミラー17により構成されている。
The imaging optical unit 10 includes a first imaging optical unit 101, a second imaging optical unit 102, and a third imaging optical unit 103, and the first image A1, the second image A2, and the third image R are in the air. It is an element that forms an image at a predetermined distance, and each is composed of a combination of a plurality of optical members. In the example shown in FIG. 1, the first imaging optical unit 101 includes an optical member included in the first
投影部20は、第1画像投影部21、第2画像投影部22および第3画像投影部23を含み、複数の画像を構成するための光を照射する要素である。第1画像投影部21、第2画像投影部22および第3画像投影部23から照射された光は、それぞれ第1結像光学部101、第2結像光学部102および第3結像光学部103を介して第1距離、第2距離および第3距離に第1画像A1、第2画像A2および第3画像Rを結像する。
The projection unit 20 includes a first
駆動部30は、第1駆動部31、第2駆動部32および第3駆動部33を含み、それぞれが第1画像投影部21、第1結像光学部101、第2画像投影部21、第2結像光学部102、第3画像投影部23および第3結像光学部103の位置や角度を機械的に変更する要素である。駆動部30の具体的な構成は限定されず、公知のモータやアクチュエータを用いることができる。
The drive unit 30 includes a first drive unit 31, a second drive unit 32, and a third drive unit 33, which are the first
制御部40は、情報処理部41、画像処理部42および駆動制御部43を含み、画像表示装置100に含まれる各部の動作を制御する。情報処理部41は、各種情報を所定の手順に従って処理する部分であり、中央演算処理装置(CPU:Central Processing Unit)とメモリ、外部記憶装置、各種インターフェースを備えるコンピュータである。また、情報処理部41では、画像処理部42と駆動制御部43の動作を制御し、画像信号と制御信号の処理を同期させる。
The control unit 40 includes an information processing unit 41, an image processing unit 42, and a drive control unit 43, and controls the operation of each unit included in the
画像処理部42は、投影部20が投影する各画像情報の処理を行うとともに、第1画像投影部21、第2画像投影部22、第3画像投影部23に対して画像信号を送って各画像を構成する光を照射させる部分である。また画像処理部42は、第1画像投影部21、第2画像投影部22、第3画像投影部23の表示状態と非表示状態の切り替えも行い、第1画像投影部21、第2画像投影部22、第3画像投影部23のうち非表示状態とされたものからの光照射は停止される。
The image processing unit 42 processes each image information projected by the projection unit 20 and sends an image signal to the first
駆動制御部43は、駆動部30の動作を制御する部分であり、第1駆動部31、第2駆動部32、第3駆動部33の動作を指示する制御信号を伝達する。駆動制御部43からの制御信号には、第1駆動部31、第2駆動部32および第3駆動部33を含み、それぞれが第1画像投影部21、第1結像光学部101、第2画像投影部21、第2結像光学部102、第3画像投影部23および第3結像光学部103の何れかについての位置や角度の情報が含まれる。
The drive control unit 43 is a part that controls the operation of the drive unit 30, and transmits a control signal instructing the operation of the first drive unit 31, the second drive unit 32, and the third drive unit 33. The control signal from the drive control unit 43 includes a first drive unit 31, a second drive unit 32, and a third drive unit 33, which are the first
図3は、本実施形態における第1画像A1、第2画像A2および第3画像Rの経時的な表示状態と非表示状態の変化を示す図である。図3では、図1中に示した第1画像A1、第2画像A2および第3画像Rの相対的な位置関係のみを抜き出して示している。第1画像A1、第2画像A2および第3画像Rは、それぞれについて表示状態と非表示状態が経時的に切り替えられ、(a)では第2画像A2のみが表示され、(b)では第1画像A1のみが表示され、(c)では第3画像Rのみが表示される。 FIG. 3 is a diagram showing changes in the display state and the non-display state of the first image A1, the second image A2, and the third image R in the present embodiment with time. In FIG. 3, only the relative positional relationship between the first image A1, the second image A2, and the third image R shown in FIG. 1 is extracted and shown. The display state and the non-display state of each of the first image A1, the second image A2, and the third image R are switched over time, only the second image A2 is displayed in (a), and the first image A2 is displayed in (b). Only the image A1 is displayed, and in (c) only the third image R is displayed.
図3に示した経時的な変化は、画像処理部42が第1画像投影部21、第2画像投影部22、第3画像投影部23に対して画像信号を送るとともに、表示状態と非表示状態を切り替えることで実行される。このとき、第1画像A1、第2画像A2および第3画像Rは静止画であっても動画であってもよい。また、第1画像投影部21、第2画像投影部22、第3画像投影部23から投影される第1画像A1、第2画像A2および第3画像Rの内容は同じであっても異なっていてもよい。第1画像A1、第2画像A2および第3画像Rを同じ内容として、表示内容と同期して奥行方向に順次表示状態を切り替えると、視聴者Pはエアリアルイメージが経時的に奥行方向に移動しているように視認することができる。
As for the change with time shown in FIG. 3, the image processing unit 42 sends an image signal to the first
図1から図3に示した例では、投影部20として第1画像投影部21、第2画像投影部22、第3画像投影部23の3つを備えた例を示したが、2つ以上の複数を備えていればよい。また、第1結像光学部101、第2結像光学部102および第3結像光学部103の構成は図1に示したものに限定されず、視聴者Pから所定距離にエアリアルイメージを結像する光学部材の組み合わせを用いることができる。また、図3では第1画像A1、第2画像A2、第3画像Rのうち1つのみを表示状態として切り替えた例を示したが、経時的に表示状態と非表示状態を切り替えるものであればよく、複数のエアリアルイメージが同時に表示状態となるような制御であってもよい。
In the examples shown in FIGS. 1 to 3, an example in which the first
上述したように本実施形態の画像表示装置100では、第1距離に結像される第1画像A1と、第2距離に結像される第2画像A2の表示状態と非表示状態を制御部40で切り替えることで、奥行方向の異なった位置に複数の画像を結像して、奥行方向での表示を経時的に変化させることが可能となる。
As described above, in the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について図4を用いて説明する。第1実施形態と重複する内容は説明を省略する。図4は、本実施形態における第1画像A1、第2画像A2および第3画像Rの結像位置の変化を示す図である。初期状態として図4(a)に示すような位置関係で第1画像A1、第2画像A2、第3画像Rを結像した後に、図中Δで示した矢印方向に結像位置を変化させて、図4(b)に示した位置関係にする。図4では、第1画像A1については横方向に結像位置が平行移動するように変化させて、第2画像A2については奥行方向に視聴者Pから結像位置までの距離を変化させた例を示している。
(Second Embodiment)
Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The description of the contents overlapping with the first embodiment will be omitted. FIG. 4 is a diagram showing changes in the imaging positions of the first image A1, the second image A2, and the third image R in the present embodiment. After forming the first image A1, the second image A2, and the third image R in the positional relationship as shown in FIG. 4A as the initial state, the imaging position is changed in the direction of the arrow indicated by Δ in the figure. Therefore, the positional relationship shown in FIG. 4 (b) is adopted. In FIG. 4, the first image A1 is changed so that the imaging position is translated in the horizontal direction, and the second image A2 is changed in the depth direction from the viewer P to the imaging position. Is shown.
これらの画像の位置変化は、駆動制御部43が第1駆動部31、第2駆動部32、第3駆動部33に対して制御信号を送り、第1駆動部31、第2駆動部32、第3駆動部33が第1画像投影部21、第2画像投影部22、第3画像投影部23、第1結像光学部101、第2結像光学部102、第3結像光学部103に含まれる要素を移動させることで実現できる。
When the position of these images is changed, the drive control unit 43 sends a control signal to the first drive unit 31, the second drive unit 32, and the third drive unit 33, and the first drive unit 31, the second drive unit 32, The third drive unit 33 is the first
図1に示した例において、横方向または上下方向に第1画像A1の結像位置を変化させる場合には、第1画像投影部21を横方向または奥行き方向に移動させてビームスプリッタ11との相対的な位置関係を変化させることが挙げられる。その他の例としては、結像レンズ15を横方向または奥行き方向に移動させて、結像レンズ15とダイクロイックミラー16との相対的な位置関係を変化させることなどが挙げられる。第2画像投影部22および第3画像投影部23から照射される第2画像A2、第3画像Rについても同様の方法で横方向での結像位置を変化させることができる。
In the example shown in FIG. 1, when the imaging position of the first image A1 is changed in the horizontal direction or the vertical direction, the first
また、図1に示した例において、奥行方向に第2画像A2の結像位置を変化させる場合には、第2画像投影部22を上下方向に移動させてビームスプリッタ11との距離を変化させることが挙げられる。その他の例としては、結像レンズ15を上下方向に移動させて、結像レンズ15とダイクロイックミラー16との距離を変化させることや、新たなレンズを光路の途中に挿入するなどが挙げられる。第1画像投影部21および第3画像投影部23から照射される第1画像A1、第3画像Rについても同様の方法で奥行方向での結像位置を変化させることができる。
Further, in the example shown in FIG. 1, when the imaging position of the second image A2 is changed in the depth direction, the second
本実施形態の画像表示装置100でも、第1距離に結像される第1画像A1と、第2距離に結像される第2画像A2の表示状態と非表示状態を制御部40で切り替えることで、奥行方向の異なった位置に複数の画像を結像して、奥行方向での表示を経時的に変化させることが可能となる。また、駆動部30を用いて第1画像A1と第2画像A2の結像位置を変化させることで、エアリアルイメージを用いた表現を多彩にすることができる。
Also in the
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態について図5を用いて説明する。第1実施形態と重複する内容は説明を省略する。図5は、本実施形態における第1画像A1、第2画像A2および第3画像Rの表示状態と非表示状態の経時的な変化と結像位置の変化の組み合わせを示す図である。
(Third Embodiment)
Next, the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The description of the contents overlapping with the first embodiment will be omitted. FIG. 5 is a diagram showing a combination of changes over time and changes in the imaging position of the displayed and non-displayed states of the first image A1, the second image A2, and the third image R in the present embodiment.
本実施形態では、第2実施形態と同様に第1画像A1、第2画像A2、第3画像Rの結像位置をΔt変化させるとともに、各画像の表示内容と表示状態/非表示状態の切り替えを同期する。情報処理部41には、それぞれの結像位置と表示内容とを関連付けて、第1画像A1、第2画像A2、第3画像Rを記録しておく。 In the present embodiment, the imaging positions of the first image A1, the second image A2, and the third image R are changed by Δt as in the second embodiment, and the display content and the display state / non-display state of each image are switched. To synchronize. The information processing unit 41 records the first image A1, the second image A2, and the third image R in association with each image formation position and the display content.
情報処理部41は、駆動制御部43による駆動部30の制御状態をモニタリングしておき、第1結像光学部101、第2結像光学部102、第3結像光学部103を介しての第1画像A1、第2画像A2、第3画像Rの結像位置の情報を取得する。次に、情報処理部41は、取得した結像位置に対応した画像を選択して画像処理部42から投影部20に画像信号を送出し、第1画像投影部21、第2画像投影部22、第3画像投影部23のうち画像を照射するものを表示状態とする。また、第1画像投影部21、第2画像投影部22、第3画像投影部23のうち取得した結像位置に対応した画像が存在しないものは非表示状態とする。
The information processing unit 41 monitors the control state of the drive unit 30 by the drive control unit 43, and passes through the first imaging optical unit 101, the second imaging optical unit 102, and the third imaging optical unit 103. Information on the imaging positions of the first image A1, the second image A2, and the third image R is acquired. Next, the information processing unit 41 selects an image corresponding to the acquired imaging position and sends an image signal from the image processing unit 42 to the projection unit 20, and the first
このように、結像位置と表示内容を関連付けておき、第1結像光学部101、第2結像光学部102、第3結像光学部103の動作と同期して結像位置に対応した画像を表示させることで、より立体的なエアリアルイメージの表示を行うことが可能となる。例えば、奥行方向に結像位置を変化させるのに同期させて、立体物の断面を逐次表示すると、視聴者Pは結像された画像の時間積分を認識するため、連続した立体物を視認することができる。上下方向や左右方向に結像位置を変化させる場合には、視聴者Pは、第1画像投影部21、第2画像投影部22、第3画像投影部23が一画面として描写できる範囲を超えて、より大きな面積の画像を視認することができる。
In this way, the imaging position and the display content are associated with each other, and the imaging position corresponds to the operation in synchronization with the operations of the first imaging optical unit 101, the second imaging optical unit 102, and the third imaging optical unit 103. By displaying the image, it is possible to display a more three-dimensional aerial image. For example, when the cross section of a three-dimensional object is sequentially displayed in synchronization with changing the image formation position in the depth direction, the viewer P recognizes the time integration of the imaged image, so that the continuous three-dimensional object is visually recognized. be able to. When changing the image formation position in the vertical direction or the horizontal direction, the viewer P exceeds the range that the first
本実施形態の画像表示装置100でも、第1距離に結像される第1画像A1と、第2距離に結像される第2画像A2の表示状態と非表示状態を制御部40で切り替えることで、奥行方向の異なった位置に複数の画像を結像して、奥行方向での表示を経時的に変化させることが可能となる。また、駆動部30を用いて第1画像A1と第2画像A2の結像位置を変化させ、結像位置に対応した画像を表示することで、エアリアルイメージを用いた表現をさらに多彩にすることができる。
Also in the
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
100…画像表示装置
10…結像光学部
101…第1結像光学部
102…第2結像光学部
103…第3結像光学部
11,14…ビームスプリッタ
12,13…再帰反射部
15…結像レンズ
16…ダイクロイックミラー
17…ハーフミラー
20…投影部
21…第1画像投影部
22…第2画像投影部
23…第3画像投影部
30…駆動部
31…第1駆動部
32…第2駆動部
33…第3駆動部
40…制御部
41…情報処理部
42…画像処理部
43…駆動制御部
100 ... Image display device 10 ... Imaging optical unit 101 ... First imaging optical unit 102 ... Second imaging optical unit 103 ... Third imaging
Claims (6)
第2画像を照射する第2画像投影部と、
前記第1画像を第1距離に結像する第1結像光学部と、
前記第2画像を第2距離に結像する第2結像光学部と、
前記第1画像投影部および前記第2画像投影部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、経時的に前記第1画像投影部および前記第2画像投影部の表示状態と非表示状態を切り替えることを特徴とする画像表示装置。 The first image projection unit that irradiates the first image and
The second image projection unit that irradiates the second image,
A first imaging optical unit that forms an image of the first image at a first distance,
A second imaging optical unit that forms an image of the second image at a second distance,
A control unit that controls the first image projection unit and the second image projection unit is provided.
The control unit is an image display device characterized by switching between a display state and a non-display state of the first image projection unit and the second image projection unit over time.
前記制御部は、前記第1画像投影部および前記第2画像投影部の一方が表示状態において他方を非表示状態に切り替えることを特徴とする画像表示装置。 The image display device according to claim 1.
The control unit is an image display device, characterized in that one of the first image projection unit and the second image projection unit switches the other to a non-display state in a display state.
前記第1画像および/または前記第2画像の結像位置を変化させる駆動部を有することを特徴とする画像表示装置。 The image display device according to claim 1 or 2.
An image display device comprising a driving unit that changes the imaging position of the first image and / or the second image.
前記駆動部は、前記第1距離および/または前記第2距離を変化させることを特徴とする画像表示装置。 The image display device according to claim 3.
The drive unit is an image display device characterized in that the first distance and / or the second distance is changed.
前記駆動部は、前記第1距離における前記第1画像および/または前記第2距離における前記第2画像を平行移動することを特徴とする画像表示装置。 The image display device according to claim 3 or 4.
The drive unit is an image display device that translates the first image and / or the second image at the second distance.
前記制御部は、前記第1画像および/または前記第2画像の表示内容を経時的に変化させ、前記表示内容と同期して前記表示状態と前記非表示状態を切り替えることを特徴とする画像表示装置。 The image display device according to any one of claims 1 to 5.
The control unit changes the display contents of the first image and / or the second image over time, and switches between the display state and the non-display state in synchronization with the display contents. apparatus.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023013395A1 (en) * | 2021-08-06 | 2023-02-09 | 株式会社小糸製作所 | Image display device and image display method |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000214413A (en) * | 1998-05-21 | 2000-08-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Three-dimensional display method and device therefor |
JP2011070074A (en) * | 2009-09-28 | 2011-04-07 | Stanley Electric Co Ltd | Head-up display |
US20150226965A1 (en) * | 2014-02-07 | 2015-08-13 | Lg Electronics Inc. | Head-up display apparatus |
JP2017049354A (en) * | 2015-08-31 | 2017-03-09 | 日本電信電話株式会社 | Spatial image display device |
WO2017138242A1 (en) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | 日立マクセル株式会社 | Image display device for vehicle |
JP2018116164A (en) * | 2017-01-18 | 2018-07-26 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Display device |
JP2019105726A (en) * | 2017-12-12 | 2019-06-27 | コニカミノルタ株式会社 | Aerial video display device |
-
2019
- 2019-09-17 JP JP2019168263A patent/JP2021047234A/en active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000214413A (en) * | 1998-05-21 | 2000-08-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Three-dimensional display method and device therefor |
JP2011070074A (en) * | 2009-09-28 | 2011-04-07 | Stanley Electric Co Ltd | Head-up display |
US20150226965A1 (en) * | 2014-02-07 | 2015-08-13 | Lg Electronics Inc. | Head-up display apparatus |
JP2017049354A (en) * | 2015-08-31 | 2017-03-09 | 日本電信電話株式会社 | Spatial image display device |
WO2017138242A1 (en) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | 日立マクセル株式会社 | Image display device for vehicle |
JP2018116164A (en) * | 2017-01-18 | 2018-07-26 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Display device |
JP2019105726A (en) * | 2017-12-12 | 2019-06-27 | コニカミノルタ株式会社 | Aerial video display device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023013395A1 (en) * | 2021-08-06 | 2023-02-09 | 株式会社小糸製作所 | Image display device and image display method |
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