JP2022112017A - 浮遊立体画像表示システム - Google Patents

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Abstract

【課題】ユーザーエクスペリエンスを高めるリッチなビジュアル環境を提供する。【解決手段】浮遊立体画像表示システムは、コントローラ及び第１の浮遊画像表示装置を含む。コントローラは、電子装置における複数の画像情報及び複数の奥行き情報に基づいて電子装置における複数の画像情報を複数の第１の浮遊画像情報に変換する。そして、第１の浮遊画像表示装置によって、複数の第１の浮遊画像情報を第１の浮遊画像表示装置における第１の側方の上方空間に表示させる。【選択図】図１

Description

本発明は、浮遊立体画像表示システムに関し、特に他の電子装置による画像情報を浮遊立体画像情報に変換する浮遊立体画像表示システムに関する。
フラットパネルディスプレイで再生するための立体映像情報を独自作成できる電子製品はすでに存在するが、フラットパネルディスプレイで再生するものに過ぎず、立体視覚体験としてはまだ物足りないことがある。
そのため、通常の平面映像情報を、ユーザーがリアルタイムで閲覧・対話できる立体映像情報に変換する浮遊立体画像表示システムの提供は、この業界が取り組むべき最重要課題の一つとなっている。
本発明が解決しようとする課題は既存の技術の不足に対し次のような浮遊立体画像表示システムを提供することである。
上記技術的課題を解決するために、本発明に採用された技術的手段の一つは、外部装置から複数の画像情報または複数の制御情報を受信することができる、次のような浮遊立体画像表示システムを提供することである。浮遊立体画像表示システムは、コントローラ及び前記コントローラに電気的に接続される第１の浮遊画像表示装置を含む。前記コントローラは、前記複数の画像情報及び前記複数の奥行き情報に基づいて前記複数の画像情報を複数の第１の浮遊画像情報に変換する。そして、前記第１の浮遊画像表示装置によって、前記複数の第１の浮遊画像情報を前記第１の浮遊画像表示装置における第１の側方の上方空間に表示させる。
本発明による有益の効果の１つとしては、本発明に適用される浮遊立体画像表示システムは、電子装置から受信した画像情報を変換することによって、立体の浮遊画像情報を提供することができるため、ユーザーエクスペリエンスを高めるリッチなビジュアル環境を提供することができる。
本発明にかかる第１の実施形態の浮遊立体画像表示システムを示す模式図である。 図１における電子装置と浮遊立体画像表示システムとの信号伝送状況を示す模式図である。 本発明にかかる第２の実施形態の浮遊立体画像表示システムを示す模式図である。 本発明にかかる第２の実施形態の浮遊立体画像表示システムを示す機能ブロック図である。 本発明にかかる実施形態において、第１の浮遊画像表示装置及び第２の浮遊画像表示装置がそれぞれ第１の浮遊画像情報及び第２の浮遊画像情報を表示することを示す模式図である。 本発明にかかる実施形態において、第１の浮遊画像表示装置及び第２の浮遊画像表示装置が統合浮遊画像情報を共同表示すること示す模式図である。 本発明に係る実施形態においての浮遊立体画像表示システムにおける第１の浮遊画像表示装置と拡張ゲームパッドとが接続されたことを示す模式図である。 本発明に係る実施形態においての浮遊立体画像表示システムにおける第１の浮遊画像表示装置及び第２の浮遊画像表示装置が拡張ゲームパッドと接続されたことを示す模式図である。 本発明に係る実施形態においての浮遊立体画像表示システムにおける第１の浮遊画像表示装置と拡張ゲームパッドとが接続されたことを示す別の模式図である。 本発明に係る実施形態においての浮遊立体画像表示システムにおける第１の浮遊画像表示装置及び第２の浮遊画像表示装置が拡張ゲームパッドと接続されたことを示す別の模式図である。 本発明にかかる実施形態において、浮遊立体画像表示システムをハウジングに配置することを示す模式図である。 第１の浮遊画像表示装置の構成を示す模式図である。 本発明にかかる第１の浮遊画像表示装置を示す分解模式図である。 本発明にかかる第１の浮遊画像表示装置のレンズアレイが整合的に配列されることを示す模式図である。 本発明にかかる第１の浮遊画像表示装置のレンズアレイが千鳥に配列されることを示す模式図である。 本発明にかかる第１の浮遊画像表示装置において単一のレンズのフォーカスの状況を示す模式図である。 第１の浮遊画像表示装置または第２の浮遊画像表示装置の浮遊画像情報とオブジェクトとが対話する状況を示す模式図である。 第１の浮遊画像表示装置または第２の浮遊画像表示装置の浮遊画像情報とオブジェクトとが対話する状況を示す他の模式図である。 第１の浮遊画像表示装置または第２の浮遊画像表示装置の浮遊画像情報とオブジェクトとが対話する状況を示す他の模式図である。 第１の浮遊画像表示装置または第２の浮遊画像表示装置の浮遊画像情報とオブジェクトとが対話する状況を示す他の模式図である。
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。
下記より、具体的な実施例で本発明が開示する実施形態を説明する。当業者は本明細書の公開内容により本発明のメリット及び効果を理解し得る。本発明は他の異なる実施形態により実行又は応用できる。本明細書における各細節も様々な観点又は応用に基づいて、本発明の精神逸脱しない限りに、均等の変形と変更を行うことができる。また、本発明の図面は簡単で模式的に説明するためのものであり、実際的な寸法を示すものではない。以下の実施形態において、さらに本発明に係る技術事項を説明するが、公開された内容は本発明を限定するものではない。また、本明細書に用いられる「又は」という用語は、実際の状況に応じて、関連する項目中の何れか一つ又は複数の組合せを含み得る。
［第１の実施形態］
図１及び図２を参照されたい。図１は、本発明にかかる第１の実施形態の浮遊立体画像表示システムを示す模式図である。図２は、図１における電子装置と浮遊立体画像表示システムとの信号伝送状況を示す模式図である。
浮遊立体画像表示システム１は電子装置ＥＤに接続され、電子装置ＥＤによる複数の画像情報または複数の制御信号を受信する。
浮遊立体画像表示システム１はコントローラ１１、記憶モジュール１２、通信モジュール１３及び第１の浮遊画像表示装置１４を含む。
コントローラ１１は、接続記憶モジュール１２、通信モジュール１３及び第１の浮遊画像表示装置１４に電気的に接続される。
本実施形態において、コントローラ１１は、電子装置ＥＤによる複数の画像情報を複数の第１の浮遊画像情報に変換し得る。そして、第１の浮遊画像表示装置１４によって、複数の第１浮遊画像情報を第１浮遊画像表示装置１４における第１の側方の上方空間に表示させる。即ち、電子装置ＥＤによる平面画像情報は浮遊立体画像表示システム１によって、第１浮遊画像情報Ｇ１に変換され、第１の浮遊画像表示装置１４における第１側方の上方空間に表示される。
図２を参照されたい。電子装置ＥＤは、複数の平面画像情報ＩＳ以外、さらに複数の平面画像情報ＩＳに対応した奥行き情報ＤＳを提供することが可能である。これによって、浮遊立体画像表示システム１は平面画像情報ＩＳを変換し得る。また、電子装置ＥＤは複数の制御信号ＣＳを浮遊立体画像表示システム１のコントローラ１１に送信することによって、第１の浮遊画像表示装置１４における第１の側方の上方空間に表示された第１の浮遊画像情報Ｇ１を制御することが可能である。
本実施形態において、コントローラ１１はさらに機械学習プロセスにより、電子装置ＥＤによる複数の平面画像情報における少なくとも１つのオブジェクト画像情報に対し深度情報認識と評価を行うことによって、当該少なくとも１つのオブジェクト画像情報を浮遊の立体画像情報に変換することが可能である。
電子装置ＥＤは、スマートフォン、タブレット、スマートウォッチ、ゲーム機（例えばＰｌａｙ ｓｔａｔｉｏｎ ４（登録商標）またはＰｌａｙ ｓｔａｔｉｏｎ ５（登録商標））、デスクトップコンピュータ、ゲームパッドまたはゲームサーバであり得る。
また、電子装置ＥＤに接続された周辺装置ＰＤによって、第１の浮遊画像表示装置１４における第１の側方の上方空間に表示された第１の浮遊画像情報Ｇ１を制御（第１の浮遊画像情報Ｇ１と対話する）することが可能である。
周辺装置ＰＤは、スマートフォン、タブレット、スマートウォッチ、ジョイスティック、ゲームパッド、リモコン、マウスデバイス、または体感型コントローラであり得る。
周辺装置ＰＤは、電子装置ＥＤを介して複数の制御信号を浮遊立体画像表示システム１のコントローラ１１に送信することによって、第１の浮遊画像表示装置１４における第１側方の上方空間に表示された第１の浮遊画像情報Ｇ１を制御することができる。
［第２の実施形態］
図３、図４、図５及び図６を参照されたい。図３は、本発明にかかる第２の実施形態の浮遊立体画像表示システムを示す模式図である。図４は、本発明にかかる第２の実施形態の浮遊立体画像表示システムを示す機能ブロック図である。図５は、本発明にかかる実施形態において、第１の浮遊画像表示装置及び第２の浮遊画像表示装置がそれぞれ第１の浮遊画像情報及び第２の浮遊画像情報を表示することを示す模式図である。図６は、本発明にかかる実施形態において、第１の浮遊画像表示装置及び第２の浮遊画像表示装置が統合浮遊画像情報を共同表示すること示す模式図である。
浮遊立体画像表示システム１はさらに第２の浮遊画像表示装置１５を含んでもよい。
完全な浮遊立体視画像を表示する前に、まずこの完全な画像をコンピュータアルゴリズムに従って異なるブロックに分割し、計算後に各ブロックの画像を区画するようになる。第１の浮遊画像表示装置１４の複数の表示ユニットまたは第２の浮遊画像表示装置１５の複数の表示ユニットから複数の光線が供給され、空間に集光してブロックを形成し、異なるブロックの画像を合成して完全な浮遊立体視画像を形成することができる。第１の浮遊画像表示装置１４は、完全な浮遊立体視画像の一部を表示する。第２の浮遊画像表示装置１５は、完全な浮遊立体視画像の別の部分を表示し、上記２つを組み合わせて、完全な浮遊立体視画像にするようになる。
第２の浮遊画像表示装置１５はコントローラ１１に電気的に接続される。第２の浮遊画像表示装置１５は脱着可能に第１の浮遊画像表示装置１４に接続される。第１の浮遊画像表示装置１４と第２の浮遊画像表示装置１５との間に角度θが設けられる。第２の浮遊画像表示装置１５は、接続モジュール１９を介して第１の浮遊画像表示装置１４に接続する。接続モジュール１９としては蝶番（ｈｉｎｇｅ）が挙げられる。他の実施形態において、両方の協働をさらに最適化するために、第１の浮遊画像表示装置１４は、第２の浮遊画像表示装置１５に電気的に接続されてもよい。電子装置ＥＤによる複数の画像情報に基づいて、コントローラ１１は、複数の第２の浮遊画像情報Ｇ２を第２の浮遊画像表示装置１５における第１の側方の上方空間に表示させる。
即ち、本実施形態において、第１の浮遊画像表示装置１４が第２の浮遊画像表示装置１５に接続すると、第１の浮遊画像表示装置１４と第２の浮遊画像表示装置１５はそれぞれ複数の第１の浮遊画像情報Ｇ１及び複数の第２の浮遊画像情報Ｇ２を提供することによって、統合浮遊画像情報ＧＩＮを共同表示する。複数の第１の浮遊画像情報Ｇ１、複数の第２の浮遊画像情報Ｇ２及び統合浮遊画像情報ＧＩＮはいずれも立体な浮遊画像情報である。即ち、ユーザーはいかなる視角からもそれらの浮遊画像情報を見ることができる。
第１の浮遊画像表示装置１４及び第２の浮遊画像表示装置１５は別々に複数の浮遊画像情報を表示することが可能であるが、一方、第１の浮遊画像表示装置１４及び第２の浮遊画像表示装置１５は、複数の浮遊画像情報をそれぞれ提供することで、統合浮遊画像情報ＧＩＮを共同表示することも可能である。
コントローラ１１は、電子装置ＥＤによる前記複数の平面画像情報を複数の第１の浮遊画像情報及び複数の第２の浮遊画像情報に変換する。複数の第１の浮遊画像情報Ｇ１及び複数の第２の浮遊画像情報Ｇ２は、複数の統合浮遊画像情報を共同表示する。
電子装置ＥＤは、スマートフォン、タブレット、スマートウォッチ、ゲーム機（例えばＰｌａｙ ｓｔａｔｉｏｎ ４（登録商標）またはＰｌａｙ ｓｔａｔｉｏｎ ５（登録商標））、デスクトップコンピュータ、ゲームパッドまたはゲームサーバであり得る。
また、電子装置ＥＤに接続された周辺装置ＰＤによって、第１の浮遊画像表示装置１４における第１の側方の上方空間に表示された第１の浮遊画像情報Ｇ１を制御（第１の浮遊画像情報Ｇ１と対話する）することが可能である。
周辺装置ＰＤは、スマートフォン、タブレット、スマートウォッチ、ジョイスティック、ゲームパッド、リモコン、マウスデバイス、または体感型コントローラであり得る。
周辺装置ＰＤは、電子装置ＥＤを介して複数の制御信号を浮遊立体画像表示システム１のコントローラ１１に送信することによって、第１の浮遊画像表示装置１４における第１側方の上方空間に表示された第１の浮遊画像情報Ｇ１を制御することができる。
第１の表示モジュール１４１に表示された複数の画像情報または第２の表示モジュール１５１に表示された複数の画像情報は、電子装置ＥＤによる平面画像情報、或いはコントローラ１１が選択した電子装置ＥＤによる平面画像情報の一部の背景内容のいずれであってもよい。なお、本発明は上記の例に制限されない。
また、浮遊立体画像表示システム１におけるコントローラ１１は、通信モジュールを介してサーバー９に通信接続される。浮遊立体画像表示システム１におけるコントローラ１１は、複数の第１の浮遊画像情報Ｇ１、第２の浮遊画像情報Ｇ２及び統合浮遊画像情報ＧＩＮをサーバー９に計算を行うために送信してもよい。
電源モジュール１７は、コントローラ１１、記憶モジュール１２、通信モジュール１３、第１の浮遊画像表示装置１４、第２の浮遊画像表示装置１５、環境検知装置１６及び視線追跡センサー１８に電力を給電するために用いられる。
なかでも、第１の浮遊画像情報Ｇ１、第２の浮遊画像情報Ｇ２、統合浮遊画像情報ＧＩＮ、は、記憶モジュール１２またはサーバー９に格納される。
コントローラ１１は、中央処理装置（ＣＰＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはマイクロプロセッサ（ＭＣＵ）である。
記憶モジュール１２は、フラッシュメモリ、ＲＯＭ、プログラマブルＲＯＭ、電気的書替え可能ＲＯＭ、消去可能プログラマブルＲＯＭ、または電気的消去可能プログラマブルＲＯＭである。
通信モジュール１３は有線通信ユニット（図示せず）、及び無線通信ユニット（図示せず）を含む。有線通信ユニット（図示せず）は、独立してサーバー９と通信し、サーバー９からの制御信号やサーバー９のデータベースからのデータを受信するように設定することも可能である。通信モジュール１３が無線通信ユニットである場合、通信モジュール１３としては、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）通信ユニット、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信ユニット、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）通信ユニット、ＬｏＲａ通信ユニット、Ｓｉｇｆｏｘ（登録商標）通信ユニットまたはＮＢ－ＩｏＴ通信ユニットであることが挙げられる。
電源モジュール１７は、直流－直流変換器、交流－直流変換器であってもよい。また、電源モジュール１７は、電池ユニット（図示せず）を含んでもよい。電池ユニット（図示せず）としては、リチウムイオン電池、リチウムマンガン電池、リチウムポリマー電池、またはニッケル水素電池が挙げられる。
また、浮遊立体画像表示システム１はマイクＭＰ、及びスピーカーＳＰを含む。マイクＭＰ及びスピーカーＳＰは接続コントローラ１１に電気的に接続される。ユーザーは、マイクＭＰ及びスピーカーＳＰを介し、音声制御信号を用いて、第１の浮遊画像情報Ｇ１、第２の浮遊画像情報Ｇ２又は統合浮遊画像情報ＧＩＮに対し制御または対話を行うことができる。
また、コントローラ１１、記憶モジュール１２、通信モジュール１３、第１の浮遊画像表示装置１４、第２の浮遊画像表示装置１５、電源モジュール１７、マイクＭＰ及びスピーカーＳＰは、ハウジング（図示せず）に配置されてもよい。
他の実施形態において、コントローラ１１、記憶モジュール１２、通信モジュール１３、電源モジュール１７、マイクＭＰ及びスピーカーＳＰは、第１の浮遊画像表示装置１４または第２の浮遊画像表示装置１５に配置されてもよい。即ち、第１の浮遊画像表示装置１４または第２の浮遊画像表示装置１５のいずれも独立して平面画像情報または浮遊立体画像情報を処理することができる。第１の浮遊画像表示装置１４と第２の浮遊画像表示装置１５が電気的に接続された場合、第１の浮遊画像表示装置１４と第２の浮遊画像表示装置１５に搭載された各種コンポーネントは、リソースを共有し、互いに協調して動作することが可能である。
図７、図８、図９及び図１０を参照されたい。図７は、本発明に係る実施形態においての浮遊立体画像表示システムにおける第１の浮遊画像表示装置と拡張ゲームパッドとが接続されたことを示す模式図である。図８は、本発明に係る実施形態においての浮遊立体画像表示システムにおける第１の浮遊画像表示装置及び第２の浮遊画像表示装置が拡張ゲームパッドと接続されたことを示す模式図である。図９は、本発明に係る実施形態においての浮遊立体画像表示システムにおける第１の浮遊画像表示装置と拡張ゲームパッドとが接続されたことを示す別の模式図である。図１０は、本発明に係る実施形態においての浮遊立体画像表示システムにおける第１の浮遊画像表示装置及び第２の浮遊画像表示装置が拡張ゲームパッドと接続されたことを示す別の模式図である。
図７及び図９は第１の浮遊画像表示装置１４がコントローラ１１等の電子素子と組み合わせるように、一緒にハウジングに配置されたことを示す。また、第１の浮遊画像表示装置１４の両側のそれぞれに、様々な拡張ゲームパッドＥＥＤ１及び拡張ゲームパッドＥＥＤ２と接続するために用いられる拡張接続モジュール（図示せず）が設けられる。拡張ゲームパッドＥＥＤ１及び拡張ゲームパッドＥＥＤ２によって、第１の浮遊画像表示装置１４の上方空間に表示された統合浮遊画像情報を制御することが可能である。本実施形態において、浮遊立体画像表示システム１における第１の浮遊画像表示装置１４及びコントローラ１１は、外部の電子装置ＥＤによる様々な画像情報または制御情報を受信することができる。他の実施形態において、拡張ゲームパッドＥＥＤ１も、拡張ゲームパッドＥＥＤ２も、第１の浮遊画像表示装置１４と一体化に構成してもよい。本実施形態において、拡張接続モジュールは接続用の固定素子であるが、本発明はこの例に制限されない。
また、浮遊立体画像表示システム１における第１の浮遊画像表示装置１４及びコントローラ１１は、立体画像を表示するために、外部サーバー（図示せず）による画像情報を受信するようにしてもよい。
図８及び図１０は第１の浮遊画像表示装置１４及び第２の浮遊画像表示装置１５がコントローラ１１等の電子素子と組み合わせるように、一緒にハウジングに配置されたことを示す。図８及び図１０において、第２の浮遊画像表示装置１５は、第１の浮遊画像表示装置１４と横に並べて配置されもよいし、第１の浮遊画像表示装置１４と折り畳める状態で配置されてもよい。
第１の浮遊画像表示装置１４の両側のそれぞれに、様々な拡張ゲームパッドＥＥＤ１及び拡張ゲームパッドＥＥＤ２と接続するために用いられる拡張接続モジュール（図示せず）が設けられる。拡張ゲームパッドＥＥＤ１及び拡張ゲームパッドＥＥＤ２によって、第１の浮遊画像表示装置１４と第２の浮遊画像表示装置１５の間の空間に表示された統合浮遊画像情報を制御することが可能である。他の実施形態において、拡張ゲームパッドＥＥＤ１も、拡張ゲームパッドＥＥＤ２も、第１の浮遊画像表示装置１４と一体化に構成してもよい。
図１１を参照されたい。図１１は、本発明にかかる実施形態において、浮遊立体画像表示システムをハウジングに配置することを示す模式図である。
浮遊立体画像表示システム１における各種電子部品またはデバイスは、開閉可能な筐体であるハウジング１０に収容され、ハウジング１０は、ユーザーのニーズに応じた設計が可能である。
図１２、図１３、図１４、図１５及び図１６を参照されたい。図１２は、第１の浮遊画像表示装置の構成を示す模式図である。図１３は、本発明にかかる第１の浮遊画像表示装置を示す分解模式図である。図１４は、本発明にかかる第１の浮遊画像表示装置のレンズアレイが整合的に配列されることを示す模式図である。図１５は、本発明にかかる第１の浮遊画像表示装置のレンズアレイが千鳥に配列されることを示す模式図である。図１６は、本発明にかかる第１の浮遊画像表示装置において単一のレンズのフォーカスの状況を示す模式図である。
第１の浮遊画像表示装置１４及び第２の浮遊画像表示装置１５の構成と機能は同様であるため、第１の浮遊画像表示装置１４の実施例のみを詳しく説明し、第２の浮遊画像表示装置１５の構造や機能についての説明は繰り返さない。
第１の浮遊画像表示装置１４は、第１の表示モジュール１４１及びレンズアレイ層１４２を含み、表示画像を変えることで、立体視画像の角度を変え、別の角度から立体画像を見ることができる。
第１の浮遊画像表示装置１４は、第１の表示モジュール１４１、レンズアレイ層１４２、及び微小構造層１４３を含む。このように、表示画像を変えることで、立体視画像の角度を変え、別の角度から立体視をすることができる。
さらに、微小構造層１４３は、動的光学部品層である。すなわち、微小構造層１４３は、微小構造機能モード及び非微小構造機能モードを有する。微小構造層１４３は、制御信号に従って、微小構造機能モードまたは非微小構造機能モードに調整することができる。微小構造層１４３を微小構造機能モードに切り替えると、光の角度方向を変える。微小構造層１４３が非微小構造機能モードに切り替えられると、第１の浮遊画像表示装置１４は平面画像情報の表示に用いられ、第１の浮遊画像表示装置１４の側方の空間に浮かぶ立体画像情報を表示しないようになる。しかし、本実施形態では、第１の浮遊画像表示装置１４は、平面画像情報及び浮遊画像情報の両方を表示することが可能である。
微小構造層１４３は液晶レンズアレイ層（ＬｉｑｕｉｄＬｅｎｓＬａｙｅｒ）であって、複数の微小構成液晶レンズを含む。レンズアレイ層も、液晶レンズアレイ層（ＬｉｑｕｉｄＬｅｎｓＬａｙｅｒ）複数の光学調整液晶レンズを含む。即ち、第１の浮遊画像表示装置１４は少なくとも２層の液晶レンズアレイ層を含む表示装置である。他の実施形態において、光線を調整するために、第１の浮遊画像表示装置１４はさらに多い層の液晶レンズアレイ層を含むように構成されてもよい。また、他の実施形態において、第１の浮遊画像表示装置１４は、光線を調整するために、異なる領域に第１の浮遊画像表示装置１４を配置するようにしてもよい。また、レンズアレイ層１４２は、第１の構成レンズアレイ層（図示せず）、及び第２の構成レンズアレイ層（図示せず）を含む。第１の構成レンズアレイ層（図示せず）は光フィールドを変調するためにレンズ構成を有し、一方、第２の構成レンズアレイ層（図示せず）はレンズ構成を有しない。
第１の表示モジュール１４１は、通用のフラットパネルディスプレイであってもよい。第１の表示モジュール１４１は画像を表示するために用いられる表示面１４１１を有する。レンズアレイ層１４２は、第１の表示モジュール１４１の近傍にある表示面１４１１に配置される。即ち、レンズアレイ層１４２は第１の表示モジュール１４１の上方に配置される。レンズアレイ層１４２は、第１の表示モジュール１４１の表示面１４１１に接触してもよい。レンズアレイ層１４２は、第１の表示モジュール１４１の表示面１４１１と間隔をあけて配置されてもよいし、第１の表示モジュール１４１における表示面１４１１とレンズアレイ層１４２との間に配置された中間層であってもよい。
第１の表示モジュール１４１は、最下層に配置されてもよく、それは光再生が未だされていない平面画像を表示する役割を果たす。また、レンズアレイ層１４２のレンズアレイを介して光は再分配・合成されることで、再構成された立体画像を表示するようになる。第１層の第１の表示モジュール１４１は、対象画像を表示できればよいので、携帯電話、フラットパネル、フラットスクリーンなど、どのようなハードウェア構成であってもよく、ディスプレイ１の種類や構成は限定されるものではない。また、第１の表示モジュール１４１は、自発光型ディスプレイであってもよい。
レンズアレイ層１４２は、最上層に配置し、光場を調節する効果を有する。レンズアレイ層１４２は、立体物の光角を調節し、元々再構成されていない平面画像を再分配して再構成し、視聴者に立体画像を見ることができるようにする。
レンズアレイ層１４２は、光学特性の良い材料で作られており、レンズアレイ層１４２の材料は、特に限定されない。レンズアレイ層１４２は、基部１４２１及び複数のレンズ１４２２を含む。複数のレンズ１４２２は、基部１４２１の一面に配置される。即ち、複数のレンズ１４２２は基部１４２１における第１の表示モジュール１４１から離れる一面に配置される。レンズアレイ層１４２の配列及び構造は上記の例に制限されない。複数のレンズ１４２２は焦点を当てる機能を有する。表示面１４１１は未だ再構築されていない画像はレンズアレイ層１４２によって、統合された画像を再構成し、立体視画像を形成する。
第１の表示モジュール１４１は、アルゴリズムの適用が可能であれば、どのような構成であってもよく、すなわち、第１の表示モジュール１４１は、図画像計算ユニット１４１２を有する。ディスプレイ１で使用される画像は、画像アルゴリズム計算の対象となり、この計算は、レンズアレイの構造と連動して、その光が通るさまざまな経路を予測し、画像の相対的な位置を計算する。
本発明のレンズアレイ層１４２は，ディスプレイの効果に大きな関連性を有する。図９に示すように、レンズアレイは、隣接する２つの列のそれぞれのレンズ１４２２が互いに整合的に配列するように、矩形パターンで配置されてもよい。図１０に示すように、レンズアレイはまた、レンズ１４２２の２つの隣接する列の各々が千鳥状に配置されるように、六角形のパターンで配置されてもよい。
レンズアレイ層１４２上の微細構造は集光レンズである。この微細レンズの仕様は、材料の屈折率ｎ値によって集光能力が決まり、使用できる光の波長範囲は３００ｎｍから１１００ｎｍである。小型レンズ１枚の焦点距離は図１１のようになり、レンズメーカーの公式：１／ｆ＝（ｎ－１）（１／Ｒ１－１／Ｒ２）に準拠する。ここで、Ｒ１、Ｒ２はレンズの両側の曲率半径、ｆはレンズの焦点距離、ｎはレンズの屈折率である。また、レンズの直径は、表示デバイスの画素サイズに合わせて、１００ｕｍから５ｍｍまで幅広く対応する。他の実施形態において、レンズアレイ層１４２の微小構造は、本発明において限定されることなく、非球面レンズまたは上記レンズメーカーの数式とは異なる光学特性を有する厚膜レンズであってもよい。他の実施形態では、レンズアレイ層１４２はまた、いかなる微小構造も含まなくてもよい。
図１７、図１８、図１９及び図２０を参照されたい。図１７は、第１の浮遊画像表示装置または第２の浮遊画像表示装置の浮遊画像情報とオブジェクトとが対話する状況を示す模式図である。図１８は、第１の浮遊画像表示装置または第２の浮遊画像表示装置の浮遊画像情報とオブジェクトとが対話する状況を示す他の模式図である。図１９は、第１の浮遊画像表示装置または第２の浮遊画像表示装置の浮遊画像情報とオブジェクトとが対話する状況を示す他の模式図である。図２０は、第１の浮遊画像表示装置または第２の浮遊画像表示装置の浮遊画像情報とオブジェクトとが対話する状況を示す他の模式図である。
ユーザーは、指、電子対話用手袋ＥＣＬ、電子対話用手袋ＰＴを用いて、第１の浮遊画像情報Ｇ１、第２の浮遊画像情報Ｇ２、または統合浮遊画像情報ＧＩＮと対話することができる。
すなわち、第１の浮遊画像表示装置１４のセンサー１４９は、オブジェクトＯＢ（ユーザの手）の所定の検出点の座標、例えばユーザーの人差し指、電子対話用手袋ＥＣＬの所定の座標、ペン型対話部材ＰＴのペン先の所定の座標の少なくとも１つを検出するために使用することができる。センサー１４９は、オブジェクトＯＢの所定の検出点の軌跡を所定時間にわたって連続的に記録する。センサー１４９は、オブジェクトＯＢの所定の検出点の軌跡の複数の座標を、所定期間、コントローラ１１に送信する。コントローラ１１は、ユーザーの人差し指、電子対話用手袋ＥＣＬの所定座標、又はペン型対話部材のペン先の所定座標の少なくとも一方に基づいて、第１の浮遊画像情報Ｇ１の対話ステータスを決定する。本実施形態では、センサー１４９は、画像撮影ユニットである。
同様に、第２の浮遊画像表示装置１５に表示される第２の浮遊画像情報Ｇ２、第１の浮遊画像表示装置１４及び第２の浮遊画像表示装置１５が共同表示する統合浮遊画像情報ＧＩＮは、指、或いは、電子対話用手袋ＥＣＬ、ペン型対話部材Ｐ等で対話を行うことによって次に表示する画像を決めるようになる。
さらに言えば、ユーザーは、第１の浮遊画像表示装置１４、第２の浮遊画像表示装置１５、または第１の浮遊画像表示装置１４及び第２の浮遊画像表示装置１５によって、空中に浮かぶ線、平面及び立体画像を表示してもよい。
図１７、図１８、図１９及び図２０に示すように、ユーザーは手（オブジェクト）ＯＢ、ペン型対話部材ＰＴ、電子対話用手袋ＥＣＬによって、第１の浮遊画像表示装置１４における側方の空間において複数の軌跡ＰＨ１－ＰＨＮを描くことが可能である。また、それらの軌跡をさらに、移動、調整または接続することによって、第１の浮遊画像情報Ｇ１を構築するようにしてもよい。
また、第１の浮遊画像表示装置１４はさらにプログラムを含んでもよい。プログラムは複数の立体機能トリガーＦＢＮに対応した複数の機能処理プロセスを含む。複数の立体機能トリガーＦＢＮは、第１の表示モジュール１４１を介して、第１の浮遊画像情報Ｇ１と同じように、第１の浮遊画像表示装置１４における側方の空間で表示される。
ユーザーは、着色、ズーム、素材の調整など、複数の立体機能トリガーＦＢＮの中から１つを選択して、第１の浮遊画像情報Ｇ１の一部または全部の領域を編集することができる。
つまり、平面領域、立体領域、あるいは複数の軌跡で形成された領域全体を、ユーザーが選択的に処理することができる。先の実施形態と同様に、第１の浮遊画像情報Ｇ１は、第１の浮遊画像表示装置１４の一側方の空間に分解図として表示させることが可能である。
さらに、第１の浮遊画像表示装置１４は、コントローラ１１及び通信モジュールを介してサーバー９に接続することができる。サーバーは、第１の浮遊画像情報Ｇ１の多数の軌跡の算出を負担できる。本実施形態では、平面画像情報及び立体画像情報の算出を、第１の浮遊画像表示装置１４及びコントローラ１１で処理し、又はクラウドコンピューティング用のリモートのサーバー９で処理し、算出した平面画像情報及び立体画像情報をコントローラ１１に送信するようにしてもよい。
［実施形態の有益效果］
本発明の有益な効果の１つは、本発明によって提供される浮遊立体画像表示システムは、電子装置による画像情報を変換することによって、立体の浮遊画像情報を表示することができるため、ユーザーエクスペリエンスを高めるリッチなビジュアル環境を提供することができると共に、立体浮遊画像と対話もできるようになる。
以上に開示された内容は本発明の好ましい実施形態に過ぎず、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。そのため、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。
１：浮遊立体画像表示システム
１１：コントローラ
１２：記憶モジュール
１３：通信モジュール
１４：第１の浮遊画像表示装置
ＥＤ：電子装置
ＰＤ：周辺装置
１５：第２の浮遊画像表示装置
１７：電源モジュール
１９：接続モジュール
ＭＰ：マイク
ＳＰ：スピーカー
ＧＩＮ：統合浮遊画像情報
１４１：第１の表示モジュール
１５１：第２の表示モジュール
１４９：センサー
Ｇ１：第１の浮遊画像情報
Ｇ２第２の浮遊画像情報
ＰＴ：ペン型対話部材
ＰＨ１－ＰＨＮ：軌跡
ＦＢＮ：立体機能トリガー
ＯＢ：オブジェクト
ＥＣＬ：電子対話用手袋
１４２：レンズアレイ層
１４３：微小構造層
１４２１：レンズ
１４１１：表示面
９：サーバー
１４１２：図画像計算ユニット
ＣＳ：制御信号
ＩＳ：平面画像情報
ＤＳ：奥行き情報
θ：角度
ｆ：レンズの焦点距離
ＥＥＤ１、ＥＥＤ２：拡張ゲームパッド
１０：ハウジング
１４２２：レンズ

Claims (13)

  1. 複数の画像情報または複数の制御信号を受信し得るように構成され、コントローラと、前記コントローラに電気的に接続される第１の浮遊画像表示装置と、を備える遊立体画像表示システムであって、
    前記コントローラは、前記複数の画像情報及び前記複数の奥行き情報に基づいて、複数の第１の浮遊画像情報を生成し、前記第１の浮遊画像表示装置によって、前記複数の第１の浮遊画像情報を前記第１の浮遊画像表示装置における第１の側方の上方空間に表示させる、ことを特徴とする浮遊立体画像表示システム。
  2. 前記コントローラに電気的に接続されると共に、脱着可能に前記第１の浮遊画像表示装置に接続する、第２の浮遊画像表示装置をさらに備え、
    前記第１の浮遊画像表示装置と前記第２の浮遊画像表示装置とは所定の角度をなす、請求項１に記載の浮遊立体画像表示システム。
  3. 前記コントローラは前記電子装置による前記複数の画像情報に基づいて、複数の第２の浮遊画像情報を前記第２の浮遊画像表示装置における第１の側方の上方空間に表示させる、請求項２に記載の浮遊立体画像表示システム。
  4. 前記コントローラは、前記電子装置による前記複数の画像情報を前記複数の第１の浮遊画像情報及び前記複数の第２の浮遊画像情報に変換し、前記複数の第１の浮遊画像情報と前記複数の第２の浮遊画像情報は合わせて複数の統合浮遊画像情報となるように共同表示する、請求項３に記載の浮遊立体画像表示システム。
  5. 前記電子装置は少なくとも１つの周辺装置に接続され、前記少なくとも１つの周辺装置は、前記複数の統合浮遊画像情報を制御するための複数の制御信号を送信することが可能であり、前記周辺装置は、スマートフォン、タブレット、スマートウォッチ、ジョイスティック、ゲームパッド、リモコン、マウスデバイス、または体感型コントローラであり得る、請求項４に記載の浮遊立体画像表示システム。
  6. ジェスチャー、電子対話用手袋、ペン型対話部材等で直接に前記複数の統合浮遊画像情報と対話を行うことが可能である、請求項４に記載の浮遊立体画像表示システム。
  7. 前記第１の浮遊画像表示装置と前記第２の浮遊画像表示装置とが互いに接続された場合、前記コントローラは、前記複数の統合浮遊画像情報を前記第１の浮遊画像表示装置と前記第２の浮遊画像表示装置との間の空間に表示させる、請求項４に記載の浮遊立体画像表示システム。
  8. 前記第１の浮遊画像表示装置は、平面画像情報を表示するための平面表示モジュールと、前記平面表示モジュールに配置されたレンズアレイ層とを備え、
    前記平面画像情報は前記レンズアレイ層によって、浮遊的な立体画像情報を前記第１の浮遊画像表示装置における一側方の上方の空間に表示される、請求項１に記載の浮遊立体画像表示システム。
  9. 前記第１の浮遊画像表示装置はさらに微小構造層を含み、前記微小構造層は前記レンズアレイ層に配置される、請求項８に記載の浮遊立体画像表示システム。
  10. 前記第１の浮遊画像表示装置はさらに、前記第１の浮遊画像表示装置に表示された前記第１の浮遊画像情報、または前記第１の浮遊画像表示装置と前記第２の浮遊画像表示装置とが共同表示する前記統合浮遊画像情報を制御するための複数の制御信号を前記周辺装置から受信するように、前記周辺装置と接続する拡張接続モジュールを含む、請求項２に記載の浮遊立体画像表示システム。
  11. 前記拡張接続モジュールは接続用の固定素子である、請求項１０に記載の浮遊立体画像表示システム。
  12. 前記コントローラ、前記第１の浮遊画像表示装置及び前記第２の浮遊画像表示装置を収納するハウジングをさらに備える、請求項１１に記載の浮遊立体画像表示システム。
  13. 前記浮遊立体画像表示システムは電子装置またはサーバーと接続し、
    前記複数の画像情報及び前記複数の制御信号は、前記電子装置または前記サーバーで計算を済んだ後から提供されるものである、請求項１２に記載の浮遊立体画像表示システム。
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