JP3515539B2 - 微小凹面鏡アレイ及び三次元映像表示装置 - Google Patents
微小凹面鏡アレイ及び三次元映像表示装置Info
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- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
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Description
を異ならせることができる微小凹面鏡アレイ及びこれを
用いた三次元映像表示装置に関する。
公報 IPC:G09G 3/20)には、図6に示す
ごとく、屈折率多重レンズ601を用いて画素ごとに結
像視度を異ならせる技術が開示されている。屈折率多重
レンズ601の上部は凸形状、中部は平面形状、下部は
凹面形状に形成されている。光源から屈折率多重レンズ
601の上部に入射する光602は、観察者Zの眼上で
結像するが、観察者Zには空間上の位置605に結像し
ているように感じられる。また、光源から屈折率多重レ
ンズ601の中部に入射する光603は、観察者Zの眼
上で結像するが、観察者Zには空間上の位置606に結
像しているように感じられる。また、光源から屈折率多
重レンズ601の下部に入射する光604は、観察者Z
の眼上で結像するが、観察者Zには空間上の位置607
に結像しているように感じられる。図7は、上記屈折率
多重レンズ601を多数配列したレンズアレイ702を
CRT701の画面に配置して成る三次元映像表示装置
を示している。CRT701による電子ビーム走査にお
いては、映像情報に付加されている奥行き情報に基づ
き、各屈折率多重レンズ601に対してその上下方向に
電子ビーム照射位置を移動させることになる。この移動
により、一つの屈折率多重レンズ601の上下方向のい
ずれかの箇所に一つの画素の光が導かれ、これによって
画素ごとに視度を異ならせ、観察者Zに三次元映像を認
識させることが可能となる。
来の三次元映像表示装置では、一つの屈折率多重レンズ
601の上下方向のいずれかの箇所に一つの画素の光が
導かれており、一つの屈折率多重レンズ601を一画素
とすれば、各画素の照射されるエリアが各画素の一部の
領域に限られることになるため、有効表示領域が小さ
く、画面表示が暗くなるという欠点がある。また、屈折
率多重レンズ601を用いると、色収差が発生するとい
った欠点もある。
効表示領域を画素全体とすることができ、色収差も生じ
させない微小凹面鏡アレイ及び三次元映像表示装置を提
供することを目的とする。
レイは、複数枚の鏡片を一組とし、鏡片が印加電圧に応
じてこれらの法線方向交差角度を可変させる微小凹面鏡
を、縦横に複数配置して成ることを特徴とする。
差させることで疑似的に凹面鏡として機能することにな
り、印加電圧に応じて鏡片の法線方向交差角度が変化す
ることで、疑似的に曲率が可変の凹面鏡として機能する
ことになる。各微小凹面鏡は各画素について設けること
ができるから、画素ごとに結像視度を異ならせることは
勿論、有効表示領域を大きくでき、画面表示を明るくで
きる。また、レンズではないので、色収差も発生しな
い。
き合わせて配置されていてもよく、或いは、各鏡片は四
角形状を成し、互いの角を突き合わせて配置されていて
もよい。また、圧電素子にて各鏡片を駆動するようにし
てもよい。
上記の微小凹面鏡アレイを備え、この微小凹面鏡アレイ
の各微小凹面鏡に各画素からの光を導くと共に、奥行き
情報を含む映像信号の当該奥行き情報に基づいて各微小
凹面鏡の駆動部に電圧を印加するように構成したことを
特徴とする。
異なる映像が生成されてこれが観察者に導かれることに
なり、観察者は立体映像を認識することになる。
の側に反射面を有する複数の自発光素子を互いに離間配
置して一つの画素を構成している映像表示パネルの他方
の側に微小凹面鏡アレイを配置した構成としてもよい。
また、各画素を第1の偏光を出射する自発光素子で構成
した映像表示パネルの一方の側に微小凹面鏡アレイを配
置し、これら映像表示パネルと微小凹面鏡アレイとの間
に1/4λ板を配置し、映像表示パネルの他方の側に第
1の偏光を反射し第2の偏光を透過する偏光ビームスプ
リッタを配置した構成としてもよい。
凹面鏡アレイ及び三次元映像表示装置を図1乃至図6に
基づいて説明する。
置を示した説明図である。この三次元映像表示装置は、
微小凹面鏡アレイ1と、映像表示パネル2と、これら微
小凹面鏡アレイ1を制御すると共に映像表示パネル2に
映像信号を与える処理部3とから成る。
は、例えば9個の自発光素子2a…を互いに離間させて
3×3並びで配置して成るものである。各自発光素子2
aの一方の側には反射面2b(図2参照)が形成されて
おり、自発光素子2aが出射する光は直接には観察者Z
へは導かれず、一度、微小凹面鏡アレイ1によって反射
し、自発光素子2a・2a間の隙間を通って観察者Zへ
と導かれるようになっている。微小凹面鏡アレイ1は、
微小凹面鏡11を枡目状に複数配置して成るものであ
る。各微小凹面鏡11は、各画素部2Aに対応して配置
されている。
要素を示している。この一画素要素は、一つの画素部2
Aと一つの微小凹面鏡11とにより構成される。一つの
微小凹面鏡11は、図3に示すように、4枚の鏡片11
aを一組として構成される。各鏡片11aは、直角二等
辺三角形を成し、互いの頂角を突き合わせて全体として
四角形状を成すように配置されている。各鏡片11aの
裏面側には、その揺動支点となる支柱部11b、及び印
加電圧に応じて長さが変化する圧電素子11cが設けら
れている。圧電素子11cの長さの変化によって各鏡片
11aが支柱部11bを支点に揺動し、その法線方向交
差角度(すなわち、微小凹面鏡としての曲率)を可変さ
せる。
ロック図である。3次元映像情報供給部31は、例えば
コンピュータグラフィック技術により作成されたポリゴ
ン映像情報を供給する。映像情報処理回路32は、3次
元ポリゴン映像を平面投影する処理を行って2次元映像
情報を生成すると共に、ポリゴン映像を構成している画
素毎に付与されている奥行き情報(Z値情報)を取得す
る。2次元映像情報処理回路33は、2次元映像情報に
基づいて映像表示パネル2における画素部2Aを構成し
ている自発光素子2aに駆動電圧を与える。なお、カラ
ー映像表示を行うべく、3つの画素部2Aを一組として
赤色(R)発光と緑色(G)発光と青色(B)発光を担
わせてもよいし、一つの画素部2Aを構成している9つ
の自発光素子を3つずつに分けて赤色(R)発光と緑色
(G)発光と青色(B)発光を担わせてもよいし、色光
を出射せずに、白色光を出射することとし、カラーフィ
ルタによってRGB光を出射するようにしてもよいもの
である。奥行き情報処理回路34は、奥行き情報に基づ
いて各画素に対応する微小凹面鏡11の圧電素子11c
…に与える電圧を制御し、4枚の鏡片11aの傾きを変
化させる。具体的には、奥行き情報が大きな値の画素
(奥の方に存在することとされている画素)について
は、鏡片11aの傾きを大きくし(すなわち、法線方向
交差点がディスプレイ側から見て近くになるように設定
し)、奥行き情報が小さな値の画素(手前の方に存在す
ることとされている画素)については、鏡片11aの傾
きを小さくする(すなわち、法線方向交差点がディスプ
レイ側から見て遠く(無限遠を含む)になるように設定
する)。
づいて視度(光線束が発散又は収束する度合い)を持つ
ことにより、これを見る観察者Zは奥行き感のある映
像、すなわち、3次元映像を認識することになる。そし
て、各微小凹面鏡11は各画素部2Aに対して設けてい
るから、有効表示領域を大きくでき、画面表示を明るく
でき、また、レンズではないので色収差も発生しない。
た図であって、映像表示パネル4を備える三次元映像表
示装置の一画素要素を示した断面図である。映像表示パ
ネル4は、互いに偏光方向が直交する第一の偏光と第二
の偏光のうち第一の偏光を出射する自発光表示パネル4
aと、観察者(図示せず)側に位置する偏光ビームスプ
リッタ4bと、微小凹面鏡アレイ1側に位置する1/4
λ板4cとから成る。図示しない処理部からは、自発光
表示パネル4aに映像信号に基づく画素駆動用の電圧が
供給され、微小凹面鏡アレイ1に鏡片駆動用の電圧が供
給される。映像信号に基づいて自発光表示パネル4aの
各画素部が発光すると、その一方の面から出射された第
一の偏光は、偏光ビームスプリッタ4bによって反射さ
れ、1/4λ板4cを経て微小凹面鏡アレイ1へと至る
ことになる。また、自発光表示パネル4aの他方の面か
ら出射された第一の偏光は、そのまま1/4λ板4cを
経て微小凹面鏡アレイ1へと至る。微小凹面鏡アレイ1
によって反射されて各画素ごとに視度変化させられた光
線束は、再び1/4λ板を経て第2の偏光となり、偏光
ビームスプリッタ4bを通過して観察者へと至ることに
なる。
奥行き情報に基づいて視度(光線束が発散又は収束する
度合い)を持つことにより、これを見る観察者Zは奥行
き感のある映像、すなわち、3次元映像を認識すること
になる。また、自発光表示パネル4aから出射される光
の略全てが利用されるため、画面の明るさを向上するこ
ともできる。
片から成る構成を示したが、これに限るものではなく、
四角形状としてもよいし、また、鏡片を4枚とする構成
に限らず、3枚構成や5枚構成等とすることも可能であ
る。
映像表示装置によれば、微小凹面鏡アレイにおける各微
小凹面鏡が画素ごとに設けられ、その曲率を画素ごとに
変えて視度を異ならせるので、各画素ごとに視度が異な
る映像が生成されてこれが観察者に導かれることにな
り、観察者は立体映像を認識することになる。そして、
このように微小凹面鏡アレイを用いることで、画面表示
を明るくでき、また、レンズではないので色収差も発生
しないことになる。
した説明図である。
る。
た斜視図である。
る。
形例であって、画素部の詳細を示した断面図である。
る原理説明図である。
説明図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 複数枚の鏡片を一組とし、鏡片が印加電
圧に応じてこれらの法線方向交差角度を可変させる微小
凹面鏡を、縦横に複数配置して成ることを特徴とする微
小凹面鏡アレイ。 - 【請求項2】 請求項1に記載の微小凹面鏡アレイにお
いて、各鏡片は三角形状を成し、互いの頂角を突き合わ
せて配置されたことを特徴とする微小凹面鏡アレイ。 - 【請求項3】 請求項1に記載の微小凹面鏡アレイにお
いて、各鏡片は四角形状を成し、互いの角を突き合わせ
て配置されたことを特徴とする微小凹面鏡アレイ。 - 【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
の微小凹面鏡アレイにおいて、圧電素子にて各鏡片を駆
動することを特徴とする微小凹面鏡アレイ。 - 【請求項5】 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載
の微小凹面鏡アレイを備え、この微小凹面鏡アレイの各
微小凹面鏡に各画素からの光を導くと共に、奥行き情報
を含む映像信号の当該奥行き情報に基づいて各微小凹面
鏡の駆動部に電圧を印加するように構成したことを特徴
とする三次元映像表示装置。 - 【請求項6】 請求項5に記載の三次元映像表示装置に
おいて、一方の側に反射面を有する複数の自発光素子を
互いに離間配置して一つの画素を構成している映像表示
パネルの他方の側に微小凹面鏡アレイを配置したことを
特徴とする三次元映像表示装置。 - 【請求項7】 請求項5に記載の三次元映像表示装置に
おいて、各画素を第1の偏光を出射する自発光素子で構
成した映像表示パネルの一方の側に微小凹面鏡アレイを
配置し、これら映像表示パネルと微小凹面鏡アレイとの
間に1/4λ板を配置し、映像表示パネルの他方の側に
第1の偏光を反射し第2の偏光を透過する偏光ビームス
プリッタを配置したことを特徴とする三次元映像表示装
置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2001122193A JP3515539B2 (ja) | 2001-04-20 | 2001-04-20 | 微小凹面鏡アレイ及び三次元映像表示装置 |
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Publications (2)
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JP2002318357A JP2002318357A (ja) | 2002-10-31 |
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Family Applications (1)
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JP5287695B2 (ja) * | 2009-12-22 | 2013-09-11 | 株式会社リコー | 光偏向装置、光偏向アレー、画像投影表示装置 |
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2001
- 2001-04-20 JP JP2001122193A patent/JP3515539B2/ja not_active Expired - Fee Related
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