JP4221750B1 - 立体映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【技術分野】
【背景技術】
【要約】
【課題】
安価な立体映像表示装置を提供する
【解決手段】
２枚の板の間に多数の糸を平行に張り、それをスクリーンとしてプロジェクターから平面映像を投影することで、３次元空間に映像を表示する。
プロジェクターは一般的な平面映像投影用のものが利用可能であり、スクリーンも一般的で安価な素材で作成可能なため、立体映像表示装置を安価に構成することができる。また、装置の大型化／小型化も容易である。

【選択図】図４

Description

本発明は、立体映像を出力する装置に関するものである。

従来の立体映像を表示する方法には、大きく２つの方法があった。
一つは、左目と右目に異なる平面映像を見せることで擬似的に立体感を生み出す方法である。
もう一つは、実際に３次元空間に映像を表示する方法である。

平面映像を用いる方法はテレビや映画などで既に実用化されており、左目と右目に違う映像を見せるために多くの方法が用いられている。
・ヘッドマウント方式
・アナグリフ方式
・偏向フィルタ方式
・時分割方式
・裸眼方式
３Ｄコンソーシアム CREATORS LOUNGE 次世代メヂアクリエーションのススメ http://www.creatorslounge.com/seminar/003_3.html しかしどの方式でも、以下のうち幾つかのデメリットがある。 ・視聴者が特殊な装置(メガネ)を用いる必要がある ・視野角が制限される ・色数が制限される ・疑似感覚による生理的不快感を伴う

３次元空間に表示する方法には、以下のような方法がある。
・スクリーン/ディスプレイ自体を変形させる方法
・スクリーン板を高速回転させる方式
日立ヒューマンインタラクションラボ Transpost http://hhil.hitachi.co.jp/products/transpost.html 特開2007-133418 特開2005-275398 南カリフォルニア大学 Rendering for an Interactive 360°Light Field Display http://gl.ict.usc.edu/Research/3DDisplay/ ・空間中の微粒子に映像を投影する方法 IO2 Technology社 heliodisplay http://www.io2technology.com/ ・プラズマ発光させる方式 産業技術総合研究所(産総研) ニュースリリース 「空間立体描画（３Ｄディスプレー）」技術の高性能化実験に成功 http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2007/pr20070710/pr20070710.html

スクリーン/ディスプレイを変形させる方法は、スクリーンの製造コストが高く、映像の内容が制限され、また動画の場合には動きの速度も制限されるため、特定の用途に限定される。

その他の方法では、映像の内容には自由度があるものの、装置のコストが高い。
また、表示領域に比べて装置全体が大きいため、使用箇所が制限される。

本発明の目的は、以下の特徴を持った立体映像出力装置を提供することにある。
・３次元空間に映像を出力すること
・安価であること
・小型にできること
・大型化できること

本発明の立体映像出力装置は、多数の糸状/柱状の発光材を格子状に配置した空間に立体映像を表示することを最も主要な特徴とする。

本発明における立体映像表示部は、特殊な素材を必要としないため、安価に作成できる。
また、プロジェクター部には一般に普及している平面映像を出力するプロジェクターを用いることができ、制御部も一般に普及しているコンピューターを用いることができる。
そのため、安価に作成することが出来るという利点がある。

本発明における立体映像表示部は、映像を表示する領域とほぼ同じ大きさである。
また、プロジェクター部に使用するプロジェクター装置や制御部に使用するコンピューターは、一般的に普及しているものを使用できるので、全体としても小型にできるという利点がある。

立体映像表示部を糸状の素材で作成した場合、軽量にできるので、設置場所の制限が少ない。
また、折りたたむこともできるので、運搬・設置が容易である。

以下、本発明を適用した好適な実施形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る立体映像表示装置の構成を示す図である。

図１に示すように、立体映像出力装置は、プロジェクター部１００と制御部２００と立体映像表示部３００から構成される。

図２は立体映像表示部３００を上から見た図である。
立体映像表示部３００は、天板３０１と底板３０２、および、その間に張られた多数の
糸状スクリーン１０００〜１０９９から構成されている。

焦点面上に平面画像を映すスクリーン(仮想平面スクリーン３０３)があると考えたとき、
プロジェクター部１００から投影される平面画像１１０の画素の各列が投影される帯状の領域の中心を
仮想列１１００〜１１９９としている。

各糸状スクリーン１０００〜１０９９は、それぞれ平面画像１１０の各列の光が仮想列１１００〜１１９９に向かう光の進路上にある。
このため、プロジェクター部１００から投影される平面画像１１０の各画素は、それぞれ対応する１本の糸状スクリーンの特定の位置の点に投影される。

各糸状スクリーン１０００〜１０９９は、焦点深度の範囲内にある。

各糸状スクリーン１０００〜１０９９は、アクリル製で、光を散乱する加工が施
されており、太さは0.6mmである。

プロジェクター部１００は、縦100ドット、横100ドットの平面画像を表示できる。
また、焦点をプロジェクター部１００の前面から380mmの平面に合わせており、焦点面
上に投影される映像の大きさは横240mm、縦180mmである。
このため、平面画像１１０の各列が投影される領域の横幅は、仮想列１１００〜１１９９
を中心とする2.4mmである。
また、プロジェクター部１００から投影される光は、焦点面に対しておよそ396mmの点
、すなわちプロジェクター部１００の前面からおよそ16mmの点で収束する入射角で投影さ
れている。

制御部２００は、表示したい立体の情報から、各糸状スクリーン１０００〜１０９９を
どのように発光させるべきか計算する。

制御部２００は、各糸状スクリーン１０００〜１０９９を算出されたとおりに発光
させるためには、プロジェクター部１００がどのような平面映像を投影すべきかを計算する。

プロジェクター部１００は、制御部２００が算出した平面画像１１０を投影する。

図３は、プロジェクター部１００の入力となる平面画像１１０の各画素と立体映像表示部３０
０の各糸状スクリーン１０００〜１０９９の対応を示す図である。
例えば、平面画像１１０のうち、x=0の100ドットの画像は、前面左端の糸状スクリーン
１０００に投影される。
その隣のx=1の100ドットの画像は、中央面左端の糸状スクリーン１００１に投影される
。
更にその隣のx=2の100ドットの画像は、背面左端の糸状スクリーン１００２に投影され
る。
x=3の100ドットは、前面の左から2本目の糸状スクリーン１００３に投影される。
同様に、平面画像１１０上の全ての画素は、それぞれ対応する糸状スクリーン１０００
〜１０９９上の特定の点に投影される。
そのため、手前に○、奥に■、その中間に△が表示される。

図４は、プロジェクター部１００の入力となる平面画像１１０と、立体映像表示部３０
０に投影された立体画像の視点４０１〜４０４からの見ための画像４１１〜４１４を示す
図である。

構成（実施例１） 立体映像表示部の構造（実施例１） 各糸状スクリーンと平面画像の対応（実施例１） 平面画像と周囲からの見た目の画像の例（実施例１）

符号の説明

１００ プロジェクター部
１１０ 平面画像
２００ 制御部
３００ 立体映像表示部
３０１ 天板
３０２ 底板
３０３ 仮想平面スクリーン
４０１〜４０４ 視点
４１１〜４１４ 見ための画像
１０００〜１０９９ 糸状スクリーン
１１００〜１１９９ 仮想列

Claims (1)

1. 映像を投影するプロジェクター部と、前述プロジェクター部から投影された映像の焦点面と平行でかつ焦点深度内の複数の平面上にあることと、前述プロジェクター部から投影された映像の画素の各列の光の進路上に１本ずつ配置されていることを特徴する多数の糸状/柱状のスクリーンからなる立体映像表示部と、表示したい立体画像から前述立体映像表示部の各糸状/柱状のスクリーンをどのように発光させるべきかを計算し、そのように発光させる為には前述プロジェクター部がどのような平面映像を投影すればよいかを計算し、前述プロジェクター部がその平面映像を投影するように制御することで表示する立体映像の制御を行う制御部からなることを特徴とする立体映像出力装置