JP5045917B2 - 立体ディスプレイ - Google Patents
立体ディスプレイ Download PDFInfo
- Publication number
- JP5045917B2 JP5045917B2 JP2007232647A JP2007232647A JP5045917B2 JP 5045917 B2 JP5045917 B2 JP 5045917B2 JP 2007232647 A JP2007232647 A JP 2007232647A JP 2007232647 A JP2007232647 A JP 2007232647A JP 5045917 B2 JP5045917 B2 JP 5045917B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- display
- image
- dimensional
- element display
- stereoscopic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
Description
θ=sin−1(r/|D|) …(1)
f≧pz/e …(2)
pN≧f・tan(α+θ)−f・tan(α−θ) …(3)
を満足するように設定されるものである。
図1は本発明の一実施の形態に係る立体ディスプレイを示す模式的外観図である。
次に、立体ディスプレイ1に立体画像3を提示するための画像データの作成方法について説明する。図4は立体画像3を提示するための画像データの作成方法を説明するための図である。
図6〜図9は任意の方向から観察可能な立体画像3を表示するために必要な光線制御の条件を説明するための図である。図6〜図9において、要素表示面2に垂直な方向をZ軸とする。
次に、凸レンズ220の焦点距離をfとする。図7において、要素表示面2の中心部に位置する凸レンズ220を凸レンズ220aとし、要素表示面2の外周部近傍に位置する凸レンズ220を220bとする。レンズアレイ22は平面Bに配置され、空間光変調器21はレンズアレイ22から内側に距離f離れた平面C上に配置される。平面Cは平面Bと平行である。また、平面Bから外側に距離z離れた平面Pを考える。平面Pは平面Bに平行である。
次に、両眼立体視の条件を検討する。両眼立体視を可能にするためには、両眼に異なる像が写る必要がある。人の両眼の間の距離eは約62mm〜64mm程度である。両眼に異なる像が写ることは、距離e離れた右目および左目の視点位置に凸レンズ220から異なる光線が到達することに等しい。すなわち、凸レンズ220により平面P上で距離e離れた位置に異なる光線が到達する必要がある。そのためには、平面P上の像の大きさiが距離e以下でなければならない。
また、i0’≒iであるから、上式(2a)から次式が成り立つ。
上式(2b),(2c)から次式が導かれる。
上式(2d)から、凸レンズ220の焦点距離fは次式のように定まる。
次に、図8に示すように、Z軸とベクトルDとのなす角度をαとする。ベクトルDを中心軸とする角度2θの範囲内に光を出射するために必要な画素の数Nは、次のように求められる。角度2θをなす円錐の光線群の中で最も外側の光線と平面Cとの交点をs1およびs2とし、凸レンズ220の中心Lを通るZ軸方向の直線と平面Cとの交点をs0とする。2点s0,s1間の距離はf・tan(α+θ)となり、2点s0,s2間の距離はf・tan(α−θ)となる。したがって、2点s1,s2間の距離は、f・tan(α+θ)−f・tan(α−θ)となる。この場合、pNが2点s1,s2間の距離以上となる必要がある。したがって、次式が成り立つ。
以上の考察から、立体ディスプレイ1の仮想球S内に立体画像3を表示する場合には、次の式(1)〜(3)の条件を満足するように要素表示面2の各凸レンズ220を設計する必要がある。この場合、観察者の視点は球面Eの内側にあるものとする。
f≧pz/e …(2)
pN≧f・tan(α+θ)−f・tan(α−θ) …(3)
上式(1)において、rは仮想球Sの半径であり、Dは仮想球Sの中心Oから凸レンズ220の中心Lへのベクトルであり、θは凸レンズ220の中心Lから仮想球Sに引いた接線とベクトルDとのなす角度である。上式(1)から角度θが求められる。
図9は本実施の形態に係る立体ディスプレイの制御系の構成を示すブロック図である。
本実施の形態に係る立体ディスプレイ1においては、上記の式(1),(2),(3)の条件を満足するように要素表示面2の各凸レンズ220が設計されているので、仮想球S内に提示された立体画像3を任意の方向から観察することができる。また、仮想球S内に提示される立体画像3を複数の観察者が裸眼立体視可能な疑似ボリュームディスプレイが実現される。したがって、立体的な物体の存在感が十分に得られる。
実施例の立体ディスプレイにおける立体画像および比較例の立体ディスプレイにおける立体画像の見え方をシミュレーションにより評価した。
上記実施の形態では、光線制御子として凸レンズアレイ220を用いているが、光線制御子として複数のピンホールを有するピンホールアレイまたは複数の回折格子を有する回折格子アレイを用いてもよい。この場合、ピンホールアレイのピンホールまたは回折格子アレイの回折格子と空間光変調器21との間の距離が上記実施の形態における焦点距離fに相当する。
本発明に係る立体ディスプレイは、以下のように、手にとって任意の角度から確認するとともに、複数人が同時に観察する要求がある物体の表示に利用することができる。
2 要素表示面
3 立体画像
10 制御部
11 形状データ記憶部
21 空間光変調器
22 レンズアレイ
23 触覚センサ
30 立体形状
220 凸レンズ
r 仮想球の半径
D 仮想球の中心から各レンズの中心へのベクトル
θ 各レンズの中心から仮想球に引いた接線とベクトルDとのなす角度
p 空間光変調器の画素の大きさ
z 要素表示面の中心から球面までの距離
e 観察者の両眼の間の距離
f 各レンズの焦点距離
α 要素表示面に垂直な方向とベクトルDとのなす角度
N 各レンズに割り当てられる画素の数
V1 観察点
V2 観察点
Pa,Pb,Pc,Pd 画素
b1,b2,b3 ボクセル
Claims (6)
- 立体的な外面を形成する複数の要素表示面と、
前記複数の要素表示面の表示を制御する制御手段とを備え、
前記複数の要素表示面は、
光を発生する複数の画素により構成される空間光変調器と、
複数の光線制御子からなり、前記空間光変調器の各画素から発生される光の方向を制御する光線制御子アレイとを含み、
前記制御手段は、前記複数の要素表示面により囲まれる空間の仮想球内に立体画像が提示されるように前記空間光変調器を制御し、
観察者の視点が前記仮想球と同心で前記複数の要素表示面よりも外側に形成される球面の内側にあるとし、rを前記仮想球の半径とし、Dを前記仮想球の中心から各光線制御子の中心へのベクトルとし、θを各光線制御子の中心から前記仮想球に引いた接線とベクトルDとのなす角度とし、pを前記空間光変調器の画素の大きさとし、zを要素表示面の中心から前記球面までの距離とし、eを観察者の両眼の間の距離とし、fを各光線制御子の焦点距離および各光線制御子から前記空間光変調器までの距離とし、αを要素表示面に垂直な方向とベクトルDとのなす角度とし、Nを各光線制御子に割り当てられる画素の数とした場合に、各光線制御子から前記空間光変調器までの距離f、要素表示面での各光線制御子の位置および各光線制御子に割り当てられる画素の数Nは、
θ=sin−1(r/|D|) …(1)
f≧pz/e …(2)
pN≧f・tan(α+θ)−f・tan(α−θ) …(3)
を満足するように設定されることを特徴とする立体ディスプレイ。 - 前記複数の要素表示面の各々は平面状の四角形状を有し、前記複数の要素表示面は直方体を形成することを特徴とする請求項1記載の立体ディスプレイ。
- 前記複数の要素表示面の各々は平面状の正方形状を有し、前記複数の要素表示面は立方体を形成することを特徴とする請求項1または2記載の立体ディスプレイ。
- 前記空間光変調器は、平面型マトリクス表示素子を含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の立体ディスプレイ。
- 前記要素表示面に沿って設けられる触覚センサをさらに備え、
前記制御手段は、前記触覚センサの出力信号に応答して前記仮想球内に提示される立体画像が変化するように前記空間光変調器を制御することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の立体ディスプレイ。 - 前記複数の光線制御子は複数のレンズであり、前記光線制御子アレイはレンズアレイであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の立体ディスプレイ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007232647A JP5045917B2 (ja) | 2007-09-07 | 2007-09-07 | 立体ディスプレイ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007232647A JP5045917B2 (ja) | 2007-09-07 | 2007-09-07 | 立体ディスプレイ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009063879A JP2009063879A (ja) | 2009-03-26 |
JP5045917B2 true JP5045917B2 (ja) | 2012-10-10 |
Family
ID=40558493
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007232647A Expired - Fee Related JP5045917B2 (ja) | 2007-09-07 | 2007-09-07 | 立体ディスプレイ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5045917B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7395296B2 (ja) * | 2019-09-17 | 2023-12-11 | キヤノン株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム |
JP2021071754A (ja) | 2019-10-29 | 2021-05-06 | ソニー株式会社 | 画像表示装置 |
-
2007
- 2007-09-07 JP JP2007232647A patent/JP5045917B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009063879A (ja) | 2009-03-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107024775B (zh) | 立体显示装置 | |
US8970484B2 (en) | Three dimensional display device and three dimensional display method | |
EP3671318B1 (en) | Near-eye display device | |
KR101115700B1 (ko) | 2차원 및 3차원 영상의 선택적 디스플레이가 가능한디스플레이 장치 | |
KR20090004140A (ko) | 3차원 영상표시장치 및 이를 이용한 영상표시방법 | |
JP2024045434A (ja) | 表示装置 | |
JP7439097B2 (ja) | マルチビューディスプレイ、システム、及び動的なカラーサブピクセルの再マッピングを有する方法 | |
JP2015191050A (ja) | 空間映像表示装置および空間映像表示方法 | |
JP7141833B2 (ja) | 画像処理装置および画像処理プログラム | |
JP5045917B2 (ja) | 立体ディスプレイ | |
Bohdal | Devices for Virtual and Augmented Reality | |
JP4845135B2 (ja) | 立体ディスプレイシステム | |
CN112087620B (zh) | 用于显示立体光场的多个显示装置的拼接生成方法 | |
JP2007323093A (ja) | 仮想環境体験表示装置 | |
Miyazaki et al. | Floating three-dimensional image display using micro-mirror array imaging element | |
JP4958289B2 (ja) | 立体ディスプレイ | |
JP2010233158A (ja) | プログラム、情報記憶媒体及び画像生成装置 | |
TW201947285A (zh) | 影像顯示裝置 | |
JP2009205058A (ja) | 立体視表示装置 | |
JP2014153602A (ja) | 光学プレート及び空間画像表示装置 | |
JP7433902B2 (ja) | 表示装置 | |
TWI765182B (zh) | 3d立體影像顯示裝置 | |
JP2017090620A (ja) | 表示装置 | |
Yamamoto | Glass-Free Non-Contact Augmented Reality Interface With Aerial Imaging by Retro-Reflection (AIRR) | |
CN209982524U (zh) | 一种用于移动终端的保护套及装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100827 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110920 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110921 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111115 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120626 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120703 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150727 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5045917 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |