JP6449120B2 - Aerial image display device and aerial image display method - Google Patents

Aerial image display device and aerial image display method Download PDF

Info

Publication number
JP6449120B2
JP6449120B2 JP2015171122A JP2015171122A JP6449120B2 JP 6449120 B2 JP6449120 B2 JP 6449120B2 JP 2015171122 A JP2015171122 A JP 2015171122A JP 2015171122 A JP2015171122 A JP 2015171122A JP 6449120 B2 JP6449120 B2 JP 6449120B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aerial image
transmittance
image display
housing
display device
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.)
Active
Application number
JP2015171122A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017049354A (en
Inventor
誉宗 巻口
誉宗 巻口
直義 金丸
直義 金丸
有信 新島
有信 新島
成宗 松村
成宗 松村
日高 浩太
浩太 日高
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2015171122A priority Critical patent/JP6449120B2/en
Publication of JP2017049354A publication Critical patent/JP2017049354A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6449120B2 publication Critical patent/JP6449120B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Description

本発明は、空間像を表示する空間像表示装置及び空間像表示方法に関する。 The present invention relates to an aerial image display device and an aerial image display method for displaying an aerial image.

従来、映像を表示するディスプレイが発する光を光学素子を用いて反射させることにより空間像を表示する空間像表示装置が知られている(例えば、非特許文献1参照)。非特許文献1では、表示される空間像の奥行きを表現するために、映像を表示するディスプレイを機械的に上下に移動させる方法が提案されている。   Conventionally, an aerial image display device that displays an aerial image by reflecting light emitted from a display that displays an image using an optical element is known (for example, see Non-Patent Document 1). Non-Patent Document 1 proposes a method of mechanically moving a display for displaying an image up and down in order to express the depth of a displayed aerial image.

「複合現実感システムのための空中像と実物体の位置合わせ」、電子情報通信学会、2014年6月"Alignment of aerial image and real object for mixed reality system", IEICE, June 2014

しかしながら、非特許文献1に記載の手法では、ディスプレイを機械的に移動させるためのアクチュエータが必要となるため、装置の小型化が困難であった。   However, the method described in Non-Patent Document 1 requires an actuator for mechanically moving the display, and thus it is difficult to reduce the size of the device.

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、複数の奥行きを有する空間像を表示することが可能な小型の空間像表示装置及び空間像表示方法を提供することにある。 An object of the present invention made in view of such circumstances is to provide a small aerial image display device and aerial image display method capable of displaying an aerial image having a plurality of depths.

上記課題を解決するため、本発明に係る空間像表示装置の第1の態様は、空間に空間像を投影する装置であって、筐体と、前記筐体の外部に配置され、プロジェクタからの投射光を投影する、透過率を可変に制御可能な1枚以上の透過率可変板と、前記筐体の内部に配置され、前記透過率可変板に投影されている光を入射し、前記筐体の内部に空間像を形成させる光学素子と、を備え、前記空間像の位置は、前記透過率可変板の透過率を制御することで制御され、前記透過率可変板の背面であって前記筺体の外部に実体物が配置されることを特徴とする。また、本発明に係る空間像表示装置の第2の態様は、空間に空間像を表示する装置であって、筐体と、前記筐体の外部に配置され、映像出力装置から入力される映像を表示する、透過率を可変に制御可能な1枚以上の透過率可変板と、前記筐体の内部に配置され、前記透過率可変板が発する光を入射し、前記筐体の内部に1以上の空間像を形成させる光学素子と、を備え、前記空間像の位置は、前記透過率可変板と前記筐体との間の距離により定まり、前記透過率可変板の背面であって前記筺体の外部に実体物が配置されることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a first aspect of the aerial image display device according to the present invention is a device that projects an aerial image into a space, and is disposed outside a housing and from the projector. One or more transmittance variable plates for projecting projection light, the transmittance of which can be variably controlled, and the light that is disposed inside the housing and projected on the transmittance variable plate is incident on the housing. An optical element that forms an aerial image inside the body, and the position of the aerial image is controlled by controlling the transmittance of the transmittance variable plate, and is the back surface of the transmittance variable plate, An entity is disposed outside the housing . A second aspect of the aerial image display device according to the present invention is a device that displays an aerial image in space, and is arranged outside the housing and the video input from the video output device. One or more transmittance variable plates capable of variably controlling the transmittance, and the light emitted from the transmittance variable plate is incident on the interior of the housing. An optical element that forms the above aerial image, and the position of the aerial image is determined by a distance between the transmittance variable plate and the housing, and is a rear surface of the transmittance variable plate and the housing. It is characterized in that the entity is arranged outside the.

また、本発明に係る空間像表示方法は、筐体内の空間に空間像を表示する空間像表示方法であって、前記筐体の外部に配置された1枚以上の透過率可変板の背面に実体物を配置するステップと、プロジェクタにより、投射光を投射するステップと、前記透過率可変板により、前記投射光を投影するステップと、前記筐体の内部に配置された光学素子により、前記透過率可変板に投影された光を入射し、前記筐体の内部に空間像を形成させるステップと、前記透過率可変板の透過率を制御して前記空間像の位置を制御するステップと、を含むことを特徴とする。 Further, the aerial image display method according to the present invention is an aerial image display method for displaying an aerial image in a space in a housing, on the back surface of one or more transmittance variable plates arranged outside the housing. A step of arranging an entity; a step of projecting projection light by a projector; a step of projecting the projection light by the transmittance variable plate; and an optical element disposed inside the casing. Incident light projected onto the variable rate plate to form an aerial image inside the housing; and controlling the transmittance of the variable transmittance plate to control the position of the aerial image. It is characterized by including .

本発明によれば、空間像の奥行き表現を、装置を大型化することなく実現することができるようになる。   According to the present invention, it is possible to realize the depth expression of an aerial image without increasing the size of the apparatus.

本発明の第1の実施形態に係る空間像表示装置を備え、リアプロジェクタを用いる空間像表示システムの構成例を示す側面図である。1 is a side view showing a configuration example of an aerial image display system that includes a spatial image display device according to a first embodiment of the present invention and uses a rear projector. 本発明の第1の実施形態に係る空間像表示装置を備え、フロントプロジェクタを用いる空間像表示システムの構成例を示す側面図である。1 is a side view showing a configuration example of an aerial image display system including a spatial image display device according to a first embodiment of the present invention and using a front projector. 本発明の第1の実施形態に係る空間像表示装置による、同一の空間像を異なる位置に表示させる動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation | movement which displays the same aerial image in a different position by the aerial image display apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る空間像表示装置による、異なる空間像を異なる位置に表示させる動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation | movement which displays a different aerial image in a different position by the aerial image display apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る空間像表示装置による、立体像を表示させる動作を説明する図である。It is a figure explaining the operation | movement which displays a three-dimensional image by the aerial image display apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る空間像表示装置を備える空間像表示システムの変形例を示す側面図である。It is a side view which shows the modification of an aerial image display system provided with the aerial image display apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る空間像表示装置の第2の構成例の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the 2nd structural example of the aerial image display apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る空間像表示装置を備える空間像表示システムの構成例を示す側面図である。It is a side view which shows the structural example of the aerial image display system provided with the aerial image display apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る空間像表示装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the aerial image display apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る空間像表示装置を備える空間像表示システムの構成例を示す側面図である。It is a side view which shows the structural example of the aerial image display system provided with the aerial image display apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る空間像表示装置の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the aerial image display apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る空間像表示装置を備える空間像表示システムの構成例を示す側面図である。図1に示す例では、空間像表示システム1は、本発明の第1の実施形態に係る空間像表示装置10aと、プロジェクタ20と、映像出力装置30とを備える。空間像表示装置10aは、筐体11と、光学素子12と、1枚以上のスクリーン13(透過率可変板)と、制御部14とを備える。
(First embodiment)
FIG. 1 is a side view showing a configuration example of an aerial image display system including an aerial image display device according to the first embodiment of the present invention. In the example illustrated in FIG. 1, the aerial image display system 1 includes the aerial image display device 10 a according to the first embodiment of the present invention, a projector 20, and a video output device 30. The aerial image display device 10 a includes a housing 11, an optical element 12, one or more screens 13 (transmittance variable plates), and a control unit 14.

空間像表示装置10aは、スクリーン13に表示された像の空間像を観察者100に対して視認させる装置である。   The aerial image display device 10 a is a device that allows the observer 100 to visually recognize the aerial image of the image displayed on the screen 13.

筐体11は、角筒状に成形されており、観察者100が内部を観察できるように一方の端部11aに開口が設けられる。また、筐体11のスクリーン13と対向する面11bは、スクリーン13からの光を入射できるように開口が設けられる。なお、該開口は透明な部材で塞いだり覆ったりしてもよい。   The casing 11 is formed in a rectangular tube shape, and an opening is provided in one end portion 11a so that the observer 100 can observe the inside. Further, the surface 11b of the housing 11 facing the screen 13 is provided with an opening so that light from the screen 13 can enter. The opening may be closed or covered with a transparent member.

スクリーン13は、透過率を制御可能なスクリーンとする。例えば電圧を印加しないと透過率が低く、電圧を印加すると透過率が高くなる液晶フィルムを用いることができる。透過率が低い状態ではスクリーン13は乳白色となるため、プロジェクタ20からの投射光(投射映像)を投影することができる。スクリーン13は、筐体11の外部に1枚以上配置される。   The screen 13 is a screen whose transmittance can be controlled. For example, a liquid crystal film having low transmittance when no voltage is applied and high transmittance when a voltage is applied can be used. Since the screen 13 is milky white when the transmittance is low, the projection light (projection image) from the projector 20 can be projected. One or more screens 13 are arranged outside the housing 11.

映像出力装置30は、例えばPCであり、プロジェクタ20に対して映像を出力する。   The video output device 30 is a PC, for example, and outputs video to the projector 20.

プロジェクタ20は、映像出力装置30から入力される映像を、スクリーン13に対して投射する。プロジェクタ20は図1に示すようにスクリーン13の背面に配置されるリアプロジェクタであってもよいし、スクリーン13の前面に配置されるフロントプロジェクタであってもよい。   The projector 20 projects the video input from the video output device 30 onto the screen 13. As shown in FIG. 1, the projector 20 may be a rear projector disposed on the back surface of the screen 13, or may be a front projector disposed on the front surface of the screen 13.

なお、スクリーン13の透過率を低く設定したときに、該透過率が極めて低い場合にはスクリーン13は黒色となる。そのような場合には、スクリーン13の背面にプロジェクタ20を配置すると、透過率の低い(すなわち、不透過の)スクリーン13で光が遮られてしまうため、図2に示すようにプロジェクタ20をフロントプロジェクタとする必要がある。図2に示す例では、スクリーン13−2が制御部14−2により透過率を低く制御され、スクリーン13−1,13−3がそれぞれ制御部14−1,14−3により透過率を高く制御されている状態を示している。   When the transmittance of the screen 13 is set low, the screen 13 is black when the transmittance is extremely low. In such a case, if the projector 20 is arranged on the back surface of the screen 13, light is blocked by the screen 13 having low transmittance (that is, non-transparent). It needs to be a projector. In the example shown in FIG. 2, the screen 13-2 is controlled to have low transmittance by the control unit 14-2, and the screens 13-1 and 13-3 are controlled to have high transmittance by the control units 14-1 and 14-3, respectively. It shows the state being done.

制御部14は、電圧をオン/オフするなどにより、スクリーン13の透過率を制御する。なお、制御部14は映像出力装置30が備えるようにしてもよい。また、1つの制御部14が複数枚のスクリーン13の透過率を制御するようにしてもよい。   The control unit 14 controls the transmittance of the screen 13 by turning on / off the voltage. Note that the control unit 14 may be included in the video output device 30. One control unit 14 may control the transmittance of the plurality of screens 13.

光学素子12は、例えば透明板又はハーフミラーであり、筐体11の内部に配置される。光学素子12は、観察者100側に向かって略45度傾斜して設けられ、スクリーン13に投影されている光(映像)を入射し、観察者100に向かう方向に反射することにより、虚像の空間像を形成する。なお、光学素子12がマイクロミラーアレイを用いた実像鏡である場合には、光学素子12は、観察者100側から遠ざかる方向に略45度傾斜して設けられ、スクリーン13に投影されている光(映像)を入射し、観察者100に向かう方向に反射することにより、実像の空間像を形成する。このような光学素子12を設けることにより、筐体11の内部の空間に空間像を表示することができる。   The optical element 12 is, for example, a transparent plate or a half mirror, and is disposed inside the housing 11. The optical element 12 is provided with an inclination of approximately 45 degrees toward the viewer 100 side, and enters the light (video) projected on the screen 13 and reflects it in the direction toward the viewer 100, thereby forming a virtual image. Create an aerial image. When the optical element 12 is a real image mirror using a micromirror array, the optical element 12 is provided with an inclination of approximately 45 degrees in a direction away from the viewer 100 and is projected onto the screen 13. (Image) is incident and reflected in a direction toward the viewer 100 to form a real aerial image. By providing such an optical element 12, an aerial image can be displayed in the space inside the housing 11.

つぎに、空間像表示装置10aの同一の空間像を異なる位置に表示させる動作について、図3を参照して説明する。ここでは2枚のスクリーン13−1,13−2を、観察者100から見て筐体11の下部に並列に配置する例について説明する。図3(a)は観察者100に対して手前側に空間像を表示させる場合の空間像表示システム1の構成例を示す側面図であり、図3(b)は観察者100に対して手前側に空間像を表示させる場合の、観察者100により観察される空間像を示す図である。図3(c)は観察者100に対して奥側に空間像を表示させる場合の空間像表示システム1の構成例を示す側面図であり、図3(d)は観察者100に対して奥側に空間像を表示させる場合の、観察者100により観察される空間像を示す図である。   Next, an operation of displaying the same aerial image on the aerial image display device 10a at different positions will be described with reference to FIG. Here, an example will be described in which two screens 13-1 and 13-2 are arranged in parallel in the lower part of the housing 11 when viewed from the observer 100. FIG. 3A is a side view showing a configuration example of the aerial image display system 1 when an aerial image is displayed on the front side of the observer 100, and FIG. 3B is a front side of the observer 100. It is a figure which shows the aerial image observed by the observer 100 in the case of displaying an aerial image on the side. FIG. 3C is a side view showing a configuration example of the aerial image display system 1 when an aerial image is displayed on the back side with respect to the observer 100, and FIG. It is a figure which shows the aerial image observed by the observer 100 in the case of displaying an aerial image on the side.

観察者100に対して手前側に空間像を表示させる場合には、図3(a)に示すように、制御部14−1はスクリーン13−1の透過率が低くなるように制御し、制御部14−2はスクリーン13−2の透過率が高くなるように制御する。図3(a)においてスクリーン13−2の点線は、スクリーン13−2の透過率がスクリーン13−1の透過率よりも高いことを意味している。スクリーン13−2の透過率を高くすることにより、プロジェクタ20から投射される映像(オブジェクトA)は、スクリーン13−2を透過してスクリーン13−1に投影される。スクリーン13−1に投影された光は光学素子12に入射される。   When the aerial image is displayed on the near side with respect to the observer 100, as shown in FIG. 3A, the control unit 14-1 controls and controls the transmittance of the screen 13-1 to be low. The unit 14-2 performs control so that the transmittance of the screen 13-2 is increased. In FIG. 3A, the dotted line of the screen 13-2 means that the transmittance of the screen 13-2 is higher than the transmittance of the screen 13-1. By increasing the transmittance of the screen 13-2, the video (object A) projected from the projector 20 is transmitted through the screen 13-2 and projected onto the screen 13-1. The light projected on the screen 13-1 enters the optical element 12.

光学素子12は、スクリーン13−1に投影されている光を観察者100に向かう方向に反射する。スクリーン13−1が筐体11と距離を設けず接するように配置されている場合には、図3(a)(b)に示すように、オブジェクトAに対応する空間像A’は、筐体11のスクリーン13−1に対する対向面11bと光学素子12との接点(基点)を含み、対向面11bと垂直な空間平面に表示される。   The optical element 12 reflects the light projected on the screen 13-1 in a direction toward the viewer 100. When the screen 13-1 is arranged so as to be in contact with the casing 11 without providing a distance, as shown in FIGS. 3A and 3B, the aerial image A ′ corresponding to the object A is displayed in the casing. 11 is displayed on a space plane perpendicular to the facing surface 11b, including a contact point (base point) between the facing surface 11b and the optical element 12 with respect to the screen 13-1.

一方、観察者100に対して奥側に空間像を表示させる場合には、図3(c)に示すように、制御部14−1はスクリーン13−1の透過率が高くなるように制御し、制御部14−2はスクリーン13−2の透過率が低くなるように制御する。図3(c)においてスクリーン13−1の点線は、スクリーン13−1の透過率がスクリーン13−2の透過率よりも高いことを意味している。スクリーン13−1の透過率を高くすることにより、プロジェクタ20によりスクリーン13−2に投影された光はスクリーン13−1を透過し、光学素子12に入射される。   On the other hand, when the aerial image is displayed on the back side with respect to the observer 100, the control unit 14-1 controls the transmittance of the screen 13-1 to be high as shown in FIG. The control unit 14-2 controls the transmittance of the screen 13-2 to be low. In FIG. 3C, the dotted line of the screen 13-1 means that the transmittance of the screen 13-1 is higher than the transmittance of the screen 13-2. By increasing the transmittance of the screen 13-1, the light projected onto the screen 13-2 by the projector 20 passes through the screen 13-1 and enters the optical element 12.

光学素子12は、スクリーン13−2に投影されている光を観察者100に向かう方向に反射する。スクリーン13−2がスクリーン13−1から距離Dだけ筐体11から遠ざかる方向に配置されている場合には、図3(c)(d)に示すように、図3(a)(b)の場合と比較して距離Dだけ後方の空間平面にオブジェクトAに対応する空間像A’が表示される。   The optical element 12 reflects the light projected on the screen 13-2 in a direction toward the observer 100. When the screen 13-2 is arranged in a direction away from the housing 11 by a distance D from the screen 13-1, as shown in FIGS. 3C and 3D, the screens 13A and 3B are used. Compared to the case, an aerial image A ′ corresponding to the object A is displayed on the space plane behind the distance D.

このようにして、光学素子12は、複数枚のスクリーン13のうちの1枚のスクリーンの透過率を低くし、残りのスクリーンの透過率を高くすることで、空間像の位置を制御する。複数のスクリーン13のうち透過率を低く制御されたものをスクリーン13−nとすると、空間像の位置は、筐体11のスクリーン13に対向する面から、スクリーン13−nまでの距離により定義される。   In this way, the optical element 12 controls the position of the aerial image by reducing the transmittance of one of the plurality of screens 13 and increasing the transmittance of the remaining screens. Assuming that the screen 13-n is a screen whose transmittance is controlled to be low among the plurality of screens 13, the position of the aerial image is defined by the distance from the surface of the housing 11 facing the screen 13 to the screen 13-n. The

つぎに、空間像表示装置10aによる、異なる空間像を異なる位置に表示させる動作について、図4を参照して説明する。この例では筐体11に近い順にスクリーン13−1,13−2,13−3の3枚のスクリーン13を配置し、このうちの1枚のスクリーンのみ透過率を低く制御する。   Next, an operation of displaying different aerial images at different positions by the aerial image display device 10a will be described with reference to FIG. In this example, three screens 13 of screens 13-1, 13-2, and 13-3 are arranged in the order closer to the housing 11, and only one of these screens is controlled to have low transmittance.

図4(a)に示すように、スクリーン13−1の透過率が低く制御された場合には、プロジェクタ20から投射されるオブジェクトAをスクリーン13−1に投影する。スクリーン13−2の透過率が低く制御された場合には、プロジェクタ20から投射されるオブジェクトBをスクリーン13−2に投影する。スクリーン13−3の透過率が低く制御された場合にはプロジェクタ20から投射されるオブジェクトCをスクリーン13−3に投影する。プロジェクタ20はオブジェクトA,B,Cを同時に投射してもよいし、透過率が低く制御されたスクリーン13に投影させるオブジェクトのみを投影するようにしてもよい。   As shown in FIG. 4A, when the transmittance of the screen 13-1 is controlled to be low, the object A projected from the projector 20 is projected onto the screen 13-1. When the transmittance of the screen 13-2 is controlled to be low, the object B projected from the projector 20 is projected onto the screen 13-2. When the transmittance of the screen 13-3 is controlled to be low, the object C projected from the projector 20 is projected onto the screen 13-3. The projector 20 may project the objects A, B, and C at the same time, or may project only the object to be projected onto the screen 13 controlled to have low transmittance.

制御部14は透過率の低いスクリーン13を複数枚の中から連続して切り替える(選択する)ようにしてもよい。例えば、時刻tではスクリーン13−1のみ透過率を低くし、時刻t+1ではスクリーン13−2のみ透過率を低くし、時刻t+2ではスクリーン13−3のみ透過率を低くし、時刻t+3ではスクリーン13−2のみ透過率を低くし、時刻t+4ではスクリーン13−1のみ透過率を低くするというように、透過率の低いスクリーン13を任意の順序で切り替える。   The control unit 14 may switch (select) the screen 13 having a low transmittance continuously from a plurality of sheets. For example, the transmittance of only the screen 13-1 is lowered at time t, the transmittance of only the screen 13-2 is lowered at time t + 1, the transmittance of only the screen 13-3 is lowered at time t + 2, and the screen 13- is lowered at time t + 3. The screen 13 having a low transmittance is switched in an arbitrary order such that the transmittance of only the screen 2 is lowered and only the screen 13-1 is lowered at the time t + 4.

ここで、制御部14が透過率の低いスクリーン13を人間の目の時間分解能よりも短い間隔で連続して切り替えることによって、観察者100に残像効果により複数のレイヤの重なったオブジェクトを知覚させ、あたかも一度に複数のレイヤを表示しているように見せることができる。つまり、図4(a)に示す各スクリーン13の透過率を高速に制御すると、図4(b)に示すように、観察者100に対して手前のレイヤにオブジェクトAの空間像A’を知覚させ、真ん中のレイヤにオブジェクトBの空間像B’を知覚させ、奥のレイヤにオブジェクトCの空間像C’を知覚させることができる。なお、人間の目の時間分解能は約50ms〜100ms程度である。   Here, the control unit 14 continuously switches the screen 13 having a low transmittance at intervals shorter than the time resolution of the human eye, thereby causing the observer 100 to perceive an object having a plurality of layers overlapped by the afterimage effect, It can appear as if multiple layers are displayed at once. That is, when the transmittance of each screen 13 shown in FIG. 4A is controlled at a high speed, as shown in FIG. 4B, the aerial image A ′ of the object A is perceived in the layer in front of the observer 100. The middle layer can perceive the aerial image B ′ of the object B, and the inner layer can perceive the aerial image C ′ of the object C. Note that the temporal resolution of the human eye is about 50 ms to 100 ms.

つぎに、空間像表示装置10aによる、立体の空間像(立体像)を表示させる動作について、図5を参照して説明する。この例では筐体11に近い順にスクリーン13−1,13−2,13−3の3枚のスクリーン13を配置し、このうちの1枚のスクリーンのみ透過率を低く制御する。   Next, an operation for displaying a three-dimensional space image (three-dimensional image) by the space image display device 10a will be described with reference to FIG. In this example, three screens 13 of screens 13-1, 13-2, and 13-3 are arranged in the order closer to the housing 11, and only one of these screens is controlled to have low transmittance.

図5(a)示す立体像を表示させる場合、スクリーン13の数に応じて該立体像を奥行き方向に分割する。すなわち、図5(b)に示すように、スクリーン13の数が3枚の場合には立体像を奥行き方向に3分割して立体像a,b,cとする。そして、図5(c)に示すように、スクリーン13−1の透過率が低く制御された場合には、プロジェクタ20から投射される、立体像aに対応する映像Aをスクリーン13−1に投影する。スクリーン13−2の透過率が低く制御された場合には、プロジェクタ20から投射される、立体像bに対応する映像Bをスクリーン13−2に投影する。スクリーン13−3の透過率が低く制御された場合には、プロジェクタ20から投射される、立体像cに対応する映像Cをスクリーン13−3に投影する。   When the stereoscopic image shown in FIG. 5A is displayed, the stereoscopic image is divided in the depth direction according to the number of screens 13. That is, as shown in FIG. 5B, when the number of screens 13 is three, the stereoscopic image is divided into three in the depth direction to form stereoscopic images a, b, and c. As shown in FIG. 5C, when the transmittance of the screen 13-1 is controlled to be low, the video A corresponding to the stereoscopic image a projected from the projector 20 is projected onto the screen 13-1. To do. When the transmittance of the screen 13-2 is controlled to be low, the image B corresponding to the stereoscopic image b projected from the projector 20 is projected onto the screen 13-2. When the transmittance of the screen 13-3 is controlled to be low, the image C corresponding to the stereoscopic image c projected from the projector 20 is projected onto the screen 13-3.

ここで、制御部14が透過率の低いスクリーン13を人間の目の時間分解能よりも短い間隔で連続して切り替えることによって、観察者100に残像効果により断面図がつながるように知覚させ、あたかも体積の有る立体像を表示しているように見せることができる。つまり、図5(c)に示す各スクリーン13の透過率を高速に制御すると、図5(d)に示すように、観察者100に対して手前のレイヤに映像Aの空間像A’を知覚させ、真ん中のレイヤに映像Bの空間像B’を知覚させ、奥のレイヤに映像Cの空間像C’を知覚させることができる。なお、立体像を表示させる場合には、透過率の低いスクリーン13を、スクリーン13の配置順に切り替えるのが好適である。   Here, the control unit 14 continuously switches the screen 13 having a low transmittance at intervals shorter than the time resolution of the human eye, thereby causing the observer 100 to perceive the cross-sectional view to be connected by the afterimage effect, as if the volume It is possible to make it appear as if a three-dimensional image is displayed. That is, when the transmittance of each screen 13 shown in FIG. 5C is controlled at a high speed, as shown in FIG. 5D, the aerial image A ′ of the video A is perceived in the layer in front of the observer 100. Thus, the middle layer can perceive the aerial image B ′ of the video B, and the inner layer can perceive the aerial image C ′ of the video C. In addition, when displaying a three-dimensional image, it is suitable to switch the screen 13 with low transmittance | permeability in the arrangement | positioning order of the screen 13. FIG.

つぎに、空間像表示システム1の変形例について説明する。図6は、空間像表示システム1の変形例である空間像表示システム1’を示す側面図である。空間像表示システム1’は、空間像表示装置10a’と、プロジェクタ20と、映像出力装置30とを備え、スクリーン13を1枚とし、スクリーン13の背面に実物体40を配置し、スクリーン13の前面にプロジェクタ20を配置する。   Next, a modification of the aerial image display system 1 will be described. FIG. 6 is a side view showing an aerial image display system 1 ′ that is a modification of the aerial image display system 1. The aerial image display system 1 ′ includes an aerial image display device 10 a ′, a projector 20, and a video output device 30, a single screen 13, a real object 40 disposed on the back of the screen 13, The projector 20 is disposed on the front surface.

図7は、空間像表示装置10a’の動作を説明する図である。図7(a)に示すように、制御部14がスクリーン13の透過率が低くなるように制御すると、プロジェクタ20から投射される光は反射して光学素子12に入射される。したがって、図7(a)に示すように、プロジェクタ20から投射される映像(オブジェクトA)に対応する空間像A’が表示される。空間像A’の表示位置は、上述した空間像表示装置10aと同様である。   FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the aerial image display device 10a '. As shown in FIG. 7A, when the control unit 14 controls the transmittance of the screen 13 to be low, the light projected from the projector 20 is reflected and enters the optical element 12. Accordingly, as shown in FIG. 7A, the aerial image A ′ corresponding to the video (object A) projected from the projector 20 is displayed. The display position of the aerial image A ′ is the same as that of the aerial image display device 10 a described above.

一方図7(b)に示すように、プロジェクタ20が投射を停止し、制御部14がスクリーン13の透過率が高くなるように制御すると、実物体40が反射する光がスクリーン13を透過して光学素子12に入射される。したがって、図7(b)に示すように、空間像A’から距離Dだけ後方に実物体40に対応する空間像40’が表示される。   On the other hand, as shown in FIG. 7B, when the projector 20 stops the projection and the control unit 14 controls the screen 13 to have high transmittance, the light reflected by the real object 40 is transmitted through the screen 13. The light enters the optical element 12. Accordingly, as shown in FIG. 7B, the aerial image 40 'corresponding to the real object 40 is displayed behind the aerial image A' by the distance D.

上述したように、第1の実施形態に係る空間像表示装置10a,10a’は、筐体11と、筐体11の外部に配置され、プロジェクタ20からの投射光を投影する、透過率を可変に制御可能な1枚以上のスクリーン(透過率可変板)13と、筐体11の内部に配置され、スクリーン13に投影されている光を入射し、筐体11の内部に空間像を形成させる光学素子12とを備え、空間像の位置は、スクリーン13の透過率を制御することで制御される。このため、空間像表示装置10a,10a’は複数の奥行きを有する空間像を表示することができる。また、電気的な特性制御のみで擬似的にスクリーン13の移動を実現することができるため、スクリーン13を機械的(物理的)に移動させるためのアクチュエータが不要となり、装置を小型化することができる。   As described above, the aerial image display devices 10a and 10a ′ according to the first embodiment are disposed outside the housing 11 and the housing 11, and project the projection light from the projector 20, and have variable transmittance. One or more controllable screens (variable transmittance plates) 13 and the light projected on the screen 13 are incident on the screen 11 to form an aerial image inside the housing 11. The position of the aerial image is controlled by controlling the transmittance of the screen 13. Therefore, the aerial image display devices 10a and 10a 'can display aerial images having a plurality of depths. Further, since the movement of the screen 13 can be realized in a pseudo manner only by electrical characteristic control, an actuator for moving the screen 13 mechanically (physically) becomes unnecessary, and the apparatus can be downsized. it can.

また、複数枚のスクリーン13を並列に配置し、複数枚のスクリーン13のうちの1枚の透過率を低くし、残りの透過率を高くすることにより、空間像の位置を制御することができる。すなわち、スクリーン13の透過率を切り替えることで、擬似的にスクリーンの移動を実現することができるため、筐体11内に表示される空間像を高速かつ非連続に、観察者100から見て前後に移動させることができる。なお、スクリーン13の枚数を増やすことで、空間像の滑らかな前後移動が可能となる。   Also, the position of the aerial image can be controlled by arranging a plurality of screens 13 in parallel, lowering the transmittance of one of the plurality of screens 13 and increasing the remaining transmittance. . That is, since the screen can be moved in a pseudo manner by switching the transmittance of the screen 13, the aerial image displayed in the housing 11 can be quickly and discontinuously viewed from the observer 100. Can be moved to. Note that by increasing the number of screens 13, the aerial image can be smoothly moved back and forth.

さらに、透過率の低いスクリーン13を、複数枚の中から、人間の目の時間分解能よりも短い間隔で切り替えることにより、残像効果を得ることができる。そのため、観察者100に対して、複数レイヤの重なったオブジェクトを知覚させたり、立体像を知覚させたりすることが可能となる。   Furthermore, an afterimage effect can be obtained by switching the screen 13 having a low transmittance from a plurality of screens at intervals shorter than the time resolution of the human eye. Therefore, it is possible for the observer 100 to perceive an object in which a plurality of layers are overlapped or to perceive a stereoscopic image.

(第2の実施形態)
つぎに、本発明の第2の実施形態に係る空間像表示装置について説明する。図8は、本発明の第2の実施形態に係る空間像表示装置を備える空間像表示システムの構成例を示す側面図である。図8に示す例では、空間像表示システム2は、本発明の第2の実施形態に係る空間像表示装置10bと、映像出力装置30とを備える。空間像表示装置10bは、筐体11と、光学素子12と、複数枚のディスプレイ(透過率可変板)15とを備える。第1の実施形態と同一の構成には同一の参照番号を付して適宜説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, an aerial image display apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a side view showing a configuration example of an aerial image display system including an aerial image display device according to the second embodiment of the present invention. In the example illustrated in FIG. 8, the aerial image display system 2 includes the aerial image display device 10 b according to the second embodiment of the present invention and a video output device 30. The aerial image display device 10 b includes a housing 11, an optical element 12, and a plurality of displays (transmittance variable plates) 15. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.

映像出力装置30は、例えばPCであり、ディスプレイ15に映像を表示させるためにディスプレイ15を制御する。   The video output device 30 is a PC, for example, and controls the display 15 to display video on the display 15.

ディスプレイ15は、映像出力装置30の制御に基づいて、色及び透過率を、画素又は矩形単位で制御可能なシースルータイプのディスプレイ(シースルーディスプレイ)とする。ディスプレイ15は、筐体11の外部に複数枚配置される。ここでは2枚のディスプレイ15−1,15−2を観察者100から見て筐体11の下部に配置する例について説明する。   The display 15 is a see-through display (see-through display) whose color and transmittance can be controlled in units of pixels or rectangles based on the control of the video output device 30. A plurality of displays 15 are arranged outside the housing 11. Here, an example will be described in which the two displays 15-1 and 15-2 are arranged below the housing 11 when viewed from the observer 100.

光学素子12は、例えばハーフミラーであり、筐体11の内部に設けられる。光学素子12は、観察者100側に向かって略45度傾斜して設けられ、ディスプレイ15が発する光を入射し、観察者100に向かう方向に反射する。   The optical element 12 is a half mirror, for example, and is provided inside the housing 11. The optical element 12 is provided with an inclination of approximately 45 degrees toward the viewer 100, and receives light emitted from the display 15 and reflects the light toward the viewer 100.

つぎに、空間像表示装置10bの動作について、図9を参照して説明する。図9(a)は観察者100に対して空間像を表示させる場合の空間像表示システム2の構成例を示す側面図であり、図9(b)はディスプレイ15−1,15−2が表示するオブジェクトを示す図であり、図9(c)は観察者100により観察される空間像を示す図である。   Next, the operation of the aerial image display device 10b will be described with reference to FIG. FIG. 9A is a side view showing a configuration example of the aerial image display system 2 when the aerial image is displayed to the observer 100, and FIG. 9B is a display displayed by the displays 15-1 and 15-2. FIG. 9C is a diagram illustrating an aerial image observed by the observer 100. FIG.

映像出力装置30は、図9(b)に示すように、ディスプレイ15−1にオブジェクトAを表示させ、ディスプレイ15−2にオブジェクトBを表示させる。このとき、ディスプレイ15−1はオブジェクトAのみを表示するように透過率が制御され、オブジェクトAを表示する画素以外の画素は全て透過率が高くなるように制御される。また、ディスプレイ15−2はオブジェクトBのみを表示するように透過率が制御され、オブジェクトBを表示する画素以外の画素は全て透過率が高くなるように制御される。   As shown in FIG. 9B, the video output device 30 displays the object A on the display 15-1 and displays the object B on the display 15-2. At this time, the transmittance of the display 15-1 is controlled so as to display only the object A, and all the pixels other than the pixel displaying the object A are controlled so as to have a high transmittance. In addition, the transmittance of the display 15-2 is controlled so as to display only the object B, and all the pixels other than the pixel displaying the object B are controlled so as to have a high transmittance.

光学素子12は、ディスプレイ15−1が発する光を入射し、観察者100に向かう方向に反射する。ディスプレイ15−1が筐体11と距離を設けずに接するように配置されている場合には、図9(a)に示すように、オブジェクトAに対応する空間像A’は、筐体11のディスプレイ15−1に対する対向面と光学素子12との接点(基点)を含み、該対向面と垂直な空間平面に表示される。   The optical element 12 receives light emitted from the display 15-1 and reflects the light toward the observer 100. When the display 15-1 is arranged so as to be in contact with the housing 11 without providing a distance, the aerial image A ′ corresponding to the object A is displayed on the housing 11 as shown in FIG. It includes a contact point (base point) between the facing surface of the display 15-1 and the optical element 12, and is displayed on a spatial plane perpendicular to the facing surface.

また、光学素子12は、ディスプレイ15−2が発する光を入射し、観察者100に向かう方向に反射する。ディスプレイ15−2がディスプレイ15−1から距離Dだけ筐体11から遠ざかる方向に配置されている場合には、図9(a)(c)に示すように、オブジェクトAの空間像から距離Dだけ後方にオブジェクトBの空間像が形成される。   The optical element 12 receives light emitted from the display 15-2 and reflects the light toward the observer 100. When the display 15-2 is arranged in a direction away from the housing 11 by the distance D from the display 15-1, as shown in FIGS. 9A and 9C, only the distance D from the aerial image of the object A is obtained. An aerial image of the object B is formed behind.

上述したように、第2の実施形態に係る空間像表示装置10bは、筐体11と、筐体11の外部に配置され、映像出力装置30から入力される映像を表示する、透過率を可変に制御可能な1枚以上のディスプレイ(透過率可変板)15と、筐体11の内部に配置され、ディスプレイ15が発する光を入射し、筐体11の内部に1以上の空間像を形成させる光学素子12とを備え、空間像の位置は、ディスプレイ15と筐体11との間の距離により定まる。このため、第1の実施形態に係る空間像表示装置10a,10a’では残像効果を利用することなく一度に表示できる空間像のレイヤ数は1つだけであったが、第2の実施形態に係る空間像表示装置10bでは一枚の光学素子12に対して複数レイヤの空間像を表示することができる。ディスプレイ15の枚数nを多くすることにより、より多くの奥行き情報を持つ空間像を同時に表示することができる。   As described above, the aerial image display device 10b according to the second embodiment is arranged outside the housing 11 and displays the video input from the video output device 30 with variable transmittance. One or more displays (transmittance variable plates) 15 that can be controlled to the light and the housing 11 are arranged so that light emitted from the display 15 is incident to form one or more aerial images inside the housing 11. The position of the aerial image is determined by the distance between the display 15 and the housing 11. For this reason, in the aerial image display devices 10a and 10a ′ according to the first embodiment, only one aerial image layer can be displayed at a time without using the afterimage effect. The aerial image display device 10b can display a plurality of layers of aerial images on one optical element 12. By increasing the number n of the displays 15, an aerial image having more depth information can be displayed simultaneously.

また、空間像表示装置10bは、ディスプレイ15−1にのみオブジェクトを表示させた後、ディスプレイ15−2にのみ該オブジェクトを表示させることにより、空間像表示装置10a,10a’と同様に、空間像を高速かつ非連続に、観察者100から見て前後に移動させることができる。   Further, the aerial image display device 10b displays the object only on the display 15-1, and then displays the object only on the display 15-2, so that the aerial image display device 10b is similar to the aerial image display devices 10a and 10a ′. Can be moved back and forth as viewed from the observer 100 at high speed and discontinuously.

(第3の実施形態)
つぎに、本発明の第3の実施形態に係る空間像表示装置について説明する。図10は、本発明の第3の実施形態に係る空間像表示装置を備える空間像表示システムの構成例を示す側面図である。図10に示す例では、空間像表示システム3は、空間像表示装置10cと、プロジェクタ20と、映像出力装置30とを備える。空間像表示装置10cは、筐体11と、光学素子12と、複数枚のディスプレイ(透過率可変板)15とを備える。第2の実施形態と同一の構成には同一の参照番号を付して適宜説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, an aerial image display apparatus according to the third embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a side view showing a configuration example of an aerial image display system including an aerial image display device according to the third embodiment of the present invention. In the example illustrated in FIG. 10, the aerial image display system 3 includes an aerial image display device 10 c, a projector 20, and a video output device 30. The aerial image display device 10 c includes a housing 11, an optical element 12, and a plurality of displays (transmittance variable plates) 15. The same components as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.

映像出力装置30は、例えばPCであり、ディスプレイ15に映像を表示させるためにディスプレイ15を制御する。また、映像出力装置30は、ディスプレイ15に表示させる映像をプロジェクタ20に出力する。   The video output device 30 is a PC, for example, and controls the display 15 to display video on the display 15. Further, the video output device 30 outputs a video to be displayed on the display 15 to the projector 20.

空間像を鮮明に映すためには、空間像に対応する映像の光量を増やす必要があるが、ディスプレイ15を複数枚並列に配置すると、筐体11から離れた位置にあるディスプレイ15ほど、光学素子12に入射される光が減衰してしまう。そこで、本実施形態では、光量を増加させるためにプロジェクタ20をディスプレイ15の背面に配置する。   In order to clearly display the aerial image, it is necessary to increase the amount of light of the image corresponding to the aerial image. However, when a plurality of displays 15 are arranged in parallel, the display 15 located farther from the housing 11 has a greater optical element. The light incident on 12 is attenuated. Therefore, in the present embodiment, the projector 20 is disposed on the back surface of the display 15 in order to increase the amount of light.

プロジェクタ20は、ディスプレイ15に対して、ディスプレイ15に表示されるオブジェクトに形状を合わせて白色光又はオブジェクトと同色の光を投射する。これにより、ディスプレイ15に表示されたオブジェクトが発する光量を増加させることができる。   The projector 20 projects white light or light of the same color as the object on the display 15 in accordance with the shape of the object displayed on the display 15. Thereby, the light quantity which the object displayed on the display 15 emits can be increased.

ディスプレイ15は、色及び透過率を画素又は矩形単位で制御可能なシースルータイプのディスプレイ(シースルーディスプレイ)とする。あるいは、ディスプレイ15は、透過率を画素又は矩形単位で制御可能であるが、色を表現できないものであってもよく、その場合には、プロジェクタ20はオブジェクトに合わせた色の光を投射する。   The display 15 is a see-through type display (see-through display) in which color and transmittance can be controlled in units of pixels or rectangles. Alternatively, the display 15 can control the transmittance in units of pixels or rectangles, but may not be able to express the color. In this case, the projector 20 projects light of a color that matches the object.

なお、プロジェクタ20は複数であってもよく、その場合は複数のプロジェクタ20が同一箇所に光を投射することにより、さらにディスプレイ15が発する光量を増加させることができる。また、プロジェクタ20は、筐体11から距離が離れているディスプレイほど、該ディスプレイのオブジェクトに投射する光量を大きくするようにしてもよい。   A plurality of projectors 20 may be provided, and in this case, the amount of light emitted from the display 15 can be further increased by projecting light to the same location. Further, the projector 20 may increase the amount of light projected onto the object of the display as the display is farther from the housing 11.

つぎに、空間像表示装置10cの動作について、図11を参照して説明する。図11(a)は観察者100に対して空間像を表示させる場合の空間像表示システム3の構成例を示す側面図であり、図11(b)はディスプレイ15−1,15−2が表示するオブジェクトを示す図であり、図11(c)は観察者100により観察される空間像を示す図である。   Next, the operation of the aerial image display device 10c will be described with reference to FIG. FIG. 11A is a side view showing a configuration example of the aerial image display system 3 in the case where an aerial image is displayed to the observer 100, and FIG. FIG. 11C is a diagram showing an aerial image observed by the observer 100. FIG.

映像出力装置30は、図11(b)に示すように、ディスプレイ15−1にオブジェクトAを表示させ、ディスプレイ15−2にオブジェクトBを表示させる。このとき、ディスプレイ15−1はオブジェクトAのみを表示するように透過率が制御され、オブジェクトAを表示する画素以外の画素は全て透過率が高くなるように制御される。また、ディスプレイ15−2はオブジェクトBのみを表示するように透過率が制御され、オブジェクトBを表示する画素以外の画素は全て透過率が高くなるように制御される。   As shown in FIG. 11B, the video output device 30 displays the object A on the display 15-1 and displays the object B on the display 15-2. At this time, the transmittance of the display 15-1 is controlled so as to display only the object A, and all the pixels other than the pixel displaying the object A are controlled so as to have a high transmittance. In addition, the transmittance of the display 15-2 is controlled so as to display only the object B, and all the pixels other than the pixel displaying the object B are controlled so as to have a high transmittance.

さらに、プロジェクタ20は、ディスプレイ15−1に対して、光をディスプレイ15−1が表示するオブジェクトAに重なるように形状を合わせて投影する。また、プロジェクタ20は、ディスプレイ15−2に対して、光をディスプレイ15−2が表示するオブジェクトBに重なるように形状を合わせて投影する。このようにすることで、図11(c)に示すように、観察者100は鮮明な空間像を観察することができる。   Furthermore, the projector 20 projects the light on the display 15-1 so as to overlap the object A displayed on the display 15-1. In addition, the projector 20 projects the light on the display 15-2 so as to overlap the object B displayed on the display 15-2. By doing in this way, as shown in FIG.11 (c), the observer 100 can observe a clear aerial image.

上述したように、第3の実施形態に係る空間像表示装置10cは、ディスプレイ15が映像出力装置30から入力される映像を表示するとともに、プロジェクタ20からの投射光を投影する。そのため、空間像表示装置10cでは、空間像が表現できるダイナミックレンジの幅を広げ、空間像を白飛びさせることなく鮮明に表示することができるようになる。特に、ディスプレイ15は、表示しているオブジェクトに重なるようにプロジェクタ20の投射光を投影するのが好適である。また、プロジェクタの台数を増やすことで容易に空間像の光量を上げることもできる。なお、ディスプレイ15の枚数を1枚とし、同一箇所に鮮明な空間像を表示させてもよいのは勿論である。   As described above, in the aerial image display device 10c according to the third embodiment, the display 15 displays the video input from the video output device 30, and projects the projection light from the projector 20. Therefore, in the aerial image display device 10c, the width of the dynamic range in which the aerial image can be expressed is widened, and the aerial image can be clearly displayed without being overexposed. In particular, the display 15 preferably projects the projection light of the projector 20 so as to overlap the object being displayed. Further, the light quantity of the aerial image can be easily increased by increasing the number of projectors. Of course, the number of displays 15 may be one, and a clear aerial image may be displayed at the same location.

上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、第1の実施形態において、スクリーン13の代わりに、透過率を画素又は矩形単位で制御可能なシースルータイプのディスプレイ15を用いてもよい。   Although the above embodiment has been described as a representative example, it will be apparent to those skilled in the art that many changes and substitutions can be made within the spirit and scope of the invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited by the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the claims. For example, in the first embodiment, instead of the screen 13, a see-through display 15 capable of controlling the transmittance in units of pixels or rectangles may be used.

1,1’,2,3,4 空間像表示システム
10a,10a’,10b,10c,10d 空間像表示装置
11 筐体
12 光学素子
13 スクリーン(透過率可変板)
14 制御部
15 ディスプレイ(透過率可変板)
20 プロジェクタ
30 映像出力装置
40 実物体
1, 1 ', 2, 3, 4 Aerial image display system 10a, 10a', 10b, 10c, 10d Aerial image display device 11 Housing 12 Optical element 13 Screen (variable transmittance plate)
14 Control unit 15 Display (variable transmittance plate)
20 Projector 30 Video Output Device 40 Real Object

Claims (10)

空間に空間像を表示する装置であって、
筐体と、
前記筐体の外部に配置され、プロジェクタからの投射光を投影する、透過率を可変に制御可能な1枚以上の透過率可変板と、
前記筐体の内部に配置され、前記透過率可変板に投影されている光を入射し、前記筐体の内部に空間像を形成させる光学素子と、を備え、
前記空間像の位置は、前記透過率可変板の透過率を制御することで制御され、
前記透過率可変板の背面であって前記筺体の外部に実体物が配置されることを特徴とする空間像表示装置。
An apparatus for displaying an aerial image in space,
A housing,
One or more transmittance variable plates that are arranged outside the housing and project projection light from the projector, and the transmittance can be variably controlled;
An optical element that is disposed inside the casing and receives light projected on the transmittance variable plate to form an aerial image inside the casing.
The position of the aerial image is controlled by controlling the transmittance of the transmittance variable plate,
An aerial image display device, wherein an entity is disposed on the rear surface of the variable transmittance plate and outside the housing .
前記プロジェクタは、前記透過率可変板の前面であって前記筺体の外部に配置されることを特徴とする、請求項1に記載の空間像表示装置。 The aerial image display device according to claim 1, wherein the projector is disposed in front of the transmittance variable plate and outside the casing . 複数枚の前記透過率可変板が並列に配置され、
前記空間像の位置は、前記複数枚の透過率可変板のうちの1枚の透過率可変板の透過率を低くし、残りの透過率可変板の透過率を高くすることで制御されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の空間像表示装置。
A plurality of the transmittance variable plates are arranged in parallel,
The position of the aerial image is controlled by lowering the transmittance of one transmittance variable plate of the plurality of transmittance variable plates and increasing the transmittance of the remaining transmittance variable plates. The aerial image display device according to claim 1, wherein:
前記透過率の低い透過率可変板は、複数枚の中から、人間の目の時間分解能よりも短い間隔で切り替えられることを特徴とする、請求項3に記載の空間像表示装置。   The aerial image display device according to claim 3, wherein the transmittance variable plate having a low transmittance is switched among a plurality of plates at an interval shorter than the time resolution of human eyes. 前記透過率の低い透過率可変板は、それぞれ異なるオブジェクトを投影することを特徴とする、請求項4に記載の空間像表示装置。   The aerial image display device according to claim 4, wherein the transmittance variable plate having a low transmittance projects different objects. 前記透過率の低い透過率可変板は、それぞれ立体像を奥行き方向に分割した立体像に対応する映像を投影することを特徴とする、請求項4に記載の空間像表示装置。   The spatial image display device according to claim 4, wherein the transmittance variable plate having a low transmittance projects an image corresponding to a stereoscopic image obtained by dividing the stereoscopic image in the depth direction. 空間に空間像を表示する装置であって、
筐体と、
前記筐体の外部に配置され、映像出力装置から入力される映像を表示する、透過率を可変に制御可能な1枚以上の透過率可変板と、
前記筐体の内部に配置され、前記透過率可変板が発する光を入射し、前記筐体の内部に1以上の空間像を形成させる光学素子と、を備え、
前記空間像の位置は、前記透過率可変板と前記筐体との間の距離により定まり、
前記透過率可変板の背面であって前記筺体の外部に実体物が配置されることを特徴とする空間像表示装置。
An apparatus for displaying an aerial image in space,
A housing,
One or more transmittance variable plates that are arranged outside the housing and display the image input from the image output device, and the transmittance can be variably controlled;
An optical element that is disposed inside the casing and receives light emitted from the transmittance variable plate to form one or more aerial images inside the casing;
The position of the aerial image is determined by the distance between the transmittance variable plate and the housing,
An aerial image display device, wherein an entity is disposed on the rear surface of the variable transmittance plate and outside the housing .
前記透過率可変板は、前記映像出力装置から入力される映像を表示するとともに、プロジェクタからの投射光を投影することを特徴とする、請求項7に記載の空間像表示装置。   The aerial image display device according to claim 7, wherein the transmittance variable plate displays an image input from the image output device and projects projection light from a projector. 前記透過率可変板は、表示しているオブジェクトに重なるように前記プロジェクタの投射光を投影することを特徴とする、請求項8に記載の空間像表示装置。   The aerial image display device according to claim 8, wherein the transmittance variable plate projects the projection light of the projector so as to overlap an object being displayed. 筐体内の空間に空間像を表示する空間像表示方法であって、
前記筐体の外部に配置された1枚以上の透過率可変板の背面に実体物を配置するステップと、
プロジェクタにより、投射光を投射するステップと、
前記透過率可変板により、前記投射光を投影するステップと、
前記筐体の内部に配置された光学素子により、前記透過率可変板に投影された光を入射し、前記筐体の内部に空間像を形成させるステップと、
前記透過率可変板の透過率を制御して前記空間像の位置を制御するステップと、
を含むことを特徴とする空間像表示方法。
An aerial image display method for displaying an aerial image in a space inside a housing,
Arranging an entity on the back of one or more transmittance variable plates disposed outside the housing;
Projecting projection light by a projector;
Projecting the projection light by the transmittance variable plate;
Incident light projected on the transmittance variable plate by an optical element disposed inside the housing, and forming an aerial image inside the housing;
Controlling the position of the aerial image by controlling the transmittance of the transmittance variable plate;
A method for displaying an aerial image, comprising:
JP2015171122A 2015-08-31 2015-08-31 Aerial image display device and aerial image display method Active JP6449120B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015171122A JP6449120B2 (en) 2015-08-31 2015-08-31 Aerial image display device and aerial image display method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015171122A JP6449120B2 (en) 2015-08-31 2015-08-31 Aerial image display device and aerial image display method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017049354A JP2017049354A (en) 2017-03-09
JP6449120B2 true JP6449120B2 (en) 2019-01-09

Family

ID=58279331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015171122A Active JP6449120B2 (en) 2015-08-31 2015-08-31 Aerial image display device and aerial image display method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6449120B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019128724A (en) * 2018-01-23 2019-08-01 富士ゼロックス株式会社 Information processing device, information processing system, and program
JP2021047234A (en) * 2019-09-17 2021-03-25 株式会社小糸製作所 Image display device
JP7534699B2 (en) 2021-06-10 2024-08-15 日本電信電話株式会社 Image projection device, image projection method, and program
US20240283891A1 (en) * 2021-06-11 2024-08-22 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Information processing method, information processing device, and program
JPWO2022269726A1 (en) * 2021-06-21 2022-12-29

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4190856A (en) * 1977-11-21 1980-02-26 Ricks Dennis E Three dimensional television system
US4736214A (en) * 1984-01-09 1988-04-05 Rogers Robert E Apparatus and method for producing three-dimensional images from two-dimensional sources
JPH0535192A (en) * 1991-07-25 1993-02-12 Sony Corp Display device
JPH10171424A (en) * 1996-12-13 1998-06-26 Dentsu Tec:Kk Display device
JP4744536B2 (en) * 1998-08-11 2011-08-10 学校法人慶應義塾 Information presentation device
JP2001045522A (en) * 1999-07-26 2001-02-16 Atr Media Integration & Communications Res Lab Volume display type display device
JP3941379B2 (en) * 2000-11-02 2007-07-04 セイコーエプソン株式会社 Projection type 3D display device
JP2005292654A (en) * 2004-04-02 2005-10-20 Tide Design Inc Three-dimensional presentation apparatus, system, and method
JP2006003414A (en) * 2004-06-15 2006-01-05 Ikuaki Cho Exhibiting device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017049354A (en) 2017-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6449120B2 (en) Aerial image display device and aerial image display method
RU2589379C2 (en) Three-dimensional display system
US20080018732A1 (en) 3D Display Method and Apparatus
JP5069360B2 (en) 3D display device
JP2018105966A (en) Image display device
JP6878389B2 (en) Stereoscopic image display device and stereoscopic image display method
JP2017134393A (en) Backlight device backlighting display unit of head-up display, head-up display, and method for backlighting display unit of head-up display
JP4703477B2 (en) 3D display device
US20100302136A1 (en) Method and apparatus for displaying three-dimensional stereo images viewable from different angles
JP2008058583A (en) Three-dimensional image display device and three-dimensional image display method
JP6019810B2 (en) Display device, photographing method, and display method
JP6327806B2 (en) Display device
US9348146B2 (en) Apparatus for projecting space image
JP3789332B2 (en) 3D display device
KR20230141803A (en) Projection system and method with dynamic target geometry
JP2010160362A (en) Three-dimensional display apparatus, three-dimensional display method, three-dimensional display object, three-dimensional image forming device, three-dimensional image forming method, program, and recording medium
KR20230003245A (en) Display devices, systems, and methods
US10802281B2 (en) Periodic lenses systems for augmented reality
JP5031909B2 (en) 3D display device
EP2587817A2 (en) Autostereoscopic 3D display
JP3707944B2 (en) Projection type image projection device
JP2017083694A (en) Display device
JP2014119687A (en) Screen device and display device
JP7577760B2 (en) Display device, system, and method
JP6200965B2 (en) Method and apparatus for viewing images

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170526

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180309

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180313

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180514

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180904

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20181031

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: 20181204

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181205

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6449120

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150