JPH10123460A

JPH10123460A - 立体表示装置およびその画素ユニット

Info

Publication number: JPH10123460A
Application number: JP8276203A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Kunieda; 達也國枝
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-10-18
Filing date: 1996-10-18
Publication date: 1998-05-15

Abstract

(57)【要約】【課題】視点を動かすことによって観察される画像が
変化し、あたかもガラス窓を通して物を見ているように
画像が変化する立体表示装置およびその画素ユニットを
得る。【解決手段】各画素がそれぞれの立体角中心点を共有
して配置されて、立体角毎に指向性を有する発光面が表
示面上に複数個配された構造の画素ユニットを、縦横方
向に複数個並べて構成し、各画素の各々の立体角の発光
面から放出される光が、表示空間に対し、立体角の中心
を通る光成分の強度を反映するように作用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、多数の表示画素
を用いた立体表示装置およびその画素ユニットに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図１０は例えば特開平７−２８０１５号
公報に示された従来の立体表示装置を示す図であり、１
０は液晶パネル、１１はレンチキュラレンズである。

【０００３】次に動作について説明する。液晶パネル１
０の上にレンチキュラレンズ１１が貼り付けられて構成
され、液晶パネル１０には２つの異なる視差像が１画素
おきに表示される。液晶パネル１０の表示画素Ｄｉ１に
左目に対応する視差像の一部が、表示画素Ｄｉ２に右目
に対応する視差像の一部が表示されている。表示画素Ｄ
ｉ１，Ｄｉ２を透過した光は、シリンドリカルレンズＬ
ｉの働きによって観察領域の表示空間Ｂ、表示空間Ｃに
それぞれ分離され、投影される。観察者は表示空間Ｂ、
表示空間Ｃにそれぞれ左目、右目を持ってくると立体像
が観察できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の立体表示装置は
以上のように構成されているので、視点を変更しても観
察される画像は変化せず、元画像を得た時の視点から外
れるに従って、観察される映像は歪んだ物となる問題点
があった。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、単に一つの立体画像を表示する
だけではなく、視点を動かすことによって観察される画
像が歪むことなく変化し、あたかもガラス窓を通して物
を見ているように画像が変化する立体表示装置およびそ
の画素ユニットを得ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る立体表示
装置は、各画素がそれぞれの立体角中心点を共有して配
置されて、立体角毎に指向性を有する発光面が表示面上
に複数個配された構造の画素ユニットを、縦横方向に複
数個並べて構成し、各画素の各々の立体角の発光面から
放出される光が、表示空間に対し、立体角の中心を通る
光成分の強度を反映するように作用するものである。

【０００７】この発明に係る画素ユニットは、各画素が
それぞれの立体角中心点を共有して配置されて、立体角
毎に指向性を有する発光面が表示面上に複数個配された
ものである。

【０００８】また、画素ユニットの表示面形状を凸型の
半球面状にしたものである。

【０００９】また、画素ユニットの表示面形状を凹型の
半球面状にしたものである。

【００１０】また、各画素を光学系を伴った発光ダイオ
ードで構成したものである。

【００１１】また、各画素を半導体レーザで構成したも
のである。

【００１２】また、外部光源から光ファイバーで各画素
に光を供給したものである。

【００１３】また、各画素をＲＧＢ３色よりなる光源で
構成したものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１である立
体表示装置、画素ユニット、各画素を示すもので、図に
おいて、１は発光ダイオード、２はこの発光ダイオード
１から発せられる光を特定の立体角α方向に指向させる
ための光学系レンズ、３は発光ダイオード１とレンズ２
からなる画素それぞれのなす立体角αの中心が同一点Ｐ
となるように組み合わされた画素ユニットであり、この
画素ユニットは基台部分が角形の立方体または直方体形
状であり、かつ前面部分（表示面）が凸型の半球面状で
ある。そして、画素ユニット３の半球面状の表示面には
複数の発光面４が形成される。５は複数個の画素ユニッ
ト３を縦横方向に格子状に規則正して並べて構成した立
体表示画面である。

【００１５】次に動作について説明する。発光ダイオー
ド１より発せられた光はレンズ２により、立体角αの方
向にのみ広がるように指向付けられる。画素ユニット３
はこのような特定立体角方向に対してのみ光を放出する
画素が、それぞれの立体角中心が同一点Ｐとなるように
集積されたものであり、このような画素ユニット３を複
数個規則正しく縦横に配置することによって、立体表示
画面５を構成している。画面５上に画像を表示するにあ
たり、各画素の光強度は二次元的な画像の位置情報に対
応して決定されるのが通常であったが、この立体表示装
置では三次元的な空間情報に対応して決定される。すな
わち画面５は表示しようとしている空間内の一平面とし
て位置づけられ、各画素ユニット３上の複数の画素は、
各々の立体角αの中心を通る空間の光成分の強度を反映
するように制御される。これにより、観察者は視点を動
かすことにより、観察される画像が変化し、あたかもガ
ラス窓を通して物を見ているような立体画像となって変
化する。

【００１６】実施の形態２．図２はこの発明の実施の形
態２を示すもので、図において、２は光学系レンズ、６
は光ファイバー、７は外部光源ユニットである。上記実
施の形態１では、画素の構成に発光ダイオード１と光学
系レンズ２を用いたが、この実施の形態２では、各画素
への光供給を外部光源ユニット７より光ファイバー６に
よって供給する構成としたものである。この場合、より
小型の画素を構築できるとともに、光源の制御が容易と
なるメリットがある。

【００１７】実施の形態３．図３はこの発明の実施の形
態３を示すものである。画素の構成に発光ダイオード１
と光学系レンズ２を用いる代わりに、半導体レーザ８を
用いたものである。この場合、光学系が不要になるメリ
ットがある。

【００１８】実施の形態４．図４はこの発明の実施の形
態４を示すものである。この実施の形態４では、画素ユ
ニット３の前面の表示面部分が凹型の半球面状であり、
それぞれの画素のなす立体角の中心線が画素ユニット３
の外方で交差するような画素構成にしたものである。こ
の場合、発光ダイオードなどが画素ユニット３内に集中
することがないので、製造がしやすくなるというメリッ
トがある。

【００１９】実施の形態５．図５はこの発明の実施の形
態５を示すもので、大きな光源を用いて大きな画素ユニ
ット３を用意することにより、これを複数個組み合わせ
れば、容易に大画面の立体表示装置を得ることができ
る。

【００２０】実施の形態６．図６はこの発明の実施の形
態６を示すもので、図において、１はＲＧＢ３色よりな
る発光ダイオード、２は光学系レンズである。この実施
の形態６によれば、ＲＧＢ３色の色毎の制御を行うこと
によりカラー画像を立体表示することが容易に可能とな
る。

【００２１】実施の形態７．図７はこの発明の実施の形
態７を示すもので、図において、５は立体表示画面、９
は静止画像供給装置である。この実施の形態７は静止立
体画像表示であってもデイスプレイとしての効果が大き
いことを利用したものである。この場合、膨大な映像情
報のリアルタイム更新が不要となるので、制御回路が単
純化されるとともに、デイスプレイ用の映像ソフトの作
成も容易になるメリットがある。

【００２２】実施の形態８．図８はこの発明の実施の形
態８を示すもので、図において、３は画素ユニット、４
は画素ユニット３の半球面状の表示面に形成された複数
の発光面で、縦方向の長さが横方向の長さよりも短い楕
円形としている。一般的に人間の視覚は垂直方向の立体
感覚が水平方向の立体感覚に比べて少ないとされている
ことから、この実施の形態８では、画素内での画面縦方
向の光源密度を下げた構造とし、画面横方向の光源密度
を上げることにより、ダイナミックな立体感覚が得られ
るようにしたものである。

【００２３】実施の形態９．図９はこの発明の実施の形
態９である画面の表示状況を示すものであり、画素上の
立体角成分が表示空間の該立体角中心を通る光成分の強
度を反映する。この実施の形態９では、光成分の強度分
布を意図的に変化させることにより、面白い視覚的効果
を得ることが可能となり、例えば娯楽用表示機等に有効
なものとなる。図９は見る方向によって画像が不自然に
変化する例を示している。

【００２４】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。

【００２５】各画素がそれぞれの立体角中心点を共有し
て配置されて、立体角毎に指向性を有する発光面が表示
面上に複数個配された構造の画素ユニットを、縦横方向
に複数個並べて構成したので、観察時に、画素に対する
視点の位置によって、各画素中のどの立体角成分が視覚
的に認識されるかが決定され、視点を動かすことによっ
てあたかもガラス窓を通して物を見ているように立体画
像が変化する装置を得ることができる。

【００２６】また、画素ユニットの表示面形状を凹型の
半球面状にしたことにより、構造が簡単になり、製造が
しやすくなる。

【００２７】また、各画素を半導体レーザで構成するこ
とにより、光学系が不要となる。

【００２８】また、外部光源から光ファイバーで各画素
に光を供給することにより、画素の小型化が図れるとと
もに、光源の制御が容易となる。

【００２９】また、各画素をＲＧＢ３色よりなる光源で
構成することにより、カラー画像を立体表示することが
容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１である立体表示装
置、画素ユニット、各画素を示す図である。

【図２】この発明の実施の形態２を示す部分斜視図で
ある。

【図３】この発明の実施の形態３を示す画素の概念図
である。

【図４】この発明の実施の形態４を示す画素ユニット
の斜視図である。

【図５】この発明の実施の形態５を示す立体表示画面
の斜視図である。

【図６】この発明の実施の形態６を示す画素の部分斜
視図である。

【図７】この発明の実施の形態７を示す全体斜視図で
ある。

【図８】この発明の実施の形態８を示す画素ユニット
の斜視図である。

【図９】この発明の実施の形態９を示す画面の表示状
況の斜視図である。

【図１０】従来の立体表示装置を示す図である。

【符号の説明】

１発光ダイオード、２レンズ、３画素ユニット、
４発光面、５立体表示画面、６光ファイバー、７
外部光源ユニット、８半導体レーザ、９静止画像供
給装置、１０液晶パネル、１１レンチキュラレン
ズ、α 立体角。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各画素がそれぞれの立体角中心点を共有
して配置されて、立体角毎に指向性を有する発光面が表
示面上に複数個配された構造の画素ユニットを、縦横方
向に複数個並べて構成し、各画素の各々の立体角の発光
面から放出される光が、表示空間に対し、立体角の中心
を通る光成分の強度を反映するように作用することを特
徴とする立体表示装置。
【請求項２】各画素がそれぞれの立体角中心点を共有
して配置されて、立体角毎に指向性を有する発光面が表
示面上に複数個配されたことを特徴とする画素ユニッ
ト。
【請求項３】表示面形状を凸型の半球面状にしたこと
を特徴とする請求項２記載の画素ユニット。
【請求項４】表示面形状を凹型の半球面状にしたこと
を特徴とする請求項２記載の画素ユニット。
【請求項５】各画素を光学系を伴った発光ダイオード
で構成したことを特徴とする請求項２〜請求項４のいず
れかに記載の画素ユニット。
【請求項６】各画素を半導体レーザで構成したことを
特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の画素
ユニット。
【請求項７】外部光源から光ファイバーで各画素に光
を供給したことを特徴とする請求項２〜請求項４のいず
れかに記載の画素ユニット。
【請求項８】各画素をＲＧＢ３色よりなる光源で構成
したことを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに
記載の画素ユニット。