JPS61148485A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は立体的に画像を表示する画像表示装置に関する
ものである。

［従来の技術］ 従来より、画像を立体的に表示しようという試みが幾つ
かなされてきた。この様なものとしてオーログラムを利
用したもの５あるいは左右それぞれ異なる色の眼鏡によ
り、またはＰＬＺＴ等のシャッタからなる眼鏡によって
両眼に時間的に変調をかけるなど１両眼の視差を利用し
たものがあった。

［発明が解決しようとする問題点］ このように、画像を立体的に表示する技術は従来より幾
つかあるものの、前者については信号波の記録に手間が
かかり、後者についてはその画像表示装置に同調した眼
鏡を必要とする等の難題が多かった。

本発明は上記した従来技術の難題を解決するためになさ
れたもので、簡単にしかも他の道具を使わずに、表示装
置そのものによって立体的な画像を表示する画像表示装
置の提供を目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、表示画面の最小単位となる単画素を、１本の
光学ファイバーの断面によって表現するもので、この光
学ファイバーを多数本集め、平。

面的にマトリクス状に構成して表示画面を形成したもの
である。より具体的には、前記単画素を縦横ＮＸＭ個に
区切ったものを単画素マトリクスとし、この単画素マト
リクスの１〜Ｎ−Ｍのそれぞれに各光学ファイバーに対
応させるとともに、表示側先端における長さく側面的に
は高さ）を段階的に変え、かつ前記光学ファイ／へ−の
背面側に光源を一様に配置し、さらにこの光源部に画像
情報を与える手段を設け、画像情報を光源の点滅による
表示におきかえることによって画像を表示するようにし
たものである。

［作　用］ 画像情報によって選択された光源が点燈すると、その光
源につながった光学ファイバー先端（すなわち画面上の
単画素）は光り、選択されなければ光学ファイバー先端
は光ることはなく白く見える。

今、例えば表示側の最前部（目視側）に先端が位置する
ファイバーが点燈し、同時に最奥部に先端が位置するフ
ァイバーが点燈した場合、この二つの画素はファイバー
先端面の相対的な高さの違いによって視覚的な奥行き感
をもつようになる。

［実施例］ 第２図は、光学ファイバーをマトリクス構成した光学変
調部（表示画面）を示したもので、光学ファイバー背面
には光源としてＬＥＤ　　（発光ダイオード）を用いた
が、光源としては他に白熱球、レーザー光源や、背面か
ら光を投影し、これを液晶、ＰＬＺＴ等を光シヤツター
として使用した物を用いることもできる。また、真空中
であれば、光学ファイバー背面に蛍光体を塗布し、その
上に電子ビームを与えてもよい。

第３図は、第２図において一点鎖線で区切った３Ｘ３単
画素マトリクスの１つを示したもので。

それぞれの単画素に１〜９の番号をふったものである。

第４図は、第３図に示した各単画素１〜９の、マド、リ
クス構成された画面上における位置を示したもので、図
において明らかなように、光学ファ　′イバー１は単画
素番号ｌに対応しており、光学ファイバー２は単画素番
号２に対応している。以下同様にして、光学ファイバー
９までのすべてのファイバーが単画素番号に対応して配
置されている。

第１図は本発明の実施例を示す図で、前述した３Ｘ３単
画素マトリクスによる光学ファイバーの斜視図である０
図中１〜９は前記した光学ファイバー、１１は各光学フ
ァイバー背面に設けられたＬＥＤであり、本実施例にお
いてはマトリクス駆動法により駆動される。

次に第１図とともに動作を説明する。第１図において画
像情報によって選択されたＬＥＤ　１１に、実効的な電
圧が印加されると、選択されたＬＥＤから発せられた光
はファイバーを通過し、ファイバー先端が光る。この結
果、対応する画素は表面的に点燈して見える。一方、選
択されない場合には、ＬＥＤは光を発せずファイバー先
端は光ることはなく、対応する画素は表面的に白く見え
る。

以上説明した基本的動作によって、例えば単画素１．２
および９に対応するＬＥＤに実効的な電圧が印加される
と、先端が最前部側（目視側）に位置する光学ファイバ
ー１，２と、先端が最奥部側に位置する光学ファイバー
９がそれぞれ点燈する。このように各画素の表示される
位置は、光学ファバー先端部の高さの違いによって各々
異なる。このため表示画像は奥行き情報をもつ様になり
、単画素マトリクスの集まりである表示面全体に画像を
表示すれば、表示画像を立体的に見ることができる。

次に、実際に表示装置として駆動する場合について説明
する。　　゛ 第５図は、本実施例における駆動回路を示す全体構成図
である０図中１０１は全体のコントロール及び入力信号
処理を行なうマイクロコンピュータ（マイコン）　、　
１０２は一画画分の画像情報を記憶することができるＲ
ＡＭ　　（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　　Ｍｅｍｏｒ
ｙ；例えば２にスタティックＲＡＭ　）　、　１０３は
ＲＡＭ中のデータをシリアルでＬＥＤ　ドライバー１０
５に送るシフトレジスタ、１０４はクロックジェネレー
ター１０７で発生する動作クロックをカウントするカラ
。

フタ群で、シフトレジスタ１０３のデーターロード信号
・ＲＡＭの列アドレス４ビット信号・列アドレスのカウ
ントアンプをｃｐｕ　　（マイコン１０１）へ知らせる
信号・ＬＥＤ　　ドライバー１０５のＨＳＹＮＣ（水平
同期信号）　、　ＶＳＹＮＣ（垂直同期信号）等を発生
する。１０５は、ＬＥＤグラフィックディスプレイ用の
ドライバーで、シリアルデータ−信号・）ｆｓＹＮｃＶ
ＳＹＮＣ°クロックを与えることで例えば３２０　Ｘ４
０ビツトの表示を行なうことができる。１０６はマイコ
ン１０１のプログラムや表示画像データを記憶しておく
　ＲＯＭ。１０７はシフトレジスタ１０３、カウンタ群
１０４　、　ＬＥＤ　　ドライバー１０５を動作させる
クロックジェネレーターである。

まずマイコン１０１はＲＯＭ　　（Ｒｅａｄ　０ｎｌｙ
　Ｍｅｍｏｒｙ）１０６に記憶されている、ある画面の
画像情報をＲＡＭ１０２へ転送する。もちろんこのとき
ダイレクト・メモリーアクセス（ＤＭＡ）コントローラ
ーを用いてもよい、この画像情報は、第２図に示される
ような画素構成になっている。

ＲＡＭ１０２に転送された画像情報は、マイコン１０１
による行アドレス７ビツトとカウンタ１０４による列ア
ドレス４ビツトで示されるデーター８ビツトとしてシフ
トレジスタ１０３に送られる。列アドレス４ビツトはク
ロック８カウント毎に１インクリメントされ、これ毎に
８ビツトデーターがシフトレジスタ１０３へ送られて、
４ビツトがカウントアツプする毎に（すなわち１６バイ
ト転送される毎ニ）、マイコン１０１へＣＵＰによって
知らせ、これによりマイコン１０１は行アドレスを１イ
ンクリメントを行ない、次のデーターを転送する。

一方、ＬＥＤ　ドライバー１０５に転送されたデーター
は、−行分スドアーされＨ９ＹＮＣ信号の入力でラッチ
され表示用の信号電極へ送られ一行目が表示される。こ
の開法の２行目の画像情報がシリアルでレジスタ内に送
られ、次のＨ９ＹＮＣ信号で同様にラッチされる。それ
と同期して行制御信号もスキャンされるので２行目が表
示される。これを繰り返して最終行の表示が終了すると
ＶＳＹＮＣ信号によって行制御信号は再び一行目からス
キャンを行なっていく。

ＨＳＹＮＣ信号・ＶＳＹＮＣ信号は、カウンタ群１０４
によるクロック信号カウントアツプに゛よって出力され
る。例えば３２０　Ｘ４０ドツトの表示素子においては
、Ｈ３ＹＮＣ信号ハ３２０ビット毎に、ＶＳＹＮＣ信号
はＨＳＹＮＧ信号４０カウント毎に出力されるようにカ
ウンタ群１０４を構成しておく。

このように、ＲＡＭ１０２内に記憶された画像情報がＬ
ＥＤ表示素子によって時分割に駆動して表示することが
できる。

ＲＡＭ１０２には、ＬＥＤ表示素子一画面分の情報を記
憶させておくことができるので、静止画を表示する場合
は１度ＲＡＭ１０２にデーター転送を行なえば上記方法
において表示し続けることができる。また、動画にする
場合は、マイコン１０１がＲＯＭ１０Ｂから次々と連続
的な画像情報をＲＡＭ１０３へ転送すれば、それに応じ
て表示画像を動かしていくこともできる。この場合、Ｒ
ＡＭ１０３の内容を全面的に変更していくことも、動き
に関係のある範囲のみを変更していくこともできる。高
さ情報を持つ画像情報はパソコン上において三次元物体
の平面投影図とその高さ情報から作成することは容易で
ある。

又、最近発達してきたコンピューターグラフィックスの
作図過程においても高さ情報を付は加えていくことも可
能である。実際の物体を表示する場合、カメラのオート
フォーカスの測距機構（例えば赤外線の反射光を利用）
とＣＯＤ　　（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉ
ｃｅ；電荷結合素子）等の受光素子を組み合わせ、物体
をスキャンすることによって画像情報と距離情報を得る
ことができ、そしてマイコン１０１によって逐次第１図
に示した高さ情報を含む画素構成に変換してＲＡ旧０２
に送り出すことができるので同様に表示することができ
る。

第６図には、ＲＯＭに画像情報が記憶させてあった場合
のマイコンのフローチャートを示す、第６図の回路構成
は、従来のグラフィックＬＥＤディスプレー回路と同様
であり、マイコンのソフトウェア−も従来のものをその
まま応用することができる。　５ＴＥＰＩ〜５ＴＥＰ５
は画像データのＲＡＭへの初期設定と表示スタートを行
なう、実質的な表示行程は５ＴＥＰ　６〜５ＴＥＰ　１
０であるが、行アドレス７ビツトの制御を行っているだ
けで、マイコンの負担は小さい。５ＴＥＰ６では列アド
レス４ビツトのカウントアツプを（ｊＪＰ信号を検知す
れば、行アドレスを１インクリメントを行ない、５ＴＥ
Ｐ８で垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ：）を検知すれば、行
アドレスを画像データーの先頭アドレスに設定し直し再
び一行目から表示を行なうようにする。そして外部から
の終了信号等によってＲＡＭ出力を停止して表示を終了
させる。

上記実施例においては、単画素マトリクスの区分を３Ｘ
３としたが、この区分は例えば２Ｘ２゜３Ｘ４．４Ｘ４
等、その他いずれも可能である。

なお、以上述べた実施例においては、最前側の情報及び
最奥側の情報をそれぞれ１つの単画素で表示したが、奥
行き情報を例えば、単画素ｌ及び２又は単画素８及び９
という様にそれぞれ２つの単画素で表わすことにより、
表示面全体において表示画像をより密にする事が出来、
画像はより見易くなる。また、ある３Ｘ３単画素中に、
書き込むべき情報が少なくとも１つ以上ある場合には、
単画素５を必ず画き込み、最前側の情報は単画素１．２
．および５に、その奥側は２，３．５に、最奥側は８，
９．５にという様に３画素ずつ表わすことでさらに表示
は見易くなる。

さらに、上記実施例ではＬＥＤを単色光として説明した
が、光フアイバー背面に青、緑、赤の３色ＬＥＤを単画
素毎に配置し、それらのＬＥＤを色画像情報に従って駆
動することでカラー立体画像を得ることも可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば表示画面の最小単
位となる単画素と、光学ファイバーの先端部を対応させ
るとともに、表示側先端における光学フィイバーの長さ
を段階的に変えるようにすることで、平面的に見た時に
各光学ファイバー先端面の相対的な高さの違いによって
生ずる表示画素の奥行き感を得るものである。したがっ
て従来からある各種立体表示装置の様に、複雑な機械装
置や装置以外の道具を用いる必要がなく、簡単　　”に
、しかも表示装置そのものによって立体的な画像をより
現実的に表現することができる。

また本発明においては、表示面の角度を変えられる様に
することでクロストークを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明画像表示装置の実施例を示す図、第２図
はマトリクス構成したＬＥＤ光学変調部を示す図、第３
図は本実施例における単画素マトリクスを示す図、第４
図は本実施例における各単画素の示す説明図、第５図は
本実施例における駆動回路を示す全体構成図、第６図は
、マイコンのフローチャートを示す説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 平面的にマトリクス構成され、かつ表示側先端において
   、表示画面の最小単位となる単画素毎に長さが異なる複
   数の透明なファイバーと、該複数の透明なファイバーの
   背面側に一様に設けられた光源とからなり、該光源部に
   画像情報を与える手段を設けることによって画像表示を
   行うことを特徴とする画像表示装置。