KR19980063710A - 표시장치 및 표시방법 - Google Patents

Abstract

디스플레이패널에는, 시청프로그램화상이 표시되고, 이 시청프로그램화상은 렌즈에 의해 확대된 유저의 안구(眼球)에 입사되고, 이로써, 유저의 안구에 있어서, 시청프로그램화상에 대응하는 허상(虛像)이 관찰된다. 또한, 디스플레이패널의 시청프로그램화상이 표시된 주변에는, 그 시청프로그램화상에 대응하는 허상까지의 거리 및 그 허상의 사이즈를 유저에게 지각(知覺)시키기 위한 지각화상이 표시되고, 이 지각화상도, 렌즈에 의해 확대되어 유저의 안구에 입사(入射)하고, 이로써, 유저의 안구에 있어서는, 지각화상에 대응하는 허상도 관찰된다.

Description

표시장치 및 표시방법

본 발명은, 표시장치 및 표시방법에 관한 것이고, 특히, 예를 들면, 유저가 시청하려고 하고 있는 화상에 대응하는 허상과 함께, 그 허상까지의 거리나 사이즈(크기)를 유저에게 지각시키기 위한 지각화상에 대응하는 허상(虛像)을 형성하는 것으로, 허상을 관찰함으로써 얻어지는 임장감(臨場感)을 향상시킬 수 있도록 한 표시장치 및 표시방법에 관한 것이다.

최근, 예를 들면, HMD(Head Mount Display) 등의, 허상을 유저에게 제공하는 표시장치인 허상시 디스플레이장치가 실현되고 있다.

여기서, 허상은 물체가 초점거리보다 렌즈에 가까운 위치에 있는 경우에, 그 물체측에 생기는 것으로, 그 형성원리에 대하여는, 예를 들면, 「렌즈의 과학입문(상)」, 오구라도시오(小倉敏布), 아사히(朝日)소노라마사(社)나, 「광학」, 무라타가즈미(村田和美), 사이언스사 등에 그 상세가 기재되어 있다.

그런데, 인간이 공간내에 있어서의 물체의 위치(물체까지의 거리)와 크기(사이즈)를 지각하는 요인으로서는, 예를 들면, 양안의 폭주(輻輳) 및 핀트의 조절상태나, 망막에 형성되는 그 물체의 상(망막상)의 크기(시각, 화각) 등이 있다.

그래서, 허상시 디스플레이장치에는 이들의 요인에 따라서, 임장감이 있는 허상을 형성시키도록 하는 것이 고안된다.

즉, 도 1은 전술한 바와 같은 요인에 따라서 임장감이 있는 허상을 형성하는 허상시 디스플레이장치의 구성예를 나타낸 상면도이다.

디스플레이패널(2L) 및 (2R)은, 예를 들면, 액정 등으로 구성되고, 각각에는 좌안용 또는 우안용의 화상이 표시된다. 디스플레이패널(2L) 또는 (2R)에 표시된 화상으로서의 광은, 렌즈(1L) 또는(1R)에 각각 입사하여 그곳에서 확대되어, 유저의 좌안 또는 우안에 입사한다. 디스플레이패널(2L) 또는 (2R)은, 렌즈(1L) 또는 (1R)의 초점보다 가까운 위치(렌즈(1L) 또는 (1R) 근처의 위치)에 배치되어 있고, 이로써, 유저의 좌안 또는 우안으로는 렌즈(1L) 또는 (1R)에서 화상이 확대됨으로써 형성되는 허상이 각각 관찰된다.

도 1에 나타낸 허상시 디스플레이장치는, 좌안용의 광학계인 렌즈(1L)와 우안용의 광학계인 렌즈(1R)와를 가지고 있으며, 즉, 2개의 광축을 가지므로, 2광축형으로 불리운다(이것에 대하여, 예를 들면, 1개의 디스플레이패널에 표시된 화상을, 1개의 렌즈로 확대함으로써 허상을 형성하고, 이 허상을 한쪽눈 또는 양안으로 관찰시키는 1광축형이라고 불리우는 것도 있다).

이와 같은 2광축형의 허상시 디스플레이장치에서는, 렌즈(1L)와 디스플레이패널(2L)과의 위치관계, 및 렌즈(1R)와 디스플레이패널(2R)과의 위치관계에 의해, 유저의 좌안 또는 우안으로 관찰되는 허상이 형성되는, 유저로부터의 거리(허상이 형성되는 위치)(허상결상위치)를 변경할 수 있다.

따라서, 렌즈(1L)와 디스플레이패널(2L)과의 위치관계, 및 렌즈(1R)와 디스플레이패널(2R)과의 위치관계를 조절함으로써, 양안의 폭주 및 핀트의 조절상태를 변경할 수 있고, 이로써, 허상의 위치(유저로부터의 허상까지의 거리)를 유저에게 지각시킬 수 있다.

또, 도 2에 나타낸 바와 같이, 망막상의 크기가 일정한 경우, 허상까지의 거리가 멀수록, 유저는 그 허상이 크다고 지각한다. 따라서, 전술한 위치관계를 조절하여, 허상이 형성되는 위치를 변경시킴으로써, 유저가 지각하는 허상의 크기를 변경할 수 있다. 역으로, 허상까지의 거리를 일정하게 할 경우에는, 망막상의 크기를 변경함으로써, 유저가 지각하는 허상의 크기를 변경할 수 있다.

그런데, 허상시 디스플레이장치중에는 외광(外光)의 입사가 가능하게 되어 있는, 이른바 시스루형의 것이 있고, 이 경우, 유저는 허상(허상화면)(허상공간)뿐만 아니라, 외부의 경색(景色)(상황)(실공간)도 관찰할 수 있다.

그러므로, 실공간의 환경에 따라서는 임장감이 있는 허상을 얻을 수 없게 되는 경우도 있었다.

즉, 인간이 지각하는 공간내에 있어서의 물체의 위치와 크기에는, 전술한 양안의 폭주 및 핀트의 조절상태, 및 망막상의 크기외에, 시각심리에 의한 효과도 큰 영향을 준다. 즉, 허상공간을 실공간과 함께 볼 수 있는 경우에 있어서는, 실공간에 존재하는 물체와, 허상과를 비교함으로써 얻는 심리효과가, 인간이 지각하는 허상의 위치와 크기에 큰 영향을 미친다.

구체적으로는, 예를 들면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 유저와 허상과의 사이에, 실공간에 존재하는 물체(장해물)가 있는 경우, 장해물은 허상의 바로 앞에 있으므로, 본래는 도 4 (A)에 나타낸 바와 같이, 장해물 전체가 보이기 마련이다.

그러나, 도 1에 나타낸 허상시 디스플레이장치에 있어서는, 디스플레이패널(2L) 및 (2R)에 의해 시계가 차단되므로, 도 4 (B)에 나타낸 바와 같이, 그 차단된 범위에 있는 장해물은 보이지 않게 된다.

이상과 같이, 허상의 바로 앞에 있는 장해물이 허상의 후방에 감추어져 보이지 않는다고 하는 실공간에서는 있을 수 없는 현상이 생기고, 이와 같은 모순에 기인하여, 허상의 위치와 크기가 정확하게 지각되지 않고, 그 결과, 임장감이 있는 허상을 얻을 수 없게 되는 것이 있었다.

그래서, 허상시 디스플레이장치를 외광을 차단하여, 유저로부터 외부의 경색(실공간)이 보이지 않도록 구성하는 방법이 있다.

그러나, 외광을 차단하여, 인간이 지각하는 물체의 위치와 크기에 큰 영향을 주는 시각심리에 의한 효과를 이용하지 않도록 한 것으로는, 즉, 허상과 비교대상하는 물체를 보이지 않게 한 것으로는, 역시, 허상의 위치와 크기가 정확하게 지각되지 않고, 그 결과, 임장감 있는 허상을 얻을 수 없게 되는 것이 있다.

본 발명은, 이와 같은 상황을 감안하여 이루어진 것이고, 유저에게 허상의 위치나 크기를 정확하게 지각시키고, 이로써, 임장감 있는 허상을 제공할 수 있도록 하는 것이다.

도 1은 2광축형의 허상시(虛像視) 디스플레이장치의 광학적 구성예를 나타낸 상면의 단면도.

도 2는 망막상(網膜像)의 크기와, 허상까지의 거리와의 관계를 나타낸 도면.

도 3은 유저와 허상과의 사이에, 실공간(實空間)에 존재하는 물체(장해물)가 있는 모양을 나타낸 도면.

도 4 (A) 및 (B)는 허상의 바로 앞에 장해물이 보이는 경우와 보이지 않는 겅우와를 나타낸 도면.

도 5 (A)∼(D)는 본 발명을 적용한 허상시 디스플레이장치의 배면도, 평면도, 저면도 및 측면도.

도 6은 도 1의 허상시 디스플레이장치의 단면도.

도 7 (A)∼(D)는 도 1의 허상시 디스플레이장치의 사용형태를 설명하기 위한 도면.

도 8은 도 1의 허상시 디스플레이장치의 전기적 구성예를 나타낸 블록도.

도 9는 허상시 디스플레이장치로 관찰할 수 있는 허상을 설명하기 위한 도면.

도 10은 본 발명을 적용한 허상시 디스플레이장치의 제2의 실시의 형태의 전기적 구성을 나타낸 블록도면.

도 11은 본 발명을 적용한 허상시 디스플레이장치의 제3의 실시의 형태의 전기적 구성을 나타낸 블록도면.

도 12 (A) 및 (B)는 양안시차(兩眼視差)를 이용한 입체화상을 설명하기 위한 도면.

도 13은 본 발명을 적용한 허상시 디스플레이장치의 제4의 실시의 형태의 광학적 구성을 나타낸 도면.

도 14는 도 13의 허상시 디스플레이장치로 관찰할 수 있는 허상을 설명하기 위한 도면.

도 15 (A)∼(E)는 도 13의 허상시 디스플레이장치의 단면 및 외관구성(배면, 평면, 저면 및 측면)을 나타낸 도면.

도 16 (A)∼(E)는 본 발명을 적용한 허상시 디스플레이장치의 제5의 실시의 형태의 단면 및 외관구성을 나타낸 도면.

도 17은 지각화상의 표시의 1차 변화를 나타낸 도면.

도 18은 지각화상의 표시의 2차 변화를 나타낸 도면.

도 19는 지각화상의 표시의 3차 변화를 나타낸 도면.

도 20은 지각화상의 표시의 4차 변화를 나타낸 도면.

도 21은 영화관의 내부가 디스플레이되는 지각화상을 나타낸 도면.

도 22는 시청프로그램화상과 지각화상의 표시면적을 변경하는 방법을 나타내는 도면.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1(1L,1R) : 렌즈, 2(2L,2R) : 디스플레이패널, 11 : 지각화상용(知覺畵像用) ROM(Read Only Memory), 12 : RAM(Random Access Memory), 13 : 제어부, 21 : 타이밍콘트롤러, 32 : 스위치, 33 : 콘트롤러, 41 : 디스플레이패널, 42 : 반구면미러.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1의 양태에 의한 표시장치는, 수신화상에 대응하는 허상까지의 거리 또는 그 허상의 사이즈를 유저에게 지각시키기 위한 지각화상을 기억하고 있는 기억수단을 구비하고, 표시수단에 표시된 수신화상을 확대함으로써 허상을 형성하는 확대광학계가, 지각화상에 대응하는 허상도 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제2의 양태에 의한 표시방법은, 수신화상에 대응하는 허상까지의 거리 또는 그 허상의 사이즈를 유저에게 지각시키기 위한 지각화상에 대응하는 허상을 형성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제1의 양태에 의한 표시장치에 있어서는, 기억수단은 수신화상에 대응하는 허상까지의 거리 또는 그 허상의 사이즈를 유저에게 지각시키기 위한 지각화상을 기억하고 있으며, 확대광학계는 지각화상에 대응하는 허상을 형성하도록 되어 있다.

본 발명의 제2의 양태에 의한 표시방법에 있어서는, 수신화상에 대응하는 허상까지의 거리 또는 그 허상의 사이즈를 유저에게 지각시키기 위한 지각화상에 대응하는 허상을 형성하도록 되어 있다.

도 5는, 본 발명을 적용한 허상시 디스플레이장치의 제1의 실시의 형태의 외관구성을 나타내고 있으며, 도 2는, 그 우측면의 단면을 나타내고 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 허상시 디스플레이장치는, 광을 차단하는 차광막(이 도면에 있어서 검게 칠한 부분) 등으로 덮혀 있고, 이로써, 허상시 디스플레이장치의 사용중은, 유저가 실공간(외부의 상황, 경색)을 볼 수 없도록 되어 있다.

그리고, 허상시 디스플레이장치의 광학적 구성(도 6)은, 예를 들면, 도 13에 있어서의 경우와 동일하므로, 그 설명은 생략한다.

도 7 (A)∼(D)는, 허상시 디스플레이장치의 사용형태의 예를 나타내고 있다.

허상시 디스플레이장치에는, 도 7 (A)에 나타낸 바와 같이, 두부(頭部)에 장착하기 위한 벨트 등을 설치하고, 이로써, 두부에 장착하여 사용할 수 있다. 또, 이 도 7 (B)에 나타낸 바와 같이, 허상시 디스플레이장치는, 스탠드 등에 고정하여, 이것을 유저가, 말하자면 엿보기하도록 하는 형태로 사용할 수도 있다. 또한, 이 도 7 (C)에 나타낸 바와 같이, 허상시 디스플레이장치를 휴대에 편리하도록 소형으로 구성하여, 유저가 손으로 잡도록 하는 형태로 사용할 수도 있다. 또한, 이 도 7 (D)에 나타낸 바와 같이, 소파 등에, 유저의 두부를 덮도록 하는, 회동가능한 후드를 부착하고, 그 내부에 허상시 디스플레이장치를 고정하도록 하는 형태로 사용할 수도 있다. 단, 이 경우, 후드는 외광을 차광하도록 구성하는 것이 바람직하다.

그리고, 도 7 (A)∼(D)에 나타낸 사용예는 일예이고, 허상시 디스플레이장치의 사용형태는, 특히 한정되는 것은 아니다.

다음에, 도 8은 허상시 디스플레이장치의 제1의 실시의 형태의 전기적 구성예를 나타내고 있다.

지각화상용 ROM(11)(기억수단)은, 허상까지의 거리 및 허상의 크기(사이즈)를 유저에게 지각시키기 위해 적합한 화상인 지각화상의 데이터를 기억하고 있다.구체적으로는, 예를 들면, 실공간에 있어서의 크기가 경험적으로 인식되어 있고, 또한 누가 어디서 봐도 크기가 대략 일정한 인간이나, 특정의 동식물, 담배의 상자 등의, 허상과 비교함으로써, 그 허상까지의 거리나 크기를 지각할 수 있도록 하는 것의 화상을, 지각화상으로서 기억하고 있다. 또, 지각화상용 ROM(11)은, 동일한 것이라도, 여러 가지의 크기에 대한 지각화상을 기억하고 있다.

RAM(12)은, 예를 들면, 도시하지 않은 튜너나 재생장치로부터 출력되는 화상신호(표시영상신호) 등의, 유저가 시청하려고 하고 있는 화상(예를 들면, 영화 등)(이하, 적절하게 시청프로그램화상이라고 함)(수신화상)을 수신하고, 일시 기억하여, 디스플레이패널(2)(2L 및 2R)(표시수단)에 출력하도록 되어 있다. 또, RAM(12)은 지각화상용 ROM(11)으로부터 독출되는 지각화상도 일시 기억하여, 디스플레이패널(2)에 출력하도록 되어 있다.

제어부(13)는, 지각화상데이터의, 지각화상용 ROM(11)으로부터의 독출을 제어하도록 되어 있다.

이상과 같이 구성되는,허상시 디스플레이장치에서는, 시청프로그램화상의 데이터가 1화면(1프레임 또는 1필드)단위로, RAM(12)에 공급되어 기억된다.

여기서, RAM(12)의 기억용량은 시청프로그램화상의 1화면분의 데이터량보다 많은 것으로 되어 있다. 즉, 시청프로그램화상의 1화면의 가로×세로가, 예를 들면 640×480화소로 구성되는 경우, RAM(12)은 예를 들면 800×600화소의 데이터를 기억할 수 있는 용량을 가지고 있다.

RAM(12)에 있어서는, 1화면분의 시청프로그램화상의 데이터가, 예를 들면, 그 화상이 디스플레이패널(2)의 중앙부분 등의 소정의 범위(이하, 적절하게 시청프로그램범위라고 함)에 표시되도록 하는 어드레스에 기억된다.

한편, 제어부(13)에서는 지각화상용 ROM(11)에 기억되어 있는 지각화상중, 지금 RAM(12)에 공급되고 있는 시청프로그램화상에 대응하는 허상까지의 거리 및 크기를 지각하는데에 최적의 크기의 것(이하, 적절하게 최적지각화상이라고 함)의 데이터가 선택된다.

즉, 예를 들면, 유저가 시청프로그램화상에 대응하는 허상까지의 거리 및 크기에 따라서, 제어부(13)를 조작하면, 제어부(13)에서는 이 조작에 따라서 최적지각화상이 선택된다. 또, 예를 들면, 시청프로그램화상의 데이터에는, 그 화상에 대응하는 허상까지의 거리 및 크기를 나타내는 정보가 포함되어 있고, 제어부(13)에서는, 이 정보에 따라서 최적지각화상이 선택된다. 또는, 전술한 바와 같이, 렌즈(1)(확대광학계)와 디스플레이패널(2)과의 위치관계에 의해, 허상이 형성되는 위치가 결정되는 것이므로, 제어부(13)에서는, 예를 들면, 이 위치관계에 따라서 최적지각화상이 선택된다.

제어부(13)에 의해 선택된 최적지각화상의 데이터는, 지각화상용 ROM(11)으로부터 독출되어 RAM(12)에 공급된다. RAM(12)에서는, 그 기억영역중의, 시청프로그램범위이외에 대응하는 영역의 어드레스에, 최적지각화상의 데이터가 기억된다. 즉, 예를 들면, 디스플레이패널(2)에 있어서, 시청프로그램화상의 좌우에 표시되도록 하는 어드레스에 기억된다.

RAM(12)에 기억된 시청프로그램화상 및 최적지각화상의 데이터는, 그곳으로부터 독출되어, 디스플레이패널(2)에 공급된다. 이로써, 디스플레이패널(2)에서는, 그 중앙부에 시청프로그램화상이 표시되는 동시에, 좌측 및 우측에 최적지각화상이 표시된다.

디스플레이패널(2)에 표시된 화상은, 전술한 바와 같이, 렌즈(1)에서 확대되어 유저의 안구에 입사하고, 이로써, 유저의 좌안 및 우안에 있어서, 예를 들면, 도 9에 나타낸 바와 같이, 시청프로그램화상에 대응하는 허상과 함께, 최적지각화상에 대응하는 허상이 관찰된다.

따라서, 유저는 시청프로그램화상을 최적지각화상과 비교하고, 그에 따라 얻는 시각심리효과로부터, 시청프로그램화상에 대응하는 허상의 위치와 크기를 정확하게 지각하고, 그 결과, 임장감 있는 허상을 관상(觀賞)할 수 있다.

그리고, 지각화상으로서는 예를 들면, 원근법(遠近法)이나 나뭇결의 구배(句配) 등의 깊이감을 표현하는 수법을 사용한 화상을 사용하는 것이 가능하다. 이 경우, 유저는 지각화상에 의해 얻어지는 깊이감에 의한 심리적 효과로부터도, 시청프로그램화상에 대응하는 허상의 위치와 크기를 정확하게 지각하는 것이 가능하게 된다.

또, 지각화상은, 동화(動畵) 및 정지화의 어느 하나라도 된다.

지각화상을 동화로 한 경우, 그 동화를 원근법에 의한 깊이감을 주도록 하는 것(예를 들면, 주변부로부터 중심으로 향해 흐르는 별을 표시하는 동화는, 유저측으로부터 허상으로 향해 별이 흐르고 있는 것 같은 깊이감을 부여함)으로 하면, 역시, 깊이감에 의한 심리적 효과로부터, 유저에게 시청프로그램화상에 대응하는 허상의 위치와 크기를 정확하게 지각시키는 것이 가능하게 된다. 단, 지각화상을 동화로 할 경우, RAM(12)에 기억시키는 지각화상의 데이터를 그 동화의 움직임에 맞추어 재기입할 필요가 있다.

한편, 지각화상을 정지화로 한 경우에 있어서는, 그 지각화상의 데이터를RAM(12)에 한번 기입한 후는, 예를 들면 장치의 전원을 다시 켜든가, 지각화상을 다른 것으로 변경하거나 하지 않는 한은, 지각화상의 데이터의 재기입은 필요없고, 따라서, 이 경우는, 시청프로그램화상의 데이터의 재기입을 행하는 것만으로 된다.

그런데, 시청프로그램화상에 대응하는 허상과 함께, 지각화상에 대응하는 허상을 항상 제시하도록 한 경우에는, 지각화상이 눈에 들어와 시청프로그램화상에 집중 또는 몰입할 수 없게 되는 것이 고려된다.

그래서, 도 10은 본 발명을 적용한 허상시 디스플레이장치의 제2의 실시의 형태의 구성을 나타내고 있다. 그리고, 도면중 도 8에 있어서의 경우와 대응하는 부분에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고 있다. 즉, 이 허상시 디스플레이장치는 타이밍콘트롤러(21)가 새로 설치되어 있는 외는, 도 8에 있어서의 경우와 동일하게 구성되어 있다.

타이밍콘트롤러(21)(제어수단)는, 지각화상용 ROM(12)으로부터 최적지각화상의 데이터를 독출하고, 그것을 RAM(11)에 기입하는 타이밍(이하, 적절하게 기입타이밍이라고 함)을 제어하도록 되어 있다. 또한, 타이밍콘트롤러(21)는 최적지각화상의 데이터를 RAM(11)기억시켜 두는 기간(이하, 적절하게 기억기간이라고 함)도 제어하도록 되어 있다.

그리고, 기입타이밍 및 기억기간은 예를 들면, 타이밍콘트롤러(21)를 조작함으로써, 유저가 설정할 수 있도록 되어 있다.

이상과 같이 구성되는 허상시 디스플레이장치에서는, 유저가 타이밍콘트롤러(21)를 조작함으로써 기입타이밍이나 기억기간을 설정하면, 타이밍콘트롤러(21)는 기입타이밍에 따라서, 지각화상용 ROM(12)으로부터 최적지각화상의 데이터를 독출하여 RAM(11)에 기입한다. 그리고, 그 후 기억기간이 경과하면 최적지각화상의 데이터의 RAM(11)에의 기입을 정지하고, 또 RAM(11)에 이미 기억되어 있는 최적지각화상의 데이터를 소거한다.

따라서, 이 경우, 최적지각화상에 대응하는 허상은 기입타이밍으로부터 기억기간만큼 형성(제시)되므로, 유저는 원하는 때로부터 원하는 시간만큼 최적지각화상에 대응하는 허상을 관찰할 수 있고, 그 결과, 시청프로그램화상에 집중 또는 몰입할 수 없게 되는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다.

다음에, 도 11은 본 발명을 적용한 허상시 디스플레이장치의 제3의 실시형태의 구성을 나타내고 있다. 그리고, 도면중, 도 4에 있어서의 경우와 대응하는 부분에 대하여는, 동일한 부호를 붙이고 있다. 즉, 이 허상시 디스플레이장치는 RAM(12)이 삭제되고, 스위치(32) 및 콘트롤러(33)가 새로 설치되어 있는외는 도 8에 있어서의 경우와 동일하게 구성되어 있다.

스위치(32)는, 콘트롤러(33)의 제어에 따라서 단자 a 또는 b중의 어느 한쪽을 선택하도록 되어 있다. 그리고, 단자 a에는 지각화상용 ROM(11)으로부터 최적지각화상이 공급되도록 되어 있고, 또 단자 b에는 시청프로그램화상이 공급되도록 되어 있다.

콘트롤러(33)에는, 시청프로그램화상의 재기입을 지시하는 프로그램재생지시신호가 공급되도록 되어 있고, 콘트롤러(33)는 이 프로그램재생지시신호에 대응하여, 스위치(32)를 제어하도록 되어 있다. 그리고, 콘트롤러(33)에는, 유저의 조작에도 대응하여 스위치(32)를 제어시키도록 하는 것이 가능하다.

이상과 같이 구성되는 허상시 디스플레이장치에서는, 유저에 의해 시청프로그램화상의 표시를 재기입하도록 조작이 되면, 콘트롤러(33)에 프로그램재생지시신호가 공급된다. 콘트롤러(33)는, 프로그램재생지시신호를 수신하면, 스위치(32)를 단자 a를 선택하도록 제어한다. 그 결과, 지각화상용 ROM(11)으로부터 독출된 최적지각화상은 스위치(32)를 통해 디스플레이패널(2)에 공급되어 표시된다. 따라서, 이 경우, 최적지각화상에 대응하는 허상만이 형성된다.

그리고, 콘트롤러(33)는 최적지각화상이 정지화인 경우에는, 예를 들면, 그 정지화가 표시되고 나서 소정의 시간(이 시간은, 예를 들면, 콘트롤러(33)를 조작함으로써 유저가 설정가능하게 되어 있음)이 경과하면,스위치(32)를, 단자 b를 선택하도록 제어한다. 또, 콘트롤러(33)는 최적지각화상이 동화인 경우에는, 예를 들면, 그 동화가 종료되면 스위치(32)를, 단자 b를 선택하도록 제어한다. 그 결과, 단자 b에 공급되는 시청프로그램화상은, 스위치(32)를 통해 디스플레이패널(2)에 공급되어 표시된다. 따라서, 이 경우, 시청프로그램화상에 대응하는 허상만이 형성된다.

이상과 같이, 제3의 실시의 형태에 의하면, 시청프로그램화상의 표시가 재기입되기 직전만, 최적지각화상이 표시되므로, 최적지각화상이 유저에 의한 시청프로그램화상의 시청의 방해로 되는 것을 방지할 수 있다.

즉, 시청프로그램화상의 시청을 재기입하면, 그것에 몰입해 버려, 그 허상까지의 거리나 크기에 대한 심리적인 관심이 희박해지고, 항상 시청프로그램화상 그것만을 관상하기를 유저가 희망하는 경우가 있어, 이와 같은 경우에 일시적이라도, 시청프로그램화상과 함께 최적지각화상을 표시하는 것은 유저의 시청프로그램화상의 시청을 방해하는 것으로 된다.

그래서, 전술한 바와 같이, 시청프로그램화상의 표시가 재기입되기 직전에, 최적지각화상을 한번만 표시하도록 함으로써, 유저의 시청프로그램화상의 시청을 방해하는 것을 방지하고, 또한 시청프로그램화상에 대응하는 허상까지의 거리나 크기를 유저에게 정확하게 인식시키는 것이 가능하게 된다.

그리고, 이 경우, 디스플레이패널(2)에는 시청프로그램화상과 최적지각화상이 동시에 표시되는 것은 아니므로, 최적지각화상은 도 9에 나타낸 바와 같이, 시청프로그램화상이 표시되는 영역의 외측에 표시할 필요는 없다. 즉, 최적지각화상은, 예를 들면, 시청프로그램화상이 표시되는 영역과 동일한 영역에 표시할 수 있다.

또한, 이와 같이, 최적지각화상을 시청프로그램화상이 표시되는 영역과 동일한 영역에 표시하도록 한 경우에는, 디스플레이패널(2)의 화소수를 적게 할 수 있다. 즉, 제1 및 제2의 실시의 형태에 있어서의 경우와 같이, 최적지각화상을 시청프로그램화상과 동시에 시청프로그램화상이 표시되는 영역의 외측에 표시되는 경우에는, 디스플레이패널(2)로서는 그와 같이 최적지각화상과 시청프로그램화상과를 동시에 표시할 수 있을만큼의 화소수를 최소한 가지는 것이 필요하게 된다. 이에 대하여, 최적지각화상을 시청프로그램화상과 동시에 표시하지 않고, 또한, 최적지각화상을 시청프로그램화상이 표시되는 영역과 동일한 영역에 표시하는 경우에는, 디스플레이패널(2)로서는 최소한 시청프로그램화상을 표시할 수 있을 만큼의 화소수를 가지는 것으로 족하다.

여기서, 도 11의 실시의 형태에 있어서는, 도 8 및 도 10에 있어서의 경우와 같이, 디스플레이패널(2)의 전단(前段)에 RAM(12)이 설치되어 있지 않지만, 이것은 시청프로그램화상과 최적지각화상이 동시에 표시되지 않으므로, 양자를 , 말하자면 합성할 필요가 없기 때문이다. 단, 시청프로그램화상이나 최적지각화상의 신호방식(영상신호방식)과, 표시용 디바이스인 디스플레이패널(2)의 구동법과의 관계에 의해서는, 시청프로그램화상이나 최적지각화상의 데이터의 변환을 위해, 디스플레이패널(2)의 전단에 RAM 등의 메모리가 필요하게 되기도 한다.

그런데, 지각화상으로서는 2차원의 평면적인 화상외에, 입체적인 입체화상을 사용하는 것도 가능하다. 입체화상은, 예를 들면, 양안시차 및 폭주변화를 이용하여 형성할 수 있다.

즉, 허상시 디스플레이장치를 전술한 도 1에 나타낸 바와 같이, 2광축형으로 구성한 경우, 유저의 좌안과 우안에는 독립의 허상을 관찰시킬 수 있다. 그래서, 지금 예를 들면, 유저의 좌안 또는 우안으로 관찰되는 허상을 각각 좌안용 허상 또는 우안용 허상이라고 하는 것으로 하면, 도 12 (A)에 나타낸 바와 같이, 좌안용 허상 또는 우안용 허상을 동일 평면내의 오른쪽근처 또는 왼쪽근처에 각각 형성하면, 유저에게 있어서는 그 평면의 바로 앞쪽(유저측)으로 떠오르는 입체화상이 관찰된다.

그리고, 예를 들면, 도 12 (A)에 있어서의 상태로부터 좌안용 허상 또는 우안용 허상을, 좌 또는 우로 각각 이동해 가면, 입체영상은 유저로부터 멀어지는 방향으로 이동해 간다. 또한, 좌안용 허상 또는 우안용 허상이 동일 평면내에 있어서 일치한 후도, 좌안용 허상 또는 우안용 허상을, 좌 또는 우로 각각 이동하면, 도 12 (B)에 나타낸 바와 같이, 유저에게 있어서는 그 평면으로부터 코너쪽으로 떠오르는 입체영상이 관찰된다.

또, 도 12 (B)에 있어서의 상태로부터 좌안용 허상 또는 우안용 허상을, 우 또는 좌로 각각 이동해 가면, 입체화상은 전술한 경우와는 역으로 유저에 근접하는 방향으로 이동해 간다.

따라서, 좌안용 허상 및 우안용 허상이 형성되는 위치를, 동일 평면내에 있어서, 좌우방향으로 이동함으로써, 유저로부터 멀어져 가는 입체화상이나, 유저에게 근접해 오는 입체화상을 형성할 수 있다.

이와 같은 입체화상을, 지각화상으로서 사용함으로써도, 유저에게 시청프로그램화상에 대응하는 허상까지의 거리나 크기를 정확하게 인식시킬 수 있다.

그리고, 입체화상을 지각화상으로서 사용하는 것은, 전술한 어떤 실시의 형태에 있어서도 적용가능하다.

단, 이상과 같은 양안시차에 의한 입체시(視)는, 유저의 양안의 폭주는, 입체화상의 방향으로 조정되지만, 그 핀트의 조정은 입체영상이 아니고, 좌안용 허상과 우안용 허상에 맞도록 행해진다. 이와 같이, 입체화상에 대하여 핀트의 조정이 행해지지 않으므로, 장시간에 걸쳐 양안시차에 의한 입체화상을 관상하는 것은 피로로 이어진다.

그래서, 양안시차를 이용한 입체화상을 지각화상으로서 사용하는 경우는, 지각화상을 너무 장시간에 걸쳐서, 유저에게 관상시키지 않도록 하는 것이 바람직하다.

다음에, 지각화상으로서의 입체화상은 양안시차를 이용하는 외에, 예를 들면, 다음과 같이 하여 형성하는 것도 가능하다.

즉, 도 13은 본 발명을 적용한 허상시 디스플레이장치의 제4의 실시의 형태의 구성을 나타내고 있다.

이 실시의 형태에 있어서는, 시청프로그램화상을 표시하는 디스플레이패널(2)(디스플레이패널(2L) 및 (2R)), 및 그 시청프로그램화상을 확대하여 허상을 형성하는 렌즈(1)(렌즈(1L) 및 (1R))외에, 지각화상을 표시하는 디스플레이패널(41) 및 그 지각화상으로서의 광을 반사함으로써 입체적인 화상을 형성하는 반구면미러(42)(형성수단)가 설치되어 있다.

그리고, 반구면미러(42)에 의해 형성된 지각화상을 입체적으로 한 화상(이하, 적절하게 지각입체화상이라고 함)으로서의 광은, 렌즈(1)에 의해 확대되어, 유저의 안구에 입사되고, 이로써, 유저의 안구에 있어서, 지각입체화상에 대응하는 허상을 관상할 수 있도록 되어 있다.

즉, 이 실시의 형태에 있어서는 유저는 디스플레이패널(2)에 표시된 시청프로그램화상이 렌즈(1)에서 확대됨으로써 형성되는, 그 시청프로그램화상에 대응하는 허상을 관상할 수 있다. 그리고, 전술한 바와 같이, 시청프로그램화상에 대응하는 허상까지의 거리 및 그 크기는, 렌즈(1)와 디스플레이패널(2)과의 위치관계에 의해 결정되고, 이 때, 유저는 그와 같은 거리 및 크기의 허상을 관상하게 된다.

또한, 이 경우, 유저는 디스플레이패널(2)과는 별도의 디스플레이패널(41)에 표시된 지각화상이 반구면미러(42)에서 반사됨으로써 형성되는 지각입체화상에 대응하는 허상도, 렌즈(1)를 통해 관찰할 수 있다.

여기서, 반구면미러(42)에서 광이 반사됨으로써 형성되는(투영되는) 화상(여기서는 지각입체화상)은 공간상으로 떠올라 보이는 것이 알려져 있고, 따라서, 이와 같은 지각입체화상에 대응하는 허상에 의하면, 유저에게 다대한 깊이감을 느끼게 할 수 있다.

도 13에 있어서, 지각입체화상은 시청프로그램화상이 표시되는 디스플레이패널(2)의, 유저로부터 보아 바로 앞쪽, 즉, 렌즈(1)측에 가까운 위치에 형성되도록 되어 있고, 이로써, 렌즈(1)에 의해 지각입체화상에 대응하는 허상은, 시청프로그램화상에 대응하는 허상보다 바로 앞에 형성되도록 되어 있다. 도 9에 있어서는, 지각입체화상은 시청프로그램화상이 표시되는 디스플레이패널(2)의, 유저로부터 봐서 하측에 형성되도록 되어 있고, 이로써, 렌즈(1)에 의해 지각입체화상에 대응하는 허상은 시청프로그램화상에 대응하는 허상의 하부에 형성되도록 되어 있다.

따라서, 지각화상으로서, 예를 들면, 영화관의 좌석 등이 표시된 것을 사용한 경우, 유저는 도 14에 나타낸 바와 같이, 시청프로그램화상에 대응하는 허상과 함께, 그 바로 앞의 하측에 영화관의 좌석 등이 표시된 지각입체화상에 대응하는, 깊이감이 있는 허상을 관상할 수 있다.

그래서, 이 경우, 유저는 지각입체화상에 대응하는 허상에 의한 심리효과에 의해, 시청프로그램화상에 대응하는 허상까지의 거리 및 크기를 정확하게 인식할 수 있는 외에, 마치 영화관에 있어서 시청프로그램화상을 관상하고 있는가 하는 듯 한 임장감도 느낄 수 있다.

그리고, 시청프로그램화상에 대응하는 허상까지의 거리 및 크기는 전술한 바와 같이, 렌즈(1)와 디스플레이패널(2)과의 위치관계에 의해 결정되므로, 이 위치관계를 변화시킴으로써, 허상까지의 거리 및 크기를 가변으로 할 수 있다. 또한, 허상의 크기는 예를 들면, 디스플레이패널(2)에 표시하는 화상의 크기를 변경함으로써도 변화시킬 수 있다. 그래서, 이와 같이 하여 허상까지의 거리나 크기를 변화시키는 것이 가능한 허상시 디스플레이장치에서는, 지각화상을 복수패턴 준비해 두고, 시청프로그램화상에 대응하는 허상까지의 거리나 그 크기에 따라서. 사용할 지각화상을 결정하도록 하는 것이 가능하다. 이 경우, 여러 가지의 상황하에 있어서의 임장감을 얻는 것이 가능하게 된다.

다음에, 도 15 (A)∼(E)는 허상시 디스플레이장치의 단면(도 15 (A))과 외관(도 15 (B) 내지 (E))을 나타내고 있다.

도 13의 실시의 형태에 있어서는, 지각화상을 표시하는 디스플레이패널(41) 및 지각입체화상을 형성하는 반구면미러(42)가, 렌즈(1) 및 디스플레이패널(2)의 하부에 설치되어 있으므로, 그 부분도 차광막을 덮혀 있다.

그리고, 지각입체화상에 대응하는 허상을 형성하는 경우에 있어서는, 예를 들면, 도 16 (A)의 단면도에 나타낸 바와 같이, 디스플레이패널(41) 및 반구면미러(42)를 렌즈(1) 및 디스플레이패널(2)의 상부에 설치하도록 하는 것도 가능하다. 여기서, 이 경우의 허상시 디스플레이장치의 외관구성을, 도 16 (B) 내지 (E)에 나타냈다.

이상과 같이, 외광을 차단하여 시청프로그램화상에 대응하는 허상을 제공함에 있어서, 지각화상에 대응하는 허상도 제공(제시)하도록 했으므로, 허상의 바로 앞에 있는 장해물이, 허상의 후방에 감추어져 보이지 않는다고 하는 것 같은 모순이 생기는 것을 방지하는 동시에, 시청프로그램화상에 대응하는 허상까지의 거리나 그 크기를 지각하기 위한 중요한 보조로 되는 시각심리를 효과적으로 이용하여, 유저에게 그 거리나 크기를 정확하게 인식시켜, 임장감있는 허상을 제공하는 것이 가능하게 된다.

도 8의 실시의 형태에 있어서, 지각화상의 표시는 시청프로그램화상의 개시와 동시에 시작되고, 다음에 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 지각화상은 상기 시청프로그램화상이 종료될 때까지 표시된다.

도 10의 실시의 형태에 있어서, 지각화상의 표시는 시청프로그램화상의 개시와 동시에 시작되고, 다음에 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 지각화상은 소정의 시간(전술한 기억시간에 대응하는 시간)이 경과하면 삭제된다. 전술한 바와 같이 지각화상의 표시방법의 적용으로서, 예를 들면 지각화상이 삭제된 후에, 지각화상의 표시는 소정의 타이밍에 재개시될 수 있고, 다음에 소정의 시간이 경과한 후 삭제된다. 즉, 지각화상은 도 18에 나타낸 바와 같이 주기적으로 표시될 수 있다.

도 11의 실시의 형태에 있어서, 상기 지각화상만 우선 개시되고, 다음에 도 19에 나타낸 바와 같이 시청프로그램화상만 표시된다. 즉, 시청프로그램화상과 지각화상 중의 어느것 하나만 표시되고, 지각화상은 상기 시청프로그램화상의 표시가 개시되기 직전에만 표시된다.

전술한 실시의 형태에 있어서, 지각화상의 사이즈에 관하여는 상세한 설명이 되어 있지 않다. 본 발명의 발명자가 실험한 바에 따르면, 그것의 표시면적의 사이즈가 크면 클수록 유저는 거리 등을 더 정확하게 인식할 수 있다. 따라서, 거리인식에 관한 관점에서 볼 때, 시각화상은 더 큰 것이 바람직하다. 그러나, 시각화상의 사이즈가 클 경우는, 시청프로그램화상에 대한 유저의 시청활동이 방해를 받는다.

따라서, 시청프로그램화상 및 지각화상은 도 20에 나타낸 바와 같이 표시될 수 있다.

즉, 시청프로그램화상은 먼저 작은 것으로 표시되고(예를 들면 시청프로그램화상은 그 표시면적이 작은 표시면적으로 축소된 동안에 표시됨), 지각화상은 또한 큰 것으로 표시된다(예를 들면, 축소 및 확대가 없이 큰 표시면적에 표시된다). 특히, 예를 들면, 시청프로그램화상 또는 지각화상은 전체 표시면적의 20% 또는 80%의 크기로 표시된다.

그 다음으로, 시간이 경과함에 따라 시청프로그램화상은 사이즈가 확대되고, 지각화상은 사이즈가 축소된다. 특히, 예를 들면, 시청프로그램화상 또는 지각화상의 사이즈는 약 10 내지 20초 이내에 전체 표시면적의 약 60% 또는 40%의 사이즈로 축소되도록 변화된다. 또한, 시청프로그램화상만 디스플레이가 개시된 때로부터 1 내지 5분 사이의 소정의 시간이 지난 후에 표시된다.

전술한 바와 같이, 시청프로그램화상 및 지각화상의 표시면적이 변화하면, 지각화상이 유저에게 제공하는 거리인식효과는 조절될 수 있고, 그 결과 거리인식은 효율적으로 유저에게 제공되고 또한 시청프로그램화상에 있어서의 유저의 시청활동에 대한 방해가 예방될 수 있다.

도 10의 실시의 형태에 있어서, 시청프로그램화상 및 지각화상의 표시면적은, 타이밍제어기(21)(제어수단)가 RAM(12)에 기억되어 있는 시청프로그램화상 및 지각화상을 전기적으로 확대/축소하도록 함으로써 용이하게 변경할 수 있다(반면에, 시청프로그램화상 및 지각화상의 표시면적이 광학적으로 변화하면, 광학부 등이 필요하게 되고, 이것은 불편한 일이다).

도 21은 지각화상으로서 영화관의 내부화상을 사용하여 표시면적을 변화시키는 경우의 디스플레이를 나타낸다. 이 경우에, 유저는 시청프로그램화상까지의 거리와 그 사이즈를 지각할 수 있고, 또한 유저는 영화관 내에 있는 듯한 느낌을 가질 수 있다.

시각화상시표시장치가 2광축형이면, 지각화상으로 표시되는 영화관의 좌석과 벽은 좌안과 우안과의 사이에 시차를 가지도록 설정됨으로써, 상기 좌석과 벽은 입체적으로 인식될 수 있다. 따라서, 시청프로그램화상에 대한 거리인식은 더욱 향상될 수 있다.

지각화상은 영화관에 한정되는 것이 아니고, 동화 및 정지화 중의 어느 것일 수도 있다.

또한, 상기 시청프로그램화상과 상기 지각화상의 각각의 표시면적(사이즈)을 변화하는 방법으로서, 시청프로그램화상의 전체와 지각화상의 일부를 확대하는 방법, 또는 시청프로그램화상 만을 확대하여 상대적으로 시청프로그램화상의 사이즈를 증가시키고 지각화상의 사이즈를 감소시키는 방법이 채택될 수 있다. 도 22 (A) 및/또는 도 22 (B)는 상기한 방법들의 모식도이다. 또한, 지각화상만을 감소시킴으로써 상대적으로 시청프로그램화상의 사이즈를 증가시키고 지각화상의 사이즈를 감소시키는 방법이 채택될 수도 있다. 그러나, 이 경우에, 시청프로그램화상의 절대사이즈는 불변이며, 따라서 시청프로그램화상을 고해상도로 표시하는 것은 어렵다. 즉, 전체 표시면적이 고정되어 있으므로, 궁극적으로 시청프로그램화상을 고해상도로 표시하기 위하여, 최소한 시청프로그램화상의 절대사이즈를 증가시키는 것이 바람직하다.

또한, 도 20에 있어서, 시청프로그램화상과 지각화상은 초기단계로부터 표시된다. 그러나 지각화상만 초기단계부터 표시될 수도 있다.

또한, 도 20에 있어서, 지각화상은 최종적으로 삭제되고 시청프로그램화상만 표시되어 있다. 그러나, 시청프로그램화상과 함께 지각화상이 최종적으로 작은 표시면적 내에 표시된 상태로 남아 있을 수 있다.

그리고, 본 실시의 형태에 있어서는 디스플레이패널(2)에 표시된 화상이 렌즈(1)에서 확대됨으로써 형성되는 허상을 관상하도록 했지만, 그밖에, 예를 들면, 렌즈(1)에서 형성된 허상을 하프미러 등으로 반사한 것을 관상하도록 하는 것도 가능하다.

또, 본 실시의 형태에 있어서는, 허상을 형성하는 확대광학계로서, 볼록(凸)렌즈인 렌즈(1)를 사용하도록 했지만, 확대광학계로서는, 그밖에, 오목(凹)면거울 등을 사용하는 것도 가능하다.

또한, 본 실시의 형태에서는, 허상시 디스플레이장치를 2광축형의 것으로 했지만, 본 발명은, 그밖에, 1광축형의 허상시 디스플레이장치 등에도 적용가능하다.

또한, 본 실시의 형태에서는, 지각화상이 시청프로그램화상의 왼쪽 또는 오른쪽에 표시되거나, 시청프로그램화상의 아래쪽에 표시되지만, 지각화상의 표시위치는 특정위치에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 제1의 양태 및 제2의 양태의 표시장치 및 표시방법에 의하면, 수신화상에 대응하는 허상까지의 거리 또는 그 허상의 사이즈를 유저에게 지각시키기 위한 지각화상에 대응하는 허상이 형성된다. 따라서, 유저에게 수신화상에 대응하는 허상까지의 거리 또는 크기를 정확하게 인식시키는 것이 가능하게 되고, 그 결과, 허상을 관찰함으로써 얻어지는 임장감을 향상시키는 것이 가능하게 된다.

Claims (10)

1. 수신한 수신화상을 표시하는 표시수단과,

   상기 표시수단에 표시된 수신화상을 확대함으로써 허상(虛像)을 형성하는 확대광학계와

   를 구비하고,

   외광(外光)을 차단하여, 상기 허상을 제공하는 표시장치로서,

   상기 수신화상에 대응하는 허상까지의 거리 또는 그 허상의 사이즈를 유저에게 지각(知覺)시키기 위한 지각화상을 기억하고 있는 기억수단을 더 구비하고,

   상기 확대광학계는, 상기 지각화상에 대응하는 허상도 형성하는

   것을 특징으로 하는 표시장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 표시수단은, 상기 수신화상의 주변에, 상기 지각화상을 표시하고,

   상기 확대광학계는, 상기 표시수단에 표시된 상기 수신화상 및 지각화상에 대응하는 허상을 형성하는

   것을 특징으로 하는 표시장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 지각화상에 대응하는 허상을 제시하는 타이밍 또는 기간을 제어하는 제어수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 제어수단은 지각화상에 대응하는 허상을 주기적으로 제시하도록 제어동작을 행하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
5. 청구항 3에 있어서, 상기 제어수단은 수신화상 또는 지각화상의 표시면적을 제어하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 제어수단은 수신화상에 대응하는 허상을 제시하기 시작한 후, 지각화상의 표시면적을 증가시키는 것을 특징으로 하는 표시장치.
7. 청구항 5에 있어서, 상기 제어수단은 수신화상에 대응하는 허상을 제시하기 시작한 후, 지각화상의 표시면적을 감소시키는 것을 특징으로 하는 표시장치.
8. 청구항 1에 있어서, 상기 확대광학계는, 상기 표시수단에 의한 상기 수신화상의 표시가 개시되는 직전만, 상기 지각화상에 대응하는 허상을 형성하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
9. 청구항 1에 있어서, 상기 지각화상을 입체적으로 한 입체화상을 형성하는 형성수단을 더 구비하고,

   상기 확대광학계는, 상기 입체화상에 대응하는 허상을 형성하는

   것을 특징으로 하는 표시장치.
10. 수신한 수신화상을 확대함으로써 허상을 형성하고, 외광을 차단하여, 상기 허상을 제공하는 표시장치의 표시방법으로서,

    상기 수신화상에 대응하는 허상까지의 거리 또는 그 허상의 사이즈를 유저에게 지각시키기 위한 지각화상에 대응하는 허상도 형성하는

    것을 특징으로 하는 표시방법.