三维视频显示装置的制作方法

xiaoxiao2020-7-2  2

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专利名称:三维视频显示装置的制作方法
技术领域
本发明涉及三维视频(图像)显示装置,尤其是涉及利用了使发光元件旋转而产生的残像(视觉残留)效果的三维视频显示装置。
背景技术
近几年,由于视频显示技术的飞跃的发展,除显示二维视频的技术以外,显示三维视频的技术的开发正在被推进。三维视频的显示技术可以利用于娱乐、医疗现场、或电子目录、广告等中,其适用范围非常广泛。作为三维视频显示技术,有偏振眼镜方式。在本方式中,在显示画面的每一点行上排列左眼用视频和右眼用视频,在其前侧设置线偏振滤光片。这时,在左眼用视频的前面,设置左眼用视频的线偏振滤光片,在右眼用视频的前面,设置右眼用视频的线偏振滤光片。经由各自的线偏振滤光片,左眼用视频的光和右眼用视频的光成为相互正交的线偏振光。而且,预先准备好将具有左眼用视频的偏振光轴的偏振片装于左眼透镜、将具有右眼用视频的偏振光轴的偏振片装于右眼透镜的偏振眼镜。观察者佩戴该偏振眼镜观看显示视频时,左眼仅接受左眼用视频的光,右眼仅接受右眼用视频的光。由此,左眼仅察觉(知觉) 左眼用视频,右眼仅察觉右眼用视频,因此,观察者看到三维视频。在上述的偏振眼镜方式中,观察者需要佩戴偏振眼镜,但是,近几年开发了不利用偏振眼镜就能够显示三维视频的技术。作为其中之一,有视差格栅(视差屏障,parallax barrier)方式。本方式为沿显示画面的每一个点行排列左眼用视频和右眼用视频,在其前侧空开规定间隔的狭缝配置视差格栅。在观察者观看显示画面时,在左眼处,右眼用视频的光被视差格栅阻碍,在右眼处,左眼用视频的光被视差格栅阻碍。由此,左眼仅察觉左眼用视频,右眼仅察觉右眼用视频,因此,观察者看到三维视频。双凸透镜方式也是不利用偏振眼镜显示三维视频的技术。本方式为在显示画面的每一个点行排列左眼用视频和右眼用视频,在其前侧设置双凸透镜。在观察者观看显示画面时,通过双凸透镜,仅左眼用视频的光射入左眼,仅右眼用视频射入右眼。因此,左眼仅察觉左眼用视频,右眼仅察觉右眼用视频,因此,观察者看到三维视频。上述的三个方式利用左眼和右眼的视差,观察者立体地感受显示视频。但是,任一方式均在平面显示器上利用,因此,不能进行向曲面的显示。于是,专利文献1 3中公开有在曲面上显示三维视频的技术。在专利文献1中,公开有通过使在圆周上排列多组LED (发光二极管)的纵列而构成的立体显示装置旋转来诱发残像效果的结构。使该立体显示装置以适当的转速旋转,与此同步对各LED赋予适当的显示信号。在各LED设置狭缝,从LED组射出的光束从狭缝以规定的视差的角增量(Pitch angle,分度圆锥角,间隔角)向外方放射。这时,来自LED组的光束分别向观察者的左右两眼入射,通过两眼的视差在显示单位的前后空间识别彩色的立体像。另外,当观察者在立体显示装置的周围移动时,该立体像从大致圆筒形的立体显示装置的整个周边都能够看到。
在专利文献2中,公开有使用高速旋转的屏幕来显示三维视频的技术。在本文献公开的技术中,首先准备从等距离配置在以显示对象为中心的适当的圆周上的多个视点眺望对象的中心的幻灯视频。利用多个反射镜,向高速旋转的屏幕上逐次连续地投影该幻灯视频。通过连续重复该过程,能够诱发肉眼的残像作用,能够观看到在屏幕上生成的显示对象的三维视频。根据本文献公开的技术,也可以投影活动影像。在专利文献3中,公开有一种三维视频显示装置,其具有包括配置为螺旋状的LED 单元的能够旋转的显示板,在该显示板上具有向背部放映来自图像投影仪的图像的屏幕。 多个LED单元的各个分别随着显示板的旋转,对应于要显示的三维视频而点亮熄灭。这样一来,利用残像效果在显示板前侧的能够进行发光显示的区域内能够观察到三维视频。而且,能够进行发光显示区域所显示的三维视频的背景,从图像投影仪向屏幕投影。从而,通过显示板的旋转所显示的图像和屏幕上的背景图像被重叠观察到。在本文献所公开的技术中,通过将以发光进行的显示和以投影进行的显示并用,能够显示组合了静止图像和活动图像的具有临场感的三维视频。在专利文献4的技术中,研究了用于实现更高的临场感的办法。在本文献中,公开有以下结构,即将以包围观察者的形式所表现的视频数据分割于配置在观察者的周围的多个显示装置而进行显示。另外,在各显示装置中,生成从观察者观察而在该显示装置的方向应观看到的视频,进行显示。由此,观察者从各显示装置能够接受包围观察者自身的虚拟空间的视频,由此,能够获得彷佛自身实际置身于三维虚拟现实空间中那样的高的临场感和身临其境的感觉。专利文献专利文献1 日本国公开专利公报“特开平10-97013号公报(1998年4月14日公开)”专利文献2 日本国公开专利公报“特开2002-271820号公报(2002年9月20日公开)”专利文献3 日本国公开专利公报“特开2006-349774号公报(2006年12月观日公开)”专利文献4 日本国公开专利公报“特开2005-99064号公报(2005年4月14日公开)”

发明内容
本发明要解决的课题在上述的专利文献1 3中公开的技术,能够在曲面上显示三维视频,但均是以公众显示为目的,从圆筒形的外部进行观察的类型。因此,显然,观察者所观察的视频是彷佛自己实际处在该三维视频的空间中那样的有临场感的三维视频。尤其是专利文献1公开的立体显示装置为小型的显示装置,因此并不适合于显示具有临场感的三维视频。另外,在专利文献2公开的技术中,作为三维视频所显示的是三维视频的浮置视频。因此,为了实现更高的临场感,需要对与三维视频不同的背景视频进行显示。因此,因为三维视频和背景图像分别显示,所以缺乏临场感。
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专利文献3所公开的技术也同样,需要在显示三维视频的能够进行发光显示的区域的背部将三维视频的背景图像显示在屏幕上。因此,由于是组合静止图像和活动图像的三维视频,因此,很难说是具有高的临场感的三维视频。另一方面,专利文献4中公开的技术以包围观察者的方式显示视频数据,能够进行彷佛观察者自身实际处于三维虚拟现实空间的表现。但是,在本文献公开的技术中,显示的是二维图像的数据,因此,虽然能够表现包围观察者自身的虚拟空间,但是缺乏临场感。本发明是鉴于上述的问题而完成的,其目的在于,提供一种能够显示临场感高的三维视频的三维视频显示装置。用于解决课题的技术手段本发明为解决上述的课题,提供一种三维视频显示装置,其特征在于显示包括左眼用视频和右眼用视频的三维视频,该三维视频显示装置具备左眼用视频显示部,其使构成上述左眼用视频的多个一列的量的左眼用像素列,按照每个该左眼用像素列,在距规定的中心轴规定的距离的、与该左眼用像素列对应的位置,朝向该中心轴以一定的周期按顺序进行显示;和右眼用视频显示部,其使构成上述右眼用视频的多个一列的量的右眼用像素列,按照每个该右眼用像素列,在距上述中心轴规定的距离的、与该右眼用像素列对应的位置,朝向该中心轴以一定的周期按顺序进行显示。根据上述的结构,在中心轴的周围,多个左眼用像素列和右眼用像素列分别一列一列地以一定的周期朝向中心轴显示。由此,利用各像素列的残像效果来显示左眼用视频和右眼用视频。其结果是,由这两个视频构成的三维视频在中心轴的周围显示。这时,左眼用视频的光向观察者的左眼入射,右眼用视频的光向观察者的右眼入射,其结果是,观察者看到三维视频。因此,观察者遍及自身周围360°都能够看到三维视频。如上所述,根据本发明,能够显示临场感高的三维视频。本发明的另外的目的、特征和优点通过以下所示的记载能够充分理解。另外,本发明的优点,通过参照附图进行的如下的说明就能够明白。发明效果在本发明的三维视频显示装置中,观察者的周围全部被三维视频包围。由此,能够对观察者赋予彷佛观察者自身置身于该显示空间中的错觉,能够赋予高的临场感和身临其境的感觉。


图1是表示本发明的一实施方式的三维显示装置的概略情况的图;图2是放大表示本发明的一实施方式的LED阵列的图;图3是表示设有驱动器的LED阵列的概略情况的图;图4是表示将LED阵列旋转的旋转机构的构造的图;图5是表示本发明的一实施方式的三维视频显示装置的概略情况的图;图6是表示本发明的一实施方式的三维视频显示装置的概略情况的图;图7是表示显示于LED阵列的视频的概略情况的图;图8是表示到观察者经由偏振眼镜接受LED对(成对的LED)射出的光为止的概略情况的图9是表示到观察者经由双凸透镜接受LED对射出的光为止的概略情况的图;图10是表示本发明的一实施方式的三维视频显示装置的概略情况的图;图11是表示本发明的一实施方式的三维视频显示装置的概略情况的图。
具体实施例方式[第一实施方式](三维视频显示装置1的概要)参照图1对本实施方式的三维视频显示装置1的概要进行说明。图1是表示本实施方式的三维视频显示装置1的结构的图。如图1所示,本实施方式的三维视频显示装置1,具备包括左眼用LED阵列6 (左眼用视频显示部)和右眼用LED阵列8 (右眼用视频显示部)的LED单元10 (显示单元),以及显示部观。显示部观为圆筒形,以未图示的规定的中心轴为中心而配置。另外,显示部 28具有使LED单元10沿着其上下缘部,在以上述中心轴为中心的圆周方向(箭头M所示的方向)旋转的旋转机构。LED单元10以使其光射出面朝向圆筒的显示部观的内部(中心轴)的状态进行配置。由此,一边旋转一边朝向显示部观的内部射出光。其结果是,诱发残像效果,在显示部28的内部的侧面上显示三维视频。观察者进入圆筒的显示部28的内部而看到该视频。LED单元10具有两个纵向排列了多个LED4(显示元件)的形状的单元。在这两个单元中,一个为显示左眼用视频的左眼用LED阵列6,另一个为显示右眼用视频的右眼用 LED阵列8。左眼用视频和右眼用视频同时被显示,由此,作为三维视频被显示。从左眼用LED阵列6射出的光仅向观察者的左眼入射,另一方面,从右眼用LED阵列8射出的光仅向该观察者的右眼入射(这些详细的结构在后面叙述)。因此,左眼察觉左眼用视频,右眼察觉右眼用视频,因此,观察者利用两眼的视差,在显示部观的侧面上看到三维视频。(LED单元10的结构)参照图2说明LED单元10的详细的构成。图2是放大表示LED单元10的图。如上所述,在构成LED单元10的两个单元中,一个为左眼用LED阵列6,另一个为右眼用LED 阵列8。左眼用LED阵列6由在纵方向排列的一列的量的多个左眼用LEMa构成,显示左眼用视频。另一方面,右眼用LED阵列8由在纵方向排列的一列的量的多个右眼用LED4b构成,显示右眼用视频。两阵列左右相邻排列构成一个LED单元10。各LED4 (左眼用LED4a、右眼用LED4b)分别发射红(R)、绿(G)和蓝色⑶中的任意一种光。将R、G和B的LED4按规定的顺序排列而作为一组,各LED单元(左眼用LED阵列6、右眼用LED阵列8)将该LED4的组在纵方向排列。这时,在左眼用LED阵列6和右眼用LED阵列8中,理想的是使LED4的组的R、G和B的LED4排列的顺序不同。例如,在左眼用LED阵列6中,以GBR的顺序排列各左眼用LEMa时,在右眼用LED阵列8中,将各右眼用LED4b排列为RGB的顺序即可。通过这种方法,通过同一颜色的像素的显示能够预先防止在横方向形成的亮线的发生。在本实施方式中,LED单元10的尺寸为横10mm,且纵3m。该情况下,LED4以0. 8mm 间隔纵向排列,所谓相邻的LED4,是指空开1. 25mm的间隔进行配置。另外,这些值都只不过是一个例子,对本发明的技术性范围不进行任何的限定。LED单元10使用规定的驱动器,由此,能够简单地进行驱动。参照图3说明该方法。图3是表示设有驱动器的LED单元10的概略情况的图。如图3所示,在左眼用LED阵列6中设有驱动器11,在右眼用LED阵列8中设有驱动器13。考虑LED单元10的旋转和LED单元10的视频显示,各驱动器设于各LED单元10 的背面或侧面。这样一来,通过各驱动器11、13能够分别驱动各LED单元10,由此,能够在各LED单元10显示所希望的视频。LED单元10能够通过如上所述的简易的方法进行驱动。因此,在本实施方式中使用LED单元10显示视频,但液晶、PDP(等离子显示面板)元件、无机EL(电致发光)元件或有机EL元件等显示元件也能够充分适用。尤其是,在使用有机EL元件时,能够充分发挥有机EL元件具有的快速响应速度的特性。以上如图2所示,对使用了左右排列有左眼用LED阵列6和右眼用LED阵列8的 LED单元10的情况进行了说明。但是,也可以不一定是左右排列(相邻)两LED阵列的结构。即,也可以是在一列LED阵列(纵方向排列一列的量的多个LED)中,分别交替排列左眼用LEMa和右眼用LED4b的结构。另外,在上述的例中,通过对左右两个角度的各个,分别进行将每一定的角度(每隔一定角度)便能够看到的像素限定为特定的像素的显示,在一定范围(角度)内能够看到三维视频。但是,也可以将能够看到三维视频的范围(角度)进一步扩大。具体而言,只要通过对左侧的多个角度、右侧的多个角度,分别进行将每一定角度便能够看到的像素限定为特定的像素的显示,将显示图像多视点化即可。例如,通过进行左右均为画面每20度发生变化的这样的显示,能够进一步扩大能看到三维视频的范围(视认角度)。(LED单元10的旋转方法)如上所述,在三维视频显示装置1中,通过使LED单元10高速旋转,能够在显示部 28显示三维视频。于是,对LED单元10的具体的旋转方法进行说明。在三维视频显示装置1中,只要使至少一个LED单元10沿着显示部观的上下的缘部旋转即可。但是,为了均等地保持旋转时的重量均衡,理想的是针对LED单元10使两组以上同时旋转。这时,将一组中所包含的两个LED单元10设于相互相对的位置,且,各个 LED单元10以相互等间隔的方式配置。下面,对三维视频显示装置1具有4个LED单元10 时的、其旋转方法进行说明。首先,参照图4对旋转LED单元10的机构进行说明。图4是表示旋转LED单元10 的旋转机构30的构造的图。LED单元10沿着圆筒形的显示部观的上下的缘部进行旋转。这时,观察者进入圆筒的内部观察三维视频,因此,假设观察者本身大体上位于圆筒的中央。因此,在将用于使 LED单元10旋转的轴设于圆筒的中心时,对于观察者来说会成为妨碍,因此不希望这样。于是,在本实施方式中,如图4所示,在环型的平坦的环的外周,使用以与该环垂直的方式设有保持LED单元10的保持板27的旋转机构30。显示部观在圆筒内的侧面侧的下部设有多组成一对的车轮9,各对车轮9夹持环的内周缘。车轮9以能够旋转的方式构成,其旋转通过未图示的控制装置来控制。另外,成对的车轮9以相互逆旋转的方式进行旋转。但是,在各车轮9对中,夹持环的上侧的车轮9全部向相同的旋转方向旋转。因此,在各对车轮9中,夹持环的下侧的车轮9全部向相同的旋转方向旋转。利用使这些车轮9旋转时的摩擦力使旋转机构30旋转。在保持板27的上下,分别设有一对车轮7,因此,旋转机构30能够顺畅地旋转。另外,LED单元10沿着显示部观的上下的缘部外周旋转,因此,旋转机构30的环的外径与显示部28的直径大致相等。另外,以上表示了显示部观为圆筒形的结构,但是,不一定限定于此。例如,也可以代替圆筒形的显示部观而使用正方形或长方形等四边形的筒型的显示部。图5表示具备四边形筒型的显示部的三维视频显示装置的一构成例。如图5所示,也可以代替圆筒形的显示部28而制成具备有四边形筒型的显示部33 的三维视频显示装置lb。而且,通过旋转机构30使LED单元10沿着显示部33的上下缘部(用箭头34表示的方向)旋转,由此,在显示部33的内部的侧面上,显示三维视频。观察者进入显示部33的内部,看到该视频,但观察者不限定于1人,也可以是多个人。这样,只要能够使旋转机构30旋转,显示部观、33也可以是任何形状。因此,不限定于圆筒形或四边形筒型,多边形的筒型的显示部也能够适用于本实施方式的三维视频显示装置1。另外,在三维视频显示装置Ia中,显示部33制成四边形的筒型,因此,有时四角部分的视频变形或模糊。因此,优选对上述的四角部分显示的视频,以不产生图像的变形(失真)或模糊的方式进行图像处理或图像转换,或调整光学系统进行显示等的处置。另外,也可以不设置上述的旋转机构30,制成使显示部观本身旋转的结构。参照图6说明其具体例。图6是表示三维视频显示装置Ib的概略情况的图。如图6所示,三维视频显示装置Ib具备四棱柱形的中空的显示部29(框体)。在显示部四的四角分别装入LED单元10。使该显示部四从上面的4个顶角悬空吊起,通过未图示的旋转机构向箭头26所示的方向旋转时,与使用了旋转机构30的情况同样地,能够使各LED单元10以一定的速度旋转。另外,显示部四的旋转轴与显示部四的中心轴一致。如上所述,要均等地保持旋转时的重量均衡,在使用多个LED单元10的情况下,理想的是以成为彼此等间隔的方式进行配置。在图中,表示了四棱柱形的显示部四,但只要是具有中心轴的显示部,无论是圆筒形的显示部、椭圆型的显示部或球状的显示部都没有问题。只要考虑想显示的显示面的形状,决定显示部四的形状即可。另外,由于观察者是从显示部四的内侧进行观察,因此,显示部四的底面或观察者站立或坐着的地方等,需要设计成不与显示部四一起旋转的构成。(LED单元10的旋转产生的残像效果)通常,在使用一个LED单元10的情况下,在使该LED单元10在1秒内旋转60次以上时,看不到闪烁(flicker)。考虑该情况时,在使用4个LED单元10时,只要使各LED 单元10分别在1秒钟内旋转15次以上即可。1个LED单元10旋转15次以上时,在注意旋转周上的某1点时,LED单元10实质上在1秒钟内从该1点通过60次以上(旋转)。调整旋转的起点的位置,以此为基准,各LED单元10在规定的时机点亮熄灭,光消失之后也能够看到在此之前的光的残留。这样一来,残像效果被诱发,观察者作为整体看到1个视频(图像)生成。在观察者从显示部观的内侧观察时,三维视频显示装置1的外部存在的物体不会通过(穿过)在圆筒内的侧面上显示的三维视频进入视野,因此,显示部观的内表面呈不透明的颜色即可。尤其是,在显示部观的内侧呈现黑色时,LED单元10发出的光和LED单元10的外部色的对比度提高,能够更容易地观察到所显示的三维视频。(三维视频显示装置1的显示视频)参照图7对通过三维视频显示装置1所显示的视频进行说明。图7是表示在LED 单元10中所显示的视频的概略情况的图。在将使LED旋转的显示部观的半径设定为1. 5m的情况下,周长大致为10m。因此, 在使用4个LED单元时,1个LED单元10在1/60秒通过2. 5m(1周的1/4)。另外,在将像素的分辨率设定为2. 5mm(l. 25mmX2)的情况下,三维视频显示装置1的像素数为1000像素Q.5m/2.5mm)。这种情况下,作为三维视频显示装置1的显示视频,准备1920X 1090的 FHD(全HD)视频。所谓FHD为HDTV(高清电视)播放时,扫描线为1080根以上。将该FHD 视频的纵横反转设定时,如图7所示,成为1090X1920的FHD视频。在三维视频显示装置 1中,1个LED单元10进行整个周边的4分之1旋转时所显示的视频为1000像素,因此,只要将该FHD视频设定为三维视频显示装置1所显示的视频即可。这时的各LED单元分别显示该FHD视频的1点行的量、即1920个像素列。另外,在FHD视频中各像素通常以RGB的顺序排列,因此,在将该FHD视频的纵横反转时,各像素在纵向以RGB的顺序排列。LED单元的各LED4也进行同样的配列,因此,能够与之进行容易地对应。在三维视频显示装置1中,LED单元10具有左眼用LED阵列6和右眼用LED阵列 8。左眼用LED阵列6显示左眼用视频,右眼用LED阵列8显示右眼用视频。因此,准备左眼用FHD视频和右眼用FHD视频,向左眼用LED阵列6输出左眼用FHD视频,向右眼用LED 阵列8输出右眼用FHD视频即可。在现在已被实用化的直视型的三维视频显示装置中,在视频的奇数行(奇数列的 1点行)的一横列显示右眼用视频,在偶数行(偶数列的1点行)的一横列显示左眼用视频。本实施方式的三维视频显示装置1可以改换FHD视频的纵横进行显示,因此,也可以改换视频的纵横而使用在现有的装置中现在实用化的方法。即,改换该视频的纵横时,1920个像素列变为纵向排列。由此,可以在奇数列的像素纵列显示右眼用视频,在偶数列的像素纵列显示左眼用视频。如上所述,三维视频显示装置1为显示包括左眼用视频和右眼用视频的三维视频的装置。左眼用LED阵列6使构成左眼用视频的多个一列的量的左眼用像素列,按照每个该左眼用像素列,在距规定的中心轴一定的距离的、与该左眼用像素列对应的位置,朝向该中心轴以一定的周期按顺序进行显示。另一方面,右眼用LED阵列8使构成右眼用视频的多个一列的量的右眼用像素列,按照每个该右眼用像素列,在距规定的中心轴一定的距离的、 与该右眼用像素列对应的位置,朝向该中心轴以一定的周期按顺序进行显示。根据以上的结构,在三维视频显示装置1中,在规定的中心轴的周围,多个右眼用像素列和左眼用像素列,分别一列一列地,以一定的周期朝向中心轴显示。由此,利用各像素列的残像效果,显示右眼用视频和左眼用视频。其结果是,由这两个视频构成的三维视频在中心轴的周围被显示。右眼用视频的光向观察者的右眼入射,左眼用视频的光向观察者的左眼入射,其结果是,观察者看到三维视频。这时,观察者在中心轴的周围360°,能够看到临场感高的三维视频。(三维视频的显示方法)下面,参照图8,对将LED单元10射出的光作为三维视频向观察者显示的更详细的方法进行说明。图8是表示观察者通过偏振眼镜接受左眼用LEMa和右眼用LED4b (LED对 5)射出的光为止的概略情况的图。着重对将一个左眼用LEMa和一个右眼用LED4b作为1 组的LED对5进行说明。如图8所示,在使用偏振眼镜的情况下,在各聚光用透镜16的前侧设置圆偏振片。 更详细地说,在左眼用LED阵列6的左眼用LED4a的形成面上,在左眼用LED4a的前面,夹着聚光用透镜16设置左旋光圆偏振片19。另一方面,在右眼用LED阵列8的右眼用LED4b 的形成面上,在右眼用LED4b的前面,夹着聚光用透镜16设置右旋光圆偏振片21。根据该结构,从各LED对5 (左眼用LED4a、右眼用LED4b)射出的光通过聚光用透镜16被聚光,分别通过圆偏振片。从左眼用1^0如射出的光12通过左旋光圆偏振片20成为左旋光的圆偏振光。而且,从右眼用LED4b射出的光14通过右旋光圆偏振片22成为右旋光的圆偏振光。 预先准备将左旋光的圆偏振片安装于左透镜上、将右旋光的圆偏振片安装于右透镜上的偏振眼镜。在观察者佩戴了该偏振眼镜时,左眼23仅接受从左眼用LEMa射出的左旋光的圆偏振光,右眼25仅接受从右眼用LED4b射出的右旋光的圆偏振光。因此,左眼23仅察觉左眼用视频,右眼25仅察觉右眼用视频,观察者看到三维视频。另外,这时,也可以代替圆偏振片而制成使用线偏振滤光片的结构。在左眼用 LED4a的前面设置左眼用视频的线偏振滤光片,在右眼用LED4b之前设置右眼用视频的线偏振滤光片。从各LED对5(左眼用LED4a、右眼用LED4b)射出的光,分别经由线偏振滤光片成为相互正交的线偏振光。而且,预先准备将具有来自左眼用LEMa的线偏振光的偏振光轴的偏振片安装于左眼透镜,将具有来自右眼用LED4b的线偏振光的偏振光轴的偏振片安装于右眼透镜的偏振眼镜。在观察者佩戴该偏振眼镜时,左眼23仅接受从左眼用LED4a 射出的线偏振光,右眼25仅接受从右眼用LED4b射出的线偏振光。因此,左眼23仅察觉左眼用视频,右眼25仅察觉右眼用视频,观察者看到三维视频。在利用上述的偏振眼镜的情况下,多个观察者能够同时容易地辨认三维视频。以上,对观察者佩戴偏振眼镜而显示三维视频的例进行了说明。但是,通过在各 LED4设置双凸透镜18也可以显示三维视频。在该情况下,观察者不必要佩戴偏振眼镜。关于其详细的构成,参照图9说明。图9是表示观察者经由双凸透镜18接受左眼用LEMa和右眼用LED4b(LED对5)射出的光的概略情况的图。如上所述,LED单元10由多个LED4构成,各LED4朝向显示部28的内侧发光。从各LED4射出的光一般的为放射型,因此,如图9所示,在LED单元10的LED4的形成面上,在各LED4的前面配置聚光用透镜16。通过聚光用透镜16,来自LED4的光集聚于一个方向。 在聚光用透镜16的更前侧,设置有双凸透镜18。根据该结构,从各LED对5 (左眼用LED4a、 左眼用LED4b)射出的光通过聚光用透镜16分别集聚于一方向。之后,聚光后的光分别通过双凸透镜,从左眼用LEMa射出的光12通过双凸透镜仅向观察者的左眼23入射。而且,从右眼用LED4b射出的光14通过双凸透镜仅向观察者的右眼25入射。因此,左眼仅察觉左眼用视频(左眼LED4a的光12),右眼25仅察觉右眼用视频(右眼用LED4b的光14)。其结果是,观察者因两眼的视差而看到三维视频。另外,在使用双凸透镜18的情况下,左眼用LEMa的光12和右眼用LED4b的光14 相互交差地分别向观察者的眼睛入射。从而,在LED单元10的右侧(与观察者的右眼25相对的一侧)设置左眼用LED阵列6时,左眼用LED阵列6的光向左眼23入射。而且,在左侧(与观察者的左眼23相对的一侧)设置右眼用LED阵列8时,右眼用LED阵列8的光向右眼25入射。因此,在使用双凸透镜18的情况下,需要在LED单元10的右侧(与观察者的右眼25相对的一侧)设置左眼用LED阵列6,在左侧(与观察者的左眼23相对的一侧) 设置右眼用LED阵列8。另外,也可以代替双凸透镜18而使用视差格栅。该情况下,不需要双凸透镜18和聚光用透镜16。在各LED对5(左眼用LED4a、左眼用LED4b)的前面空开规定间隔的狭缝配置视差格栅。在观察者观看显示画面时,在左眼23,右眼用LED4b的光被视差格栅阻碍, 在右眼25,左眼用LED4a的光被视差格栅阻碍。由此,左眼23仅察觉左眼用视频(左眼用 LED4a的光12),右眼25仅察觉右眼用视频(右眼用LED4b的光14),观察者看到三维视频。(视频的追加显示)在上述说明中,表示了在显示部观内的侧面上显示三维视频的结构,但是,除此之外,也可以在显示部观的内侧的上表面(顶面)和内侧的下表面(地板、地面)显示视频。对其具体的结构进行说明。为了在显示部观内的上表面和下表面显示视频,在上表面和下表面也分别设置LED单元10。各LED单元10分别朝向显示部28的内侧配置。而且, 使各LED单元10以显示部28的中心轴为旋转轴进行旋转。这样一来,在显示部28内的上表面和下表面,也可以利用残像效果显示视频。根据该结构,因为环绕观察者在所有的方面都显示视频,因此,能够表现高的临场感。显示部观的上表面用和下表面用的视频均不是三维显示,而是二维显示。由此, 上表面和下表面的图像和屏幕17上的三维视频相配合,能够进一步提高观察者观察的视频整体的临场感和身临其境的感觉。另外,在使显示部观内的侧面所显示的视频中的地板或地面的位置,与观察者所在的显示部观的内下面(地板)的位置变得相同时,使其感觉观察者所在的地板与视频中的地板或地面是连续的。这样一来,就能够赋予观察者恰似观察者置身其中的错觉。另外, 当将显示部28的侧面所显示的视频中的地板或地面的视频也显示于下表面时,能够进一步提高临场感。[第二实施方式](激光扫描装置15的概要)参照图10对本发明的第二实施方式的三维视频显示装置Ic的概要进行说明。图 10是表示本实施方式的三维视频显示装置Ic的概略情况的图。本实施方式的三维视频显示装置Ic是改变第一实施方式的一部分后的显示装置。在第一实施方式中,利用了使LED单元10沿着显示部观的上下缘部旋转产生的残像效果。在本实施方式中,利用激光扫描,在画面上显示三维视频。具体而言,如图10所示, 从激光扫描装置15向圆筒形的屏幕17上投影视频。观察者从屏幕17的内侧观察该视频。屏幕17配置于以未图示的规定的中心轴为中心的位置。激光扫描装置15包括未图示的左眼用视频投影部(左眼用视频显示部)和未图示的右眼用视频投影部(右眼用视频显示部)。左眼用视频投影部将左眼用视频向屏幕17投影,另一方面,右眼用视频投影部向屏幕17投影右眼用视频。更详细地说,左眼用视频投影部将构成左眼用视频的多个一列的量的左眼用像素列,按照每个该左眼用像素列,在距上述中心轴一定距离的、与该左眼用像素列对应的屏幕17上的位置,沿着圆筒的上下方向(图10中的箭头31的方向)进行扫描。与此同时,沿着圆筒的圆周的方向(图10中的箭头32的方向),对规定的点行的量的左眼用像素列进行扫描。通过依次重复这一系列的扫描动作,以一定的周期在屏幕17上按顺序显示左眼用视频。另一方面,右眼用视频投影部将构成右眼用视频的多个一列的量的右眼用像素列,按照每个右眼用像素列,在距上述中心轴规定的距离的、与该右眼用像素列对应的屏幕17上的位置,沿着圆筒的上下方向(图10中的箭头31的方向)进行扫描。与此同时,沿着圆筒的圆周方向(图10中的箭头32的方向),对规定的点行的量的右眼用像素列进行扫描。依次重复这一系列的扫描动作,以一定的周期按顺序显示右眼用视频。左眼用视频投影部和右眼用视频投影部,均以能够向360°的任意方向射出激光的方式构成。具体而言,例如,为激光的射出口能够进行360°旋转的结构。对激光扫描装置15的投影方法进行说明。激光扫描装置15从左眼用视频投影部向屏幕17的上下方向(图10中的箭头31的方向)对左眼用视频进行扫描。与此同时,沿屏幕17的圆周方向(图10中的箭头32的方向)对规定的点行的量的左眼用视频进行扫描。同样,从右眼用视频投影部向屏幕17的上下方向(图10中的箭头31的方向)对右眼用视频进行扫描。与此同时,沿屏幕17的圆周方向(图10中的箭头32的方向)对规定的点行的量的右眼用视频进行扫描。这时,以左眼用视频和右眼用视频相邻的方式进行扫描。 然后,激光扫描装置15错开方位与此前同样地、从各视频投影部向屏幕17的上下方向分别对视频进行扫描。另外,左眼用视频投影部所扫描的左眼用视频与前一次右眼用视频投影部所扫描的右眼用视频不重复。重复该动作,在屏幕17上遍及360°进行显示。将用于显示一纵列的量的像素组的扫描光,在同一部位以1秒钟60次以上进行显示时,不会发生闪烁。从而,在一个一个地使用各视频投影部时,只要使一纵列的量的扫描光均以1秒钟显示60次的速度射出激光即可。另外,也可以设置多组各视频投影部。(三维视频的显示方法)对将激光扫描装置15投影的视频作为三维视频向观察者显示的方法进行说明。 如上所述,激光扫描装置15包括左眼用视频投影部和右眼用视频投影部。左眼用视频投影部对左眼用视频进行投影,右眼用视频投影部对右眼用视频进行投影。这时,来自左眼用视频投影部的激光和来自右眼用视频投影部的激光,以彼此成为正交的方式偏振并射出。例如,射出从左眼用视频投影部向左45度方向倾斜的激光,另一方面,射出从右眼用视频投影部向右45度方向倾斜的激光。观察者佩戴将具有来自左眼用视频投影部的激光的偏振光轴的偏振片设于左眼透镜、且设有具有来自右眼用视频投影部的激光的偏振光轴的偏振片的偏振眼镜。由此,观察者的左眼23仅接受从左眼用视频投影部射出的激光的反射光,右眼25仅接受从右眼用视频投影部射出的激光的反射光。因此,左眼23仅察觉左眼用视频,右眼25仅察觉右眼用视频,观察者看到三维视频。如上所述,来自各视频投影部的激光以彼此正交的方式进行偏振,但只要使从各视频投影部射出圆偏振光即可。例如,从左眼用视频投影部射出左旋光的圆偏振光,从右眼用视频投影部射出右旋光的圆偏振光。观察者佩戴将左旋光的圆偏振片设于左透镜、且将右旋光的圆偏振片设于右透镜的偏振眼镜。由此,左眼23接受从左眼用视频投影部射出的左旋光的圆偏振光,右眼25接受从右眼用视频投影部射出的右旋光的圆偏振光。由此,左眼23仅察觉左眼用视频,右眼25仅察觉右眼用视频,观察者看到三维视频。
12
另外,在本实施方式中,作为显示元件使用来自激光扫描装置15的激光扫描元件,但只要能够通过向屏幕17上射出光而对视频进行扫描即可,也可以利用由液晶元件、 有机EL元件、或LED等其它显示元件构成的投影装置。(视频的显示范围)在本实施方式中,也可以在由屏幕17围成的空间的上表面(顶面)和下表面(地板、地面)显示视频。在该上表面和下表面都显示视频的情况下,与在屏幕17的侧面上显示视频的情况同样地,通过激光扫描装置15向上表面和下表面投影视频。这些视频不是三维显示而是二维显示。由此,上表面和下表面的图像和屏幕17上的三维视频相配合,能够进一步提高观察者观察的视频整体的临场感和身临其境的感觉。另外,以上表示了屏幕17为圆筒形的结构,但是,不必限定于此。例如,也可以代替圆筒形的屏幕17而使用正方形或长方形等四边形的筒型的屏幕。图11表示具备四边形筒型的屏幕的三维视频显示装置的一构成例。如图11所示,也能够制成代替圆筒形的屏幕17而具备四边形筒型的屏幕35的三维视频显示装置Id。而且,激光扫描装置15从各视频投影部对左眼用视频和右眼用视频分别沿屏幕35的上下方向(图11中的箭头37的方向)进行扫描。与此同时,在沿着屏幕 35的缘部的方向(图11中的箭头36的方向),对规定的虚线部分的左眼用视频进行扫描。 然后,激光扫描装置15错开方位与此前同样地、从各视频投影部沿屏幕35的上下方向分别对视频进行扫描。重复该动作,在屏幕35上遍及360°进行显示。这样,只要能够从激光扫描装置15投影三维视频(左眼用视频和右眼用视频),屏幕17、35就可以是任何的形状。从而,不限于圆筒形或四边形的筒型,多边形的筒型的屏幕也能够适用本实施方式的三维视频显示装置lc。另外,在三维视频显示装置Id中,屏幕35设为四边形的筒型,因此,四角部分(图中的点线部)的视频有时变形(失真)或模糊。因此,优选对投影至上述四角部分的视频, 以不产生图像的变形或模糊的方式进行图像处理或图像转换,或调整光学系统进行投影等的处置。本发明不限定于上述的各实施方式,能够在权利要求所示的范围内进行各种各样的变更,对于将上述的实施方式中公开的各技术手段进行适当组合而获得的实施方式,也包括在本发明的技术范围内。[实施方式的汇总]如上所述,在本发明的三维视频显示装置中,还具备以下特征,S卩上述左眼用视频显示部和上述右眼用视频显示部,均具备多个纵方向排列的一列的量的显示元件,且构成左右相邻地排列而成的一个显示单元,还具备使上述显示单元在多个上述左眼用像素列和多个上述右眼用像素列的排列方向旋转的旋转机构。根据上述的结构,通过旋转机构使显示单元一边旋转,一边一列一列地分别旋转显示左眼用像素列和右眼用像素列,在中心轴的周围显示三维视频。从而,通过简易的结构就能够显示临场感高的三维视频。另外,在本发明的三维视频显示装置中,优选还具备装入多个上述显示单元、且能够悬空的中空的框体,上述旋转机构在使上述框体悬空的状态下使上述框体沿以上述中心轴为中心的圆周方向旋转。
根据上述的结构,不必要在框体内部的中心轴设置用于使各显示单元旋转的旋转机构。从而,观察者能够使用框体内部的更宽阔的空间。另外,在本发明的三维视频显示装置中,优选还具备设置于上述左眼用视频显示部的上述多个显示元件的形成面的背面或侧面的、用于驱动该左眼用视频显示部的驱动器;和设置于上述右眼用视频显示部的上述多个显示元件的形成面的背面或侧面的、用于驱动该右眼用视频显示部的驱动器。根据上述的结构,能够在不遮挡来自各显示部的光的情况下容易地驱动各显示部。另外,在本发明的三维视频显示装置中,优选还具备设置于上述显示单元的光的射出面的双凸透镜。另外,在本发明的三维视频显示装置中,优选还具备左旋光圆偏振片,其设置于上述左眼用视频显示部的上述多个显示元件的形成面;和右旋光圆偏振片,其设置于上述右眼用视频显示部的上述多个显示元件的形成面。另外,在本发明的三维视频显示装置中,还具备以上述中心轴为中心配置的中空的筒型屏幕,优选上述左眼用视频显示部将各上述左眼用像素列投影于上述屏幕进行显示,上述右眼用视频显示部将各上述右眼用像素列投影于上述屏幕进行显示。根据上述的结构,在筒型的屏幕上能够显示临场感高的三维视频。在发明的详细的说明项中说明的具体的实施方式或实施例,是为理解本发明的技术内容的例子,不应局限于这样的具体例而进行狭义地解释,在本发明的主旨和所记载的权利要求范围内,能够进行各种各样地变更而实施。产业上的可利用性本发明的三维视频显示装置能够应用于例如娱乐、医疗现场、或电子目录、广告寸。符号说明l、la Id三维视频显示装置4 LED4a 左眼用 LED4b 右眼用 LED5 LED 对6 左眼用LED阵列7 车轮8 右眼用LED阵列9 车轮10 LED 单元11 驱动器12来自左眼用LED的光13 驱动器14来自右眼用LED的光15激光扫描装置
16聚光用透镜17,35 屏幕18 双凸透镜19、21 左旋光圆偏振片20、22右旋光圆偏振片23 左眼24,26,34 旋转方向25 右眼27保持板28,29,33 显示部30 旋转机构31,37对光线进行扫描的方向(圆筒的上下方向)32,36对光线进行扫描的方向(圆筒的圆周方向)
权利要求
1.一种三维视频显示装置,其特征在于对包括左眼用视频和右眼用视频的三维视频进行显示,该三维视频显示装置具备 左眼用视频显示部,其使构成所述左眼用视频的多个一列的量的左眼用像素列,按照每个该左眼用像素列,在距规定的中心轴规定的距离的、与该左眼用像素列对应的位置,朝向该中心轴以一定的周期按顺序进行显示;和右眼用视频显示部,其使构成所述右眼用视频的多个一列的量的右眼用像素列,按照每个该右眼用像素列,在距所述中心轴规定的距离的、与该右眼用像素列对应的位置,朝向该中心轴以一定的周期按顺序进行显示。
2.如权利要求1所述的三维视频显示装置,其特征在于,所述左眼用视频显示部和所述右眼用视频显示部,都具备在纵方向排列的一列的量的多个显示元件,且构成左右相邻地排列而成的一个显示单元,所述三维视频显示装置还具备使所述显示单元在多个所述左眼用像素列和多个所述右眼用像素列的排列方向旋转的旋转机构。
3.如权利要求2所述的三维视频显示装置,其特征在于, 还具备装入多个所述显示单元、且能够悬空的中空的框体,所述旋转机构在使所述框体悬空的状态下使所述框体在以所述中心轴为中心的圆周方向旋转。
4.如权利要求2或3所述的三维视频显示装置,其特征在于,还具备设置于所述左眼用视频显示部的所述多个显示元件的形成面的背面或侧面的、用于驱动该左眼用视频显示部的驱动器;和设置于所述右眼用视频显示部的所述多个显示元件的形成面的背面或侧面的、用于驱动该右眼用视频显示部的驱动器。
5.如权利要求2至4中任一项所述的三维视频显示装置,其特征在于 还具备设置于所述显示单元的光的射出面的双凸透镜。
6.如权利要求2至4中任一项所述的三维视频显示装置,其特征在于,还具备 左旋光圆偏振片,其设置于所述左眼用视频显示部的所述多个显示元件的形成面;和左旋光圆偏振片,其设置于所述右眼用视频显示部的所述多个显示元件的形成面。
7.如权利要求1所述的三维视频显示装置,其特征在于 还具备以所述中心轴为中心配置的中空的筒型的屏幕,所述左眼用视频显示部将各所述左眼用像素列投影到所述屏幕进行显示, 所述右眼用视频显示部使各所述右眼用像素列投影到所述屏幕进行显示。
全文摘要
本发明提供一种三维视频显示装置(1),其LED单元(10)沿着显示部(28)的上下缘部向箭头(24)方向旋转。LED单元(10)具有纵向排列多个LED(4)的左眼用LED阵列(6)和右眼用LED阵列(8)。左眼用LED阵列(6)使构成左眼用图像的一列的量的像素组一边旋转一边显示,由此,利用残像效果显示左眼用图像。另一方面,右眼用LED阵列(6)使构成右眼用图像的一列的量的像素组一边旋转一边显示,由此,利用残像效果显示右眼用图像。左眼用图像的光向观察者的左眼入射,而右眼用图像的光向观察者的右眼入射。观察者遍及自身的周围360°看到基于两眼的视差的三维视频。
文档编号G02B27/22GK102576156SQ201080046668
公开日2012年7月11日 申请日期2010年10月15日 优先权日2009年10月20日
发明者前田强, 吉田秀史, 柴田谕 申请人:夏普株式会社

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