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画像表示装置

国内特許コード P08A013432
整理番号 GI-H18-20
掲載日 2008年5月30日
出願番号 特願2006-212933
公開番号 特開2008-040049
登録番号 特許第5082092号
出願日 平成18年8月4日(2006.8.4)
公開日 平成20年2月21日(2008.2.21)
登録日 平成24年9月14日(2012.9.14)
発明者
  • 木島 竜吾
出願人
  • 国立大学法人岐阜大学
発明の名称 画像表示装置
発明の概要


【課題】a)スクリーン形状やスクリーンの設置、運動の制約を緩和することができ、b)水晶体調節の厳密性をさげることができ、ひいては観察者の目に対する負担が減少し得る画像表示装置を提供すること。
【解決手段】(1)投影の焦点位置にスクリーンを置かず、そこから意図的にオフセットさせること、それとともに、(2)適切な再帰反射性を有する材料をスクリーンとして用いること、(3)プロジェクタ2からの投影光路の収束位置に相当する位置から観察すること、により、プロジェクタの焦点位置とスクリーンの間に、奥行き方向に長い実像を生成せしめ、目の焦点調節の対象範囲を長くするものである。これにより、ある距離に正確に水晶体調節を合わせる必要はなくなり、この範囲であればどこに焦点を合わせても、同程度の精細度をもった画像を観察することができるようになる。その結果としてユーザの目の焦点調節負担を軽減する。
【選択図】図2c

従来技術、競合技術の概要


従来の画像表示装置は一般に、表示点に像が存在し、観察者はその位置に目の視焦点を合わせる必要がある(水晶体調節)。つまり、投影装置の投影像点位置、スクリーン位置、観察者の目の視焦点位置は一致していなければならない。投影装置の投影像点位置とスクリーン位置が一致していないとスクリーン上にできる像はぼやける。また、投影された画像が明瞭であっても、目の焦点調節がスクリーン位置と一致していないと、網膜像には大きなボケが発生する。健常者が正確に水晶体調節を行った場合、観察されるボケ量は像のボケ量にまで減少し、調節精度が悪いと、ボケ量は増大する。



図5aは、スクリーンに拡散スクリーンを用い、プロジェクタからスクリーンの位置までの投影距離と、投影の焦点距離との間のオフセット量を0とした場合の組合せの状態を示す図である。通常、投影装置としてプロジェクタを用いる場合には、スクリーンに拡散スクリーンを用い、そこに投影像がくるようにプロジェクタの投影像点位置を調節している。観察者にとっては、視焦点位置をスクリーン位置に合わせた場合に、最もボケが少ない明瞭な像が見える。つまり、像はスクリーン位置のみに存在することとなる。そこから視焦点がずれると、観察される像はボケてくる。



図5bは、拡散スクリーンとオフセット(偏差)有りの組合せの状態であって、投影像点位置を、あえてスクリーン位置からずらした場合を示す図である。この場合、観察者は、スクリーン前後のある程度の幅に視焦点を合わせると、同じようにボケた像を観察できる。つまり、大きくボケた像が、ある程度の距離幅をもって存在することになる。



このため、(1) 曲面のスクリーンを用いる場合、平面スクリーンでも、スクリーンが投影装置による投影光路に対して垂直に立っていない場合には、投影装置の投影距離と、スクリーン各部分への距離を全て合わせることは出来ない。また、スクリーンを動かすような使い方では、投影距離を追従させる機構が必要である。このような場合には、上記(a)投影像点位置とスクリーン位置を合わせることの制約が緩和されることが望ましい。



また、(2) 立体画像を用いる為に、一般に、左右両眼に視差を有する別々の画像を提示する方法が用いられるが、スクリーン位置と立体画像の存在位置は一致しないため、観察者に負担がかかる。また、老眼などによって、目の焦点調節自体が困難な場合もある。このような場合には、上記(b)観察者がスクリーン位置に目の視焦点を合わせることの制約が緩和されることが望ましい。



ところで、本発明に関連する文献公知発明として、発明者が知っているものをしいて挙げるとすれば、再帰反射材を用いたディスプレーとして類似のものがある(非特許文献1参照)。

【非特許文献1】"ホログラフィ・3D・空間映像"、[online]、石川光学造形研究所、[平成18年6月20日検索]、インターネット<URL:http://www.holoart.co.jp/3d.html>

産業上の利用分野


本発明は、投影装置とスクリーンとを備えた画像表示装置に関する。特に、投影装置がスクリーン上に画像を投影し、それを観察する場合、通常、(a)投影装置による投影像を結ぶ点(以下、「投影像点位置」という。)とスクリーン位置を合わせること(投影装置の投影の焦点がスクリーンに合うこと)、(b)観察者はスクリーン位置に目の視焦点を合わせること、が必要である。本発明は、この2点の制限を緩和しようとするものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
再帰反射性を有する材料をスクリーンとして用い、該スクリーンに投影する投影装置からの投影光路の収束位置に相当する位置から観察するようにされた画像表示装置であって、
前記投影装置から前記スクリーンの位置までの投影距離と投影の焦点距離との間に意図的に所定量の定常的な偏差を設けたことによって、前記スクリーンの位置から投影像点までの区間で、同じボケ量の像を得ることを特徴とする画像表示装置。

【請求項2】
偏差は、0を超え0.1以下の範囲内から選択されていることを特徴とする請求項1記載の画像表示装置。

【請求項3】
再帰反射の広がり角度は、0を超え角度θ(tanθ=(観察者の瞳半径/投影距離))程度の範囲内から選択されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像表示装置。
産業区分
  • 写真映画
  • 光学装置
  • テレビ
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2006212933thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
岐阜大学産官学連携推進本部では、岐阜大学における知的財産の創出・管理・活用のマネジメントをしています。上記の特許・技術に関心のある方は、下記問い合わせ先に整理番号とともにご相談下さい。


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