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IMAGE DISPLAY DEVICE

Patent code P08A013432
File No. GI-H18-20
Posted date May 30, 2008
Application number P2006-212933
Publication number P2008-040049A
Patent number P5082092
Date of filing Aug 4, 2006
Date of publication of application Feb 21, 2008
Date of registration Sep 14, 2012
Inventor
  • (In Japanese)木島 竜吾
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人岐阜大学
Title IMAGE DISPLAY DEVICE
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To relax restrictions on the shape of a screen, the installation and the motion of the screen (a), to lower strictness in adjustment of a crystalline lens (b), and further to lighten load on observer's eye.
SOLUTION: (1) The screen is not put at a focal position in projection but is offset intentionally therefrom, and also (2) material having appropriate retroreflectivity is used as that of the screen, and then (3) an image is observed from a position equivalent to the converging position of a projection optical path from a projector 2, whereby a real image long in a depth direction is formed between the focal position of the projector and the screen, and the object range of focus adjustment of the eye is made longer. Thus, the crystalline lens need not be accurately adjusted to a certain distance, and the image having nearly the same definition is observed whatever spot is brought into focus if it is within this range. As a result, the load of the focus adjustment of user's eye is lightened.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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>

Field of industrial application (In Japanese)


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。

Scope of claims (In Japanese)
【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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2006212933thum.jpg
State of application right Registered
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