三維視頻顯示裝置的制作方法

專利名稱：三維視頻顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及三維視頻(圖像)顯示裝置，尤其是涉及利用了使發光元件旋轉而產生的殘像(視覺殘留)效果的三維視頻顯示裝置。
背景技術：
近幾年，由于視頻顯示技術的飛躍的發展，除顯示二維視頻的技術以外，顯示三維視頻的技術的開發正在被推進。三維視頻的顯示技術可以利用于娛樂、醫療現場、或電子目錄、廣告等中，其適用范圍非常廣泛。作為三維視頻顯示技術，有偏振眼鏡方式。在本方式中，在顯示畫面的每一點行上排列左眼用視頻和右眼用視頻，在其前側設置線偏振濾光片。這時，在左眼用視頻的前面，設置左眼用視頻的線偏振濾光片，在右眼用視頻的前面，設置右眼用視頻的線偏振濾光片。經由各自的線偏振濾光片，左眼用視頻的光和右眼用視頻的光成為相互正交的線偏振光。而且，預先準備好將具有左眼用視頻的偏振光軸的偏振片裝于左眼透鏡、將具有右眼用視頻的偏振光軸的偏振片裝于右眼透鏡的偏振眼鏡。觀察者佩戴該偏振眼鏡觀看顯示視頻時，左眼僅接受左眼用視頻的光，右眼僅接受右眼用視頻的光。由此，左眼僅察覺(知覺) 左眼用視頻，右眼僅察覺右眼用視頻，因此，觀察者看到三維視頻。在上述的偏振眼鏡方式中，觀察者需要佩戴偏振眼鏡，但是，近幾年開發了不利用偏振眼鏡就能夠顯示三維視頻的技術。作為其中之一，有視差格柵(視差屏障，parallax barrier)方式。本方式為沿顯示畫面的每一個點行排列左眼用視頻和右眼用視頻，在其前側空開規定間隔的狹縫配置視差格柵。在觀察者觀看顯示畫面時，在左眼處，右眼用視頻的光被視差格柵阻礙，在右眼處，左眼用視頻的光被視差格柵阻礙。由此，左眼僅察覺左眼用視頻，右眼僅察覺右眼用視頻，因此，觀察者看到三維視頻。雙凸透鏡方式也是不利用偏振眼鏡顯示三維視頻的技術。本方式為在顯示畫面的每一個點行排列左眼用視頻和右眼用視頻，在其前側設置雙凸透鏡。在觀察者觀看顯示畫面時，通過雙凸透鏡，僅左眼用視頻的光射入左眼，僅右眼用視頻射入右眼。因此，左眼僅察覺左眼用視頻，右眼僅察覺右眼用視頻，因此，觀察者看到三維視頻。上述的三個方式利用左眼和右眼的視差，觀察者立體地感受顯示視頻。但是，任一方式均在平面顯示器上利用，因此，不能進行向曲面的顯示。于是，專利文獻1 3中公開有在曲面上顯示三維視頻的技術。在專利文獻1中，公開有通過使在圓周上排列多組LED (發光二極管)的縱列而構成的立體顯示裝置旋轉來誘發殘像效果的結構。使該立體顯示裝置以適當的轉速旋轉，與此同步對各LED賦予適當的顯示信號。在各LED設置狹縫，從LED組射出的光束從狹縫以規定的視差的角增量(Pitch angle，分度圓錐角，間隔角)向外方放射。這時，來自LED組的光束分別向觀察者的左右兩眼入射，通過兩眼的視差在顯示單位的前后空間識別彩色的立體像。另外，當觀察者在立體顯示裝置的周圍移動時，該立體像從大致圓筒形的立體顯示裝置的整個周邊都能夠看到。
在專利文獻2中，公開有使用高速旋轉的屏幕來顯示三維視頻的技術。在本文獻公開的技術中，首先準備從等距離配置在以顯示對象為中心的適當的圓周上的多個視點眺望對象的中心的幻燈視頻。利用多個反射鏡，向高速旋轉的屏幕上逐次連續地投影該幻燈視頻。通過連續重復該過程，能夠誘發肉眼的殘像作用，能夠觀看到在屏幕上生成的顯示對象的三維視頻。根據本文獻公開的技術，也可以投影活動影像。在專利文獻3中，公開有一種三維視頻顯示裝置，其具有包括配置為螺旋狀的LED 單元的能夠旋轉的顯示板，在該顯示板上具有向背部放映來自圖像投影儀的圖像的屏幕。 多個LED單元的各個分別隨著顯示板的旋轉，對應于要顯示的三維視頻而點亮熄滅。這樣一來，利用殘像效果在顯示板前側的能夠進行發光顯示的區域內能夠觀察到三維視頻。而且，能夠進行發光顯示區域所顯示的三維視頻的背景，從圖像投影儀向屏幕投影。從而，通過顯示板的旋轉所顯示的圖像和屏幕上的背景圖像被重疊觀察到。在本文獻所公開的技術中，通過將以發光進行的顯示和以投影進行的顯示并用，能夠顯示組合了靜止圖像和活動圖像的具有臨場感的三維視頻。在專利文獻4的技術中，研究了用于實現更高的臨場感的辦法。在本文獻中，公開有以下結構，即將以包圍觀察者的形式所表現的視頻數據分割于配置在觀察者的周圍的多個顯示裝置而進行顯示。另外，在各顯示裝置中，生成從觀察者觀察而在該顯示裝置的方向應觀看到的視頻，進行顯示。由此，觀察者從各顯示裝置能夠接受包圍觀察者自身的虛擬空間的視頻，由此，能夠獲得彷佛自身實際置身于三維虛擬現實空間中那樣的高的臨場感和身臨其境的感覺。專利文獻專利文獻1 日本國公開專利公報“特開平10-97013號公報(1998年4月14日公開)”專利文獻2 日本國公開專利公報“特開2002-271820號公報(2002年9月20日公開)”專利文獻3 日本國公開專利公報“特開2006-349774號公報(2006年12月觀日公開)”專利文獻4 日本國公開專利公報“特開2005-99064號公報(2005年4月14日公開)”

發明內容
本發明要解決的課題在上述的專利文獻1 3中公開的技術，能夠在曲面上顯示三維視頻，但均是以公眾顯示為目的，從圓筒形的外部進行觀察的類型。因此，顯然，觀察者所觀察的視頻是彷佛自己實際處在該三維視頻的空間中那樣的有臨場感的三維視頻。尤其是專利文獻1公開的立體顯示裝置為小型的顯示裝置，因此并不適合于顯示具有臨場感的三維視頻。另外，在專利文獻2公開的技術中，作為三維視頻所顯示的是三維視頻的浮置視頻。因此，為了實現更高的臨場感，需要對與三維視頻不同的背景視頻進行顯示。因此，因為三維視頻和背景圖像分別顯示，所以缺乏臨場感。
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專利文獻3所公開的技術也同樣，需要在顯示三維視頻的能夠進行發光顯示的區域的背部將三維視頻的背景圖像顯示在屏幕上。因此，由于是組合靜止圖像和活動圖像的三維視頻，因此，很難說是具有高的臨場感的三維視頻。另一方面，專利文獻4中公開的技術以包圍觀察者的方式顯示視頻數據，能夠進行彷佛觀察者自身實際處于三維虛擬現實空間的表現。但是，在本文獻公開的技術中，顯示的是二維圖像的數據，因此，雖然能夠表現包圍觀察者自身的虛擬空間，但是缺乏臨場感。本發明是鑒于上述的問題而完成的，其目的在于，提供一種能夠顯示臨場感高的三維視頻的三維視頻顯示裝置。用于解決課題的技術手段本發明為解決上述的課題，提供一種三維視頻顯示裝置，其特征在于顯示包括左眼用視頻和右眼用視頻的三維視頻，該三維視頻顯示裝置具備左眼用視頻顯示部，其使構成上述左眼用視頻的多個一列的量的左眼用像素列，按照每個該左眼用像素列，在距規定的中心軸規定的距離的、與該左眼用像素列對應的位置，朝向該中心軸以一定的周期按順序進行顯示；和右眼用視頻顯示部，其使構成上述右眼用視頻的多個一列的量的右眼用像素列，按照每個該右眼用像素列，在距上述中心軸規定的距離的、與該右眼用像素列對應的位置，朝向該中心軸以一定的周期按順序進行顯示。根據上述的結構，在中心軸的周圍，多個左眼用像素列和右眼用像素列分別一列一列地以一定的周期朝向中心軸顯示。由此，利用各像素列的殘像效果來顯示左眼用視頻和右眼用視頻。其結果是，由這兩個視頻構成的三維視頻在中心軸的周圍顯示。這時，左眼用視頻的光向觀察者的左眼入射，右眼用視頻的光向觀察者的右眼入射，其結果是，觀察者看到三維視頻。因此，觀察者遍及自身周圍360°都能夠看到三維視頻。如上所述，根據本發明，能夠顯示臨場感高的三維視頻。本發明的另外的目的、特征和優點通過以下所示的記載能夠充分理解。另外，本發明的優點，通過參照附圖進行的如下的說明就能夠明白。發明效果在本發明的三維視頻顯示裝置中，觀察者的周圍全部被三維視頻包圍。由此，能夠對觀察者賦予彷佛觀察者自身置身于該顯示空間中的錯覺，能夠賦予高的臨場感和身臨其境的感覺。


圖1是表示本發明的一實施方式的三維顯示裝置的概略情況的圖；圖2是放大表示本發明的一實施方式的LED陣列的圖；圖3是表示設有驅動器的LED陣列的概略情況的圖；圖4是表示將LED陣列旋轉的旋轉機構的構造的圖；圖5是表示本發明的一實施方式的三維視頻顯示裝置的概略情況的圖；圖6是表示本發明的一實施方式的三維視頻顯示裝置的概略情況的圖；圖7是表示顯示于LED陣列的視頻的概略情況的圖；圖8是表示到觀察者經由偏振眼鏡接受LED對(成對的LED)射出的光為止的概略情況的圖9是表示到觀察者經由雙凸透鏡接受LED對射出的光為止的概略情況的圖；圖10是表示本發明的一實施方式的三維視頻顯示裝置的概略情況的圖；圖11是表示本發明的一實施方式的三維視頻顯示裝置的概略情況的圖。
具體實施例方式[第一實施方式](三維視頻顯示裝置1的概要)參照圖1對本實施方式的三維視頻顯示裝置1的概要進行說明。圖1是表示本實施方式的三維視頻顯示裝置1的結構的圖。如圖1所示，本實施方式的三維視頻顯示裝置1，具備包括左眼用LED陣列6 (左眼用視頻顯示部)和右眼用LED陣列8 (右眼用視頻顯示部)的LED單元10 (顯示單元)，以及顯示部觀。顯示部觀為圓筒形，以未圖示的規定的中心軸為中心而配置。另外，顯示部 28具有使LED單元10沿著其上下緣部，在以上述中心軸為中心的圓周方向(箭頭M所示的方向)旋轉的旋轉機構。LED單元10以使其光射出面朝向圓筒的顯示部觀的內部(中心軸)的狀態進行配置。由此，一邊旋轉一邊朝向顯示部觀的內部射出光。其結果是，誘發殘像效果，在顯示部28的內部的側面上顯示三維視頻。觀察者進入圓筒的顯示部28的內部而看到該視頻。LED單元10具有兩個縱向排列了多個LED4(顯示元件)的形狀的單元。在這兩個單元中，一個為顯示左眼用視頻的左眼用LED陣列6，另一個為顯示右眼用視頻的右眼用 LED陣列8。左眼用視頻和右眼用視頻同時被顯示，由此，作為三維視頻被顯示。從左眼用LED陣列6射出的光僅向觀察者的左眼入射，另一方面，從右眼用LED陣列8射出的光僅向該觀察者的右眼入射(這些詳細的結構在后面敘述)。因此，左眼察覺左眼用視頻，右眼察覺右眼用視頻，因此，觀察者利用兩眼的視差，在顯示部觀的側面上看到三維視頻。(LED單元10的結構)參照圖2說明LED單元10的詳細的構成。圖2是放大表示LED單元10的圖。如上所述，在構成LED單元10的兩個單元中，一個為左眼用LED陣列6，另一個為右眼用LED 陣列8。左眼用LED陣列6由在縱方向排列的一列的量的多個左眼用LEMa構成，顯示左眼用視頻。另一方面，右眼用LED陣列8由在縱方向排列的一列的量的多個右眼用LED4b構成，顯示右眼用視頻。兩陣列左右相鄰排列構成一個LED單元10。各LED4 (左眼用LED4a、右眼用LED4b)分別發射紅(R)、綠(G)和藍色⑶中的任意一種光。將R、G和B的LED4按規定的順序排列而作為一組，各LED單元(左眼用LED陣列6、右眼用LED陣列8)將該LED4的組在縱方向排列。這時，在左眼用LED陣列6和右眼用LED陣列8中，理想的是使LED4的組的R、G和B的LED4排列的順序不同。例如，在左眼用LED陣列6中，以GBR的順序排列各左眼用LEMa時，在右眼用LED陣列8中，將各右眼用LED4b排列為RGB的順序即可。通過這種方法，通過同一顏色的像素的顯示能夠預先防止在橫方向形成的亮線的發生。在本實施方式中，LED單元10的尺寸為橫10mm，且縱3m。該情況下，LED4以0. 8mm 間隔縱向排列，所謂相鄰的LED4，是指空開1. 25mm的間隔進行配置。另外，這些值都只不過是一個例子，對本發明的技術性范圍不進行任何的限定。LED單元10使用規定的驅動器，由此，能夠簡單地進行驅動。參照圖3說明該方法。圖3是表示設有驅動器的LED單元10的概略情況的圖。如圖3所示，在左眼用LED陣列6中設有驅動器11，在右眼用LED陣列8中設有驅動器13。考慮LED單元10的旋轉和LED單元10的視頻顯示，各驅動器設于各LED單元10 的背面或側面。這樣一來，通過各驅動器11、13能夠分別驅動各LED單元10，由此，能夠在各LED單元10顯示所希望的視頻。LED單元10能夠通過如上所述的簡易的方法進行驅動。因此，在本實施方式中使用LED單元10顯示視頻，但液晶、PDP(等離子顯示面板)元件、無機EL(電致發光)元件或有機EL元件等顯示元件也能夠充分適用。尤其是，在使用有機EL元件時，能夠充分發揮有機EL元件具有的快速響應速度的特性。以上如圖2所示，對使用了左右排列有左眼用LED陣列6和右眼用LED陣列8的 LED單元10的情況進行了說明。但是，也可以不一定是左右排列(相鄰)兩LED陣列的結構。即，也可以是在一列LED陣列(縱方向排列一列的量的多個LED)中，分別交替排列左眼用LEMa和右眼用LED4b的結構。另外，在上述的例中，通過對左右兩個角度的各個，分別進行將每一定的角度(每隔一定角度)便能夠看到的像素限定為特定的像素的顯示，在一定范圍(角度)內能夠看到三維視頻。但是，也可以將能夠看到三維視頻的范圍(角度)進一步擴大。具體而言，只要通過對左側的多個角度、右側的多個角度，分別進行將每一定角度便能夠看到的像素限定為特定的像素的顯示，將顯示圖像多視點化即可。例如，通過進行左右均為畫面每20度發生變化的這樣的顯示，能夠進一步擴大能看到三維視頻的范圍(視認角度)。(LED單元10的旋轉方法)如上所述，在三維視頻顯示裝置1中，通過使LED單元10高速旋轉，能夠在顯示部 28顯示三維視頻。于是，對LED單元10的具體的旋轉方法進行說明。在三維視頻顯示裝置1中，只要使至少一個LED單元10沿著顯示部觀的上下的緣部旋轉即可。但是，為了均等地保持旋轉時的重量均衡，理想的是針對LED單元10使兩組以上同時旋轉。這時，將一組中所包含的兩個LED單元10設于相互相對的位置，且，各個 LED單元10以相互等間隔的方式配置。下面，對三維視頻顯示裝置1具有4個LED單元10 時的、其旋轉方法進行說明。首先，參照圖4對旋轉LED單元10的機構進行說明。圖4是表示旋轉LED單元10 的旋轉機構30的構造的圖。LED單元10沿著圓筒形的顯示部觀的上下的緣部進行旋轉。這時，觀察者進入圓筒的內部觀察三維視頻，因此，假設觀察者本身大體上位于圓筒的中央。因此，在將用于使 LED單元10旋轉的軸設于圓筒的中心時，對于觀察者來說會成為妨礙，因此不希望這樣。于是，在本實施方式中，如圖4所示，在環型的平坦的環的外周，使用以與該環垂直的方式設有保持LED單元10的保持板27的旋轉機構30。顯示部觀在圓筒內的側面側的下部設有多組成一對的車輪9，各對車輪9夾持環的內周緣。車輪9以能夠旋轉的方式構成，其旋轉通過未圖示的控制裝置來控制。另外，成對的車輪9以相互逆旋轉的方式進行旋轉。但是，在各車輪9對中，夾持環的上側的車輪9全部向相同的旋轉方向旋轉。因此，在各對車輪9中，夾持環的下側的車輪9全部向相同的旋轉方向旋轉。利用使這些車輪9旋轉時的摩擦力使旋轉機構30旋轉。在保持板27的上下，分別設有一對車輪7，因此，旋轉機構30能夠順暢地旋轉。另外，LED單元10沿著顯示部觀的上下的緣部外周旋轉，因此，旋轉機構30的環的外徑與顯示部28的直徑大致相等。另外，以上表示了顯示部觀為圓筒形的結構，但是，不一定限定于此。例如，也可以代替圓筒形的顯示部觀而使用正方形或長方形等四邊形的筒型的顯示部。圖5表示具備四邊形筒型的顯示部的三維視頻顯示裝置的一構成例。如圖5所示，也可以代替圓筒形的顯示部28而制成具備有四邊形筒型的顯示部33 的三維視頻顯示裝置lb。而且，通過旋轉機構30使LED單元10沿著顯示部33的上下緣部(用箭頭34表示的方向)旋轉，由此，在顯示部33的內部的側面上，顯示三維視頻。觀察者進入顯示部33的內部，看到該視頻，但觀察者不限定于1人，也可以是多個人。這樣，只要能夠使旋轉機構30旋轉，顯示部觀、33也可以是任何形狀。因此，不限定于圓筒形或四邊形筒型，多邊形的筒型的顯示部也能夠適用于本實施方式的三維視頻顯示裝置1。另外，在三維視頻顯示裝置Ia中，顯示部33制成四邊形的筒型，因此，有時四角部分的視頻變形或模糊。因此，優選對上述的四角部分顯示的視頻，以不產生圖像的變形(失真)或模糊的方式進行圖像處理或圖像轉換，或調整光學系統進行顯示等的處置。另外，也可以不設置上述的旋轉機構30，制成使顯示部觀本身旋轉的結構。參照圖6說明其具體例。圖6是表示三維視頻顯示裝置Ib的概略情況的圖。如圖6所示，三維視頻顯示裝置Ib具備四棱柱形的中空的顯示部29(框體)。在顯示部四的四角分別裝入LED單元10。使該顯示部四從上面的4個頂角懸空吊起，通過未圖示的旋轉機構向箭頭26所示的方向旋轉時，與使用了旋轉機構30的情況同樣地，能夠使各LED單元10以一定的速度旋轉。另外，顯示部四的旋轉軸與顯示部四的中心軸一致。如上所述，要均等地保持旋轉時的重量均衡，在使用多個LED單元10的情況下，理想的是以成為彼此等間隔的方式進行配置。在圖中，表示了四棱柱形的顯示部四，但只要是具有中心軸的顯示部，無論是圓筒形的顯示部、橢圓型的顯示部或球狀的顯示部都沒有問題。只要考慮想顯示的顯示面的形狀，決定顯示部四的形狀即可。另外，由于觀察者是從顯示部四的內側進行觀察，因此，顯示部四的底面或觀察者站立或坐著的地方等，需要設計成不與顯示部四一起旋轉的構成。(LED單元10的旋轉產生的殘像效果)通常，在使用一個LED單元10的情況下，在使該LED單元10在1秒內旋轉60次以上時，看不到閃爍(flicker)。考慮該情況時，在使用4個LED單元10時，只要使各LED 單元10分別在1秒鐘內旋轉15次以上即可。1個LED單元10旋轉15次以上時，在注意旋轉周上的某1點時，LED單元10實質上在1秒鐘內從該1點通過60次以上(旋轉)。調整旋轉的起點的位置，以此為基準，各LED單元10在規定的時機點亮熄滅，光消失之后也能夠看到在此之前的光的殘留。這樣一來，殘像效果被誘發，觀察者作為整體看到1個視頻(圖像)生成。在觀察者從顯示部觀的內側觀察時，三維視頻顯示裝置1的外部存在的物體不會通過(穿過)在圓筒內的側面上顯示的三維視頻進入視野，因此，顯示部觀的內表面呈不透明的顏色即可。尤其是，在顯示部觀的內側呈現黑色時，LED單元10發出的光和LED單元10的外部色的對比度提高，能夠更容易地觀察到所顯示的三維視頻。(三維視頻顯示裝置1的顯示視頻)參照圖7對通過三維視頻顯示裝置1所顯示的視頻進行說明。圖7是表示在LED 單元10中所顯示的視頻的概略情況的圖。在將使LED旋轉的顯示部觀的半徑設定為1. 5m的情況下，周長大致為10m。因此， 在使用4個LED單元時，1個LED單元10在1/60秒通過2. 5m(1周的1/4)。另外，在將像素的分辨率設定為2. 5mm(l. 25mmX2)的情況下，三維視頻顯示裝置1的像素數為1000像素Q.5m/2.5mm)。這種情況下，作為三維視頻顯示裝置1的顯示視頻，準備1920X 1090的 FHD(全HD)視頻。所謂FHD為HDTV(高清電視)播放時，掃描線為1080根以上。將該FHD 視頻的縱橫反轉設定時，如圖7所示，成為1090X1920的FHD視頻。在三維視頻顯示裝置 1中，1個LED單元10進行整個周邊的4分之1旋轉時所顯示的視頻為1000像素，因此，只要將該FHD視頻設定為三維視頻顯示裝置1所顯示的視頻即可。這時的各LED單元分別顯示該FHD視頻的1點行的量、即1920個像素列。另外，在FHD視頻中各像素通常以RGB的順序排列，因此，在將該FHD視頻的縱橫反轉時，各像素在縱向以RGB的順序排列。LED單元的各LED4也進行同樣的配列，因此，能夠與之進行容易地對應。在三維視頻顯示裝置1中，LED單元10具有左眼用LED陣列6和右眼用LED陣列 8。左眼用LED陣列6顯示左眼用視頻，右眼用LED陣列8顯示右眼用視頻。因此，準備左眼用FHD視頻和右眼用FHD視頻，向左眼用LED陣列6輸出左眼用FHD視頻，向右眼用LED 陣列8輸出右眼用FHD視頻即可。在現在已被實用化的直視型的三維視頻顯示裝置中，在視頻的奇數行(奇數列的 1點行)的一橫列顯示右眼用視頻，在偶數行(偶數列的1點行)的一橫列顯示左眼用視頻。本實施方式的三維視頻顯示裝置1可以改換FHD視頻的縱橫進行顯示，因此，也可以改換視頻的縱橫而使用在現有的裝置中現在實用化的方法。即，改換該視頻的縱橫時，1920個像素列變為縱向排列。由此，可以在奇數列的像素縱列顯示右眼用視頻，在偶數列的像素縱列顯示左眼用視頻。如上所述，三維視頻顯示裝置1為顯示包括左眼用視頻和右眼用視頻的三維視頻的裝置。左眼用LED陣列6使構成左眼用視頻的多個一列的量的左眼用像素列，按照每個該左眼用像素列，在距規定的中心軸一定的距離的、與該左眼用像素列對應的位置，朝向該中心軸以一定的周期按順序進行顯示。另一方面，右眼用LED陣列8使構成右眼用視頻的多個一列的量的右眼用像素列，按照每個該右眼用像素列，在距規定的中心軸一定的距離的、 與該右眼用像素列對應的位置，朝向該中心軸以一定的周期按順序進行顯示。根據以上的結構，在三維視頻顯示裝置1中，在規定的中心軸的周圍，多個右眼用像素列和左眼用像素列，分別一列一列地，以一定的周期朝向中心軸顯示。由此，利用各像素列的殘像效果，顯示右眼用視頻和左眼用視頻。其結果是，由這兩個視頻構成的三維視頻在中心軸的周圍被顯示。右眼用視頻的光向觀察者的右眼入射，左眼用視頻的光向觀察者的左眼入射，其結果是，觀察者看到三維視頻。這時，觀察者在中心軸的周圍360°，能夠看到臨場感高的三維視頻。(三維視頻的顯示方法)下面，參照圖8，對將LED單元10射出的光作為三維視頻向觀察者顯示的更詳細的方法進行說明。圖8是表示觀察者通過偏振眼鏡接受左眼用LEMa和右眼用LED4b (LED對 5)射出的光為止的概略情況的圖。著重對將一個左眼用LEMa和一個右眼用LED4b作為1 組的LED對5進行說明。如圖8所示，在使用偏振眼鏡的情況下，在各聚光用透鏡16的前側設置圓偏振片。 更詳細地說，在左眼用LED陣列6的左眼用LED4a的形成面上，在左眼用LED4a的前面，夾著聚光用透鏡16設置左旋光圓偏振片19。另一方面，在右眼用LED陣列8的右眼用LED4b 的形成面上，在右眼用LED4b的前面，夾著聚光用透鏡16設置右旋光圓偏振片21。根據該結構，從各LED對5 (左眼用LED4a、右眼用LED4b)射出的光通過聚光用透鏡16被聚光，分別通過圓偏振片。從左眼用1^0如射出的光12通過左旋光圓偏振片20成為左旋光的圓偏振光。而且，從右眼用LED4b射出的光14通過右旋光圓偏振片22成為右旋光的圓偏振光。 預先準備將左旋光的圓偏振片安裝于左透鏡上、將右旋光的圓偏振片安裝于右透鏡上的偏振眼鏡。在觀察者佩戴了該偏振眼鏡時，左眼23僅接受從左眼用LEMa射出的左旋光的圓偏振光，右眼25僅接受從右眼用LED4b射出的右旋光的圓偏振光。因此，左眼23僅察覺左眼用視頻，右眼25僅察覺右眼用視頻，觀察者看到三維視頻。另外，這時，也可以代替圓偏振片而制成使用線偏振濾光片的結構。在左眼用 LED4a的前面設置左眼用視頻的線偏振濾光片，在右眼用LED4b之前設置右眼用視頻的線偏振濾光片。從各LED對5(左眼用LED4a、右眼用LED4b)射出的光，分別經由線偏振濾光片成為相互正交的線偏振光。而且，預先準備將具有來自左眼用LEMa的線偏振光的偏振光軸的偏振片安裝于左眼透鏡，將具有來自右眼用LED4b的線偏振光的偏振光軸的偏振片安裝于右眼透鏡的偏振眼鏡。在觀察者佩戴該偏振眼鏡時，左眼23僅接受從左眼用LED4a 射出的線偏振光，右眼25僅接受從右眼用LED4b射出的線偏振光。因此，左眼23僅察覺左眼用視頻，右眼25僅察覺右眼用視頻，觀察者看到三維視頻。在利用上述的偏振眼鏡的情況下，多個觀察者能夠同時容易地辨認三維視頻。以上，對觀察者佩戴偏振眼鏡而顯示三維視頻的例進行了說明。但是，通過在各 LED4設置雙凸透鏡18也可以顯示三維視頻。在該情況下，觀察者不必要佩戴偏振眼鏡。關于其詳細的構成，參照圖9說明。圖9是表示觀察者經由雙凸透鏡18接受左眼用LEMa和右眼用LED4b(LED對5)射出的光的概略情況的圖。如上所述，LED單元10由多個LED4構成，各LED4朝向顯示部28的內側發光。從各LED4射出的光一般的為放射型，因此，如圖9所示，在LED單元10的LED4的形成面上，在各LED4的前面配置聚光用透鏡16。通過聚光用透鏡16，來自LED4的光集聚于一個方向。 在聚光用透鏡16的更前側，設置有雙凸透鏡18。根據該結構，從各LED對5 (左眼用LED4a、 左眼用LED4b)射出的光通過聚光用透鏡16分別集聚于一方向。之后，聚光后的光分別通過雙凸透鏡，從左眼用LEMa射出的光12通過雙凸透鏡僅向觀察者的左眼23入射。而且，從右眼用LED4b射出的光14通過雙凸透鏡僅向觀察者的右眼25入射。因此，左眼僅察覺左眼用視頻(左眼LED4a的光12)，右眼25僅察覺右眼用視頻(右眼用LED4b的光14)。其結果是，觀察者因兩眼的視差而看到三維視頻。另外，在使用雙凸透鏡18的情況下，左眼用LEMa的光12和右眼用LED4b的光14 相互交差地分別向觀察者的眼睛入射。從而，在LED單元10的右側(與觀察者的右眼25相對的一側)設置左眼用LED陣列6時，左眼用LED陣列6的光向左眼23入射。而且，在左側(與觀察者的左眼23相對的一側)設置右眼用LED陣列8時，右眼用LED陣列8的光向右眼25入射。因此，在使用雙凸透鏡18的情況下，需要在LED單元10的右側(與觀察者的右眼25相對的一側)設置左眼用LED陣列6，在左側(與觀察者的左眼23相對的一側) 設置右眼用LED陣列8。另外，也可以代替雙凸透鏡18而使用視差格柵。該情況下，不需要雙凸透鏡18和聚光用透鏡16。在各LED對5(左眼用LED4a、左眼用LED4b)的前面空開規定間隔的狹縫配置視差格柵。在觀察者觀看顯示畫面時，在左眼23，右眼用LED4b的光被視差格柵阻礙， 在右眼25，左眼用LED4a的光被視差格柵阻礙。由此，左眼23僅察覺左眼用視頻(左眼用 LED4a的光12)，右眼25僅察覺右眼用視頻(右眼用LED4b的光14)，觀察者看到三維視頻。(視頻的追加顯示)在上述說明中，表示了在顯示部觀內的側面上顯示三維視頻的結構，但是，除此之外，也可以在顯示部觀的內側的上表面(頂面)和內側的下表面(地板、地面)顯示視頻。對其具體的結構進行說明。為了在顯示部觀內的上表面和下表面顯示視頻，在上表面和下表面也分別設置LED單元10。各LED單元10分別朝向顯示部28的內側配置。而且， 使各LED單元10以顯示部28的中心軸為旋轉軸進行旋轉。這樣一來，在顯示部28內的上表面和下表面，也可以利用殘像效果顯示視頻。根據該結構，因為環繞觀察者在所有的方面都顯示視頻，因此，能夠表現高的臨場感。顯示部觀的上表面用和下表面用的視頻均不是三維顯示，而是二維顯示。由此， 上表面和下表面的圖像和屏幕17上的三維視頻相配合，能夠進一步提高觀察者觀察的視頻整體的臨場感和身臨其境的感覺。另外，在使顯示部觀內的側面所顯示的視頻中的地板或地面的位置，與觀察者所在的顯示部觀的內下面(地板)的位置變得相同時，使其感覺觀察者所在的地板與視頻中的地板或地面是連續的。這樣一來，就能夠賦予觀察者恰似觀察者置身其中的錯覺。另外， 當將顯示部28的側面所顯示的視頻中的地板或地面的視頻也顯示于下表面時，能夠進一步提高臨場感。[第二實施方式](激光掃描裝置15的概要)參照圖10對本發明的第二實施方式的三維視頻顯示裝置Ic的概要進行說明。圖 10是表示本實施方式的三維視頻顯示裝置Ic的概略情況的圖。本實施方式的三維視頻顯示裝置Ic是改變第一實施方式的一部分后的顯示裝置。在第一實施方式中，利用了使LED單元10沿著顯示部觀的上下緣部旋轉產生的殘像效果。在本實施方式中，利用激光掃描，在畫面上顯示三維視頻。具體而言，如圖10所示， 從激光掃描裝置15向圓筒形的屏幕17上投影視頻。觀察者從屏幕17的內側觀察該視頻。屏幕17配置于以未圖示的規定的中心軸為中心的位置。激光掃描裝置15包括未圖示的左眼用視頻投影部(左眼用視頻顯示部)和未圖示的右眼用視頻投影部(右眼用視頻顯示部)。左眼用視頻投影部將左眼用視頻向屏幕17投影，另一方面，右眼用視頻投影部向屏幕17投影右眼用視頻。更詳細地說，左眼用視頻投影部將構成左眼用視頻的多個一列的量的左眼用像素列，按照每個該左眼用像素列，在距上述中心軸一定距離的、與該左眼用像素列對應的屏幕17上的位置，沿著圓筒的上下方向(圖10中的箭頭31的方向)進行掃描。與此同時，沿著圓筒的圓周的方向(圖10中的箭頭32的方向)，對規定的點行的量的左眼用像素列進行掃描。通過依次重復這一系列的掃描動作，以一定的周期在屏幕17上按順序顯示左眼用視頻。另一方面，右眼用視頻投影部將構成右眼用視頻的多個一列的量的右眼用像素列，按照每個右眼用像素列，在距上述中心軸規定的距離的、與該右眼用像素列對應的屏幕17上的位置，沿著圓筒的上下方向(圖10中的箭頭31的方向)進行掃描。與此同時，沿著圓筒的圓周方向(圖10中的箭頭32的方向)，對規定的點行的量的右眼用像素列進行掃描。依次重復這一系列的掃描動作，以一定的周期按順序顯示右眼用視頻。左眼用視頻投影部和右眼用視頻投影部，均以能夠向360°的任意方向射出激光的方式構成。具體而言，例如，為激光的射出口能夠進行360°旋轉的結構。對激光掃描裝置15的投影方法進行說明。激光掃描裝置15從左眼用視頻投影部向屏幕17的上下方向(圖10中的箭頭31的方向)對左眼用視頻進行掃描。與此同時，沿屏幕17的圓周方向(圖10中的箭頭32的方向)對規定的點行的量的左眼用視頻進行掃描。同樣，從右眼用視頻投影部向屏幕17的上下方向(圖10中的箭頭31的方向)對右眼用視頻進行掃描。與此同時，沿屏幕17的圓周方向(圖10中的箭頭32的方向)對規定的點行的量的右眼用視頻進行掃描。這時，以左眼用視頻和右眼用視頻相鄰的方式進行掃描。 然后，激光掃描裝置15錯開方位與此前同樣地、從各視頻投影部向屏幕17的上下方向分別對視頻進行掃描。另外，左眼用視頻投影部所掃描的左眼用視頻與前一次右眼用視頻投影部所掃描的右眼用視頻不重復。重復該動作，在屏幕17上遍及360°進行顯示。將用于顯示一縱列的量的像素組的掃描光，在同一部位以1秒鐘60次以上進行顯示時，不會發生閃爍。從而，在一個一個地使用各視頻投影部時，只要使一縱列的量的掃描光均以1秒鐘顯示60次的速度射出激光即可。另外，也可以設置多組各視頻投影部。(三維視頻的顯示方法)對將激光掃描裝置15投影的視頻作為三維視頻向觀察者顯示的方法進行說明。 如上所述，激光掃描裝置15包括左眼用視頻投影部和右眼用視頻投影部。左眼用視頻投影部對左眼用視頻進行投影，右眼用視頻投影部對右眼用視頻進行投影。這時，來自左眼用視頻投影部的激光和來自右眼用視頻投影部的激光，以彼此成為正交的方式偏振并射出。例如，射出從左眼用視頻投影部向左45度方向傾斜的激光，另一方面，射出從右眼用視頻投影部向右45度方向傾斜的激光。觀察者佩戴將具有來自左眼用視頻投影部的激光的偏振光軸的偏振片設于左眼透鏡、且設有具有來自右眼用視頻投影部的激光的偏振光軸的偏振片的偏振眼鏡。由此，觀察者的左眼23僅接受從左眼用視頻投影部射出的激光的反射光，右眼25僅接受從右眼用視頻投影部射出的激光的反射光。因此，左眼23僅察覺左眼用視頻，右眼25僅察覺右眼用視頻，觀察者看到三維視頻。如上所述，來自各視頻投影部的激光以彼此正交的方式進行偏振，但只要使從各視頻投影部射出圓偏振光即可。例如，從左眼用視頻投影部射出左旋光的圓偏振光，從右眼用視頻投影部射出右旋光的圓偏振光。觀察者佩戴將左旋光的圓偏振片設于左透鏡、且將右旋光的圓偏振片設于右透鏡的偏振眼鏡。由此，左眼23接受從左眼用視頻投影部射出的左旋光的圓偏振光，右眼25接受從右眼用視頻投影部射出的右旋光的圓偏振光。由此，左眼23僅察覺左眼用視頻，右眼25僅察覺右眼用視頻，觀察者看到三維視頻。
12
另外，在本實施方式中，作為顯示元件使用來自激光掃描裝置15的激光掃描元件，但只要能夠通過向屏幕17上射出光而對視頻進行掃描即可，也可以利用由液晶元件、 有機EL元件、或LED等其它顯示元件構成的投影裝置。(視頻的顯示范圍)在本實施方式中，也可以在由屏幕17圍成的空間的上表面(頂面)和下表面(地板、地面)顯示視頻。在該上表面和下表面都顯示視頻的情況下，與在屏幕17的側面上顯示視頻的情況同樣地，通過激光掃描裝置15向上表面和下表面投影視頻。這些視頻不是三維顯示而是二維顯示。由此，上表面和下表面的圖像和屏幕17上的三維視頻相配合，能夠進一步提高觀察者觀察的視頻整體的臨場感和身臨其境的感覺。另外，以上表示了屏幕17為圓筒形的結構，但是，不必限定于此。例如，也可以代替圓筒形的屏幕17而使用正方形或長方形等四邊形的筒型的屏幕。圖11表示具備四邊形筒型的屏幕的三維視頻顯示裝置的一構成例。如圖11所示，也能夠制成代替圓筒形的屏幕17而具備四邊形筒型的屏幕35的三維視頻顯示裝置Id。而且，激光掃描裝置15從各視頻投影部對左眼用視頻和右眼用視頻分別沿屏幕35的上下方向(圖11中的箭頭37的方向)進行掃描。與此同時，在沿著屏幕 35的緣部的方向(圖11中的箭頭36的方向)，對規定的虛線部分的左眼用視頻進行掃描。 然后，激光掃描裝置15錯開方位與此前同樣地、從各視頻投影部沿屏幕35的上下方向分別對視頻進行掃描。重復該動作，在屏幕35上遍及360°進行顯示。這樣，只要能夠從激光掃描裝置15投影三維視頻(左眼用視頻和右眼用視頻)，屏幕17、35就可以是任何的形狀。從而，不限于圓筒形或四邊形的筒型，多邊形的筒型的屏幕也能夠適用本實施方式的三維視頻顯示裝置lc。另外，在三維視頻顯示裝置Id中，屏幕35設為四邊形的筒型，因此，四角部分(圖中的點線部)的視頻有時變形(失真)或模糊。因此，優選對投影至上述四角部分的視頻， 以不產生圖像的變形或模糊的方式進行圖像處理或圖像轉換，或調整光學系統進行投影等的處置。本發明不限定于上述的各實施方式，能夠在權利要求所示的范圍內進行各種各樣的變更，對于將上述的實施方式中公開的各技術手段進行適當組合而獲得的實施方式，也包括在本發明的技術范圍內。[實施方式的匯總]如上所述，在本發明的三維視頻顯示裝置中，還具備以下特征，S卩上述左眼用視頻顯示部和上述右眼用視頻顯示部，均具備多個縱方向排列的一列的量的顯示元件，且構成左右相鄰地排列而成的一個顯示單元，還具備使上述顯示單元在多個上述左眼用像素列和多個上述右眼用像素列的排列方向旋轉的旋轉機構。根據上述的結構，通過旋轉機構使顯示單元一邊旋轉，一邊一列一列地分別旋轉顯示左眼用像素列和右眼用像素列，在中心軸的周圍顯示三維視頻。從而，通過簡易的結構就能夠顯示臨場感高的三維視頻。另外，在本發明的三維視頻顯示裝置中，優選還具備裝入多個上述顯示單元、且能夠懸空的中空的框體，上述旋轉機構在使上述框體懸空的狀態下使上述框體沿以上述中心軸為中心的圓周方向旋轉。
根據上述的結構，不必要在框體內部的中心軸設置用于使各顯示單元旋轉的旋轉機構。從而，觀察者能夠使用框體內部的更寬闊的空間。另外，在本發明的三維視頻顯示裝置中，優選還具備設置于上述左眼用視頻顯示部的上述多個顯示元件的形成面的背面或側面的、用于驅動該左眼用視頻顯示部的驅動器；和設置于上述右眼用視頻顯示部的上述多個顯示元件的形成面的背面或側面的、用于驅動該右眼用視頻顯示部的驅動器。根據上述的結構，能夠在不遮擋來自各顯示部的光的情況下容易地驅動各顯示部。另外，在本發明的三維視頻顯示裝置中，優選還具備設置于上述顯示單元的光的射出面的雙凸透鏡。另外，在本發明的三維視頻顯示裝置中，優選還具備左旋光圓偏振片，其設置于上述左眼用視頻顯示部的上述多個顯示元件的形成面；和右旋光圓偏振片，其設置于上述右眼用視頻顯示部的上述多個顯示元件的形成面。另外，在本發明的三維視頻顯示裝置中，還具備以上述中心軸為中心配置的中空的筒型屏幕，優選上述左眼用視頻顯示部將各上述左眼用像素列投影于上述屏幕進行顯示，上述右眼用視頻顯示部將各上述右眼用像素列投影于上述屏幕進行顯示。根據上述的結構，在筒型的屏幕上能夠顯示臨場感高的三維視頻。在發明的詳細的說明項中說明的具體的實施方式或實施例，是為理解本發明的技術內容的例子，不應局限于這樣的具體例而進行狹義地解釋，在本發明的主旨和所記載的權利要求范圍內，能夠進行各種各樣地變更而實施。產業上的可利用性本發明的三維視頻顯示裝置能夠應用于例如娛樂、醫療現場、或電子目錄、廣告寸。符號說明l、la Id三維視頻顯示裝置4 LED4a 左眼用 LED4b 右眼用 LED5 LED 對6 左眼用LED陣列7 車輪8 右眼用LED陣列9 車輪10 LED 單元11 驅動器12來自左眼用LED的光13 驅動器14來自右眼用LED的光15激光掃描裝置
16聚光用透鏡17,35 屏幕18 雙凸透鏡19、21 左旋光圓偏振片20、22右旋光圓偏振片23 左眼24,26,34 旋轉方向25 右眼27保持板28,29,33 顯示部30 旋轉機構31,37對光線進行掃描的方向(圓筒的上下方向)32,36對光線進行掃描的方向(圓筒的圓周方向)
權利要求
1.一種三維視頻顯示裝置，其特征在于對包括左眼用視頻和右眼用視頻的三維視頻進行顯示，該三維視頻顯示裝置具備 左眼用視頻顯示部，其使構成所述左眼用視頻的多個一列的量的左眼用像素列，按照每個該左眼用像素列，在距規定的中心軸規定的距離的、與該左眼用像素列對應的位置，朝向該中心軸以一定的周期按順序進行顯示；和右眼用視頻顯示部，其使構成所述右眼用視頻的多個一列的量的右眼用像素列，按照每個該右眼用像素列，在距所述中心軸規定的距離的、與該右眼用像素列對應的位置，朝向該中心軸以一定的周期按順序進行顯示。
2.如權利要求1所述的三維視頻顯示裝置，其特征在于，所述左眼用視頻顯示部和所述右眼用視頻顯示部，都具備在縱方向排列的一列的量的多個顯示元件，且構成左右相鄰地排列而成的一個顯示單元，所述三維視頻顯示裝置還具備使所述顯示單元在多個所述左眼用像素列和多個所述右眼用像素列的排列方向旋轉的旋轉機構。
3.如權利要求2所述的三維視頻顯示裝置，其特征在于， 還具備裝入多個所述顯示單元、且能夠懸空的中空的框體，所述旋轉機構在使所述框體懸空的狀態下使所述框體在以所述中心軸為中心的圓周方向旋轉。
4.如權利要求2或3所述的三維視頻顯示裝置，其特征在于，還具備設置于所述左眼用視頻顯示部的所述多個顯示元件的形成面的背面或側面的、用于驅動該左眼用視頻顯示部的驅動器；和設置于所述右眼用視頻顯示部的所述多個顯示元件的形成面的背面或側面的、用于驅動該右眼用視頻顯示部的驅動器。
5.如權利要求2至4中任一項所述的三維視頻顯示裝置，其特征在于 還具備設置于所述顯示單元的光的射出面的雙凸透鏡。
6.如權利要求2至4中任一項所述的三維視頻顯示裝置，其特征在于，還具備 左旋光圓偏振片，其設置于所述左眼用視頻顯示部的所述多個顯示元件的形成面；和左旋光圓偏振片，其設置于所述右眼用視頻顯示部的所述多個顯示元件的形成面。
7.如權利要求1所述的三維視頻顯示裝置，其特征在于 還具備以所述中心軸為中心配置的中空的筒型的屏幕，所述左眼用視頻顯示部將各所述左眼用像素列投影到所述屏幕進行顯示， 所述右眼用視頻顯示部使各所述右眼用像素列投影到所述屏幕進行顯示。
全文摘要
本發明提供一種三維視頻顯示裝置(1)，其LED單元(10)沿著顯示部(28)的上下緣部向箭頭(24)方向旋轉。LED單元(10)具有縱向排列多個LED(4)的左眼用LED陣列(6)和右眼用LED陣列(8)。左眼用LED陣列(6)使構成左眼用圖像的一列的量的像素組一邊旋轉一邊顯示，由此，利用殘像效果顯示左眼用圖像。另一方面，右眼用LED陣列(6)使構成右眼用圖像的一列的量的像素組一邊旋轉一邊顯示，由此，利用殘像效果顯示右眼用圖像。左眼用圖像的光向觀察者的左眼入射，而右眼用圖像的光向觀察者的右眼入射。觀察者遍及自身的周圍360°看到基于兩眼的視差的三維視頻。
文檔編號G02B27/22GK102576156SQ201080046668
公開日2012年7月11日 申請日期2010年10月15日 優先權日2009年10月20日
發明者前田強, 吉田秀史, 柴田諭 申請人:夏普株式會社