JP4568643B2 - 三次元画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、三次元画像表示装置に関し、特に、駆動機構の駆動により発光素子が運動させられることにより三次元画像を表示させる三次元画像表示装置に関する。

近年、立体画像を表示する多数の技術が提示されており、ホログラフィを用いるものや、人間の両目の視差を利用するものなど様々な技術が提案されている。このような立体画像表示技術は、広告等を表示するディスプレイ装置としての利用など、多様な用途に用いられうる。立体画像を表示する装置としては、本出願人が提案する、回転自在な支持部材に表示パネルを配置し、支持部材の回転に伴って表示パネル上の発光素子を予定の位置で三次元画像に対応させて点灯させることで、三次元画像を観察可能にしたものなどがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−４０６６７号公報

本出願人の提案する三次元画像表示装置に表示される三次元画像は、従来の他の方式により表示される立体画像に比較して、より多くの方向から観察可能である。たとえば、支持部材の外部のどの方向からも、看者は三次元画像を観察することができる。しかし、実用化に際しては、たとえば臨場感のある三次元画像を表示できる等の、より多様な映像表現を可能とすることが望まれる。

そこで、本発明は、上述の事情を鑑みてなされたものであり、実用的な三次元画像表示装置を実現するための一つの観点として、多様な映像表現を可能とする三次元画像表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の三次元画像表示装置は、駆動機構と、発光素子を含み、駆動機構の駆動により運動させられる発光表示部と、光が投射される投射面を含み、発光表示部の運動により画定される発光表示可能領域と投射面とが、投射面を観察したときに重なって観察されるように配設される投射表示部と、を備える。

この態様によれば、発光表示可能領域に表示される画像と投射面に表示される画像とが重ね合わされた三次元画像を観察することができる。このように異なる画像表示方式を併用することにより、より多様な映像表現が可能となり、たとえば、臨場感のある三次元画像を表示することが可能となる等、実用的な三次元画像表示装置が提供される。

発光表示部は、所定の回転軸周りに回転させられ、投射表示部は、投射面の少なくとも一部が発光表示部よりも回転軸に近接して配設されてもよい。このようにすれば、発光表示部により表示される画像よりも回転半径方向に関して内側に設けられた投射表示部に画像を表示することができるので、たとえば、発光表示部に表示される画像の背景を投射表示部に表示する等、臨場感のある三次元画像を表示することが可能となる。

発光表示部は、回転軸からの距離が異なる複数の発光素子を含み、投射表示部は、発光表示部により表示される三次元画像の背景を所定の画像投影機から画像が投影されることにより表示してもよい。このようにすれば、発光表示部により三次元画像を表示しつつ投射表示部により三次元画像の背景を表示することができるので、現実の世界により近似して見える三次元画像が表示される。よって、臨場感のある三次元画像を観察することができるようになる。

発光表示部は、発光素子の周囲に露出された発光素子支持面を含み、投射表示部の投射面の反射輝度は、発光素子支持面の反射輝度よりも高くてもよい。このようにすれば、投射面に向けられた光束を発光表示部の回転により発光素子支持面が通過するときに、投射面によって反射される光のほうが、発光素子支持面によって反射される光よりも強くなる。このため、発光表示部に表示される画像と投射表示部に表示される画像とが重なり合った三次元画像を、より明瞭に観察することができる。

また、投射面に画像を投影する画像投影機をさらに備えてもよい。この態様によっても、発光表示可能領域に表示される画像と投射面に投影される画像とが重なり合った画像を観察することができる。

また、本発明の三次元画像表示装置は、駆動機構と、所定の回転軸周りに回転可能に駆動機構に連結された支持部材と、駆動機構の駆動に伴って支持部材とともに回転軸の周りを回転する複数の発光素子を含み、複数の発光素子の回転により発光表示可能領域を画定する発光素子列と、発光表示可能領域に包囲されるように回転軸の近傍に配設されるスクリーンと、を備えてもよい。

この態様によれば、回転軸の近傍に配設されるスクリーンを包囲する発光表示可能領域に、発光素子列の回転により画像が表示される。このとき、観察者は、発光素子列により発光表示可能領域に表示される画像の背後にスクリーンを見ることができる。したがって、発光素子列とスクリーンとを併用して、より多様な映像表現をすることが可能となる。

本発明によれば、たとえば臨場感のある三次元画像を表示させる等、多様な映像表現が可能となる。

以下、引き続き図面を参照して本発明の実施の形態（以下、実施形態という）について説明する。図１は、本実施形態に係る三次元画像表示装置１００に三次元画像を表示した状態を示す模式図である。本実施形態に係る三次元画像表示装置１００の構成および作用の理解を容易にするために、まず最初に図１を参照して、三次元画像表示装置１００の動作中の状態を説明する。

三次元画像表示装置１００は、ベース２、テーブル３、スクリーン２５、および画像投影機３０を含んで構成される。円板状のテーブル３は、ベース２に対して回転自在に連結されている。テーブル３は、図２を参照して後述するように、ベース２の内部に設けられた駆動機構によって、円板状のテーブル３の中心軸を回転軸として回転方向Ｔに回転させられる。

円筒形のスクリーン２５は、テーブル３の回転軸と同軸にテーブル３の上面の中心部に固定されている。スクリーン２５の円筒面には、投影面２７が形成されている。矢印Ｐで示されるように、投影面２７に向けて画像投影機３０から画像が投影される。画像投影機３０は、投影面２７の大きさに相当する画像を投影することができるように、スクリーン２５から離隔して配設されている。

テーブル３の上面においては、さらに、スクリーン２５の外側からテーブル３の外周部にわたって、図２および図３を参照して後述するように、複数の表示板１６が固定されている。各々の表示板１６には、複数の発光ダイオードユニット４２が固定されている。複数の表示板１６が、テーブル３とともに回転させられることにより、スクリーン２５の外側にスクリーン２５を包囲するようにドーナツ状の発光表示可能領域３５が画定される。したがって、投影面２７を観察したときに、投影面２７と発光表示可能領域３５とは重なって観察される。なお、図において、発光表示可能領域３５は、一点鎖線に囲まれる領域として示される。また、各表示板１６は三次元画像表示装置１００の動作中には高速に回転しているために、図１においては示されていない。

発光表示可能領域３５において、複数の発光ダイオードユニット４２の各々は、テーブル３の回転とともに、表示されるべき三次元画像に対応して明滅する。そうすると、残像効果により発光表示可能領域３５に三次元画像を観察することができる。そして、本実施形態では、発光表示可能領域３５に表示される三次元画像の背景が、スクリーン２５の投影面２７に画像投影機３０から投影される。

たとえば、図１に示されるように、発光表示可能領域３５には自動車８０の三次元画像を表示し、スクリーン２５には、その背景となる山々や青空、太陽などの静止画を表示することができる。そうすると、背景が表示されることにより、単に自動車８０のみを表示するのと比較して、臨場感のある三次元画像を観察することができる。あるいは、発光表示可能領域３５に魚が泳いでいる様子を三次元の動画で表示し、それとともに背景となる水中の画像をスクリーン２５に表示して、水中を泳ぐ魚を臨場感のある三次元画像として表示することもできる。

次に、図２および図３を参照して、本実施形態に係る三次元画像表示装置１００の構成および作用を詳細に説明する。図２は、本実施形態に係る三次元画像表示装置１００の回転軸を含む断面を示す概略断面図である。図３は、本実施形態における表示板１６の平面配置を示す平面図である。

ベース２は円板状の天板２１および底板２２と、天板２１および底板２２をそれらの外周部において固定して接続する円筒状の側板２３とを有する。テーブル３の中心部からは、テーブル３の中心部に上端を固定された回転伝達軸５が下方に延びている。回転伝達軸５は、天板２１を貫通してベース２の内部へ下方に延びる。回転伝達軸５の上部は、天板２１に固定された軸受６により天板２１に回転自在に支持される。回転伝達軸５の下部は、底板２２に固定された軸受６により底板２２に回転自在に支持される。

回転伝達軸５の中央部にはギヤ７が同軸に結合される。ギヤ７には、モータ用ピニオン９が回転運動を伝達することができるように噛み合わされている。底板２２にはモータ８が固定されている。モータ用ピニオン９はモータ８の出力軸に同軸に固定され、モータ８の駆動により回転させられる。また、ギヤ７には、エンコーダ用ピニオン１１が回転運動を伝達することができるように噛み合わされている。エンコーダ用ピニオン１１は、底板２２に固定されたロータリエンコーダ１０に回転運動を伝達することができるように同軸に固定されている。本実施形態においては、回転伝達軸５、ギヤ７、軸受６、モータ用ピニオン９、およびモータ８によりテーブル３を回転させる駆動機構が構成される。

このように構成されることにより、モータ８が駆動されるとモータ用ピニオン９が回転させられる。モータ用ピニオン９の回転は、ギヤ７を介して、回転伝達軸５に伝達される。回転伝達軸５はベース２に回転自在に支持されるとともに、テーブル３の中心部に固定されている。したがって、回転伝達軸５の回転により、テーブル３は、回転伝達軸５を回転軸として図３に示される回転方向Ｔに回転させられる。そして、スクリーン２５および各表示板１６は、テーブル３とともに回転させられる。また、テーブル３の回転角度は、ギヤ７およびエンコーダ用ピニオン１１を介して、ロータリエンコーダ１０により検出される。なお、テーブル３は、例えば、６００ｒｐｍで回転させられる。

さて、テーブル３の上には、スクリーン２５および複数の表示板１６が固定されている。テーブル３はスクリーン２５および表示板１６の支持部材である。各表示板１６は、テーブル３の回転軸と平行な方向にテーブル３の上面から上方に垂直に延びている。各表示板１６には、複数の発光ダイオードユニット４２がテーブル３の回転軸と平行な方向に一列に並べられている。各表示板１６は、三次元画像表示装置１００の仕様に応じて必要な個数の発光ダイオードユニット４２を並べることができるような長さと幅を有する。各表示板１６の発光ダイオードユニット４２が並べられた面は、テーブル３の半径方向外側を向いている。

なお、各表示板１６の外部に露出した表面は黒色とされている。これは、各発光ダイオードユニット４２から発せられる光と、各発光ダイオードユニット４２の周囲において外部に露出した各表示板１６の表面とのコントラストを高めて、表示される三次元画像を観察しやすくするためである。また、各表示板１６が画像投影機３０により方向Ｐからスクリーン２５に向けて投影される画像をテーブルの回転により通過するときに、各表示板１６の表面に映される画像が目立たないようにするためでもある。

複数の発光ダイオードユニット４２の各々は、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、および青色発光ダイオードを含み、赤色、緑色、および青色の三原色を適宜発光することにより任意の色の光を発光することが可能となるように構成されている。

図３に示されるように、テーブル３の上には複数の表示板１６からなる第１表示板群５１および第２表示板群５２が配置される。第１表示板群５１においては、最も回転軸に近接した表示板（以下、これを「第１最内部表示板」という。他の表示板群においても同様とする。）６１から最も回転軸から離隔した表示板（以下、これを「第１最外部表示板」という。他の表示板群においても同様とする。）７１へと順に、角度が一定量増加するたびに回転軸からの距離も一定量増加して外周部に近づいていくように、各表示板１６は、らせん状に配列されてテーブル３上に固定されている。たとえば、角度は８度ずつ増加し、回転中心からの距離は７ｍｍずつ増加する。第２表示板群５２の各表示板１６も、第１表示板群５１と同様にテーブル３上に固定されている。

第１最内部表示板６１および第２最内部表示板６２は、ともにテーブル３の回転軸からの距離が等しく、１８０度の角度間隔で、回転軸に関して対称に設けられている。第１最外部表示板７１および第２最外部表示板７２も、同様に、回転軸に関して対称に設けられている。同様に、他の表示板１６のそれぞれにも、回転軸に関して対称に設けられた表示板１６が存在する。すなわち、第１表示板群５１と第２表示板群５２とは、回転軸に関して対称に配置されている。

モータ８の回転に伴い、テーブル３とともに各表示板１６が回転させられると、各表示板１６の高さ、第１最内部表示板６１および第２最内部表示板６２の回転半径、および第１最外部表示板７１および第２最外部表示板７２の回転半径により画定されるドーナツ状領域が、各発光ダイオードユニット４２の明滅により三次元画像を表示することができる発光表示可能領域３５となる。

スクリーン２５は、円筒状に形成され、その中心軸をテーブル３の回転軸と一致させてテーブル３上に固定されている。スクリーン２５の半径方向外側を向く面には、画像投影機３０から投影される画像を表示するための投影面２７が形成されている。投影面２７が第１最内部表示板６１および第２最内部表示板６２よりもテーブル３の回転軸に近接するように、スクリーン２５は配設されている。投影面２７を観察したときに、投影面２７と発光表示可能領域３５とは重なって観察される。

なお、投影面２７の反射輝度は、画像投影機３０から投影される画像を明瞭に表示することができるように、各表示板１６の外部に露出した表面の反射輝度よりも高くなるように表面の材質や色が選択される。なお、ここで、反射輝度とは、投影面２７に垂直に光を投射したときに反射してくる光の輝度をいう。

図２に示されるように、テーブル３の上には、さらに、各発光ダイオードユニット４２を制御するためのマイクロコンピュータやその周辺要素を含む制御装置１７が設けられる。また、テーブル３の中心部には、制御装置１７に電源やロータリエンコーダ１０からの信号を供給するためのロータリコネクタ１８が設けられる。

ロータリコネクタ１８は、回転部４８と固定部４９とを含んで構成される。図示されない電源等から各表示板１６や制御装置１７等に接続される給電等のケーブルは、中空とされた回転伝達軸５の内部に設けられるケーブル導入部５０を通じてロータリコネクタ１８の固定部４９に接続される。ロータリコネクタ１８の固定部４９と回転部４８とは、電気的に接続された状態で所定の軸周りに互いに回転自在に接続されている。ロータリコネクタ１８の回転部４８と各表示板１６等とは図示されないケーブルで接続される。回転部４８が回転伝達軸５と同軸に配設されるように、固定部４９はケーブル導入部５０に固定される。

このため、テーブル３が回転しても、ケーブル導入部５０に固定された固定部４９は回転しない。一方、回転部４８は、テーブル３に固定された各表示板１６等とケーブルで接続されているので、テーブル３の回転に伴って回転する。回転部４８と固定部４９とは電気的に接続されているので、テーブル３の回転中であっても各表示板１６等に給電等を行うことができる。

このように構成されることにより、テーブル３がモータ８等からなる駆動機構により回転させられる間、制御装置１７は、ロータリエンコーダ１０により検出されたテーブル３の回転角度に基づいて、各表示板１６上の各発光ダイオードユニット４２を、表示されるべき三次元画像に対応させて点灯または消灯させるように、それぞれの発光ダイオードユニット４２に制御信号を送信する。その結果、テーブル３上の発光表示可能領域３５には、三次元画像表示装置１００の外部のどの方向からでも観察することができる三次元画像が表示される。それとともに、スクリーン２５の投影面２７に向けて画像投影機３０から、発光表示可能領域３５に表示される三次元画像の背景となる画像が投影される。

本実施形態においては、テーブル３が高速に回転させられるために各表示板１６は視認されにくいので、各表示板１６により発光表示可能領域３５に表示される三次元画像は、発光表示可能領域３５の内部の空間に浮かんでいるように見える。よって、仮に円筒状のスクリーン２５が設けられていなければ、視線方向において三次元画像表示装置１００を越えたところに存在し三次元画像とは何ら関係のない物が視界に入ってしまうことがある。

ところが、本実施形態においては、視線方向においてスクリーン２５の手前に表示される三次元画像を観察するときに、三次元画像表示装置１００を越えたところに存在する無関係な物が視界に入ることがスクリーン２５によって抑制される。投影面２７が発光表示可能領域３５に重なって観察されるように配設されているためである。したがって、表示される三次元画像を観察するときに無関係の物が視界に入りにくくなるので、観察者はより臨場感をもって三次元画像を観察することができる。そして、発光表示可能領域３５に表示される三次元画像の背景を投影面２７に投影すれば、より一層の臨場感のある画像を観察者は観察することができる。

また、本実施形態では、発光表示可能領域３５に三次元の動画を表示し、投影面２７に背景となる静止画を表示している。このとき、残像効果を利用して発光表示可能領域３５に画像を表示しているので、発光表示可能領域３５には、静止画よりも動画を観察しやすく表示できる傾向がある。一方、投影面２７に表示される画像は、画像投影機３０を適宜選択することにより、明瞭な静止画を表示することも可能である。このように、本実施形態においては、発光による表示と投影による表示とを併用することによって、静止画と動画とを組み合わせた三次元画像を観察しやすく表示することができる。

また、投影面２７はテーブル３と同軸に回転する円筒面であるので、投影面２７はテーブル３の回転方向の全周にわたって連続しており、かつ、テーブル３の回転中において画像投影機３０と投影面２７との距離は一定である。よって、あたかも静止している投影面２７に画像を投影しているかのように、投影面２７上には明瞭に画像が表示される。

次に、図４を参照して、本実施形態の第１の変形例を説明する。図４は、本実施形態の第１の変形例に係る三次元画像表示装置１００の回転軸を含む断面を示す概略断面図である。本変形例においては、スクリーン２５および画像投影機３０のかわりに、天井カバー３７に固定された円筒表示板２６が用いられる。先に説明した本実施形態と同様の箇所については、説明を適宜省略する。

本変形例における三次元画像表示装置１００は、ベース２の上に固定された天井カバー３７および側面カバー３８と、天井カバー３７に固定された円筒表示板２６とを含む。天井カバー３７は、ベース２の天板２１と同様の大きさの円板状に形成されている。側面カバー３８は、回転伝達軸５と同軸の円筒状に形成されている。側面カバー３８の内部の円柱状空間の半径は、テーブル３の回転を妨げないように、テーブル３の半径よりも若干長くなっている。側面カバー３８の下端は、ベース２の天板２１の上面の外周部に固定され、側面カバー３８の上端は、天井カバー３７の下面の外周部に固定されている。天井カバー３７および側面カバー３８は、表示される三次元画像を観察することができるように、ガラス、アクリル樹脂等の透明な材料で形成されている。

天井カバー３７の下面の中心部には、円筒表示板２６が固定されている。円筒表示板２６は、テーブル３の回転軸と同軸の円筒状に形成されている。円筒表示板２６は、第１最内部表示板６１および第２最内部表示板６２よりもテーブル３の回転軸に近接して配設されている。

円筒表示板２６は、天井カバー３７の下面の中心部からテーブル３に向けて下方に延びている。円筒表示板２６および各表示板１６のそれぞれの回転軸方向の長さはほぼ等しい。テーブル３および各表示板１６の回転を妨げないように、円筒表示板２６の下端とテーブル３とは接触していないし、各表示板１６の上端と天井カバー３７とは接触していない。

また、円筒表示板２６の半径方向外側を向く面には、複数の発光ダイオードユニット４２が固定されている。複数の発光ダイオードユニット４２は、円筒表示板２６の上端から下端までテーブル３の回転軸と平行に一列に配列され、さらに、この一列に配列された発光ダイオードユニット４２が、円筒状の表面の全周にわたって配列されている。したがって、天井カバー３７および側面カバー３８の外側から円筒表示板２６の表面を観察したときに、発光表示可能領域３５と円筒表示板２６の画像表示可能領域とは、重なって観察される。

このように構成することにより、テーブル３の回転中に制御装置１７が各表示板１６および円筒表示板２６に設けられた発光ダイオードユニット４２を明滅させると三次元画像が表示される。このとき円筒表示板２６には、各表示板１６に表示される三次元画像の背景を表示することができる。

本変形例においては、円筒表示板２６は、各表示板１６よりも回転軸に近接して配設されているので、他の表示板１６から発せられる光を円筒表示板２６が遮ることがない。よって、円筒表示板２６の表面の全域に発光ダイオードユニット４２を密集させて配列することが可能であるので、円筒表示板２６は、各表示板１６により表示される三次元画像の背景を鮮明に表示することができる。

画像投影機３０およびスクリーン２５を用いる場合には、画像投影機３０からの光が投射されるスクリーン２５上の領域にしか画像が表示されないが、本変形例においては、円筒表示板２６の表面の全域に発光ダイオードユニット４２を配列することができるので、円筒表示板２６の表面の全域に画像を表示することができる。なお、もちろん、たとえば表示される画像を特定の方向から観察する場合には、その特定の方向に対応した一部の表面にだけ発光ダイオードユニットを設けてもよい。

また、円筒表示板２６は天井カバー３７に固定されており回転しないので、スクリーン２５をテーブル３に固定するのに比べてモータ８への負荷が小さい。さらに、画像投影機３０を設置する必要がないので、三次元画像表示装置を小型化し、コストを低減することができる。

次に、図５を参照して、本実施形態の第２の変形例を説明する。図５は、本実施形態の第２の変形例に係る三次元画像表示装置１００に三次元画像を表示した状態を示す模式図である。第２の変形例においては、第１の変形例と同様に天井カバー３７および側面カバー３８が設けられ、スクリーン２５は天井カバー３７に固定されている。図５においては、理解を容易にするために天井カバー３７および側面カバー３８は図示しない。なお、先に説明した本実施形態と同様の箇所については、説明を適宜省略する。

第２の変形例においては、スクリーン２５は平板状に形成される。スクリーン２５の上端は、天井カバー３７の下面の中心部に固定される。スクリーン２５は、天井カバー３７の中心部からテーブル３の上面の中心部に向けて延びている。スクリーン２５の下端とテーブル３の上面との間にはテーブル３の回転を妨げないように間隙が設けられ、スクリーン２５とテーブル３とは接触していない。

また、第１最内部表示板６１および第２最内部表示板６２の回転を妨げないように、スクリーン２５は第１最内部表示板６１および第２最内部表示板６２よりも回転半径方向において内側に設けられる。ロータリコネクタ１８は、テーブル３の上面に固定してもよいが、スクリーン２５の回転軸方向の長さを長くしたいときには、たとえば回転伝達軸５の下端側に設けてもよい。

スクリーン２５の一方の面には投影面２７が形成される。スクリーン２５は発光表示可能領域３５に包囲されているため、投影面２７とドーナツ状の発光表示可能領域３５とは重なって観察される。表示される三次元画像の背景となる画像が画像投影機３０から投影面２７に投影される。なお、スクリーン２５の両面に投影面２７を形成し、それぞれの投影面に画像が投影されるようにしてもよい。

スクリーン２５は天井カバー３７に固定されており、テーブル３とは接触していないので、テーブル３が回転してもスクリーン２５は回転しない。よって、投影面２７に背景を鮮明に表示することができる。スクリーン２５が円筒形である場合には、投影される画像が湾曲してしまうが、本変形例ではスクリーン２５は平板であるので投影される画像が湾曲しない点で好ましい。

本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、各実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。以下、そうした例をあげる。

本実施形態においては、発光素子として発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いたが、これに限られず、たとえば、有機ＥＬや液晶を用いた表示器など、画像を表示するための画素として光を発することができるものであればよい。また、本実施形態では、三原色の発光により所望の色の光を発することができるようにされているが、これに限られず、たとえば、単色の発光であってもよい。

また、本実施形態においては、投射面としての投影面２７は、発光表示部としての各表示板１６の回転により画定される発光表示可能領域３５よりも回転軸に近接して設けられているが、これに限られない。投射面を観察したときに発光表示可能領域３５と投射面とが重なって観察されるように投射表示部が設けられていればよい。

たとえば、発光表示可能領域３５の内部に包含されて投射面が設けられてもよい。一例として、各表示板１６の回転半径方向外側を向く面等の発光表示部において外部に露出された面に投射面を形成してもよい。

また、投射表示部を発光表示部よりも回転軸から離隔して設けてもよい。たとえば、回転軸の近傍から投射表示部を観察したときに発光表示可能領域と投射面とが重なって観察されるように、発光表示部を包囲するように投射表示部を設けてもよい。

あるいは、発光表示部を支持する、たとえばテーブル３等の支持部材の表面に投射面を形成してもよい。

また、本実施形態においては、投影面２７は、回転軸方向から見たときの断面が円形であるが、これに限られない。たとえば、直線、あるいは菱形等の多角形であってもよいし、楕円等の曲線であってもよく、適宜選択することができる。また、投射面が回転方向の全周にわたって連続に設けられると、投射面が発光表示部とともに回転しない場合であっても任意の方向から光を投射することができるので好ましい。投射面が発光表示部とともに回転する場合には、投射面は回転に伴って所定の頻度で任意の方向を向くので、投射面は回転方向の全周にわたって設けられていない不連続な形状であってもよい。

投射表示部に背景を表示する場合には、投射面の全部が発光表示部よりも回転軸に近接して設けられている必要はなく、投射面の少なくとも一部が発光表示部よりも回転軸に近接して設けられていればよい。この場合には、発光表示部よりも回転軸に近接して設けられた投射面の一部分に、背景に相当する画像を表示させることが好ましい。

本実施形態においては、画像投影機３０は、スクリーン２５の外部から投影面２７に向けて画像を投影しているが、スクリーン２５の内部に画像投影機３０を設けてスクリーン２５の内面に投射面を形成し、画像を投影してもよい。この場合には、スクリーン２５の内部に投影された画像を外部から観察することができるように、いわゆるリアタイプスクリーンを用いることが好ましい。

本実施形態の変形例のように天井カバー３７および側面カバー３８等のカバーを設けた場合に、画像をカバーの外部から投影するときは、カバーの表面に、たとえば反射防止膜を形成する等の反射防止処理を行うことが好ましい。

また、本実施形態では一つの画像投影機３０が設けられているが、これを複数設け、発光表示部の回転方向に関して投射表示部の全周に画像が表示されるようにしてもよい。

本実施形態においては、投射面として円筒形のスクリーン２５の投影面２７を用い、画像投影機３０から投影面２７に画像を投影したが、これに限られない。たとえば、画像投影機３０を用いずに、表示したい特定の画像が予め描かれたスクリーン等の表示部を採用することもできる。この場合、表示部の一方の表面から他方の表面に光が透過可能であって、一方の表面が投射面として形成されたスクリーンと、投射面に光を投射するバックライト投射機とを用いてもよい。このようにすれば、バックライト投射機から光を投射してスクリーンに描かれた画像の視認性を高めることができる。

また、本実施形態においては、発光表示部としての各表示板１６は、駆動機構により回転させられて発光表示可能領域３５を画定するようになっているが、本発明はこれに限られず、駆動機構の駆動により運動させられて発光表示可能領域を画定するものであればよい。発光表示部が、例えば、レーストラック状等の、周回運動をさせられることにより発光表示可能領域３５を画定するものであってもよいし、あるいは、発光表示部が往復動することにより発光表示可能領域３５を画定するものであってもよい。

本実施形態に係る三次元画像表示装置に三次元画像を表示した状態を示す模式図である。 本実施形態に係る三次元画像表示装置の回転軸を含む断面を示す概略断面図である。 本実施形態における表示板の平面配置を示す平面図である。 本実施形態の第１の変形例に係る三次元画像表示装置の回転軸を含む断面を示す概略断面図である。 本実施形態の第２の変形例に係る三次元画像表示装置に三次元画像を表示した状態を示す模式図である。

符号の説明

２ ベース、 ３ テーブル、 ８ モータ、 １６ 表示板、 １７ 制御装置、 ２５ スクリーン、 ２６ 円筒表示板、 ２７ 投影面、 ３０ 画像投影機、 ３５ 発光表示可能領域、 ４２ 発光ダイオードユニット、 １００ 三次元画像表示装置。

Claims (5)

1. 駆動機構と、
   発光素子を含み、前記駆動機構の駆動により回転軸周りに回転させられる発光表示部と、
   前記発光表示部により表示される三次元画像の背景を表示するための投射表示部であって、光が投射される投射面を含み、前記発光表示部の回転運動により画定される発光表示可能領域と前記投射面とが前記投射面を観察したときに重なって観察され、前記投射面は前記発光表示可能領域に包囲され前記回転軸を包囲し、前記発光表示可能領域の背後の視界を遮るように配設される投射表示部と、
   を備えることを特徴とする三次元画像表示装置。
2. 前記発光表示部は、前記発光素子の周囲に露出された発光素子支持面を含み、
   前記投射表示部の前記投射面の反射輝度は、前記発光素子支持面の反射輝度よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の三次元画像表示装置。
3. 前記投射面に画像を投影する画像投影機をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の三次元画像表示装置。
4. 駆動機構と、
   所定の回転軸周りに回転可能に前記駆動機構に連結された支持部材と、
   前記駆動機構の駆動に伴って前記支持部材とともに前記回転軸の周りを回転する複数の発光素子を含み、前記複数の発光素子の回転により発光表示可能領域を画定する発光素子列と、
   前記発光表示可能領域に表示される三次元画像の背景を表示し前記発光表示可能領域の背後の視界を遮るために設けられており、前記発光表示可能領域に包囲され前記回転軸を包囲するスクリーンと、
   を備えることを特徴とする三次元画像表示装置。
5. 前記回転軸からの放射方向において互いに異なる位置に配設された複数の前記発光素子列と、前記スクリーンに画像を投影する画像投影機とをさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の三次元画像表示装置。

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