JP5354252B2 - 立体ディスプレイ製造システム、立体ディスプレイシステムおよび立体ディスプレイシステムの製造方法 - Google Patents
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この立体ディスプレイ製造システムにおいては、立体ディスプレイの製造時に、要素表示面が補正用画像制御手段により制御され、空間光変調器の複数の画素のうち第1の方向に沿った1または複数の画素列が順に点灯するとともに第1の方向に垂直な第2の方向に沿った1または複数の画素列が順に点灯する。それにより、要素表示面に複数種類の補正用画像が順に表示される。第1の方向に沿った1または複数の画素列が点灯するごとに要素表示面が撮影手段により撮影される。また、第2の方向に沿った1または複数の画素列が点灯するごとに要素表示面が撮影手段により撮影される。それにより、複数種類の撮影画像が得られる。これらの撮影画像には、点灯する空間光変調器の画素から発せられる光の分布が現れる。
撮影手段と空間光変調器との位置関係および撮影手段による複数種類の撮影画像上で空間光変調器の各画素に対応する最も光度が高い位置に基づいて、光線制御子アレイの各光線制御子の実際の位置が算出される。上記のようにして得られた複数種類の撮影画像を用いることにより、第1の方向および第2の方向における各光線制御子の実際の位置を効率良く特定することができる。算出された各光線制御子の実際の位置に基づいて、空間光変調器に対する光線制御子アレイの予め設定された位置と空間光変調器に対する光線制御子アレイの実際の位置とのずれ量が修正データ算出手段により修正データとして算出される。算出された修正データは、記憶手段により記憶される。
立体ディスプレイによる立体画像の提示動作時には、記憶手段に記憶された修正データを用いて立体画像データが立体画像制御手段により作成される。そして、作成された立体画像データに基づいて立体画像を提示するように空間光変調器が立体画像制御手段により制御される。
このように、光線制御子アレイの予め設定された位置と実際の位置とのずれ量に応じて立体画像を提示するための立体画像データが作成される。したがって、光線制御子アレイと空間光変調器との厳密な位置合わせを行う必要がなく、光線制御子アレイの位置が予め設定された位置からずれている場合でも、適正な立体画像を提示することができる。
この製造方法においては、空間光変調器の複数の画素のうち第1の方向に沿った1または複数の画素列が順に点灯するとともに第1の方向に垂直な第2の方向に沿った1または複数の画素列が順に点灯することにより、要素表示面に複数種類の補正用画像が順に表示される。第1の方向に沿った1または複数の画素列が点灯するごとに要素表示面が撮影手段により撮影される。また、第2の方向に沿った1または複数の画素列が点灯するごとに要素表示面が撮影手段により撮影される。それにより、複数種類の撮影画像が得られる。これらの撮影画像には、点灯する空間光変調器の画素から発せられる光の分布が現れる。
撮影手段と空間光変調器との位置関係および撮影手段による複数種類の撮影画像上で空間光変調器の各画素に対応する最も光度が高い位置に基づいて、光線制御子アレイの各光線制御子の実際の位置が算出される。上記のようにして得られた複数種類の撮影画像を用いることにより、第1の方向および第2の方向における各光線制御子の実際の位置を効率良く特定することができる。算出された各光線制御子の実際の位置に基づいて、空間光変調器に対する光線制御子アレイの予め設定された位置と空間光変調器に対する光線制御子アレイの実際の位置とのずれ量が修正データとして算出される。算出された修正が、記憶手段により記憶される。
この場合、立体ディスプレイによる立体画像の提示動作時に、記憶手段に記憶された修正データを用いて立体画像制御手段が立体画像データを作成し、作成した立体画像データに基づいて立体画像を提示するように空間光変調器を制御することができる。
これにより、光線制御子アレイの予め設定された位置と実際の位置とのずれ量に応じて立体画像を提示するための立体画像データを作成することができる。したがって、光線制御子アレイと空間光変調器との厳密な位置合わせを行う必要がなく、光線制御子アレイの位置が予め設定された位置からずれている場合でも、立体ディスプレイにより適正な立体画像を提示することが可能になる。
図1は本発明の一実施の形態に係る立体ディスプレイシステムにおける立体ディスプレイを示す模式的外観図である。
次に、立体ディスプレイ1に立体画像3を提示するための立体画像データの作成方法について説明する。図5は立体画像3を提示するための立体画像データの作成方法を説明するための図である。
立体ディスプレイシステムおよび立体ディスプレイ製造システムの構成について説明する。
(4−1)観察点と光度との関係
観察点と光度との関係について説明する。図8は、観察点と光度との関係について説明するための模式図である。ここで、光度とは、各観測点で得られる光の強さをいう。
図9は、撮影装置101、レンズアレイ22および空間光変調器21の位置関係を示す模式図である。図9においては、撮影装置101の視野が仮想平面VPで示される。仮想平面VPは、撮影装置101の撮影画像に対応している。仮想平面VPを通って撮影装置101の撮影中心点Pcに向かう光が、撮影装置101の撮影画像上に現れる。
図10は、撮影装置101の撮影画像上における光度の分布について説明するための図である。図10(a)には、撮影装置101、レンズ220および空間光変調器21の位置関係が示される。図10(b)には、空間光変調器21の各画素を点灯させた際に撮影装置101の撮影画像上に現れる光度の分布を示す図である。図10(b)において、縦軸は光度を示し、横軸は撮影画像上の座標を示す。
(5−1)各座標系の定義
ここで、撮影装置座標系、撮影画像座標系、LCD座標系、レンズ座標系およびワールド座標系を定義する。図11は、撮影装置座標系、撮影画像座標系、LCD座標系、レンズ座標系およびワールド座標系の関係について説明するための模式図である。
(5−2−1)レンズ座標系
図12は、レンズ座標系Ceおよびワールド座標系Cwの関係を説明するための模式図である。図12に示すように、ワールド座標系Cwに対するレンズ座標系Ceのずれ量は、パラメータex,ey,ez,eθで表される。パラメータex、ey、ezは、ワールド座標系Cwの原点Owに対するレンズ座標系Ceの原点OeのXw軸方向のずれ量、Yw軸方向のずれ量およびZw軸方向のずれ量を表す。また、パラメータeθは、ワールド座標系CwのXw軸およびYw軸に対するレンズ座標系CeのXe軸およびYe軸の傾斜角を表す。ここで、空間光変調器21とレンズアレイ22との平行関係を保つことは比較的容易であるため、ワールド座標系CwのZw軸と、レンズ座標系CeのZe軸とが平行であるとすることができる。
上記のように、ワールド座標系Cwは、空間光変調器21に対して予め定められたレンズアレイ22の理想的な位置を基準に定められる。そのため、LCD座標系Clとワールド座標系Cwとは一義的な関係を有し、LCD座標系Clをワールド座標系Cwに一義的に変換することができる。したがって、空間光変調器21の各画素の位置は、撮影画像座標系Ciの座標からワールド座標系Cwの座標に一義的に変換することができる。
計測演算部102および表示制御部5の動作について説明する。図13〜図15は、計測演算部102の動作を示すフローチャートであり、図16は、表示制御部5の動作を示すフローチャートである。
このように、本実施の形態では、立体ディスプレイシステム10の製造時に、撮影装置101の撮影画像に基づいて計測演算部102によりレンズアレイ22の位置ずれに関するパラメータex,ey,ez,eθの値が求められる。
上記実施の形態では、計測演算部102によるレンズ座標算出処理において、空間光変調器21の画素を順に1つずつ点灯させ、各画素を点灯させた状態を全て撮影装置101により撮影する。本例では、空間光変調器21の画素を順に1つずつ点灯させる代わりに、補正用画像を空間光変調器21に表示させる。
図17は、補正用画像の一例を示す平面図である。図17に示すように、補正用画像ID1,ID2においては、ストライプ状に空間光変調器21の画素が点灯される。
本実施の形態では、空間光変調器21に対するレンズアレイ22の位置合わせを手作業または製造用ロボットにより一定以上の精度で行う。具体的には、レンズアレイ22の全てのレンズ220に関して、理想的な位置から1レンズピッチ以上ずれないように位置合わせを行う。
図19は、補正用画像ID1,ID2を用いたレンズ座標算出処理のフローチャートである。図19のレンズ座標算出処理について、図14のレンズ座標算出処理と異なる点を説明する。
本実施の形態では、全てのレンズ220が理想的な位置から1レンズピッチ以上ずれないようにレンズアレイ22の位置合わせを行うとともに、補正用画像ID1,ID2を用いて各レンズ220のレンズ座標を算出する。この場合、上記ように各画素を1つずつ点灯させて各レンズ220のレンズ座標を算出する場合と比べて、撮影装置101による撮影回数を大幅に削減することができる。それにより、立体ディスプレイシステム10の製造時に要する時間を大幅に短縮することができる。
一般的に、LCD等の表示装置の1ドットは、RGB(red, green, blue)の3つのサブピクセルにより構成される。3つのサブピクセルは、ストライプ状または三角形状に配置される。3つのサブピクセルがストライプ状に配置されている場合、Xl軸方向およびYl軸方向の一方における画素ピッチが他方における画素ピッチの3分の1程度になる。そのため、上記の補正用画像ID1,ID2を用いる場合、補正用画像ID1,ID2の一方が他方に対して3倍の種類必要になる。
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
2 要素表示面
5 表示制御部
6 記憶部
10 立体ディスプレイシステム
21 空間光変調器
22 レンズアレイ
101 撮影装置
102 計測演算部
220 レンズ
Claims (3)
- 要素表示面により構成される立体ディスプレイと、
前記立体ディスプレイの製造時に補正用画像を表示するように前記要素表示面を制御する補正用画像制御手段と、
前記補正用画像が表示された状態の前記要素表示面を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段により得られた撮影画像に基づいて修正データを算出する修正データ算出手段と、
前記修正データ算出手段により算出された前記修正データを記憶する記憶手段と、
立体画像を提示するための立体画像データに基づいて立体画像を提示するように前記要素表示面を制御する立体画像制御手段とを備え、
前記要素表示面は、
光を発生する複数の画素により構成される空間光変調器と、
複数の光線制御子からなり、前記空間光変調器の各画素から発生される光の方向を制御する光線制御子アレイとを含み、
前記補正用画像制御手段は、前記空間光変調器の前記複数の画素のうち第1の方向に沿った1または複数の画素列を順に点灯させるとともに前記第1の方向に垂直な第2の方向に沿った1または複数の画素列を順に点灯させることにより前記要素表示面に複数種類の前記補正用画像を順に表示させ、
前記撮影手段は、各補正用画像が前記要素表示面に表示されるごとに前記要素表示面を撮影し、
前記修正データ算出手段は、前記撮影手段と前記空間光変調器との位置関係および前記撮影手段による複数種類の撮影画像上で前記空間光変調器の各画素に対応する最も光度が高い位置に基づいて、前記光線制御子アレイの各光線制御子の実際の位置を算出し、前記空間光変調器に対する前記光線制御子アレイの予め設定された位置と前記空間光変調器に対する前記光線制御子アレイの実際の位置とのずれ量を前記修正データとして算出し、
前記立体画像制御手段は、立体画像の提示動作時に、前記記憶手段に記憶された前記修正データを用いて前記立体画像データを作成し、作成した立体画像データに基づいて立体画像を提示するように前記空間光変調器を制御することを特徴とする立体ディスプレイ製造システム。 - 前記光線制御子アレイの前記予め設定された位置を基準にX軸、Y軸およびZ軸が定められた座標系を第1の座標系とし、前記光線制御子アレイの実際の位置を基準にX軸、Y軸およびZ軸が定められた座標系を第2の座標系とし、
前記第1の座標系のX軸方向、Y軸方向、Z軸方向およびZ軸周りの回転方向における前記第1の座標系と前記第2の座標系とのずれ量をそれぞれ示す変数を第1、第2、第3および第4のパラメータとした場合、前記光線制御子アレイの各光線制御子の位置が前記第1、第2、第3および第4のパラメータを用いて第1の座標系における理論座標で表され、
前記修正データ算出手段は、前記撮影手段と前記空間光変調器との位置関係および前記撮影手段による複数種類の撮影画像上で前記空間光変調器の各画素に対応する最も光度が高い位置に基づいて、前記光線制御子アレイの各光線制御子の前記第1の座標系における座標を実測座標として算出し、前記各光線制御子の前記実測座標と前記理論座標との関係に基づいて前記第1、第2、第3および第4のパラメータの値を修正データとして算出することを特徴とする請求項1記載の立体ディスプレイ製造システム。 - 立体ディスプレイシステムの製造方法であって、
前記立体ディスプレイシステムは、要素表示面により構成される立体ディスプレイと、修正データを記憶する記憶手段と、立体画像を提示するための立体画像データに基づいて立体画像を提示するように前記要素表示面を制御する立体画像制御手段とを含み、
前記要素表示面は、光を発生する複数の画素により構成される空間光変調器と、複数の光線制御子からなり前記空間光変調器の各画素から発生される光の方向を制御する光線制御子アレイとを有し、
前記立体画像制御手段は、立体画像の提示動作時に、前記記憶手段に記憶された前記修正データを用いて前記立体画像データを作成し、作成した立体画像データに基づいて立体画像を提示するように前記空間光変調器を制御し、
前記製造方法は、
前記空間光変調器の前記複数の画素のうち第1の方向に沿った1または複数の画素列を順に点灯させるとともに前記第1の方向に垂直な第2の方向に沿った1または複数の画素列を順に点灯させることにより前記要素表示面に複数種類の補正用画像を順に表示させる工程と、
各補正用画像が前記要素表示面に表示されるごとに前記要素表示面を撮影手段により撮影することにより複数種類の撮影画像を得る工程と、
前記撮影手段と前記空間光変調器との位置関係および前記撮影手段による複数種類の撮影画像上で前記空間光変調器の各画素に対応する最も光度が高い位置に基づいて、前記光線制御子アレイの各光線制御子の実際の位置を算出し、前記空間光変調器に対する前記光線制御子アレイの予め設定された位置と前記空間光変調器に対する前記光線制御子アレイの実際の位置とのずれ量を前記修正データとして算出する工程と、
前記修正データを前記記憶手段に記憶させる工程とを備えることを特徴とする立体ディスプレイシステムの製造方法。
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