JP2014202861A - Stereoscopic video projection device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、立体映像投影装置に関し、特に、立体投影画像を投影する投影部を備える立体映像投影装置に関する。 The present invention relates to a stereoscopic video projection device, and more particularly to a stereoscopic video projection device including a projection unit that projects a stereoscopic projection image.
従来、立体投影画像を投影する投影部を備える立体映像投影装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a stereoscopic video projection apparatus including a projection unit that projects a stereoscopic projection image is known (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献1には、第1実施形態として、錐体形状または柱体形状を有する光線制御子と、複数の光線を光線制御子の外周面の全域に照射するために光線制御子の外側に光線制御子を取り囲むように周状に隣接して配置された多数のプロジェクタ(投影部)とを備えた立体ディスプレイ(立体映像投影装置)が開示されている。この立体ディスプレイは、多数のプロジェクタから光線制御子の外周面に光線を照射することにより、光線制御子を透過させて各光線により光線制御子の上方に立体画像を提示するように構成されている。また、第2実施形態として、立体ディスプレイに、プロジェクタを錐体形状または柱体形状の光線制御子の中心軸周りに回転させる回転機構を設けることにより、より少ない数のプロジェクタで光線制御子の外周面の全体に光線を照射する構成が開示されている。
In
しかしながら、上記特許文献1の第1実施形態の立体ディスプレイでは、プロジェクタが錐体形状または柱体形状の光線制御子の外側に配置されるので、光線制御子の中央の上方に立体画像を提示するためには、光線制御子を透過した光線を光線制御子の中央の上方に集める必要がある。このため、光線制御子の外側に配置されたプロジェクタから照射する光線を、光線制御子の照射面(外周面)に対して垂直に近い角度で入射させる必要があり、その結果、プロジェクタの個数が増加するという不都合がある。また、プロジェクタが錐体形状または柱体形状の光線制御子の外側に配置されるので、プロジェクタおよび光線制御子の配置スペースが大きくなるので、装置全体が大型化してしまうという不都合がある。また、第2実施形態の構成では、プロジェクタを光線制御子の中心軸周りに回転させることにより、より少ない複数のプロジェクタで光線制御子の外周面の全域に光線を照射することが可能である一方、プロジェクタを回転させるための回転駆動機構を設ける必要があるので、装置全体の構成が複雑になるという不都合がある。すなわち、上記特許文献1の立体ディスプレイでは、装置全体の大型化を抑制し、かつ、装置全体の構成が複雑になるのを抑制しながら、プロジェクタの数を低減させることができないという問題点がある。
However, in the stereoscopic display according to the first embodiment of
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、装置全体の大型化を抑制し、かつ、装置全体の構成が複雑になるのを抑制しながら、投影部の数を低減させることが可能な立体映像投影装置を提供することである。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to suppress an increase in the size of the entire apparatus and to prevent the overall structure of the apparatus from becoming complicated. An object of the present invention is to provide a stereoscopic video projection apparatus capable of reducing the number of projection units.
この発明の一の局面による立体映像投影装置は、略円弧状または略円状に配置される反射面を有するミラー部と、ミラー部の内側に位置するとともに、立体投影画像を投影する投影部とを備え、投影部から投影される立体投影画像に対応する光線を略円弧状または略円状に配置されたミラー部の反射面により反射させることにより観察者の目に立体投影画像に対応する光線を入射させるように構成されている。 A stereoscopic video projection device according to one aspect of the present invention includes a mirror unit having a reflecting surface arranged in a substantially arc shape or a substantially circular shape, a projection unit that is located inside the mirror unit and projects a stereoscopic projection image. The light beam corresponding to the stereoscopic projection image is reflected by the reflecting surface of the mirror unit arranged in a substantially arc shape or a substantially circular shape by reflecting the light beam corresponding to the stereoscopic projection image projected from the projection unit. Is made incident.
この発明の一の局面による立体映像投影装置では、上記のように、略円弧状または略円状に配置される反射面を有するミラー部と、ミラー部の内側に位置するとともに、立体投影画像を投影する投影部とを設けることによって、投影部がミラー部の反射面の内側に配置されるので、投影部を外側に配置する場合と異なり、投影部およびミラー部の配置スペースが大きくなるのを抑制することができる。その結果、装置全体の大型化を抑制することができる。また、投影部から放射状に出射される光線を略円弧状または略円状に配置されたミラー部の反射面の内側から照射することができるので、外側から光線を照射する場合と異なり、1つの投影部から照射面(反射面、内周面)のより広い領域に対して光線を垂直に近い角度で入射させることができる。これにより、より少ない投影部により略円弧状または略円状に配置されたミラー部の反射面の中央近傍に反射光を集めることができるので、その中央近傍に立体投影画像を提示することができる。言い換えれば、投影部から放射状に出射される光線をミラー部に沿って略円弧状または略円状に配置された複数の反射面に照射することができる。すなわち、1台の投影部によって複数の点光源を生成することができる。その結果、投影部を回転させることなく、投影部の数を低減することができる。したがって、この立体映像投影装置では、装置全体の大型化を抑制し、かつ、装置全体の構成が複雑になるのを抑制しながら、投影部の数を低減させることができる。 In the three-dimensional image projector according to one aspect of the present invention, as described above, the mirror unit having the reflecting surface arranged in a substantially arc shape or a substantially circular shape, and the three-dimensional projection image are located inside the mirror unit. Since the projection unit is arranged inside the reflection surface of the mirror unit by providing the projection unit to project, unlike the case where the projection unit is arranged outside, the arrangement space of the projection unit and the mirror unit is increased. Can be suppressed. As a result, the overall size of the apparatus can be suppressed. In addition, since the light emitted radially from the projection unit can be irradiated from the inside of the reflection surface of the mirror unit arranged in a substantially arc shape or a substantially circular shape, unlike the case of irradiating the light from the outside, Light rays can be incident at an angle close to perpendicular to a wider area of the irradiation surface (reflection surface, inner peripheral surface) from the projection unit. As a result, the reflected light can be collected in the vicinity of the center of the reflecting surface of the mirror unit arranged in a substantially arc shape or a substantially circular shape with fewer projection units, so that a stereoscopic projection image can be presented in the vicinity of the center. . In other words, it is possible to irradiate a plurality of reflecting surfaces arranged in a substantially arc shape or a substantially circular shape along the mirror portion with a light beam emitted radially from the projection unit. That is, a plurality of point light sources can be generated by a single projection unit. As a result, the number of projection units can be reduced without rotating the projection units. Therefore, in this stereoscopic image projection device, it is possible to reduce the number of projection units while suppressing an increase in size of the entire device and suppressing a complicated configuration of the entire device.
上記一の局面による立体映像投影装置において、好ましくは、ミラー部の反射面は、反射された立体投影画像を、反射面が配置される円弧または円の中心線の軸方向に拡散させるための表面形状を有している。このように構成すれば、反射された立体投影画像を、反射面が配置される円弧または円の中心線の軸方向に拡散させることができるので、反射面の配置される円弧または円の中心線の軸方向に位置する観察者が、容易に立体投影画像を視認することができる。 In the stereoscopic video projection device according to the above aspect, preferably, the reflection surface of the mirror unit is a surface for diffusing the reflected stereoscopic projection image in the axial direction of the center line of the arc or circle on which the reflection surface is arranged. It has a shape. With this configuration, the reflected stereoscopic projection image can be diffused in the axial direction of the center line of the arc or circle where the reflecting surface is arranged, so that the center line of the arc or circle where the reflecting surface is arranged An observer positioned in the axial direction can easily view the stereoscopic projection image.
上記一の局面による立体映像投影装置において、好ましくは、ミラー部の反射面は、投影部から出射される光線に垂直な面に対して傾斜した状態で配置されている。このように構成すれば、光線が投影部から離れていく方向に反射されることにより、投影部とは重ならない投影部と異なる位置に立体投影画像を提示することができるので、観察者の視認性を向上させることができる。 In the three-dimensional image projector according to the above aspect, the reflection surface of the mirror unit is preferably arranged in an inclined state with respect to a plane perpendicular to the light beam emitted from the projection unit. According to this configuration, since the light rays are reflected in the direction away from the projection unit, a stereoscopic projection image can be presented at a position different from the projection unit that does not overlap the projection unit. Can be improved.
上記一の局面による立体映像投影装置において、好ましくは、投影部は、ミラー部の反射面を形成する円弧または円の中心に配置されている。このように構成すれば、投影部がミラー部の反射面上の周方向における各点から等距離に配置されるので、反射面のより広い領域に向けて均等に光線を出射することができる。 In the three-dimensional image projector according to the above aspect, the projection unit is preferably arranged at the center of an arc or a circle forming the reflection surface of the mirror unit. If comprised in this way, since a projection part is arrange | positioned equidistantly from each point in the circumferential direction on the reflective surface of a mirror part, a light ray can be radiate | emitted equally toward a wider area | region of a reflective surface.
上記一の局面による立体映像投影装置において、好ましくは、ミラー部は、反射面が配置される円弧または円の中心線の軸方向に直交する方向の断面が投影部側に突出する凸レンズ形状の凸部を有している。このように構成すれば、反射面が配置される円弧または円の中心線の軸方向に直交する方向において、凸部により光線の拡散される角度が拡大されるので、観察者に近い位置においても、立体投影画像を観察者に視認させることができる。 In the stereoscopic image projection apparatus according to the above aspect, preferably, the mirror portion is a convex lens-shaped convex portion in which a cross section in a direction perpendicular to the axial direction of the center line of an arc or a circle on which the reflecting surface is disposed protrudes toward the projection portion side. Has a part. With this configuration, the angle at which the light rays are diffused by the convex portion is enlarged in the direction orthogonal to the axial direction of the center line of the arc or circle where the reflecting surface is arranged, so that even at a position close to the observer The viewer can visually recognize the stereoscopic projection image.
上記一の局面による立体映像投影装置において、好ましくは、ミラー部の反射面は、高さ方向に延びる台形状の反射面を有する複数の反射部材により形成され、複数の反射部材の反射面が周方向に互いに隣接するように配列されることにより、略円弧状または略円状に配置されている。このように構成すれば、台形状の反射面を有する複数の反射部材を互いに隣接するように配列して、容易に、すり鉢状(円錐台状)の反射面を形成することができる。 In the stereoscopic image projection device according to the above aspect, preferably, the reflection surface of the mirror unit is formed by a plurality of reflection members having a trapezoidal reflection surface extending in the height direction, and the reflection surfaces of the plurality of reflection members are circumferential. By being arranged so as to be adjacent to each other in the direction, they are arranged in a substantially arc shape or a substantially circular shape. If comprised in this way, the several reflective member which has a trapezoid-shaped reflective surface can be arranged so that it may mutually adjoin, and a mortar-shaped (conical trapezoidal) reflective surface can be formed easily.
上記一の局面による立体映像投影装置において、好ましくは、ミラー部の反射面は、略円状に配置されており、投影部は、複数設けられており、複数の投影部の各々の投影領域の大きさに基づいて、略円状に配置された反射面の領域を、周方向に連続した複数の異なる領域に分割するとともに、周方向に連続した複数の異なる領域毎に、複数の投影部の各々を用いて、同一の立体投影画像を投影するように構成されている。このように構成すれば、複数の投影部により、略円状の反射面の周方向の全域にわたって立体投影画像を投影することができるので、周方向のいずれの位置においても観察者は立体投影画像を視認することができる。 In the stereoscopic image projection apparatus according to the above aspect, preferably, the reflection surface of the mirror unit is arranged in a substantially circular shape, and a plurality of projection units are provided, and each of the projection regions of the plurality of projection units is provided. Based on the size, the region of the reflective surface arranged in a substantially circular shape is divided into a plurality of different regions continuous in the circumferential direction, and a plurality of projection units are provided for each of the plurality of different regions continuous in the circumferential direction. Each is used to project the same stereoscopic projection image. With this configuration, the three-dimensional projection image can be projected over the entire area in the circumferential direction of the substantially circular reflecting surface by the plurality of projection units, so that the observer can view the stereoscopic projection image at any position in the circumferential direction. Can be visually recognized.
上記一の局面による立体映像投影装置において、好ましくは、投影部は、プロジェクタを含んでいる。このように構成すれば、プロジェクタにより容易に立体投影画像を投影することができる。 In the three-dimensional image projector according to the above aspect, the projection unit preferably includes a projector. If comprised in this way, a three-dimensional projection image can be easily projected with a projector.
本発明によれば、上記のように、装置全体の大型化を抑制し、かつ、装置全体の構成が複雑になるのを抑制しながら、投影部の数を低減させることができる。 According to the present invention, as described above, it is possible to reduce the number of projection units while suppressing an increase in the size of the entire apparatus and suppressing a complicated configuration of the entire apparatus.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1〜図9を参照して、本発明の第1実施形態による立体映像投影装置100の構成について説明する。
(First embodiment)
With reference to FIGS. 1-9, the structure of the three-dimensional-
第1実施形態による立体映像投影装置100は、図1に示すように、光線により立体投影画像11を投影する1台の走査型プロジェクタ1と、走査型プロジェクタ1から出射された光線を反射することにより観察者12の目に立体投影画像11に対応する光線を入射させる円弧状のミラー部2とを備えている。なお、走査型プロジェクタ1は、本発明の「投影部」の一例である。
As shown in FIG. 1, the stereoscopic
これら走査型プロジェクタ1およびミラー部2は、図2および図3に示すように、テーブル3に設置されたすり鉢状(円錐台状、すなわち、平面視円形状かつ側面視台形状)の支持部材4内に設置されるように構成されている。詳細には、支持部材4は、中央に孔部41が形成された円状の底部42と、底部42の端部から上方に末広がり状に延びる側部43とから構成されている。そして、走査型プロジェクタ1が支持部材4の底部42の孔部41に設置され、ミラー部2が円状の側部43の内側面にもたれ掛かるように設置されている。また、テーブル3は、円形状の天板31と天板31を支持する複数の脚部32とから構成されている。この天板31の中央には、上面側から下面側に向かって開口径が小さくなる円錐台状の貫通孔33が厚み方向に設けられており、その貫通孔33に支持部材4が天板31の上方から嵌め込まれることにより、設置されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
このように、立体映像投影装置100は、テーブル3に設置された支持部材4内に設置されることにより、テーブル3周りにいる観察者12が立体投影画像11を視認することが可能なように構成されている。なお、立体投影画像11を視認する原理については後述する。
As described above, the stereoscopic
立体映像投影装置100は、立体投影画像11を投影する機器として、走査型プロジェクタ1が用いられるように構成されている。この走査型プロジェクタ1は、2次元的な画像をミラー部2に照射するために、光線を水平方向および垂直方向に走査するとともに光線の強度を変調し、所定の画像として出力できるように構成されている。その結果、走査型プロジェクタ1は、対向する照射対象の面に二次元画像を投影することが可能となる。
The
ミラー部2は、すり鉢状(円錐台状、すなわち、平面視円形状かつ側面視台形状)の一部に相当する扇形形状に形成されている。すなわち、Z1方向(上方向)の端辺が大径の円弧状に形成され、Z2方向(下方向)の端辺が小径の円弧状に形成されるとともに、大径の円弧と小径の円弧との端部を直線で結んだ扇形形状に形成されている。そして、走査型プロジェクタ1は、この扇形形状の小径の円弧状の端辺が位置する円(図1に示す1点鎖線の円)の中心に配置される。なお、この場合の配置には、図1に示す1点鎖線の円の中心に走査型プロジェクタ1の光線を出射する部分(光源)が配置される場合を含む。また、ミラー部2のサイズや支持部材4の底部42に対する傾斜角度は、必要とする立体投影画像11の大きさや明るさに応じて設定される。
The
ミラー部2は、内面側に反射面21を有している。この反射面21は、走査型プロジェクタ1から出射される光線に垂直な面に対して傾斜した状態で配置されている。その結果、ミラー部2は、この反射面21により走査型プロジェクタ1から照射された光線を走査型プロジェクタ1から離間する方向に反射するように構成されている。すなわち、反射面21を傾斜させることにより、反射した光線が走査線プロジェクタ1側に直接戻らないように構成されている。その結果、立体投影画像11は、走査型プロジェクタ1の配置位置とは異なる走査型プロジェクタ1の上方の位置に提示される。
The
また、ミラー部2の反射面21は、高さ方向に延びる台形状の反射面21を有する複数の反射部材22により形成されている。そして、複数の反射部材22の反射面21が周方向(図1に示すA方向)に互いに隣接するように配列されることにより、円弧状に配置されるように構成されている。
The reflecting
ここで、第1実施形態では、ミラー部2の反射面21は、観察者12が広い範囲で立体投影画像11を視認可能とするために、図1に示すXY平面(水平面)に平行な方向およびZ方向(上方向)に光線を拡散可能に構成されている。以下、反射面21が光線を拡散させる構成について説明する。
Here, in the first embodiment, the reflecting
まず、図1に示すXY平面(水平面)に平行な方向に反射面21が光線を拡散させる構成について説明する。ミラー部2は、図4に示すように、反射面21が配置される円弧の中心線C(図1に示す破線)の軸方向(図1に示すZ方向(上方向))に直交する方向の断面(図1に示すXY平面に平行な平面(水平断面))が走査型プロジェクタ1側に突出する凸レンズ形状の凸部23を有している。なお、ミラー部2は、図4において、断面形状のみを示している。また、この凸部23は、1つの反射部材22に対して1つずつ形成され、ミラー部2の周方向(図1に示す曲線状の矢印方向)の全域に連続して形成されている。このような凸部23がミラー部2の反射面21に形成されることにより、走査型プロジェクタ1から出射された角度α1の光線が凸部23により反射され、角度α1よりも広い画角(水平角)α2で拡散される。すなわち、光線が拡散されることにより画角が拡大される。なお、拡大された画角により立体投影画像11を提示する原理については後述する。
First, a configuration in which the reflecting
次に、図1に示すZ方向(上方向)に、反射面21が光線を拡散させる構成について説明する。ミラー部2の反射面21は、図5に示すように、反射された立体投影画像11を、反射面21が配置される円弧の中心線の軸方向(図1に示すZ方向(上方向))に拡散させるための表面形状を有している。すなわち、反射面21には、ミラー部2の周方向に連続して形成された凸レンズ形状の凸部24が、図5におけるミラー部2の傾斜方向(斜め上方向)に連続して形成されている。このような凸部24がミラー部2の反射面21に形成されることにより、走査型プロジェクタ1から出射された各光線が凸部24により反射され、図5に示すZ方向(上方向)に広がるように角度(垂直角)βで拡散される。すなわち、光線が拡散されることにより視野角が拡大される。なお、凸部24は、本発明の「表面形状」の一例である。
Next, a configuration in which the reflecting
また、ミラー部2は、走査型プロジェクタ1から照射された光線を透過させずに、反射させる材料から形成されている。たとえば、ミラー部2の材料としては、合成樹脂材料、ガラスに対してアルミニウムや銀を蒸着させた部材や金属を鏡面状に仕上げした部材などが用いられる。
The
また、ミラー部2は、台形状の反射面21を有する複数の反射部材22をそれぞれの反射部材22の反射面21が周方向に互いに隣接するように接着されることにより構成されている。
The
ここで、図6を参照して、立体映像投影装置100における両眼視差の発生原理について説明する。
Here, with reference to FIG. 6, the principle of generation of binocular parallax in the
図6に示すように、右眼E1(12)および左眼E2(12)を有する観察者12が、ミラー部2の反射面21上の点P1を見た場合、右眼E1には走査型プロジェクタ1から出射された右眼用光線L1が反射面21より反射されて入射し、左眼E2には右眼用光線L1が入射しない。また、観察者12が、ミラー部2の反射面21上の点P2を見た場合、左眼E2には走査型プロジェクタ1から出射された左眼用光線L2が反射面21により反射されて入射し、右眼E1には左眼用光線L2が入射しない。ここで、右眼用光線L1および左眼用光線L2の色は同一色(ここでは、赤色)とする。
As shown in FIG. 6, when an
走査型プロジェクタ1から出射された右眼用光線L1および左眼用光線L2は、ともに立体投影画像11上の点P3を通過している。すなわち、右眼用光線L1および左眼用光線L2が点P3において交差することにより、立体投影画像11上の点光源である点P3が形成されている。この場合、右眼E1により点P3を見る方向と左眼E2により点P3を見る方向とが異なる。すなわち、右眼E1の視線方向と左眼E2の視線方向との間に輻輳角θが発生する。これにより、観察者12は、点P3までの奥行きを把握する指標を得るため、空間上の点P3の位置に赤色の点光源を視認することが可能となる。また、点P3のような点光源が複数集合することにより立体投影画像11が空間上に形成される。
Both the right-eye light beam L1 and the left-eye light beam L2 emitted from the
次に、図7を参照して、ミラー部2の反射面21における光線の反射について説明する。なお、理解を容易にするために、反射面21は平面形状であるとして説明する。すなわち、光線の入射角と反射角とが等しくなるものとする。走査型プロジェクタ1から出射された光線は反射部材22a、22bおよび22cに対して実線矢印で示すように入射し、破線矢印で示すように反射するように構成されている。なお、図面上、反射部材22bおよび22cからの反射光の記載は省略する。そして、さらに反射部材の数および走査型プロジェクタ1から出射される画角を増加させることにより、上記の図6で説明した、観察者12の両眼に入射する光線を多数得ることが可能となり、立体投影画像11を空間上に形成することが可能となる。
Next, with reference to FIG. 7, the reflection of the light beam on the
次に、図8および図9を参照して、観察者12に対して両眼E1およびE2の位置から遠くの点光源(点N1)および近くの点光源(点N2)を視認させる原理について説明する。なお、図8および図9に示す一点鎖線の円は、反射面21上の光線の反射位置を示すものとする。また、ここでは、反射面21は円状に形成されていると仮定する。
Next, with reference to FIG. 8 and FIG. 9, the principle of allowing the
まず、図8を参照して、観察者12に対して遠くの点光源(点N1)を視認させる原理について説明する。
First, with reference to FIG. 8, the principle of allowing the
点Oから出射された右眼用光線L3は、反射面21上の点Q1で反射され、右眼E1(12)に入射している。また、点Oから出射された左眼用光線L4は、反射面21上の点Q2で反射され、左眼E2(12)に入射している。そして、右眼用光線L3および左眼用光線L4の交じわる点N1が観察者12に視認されるように形成されている。また、右眼用光線L3および左眼用光線L4のそれぞれの入射光と反射光との間の角度は、γ1およびγ2となる。
The right-eye light beam L3 emitted from the point O is reflected by the point Q1 on the reflecting
次に、図9を参照して、観察者12に対して近くの点光源(点N2)を視認させる原理について説明する。
Next, with reference to FIG. 9, the principle of allowing the
点Oから出射された右眼用光線L5は、反射面21上の点Q3で反射され、右眼E1(12)に入射している。また、点Oから出射された左眼用光線L6は、反射面21上の点Q4で反射され、左眼E2(12)に入射している。そして、右眼用光線L5および左眼用光線L6の交じわる点N2が観察者12に視認されるように形成されている。また、右眼用光線L5および左眼用光線L6のそれぞれの入射光と反射光との間の角度は、δ1およびδ2となる。
The right-eye light beam L5 emitted from the point O is reflected by the point Q3 on the reflecting
ここで、図8および図9に示すように、角度δ1およびδ2は角度γ1およびγ2と比べて大きく形成されている。すなわち、観察者12に対して近くの点光源(点N2)を視認させる場合には、遠くの点光源の視認させる場合に比べて、反射面21における入射光と反射光とがなす角度が大きくなる。ここで、仮に、反射面21が平らな形状を有しているとすると、反射された光線は点Oの近傍を通ることになる。このような平らな反射面21の場合に、図8に示すような点Oの近傍を通る右眼用光線L3および左眼用光線L4により、観察者12に視認される点N1を形成することは可能である。しかし、図9に示すような点Oの近傍を通らない右眼用光線L5および左眼用光線L6により、観察者12に視認される点N2を形成することは不可能である。そこで、第1実施形態では、上記において図4を参照して説明したように、反射面21上に凸部23を設けることにより、光線をXY平面(水平面)に平行な方向に広い角度で反射可能なように構成している。その結果、点N2のような観察者12から近い位置にある点光源を視認可能としている。
Here, as shown in FIGS. 8 and 9, the angles δ1 and δ2 are formed larger than the angles γ1 and γ2. That is, when the near point light source (point N2) is visually recognized by the
第1実施形態では、上記のように、円弧状に配置される反射面21を有するミラー部2と、ミラー部2の内側に位置するとともに、立体投影画像11を投影する走査型プロジェクタ1とを設ける。これにより、走査型プロジェクタ1がミラー部2の反射面21の内側に配置されるので、走査型プロジェクタ1を外側に配置する場合と異なり、走査型プロジェクタ1およびミラー部2の配置スペースが大きくなるのを抑制することができる。その結果、装置全体の大型化を抑制することができる。また、走査型プロジェクタ1から放射状に出射される光線をミラー部2の反射面21の内側から照射することができるので、外側から光線を照射する場合と異なり、1つの走査型プロジェクタ1から反射面21(内周面)のより広い領域に対して光線を垂直に近い角度で入射させることができる。これにより、より少ない走査型プロジェクタ1により略円弧状または略円状に配置されたミラー部2の反射面21の中央近傍に反射光を集めることができるので、ミラー部2の中央近傍に立体投影画像11を提示することができる。言い換えれば、走査型プロジェクタ1から放射状に出射される光線をミラー部2に沿って円弧状に配置された複数の反射面21に照射することができる。すなわち、1台のプロジェクタによって複数の点光源を生成することができる。その結果、走査型プロジェクタ1を回転させることなく、走査型プロジェクタ1の数を低減することができる。したがって、この立体映像投影装置100では、装置全体の大型化を抑制し、かつ、装置全体の構成が複雑になるのを抑制しながら、走査型プロジェクタ1の数を低減させることができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、ミラー部2の反射面21の表面形状を、反射された立体投影画像11が、反射面21が配置される円弧の中心線の軸方向に拡散するようにする。これにより、反射された立体投影画像11を、反射面21が配置される円弧の中心線の軸方向に拡散させることができるので、反射面21の配置される円弧の中心線の軸方向位置する観察者12が、容易に立体投影画像11を視認することができる。
In the first embodiment, the surface shape of the reflecting
また、第1実施形態では、ミラー部2の反射面21を、走査型プロジェクタ1から出射される光線に垂直な面に対して傾斜した状態で配置する。これにより、光線が走査型プロジェクタ1から離れていく方向に反射されることにより、走査型プロジェクタ1とは重ならない走査型プロジェクタ1と異なる位置に立体投影画像11を提示することができるので、観察者12の視認性を向上させることができる。
Further, in the first embodiment, the reflecting
また、第1実施形態では、走査型プロジェクタ1を、ミラー部2の反射面21を形成する円弧の中心に配置する。これにより、走査型プロジェクタ1がミラー部2の反射面21上の周方向における各点から等距離に配置されるので、反射面21のより広い領域に向けて均等に光線を出射することができる。
In the first embodiment, the
また、第1実施形態では、ミラー部2の反射面21が配置される円弧の中心線の軸方向に直交する方向の断面の走査型プロジェクタ1側に突出する凸レンズ形状の凸部24設ける。これにより、反射面21が配置される円弧または円の中心線の軸方向に直交する方向において、凸部24より光線の拡散される角度が拡大されるので、観察者12に近い位置においても、立体投影画像11を観察者12に視認させることができる。
In the first embodiment, the
また、第1実施形態では、ミラー部2の反射面21を、高さ方向に延びる台形状の反射面21を有する複数の反射部材22により形成し、複数の反射部材22の反射面21を、周方向に互いに隣接するように配列することにより、略円弧状または略円状に配置する。これにより、台形状の反射面21を有する複数の反射部材22を互いに隣接するように配列して、容易に、すり鉢状(円錐台状)の反射面21を形成することができる。
Moreover, in 1st Embodiment, the
また、第1実施形態では、投影部を走査型プロジェクタ1により構成する。これにより、走査型プロジェクタ1により容易に立体投影画像11を投影することができる。
In the first embodiment, the projection unit is configured by the
次に、図7および図10を参照して、第1実施形態との比較例を挙げて、第1実施形態では走査型プロジェクタ1の数を低減可能であることについて説明する。
Next, with reference to FIG. 7 and FIG. 10, a comparative example with the first embodiment will be described to explain that the number of the
第1実施形態における、図7に示すような反射した光線(反射面21に垂直に近い角度で入射し、ミラー部2の中央部近傍に立体投影画像11を提示可能な光線)を、ミラー部2の外側に配置された走査型プロジェクタ1から得るためには、以下の比較例のような構成が必要となる。なお、比較例においては、第1実施形態におけるミラー部2は光線を反射させずに透過する光線制御部材91に置き換えられるものとする。
In the first embodiment, a reflected light beam (a light beam that is incident on the
比較例は、図10に示すように、光線制御部材91の外側の点S1、点S2および点S3に配置された3台の走査型プロジェクタ1により構成されている。また、光線制御部材91は、透過部材92a〜92cから構成されている。また、図示しないが、透過部材92bおよび92cに対しても光線が透過している。なお、比較例においては、第1実施形態における各反射部材22a〜22cは光線を反射させずに透過する透過部材92a〜92cに置き換えられるものとする。
As shown in FIG. 10, the comparative example includes three
このように、ミラー部2の中心に配置された走査型プロジェクタ1は、透過部材92の数に応じて光線制御部材91の外側に配置された複数台の走査型プロジェクタ1に置き換えることができる。したがって、第1実施形態では比較例よりも走査型プロジェクタの数を低減することが可能である。
Thus, the
(第2実施形態)
次に、図11〜図13を参照して、本発明の第2実施形態による立体映像投影装置200の構成について説明する。
(Second Embodiment)
Next, with reference to FIGS. 11-13, the structure of the three-dimensional-
この第2実施形態では、ミラー部2の反射面21を形成する円弧の中心に1台の走査型プロジェクタ1が配置される第1実施形態と異なり、ミラー部202の反射面21を形成する円の中心に4台の走査型プロジェクタ1a〜1dが配置される立体映像投影装置200について説明する。なお、走査型プロジェクタ1a〜1dは、本発明の「投影部」の一例である。
In the second embodiment, unlike the first embodiment in which one
第2実施形態による立体映像投影装置200は、図11に示すように、円状に配置された反射面21と、4台の走査型プロジェクタ1a〜1dとを備えている。また、立体映像投影装置200は、4台の走査型プロジェクタ1a〜1dの各々の投影領域の大きさに基づいて、円状に配置された反射面21の領域を、周方向に均等に90°の位相差で連続した4つの領域に分割するとともに、周方向に連続した4つの異なる領域毎に、4台の走査型プロジェクタ1a〜1dの各々を用いて、同一の立体投影画像11を投影するように構成されている。また、4台の走査型プロジェクタ1a〜1dは、それぞれ90°の位相差で周方向に光線を出射するように配置されている。
As shown in FIG. 11, the
また、ミラー部202は、すり鉢状(円錐台状、すなわち、平面視円形状かつ側面視台形状)の形状を有している。そして、走査型プロジェクタ1a〜1dは、すり鉢状の支持部材4の底部42の中心に形成された孔部41に設置されている。また、ミラー部202は、ミラー部202の側部43の内面に当接するように設置されている。なお、ミラー部202の反射部材22の具体的な数としては、1台のプロジェクタ2に対して2以上100程度以下が好ましい。このような反射部材22の数は、ミラー部202の解像度および走査型プロジェクタ1a〜1dの分解能のバランスを考慮して設定される。
The
そして、立体映像投影装置200は、図12および図13に示すように、テーブル3に設置されることにより、テーブル3の周方向に位置する観察者212が、観察者212に対向するそれぞれの走査型プロジェクタ1a〜1dにより形成される同一の立体投影画像11を、走査型プロジェクタ1a〜1dの上方に視認することが可能となるように構成されている。
Then, as shown in FIGS. 12 and 13, the stereoscopic
なお、第2実施形態のその他の構成は、上記第1実施形態と同様である。 In addition, the other structure of 2nd Embodiment is the same as that of the said 1st Embodiment.
第2実施形態では、上記のように、円状に配置される反射面21を有するとともに、円状に配置された反射面21の内側に走査型プロジェクタ1a〜1dが位置するミラー部202を設ける。これにより、上記第1実施形態と同様に、この立体映像投影装置200では、装置全体の大型化を抑制し、かつ、装置全体の構成が複雑になるのを抑制しながら、走査型プロジェクタ1a〜1dの数を低減させることができる。
In the second embodiment, as described above, the
第2実施形態では、上記のように、ミラー部202の反射面21を円状に配置し、走査型プロジェクタ1a〜1dを4台設け、4台の走査型プロジェクタ1a〜1dの各々の投影領域の大きさに基づいて、円状に配置された反射面21の領域を、周方向に連続した4つの異なる領域に分割するとともに、周方向に連続した4つの異なる領域毎に、4台の走査型プロジェクタ1a〜1dの各々を用いて、同一の立体投影画像11を投影する。これにより、4台の走査型プロジェクタ1a〜1dにより、円状の反射面21の周方向の全域にわたって立体投影画像11を投影することができるので、周方向のいずれの位置においても観察者212は立体投影画像11を視認することができる。
In the second embodiment, as described above, the
なお、第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。 The remaining effects of the second embodiment are similar to those of the aforementioned first embodiment.
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
たとえば、上記第1および第2実施形態では、本発明のミラー部の一例として、すり鉢状やすり鉢状(円錐台状、すなわち、平面視円形状かつ側面視台形状)の一部に相当する扇形形状に形成される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、円柱形状や円柱形状の一部に相当する平板形状であってもよい。 For example, in the first and second embodiments, as an example of the mirror portion of the present invention, a sector shape corresponding to a part of a mortar-shaped mortar shape (conical shape, that is, a circular shape in plan view and a side-view shape). Although the example formed in a shape was shown, this invention is not limited to this. In the present invention, a cylindrical shape or a flat plate shape corresponding to a part of the cylindrical shape may be used.
また、上記第1および第2実施形態では、本発明の立体映像投影装置の一例として、テーブルに設置される構成を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、壁面に取り付けられるなど、テーブル以外に設置される構成であってもよい。 Moreover, in the said 1st and 2nd embodiment, although the structure installed in a table was shown as an example of the stereo image projector of this invention, this invention is not limited to this. In this invention, the structure installed other than a table, such as attaching to a wall surface, may be sufficient.
また、上記第1および第2実施形態では、ミラー部の反射面を形成する円弧または円の中心に投影部を配置する構成を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、略円弧状または略円状に配置された反射面の内側であれば、略円弧状または略円状の中心からずれた位置であってもよい。 Moreover, in the said 1st and 2nd embodiment, although the structure which arrange | positions a projection part in the center of the circular arc or circle which forms the reflective surface of a mirror part was shown, this invention is not limited to this. In the present invention, the position may be shifted from the center of the substantially arc shape or the substantially circular shape as long as it is inside the reflecting surface arranged in a substantially arc shape or a substantially circular shape.
また、上記第1および第2実施形態では、本発明のミラー部に上方向に連続する凸レンズ状の凸部を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、回折格子状の表面形状を有するものであってもよい。 Moreover, although the example which provides the convex part of the convex lens shape which continued in the upper direction in the mirror part of this invention was shown in the said 1st and 2nd embodiment, this invention is not limited to this. In the present invention, it may have a diffraction grating surface shape.
また、上記第1および第2実施形態では、本発明のミラー部の一例として、反射面が配置される円弧の中心線の軸方向に直交する方向の断面がプロジェクタ側に突出する周方向に連続する凸レンズ形状の凸部を有している構成を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、反射面が配置される円弧または円の中心線の軸方向に直交する方向に光線を拡散可能であれば、ミラー部が凹レンズ形状を有しているなど、凸レンズ形状以外の形状を有していてもよい。 In the first and second embodiments, as an example of the mirror portion of the present invention, a cross section in a direction orthogonal to the axial direction of the center line of the arc on which the reflecting surface is arranged is continuous in the circumferential direction protruding to the projector side. Although the structure which has the convex part of the convex lens shape to show was shown, this invention is not limited to this. In the present invention, if the light beam can be diffused in a direction perpendicular to the axial direction of the center line of the arc or circle where the reflecting surface is arranged, the mirror portion has a shape other than the convex lens shape, such as a concave lens shape. You may have.
また、上記第1および第2実施形態では、走査型プロジェクタとミラー部とをすり鉢状の支持部材に設置することにより、互いの位置関係が決まるように構成したが、本発明はこれに限られない。本発明では、走査型プロジェクタとミラー部との間に棒状の接続部材を設けることにより両者を一体的に構成してもよい。 In the first and second embodiments, the scanning projector and the mirror unit are installed on the mortar-shaped support member so that the positional relationship between them is determined. However, the present invention is not limited to this. Absent. In the present invention, a bar-shaped connecting member may be provided between the scanning projector and the mirror unit to integrally form both.
また、上記第1および第2実施形態では、本発明の投影部の一例として、走査型プロジェクタを示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、LCD(Liquid Crystal Display)プロジェクタ、LCOS(Liquid CrystaL On Silicon)プロジェクタおよびDLP(Digital Light Processing)プロジェクタなどの走査型プロジェクタ以外のプロジェクタを利用してもよい。また、立体投影画像を投影可能であれば、複数のレーザーポインターなど、プロジェクタ以外の投影部であってもよい。 In the first and second embodiments, the scanning projector is shown as an example of the projection unit of the present invention, but the present invention is not limited to this. In the present invention, a projector other than a scanning projector such as an LCD (Liquid Crystal Display) projector, an LCOS (Liquid CrystalL On Silicon) projector, and a DLP (Digital Light Processing) projector may be used. In addition, a projection unit other than a projector, such as a plurality of laser pointers, may be used as long as a stereoscopic projection image can be projected.
また、上記第2実施形態では、プロジェクタを4台配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、立体映像投影装置が、周方向に連続した複数の異なる反射面の領域毎に、複数の投影部の各々を用いて、同一の立体投影画像を投影可能であれば、投影機は4台以外の複数台であってもよい。また、円弧状のミラー部に対して複数台の走査型プロジェクタが配置されてもよい。 Moreover, although the example which arrange | positions four projectors was shown in the said 2nd Embodiment, this invention is not limited to this. In the present invention, if the stereoscopic video projection device can project the same stereoscopic projection image using each of a plurality of projection units for each of a plurality of different reflecting surface regions that are continuous in the circumferential direction, the projector is A plurality other than four may be used. Further, a plurality of scanning projectors may be arranged with respect to the arc-shaped mirror portion.
また、上記第1および第2実施形態では、ミラー部は、台形状の反射面を有する複数の反射部材をそれぞれの反射部材の反射面が周方向に互いに隣接するように接着されることにより構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ミラー部を一体的に作製してもよい。たとえば、合成樹脂材料を使用する場合には、射出成型によりミラー部を作製することができる。また、金属材料を使用する場合には、切削、研磨加工によりミラー部を作製することができる。 In the first and second embodiments, the mirror unit is configured by bonding a plurality of reflecting members having trapezoidal reflecting surfaces so that the reflecting surfaces of the reflecting members are adjacent to each other in the circumferential direction. However, the present invention is not limited to this. In the present invention, the mirror portion may be fabricated integrally. For example, when a synthetic resin material is used, the mirror part can be produced by injection molding. Moreover, when using a metal material, a mirror part can be produced by cutting and polishing.
1、1a 〜1d 走査型プロジェクタ(投影部)
2、202 ミラー部
11 立体投影画像
12、212 観察者
21 反射面
22 反射部材
23 凸部
24 凸部(表面形状)
100、200 立体映像投影装置
1, 1a to 1d Scanning projector (projection unit)
2, 202
100, 200 stereoscopic image projection apparatus
Claims (8)
前記ミラー部の内側に位置するとともに、立体投影画像を投影する投影部とを備え、
前記投影部から投影される前記立体投影画像に対応する光線を略円弧状または略円状に配置された前記ミラー部の反射面により反射させることにより観察者の目に立体投影画像に対応する光線を入射させるように構成されている、立体映像投影装置。 A mirror portion having a reflecting surface arranged in a substantially arc shape or a substantially circular shape;
A projection unit that is located inside the mirror unit and projects a stereoscopic projection image;
The light beam corresponding to the stereoscopic projection image projected from the projection unit is reflected by the reflecting surface of the mirror unit arranged in a substantially arc shape or a substantially circular shape to reflect the stereoscopic projection image. A stereoscopic image projection device configured to make the light incident.
前記投影部は、複数設けられており、
前記複数の投影部の各々の投影領域の大きさに基づいて、略円状に配置された前記反射面の領域を、周方向に連続した複数の異なる領域に分割するとともに、前記周方向に連続した複数の異なる領域毎に、前記複数の投影部の各々を用いて、同一の立体投影画像を投影するように構成されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の立体映像投影装置。 The reflection surface of the mirror part is arranged in a substantially circular shape,
A plurality of the projection units are provided,
Based on the size of the projection area of each of the plurality of projection units, the area of the reflecting surface arranged in a substantially circular shape is divided into a plurality of different areas that are continuous in the circumferential direction, and continuous in the circumferential direction The stereoscopic video projection according to claim 1, wherein the same stereoscopic projection image is projected using each of the plurality of projection units for each of a plurality of different regions. apparatus.
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|---|---|---|---|---|
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| CN109031240A (en) * | 2018-04-27 | 2018-12-18 | 深圳市速腾聚创科技有限公司 | Laser radar and laser radar control method |
-
2013
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