JPH05197043A - 投写型３次元表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 幅が両眼間隔より大きなプロジェクタを用い
ても、両眼間隔より細かいピッチで多眼画像の投写を可
能とする。 【構成】 ハーフミラー３１，３２が直角に交差した十
字形のハーフミラー３と、頂点が直角の山形の全反射ミ
ラー４とを有し、全反射ミラー４が十字形のハーフミラ
ー３の下に配置され、プロジェクタ５１と５５、５２と
５６が全反射ミラー４を介して対向して配置され、プロ
ジェクタ５３と５７、５４と５８が十字形のハーフミラ
ー３を介して対向して配置され、対向するプロジェクタ
５１〜５８の間隔を視差像の間隔だけずらして配置され
ていることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンティキュラスクリ
ーンを用いた投写型３次元表示装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の３次元表示装置として、
例えば、テレビジョン学会技術報告書（ＶＶＩ−６９−
３、昭和６０年）に記載されている「多眼式カラー立体
テレビジョン」およびテレビジョン学会技術報告書（Ｖ
ＶＩ−８８−４２、昭和６３年）に記載されている「多
眼式三次元映像の視域拡大光学系の実験」に開示されて
いるような装置が知られている。

【０００３】このような３次元表示装置は、左右方向の
両眼視差による奥行き知覚を利用した３次元表示装置で
あり、その原理は、例えば刊行物「奥行き知覚と多眼式
ディスプレイ、“光学”Vol17,No.7,1988 」に詳述され
ている。

【０００４】図６にこのような装置の例を示す。この図
で、１は裏面に拡散反射層を持ったレンティキュラスク
リーンであり、５１から５８はプロジェクタ（総称する
ときは５を用いる）である。図５において、７はある３
次元物体であり、６１から６８はこの３次元物体を異な
る方向から見た像を撮影するカメラ（総称するときは６
を用いる）である。カメラ６１〜６８で撮影した画像
は、同じ順番でプロジェクタ５１〜５８でレンティキュ
ラスクリーン１に投写する。すると、レンティキュラス
クリーン１のレンズ効果により、ほぼプロジェクタ５１
〜５８の位置で両眼視差像が観察でき、これによって立
体感を感じる。より自然な３次元像は、両眼間隔より細
かいピッチで多数のプロジェクタ５１〜５８を配置する
ことにより得られることが前述の文献等で知られてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
なプロジェクタは、その幅が両眼間隔より大きく、その
ため両眼間隔より細かいピッチで多数配置することは困
難であった。

【０００６】本発明は、このような事情にかんがみてな
されたものであって、本発明の目的は、幅が両眼間隔よ
り大きなプロジェクタを用いても、両眼間隔より細かい
ピッチで多眼画像を投写することが可能な３次元表示装
置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる投写型３
次元表示装置は、直角に交差した十字形のハーフミラー
と、頂点が直角の山形の全反射ミラーとを有し、この全
反射ミラーはハーフミラーの下に配置され、プロジェク
タは全反射ミラーとハーフミラーを介して対面するよう
に、かつ対面するプロジェクタの間隔を視差像の間隔だ
けずらして配置されているものである。

【０００８】

【作用】本発明においては、物理的に隣接して設置する
プロジェクタのピッチが、両眼間隔より大きくても、光
路が隣接するプロジェクタのピッチは両眼間隔より細か
くすることができる。そのため、観察位置の移動に対し
て細かいピッチでの画像の変化が可能となり、より高品
位な３次元画像を表示することができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。

【００１０】図１は本発明の実施例の全体を示す側面図
である。ここでは、投写する画像数が８である８眼式の
場合について説明する。図１において、１はレンティキ
ュラスクリーン、２は全反射ミラー、３は互いに直交す
るように２枚のハーフミラー３１，３２を組み合わせた
十字形のハーフミラー、４は頂点が直角をなすように２
枚の全反射ミラー４１，４２を山形に組み合わせた全反
射ミラーである。５１から５８は異なる方向から撮影し
た画像を投写するプロジェクタである。全反射ミラー２
は、光路を曲げて全体の系をコンパクトにするためのも
のであり、原理的には必ずしも必要でない。

【００１１】図２は十字形のハーフミラー３の斜視図で
ある。ハーフミラー３１，３２の交点は、全体の投写系
において、レンティキュラスクリーン１の位置では結像
しない位置にあるため、画像の中には知覚されない。

【００１２】図３は２枚のハーフミラー３１，３２を組
み合わせた十字形のハーフミラー３の反斜面の組み合わ
せと入射光および出射光の関係を示す側面図である。図
に示すような３方向から入射光を入射すると、残りの１
方向には合成された出射光が出てくる。各方向からの光
は、反射・透過面を同じ回数だけ通過するので、透過率
同士および反射率同士が各面間で等しければ、各画像の
輝度は同じとなる。もし、そうでない場合には、投写光
源で輝度調整する等の方法が考えられる。

【００１３】図４はプロジェクタの配置を上面から見た
平面図である。５１から５８は図１のプロジェクタに対
応する。Ｅは両眼間隔を示し、約６４ｍｍである。ここ
では、プロジェクタの幅が６４ｍｍ程度の場合を示す。
図のように、各プロジェクタを配置することによって、
物理的に隣接しているプロジェクタのピッチは約６４ｍ
ｍであるが、例えばプロジェクタ５５〜５８の４個が従
来の１個のプロジェクタに相当するので、ハーフミラー
３１，３２を透過した後に光路が隣接するプロジェクタ
のピッチ、すなわち視差像の間隔は、図４の例では両眼
間隔Ｅの１／４の１６ｍｍ（Ｅ／４）間隔とすることが
できる。上段のプロジェクタ５３，５７，５４，５８と
下段のプロジェクタ５１，５５，５２，５６は、プロジ
ェクタからスクリーンまでの光路長が等しくなるように
なっている。

【００１４】図５に示すように、ある３次元物体７を複
数の異なる方向からカメラ６１〜６８で撮影した画像
を、同じ順番でプロジェクタ５１〜５８で投写する。そ
れぞれのプロジェクタ５１〜５８からの画像が、どのよ
うにしてレンティキュラスクリーン１上に投写されるか
を、次に説明する。

【００１５】図１において、プロジェクタ５１から出た
光は全反射ミラー４２で反射され、十字形のハーフミラ
ー３に入射する。この十字形のハーフミラー３は、図３
に示すような反射面３ａをもつので、図３に示すように
上方に出射される。そして、全反射ミラー２によって光
路を曲げられ、レンティキュラスクリーン１に投写され
る。次に、プロジェクタ５２から出た光は、プロジェク
タ５１の場合と同様に全反射ミラー４１で反射され、組
み合わせハーフミラーに入射し、さらに、全反射ミラー
２で光路を曲げられ、レンティキュラスクリーン１に投
写される。プロジェクタ５５と５６についても同様であ
る。次に、プロジェクタ５３から投写された光は、ハー
フミラー３２を透過した後、ハーフミラー３１によって
反射される光とハーフミラー３１によって反射され、ハ
ーフミラー３２を透過していく光があるが、結果的に図
３に示す方向に投写され、全反射ミラー２で光路を曲げ
られ、レンティキュラスクリーン１に投写される。プロ
ジェクタ５４から投写された光は、ハーフミラー３１を
透過してハーフミラー３２によって反射される光と、ハ
ーフミラー３２によって反射されハーフミラー３１を透
過する光があるが、プロジェクタ５４の場合と同様にレ
ンティキュラスクリーン１に投写される。プロジェクタ
５７と５８についても同様である。図１において、上段
にあるプロジェクタ５３，５４，５７，５８と下段にあ
るプロジェクタ５１，５２，５５，５６との光軸を合わ
せるためには、投写するもの、例えばスライドフィルム
や液晶パネルといったものの位置を下段のプロジェクタ
５１，５２，５５，５６の光軸に対してずらすことによ
り可能となる。また、図６に示すように、各プロジェク
タ５は、レンティキュラスクリーン１の中心に対して同
心円上に並び、各プロジェクタ５の向きもレンティキュ
ラスクリーン１中心に揃えるようになっているが、本発
明の場合も、図４において、各プロジェクタ５の位置、
向きを変えることにより、等価的な配列が可能である。

【００１６】図４に示すように、プロジェクタ５１と５
２は隣接して配置されていないので、その大きさには影
響されない。物理的に隣接しているのは、例えばプロジ
ェクタ５５と５６で、ここでは幅６４ｍｍ程度のプロジ
ェクタを考えているので、プロジェクタ５５と５６との
間をほぼ両眼間隔Ｅにすればよい。このようにして、プ
ロジェクタ５１と５５、５２と５６、５３と５７、５４
と５８との間を両眼間隔Ｅ程度にすれば、隣接する光路
のピッチは両眼間隔の１／４の１６ｍｍ程度にすること
ができる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、直角に
交差した十字形のハーフミラーと、頂点が直角の山形の
全反射ミラーとを有し、この全反射ミラーは、ハーフミ
ラーの下に配置され、プロジェクタは全反射ミラーとハ
ーフミラーを介して対面するように、かつ対面するプロ
ジェクタの間隔を視差像の間隔だけずらして配置されて
いる構成としたので、プロジェクタの幅に制限されるこ
となく、細かいピッチでプロジェクタを配列した場合と
等価な多眼画像を投写することができる。したがって、
通常のように、プロジェクタを配列した多眼式３次元表
示装置よりも、より高品位な投写型３次元表示装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の投写型３次元表示装置を示す
側面図である。

【図２】図１中の十字形のハーフミラーの斜視図であ
る。

【図３】図１における十字形のハーフミラーに入射する
光を説明する側面図である。

【図４】プロジェクタの配置を説明する平面図である。

【図５】３次元物体を異なる方向から見た画像を撮像す
るカメラ列を示す平面図である。

【図６】従来の多眼式３次元表示装置を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１ レンティキュラスクリーン ２ 全反射ミラー ３ 十字形のハーフミラー ３ａ 反射面 ４ 全反射ミラー ５ プロジェクタ ６ カメラ ７ ３次元物体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも２つ以上のプロジェクタとレ
   ンティキュラスクリーンからなり、視差像を用いた投写
   型３次元表示装置において、直角に交差した十字形のハ
   ーフミラーと、頂点が直角の山形の全反射ミラーとを有
   し、この全反射ミラーは前記ハーフミラーの下に配置さ
   れ、前記プロジェクタは前記全反射ミラーとハーフミラ
   ーを介して対面するように、かつ対面するプロジェクタ
   の間隔を視差像の間隔だけずらして配置されていること
   を特徴とする投写型３次元表示装置。