JP2005062607A - 3-dimensional image projector and 3-dimensional image projection adapter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、立体映像投影装置および立体映像投影アダプタに関し、特に一つの投影装置から両眼視差を有する画像を投影する立体映像投影装置および立体映像投影アダプタに関するものである。 The present invention relates to a stereoscopic video projection device and a stereoscopic video projection adapter, and more particularly to a stereoscopic video projection device and a stereoscopic video projection adapter that project an image having binocular parallax from a single projection device.
近年、視覚による情報伝達が重要な役割を果たすようになってきており、平面的な画像の表示よりも現実に近い視覚情報として、さまざまな立体映像の表示に関する技術が提案されている。視聴者が立体映像を認識するためには、二つの視点から撮影した両眼視差を有する映像を視聴者の左右の眼にそれぞれ認識させる必要がある。 In recent years, visual information transmission has played an important role, and various techniques related to the display of stereoscopic video have been proposed as visual information that is closer to reality than the display of a planar image. In order for the viewer to recognize a stereoscopic image, it is necessary to cause the viewer's left and right eyes to recognize images having binocular parallax taken from two viewpoints.
両眼視差を視聴者の左右の眼に認識させる立体映像表示装置としては、例えば、液晶表示装置などの平面表示装置の画素列ごとに両眼視差を有する左右の映像を交互に表示し、画面上に配置したレンチキュラーレンズにより光の進行方向を決定するものなどが提案されている。この方法では、表示画面が平面表示装置の画面サイズに限定されてしまい、大きな映像表示を行うことが困難であり、視聴者が立体映像を認識できる領域も限定されるという問題が生じていた。 As a stereoscopic video display device for recognizing binocular parallax to the left and right eyes of a viewer, for example, a left and right video having binocular parallax is alternately displayed for each pixel column of a flat display device such as a liquid crystal display device, A lens that determines the traveling direction of light using a lenticular lens arranged above has been proposed. In this method, the display screen is limited to the screen size of the flat display device, and it is difficult to display a large image, and there is a problem that a region where a viewer can recognize a stereoscopic image is also limited.
両眼視差を有する大画面の映像を表示する立体映像表示装置としては、偏光方向を維持して光の反射を行う偏光スクリーンに対して、両眼視差を有する２種類の映像の偏光方向を直交させて投影し、視聴者が左右それぞれの映像に対応した偏光方向の偏光メガネを装着する立体映像投影装置も提案されている。（例えば特許文献１および特許文献２参照） As a stereoscopic image display device that displays a large screen image having binocular parallax, the polarization directions of two types of images having binocular parallax are orthogonal to a polarizing screen that reflects light while maintaining the polarization direction. There is also proposed a stereoscopic image projection apparatus in which the viewer wears polarized glasses with polarization directions corresponding to the left and right images. (For example, see Patent Document 1 and Patent Document 2)
特許文献１および特許文献２に記載された技術では、偏光スクリーン上に両眼視差を有する映像を投影するため、偏光スクリーンと立体映像投影装置との距離を調整することで、表示される映像を大きくすることができる。しかし、特許文献１に記載された立体映像投影装置では、左右の画像を異なる偏光方向で投影すると共に交互にスクリーンに対して交互に投影するための構造が必要であり、装置本体の構造が複雑化してサイズも大きくなるという問題が生じていた。 In the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2, in order to project an image having binocular parallax on a polarizing screen, the displayed image is adjusted by adjusting the distance between the polarizing screen and the stereoscopic image projecting device. Can be bigger. However, the stereoscopic video projection apparatus described in Patent Document 1 requires a structure for projecting left and right images in different polarization directions and alternately projecting them on the screen, and the structure of the apparatus main body is complicated. As a result, there has been a problem that the size is increased.
また、特許文献２に記載された立体映像投影装置では、両眼視差を有する映像を一つの画像の左右に配置して投影装置から投影し、左右の画像を分離して投影方向を調整することで左右の映像を重ね合わせてスクリーンに投影している。しかし、通常用いられる投影装置の画像を縦方向に半分にして重ね合わせるために、スクリーン上に投影される映像は通常の半分のサイズで縦長の映像となってしまう。縦長で半分のサイズの映像をスクリーン上に投影する場合、投影装置とスクリーンとの距離を調整して映像サイズを調整したとしても、スクリーンの表示領域の半分しか利用できないことになる。また、視聴者が視聴する映像は縦長のものも横長のものも含まれているので、縦長の映像しか表示できないことは情報伝達の表現力を限定するものとなってしまう。 Further, in the stereoscopic video projection device described in Patent Document 2, video images having binocular parallax are arranged on the left and right sides of one image and projected from the projection device, and the left and right images are separated to adjust the projection direction. The left and right images are superimposed and projected onto the screen. However, in order to superimpose the images of a commonly used projection device in half in the vertical direction, the image projected on the screen becomes a vertically long image with half the normal size. When a vertically long and half-sized image is projected on the screen, even if the image size is adjusted by adjusting the distance between the projection device and the screen, only half of the display area of the screen can be used. In addition, since the video viewed by the viewer includes both a vertically long image and a horizontally long image, the fact that only a vertically long image can be displayed limits the expressive power of information transmission.
したがって本願発明は、両眼視差を有する左目用画像と右目画像を投影して立体映像を表示する立体映像投影装置において、簡単な構造の一つの投影装置から両眼視差を有する映像を投影して、横長で大画面の立体映像を視聴者に表示することが可能な立体映像投影装置および立体映像投影アダプタを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention projects a video having binocular parallax from one projection device having a simple structure in a stereoscopic video projection device that projects a left-eye image and a right-eye image having binocular parallax to display a stereoscopic video. An object of the present invention is to provide a stereoscopic video projection device and a stereoscopic video projection adapter that can display a horizontally long and large-screen stereoscopic video to a viewer.
上記課題を解決するために本願発明の立体映像投影装置は、右目用画像と左目用画像とを上下方向に並べて配置して投影する映像投影手段と、前記映像投影手段から所定の距離だけ離れた映像投影位置に、前記右目用画像および前記左目用画像を重ね合わせて投影する導光手段と、前記左目用画像を投影する光の偏光方向と前記右目用画像を投影する光の偏光方向とを異なる方向とする偏光手段とを有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a stereoscopic video projection apparatus according to the present invention includes a video projection unit that projects and arranges a right-eye image and a left-eye image side by side in a vertical direction, and is separated from the video projection unit by a predetermined distance. Light guide means for projecting the right-eye image and the left-eye image on the image projection position, and a polarization direction of light for projecting the left-eye image and a polarization direction of light for projecting the right-eye image And polarization means having different directions.
右目用画像と左目用画像とを上下方向に並べて配置して、導光手段で右目用画像と左目用画像とを重ね合わせて投影することにより、通常用いられるプロジェクター装置などの映像投影手段を用いて、両眼視差を有する横長の映像を投影することが可能となる。右目用画像と左目用画像とを投影する光の偏光方向は偏光手段によって異なる方向とされるので、簡便な装置を用いて両眼視差を有する二つの画像を偏光保持スクリーンに投影し、視聴者に横長の立体映像を表示することが可能となる。 The image for right eye and the image for left eye are arranged side by side in the vertical direction, and the image for right eye and the image for left eye are overlapped and projected by the light guide means, thereby using the image projection means such as the projector device normally used Thus, it is possible to project a horizontally long image having binocular parallax. Since the polarization direction of the light for projecting the right-eye image and the left-eye image is different depending on the polarization means, two images having binocular parallax are projected onto the polarization-maintaining screen using a simple device, and the viewer It is possible to display a horizontally long stereoscopic image.
このとき、導光手段による画像の投影方向を調整する調節手段を有することにより、右目用画像と左目用画像の投影位置を調整することができるため、立体映像を投影するスクリーン位置を変化させた場合にもスクリーン上での右目用画像と左目用画像とを重ね合わせて好適な立体映像の表示を行うことや、映像の拡大投影時に画角を調整することが可能となる。 At this time, since the projection position of the image for the right eye and the image for the left eye can be adjusted by having the adjustment means for adjusting the projection direction of the image by the light guide means, the screen position for projecting the stereoscopic video is changed. Even in this case, it is possible to display a suitable stereoscopic video by superimposing the right-eye image and the left-eye image on the screen, and to adjust the angle of view when the video is enlarged and projected.
また導光手段が、映像投影手段から入射した映像のうち右目用画像または左目用画像のいずれか一方を反射する第一のミラーと、第一のミラーによって反射された光を反射する第二のミラーとを備えることで、上下に配置された両眼視差を有する二枚の画像のうち一方を二枚の反射ミラーで反射して進行方向を変え、右目用画像と左目用画像を所定の位置で重ね合わせて表示することができる。第一のミラーまたは第二のミラーの法線方向を変化させるミラー調節手段を有するとすることで、反射ミラーで反射する画像の進行方向を調整することができるため、立体映像を投影するスクリーン位置を変化させた場合にもスクリーン上での右目用画像と左目用画像とを重ね合わせて好適な立体映像の表示を行うことや、映像の拡大投影時に画角を調整することが可能となる。 The light guide means reflects a first mirror that reflects either the right-eye image or the left-eye image of the image incident from the video projection means, and a second light that reflects the light reflected by the first mirror. By providing a mirror, one of the two images having binocular parallax arranged at the top and bottom is reflected by the two reflecting mirrors to change the traveling direction, and the right eye image and the left eye image are set at predetermined positions. Can be displayed superimposed. By having a mirror adjustment means that changes the normal direction of the first mirror or the second mirror, it is possible to adjust the traveling direction of the image reflected by the reflection mirror, so the screen position for projecting a stereoscopic image Even when the image is changed, it is possible to display a suitable stereoscopic image by superimposing the right-eye image and the left-eye image on the screen, and to adjust the angle of view when the image is enlarged and projected.
また偏光手段を、第一のミラーに入射しない映像が透過する第一の偏光部材と、第一のミラーが反射した映像が透過する第二の偏光部材とを備え、第二の偏光部材が第一のミラーと第二のミラーとの間に配置することで、反射ミラーで反射された画像の偏光方向が左右対称になるため、偏光保持スクリーンに投影される右目用画像と左目用画像の偏光方向を簡単な構成によって異なるものとすることができる。このとき第一の偏光部材と第二の偏光部材とは一体に形成するとしてもよい。偏光手段が第一のミラーと第二のミラーとの間に配置されて、第一のミラーに入射しない映像および第一のミラーが反射した映像を透過するとしてもよい。 The polarizing means includes a first polarizing member that transmits an image that is not incident on the first mirror, and a second polarizing member that transmits an image reflected by the first mirror. By placing it between the first mirror and the second mirror, the polarization direction of the image reflected by the reflection mirror becomes bilaterally symmetric, so the polarization of the right-eye image and the left-eye image projected on the polarization maintaining screen The direction can be different by a simple configuration. At this time, the first polarizing member and the second polarizing member may be integrally formed. The polarizing means may be disposed between the first mirror and the second mirror to transmit an image not incident on the first mirror and an image reflected by the first mirror.
また、上記課題を解決するために本願発明の立体映像投影アダプタは、右目用画像と左目用画像とを上下方向に並べて配置した映像を映像投影装置から取り入れる採光窓と、前記採光窓から入射した映像のうち、前記右目用画像または前記左目用画像のいずれか一方を反射する第一のミラーと、前記第一のミラーによって反射された光を反射する第二のミラーと、前記左目用画像を投影する光と前記右目用画像を投影する光とを異なる偏光方向とする偏光手段とを特徴とする。 In order to solve the above problems, the stereoscopic video projection adapter according to the present invention includes a daylighting window for taking in a video from a video projection device in which a right-eye image and a left-eye image are arranged in the vertical direction, and the light is incident from the daylighting window. Of the video, a first mirror that reflects either the right-eye image or the left-eye image, a second mirror that reflects light reflected by the first mirror, and the left-eye image Polarizing means that makes the light to be projected and the light to project the right-eye image have different polarization directions.
右目用画像と左目用画像とが上下方向に並べて配置された投影画像を採光窓から取り入れ、入射した映像のうち右目用画像または左目用画像のいずれか一方を反射する第一のミラーと、第一のミラーによって反射された光を反射する第二のミラーとを備えることで、上下に配置された両眼視差を有する二枚の画像のうち一方を二枚の反射ミラーで反射して進行方向を変え、右目用画像と左目用画像を所定の位置で重ね合わせて表示することができる。右目用画像と左目用画像とを重ね合わせて投影することにより、通常用いられるプロジェクター装置などの映像投影手段を用いて、両眼視差を有する横長の映像を投影することが可能となる。右目用画像と左目用画像とを投影する光は偏光手段によって異なる偏光方向とされるので、簡便な装置を用いて両眼視差を有する二つの画像を偏光保持スクリーンに投影し、視聴者に横長の立体映像を表示することが可能となる。 A first mirror that takes in a projection image in which a right-eye image and a left-eye image are arranged in a vertical direction from a daylighting window and reflects either the right-eye image or the left-eye image of the incident video; And a second mirror that reflects the light reflected by one mirror, so that one of the two images having binocular parallax arranged above and below is reflected by the two reflecting mirrors and the traveling direction The right eye image and the left eye image can be superimposed and displayed at a predetermined position. By projecting the right-eye image and the left-eye image in an overlapping manner, it is possible to project a horizontally long image having binocular parallax using image projection means such as a commonly used projector device. Since the light for projecting the right-eye image and the left-eye image has different polarization directions depending on the polarization means, two images having binocular parallax are projected onto the polarization-maintaining screen using a simple device, 3D images can be displayed.
右目用画像と左目用画像とを上下方向に並べて配置して、導光手段で右目用画像と左目用画像とを重ね合わせて投影することにより、通常用いられるプロジェクター装置などの映像投影手段を用いて、両眼視差を有する横長の映像を投影することが可能となる。右目用画像と左目用画像とを投影する光の偏光方向は偏光手段によって異なる方向とされるので、簡便な装置を用いて両眼視差を有する二つの画像を偏光保持スクリーンに投影し、視聴者に横長の立体映像を表示することが可能となる。 The image for right eye and the image for left eye are arranged side by side in the vertical direction, and the image for right eye and the image for left eye are overlapped and projected by the light guide means, thereby using the image projection means such as the projector device normally used Thus, it is possible to project a horizontally long image having binocular parallax. Since the polarization direction of the light for projecting the right-eye image and the left-eye image is different depending on the polarization means, two images having binocular parallax are projected onto the polarization-maintaining screen using a simple device, and the viewer It is possible to display a horizontally long stereoscopic image.
以下、本発明を適用した立体映像投影装置および立体映像投影アダプタについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお本発明は、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。なお、以下の説明において画像という言葉を用いて説明するが、ここでいう画像とは静止画だけではなく動画であってもよく、動画を構成する複数の静止画の一つであってもよい。 Hereinafter, a stereoscopic video projection device and a stereoscopic video projection adapter to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following description, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably. In the following description, the term “image” is used. However, the image here may be a moving image as well as a still image, or may be one of a plurality of still images constituting the moving image. .
図１は本発明の立体映像投影アダプタを装着した立体映像投影装置の構成を示す模式図である。映像投影装置１０は、両眼視差を有する左右の画像を上下方向に配置して投影を行い、映像投影装置１０の映像投射部に取り付けられた立体映像投影アダプタ２０によって、上下方向に配置された二つの画像が偏光保持スクリーン３０上で重なるように投影される。映像投影装置１０と立体映像投影アダプタ２０とを組み合わせることで、本発明の立体映像投影装置が構成される。 FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a stereoscopic video projection apparatus equipped with the stereoscopic video projection adapter of the present invention. The video projection device 10 projects left and right images having binocular parallax in the vertical direction and is arranged in the vertical direction by the stereoscopic video projection adapter 20 attached to the video projection unit of the video projection device 10. Two images are projected so as to overlap on the polarization maintaining screen 30. By combining the video projection device 10 and the stereoscopic video projection adapter 20, the stereoscopic video projection device of the present invention is configured.
映像投影装置１０は、映像を偏光保持スクリーン３０に対して映像投射部１１から投影する表示装置であり、例えば液晶表示画面に表示した画像を光源から出射した光で投影するプロジェクターである。映像投影装置１０が投影する投影画像４０は表示領域が縦長であり、両眼視差を有する二つの画像を上半分と下半分に分離して配置したものである。映像投影装置１０としては、特に立体表示用の特別な装置である必要はなく、従来から市販されているプロジェクター装置などを用いることができる。映像投影装置１０のうち、横長の表示領域で偏光保持スクリーン３０に映像を投影するものは、設置方向を変えて横置きの映像投影装置１０を縦置きで使用するなどで縦長の表示領域を投影することもできる。映像投影装置１０の設置方向を変えて画像の投影を行う場合には、台座１２で映像投影装置１０を固定して転倒を防止すると共に、偏光保持スクリーン３０に対して映像を投影するために映像投影装置１０を仰角に保持するとしてもよい。 The image projection device 10 is a display device that projects an image from the image projection unit 11 onto the polarization maintaining screen 30. For example, the image projection device 10 is a projector that projects an image displayed on a liquid crystal display screen with light emitted from a light source. The projection image 40 projected by the video projection apparatus 10 has a vertically long display area, and two images having binocular parallax are arranged separately in an upper half and a lower half. The video projection device 10 is not particularly required to be a special device for stereoscopic display, and a commercially available projector device or the like can be used. Among the image projection apparatuses 10, those that project an image on the polarization maintaining screen 30 in a horizontally long display area are projected in a vertically long display area by changing the installation direction and using the horizontally positioned image projection apparatus 10 in a vertical position. You can also When projecting an image by changing the installation direction of the image projection device 10, the image projection device 10 is fixed by the pedestal 12 to prevent the image from falling over and the image is projected to project the image on the polarization maintaining screen 30. The projection device 10 may be held at an elevation angle.
立体映像投影アダプタ２０は、映像投影装置１０の映像投射部１１に取り付けられて、映像投射部１１から投影される投影画像４０の光の進行方向を変化させて、偏光保持スクリーン３０上に投影画像４０の上半分と下半分とを重ね合わせて投影する装置である。投影画像４０の上半分と下半分とを偏光保持スクリーン３０に投影する際に、偏光板を透過させることで上半分の画像と下半分の画像の偏光方向を直交させる。立体映像投影アダプタ２０の構成例については後述して説明を行う。 The stereoscopic video projection adapter 20 is attached to the video projection unit 11 of the video projection device 10, changes the traveling direction of light of the projection image 40 projected from the video projection unit 11, and is projected onto the polarization maintaining screen 30. 40 is an apparatus for projecting the upper half and the lower half of 40. When the upper half and the lower half of the projected image 40 are projected onto the polarization maintaining screen 30, the polarization directions of the upper half image and the lower half image are orthogonalized by transmitting the polarizing plate. A configuration example of the stereoscopic video projection adapter 20 will be described later.
偏光保持スクリーン３０は、光の偏光方向を保持したまま反射する反射部材であり、例えばＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）等の樹脂上にアルミ蒸着を施した樹脂を付着させたものなどを用いることができる。ここでは、偏光保持スクリーン３０として立体映像投影装置が投影した光を反射して表示を行う反射型のものを例として挙げたが、偏光保持スクリーン３０を透明または半透明の材質によって形成して、視聴者が視聴する側とは反対側から映像の投影を行う透過型のものとしてもよい。 The polarization maintaining screen 30 is a reflecting member that reflects while maintaining the polarization direction of light, and for example, a material obtained by adhering a resin on which aluminum is deposited on a resin such as PET (Polyethylene Terephthalate) can be used. Here, a reflection type screen that reflects and displays the light projected by the stereoscopic image projector as the polarization holding screen 30 is taken as an example, but the polarization holding screen 30 is made of a transparent or translucent material, It may be a transmissive type that projects an image from the side opposite to the side viewed by the viewer.
投影画像４０は、両眼視差を有する左目用画像４０Ｌと右目用画像４０Ｒとを縦方向に並べて配置した画像である。ここで、縦方向に並べて配置とは図２に示すように、左目用画像４０Ｌおよび右目用画像４０Ｒの視聴者が上下方向と認識する方向に、左目用画像４０Ｌと右目用画像４０Ｒとを配置することを言う。図２では左目用画像４０Ｌを下側に配置して、右目用画像４０Ｒを上側に配置した例を示しているが、上下の位置関係は逆であってもよい。右目用画像４０Ｒと左目用画像４０Ｌとの間での両眼視差は、投影画像４０の横方向である視差方向での画像の差である。 The projected image 40 is an image in which a left-eye image 40L having binocular parallax and a right-eye image 40R are arranged side by side in the vertical direction. Here, the arrangement in the vertical direction means that, as shown in FIG. 2, the left-eye image 40L and the right-eye image 40R are arranged in a direction that the viewer of the left-eye image 40L and the right-eye image 40R recognizes as the vertical direction. Say to do. Although FIG. 2 shows an example in which the left-eye image 40L is arranged on the lower side and the right-eye image 40R is arranged on the upper side, the vertical positional relationship may be reversed. The binocular parallax between the right-eye image 40R and the left-eye image 40L is an image difference in the parallax direction that is the horizontal direction of the projection image 40.
右目用画像４０Ｒおよび左目用画像４０Ｌは、共に視聴者が認識する上下方向よりも視差方向が長い画像であり、本発明の立体映像投影装置が偏光保持スクリーン３０上に右目用画像４０Ｒと左目用画像４０Ｌとを重ね合わせて投影するため、視聴者が視認する立体映像は上下方向よりも視差方向が長い画面となる。したがって、本発明の立体映像投影装置および立体映像投影アダプタを用いて両眼視差を有する画像をスクリーンに投影することで、横長で大画面の立体映像を視聴者に表示することが可能となる。 Both the right-eye image 40R and the left-eye image 40L are images having a parallax direction longer than the vertical direction recognized by the viewer, and the stereoscopic video projector of the present invention has the right-eye image 40R and the left-eye image on the polarization holding screen 30. Since the image 40L is superimposed and projected, the stereoscopic video viewed by the viewer is a screen having a longer parallax direction than the vertical direction. Therefore, by projecting an image having binocular parallax on the screen using the stereoscopic video projection device and the stereoscopic video projection adapter of the present invention, it is possible to display a horizontally long and large stereoscopic video to the viewer.
映像投影装置１０として、横長の映像を投影するように設計されているプロジェクター装置を用い、プロジェクター装置の設置方向を変えて図２に示した投影画像４０を投影する場合について図３を用いて説明する。図３は映像投影装置１０の例として平置き型で横長の映像表示を行うプロジェクター装置を用いる場合の例を示す正面図である。映像投影装置１０を平置きした状態が真ん中に示した図３（a）であり、映像の投影を行う映像投射部１１が本体の一方に偏在して形成されているとする。図３（a）の設置方向で投影される映像は横長であり例えば縦横比が３：４のものである。図３（ｂ）に示した正面図は、映像投射部１１の形成された側が上に位置するように、映像投影装置１０の設置方向を縦置き型に変えた状態を示すものである。逆に、図３（ｃ）に示した正面図は、映像投射部１１の形成された側が下に位置するように、映像投影装置１０の設置方向を縦置きに変えた状態を示すものである。 A case where a projection apparatus designed to project a horizontally long image is used as the image projection apparatus 10 and the projection image 40 shown in FIG. 2 is projected while changing the installation direction of the projector apparatus will be described with reference to FIG. To do. FIG. 3 is a front view showing an example in the case of using a projector device that performs a horizontally long video display as an example of the video projector 10. FIG. 3A shows the state in which the image projection device 10 is placed flat, and the image projection unit 11 for projecting the image is formed unevenly on one side of the main body. An image projected in the installation direction in FIG. 3A is horizontally long, and has an aspect ratio of 3: 4, for example. The front view shown in FIG. 3B shows a state in which the installation direction of the video projection device 10 is changed to the vertical type so that the side on which the video projection unit 11 is formed is positioned upward. Conversely, the front view shown in FIG. 3C shows a state in which the installation direction of the video projection device 10 is changed to the vertical orientation so that the side on which the video projection unit 11 is formed is positioned below. .
図３（ｂ）に示した映像投影装置１０の設置方向と、図３（ｃ）に示した映像投影装置１０の設置方向では、映像投射部１１から投影される映像の天地方向が逆になる。そのため、投影画像４０に含まれる右目用画像４０Ｒと左目用画像４０Ｌの向きを映像投影装置１０の設置方向に適したものとして、映像投射部１１から投影する必要がある。 In the installation direction of the video projection apparatus 10 shown in FIG. 3B and the installation direction of the video projection apparatus 10 shown in FIG. . Therefore, it is necessary to project from the video projection unit 11 with the orientations of the right-eye image 40R and the left-eye image 40L included in the projection image 40 suitable for the installation direction of the video projection device 10.
図４は投影画像４０での右目用画像４０Ｒと左目用画像４０Ｌの向きの組み合わせを示す模式図である。図中の上下方向は、図３（a）のように平置き型で横長の画像を投影する場合の上下方向に対応しており、図中下段に示した組み合わせが図３（ｂ）のように映像投影装置１０を縦置きした場合を示し、図中上段に示した組み合わせが図３（ｃ）のように映像投影装置１０を縦置きした場合を示している。図示しているように、右目用画像４０Ｒと左目用画像４０Ｌとを横長の投影画像４０で左右どちらに配置してもよく、また、映像投影装置１０を縦置きした場合の上下方向に対応して右目用画像４０Ｒと左目用画像４０Ｌの上下方向を決定する。いずれの場合にも、平置き型で横長の画像を略９０度回転させて、その上下半分に右目用画像４０Ｒと左目用画像４０Ｌを配置しているので、右目用画像４０Ｒと左目用画像４０Ｌは横長の画像となる。 FIG. 4 is a schematic diagram showing combinations of orientations of the right-eye image 40R and the left-eye image 40L in the projection image 40. The vertical direction in the figure corresponds to the vertical direction when a horizontally long image is projected as shown in FIG. 3 (a), and the combination shown in the lower part of the figure is as shown in FIG. 3 (b). Fig. 3 shows a case where the video projection device 10 is placed vertically, and the combination shown in the upper part of the figure shows a case where the video projection device 10 is placed vertically as shown in Fig. 3C. As shown in the figure, the right-eye image 40R and the left-eye image 40L may be arranged on either the left or right side in the horizontally long projection image 40, and corresponds to the vertical direction when the video projector 10 is placed vertically. Thus, the vertical direction of the right-eye image 40R and the left-eye image 40L is determined. In any case, the horizontally oriented image is rotated by approximately 90 degrees and the right-eye image 40R and the left-eye image 40L are arranged in the upper and lower halves thereof, so the right-eye image 40R and the left-eye image 40L. Becomes a landscape image.
図５は立体映像投影アダプタ２０の構成例を示す断面図であり、立体映像投影アダプタ２０を縦方向に切断した状態を示している。立体映像投影アダプタ２０は、筐体２１内部に反射ミラー２２，２３および偏光部材２４が配置されており、筐体２１には投影画像４０を投射するための開口部２５と、映像投影装置１０から投影される光を取り入れる採光窓２８が形成されている。また、反射ミラー２２の法線方向を調整する調整機構２６と、反射ミラー２３の法線方向を調整する調整機構２７が形成されている。 FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of the stereoscopic video projection adapter 20 and illustrates a state in which the stereoscopic video projection adapter 20 is cut in the vertical direction. In the stereoscopic video projection adapter 20, reflection mirrors 22 and 23 and a polarizing member 24 are disposed inside a casing 21, and an opening 25 for projecting a projection image 40 is provided in the casing 21 from the video projection device 10. A daylighting window 28 for taking in the projected light is formed. Further, an adjustment mechanism 26 that adjusts the normal direction of the reflection mirror 22 and an adjustment mechanism 27 that adjusts the normal direction of the reflection mirror 23 are formed.
筐体２１は、箱型の容器に開口部２５が形成されて、立体映像投影アダプタ２０の外形を形成すると共に、他の部材を保持する部材である。筐体２１を形成する材質としては、他の部材の保持と外形の維持をすることができる程度の剛性を有する必要がある。また、偏光保持スクリーン３０に対して投影される投影画像４０の他に立体映像投影アダプタ２０の内部から光が漏洩しないようにするために、筐体２１は遮光性を有する材質で形成される必要がある。筐体２１の採光窓２８が形成された側には映像投影装置１０が配置され、筐体２１の一部として形成された取付機構２９を用いて、採光窓２８が映像投影装置１０の映像投射部１１に取り付けられる。 The casing 21 is a member in which an opening 25 is formed in a box-shaped container to form the outer shape of the stereoscopic video projection adapter 20 and hold other members. As a material for forming the casing 21, it is necessary to have rigidity enough to hold other members and maintain the outer shape. Further, in order to prevent light from leaking from the inside of the stereoscopic video projection adapter 20 in addition to the projection image 40 projected onto the polarization maintaining screen 30, the casing 21 needs to be formed of a light-shielding material. There is. The image projection device 10 is disposed on the side of the housing 21 where the daylighting window 28 is formed, and the daylighting window 28 projects the image projection of the image projection device 10 using an attachment mechanism 29 formed as a part of the case 21. It is attached to the part 11.
反射ミラー２２，２３は、筐体２１内部に配置された平板状の鏡であり、反射ミラー２２の反射面と反射ミラー２３の反射面とが向かい合うように配置されている。反射ミラー２２は筐体２１の下側で採光窓２８に対して所定の角度をもって配置されており、採光窓２８から入射する投影画像４０の下側半分を反射ミラー２３の反射面に対して反射する。反射ミラー２３は筐体２１の上側で開口部２５に対して所定の角度をもって配置されており、反射ミラー２２が反射した投影画像４０の下側半分の画像を再度反射して、開口部２５を介して偏光保持スクリーン３０に投影する。 The reflection mirrors 22 and 23 are flat mirrors arranged inside the housing 21, and are arranged so that the reflection surface of the reflection mirror 22 faces the reflection surface of the reflection mirror 23. The reflection mirror 22 is disposed at a predetermined angle with respect to the daylighting window 28 on the lower side of the casing 21, and the lower half of the projection image 40 incident from the daylighting window 28 is reflected on the reflection surface of the reflection mirror 23. To do. The reflection mirror 23 is arranged at a predetermined angle with respect to the opening 25 on the upper side of the housing 21, and reflects again the lower half image of the projection image 40 reflected by the reflection mirror 22, thereby opening the opening 25. Through the polarization maintaining screen 30.
偏光部材２４は、透過していく光の偏光方向を一定方向に限定する直線偏光板をＬ字形状に折り曲げた部材であり、例えばその偏光方向は折り曲げない平面状態で図６（a）に示すように全面にわたって右上がり４５度方向である。ここでは偏光部材２４として、透過する光を直線偏光にする直線偏光板を例として挙げたが、図６（ｂ）に示すように直線偏光板と四分の一波長板とを重ね合わせた円偏光板を用いるとしても良い。Ｌ字形状を成している偏光部材２４は、その屈折位置で上側透過部２４aと下側透過部２４ｂとに区分され、図に示すように上側透過部２４aは採光窓２８の上側を覆うように採光窓２８に対して並行に配置され、下側透過部２４ｂは反射ミラー２２と反射ミラー２３の間で採光窓２８に対して垂直に配置されている。映像投影装置１０が液晶表示装置を用いて画像の投影を行う構成の場合などには、採光窓２８から入射してくる光が既に直線偏光である可能性があるため、光を透過することができるように偏光部材２４の偏光方向を調整可能としても良い。また、直線偏光を円偏光板で円偏光にした後に再度直線偏光にする構成としても良い。 The polarizing member 24 is a member in which a linearly polarizing plate that limits the polarization direction of transmitted light to a certain direction is bent into an L shape. For example, the polarization direction is shown in FIG. As shown in FIG. Here, as the polarizing member 24, a linear polarizing plate that converts the transmitted light into linearly polarized light is given as an example. However, as shown in FIG. 6B, a circular polarizing plate and a quarter-wave plate are overlapped. A polarizing plate may be used. The L-shaped polarizing member 24 is divided into an upper transmission part 24a and a lower transmission part 24b at the refraction position, and the upper transmission part 24a covers the upper side of the lighting window 28 as shown in the figure. The lower transmission part 24 b is arranged between the reflection mirror 22 and the reflection mirror 23 and perpendicular to the daylighting window 28. In the case where the image projection device 10 is configured to project an image using a liquid crystal display device or the like, the light incident from the lighting window 28 may already be linearly polarized light, so that light can be transmitted. The polarization direction of the polarizing member 24 may be adjustable so that it is possible. Alternatively, the linearly polarized light may be converted to linearly polarized light after being circularly polarized with a circularly polarizing plate.
開口部２５は、偏光保持スクリーン３０に対向する筐体２１の側面に形成された光を透過する領域であり、開口部２５の大きさによって筐体２１から映像を投影できる領域が決まる。開口部２５は、筐体２１に穴を形成して投影画像４０の投影を行うとしてもよく、筐体２１内部の保護のために透明な素材をカバーとして取り付けるとしてもよい。 The opening 25 is a region that transmits light formed on the side surface of the housing 21 facing the polarization maintaining screen 30, and a region where an image can be projected from the housing 21 is determined by the size of the opening 25. The opening 25 may form a hole in the housing 21 to project the projection image 40, or a transparent material may be attached as a cover to protect the inside of the housing 21.
調整機構２６，２７は、それぞれ反射ミラー２２，２３の法線方向を変化させて、反射ミラー２２，２３に入射する光が反射していく方向を調節する機構である。調整機構２６，２７の構成としては、例えば、反射ミラー２２，２３をそれぞれ採光窓２８の下端および上端で回動可能に保持する回転軸と、回転軸を回転中心として反射ミラー２２，２３を回転させるためのダイアル部などがある。ダイアル部を回転させることで、ダイアル部の回転運動を反射ミラー２２，２３の回転運動として伝達し、反射ミラー２２，２３が回転軸を中心として微小角度回転することで、反射ミラー２２，２３の法線方向が変化する。反射ミラー２２には調整機構２６が取り付けられて、反射ミラー２３には調整機構２７が取り付けられていることで、反射ミラー２２，２３の法線方向を調整することができ、投影画像４０の下側半分を投影する方向を調整することが可能となる。ここでは調整機構２６，２７を反射ミラー２２，２３にそれぞれ取り付けて、反射ミラー２２，２３を両方調整可能としているが、一方を固定して片方だけ法線方向の調整を行い投影画像４０の投影方向を調整する構成としてもよい。 The adjusting mechanisms 26 and 27 are mechanisms that adjust the direction in which light incident on the reflecting mirrors 22 and 23 is reflected by changing the normal direction of the reflecting mirrors 22 and 23, respectively. As the configuration of the adjusting mechanisms 26 and 27, for example, the reflection mirrors 22 and 23 are rotatably held at the lower end and the upper end of the lighting window 28, respectively, and the reflection mirrors 22 and 23 are rotated around the rotation axis. There is a dial part to make it. By rotating the dial part, the rotational movement of the dial part is transmitted as the rotational movement of the reflection mirrors 22 and 23, and the reflection mirrors 22 and 23 rotate by a small angle around the rotation axis, so that the reflection mirrors 22 and 23 The normal direction changes. Since the adjusting mechanism 26 is attached to the reflecting mirror 22 and the adjusting mechanism 27 is attached to the reflecting mirror 23, the normal direction of the reflecting mirrors 22 and 23 can be adjusted. It is possible to adjust the direction in which the side half is projected. Here, the adjusting mechanisms 26 and 27 are attached to the reflecting mirrors 22 and 23, respectively, so that both of the reflecting mirrors 22 and 23 can be adjusted. It is good also as a structure which adjusts a direction.
採光窓２８は、筐体２１の映像投射部１１側に形成された光を透過する領域であり、映像投射部１１の形状と略同一形状に形成されて、映像投射部１１から投影される投影画像４０を筐体２１の内部に取り入れる。採光窓２８は、筐体２１に穴を形成して投影画像４０を取り入れるとしてもよく、筐体２１内部の保護のために透明な素材をカバーとして取り付けるとしてもよい。 The daylighting window 28 is a region that transmits light formed on the video projection unit 11 side of the housing 21, is formed in substantially the same shape as the video projection unit 11, and is projected from the video projection unit 11. The image 40 is taken into the housing 21. The daylighting window 28 may be formed with a hole in the housing 21 to capture the projected image 40, or a transparent material may be attached as a cover for protecting the inside of the housing 21.
取付機構２９は筐体２１の一部として形成され、例えば一対の板状部材で映像投影装置１０の外形を挟み込んで保持する構造を有し、立体映像投影アダプタ２０と映像投影装置１０とを接続して固定する機能を果たす。取付機構２９は、筐体２１と一体に形成されている必要はなく、立体映像投影アダプタ２０と映像投影装置１０とに螺子穴を形成してボルトで締結するなどの一般的な機構を用いることができる。 The attachment mechanism 29 is formed as a part of the housing 21 and has a structure that holds the outer shape of the video projection device 10 with a pair of plate-like members, for example, and connects the stereoscopic video projection adapter 20 and the video projection device 10. And fulfill the function of fixing. The attachment mechanism 29 does not need to be formed integrally with the housing 21, and a general mechanism such as forming a screw hole in the stereoscopic image projection adapter 20 and the image projection device 10 and fastening with a bolt is used. Can do.
次に図７を用いて、映像投影装置１０の映像投射部１１から投影された投影画像４０が立体映像投影アダプタ２０を介して偏光保持スクリーン３０に投影される過程について説明する。図７は、映像投射部１１から投影される投影画像４０が偏光部材２４を透過して、反射ミラー２２，２３によって進行方向が変化する様子を示す模式図である。説明の簡略化のために筐体２１や調整機構２６，２７および採光窓２８については図示を省略している。映像投射部１１は、例えば液晶表示部１３に表示した投影画像４０を背面光源から投影し、レンズ１４で投影画像４０の焦点距離を調節する。 Next, a process in which the projection image 40 projected from the video projection unit 11 of the video projection device 10 is projected onto the polarization maintaining screen 30 via the stereoscopic video projection adapter 20 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a state in which the projection image 40 projected from the video projection unit 11 passes through the polarizing member 24 and the traveling direction is changed by the reflection mirrors 22 and 23. For simplification of description, the casing 21, the adjusting mechanisms 26 and 27, and the daylighting window 28 are not shown. For example, the video projection unit 11 projects the projection image 40 displayed on the liquid crystal display unit 13 from the rear light source, and adjusts the focal length of the projection image 40 with the lens 14.
映像投射部１１から投影された投影画像４０の下半分である右目用画像４０Ｒは、採光窓２８から立体映像投影アダプタ２０の反射ミラー２２に入射する。反射ミラー２２で反射された右目用画像４０Ｒは、反射ミラー２２と反射ミラー２３の間に配置された偏光部材２４の下側透過部２４ｂを透過して反射ミラー２３に入射する。反射ミラー２３で反射された右目用画像４０Ｒは、立体映像投影アダプタ２０の開口部２５から外部へと投影される。このとき右目用画像４０Ｒを投影する光の偏光方向は、下側透過部２４ｂを透過して反射ミラー２３で反射されたことにより、偏光部材２４の偏光方向と左右対称な偏光方向となる。例えば図６に示したように、偏光部材２４の偏光方向を右上がり４５度とした場合には、開口部２５から投影される右目用画像４０Ｒを映し出す光は右下がり４５度の偏光方向となる。 The right-eye image 40R, which is the lower half of the projection image 40 projected from the video projection unit 11, enters the reflection mirror 22 of the stereoscopic video projection adapter 20 from the daylighting window 28. The right-eye image 40 </ b> R reflected by the reflection mirror 22 passes through the lower transmission part 24 b of the polarizing member 24 disposed between the reflection mirror 22 and the reflection mirror 23 and enters the reflection mirror 23. The right-eye image 40R reflected by the reflection mirror 23 is projected from the opening 25 of the stereoscopic video projection adapter 20 to the outside. At this time, the polarization direction of the light that projects the right-eye image 40R becomes a polarization direction that is bilaterally symmetric with the polarization direction of the polarization member 24 by being transmitted through the lower transmission portion 24b and reflected by the reflection mirror 23. For example, as shown in FIG. 6, when the polarization direction of the polarizing member 24 is 45 degrees to the right, the light that projects the right eye image 40R projected from the opening 25 has a polarization direction of 45 degrees to the right. .
また、投影画像４０の上半分である左目用画像４０Ｌは、採光窓２８から立体映像投影アダプタ２０に入射し、採光窓２８に並行して配置された偏光部材２４の上側透過部２４aを透過して、開口部２５から立体映像投影アダプタ２０の外部へと投影される。このとき、左目用画像４０Ｌを投影する光の偏光方向は、上側透過部２４aを透過した光であるので、偏光部材２４の偏光方向と同様の偏光方向となる。例えば図６に示したように、偏光部材２４の偏光方向を右上がり４５度とした場合には、開口部２５から投影される左目用画像４０Ｌを映し出す光は右上がり４５度の偏光方向となる。 The left-eye image 40L, which is the upper half of the projection image 40, enters the stereoscopic video projection adapter 20 from the daylighting window 28, and passes through the upper transmission part 24a of the polarizing member 24 disposed in parallel with the daylighting window 28. Thus, the image is projected from the opening 25 to the outside of the stereoscopic video projection adapter 20. At this time, the polarization direction of the light that projects the left-eye image 40L is the light that has passed through the upper transmission part 24a, and thus the polarization direction is the same as the polarization direction of the polarization member 24. For example, as shown in FIG. 6, when the polarization direction of the polarizing member 24 is 45 degrees rising to the right, the light that projects the left-eye image 40L projected from the opening 25 has a polarization direction of 45 degrees rising to the right. .
左目用画像４０Ｌは偏光部材２４を透過した後に反射ミラー２２，２３で反射されず、右目用画像４０Ｒは偏光部材２４を透過した後に反射ミラー２３で一回反射されるため、右目用画像４０Ｒと左目用画像４０Ｌを投影する光の偏光方向は互いに左右対称となる。 The left-eye image 40L is not reflected by the reflecting mirrors 22 and 23 after passing through the polarizing member 24, and the right-eye image 40R is reflected once by the reflecting mirror 23 after passing through the polarizing member 24. The polarization directions of the light that projects the left-eye image 40L are symmetrical to each other.
偏光保持スクリーン３０は光の偏光方向を維持したまま入射光を反射するので、偏光保持スクリーン３０に投影された右目用画像４０Ｒと左目用画像４０Ｌの偏光方向も互いに左右対称となる。したがって、図８に示すような偏光メガネ５０を用いて、視聴者の左目前に偏光部材２４と同じ偏光方向の光のみを透過する偏光板５１を配置して、右目前に偏光部材２４の偏光方向と左右対称な偏光方向の光のみを透過する偏光板５２を配置することで、視聴者の右目には右目用画像４０Ｒのみが入射し、左目には左目用画像４０Ｌのみが入射することになる。右目用画像４０Ｒと左目用画像４０Ｌは両眼視差を有する画像であるため、視聴者は右目と左目それぞれで両眼視差のある映像を視認し、偏光保持スクリーン３０上に投影されている映像を立体的な映像として認識することになる。 Since the polarization holding screen 30 reflects incident light while maintaining the polarization direction of the light, the polarization directions of the right-eye image 40R and the left-eye image 40L projected on the polarization holding screen 30 are also symmetrical with each other. Therefore, using the polarizing glasses 50 as shown in FIG. 8, a polarizing plate 51 that transmits only light having the same polarization direction as that of the polarizing member 24 is disposed in front of the viewer's left eye, and the polarization of the polarizing member 24 is displayed in front of the right eye. By disposing the polarizing plate 52 that transmits only light having a polarization direction that is symmetrical with respect to the direction, only the right-eye image 40R is incident on the viewer's right eye, and only the left-eye image 40L is incident on the left eye. Become. Since the right-eye image 40R and the left-eye image 40L are images having binocular parallax, the viewer visually recognizes an image having binocular parallax with each of the right eye and the left eye, and views the image projected on the polarization holding screen 30. It will be recognized as a stereoscopic image.
次に、立体映像投影装置と偏光保持スクリーン３０との距離を変化させた場合の、右目用画像４０Ｒと左目用画像４０Ｌの投影位置調整について図９を用いて説明する。図９（a）は、偏光保持スクリーン３０をスクリーン位置Ｘに配置した場合の反射ミラー２２，２３の角度と光の進路を示す模式図である。図９（ｂ）は、偏光保持スクリーン３０をスクリーン位置Ｘよりも立体映像投影装置に近いスクリーン位置Ｙに配置した場合の反射ミラー２２，２３の角度と光の進路を示す模式図である。図９（a）に示すように、右目用画像４０Ｒと左目用画像４０Ｌの縦方向位置がスクリーン位置Ｘで一致する光の進路と、図９（ｂ）に示すようなスクリーン位置Ｙで一致する光の進路とは異なる。そこで、反射ミラー２２，２３の調整機構２６，２７を用いて、反射ミラー２２，２３の法線方向を変化させて、右目用画像４０Ｒと左目用画像４０Ｌとがそれぞれスクリーン位置Ｘ，Ｙで重なり合うようにする。調整機構２６，２７で画像の投影方向を調整することによって、利対映像投影装置と偏光保持スクリーン３０との距離に応じて立体映像を投影することが可能となる。また、映像投影装置１０のズーム機能を利用して投影画像４０を拡大投影や縮小投影した場合の画角の調整をおこなうことができる。 Next, the projection position adjustment of the right-eye image 40R and the left-eye image 40L when the distance between the stereoscopic video projector and the polarization maintaining screen 30 is changed will be described with reference to FIG. FIG. 9A is a schematic diagram showing the angles of the reflection mirrors 22 and 23 and the light path when the polarization maintaining screen 30 is arranged at the screen position X. FIG. FIG. 9B is a schematic diagram illustrating the angles of the reflection mirrors 22 and 23 and the light path when the polarization maintaining screen 30 is disposed at the screen position Y closer to the stereoscopic image projection device than the screen position X. As shown in FIG. 9A, the light path where the vertical positions of the right-eye image 40R and the left-eye image 40L coincide at the screen position X coincides with the screen position Y as shown in FIG. 9B. It is different from the course of light. Accordingly, the normal directions of the reflecting mirrors 22 and 23 are changed using the adjusting mechanisms 26 and 27 of the reflecting mirrors 22 and 23 so that the right-eye image 40R and the left-eye image 40L overlap at the screen positions X and Y, respectively. Like that. By adjusting the projection direction of the image with the adjusting mechanisms 26 and 27, it is possible to project a stereoscopic image according to the distance between the profit image projection device and the polarization maintaining screen 30. In addition, it is possible to adjust the angle of view when the projection image 40 is enlarged or reduced using the zoom function of the video projector 10.
映像投影装置１０は、投影する画像の焦点距離調整は通常のプロジェクター装置などで用いられている機能を用いており、映像投射部１１から投影される投影画像４０の焦点距離を偏光保持スクリーン３０までの距離に応じて調整する。反射ミラー２２，２３で反射された右目用画像４０Ｒが偏光保持スクリーン３０まで到達するまでの距離と、反射ミラー２２，２３で反射されずに左目用画像４０Ｌが偏光保持スクリーン３０まで到達する間での距離は、映像投影装置１０と偏光保持スクリーン３０との距離に比較すると小さい。このため、右目用画像４０Ｒと左目用画像４０Ｌの焦点距離は略同一とみなして、立体映像投影アダプタ２０に投影画像４０の焦点距離を調整する機能が無くとも、同一の偏光保持スクリーン３０上に二つの画像の焦点を合わせることができる。 The video projection device 10 uses a function used in a normal projector device for adjusting the focal length of the projected image, and the focal length of the projection image 40 projected from the video projection unit 11 is extended to the polarization maintaining screen 30. Adjust according to the distance. The distance until the right-eye image 40R reflected by the reflection mirrors 22 and 23 reaches the polarization holding screen 30 and the interval between the left-eye image 40L reaching the polarization holding screen 30 without being reflected by the reflection mirrors 22 and 23. Is smaller than the distance between the image projection device 10 and the polarization maintaining screen 30. For this reason, it is assumed that the focal lengths of the right-eye image 40R and the left-eye image 40L are substantially the same, and even if the stereoscopic video projection adapter 20 does not have the function of adjusting the focal length of the projection image 40, The two images can be focused.
また本発明の立体映像投影装置では、映像投影装置１０と偏光保持スクリーン３０との位置関係が正面に対向するものではなく、投影画像４０を偏光保持スクリーン３０の斜め横方向から投影することもできる。斜めからの画像の投影を行うと画像に台形歪が発生するが、本発明の立体映像投影アダプタ２０を用いて光の進行方向を変化させるとしても、導光手段である反射ミラー２２，２３による光の経路変更は縦方向のみであるため、映像投影装置１０として用いるプロジェクターにあらかじめ備わっている台形歪補正機能を用いて台形歪を補正して画角の補正を行うことが可能である。 Further, in the stereoscopic image projection device of the present invention, the positional relationship between the image projection device 10 and the polarization maintaining screen 30 is not opposed to the front, and the projection image 40 can be projected from the oblique lateral direction of the polarization maintaining screen 30. . When an image is projected from an oblique direction, trapezoidal distortion occurs in the image. Even if the traveling direction of light is changed by using the stereoscopic video projection adapter 20 of the present invention, it is caused by the reflection mirrors 22 and 23 that are light guide means. Since the light path is changed only in the vertical direction, it is possible to correct the angle of view by correcting the trapezoidal distortion by using the trapezoidal distortion correction function provided in advance in the projector used as the video projector 10.
図１０は、本発明の立体映像投影アダプタを装着した立体映像投影装置を用いて立体映像の投影を行う他の実施の形態を示す模式図である。映像投影装置１０および立体映像投影アダプタ２０の構成は図１乃至図９を用いて説明したものと同様であるが、偏光保持スクリーン７０の構成が異なり、また、映像投影装置１０と偏光保持スクリーン７０との間に遮光枠６０を配置している。 FIG. 10 is a schematic diagram showing another embodiment for projecting a stereoscopic video using a stereoscopic video projection apparatus equipped with the stereoscopic video projection adapter of the present invention. The configurations of the image projection device 10 and the stereoscopic image projection adapter 20 are the same as those described with reference to FIGS. 1 to 9, but the configuration of the polarization maintaining screen 70 is different, and the image projection device 10 and the polarization maintaining screen 70 are different. A light shielding frame 60 is arranged between the two.
偏光保持スクリーン７０は、画像が投影される投影面７１のうち偏光保持領域７２のみが入射光の偏光方向を維持して光の反射を行う。偏光保持領域７２には、両眼視差を有して偏光方向が異なる右目用画像４０Ｒと左目用画像４０Ｌとが重ね合わせて投影されるため、視聴者は偏光メガネ５０を装着することで立体映像を視認することができる。 In the polarization maintaining screen 70, only the polarization maintaining region 72 of the projection surface 71 on which an image is projected maintains the polarization direction of incident light and reflects light. Since the right-eye image 40R and the left-eye image 40L, which have binocular parallax and different polarization directions, are superimposed and projected on the polarization holding region 72, the viewer wears the polarizing glasses 50 to thereby realize a stereoscopic image. Can be visually recognized.
映像投影装置１０から投影される投影画像４０は、立体映像投影アダプタ２０によって上下方向に配置された右目用画像４０Ｒと左目用画像４０Ｌとが分離されて、偏光保持スクリーン７０上に重ね合わせて投影される。このとき、右目用画像４０Ｒと左目用画像４０Ｌの縦方向を一致させたときに、一方の画像には含まれる映像領域が他方には含まれていないなどの画像の不一致が二枚の画像の周辺領域で発生する可能性がある。画像の不一致領域が視聴者の片目にのみ入射すると、視聴者が疲労感を覚えることが想定されるため、立体映像を表示する領域を偏光保持領域７２に限定することで、画像の周辺領域は偏光が保持されないために視聴者の両目で視認することが可能となり、視聴者の疲労を低減することができる。 The projected image 40 projected from the video projection device 10 is projected by separating the right-eye image 40R and the left-eye image 40L arranged in the vertical direction by the stereoscopic video projection adapter 20 and superimposing them on the polarization maintaining screen 70. Is done. At this time, when the vertical directions of the right-eye image 40R and the left-eye image 40L are made to coincide with each other, an image mismatch such as a video area included in one image is not included in the other is caused by the two images. It may occur in the surrounding area. Since it is assumed that the viewer feels tired when the inconsistent region of the image enters only one eye of the viewer, by limiting the region for displaying the stereoscopic video to the polarization maintaining region 72, the peripheral region of the image is Since polarized light is not maintained, it is possible to visually recognize with both eyes of the viewer, and the viewer's fatigue can be reduced.
遮光枠６０は、光を遮る材質で形成された額縁形状の部材であり、立体映像投影アダプタ２０と偏光保持スクリーン７０との間で、右目用画像４０Ｒと左目用画像４０Ｌとが投影される光の経路上に配置されている。立体映像投影アダプタ２０から投影された右目用画像４０Ｒと左目用画像４０Ｌが、遮光枠６０の枠内を通過して偏光保持スクリーン７０に投影されることで、遮光枠６０によって両画像の周辺領域が遮られ、偏光保持スクリーン７０上に投影される映像の輪郭が鮮明になり、良好な立体映像を視聴者に表示することが可能となる。 The light shielding frame 60 is a frame-shaped member formed of a material that blocks light, and light on which the right-eye image 40R and the left-eye image 40L are projected between the stereoscopic video projection adapter 20 and the polarization holding screen 70. Is placed on the path. The right-eye image 40R and the left-eye image 40L projected from the stereoscopic video projection adapter 20 pass through the inside of the light shielding frame 60 and are projected onto the polarization maintaining screen 70. Is blocked, the contour of the image projected on the polarization maintaining screen 70 becomes clear, and a good stereoscopic image can be displayed to the viewer.
図１１は本発明における立体映像投影アダプタの他の構成例を示す図であり、図１１（a）は透過斜視図であり、図１１（ｂ）は断面図と光の経路を示す模式図である。図１１に示した立体映像投影アダプタ１００は、映像投影装置１０の映像投射部１１に取り付けられて、映像投射部１１から投影される投影画像４０の進行方向を変化させて、偏光保持スクリーン３０上に投影画像４０の上半分と下半分とを重ね合わせて投影する装置である。投影画像４０の上半分と下半分とを偏光保持スクリーン３０に投影する際に、偏光板を透過させることで上半分の画像と下半分の画像の偏光方向を直交させる。 FIG. 11 is a diagram showing another configuration example of the stereoscopic image projection adapter according to the present invention, FIG. 11A is a transmission perspective view, and FIG. 11B is a schematic diagram showing a cross-sectional view and a light path. is there. The stereoscopic video projection adapter 100 shown in FIG. 11 is attached to the video projection unit 11 of the video projection device 10, and changes the traveling direction of the projection image 40 projected from the video projection unit 11, so as to be on the polarization maintaining screen 30. Is an apparatus that projects the upper half and the lower half of the projected image 40 on top of each other. When the upper half and the lower half of the projected image 40 are projected onto the polarization maintaining screen 30, the polarization directions of the upper half image and the lower half image are orthogonalized by transmitting the polarizing plate.
立体映像投影アダプタ１００は、筐体１０１内部に反射ミラー１０２，１０３，１０４，１０５および偏光部材１０６，１０７が配置されており、筐体１０１には映像投影装置１０から投影される光を取り入れる採光窓１０８が形成されている。また、反射ミラー１０４の法線方向を調整する調整機構と、反射ミラー１０５の法線方向を調整する調整機構が形成されている。筐体１０１の採光窓１０８が形成された側面には、筐体１０１の一部として取付機構１０９が形成され、筐体１０１が映像投影装置１０の映像投射部１１に取り付けられる。 In the stereoscopic image projection adapter 100, reflection mirrors 102, 103, 104, and 105 and polarizing members 106 and 107 are disposed inside the housing 101, and the housing 101 takes in the light projected from the image projection device 10. A window 108 is formed. Further, an adjustment mechanism for adjusting the normal direction of the reflection mirror 104 and an adjustment mechanism for adjusting the normal direction of the reflection mirror 105 are formed. An attachment mechanism 109 is formed as a part of the housing 101 on the side surface of the housing 101 where the daylighting window 108 is formed, and the housing 101 is attached to the video projection unit 11 of the video projector 10.
反射ミラー１０２，１０３，１０４，１０５は、筐体１０１内部に配置された平板状の鏡であり、反射ミラー１０２，１０３は採光窓１０８の前に配置され、反射ミラー１０４，１０５は筐体１０１の内壁に配置されている。反射ミラー１０２と反射ミラー１０４とが向かい合うように配置され、反射ミラー１０３と反射ミラー１０５とが向かい合うように配置されている。反射ミラー１０２，１０３は筐体１０１の中央で採光窓１０８に対して所定の角度をもって配置されており、反射ミラー１０２が採光窓１０８から入射する投影画像４０の上側半分を反射ミラー１０４の反射面に対して反射し、反射ミラー１０３が下側半分を反射ミラー１０５に対して反射する。反射ミラー１０４は反射ミラー１０２が反射した投影画像４０の上側半分の画像を再度反射して、偏光部材１０６を介して偏光保持スクリーン３０に投影する。また、反射ミラー１０５は反射ミラー１０３が反射した投影画像４０の下側半分の画像を再度反射して、偏光部材１０７を介して偏光保持スクリーン３０に投影する。 The reflection mirrors 102, 103, 104, and 105 are flat mirrors disposed inside the casing 101, the reflection mirrors 102 and 103 are disposed in front of the daylighting window 108, and the reflection mirrors 104 and 105 are the casing 101. It is arranged on the inner wall. The reflection mirror 102 and the reflection mirror 104 are arranged to face each other, and the reflection mirror 103 and the reflection mirror 105 are arranged to face each other. The reflection mirrors 102 and 103 are arranged at a predetermined angle with respect to the daylighting window 108 at the center of the casing 101, and the upper half of the projection image 40 that the reflection mirror 102 enters from the daylighting window 108 is reflected on the reflection surface of the reflection mirror 104. The reflection mirror 103 reflects the lower half to the reflection mirror 105. The reflection mirror 104 reflects the upper half image of the projection image 40 reflected by the reflection mirror 102 again, and projects the image onto the polarization holding screen 30 via the polarization member 106. In addition, the reflection mirror 105 reflects the lower half image of the projection image 40 reflected by the reflection mirror 103 again and projects the image onto the polarization holding screen 30 via the polarization member 107.
偏光部材１０６，１０７は、透過していく光の偏光方向を一定方向に限定する直線偏光板であり、互いに偏光方向が直行するように筐体１０１の前面に配置されている。ここでは偏光部材２４として、透過する光を直線偏光にする直線偏光板を例として挙げたが、図６（ｂ）に示すように直線偏光板と四分の一波長板とを重ね合わせた円偏光板を用いるとしても良い。映像投影装置１０が液晶表示装置を用いて画像の投影を行う構成の場合などには、採光窓１０８から入射してくる光がすでに直線偏光である可能性があるため、光を透過することができるように偏光部材１０６，１０７の偏光方向を調整可能としておくことしても良い。また、直線偏光を円偏光板で円偏光にした後に再度直線偏光にする構成としても良い。 The polarizing members 106 and 107 are linearly polarizing plates that limit the polarization direction of transmitted light to a certain direction, and are disposed on the front surface of the housing 101 so that the polarization directions thereof are perpendicular to each other. Here, as the polarizing member 24, a linear polarizing plate that converts the transmitted light into linearly polarized light is given as an example. However, as shown in FIG. 6B, a circular polarizing plate and a quarter-wave plate are overlapped. A polarizing plate may be used. In the case where the image projection device 10 is configured to project an image using a liquid crystal display device or the like, the light incident from the lighting window 108 may already be linearly polarized light, so that light can be transmitted. The polarization direction of the polarizing members 106 and 107 may be adjustable so that it is possible. Alternatively, the linearly polarized light may be converted to linearly polarized light after being circularly polarized with a circularly polarizing plate.
投影画像４０は、反射ミラー１０４，１０５によって上下の画像が分離されて、偏光部材１０６，１０７を介して偏光保持スクリーン３０に投影される。このとき、反射ミラー１０４，１０５の法線方向を調整機構によって調整することで、投影画像４０の上下に配置されていた右目用画像４０Ｒと左目用画像４０Ｌとを偏光保持スクリーン３０上で重ね合わせることができる。 In the projected image 40, the upper and lower images are separated by the reflection mirrors 104 and 105, and projected onto the polarization holding screen 30 through the polarizing members 106 and 107. At this time, the normal direction of the reflection mirrors 104 and 105 is adjusted by the adjustment mechanism, so that the right-eye image 40R and the left-eye image 40L arranged above and below the projection image 40 are superimposed on the polarization holding screen 30. be able to.
偏光保持スクリーン３０は光の偏光方向を維持したまま入射光を反射するので、偏光保持スクリーン３０に投影された右目用画像４０Ｒと左目用画像４０Ｌの偏光方向も互いに直交したものとなる。したがって、図８に示すような偏光メガネ５０を用いて、視聴者の左目前に偏光部材１０６と同じ偏光方向の光のみを透過する偏光板５１を配置して、右目前に偏光部材１０７の偏光方向と左右対称な偏光方向の光のみを透過する偏光板５２を配置することで、視聴者の右目には右目用画像４０Ｒのみが入射し、左目には左目用画像４０Ｌのみが入射することになる。右目用画像４０Ｒと左目用画像４０Ｌは両眼視差を有する画像であるため、視聴者は右目と左目それぞれで両眼視差のある映像を視認し、偏光保持スクリーン３０上に投影されている映像を立体的な映像として認識することになる。 Since the polarization maintaining screen 30 reflects incident light while maintaining the polarization direction of the light, the polarization directions of the right-eye image 40R and the left-eye image 40L projected on the polarization maintaining screen 30 are also orthogonal to each other. Therefore, using the polarizing glasses 50 as shown in FIG. 8, the polarizing plate 51 that transmits only the light having the same polarization direction as that of the polarizing member 106 is disposed in front of the viewer's left eye, and the polarization of the polarizing member 107 is in front of the right eye. By disposing the polarizing plate 52 that transmits only light having a polarization direction that is symmetrical with respect to the direction, only the right-eye image 40R is incident on the viewer's right eye, and only the left-eye image 40L is incident on the left eye. Become. Since the right-eye image 40R and the left-eye image 40L are images having binocular parallax, the viewer visually recognizes an image having binocular parallax with each of the right eye and the left eye, and views the image projected on the polarization holding screen 30. It will be recognized as a stereoscopic image.
右目用画像と左目用画像とを上下方向に並べて配置して、導光手段で右目用画像と左目用画像とを重ね合わせて投影することにより、通常用いられるプロジェクター装置などの映像投影手段を用いて、両眼視差を有する横長の映像を投影することが可能となる。右目用画像と左目用画像とを投影する光の偏光方向は偏光手段によって異なる方向とされるので、簡便な装置を用いて両眼視差を有する二つの画像を偏光保持スクリーンに投影し、視聴者に横長の立体映像を表示することが可能となる。 The image for right eye and the image for left eye are arranged side by side in the vertical direction, and the image for right eye and the image for left eye are overlapped and projected by the light guide means, thereby using the image projection means such as the projector device normally used Thus, it is possible to project a horizontally long image having binocular parallax. Since the polarization direction of the light for projecting the right-eye image and the left-eye image is different depending on the polarization means, two images having binocular parallax are projected onto the polarization-maintaining screen using a simple device, and the viewer It is possible to display a horizontally long stereoscopic image.
このとき、導光手段による画像の投影方向を調整する調節手段を有することにより、右目用画像と左目用画像の投影位置を調整することができるため、立体映像を投影するスクリーン位置を変化させた場合にもスクリーン上での右目用画像と左目用画像とを重ね合わせて好適な立体映像の表示を行うことや、映像の拡大投影時に画角を調整することが可能となる。 At this time, since the projection position of the image for the right eye and the image for the left eye can be adjusted by having the adjustment means for adjusting the projection direction of the image by the light guide means, the screen position for projecting the stereoscopic video is changed. Even in this case, it is possible to display a suitable stereoscopic video by superimposing the right-eye image and the left-eye image on the screen, and to adjust the angle of view when the video is enlarged and projected.
また導光手段が、映像投影手段から入射した映像のうち右目用画像または左目用画像のいずれか一方を反射する第一のミラーと、第一のミラーによって反射された光を反射する第二のミラーとを備えることで、上下に配置された両眼視差を有する二枚の画像のうち一方を二枚の反射ミラーで反射して進行方向を変え、右目用画像と左目用画像を所定の位置で重ね合わせて表示することができる。第一のミラーまたは第二のミラーの法線方向を変化させるミラー調節手段を有するとすることで、反射ミラーで反射する画像の進行方向を調整することができるため、立体映像を投影するスクリーン位置を変化させた場合にもスクリーン上での右目用画像と左目用画像とを重ね合わせて好適な立体映像の表示を行うことや、映像の拡大投影時に画角を調整することが可能となる。 The light guide means reflects a first mirror that reflects either the right-eye image or the left-eye image of the image incident from the video projection means, and a second light that reflects the light reflected by the first mirror. By providing a mirror, one of the two images having binocular parallax arranged at the top and bottom is reflected by the two reflecting mirrors to change the traveling direction, and the right eye image and the left eye image are set at predetermined positions. Can be displayed superimposed. By having a mirror adjustment means that changes the normal direction of the first mirror or the second mirror, it is possible to adjust the traveling direction of the image reflected by the reflection mirror, so the screen position for projecting a stereoscopic image Even when the image is changed, it is possible to display a suitable stereoscopic image by superimposing the right-eye image and the left-eye image on the screen, and to adjust the angle of view when the image is enlarged and projected.
また偏光手段を、第一のミラーに入射しない映像が透過する第一の偏光部材と、第一のミラーが反射した映像が透過する第二の偏光部材とを備え、第二の偏光部材が第一のミラーと第二のミラーとの間に配置することで、反射ミラーで反射された画像の偏光方向が左右対称になるため、偏光保持スクリーンに投影される右目用画像と左目用画像の偏光方向を簡単な構成によって異なるものとすることができる。このとき第一の偏光部材と第二の偏光部材とは一体に形成するとしてもよい。偏光手段が第一のミラーと第二のミラーとの間に配置されて、第一のミラーに入射しない映像および第一のミラーが反射した映像を透過するとしてもよい。 The polarizing means includes a first polarizing member that transmits an image that is not incident on the first mirror, and a second polarizing member that transmits an image reflected by the first mirror. By placing it between the first mirror and the second mirror, the polarization direction of the image reflected by the reflection mirror becomes bilaterally symmetric, so the polarization of the right-eye image and the left-eye image projected on the polarization maintaining screen The direction can be different by a simple configuration. At this time, the first polarizing member and the second polarizing member may be integrally formed. The polarizing means may be disposed between the first mirror and the second mirror to transmit an image not incident on the first mirror and an image reflected by the first mirror.
右目用画像と左目用画像とが上下方向に並べて配置された投影画像を採光窓から取り入れ、入射した映像のうち右目用画像または左目用画像のいずれか一方を反射する第一のミラーと、第一のミラーによって反射された光を反射する第二のミラーとを備えることで、上下に配置された両眼視差を有する二枚の画像のうち一方を二枚の反射ミラーで反射して進行方向を変え、右目用画像と左目用画像を所定の位置で重ね合わせて表示することができる。右目用画像と左目用画像とを重ね合わせて投影することにより、通常用いられるプロジェクター装置などの映像投影手段を用いて、両眼視差を有する横長の映像を投影することが可能となる。右目用画像と左目用画像とを投影する光は偏光手段によって異なる偏光方向とされるので、簡便な装置を用いて両眼視差を有する二つの画像を偏光保持スクリーンに投影し、視聴者に横長の立体映像を表示することが可能となる。 A first mirror that takes in a projection image in which a right-eye image and a left-eye image are arranged in a vertical direction from a daylighting window and reflects either the right-eye image or the left-eye image of the incident video; And a second mirror that reflects the light reflected by one mirror, so that one of the two images having binocular parallax arranged above and below is reflected by the two reflecting mirrors and the traveling direction The right eye image and the left eye image can be superimposed and displayed at a predetermined position. By projecting the right-eye image and the left-eye image in an overlapping manner, it is possible to project a horizontally long image having binocular parallax using image projection means such as a commonly used projector device. Since the light for projecting the right-eye image and the left-eye image has different polarization directions depending on the polarization means, two images having binocular parallax are projected onto the polarization-maintaining screen using a simple device, 3D images can be displayed.
１０ 映像投影装置
１１ 映像投射部
１２ 台座
１３ 液晶表示部
１４ レンズ
２０，１００ 立体映像投影アダプタ
２１，１０１ 筐体
２２，２３，１０２，１０３，１０４，１０５ 反射ミラー
２４，１０６，１０７ 偏光部材
２４a 上側透過部
２４ｂ 下側透過部
２５ 開口部
２６，２７ 調整機構
２８，１０８ 採光窓
２９，１０９ 取付機構
３０，７０ 偏光保持スクリーン
４０ 投影画像
４０Ｒ 右目用画像
４０Ｌ 左目用画像
５０ 偏光メガネ
５１，５２ 偏光板
６０ 遮光枠
７１ 投影面
７２ 偏光保持領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image | video projection apparatus 11 Image | video projection part 12 Base 13 Liquid crystal display part 14 Lens 20,100 Stereoscopic image projection adapter 21,101 Case 22,23,102,103,104,105 Reflection mirror 24,106,107 Polarizing member 24a Upper side Transmission part 24b Lower transmission part 25 Opening part 26, 27 Adjustment mechanism 28, 108 Lighting window 29, 109 Mounting mechanism 30, 70 Polarization holding screen 40 Projected image 40R Right-eye image 40L Left-eye image 50 Polarized glasses 51, 52 Polarizing plate 60 Shading frame 71 Projection plane 72 Polarization maintaining area
Claims (12)
前記映像投影手段から所定の距離だけ離れた映像投影位置に、前記右目用画像および前記左目用画像を重ね合わせて投影する導光手段と、
前記左目用画像を投影する光の偏光方向と前記右目用画像を投影する光の偏光方向とを異なる方向とする偏光手段と
を有することを特徴とする立体映像投影装置。 Video projection means for projecting a right-eye image and a left-eye image arranged side by side in the vertical direction;
A light guide means for projecting the right-eye image and the left-eye image in a superimposed manner on a video projection position separated from the video projection means by a predetermined distance;
A stereoscopic video projection apparatus comprising: a polarization unit configured to make a polarization direction of light projecting the left-eye image different from a polarization direction of light projecting the right-eye image.
を備えることを特徴とする請求項１記載の立体映像投影装置。 The light guide means reflects a first mirror that reflects either the right-eye image or the left-eye image of the image incident from the video projection means, and light reflected by the first mirror. The stereoscopic image projection apparatus according to claim 1, further comprising a second mirror that reflects.
前記第二の偏光部材が前記第一のミラーと前記第二のミラーとの間に配置されていることを特徴とする請求項３記載の立体映像投影装置。 The polarizing means includes a first polarizing member that transmits an image that is not incident on the first mirror, and a second polarizing member that transmits an image reflected by the first mirror,
The stereoscopic image projection apparatus according to claim 3, wherein the second polarizing member is disposed between the first mirror and the second mirror.
前記採光窓から入射した映像のうち、前記右目用画像または前記左目用画像のいずれか一方を反射する第一のミラーと、
前記第一のミラーによって反射された光を反射する第二のミラーと、
前記左目用画像を投影する光の偏光方向と前記右目用画像を投影する光の偏光方向とを異なる方向とする偏光手段と
を特徴とする立体映像投影アダプタ。 A daylighting window for taking in a video projection device from a video projection device in which a right-eye image and a left-eye image are arranged in a vertical direction;
A first mirror that reflects either the image for the right eye or the image for the left eye among the images incident from the daylighting window;
A second mirror that reflects the light reflected by the first mirror;
A stereoscopic image projection adapter, comprising: a polarization unit configured to make a polarization direction of light projecting the left-eye image different from a polarization direction of light projecting the right-eye image.
前記第二の偏光部材が前記第一のミラーと前記第二のミラーとの間に配置されていることを特徴とする請求項８記載の立体映像投影アダプタ。 The polarizing means includes a first polarizing member that transmits an image that is not incident on the first mirror, and a second polarizing member that transmits an image reflected by the first mirror,
9. The stereoscopic image projection adapter according to claim 8, wherein the second polarizing member is disposed between the first mirror and the second mirror.
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