JP6775220B2 - Stereoscopic image display device - Google Patents
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Description
本発明は、立体画像表示装置に関する。 The present invention relates to a stereoscopic image display device.
運動視差を伴う多視点裸眼立体スクリーンを実現するために、拡散角度の狭い透過型スクリーンを用いて複数の角度から映像を投影する手法が開示されている(非特許文献1)。また、少ない映像ソースとプロジェクタ数で、運動視差を伴う場合でもなめらかな視点切り替えを可能にした表示装置が開示されている(特許文献1)。 In order to realize a multi-viewpoint autostereoscopic screen with motion parallax, a method of projecting an image from a plurality of angles using a transmissive screen having a narrow diffusion angle is disclosed (Non-Patent Document 1). Further, a display device that enables smooth viewpoint switching even with motion parallax with a small number of video sources and projectors is disclosed (Patent Document 1).
なお、運動視差とは、観察者の視点が移動することによって生じる視差のことである。また、多視点裸眼立体とは、異なる視点から裸眼で立体像を観察することである。 The motion parallax is the parallax caused by the movement of the observer's viewpoint. In addition, the multi-viewpoint autostereoscopic image is to observe a stereoscopic image with the naked eye from different viewpoints.
非特許文献1の手法は、視点移動に伴う視点切り替えをなめらかにするために、密な間隔でプロジェクタを設置する必要があり、必要なプロジェクタ数と投影する映像ソースが膨大になるという課題がある。また、特許文献1は、スクリーンの背後にプロジェクタを設置する必要があり、装置全体が大型化し、設置場所が限定されるという課題がある。
The method of Non-Patent
本発明は、これらの課題に鑑みてなされたものであり、プロジェクタ数を削減でき、設置場所を省スペース化できる立体画像表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a stereoscopic image display device capable of reducing the number of projectors and saving the installation location.
本実施形態の一態様に係る立体画像表示装置は、焦点距離fの反射面からほぼaの距離離れた表示装置からの映像光が前記反射面で反射して該反射面からほぼbの距離離れた空間結像アイリス面を作る、(1/a)+(1/b)=1/f、の関係を満たす前記反射面を有する反射スクリーンにおいて、前記映像光(入射光)の反射スクリーンによる反射光の水平方向の明るさが、入射光の正反射方向から外れるに従い、線形または単調に減少する拡散特性を有し、前記拡散特性により、空間結像アイリス面の水平方向光強度も中心付近から外れるに従い、線形または単調に減少するようにし、前記空間結像アイリス面の周辺部の水平方向光強度が減少する位置に、別の表示装置の前記空間結像アイリス面の水平方向光強度の中心付近がくるように、2台以上の表示装置からの前記映像光を重ねて投影し、隣り合う前記表示装置から投影される映像の合成輝度の最小値は、2つ以上の前記表示装置のそれぞれから投影される映像の輝度最大値の平均値よりも高くなるように設定されることを要旨とする。 In the stereoscopic image display device according to one aspect of the present embodiment, the image light from the display device at a distance of approximately a from the reflection surface at the focal distance f is reflected by the reflection surface and is at a distance of approximately b from the reflection surface. Reflection of the image light (incident light) by the reflection screen in a reflection screen having the reflection surface satisfying the relationship of (1 / a) + (1 / b) = 1 / f, which creates a spatially imaged iris surface. The horizontal brightness of the light has a diffusion characteristic that decreases linearly or monotonically as it deviates from the normal reflection direction of the incident light, and due to the diffusion characteristic, the horizontal light intensity of the spatially imaged iris surface is also from near the center. according disengaged, so as to reduce a linear or monotonically, in positions horizontally light intensity decreases in the peripheral portion of the spatial image iris plane, the center of the horizontal light intensity of the spatial image iris surface of another display device as near comes, superimposed the image light from the two or more display devices projected, the minimum value of the composite luminance of the image projected from said display device adjacent each of the two or more of said display device It is set to be higher than the average value of the maximum luminance value of the image projected from the gist of Rukoto.
本発明によれば、表示装置数(プロジェクタ数)を削減でき設置場所を省スペース化できる立体画像表示装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a stereoscopic image display device capable of reducing the number of display devices (number of projectors) and saving the installation location.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、以降においてプロジェ
クタは、表示装置と称する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Hereinafter, the projector will be referred to as a display device.
図1に、実施形態に係る立体画像表示装置1の機能構成例を平面図で示す。
FIG. 1 shows a plan view of a functional configuration example of the stereoscopic
立体画像表示装置1は、反射スクリーン10と、複数の表示装置20−1,20−2,20−3を備える。なお、図1において、各表示装置20−1,20−2,20−3に映像ソースを供給する映像信号供給部の表記は省略している。
The stereoscopic
反射スクリーン10は、視点の移動に伴って表示映像の輝度が滑らかに遷移するスクリーンである。以下の実施形態では、こうした特性を持つスクリーンとして「空間結像アイリス面型スクリーン」を例に説明する。アイリスとは、表示装置の内部に存在する機構であり、カメラの絞りに相当し、光量を調整するものである。空間結像アイリス面型スクリーンはレンズ層を持ち、アイリスを空間に結像した「空間結像アイリス面」を形成する。この空間結像アイリス面は、観察者の視点の移動に伴って投影映像の輝度がなめらかに遷移する特性を持つ。反射スクリーン10について詳しくは後述する。
The
複数の表示装置20−1,20−2,20−3は、反射スクリーン10に映像を投影する。隣り合う表示装置20−1と20−2及び20―1と20−3は、2つの空間結像アイリス面の一部を重ねて投影する。
The plurality of display devices 20-1, 20-2, and 20-3 project an image on the
表示装置20―2が投影する空間結像アイリス面40―2の一部と、表示装置20−1が投影する空間結像アイリス面40−1の一部が重なる。また、表示装置20―2が投影する空間結像アイリス面40―2の一部と、表示装置20−3が投影する空間結像アイリス面40−3の一部が重なる。 A part of the spatial imaging iris surface 40-2 projected by the display device 20-2 and a part of the spatial imaging iris surface 40-1 projected by the display device 20-1 overlap. Further, a part of the spatial imaging iris surface 40-2 projected by the display device 20-2 and a part of the spatial imaging iris surface 40-3 projected by the display device 20-3 overlap.
本実施形態の立体画像表示装置1によれば、視点移動に伴ってなめらかに輝度が遷移する特性の反射スクリーン10に、映像ソースをフロントから投影するので、従来(透過型スクリーン+リアプロジェクタ)の方式よりも、表示装置数を削減でき、設置場所を省スペース化できる効果を奏する。
According to the stereoscopic
(立体画像表示装置の構成)
図1を参照して立体画像表示装置1の構成を説明する。図1において、観察者から見た状態での反射スクリーン10の横方向をx方向、縦方向をy方向、厚み方向(奥行き方向)をz方向とする。ここで、観察者の側を正面側と称する。
(Configuration of stereoscopic image display device)
The configuration of the stereoscopic
この例では、表示装置の数を3つで示す。なお、表示装置の数は、2つ以上有れば良い。以降の説明において、表示装置の位置を特定する必要の無い場合は、「表示装置20」と表記する。他の参照符号についても同様である。 In this example, the number of display devices is indicated by three. The number of display devices may be two or more. In the following description, when it is not necessary to specify the position of the display device, it is referred to as "display device 20". The same applies to other reference codes.
表示装置20−1,20−2,20−3は、反射スクリーン10の正面からaの距離にそれぞれ配置する。中央の表示装置20−2は、反射スクリーン10に投影物30−2を投影する。表示装置20−2の投影光は、反射スクリーン10によって反射スクリーン10の表面からdの距離離れた位置に、空間結像アイリス面40−2を形成する。
The display devices 20-1, 20-2, and 20-3 are arranged at a distance a from the front of the
表示装置20−1は、中央の表示装置20−2から+x方向に、所定の間隔を空けて並べて配置する。表示装置20−1は、反射スクリーン10に投影物30−1を投影する。
表示装置20−1の投影光は、空間結像アイリス面40−2の−x方向に隣接する空間結像アイリス面40−1を形成する。
The display devices 20-1 are arranged side by side at a predetermined interval in the + x direction from the central display device 20-2. The display device 20-1 projects the projection 30-1 on the
The projected light of the display device 20-1 forms the spatial imaging iris surface 40-1 adjacent to the spatial imaging iris surface 40-2 in the −x direction.
なお、表示装置20−1は、投影物30−1の方向に角度を持つように表記しているが、表示装置20−1から投影する投影光に角度を持たせる必要はない。表示装置20からの映像投影領域が、反射スクリーン10の全体を含んでいれば表示装置20に角度を持たせなくても良い。
Although the display device 20-1 is described so as having an angle in the direction of the projection 30-1, it is not necessary to give an angle to the projected light projected from the display device 20-1. If the image projection area from the display device 20 includes the
表示装置20−3は、表示装置20−2を挟んで表示装置20−1と対称の位置に配置する。表示装置20−3は、反射スクリーン10に投影物30―3を投影する。表示装置20−3の投影光は、空間結像アイリス面40−2の+x側の位置に空間結像アイリス面40−3を形成する。
The display device 20-3 is arranged at a position symmetrical with the display device 20-1 with the display device 20-2 interposed therebetween. The display device 20-3 projects the projection 30-3 on the
各空間結像アイリス面40−1,40−2,40−3が結像されるz軸方向の距離d(図1において間隔d)は、反射スクリーン10の焦点距離をf、表示装置20と反射スクリーン10の間の距離をaとした場合に、(1/a)+(1/d)=1/fの等式を満たす。中央の空間結像アイリス面40−2のx方向の両端部分は、隣のそれぞれの空間結像アイリス面40−1,40−3の一部と重なる。
The distance d in the z-axis direction (distance d in FIG. 1) at which the spatially imaged iris planes 40-1, 40-2, and 40-3 are imaged is such that the focal length of the
空間結像アイリス面40−2の+x方向の端部は、空間結像アイリス面40−3の−x方向の端部と重なる。また、空間結像アイリス面40−2の−x方向の端部は、空間結像アイリス面40−1の+x方向の端部と重なる。 The + x-direction end of the spatially imaged iris surface 40-2 overlaps the −x direction end of the spatially imaged iris surface 40-3. Further, the end portion of the spatial imaging iris surface 40-2 in the −x direction overlaps with the end portion of the spatial imaging iris surface 40-1 in the + x direction.
次に、本実施形態の表示方法について説明する。 Next, the display method of this embodiment will be described.
(表示方法)
本実施形態の表示方法は、立体画像表示装置1が行う表示方法であって、立体画像表示装置1は、視点の移動に伴う輝度変化が、なめらかに遷移する特性を持つ反射スクリーン10と、反射スクリーン10に映像を投影する複数の表示装置20−1,20−2,20−3とを備え、表示方法においては、隣り合う表示装置20から投影される2つの空間結像アイリス面40−2と40−1及び40−2と40−3の一部を重ねて投影する。
(Display method)
The display method of the present embodiment is a display method performed by the stereoscopic
反射スクリーン10は、結像する空間結像アイリス面内の輝度分布に1つのピークを持ち、輝度がピークとなる視点(観察者の目)の位置からx方向と−x方向のどちらに視点を移動してもなめらかに輝度が減衰するように設計されている。例えば、反射スクリーン10の正面から投影する表示装置20−2による空間結像アイリス面40−2では、投影物30−2の輝度が、空間結像アイリス面40−2の中心で最も高く、x方向と−x方向のどちらに視点を移動しても次第に低下する。また、投影物30−2は、空間結像アイリス面40−2の±x方向の両外側から外では見えなくなる。
The
空間結像アイリス面40−2の−x方向側の空間結像アイリス面40−1における投影物30−1の輝度は、投影物30−2と同様に、空間結像アイリス面40−1内にひとつのピークを持ち、そのピークとなる視点から±x方向のどちらに視点が移動しても低下する。 The brightness of the projection 30-1 on the spatial imaging iris surface 40-1 on the −x direction side of the spatial imaging iris surface 40-2 is within the spatial imaging iris surface 40-1 as in the projection 30-2. It has one peak in, and it decreases regardless of which viewpoint moves in the ± x direction from the viewpoint that becomes the peak.
また、空間結像アイリス面40−1から±x方向の両外側に視点が外れると、投影物30―1は観察されない。したがって、投影物30−2と投影物30−1の間隔を広くし、空間結像アイリス面40が重ならない場合、視点位置に応じて投影物30−2と投影物30−1が切り替わり、両方を同時に観察することはできない。 Further, when the viewpoint deviates from the spatially imaged iris plane 40-1 to both outer sides in the ± x direction, the projection 30-1 is not observed. Therefore, when the distance between the projection 30-2 and the projection 30-1 is widened and the spatial imaging iris planes 40 do not overlap, the projection 30-2 and the projection 30-1 are switched according to the viewpoint position, and both. Cannot be observed at the same time.
一方、空間結像アイリス面40−2と空間結像アイリス面40−1との間隔を狭め、空間結像アイリス面40−2,40−1が重なる範囲を設けた場合、この重なる範囲では投影物30−2と投影物30−1を同時に見ることができる。つまり、投影物30−2と投影物30−1を混合(ブレンド)して見ることになる。 On the other hand, when the space between the spatial imaging iris surface 40-2 and the spatial imaging iris surface 40-1 is narrowed and a range in which the spatial imaging iris surfaces 40-2, 40-1 overlap is provided, projection is performed in this overlapping range. The object 30-2 and the projection 30-1 can be seen at the same time. That is, the projection 30-2 and the projection 30-1 are mixed (blended) and viewed.
ここで、投影物30−2に物体を正面から撮影した映像、投影物30−1に物体を左方向から撮影した映像を投影すると仮定する。つまり、観察者は、中央の空間結像アイリス面40−2の中心から空間結像アイリス面40−1に移動しながら反射スクリーン10を見ると、物体を正面から左方向に回り込むようにして見た物体を知覚することになる。
Here, it is assumed that an image of an object taken from the front is projected on the projection 30-2, and an image of an object taken from the left is projected on the projection 30-1. That is, when the observer looks at the
この際、空間結像アイリス面40−2内で観察される投影物30−2と空間結像アイリス面40−1内で観察される投影物30−2との視差間隔νを融合限界角度A以下にすることで、2つの空間結像アイリス面40−2,40−1が視点移動に応じてなめらかに融合され、投影物30−2と投影物30−1の中間視点の映像を再現することができる。これにより、観察者は両眼視差を持った映像を知覚するため、裸眼立体視が可能になる。なお、投影物間の視差間隔νと、反射スクリーン10から空間結像アイリス面40までの間隔d、融合限界角度Aとの関係は次式で表される。
At this time, the parallax distance ν between the projection 30-2 observed in the spatially imaged iris surface 40-2 and the projection 30-2 observed in the spatially imaged iris surface 40-1 is the fusion limit angle A. By doing the following, the two spatially imaged iris planes 40-2 and 40-1 are smoothly fused according to the movement of the viewpoint, and the image of the intermediate viewpoint between the projection 30-2 and the projection 30-1 is reproduced. be able to. As a result, the observer perceives an image having binocular parallax, which enables autostereoscopic viewing. The relationship between the parallax distance ν between the projections, the distance d from the
融合限界角度Aは、隣り合う2つのエッジが分離せずに融合して観察される角度間隔であり、3min(of arc)〜8min(of arc)(参考文献:H. Takada, S. Suyama and M. Date, valuation of the Fusional Limit between the Front and Rear Images in Depth-Fused 3-D Visual Illusion,” IEICE Trans. on Electron., Vol. E89-C, No. 3, pp. 429-433 (2006))と称される。隣り合う2つの空間結像アイリス面40で、双方の空間結像アイリス面40が重なる領域では、2つの空間結像アイリス面40が同時に観察されるが、空間結像アイリス面40同士の間隔がこの融合間隔以下であれば、空間結像アイリス面40がブレンドされ、2つの空間結像アイリス面40の中間の視点が知覚される。空間結像アイリス面40−2と空間結像アイリス面40−3の関係においても同様である。 The fusion limit angle A is an angular interval in which two adjacent edges are observed to be fused without being separated, and is 3 min (of arc) to 8 min (of arc) (reference: H. Takada, S. Suyama and). M. Date, valuation of the Fusional Limit between the Front and Rear Images in Depth-Fused 3-D Visual Illusion, ”IEICE Trans. On Electron., Vol. E89-C, No. 3, pp. 429-433 (2006) )). In the region where the two spatially imaged iris surfaces 40 overlap each other in the two adjacent spatially imaged iris surfaces 40, the two spatially imaged iris surfaces 40 are observed at the same time, but the spatial image is formed. If the distance between the iris surfaces 40 is less than or equal to this fusion distance, the spatially imaged iris surfaces 40 are blended and an intermediate viewpoint between the two spatially imaged iris surfaces 40 is perceived. The same applies to the relationship between and the spatially imaged illusion surface 40-3.
投影物30−3を、物体を右方向から撮影した映像とすると、その物体は、空間結像アイリス面40−2と空間結像アイリス面40−3とが重なる範囲において、右方向から見た立体映像として知覚される。 Assuming that the projection 30-3 is an image of an object taken from the right direction, the object is viewed from the right direction within the range where the spatial imaging iris surface 40-2 and the spatial imaging iris surface 40-3 overlap. It is perceived as a stereoscopic image.
この空間結像アイリス面40−2と空間結像アイリス面40−3の間における視点移動による映像の切り替わりをなめらかにするためには、空間結像アイリス面40−2と40−3が重なる範囲における合成輝度値を、空間結像アイリス面40−2,40−3のそれぞれの輝度のピーク値の平均値よりも高くなるように表示装置20の配置間隔を設定する。つまり、隣り合う表示装置20から投影される映像の合成輝度の最小値は、2つ以上の表示装置20のそれぞれから投影される映像の輝度最大値の平均値よりも高くなるように設定される。 In order to smooth the switching of the image due to the movement of the viewpoint between the spatial imaging iris surface 40-2 and the spatial imaging iris surface 40-3, the range in which the spatial imaging iris surfaces 40-2 and 40-3 overlap is smooth. The arrangement interval of the display device 20 is set so that the combined luminance value in the above image above is higher than the average value of the peak luminance values of the spatially imaged iris surfaces 40-2 and 40-3. That is, the minimum value of the combined brightness of the images projected from the adjacent display devices 20 is set to be higher than the average value of the maximum brightness values of the images projected from each of the two or more display devices 20. ..
図2に、そのような合成輝度値に設定した輝度分布の例を示す。図2の横軸は視点B[度]、縦軸は相対輝度である。図2において破線は、例えば空間結像アイリス面40−1の輝度分布である。一点鎖線は、例えば空間結像アイリス面40−2の輝度分布である。太い実線は、2つの空間結像アイリス面40−1,40−2の合成輝度である。 FIG. 2 shows an example of the brightness distribution set to such a combined brightness value. The horizontal axis of FIG. 2 is the viewpoint B [degree], and the vertical axis is the relative brightness. In FIG. 2, the broken line is, for example, the luminance distribution of the spatially imaged iris surface 40-1. The alternate long and short dash line is, for example, the luminance distribution of the spatially imaged iris surface 40-2. The thick solid line is the combined brightness of the two spatially imaged iris planes 40-1 and 40-2.
2つの空間結像アイリス面40−1,40−2の合成輝度値は、2つの空間結像アイリス面40−2,40−1のピーク値(矢印の中心点)の輝度の平均値よりも高くなっている。このような合成輝度値にすることで、観察者は、空間結像アイリス面内の視点の移動でなめらかな輝度変化を知覚することができる。また、空間結像アイリス面40の輝度分布の裾部分(図2中のα,β)が0とならない場合、ノイズとなり、合成された映像の品質劣化につながる。しかし、合成輝度値がそれぞれピーク値の輝度値の平均よりも高くなるように設定することで、ノイズの影響を相対的に低下させ、映像の品質を向上させることができる。つまり、本実施形態の表示方法によれば、運動視差を伴う多視点裸眼立体投影を、なめらかに行うことができる。これは隣り合う2つの空間結像アイリス面40の輝度分布におけるピーク値の高さや裾の広がり具合、左右の対称性が異なる場合でも同様である。
The combined brightness value of the two spatially imaged iris surfaces 40-1 and 40-2 is larger than the average brightness of the peak values (center points of the arrows) of the two spatially imaged iris surfaces 40-2 and 40-1. It's getting higher. By setting such a composite luminance value, the observer can perceive a smooth luminance change by moving the viewpoint in the spatial imaging iris plane. Further, if the tail portion (α, β in FIG. 2) of the brightness distribution of the spatially imaged
図3に比較例の輝度分布の例を示す。図3の横軸と縦軸の関係、及び各特性の関係は、図2と同じである。 FIG. 3 shows an example of the luminance distribution of the comparative example. The relationship between the horizontal axis and the vertical axis of FIG. 3 and the relationship of each characteristic are the same as those of FIG.
図3では、2つの投影物30−1と30−2の合成輝度値が、2つの空間結像アイリス面40−2,40−1の中間位置の輝度の平均値よりも低くなっている。この場合、中間位置に視点が移動するのに伴い全体の輝度が低下し、隣の視点の輝度も低下するためなめらかな視点補間ができない。 In FIG. 3, the combined luminance value of the two projections 30-1 and 30-2 is lower than the average luminance value at the intermediate position between the two spatially imaged iris planes 40-2 and 40-1. In this case, as the viewpoint moves to the intermediate position, the overall brightness decreases, and the brightness of the adjacent viewpoint also decreases, so that smooth viewpoint interpolation cannot be performed.
次に、反射スクリーン10について説明する。
Next, the
(反射スクリーン)
図4に、反射スクリーン10の断面構造例を示す。反射スクリーン10は、保持板10a、反射層10b、UV重合フレネルレンズ層10c、及び異方性拡散層10dの層構造である。
(Reflective screen)
FIG. 4 shows an example of the cross-sectional structure of the
保持板10aは、反射スクリーン10の平坦性を維持する基板であり、例えばプラスチック板等で構成される。保持板10aの正面側には、反射層10bが形成される。
The holding plate 10a is a substrate that maintains the flatness of the
反射層10bは、例えばアルミニウム、銀、ニッケル等の高反射率の金属で構成される。反射層10bの正面側には、UV重合フレネルレンズ層10cが形成される。 The reflective layer 10b is made of a metal having a high reflectance such as aluminum, silver, and nickel. A UV-polymerized Fresnel lens layer 10c is formed on the front side of the reflective layer 10b.
UV重合フレネルレンズ層10cの正面側は平面であり、背面側がフレネルレンズ面を形成し、エポキシアクリルレート等の樹脂で構成される。UV重合フレネルレンズ層10cの正面側には、異方性拡散層10dが形成される。 The front side of the UV-polymerized Fresnel lens layer 10c is flat, and the back side forms a Fresnel lens surface, which is made of a resin such as epoxy acrylic rate. An anisotropic diffusion layer 10d is formed on the front side of the UV-polymerized Fresnel lens layer 10c.
異方性拡散とは、拡散層により拡散する光りの拡散角度が、拡散層の表面形状と特定の関係にある直交二方向で相異なる特性を有する拡散層のことである。異方性拡散層10dは、拡散角度範囲内での輝度の分布型が例えばガウス分布である。 Anisotropic diffusion is a diffusion layer in which the diffusion angle of light diffused by the diffusion layer has different characteristics in two orthogonal directions having a specific relationship with the surface shape of the diffusion layer. The anisotropic diffusion layer 10d has, for example, a Gaussian distribution of luminance within the diffusion angle range.
図5に、反射スクリーン10の輝度分布の例を示す。図5の横軸は視点B[度]、縦軸は輝度[cd/m2]である。
FIG. 5 shows an example of the brightness distribution of the
視点B[度]は垂線方向である。0度を中心として±方向の入射角度θの変化に対して、なだらかに輝度が減少する特性を示す。この例では、入射角度θが約7度変化すると輝度が半減する特性を示す。 The viewpoint B [degree] is in the perpendicular direction. It shows a characteristic that the brightness gradually decreases with respect to a change in the incident angle θ in the ± direction centered on 0 degrees. In this example, the brightness is halved when the incident angle θ changes by about 7 degrees.
図4に例示する反射スクリーン10を用いることで、図2に示す混合した合成輝度値の特性を実現できる。
By using the
(変形例1)
図6に、立体画像表示装置1を変形した変形例1の機能構成例の一部を示す。変形例1は、同期部60を備える。変形例1は、同期部60を備える点で立体画像表示装置1(図1)と異なる。
(Modification example 1)
FIG. 6 shows a part of the functional configuration example of the modified example 1 in which the stereoscopic
同期部60は、複数の表示装置20にそれぞれ対応する映像信号の同期を取る。同期部60には、映像信号供給部50−1,50−2,50−3のそれぞれから映像ソースが供給される。
The
映像信号供給部50−1から供給される映像ソースは、表示装置20−1から反射スクリーン10に投影される。映像信号供給部50−2から供給される映像ソースは、表示装置20−2から反射スクリーン10に投影される。映像信号供給部50−3から供給される映像ソースは、表示装置20−3から反射スクリーン10に投影される。
The video source supplied from the video signal supply unit 50-1 is projected from the display device 20-1 onto the
映像信号供給部50から供給される映像ソースを、例えば動画とした場合、同期部60はそれぞれの映像ソースの同期を取る。同期部60は、映像ソースが例えばフレームレート60f/sの動画で有る場合、フレームごとに同期を取る。
When the video source supplied from the video signal supply unit 50 is, for example, a moving image, the
フレームごとに同期を取ることで、動画であっても上記の知覚効果を得ることが可能である。また、同期部60、映像信号供給部50はネットワーク越しに存在してもよく、遠隔地で撮影した立体映像をリアルタイムで配信するシステムとしても機能できる。
By synchronizing each frame, it is possible to obtain the above perceptual effect even in a moving image. Further, the
(変形例2)
図7に、立体画像表示装置1を変形した変形例2の機能構成例を示す。図7は、立体画像表示装置1を、表示装置20−1の側から見た側面図である。
(Modification 2)
FIG. 7 shows a functional configuration example of the modified example 2 in which the stereoscopic
変形例2の反射スクリーン10は、縦拡散の特性を持つ。縦拡散とは、y方向に投影光を拡散させることである。つまり、変形例2の反射スクリーン10は、縦方向に広い拡散特性を持つ。
The
縦拡散の特性を持たせることで、空間結像アイリス面40−3を±y方向に伸ばすことができる。その結果、観察者の視点がy方向に移動しても、x軸方向のなめらかな輝度変化を知覚させることができるため、観察者の身長差や縦方向の視聴位置の違いにも対応できる。また、表示装置20を床や天井に設置し、反射スクリーン10に対して斜め上や下から投影しても正面位置に空間結像アイリス面40を形成することができるため、観察範囲に機材を置かない構成や短焦点の表示装置の利用も可能になる。
By having the characteristic of vertical diffusion, the spatial imaging iris surface 40-3 can be extended in the ± y direction. As a result, even if the observer's viewpoint moves in the y direction, a smooth change in brightness in the x-axis direction can be perceived, so that it is possible to deal with differences in the height of the observer and differences in the viewing position in the vertical direction. Further, even if the display device 20 is installed on the floor or ceiling and projected from diagonally above or below the
以上説明したように本実施形態の立体画像表示装置1によれば、フロント投影式であることから従来の透過型スクリーンの背後に表示装置を配置する方式よりも、表示装置数を削減でき、設置場所を省スペース化できる効果を奏する。また、立体画像表示装置1は、視点の移動に伴う輝度変化を、なめらかに知覚させることができる。
As described above, according to the stereoscopic
また、本実施形態では、特別な映像処理が必要ない。例えばカメラで撮影した映像ソースをそのまま表示装置20から投影するだけで上記の知覚効果を得ることができる。 Further, in the present embodiment, no special video processing is required. For example, the above perceptual effect can be obtained simply by projecting the video source captured by the camera as it is from the display device 20.
なお、上記の説明は、表示装置20の数を3つで行ったが、表示装置20は2つ以上で有れば良い。表示装置20の数が多い程、投影範囲をx方向に拡大することができる。また、変形例1と2で説明した例は、それぞれを組み合わせることも可能である。また、立体画像表示装置1の設置を90度回転させる等により縦方向への多視点化も可能である。かつ、上記ではx軸方向での例を説明したが、縦拡散を使わない場合、y軸方向にも同様に視点移動をなめらかにする投影が可能である。その場合は、表示装置20をx軸方向とy軸方向に設置することで観察者が上下左右に移動してもその視点位置から見た映像を知覚させることができる。
In the above description, the number of display devices 20 is three, but the number of display devices 20 may be two or more. As the number of display devices 20 increases, the projection range can be expanded in the x direction. Further, the examples described in the modified examples 1 and 2 can be combined with each other. In addition, it is possible to increase the number of viewpoints in the vertical direction by rotating the installation of the stereoscopic
また、上記の説明では反射スクリーン10は、空間結像アイリス面40を形成するスクリーンとし、輝度分布がガウス分布となる例で説明したが、輝度分布は線形で有っても良い。要するに、視点移動に伴ってなめらかに輝度が遷移する輝度分布を持つ反射スクリーンであれば代用できる。
Further, in the above description, the
このように本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で変形が可能である。 As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified within the scope of the gist thereof.
本実施の形態は、設置が容易で輝度も高いため、例えば、屋外用看板、リアルタイムコミュニケーション用の表示板、及びエンターテイメント・アミューズメント用の表記板に適用することができ、コミュケーションの分野で広く利用可能である。 Since this embodiment is easy to install and has high brightness, it can be applied to, for example, an outdoor signboard, a display board for real-time communication, and a notation board for entertainment and amusement, and is widely used in the field of communication. It is possible.
1:立体画像表示装置
10:反射スクリーン
10a:保持板
10b:反射層
10c:UV重合フレネルレンズ層
10d:異方性拡散層
20−1,20−2,20−3:表示装置
30−1,30−2,30−3:投影物
40−1,40−2,40−3:空間結像アイリス面
50−1,50−2,50−3:映像信号供給部
60:同期部
ν:視差間隔
d:間隔(距離)
A:融合限界角度
1: Stereoscopic image display device 10: Reflective screen 10a: Holding plate 10b: Reflective layer 10c: UV polymerized Fresnel lens layer 10d: Anisotropic diffusion layer 20-1, 20-2, 20-3: Display device 30-1, 30-2, 30-3: Projections 40-1, 40-2, 40-3: Spatial imaging iris planes 50-1, 50-2, 50-3: Video signal supply unit 60: Synchronization unit ν: Parallax Interval d: Interval (distance)
A: Fusion limit angle
Claims (3)
前記映像光(入射光)の反射スクリーンによる反射光の水平方向の明るさが、入射光の正反射方向から外れるに従い、線形または単調に減少する拡散特性を有し、
前記拡散特性により、空間結像アイリス面の水平方向光強度も中心付近から外れるに従い、線形または単調に減少するようにし、
前記空間結像アイリス面の周辺部の水平方向光強度が減少する位置に、別の表示装置の前記空間結像アイリス面の水平方向光強度の中心付近がくるように、2台以上の表示装置からの前記映像光を重ねて投影し、
隣り合う前記表示装置から投影される映像の合成輝度の最小値は、2つ以上の前記表示装置のそれぞれから投影される映像の輝度最大値の平均値よりも高くなるように設定される
ことを特徴とする立体画像表示装置。 Image light from a display device at a distance of approximately a from the reflection surface at the focal length f is reflected by the reflection surface to form a spatially imaged iris surface at a distance of approximately b from the reflection surface (1 / a). In a reflective screen having the reflective surface satisfying the relationship of + (1 / b) = 1 / f,
The horizontal brightness of the reflected light by the reflection screen of the image light (incident light) has a diffusion characteristic that decreases linearly or monotonically as it deviates from the specular reflection direction of the incident light.
Due to the diffusion characteristics, the horizontal light intensity of the spatially imaged iris surface also decreases linearly or monotonically as it deviates from the vicinity of the center.
A position horizontally light intensity of the peripheral portion of the spatial image iris plane decreases, the should come near the center of the horizontal light intensity of the spatial image iris surface of another display device, two or more display devices The above-mentioned image light from is superimposed and projected ,
The minimum value of the composite luminance of the image projected from said display device adjacent, that that will be set to be higher than the average value of the maximum luminance value of the image projected from each of two or more of said display device A featured stereoscopic image display device.
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