JPH10206984A - Video presenting device - Google Patents

Video presenting device

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JPH10206984A
JPH10206984A JP1426497A JP1426497A JPH10206984A JP H10206984 A JPH10206984 A JP H10206984A JP 1426497 A JP1426497 A JP 1426497A JP 1426497 A JP1426497 A JP 1426497A JP H10206984 A JPH10206984 A JP H10206984A
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divided
images
concave mirror
mirror
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Hajime Sudo
藤 肇 須
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a video presenting device capable of utilizing the function of an eye to be the basis of perceiving depth on the same condition as natural vision and obtaining a video with substantiality. SOLUTION: This device is provided with a source image projection means 10 projecting plural divided images and forming real images corresponding to the respective divided images at positions different from each other in the direction of an optical path A in such positional relation that the images are superimposed on each other in the case of viewing from the direction of the optical path A, and a cylindrical concave mirror 30 reflecting and guiding the image light of the divided images to an observer 2. A cylindrical lens 20 is arranged between the projection means 10 and the mirror 30. The divided images express the presented objects as if existing in plural areas formed by sectioning space where the presented object exists in a depth direction. The projected divided images are enlarged in a horizontal direction by the lens 20 and enlarged in a vertical direction by the mirror 30, and perceived by the observer 2 as an enlarged virtual image Q at the back of the mirror 30.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は観察者に奥行感のあ
る映像を感得させる映像呈示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image presenting apparatus for allowing an observer to perceive an image having a sense of depth.

【0002】[0002]

【従来の技術】人間に奥行感のある映像を呈示する方式
は、人間が両眼で見る場合と同様に左右眼用の2種類の
映像を用意する「両眼視差方式」と、観察者に実際に物
理的に奥行のある映像を呈示する「疑似体積方式」の2
種類に大別される(これらの用語はオーソライズされた
共通語ではなく、類似した異なる語が用いられる場合が
ある)。
2. Description of the Related Art As a method of presenting an image with a sense of depth to a human, a "binocular parallax method" in which two types of images for the left and right eyes are prepared in the same manner as when a human sees with both eyes, "Pseudo-volume method" 2 that actually presents an image with physical depth
They are broadly classified into types (these terms are not authorized linguistic terms but may be similar but different).

【0003】このうち「両眼視差方式」においては、用
意された左右眼用映像を観察者の対応する眼に独立して
呈示する特別な手段が必要であり、(1)観察者の両眼
前に個別に小型ディスプレィを置く“HMD(Head
Mount Display)型”、(2)左/右眼
用映像に青/赤の色相変調や縦/横偏光変調などの直交
する位相特性の変調を掛け色眼鏡や偏光眼鏡で復調する
“直交変調/復調型”、および(3)左右眼用映像をレ
ンチキュラーレンズや瞳追跡光学系で各々の眼に呈示す
る“分離光学系型”等に分類される。いずれもソース画
像として用意されるのは所定の視差を有する異なった視
点から撮影された2枚の左右眼用映像や、これらを加工
した映像であり、奥行感の感得は脳内の認識過程に依存
する。
[0003] Among them, the "binocular parallax method" requires special means for independently presenting the prepared images for the left and right eyes to the eyes corresponding to the observer. "HMD (Head)
“Mount Display) type”, (2) “Quadrature modulation / demodulation” in which left / right eye images are modulated with orthogonal phase characteristics such as blue / red hue modulation and vertical / horizontal polarization modulation, and demodulated by colored glasses or polarized glasses. Type) and (3) “separation optical system type” in which left and right eye images are presented to each eye by a lenticular lens or a pupil tracking optical system. These are two images for the left and right eyes taken from different viewpoints having parallax, and images obtained by processing them, and the perception of the sense of depth depends on the recognition process in the brain.

【0004】図16に,背面スクリーンから直交する位
相で偏光変調を施した左右眼用映像を呈示する“直交変
調/復調型”映像呈示装置の従来例を示す。本例の映像
呈示装置においては、視差のある左右眼用のソース画像
が記録されている映像情報記録装置111からの左右眼
用映像が、それぞれ独立して投影機112L,112R
から透過型スクリーン113に投影されるようになって
いる。
FIG. 16 shows a conventional example of a "quadrature modulation / demodulation type" image presenting apparatus for presenting an image for the right and left eyes which has been subjected to polarization modulation with a phase orthogonal to the rear screen. In the video presenting apparatus of the present example, the left and right eye videos from the video information recording device 111 in which the left and right eye source images having parallax are recorded are independently projected by the projectors 112L and 112R.
Is projected onto the transmission screen 113 from the outside.

【0005】投影機112L,112Rには、各々左眼
映像用変調フィルタ114Lと右眼映像用変調フィルタ
114Rが装着されており、スクリーン113上の左眼
用映像115Lおよび右眼用映像115Rは、左右が直
交する様に偏光(縦/横あるいは右旋回/左旋回)や色
相(青/赤)による変調を受けている。
The projectors 112L and 112R are equipped with a left-eye image modulation filter 114L and a right-eye image modulation filter 114R, respectively. The left-eye image 115L and the right-eye image 115R on the screen 113 are The light is modulated by polarization (vertical / horizontal or right / left turning) or hue (blue / red) so that the right and left are orthogonal.

【0006】上記スクリーンに対向する観察者116
は、当該側の映像のみを通過させるような左眼および右
眼映像用復調フィルタ117L,117Rを有する眼鏡
を掛けているので、左眼用映像および右眼用映像は当該
側の眼にのみ到達し、この観察者116は図の破線の位
置に像118を感得する。上記左右眼用映像115L,
115Rの視差が異なれば感得像118の成立位置も異
なる。一つの画面当たりの左右眼用映像は、互いに視差
の異なる多数の領域から構成されているので、結果的に
観察者は様々の異なる位置に同時に感得像を得て、奥行
き感のある映像を観察することになる。
An observer 116 facing the screen
Wears glasses having left-eye and right-eye video demodulation filters 117L and 117R that allow only the video on the relevant side to pass, so that the video for the left eye and the video for the right eye reach only the eye on the relevant side. Then, the observer 116 feels the image 118 at the position indicated by the broken line in the figure. The left and right eye images 115L,
If the parallax of 115R is different, the formation position of the sensed image 118 is also different. Since the left and right images for one screen are composed of a large number of regions having different parallaxes, as a result, the observer can obtain perceived images at various different positions at the same time, and produce images with a sense of depth. You will observe.

【0007】上述したレンキュラーレンズや瞳追跡光学
系による「分離光学系型」は、左右眼用映像が当該側の
眼に到達する様な光路を有する光学系を用意するもの
で、奥行き感の感得原理は上述の内容と同一である。
[0007] The above-mentioned "separation optical system type" using a lenticular lens or a pupil tracking optical system prepares an optical system having an optical path such that the left and right eye images reach the eyes on the corresponding side. The principle of perception is the same as described above.

【0008】一方、「疑似体積方式」は、眼前に奥行感
のある実像あるいは虚像を形成するもので、その代表例
としては、“ホログラフィ型”をモディファイしたもの
や“振動スクリーン型”が知られている。
[0008] On the other hand, the "pseudo-volume method" forms a real image or a virtual image with a sense of depth in front of the eyes, and typical examples thereof include a modified "holographic type" and a "vibrating screen type". ing.

【0009】このうち、“ホログラフィ型”ではホログ
ラフィの原理のままに干渉縞を記録した連続的なホログ
ラムフィルムに参照光を当てる方法の他、ホログラムデ
ータをLCD上に形成する方法、音響光学素子(AO
M)による回折格子にレーザ光を通過・干渉させる方法
がある。
[0009] Among them, in the "holographic type", in addition to a method of applying a reference beam to a continuous hologram film on which interference fringes are recorded according to the principle of holography, a method of forming hologram data on an LCD, an acousto-optical device ( AO
There is a method of passing and interfering a laser beam with the diffraction grating according to M).

【0010】図17にAOMを使用した従来例を示す。
AOM121R,12lG,12lBは結晶部と圧電部
で構成され、この圧電部を計算機122の演算結果を基
に高周波で駆動すると、これらAOMの結晶内部には駆
動周波数に応じた進行波が生じる。従って、ここに各A
OMに赤レーザ122R,緑レーザ122G,青レーザ
122Bをそれぞれ当てると、前記進行波による結晶部
の屈折率の変化で回折し、この回折の状態を駆動周波数
の変化により制御すればOMをホログラムとしたホログ
ラフィの再生が可能となる。そして各色レーザによるホ
ログラフィをハーフミラーを直列構成したビームコンバ
イナ123で同一光軸上に合成すればカラーホログラフ
ィが再生される。
FIG. 17 shows a conventional example using AOM.
Each of the AOMs 121R, 121G, and 121B includes a crystal unit and a piezoelectric unit. When the piezoelectric unit is driven at a high frequency based on the calculation result of the computer 122, a traveling wave corresponding to the drive frequency is generated inside the crystal of the AOM. Therefore, here each A
When a red laser 122R, a green laser 122G, and a blue laser 122B are applied to the OM, respectively, the OM is diffracted by a change in the refractive index of the crystal part due to the traveling wave. If the state of this diffraction is controlled by a change in the driving frequency, the OM becomes a hologram. Holography can be reproduced. Then, if the holography by each color laser is combined on the same optical axis by the beam combiner 123 in which half mirrors are arranged in series, the color holography is reproduced.

【0011】但し、このホログラフィは、AOMが1次
元的なホログラムなので線像でしかなく、ガルバノミラ
ー124とポリゴンミラー125により走査する事で、
観察者126は通常の体積を持ったホログラフィを感得
する。
However, this holography is only a line image because the AOM is a one-dimensional hologram, and is scanned by the galvanometer mirror 124 and the polygon mirror 125.
The observer 126 perceives holography having a normal volume.

【0012】図18にLCDを使用した従来例を示す。
本例は基本的な原理は図17に示したものと同様である
が、前図の様にAOMをホログラム形成媒体とする代わ
りにLCDを同媒体に使用している。
FIG. 18 shows a conventional example using an LCD.
In this example, the basic principle is the same as that shown in FIG. 17, but instead of using AOM as a hologram forming medium as shown in the previous figure, an LCD is used for the same medium.

【0013】計算機131からはホログラムパターンが
LCD132A,132B上に形成される様なパターン
が送られ、レーザ133の出力はミラー群134〜13
6を経て前記LCD上のパターンと干渉する事で各々小
領域のホログラフィを形成する。これらは固定ミラー1
37上で合成され、観察者138は大領域のホログラフ
ィを感得する。本例においてホログラム面を大きくした
い場合には、小領域LCDの数を増やすか、可動ミラー
134で走査することにより観察者に対する入射角を変
更することが行われる。
The computer 131 sends a pattern such that a hologram pattern is formed on the LCDs 132A and 132B.
The holography of each small area is formed by interfering with the pattern on the LCD through 6. These are fixed mirror 1
Combined on 37, the observer 138 perceives holography in a large area. In this example, when it is desired to increase the hologram surface, the number of small area LCDs is increased, or the angle of incidence on the observer is changed by scanning with the movable mirror 134.

【0014】“振動スクリーン型”は1KHz程度で振
動する膜状の鏡に反射した物体を撮影し、これを上記の
振動鏡に同期して振動するスクリーンに投影して物理的
な奥行情報を再現する方法である。
The "vibrating screen type" reproduces physical depth information by photographing an object reflected on a film-like mirror vibrating at about 1 KHz and projecting this on a screen vibrating in synchronization with the vibrating mirror. How to

【0015】図19に振動スクリーン型の従来例を示
す。観察対象141からの物体光ハーフミラー142を
介して撮影用振動鏡143に導かれ、反射光がカメラ1
44で撮影される。この撮影用振動鏡143で変調され
た映像は、投影機145で観察用振動鏡146に投射さ
れる。上記撮影用振動鏡、カメラ、投影機、観察用振動
鏡はシンクロナイザ一147で同期的な制御が行われて
いるので、撮影用振動鏡のある変形状態で撮影された映
像は、観察用振動鏡の対応する変形状態の時に投影され
る。これらの振動状態は、上記観察対象141の奥行き
方向に合焦する様に制御されているので、観察者148
が観る感得像149も対応する奥行きを持った像とな
る。
FIG. 19 shows a conventional example of a vibrating screen type. The reflected light is guided to the imaging vibration mirror 143 via the object light half mirror 142 from the observation target 141 and reflected by the camera 1.
Photographed at 44. The image modulated by the photographing vibration mirror 143 is projected on the observation vibration mirror 146 by the projector 145. Since the photographing vibrating mirror, the camera, the projector, and the observation vibrating mirror are controlled synchronously by the synchronizer 147, the image photographed in a certain deformation state of the photographing vibrating mirror is Are projected at the time of the corresponding deformation state. Since these vibration states are controlled so as to be focused in the depth direction of the observation target 141, the observer 148 is controlled.
Is also an image having a corresponding depth.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、観察
者に奥行感のある像を呈示するための様々な方式が実用
化されている。しかし、上述した方式には、以下のよう
な問題点がある。
As described above, various systems for presenting an image with a sense of depth to an observer have been put to practical use. However, the above-described method has the following problems.

【0017】まず、「両眼視差方式」においては、用い
られる左右眼用映像は平面画像であるので、人間が奥行
感を獲得する為の拠り所の内の両眼視差を主に使用し、
実際の遠近物体を観察する際に生じる水晶体の焦点調節
機能は用いない。従って、自然視とは異なる観察状態と
なるため、観察時の違和感や疲労が発生する他、片眼の
観察者や両眼の視力が大きく異なる時には奥行感の獲得
は難しい。
First, in the “binocular parallax method”, since the left and right eye images used are plane images, a binocular parallax in a place where a human obtains a sense of depth is mainly used.
It does not use the lens focus adjustment function that occurs when observing an actual perspective object. Therefore, since the observation state is different from that of natural vision, discomfort and fatigue occur at the time of observation, and it is difficult to obtain a sense of depth when the observer of one eye or both eyes has greatly different visual acuity.

【0018】また、「疑似体積方式」のうちホログラフ
ィを観察する方式においては、この記録形態であるホロ
グラムは本来1μm程度のピッチで無数の干渉縞が記録
されているので、連続ホログラムフィルムでは正確な千
渉を発現させる為のフイルムの送り精度が間題となり、
自然な動きの動画再生を実現する機構の実現は困難であ
る。
In the holographic observation method of the "pseudo-volume method", the hologram in this recording form inherently has an infinite number of interference fringes recorded at a pitch of about 1 μm. The problem is the film feed accuracy for expressing Chihiro,
It is difficult to realize a mechanism for realizing moving image playback with natural motion.

【0019】また、LCDやAOMを用いる方式におい
ては、干渉縞を計算により再現する必要があるため計算
量が非常に膨大であり、素子の製造上の問題からも高密
度化と大画面化を同時に実現するのが難しいので複雑な
形状の再生は不可能である。更に、レーザを使用する方
法については、観察者への安全性の配慮や直線像を走査
して画面とする為の高速走査機構の構成の点で間題が残
る。
Further, in a system using an LCD or an AOM, the amount of calculation is extremely enormous because it is necessary to reproduce interference fringes by calculation. Reproduction of a complicated shape is impossible because it is difficult to realize at the same time. Further, the method using a laser has problems in consideration of safety for an observer and a configuration of a high-speed scanning mechanism for scanning a linear image to form a screen.

【0020】振動スクリーンを用いる方式は、基本的に
スピーカに膜を張ったのと等価である。従って、空気中
で使用する場合は高速振動するスクリーンにより音波が
発生するため、音響効果との併用が難しい。
The method using a vibrating screen is basically equivalent to a method in which a film is provided on a speaker. Therefore, when used in air, sound waves are generated by a screen that vibrates at a high speed, and it is difficult to use the screen together with the acoustic effect.

【0021】また上記撮影用振動鏡により撮像される観
察対象は奥行情報を有する物体であることが前提であ
り、記録媒体に記録された情報を再生して観察するに
は、上述したホログラフィ方式など奥行情報を空間的に
再現できる手段との併用が不可欠となる。更に撮影用振
動鏡が観察対象物のある奥行き位置で合焦する時、観察
対象物の他の奥行き位置も不鮮明ではあるがぼけた映像
として撮影されているので、再生像は常に透明的(素通
し的)なものとなってしまう。
It is assumed that the observation object imaged by the photographing vibrating mirror is an object having depth information. To reproduce and observe information recorded on a recording medium, it is necessary to use the holographic method described above. It is indispensable to use depth information spatially. Further, when the photographing vibrating mirror is focused at a certain depth position of the observation object, the other depth position of the observation object is photographed as a blurred but blurred image, so that the reproduced image is always transparent (clear). Target).

【0022】本発明は、上記従来技術の有する問題点を
解消すべくなされたものであり、(1)奥行感の感得の
拠り所となる眼の機能を自然視と同様の状態で利用で
き、(2)透明的(素通し的)ではなく実体感のある映
像を感得することができ、(3)大画面かつ高密度映像
を得ることができ、(4)更新レートの高い動画の再生
が可能で、(5)音響効果の妨げも無く、(6)観察者
の眼に対して安全な光源を利用することができる、とい
う条件を満たした奥行感のある映像を感得できる映像呈
示装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art. (1) It is possible to use the eye function, which is the basis of the perception of depth, in the same state as natural vision. (2) It is possible to perceive an image that is not transparent (substantially transparent) but has a real feeling, (3) a large screen and high-density image can be obtained, and (4) a moving image with a high update rate can be reproduced. (5) A video presenting apparatus capable of sensing a video with a sense of depth that satisfies the condition that (5) a safe light source can be used for the observer's eyes without disturbing the sound effect. The purpose is to provide.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明は、映像呈示装置において、複数の分割画像
を投影し、前記各分割画像に対応する実像を光路方向か
ら見て互いに重なり合うような位置関係で光路方向の互
いに異なる位置に結像させるソース画像投影手段であっ
て、前記分割画像は呈示対象物が存在する空間を奥行き
方向に沿って区画することにより形成された複数の領域
にそれぞれ存在する呈示対象物を表現するものである、
ソース画像投影手段と、前記各分割画像の画像光を反射
して前記画像光を観察者に導く凹面鏡とを備えたことを
特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a video presenting apparatus which projects a plurality of divided images so that real images corresponding to the respective divided images overlap each other when viewed from an optical path direction. Source image projecting means for forming images at different positions in the optical path direction in a different positional relationship, wherein the divided images are divided into a plurality of regions formed by partitioning a space in which a presentation target object exists along a depth direction. Each of them represents a presenting object.
A source image projecting unit; and a concave mirror that reflects the image light of each of the divided images and guides the image light to an observer.

【0024】本発明によれば、ソース画像投影手段から
出射した各分割画像の画像光は、光路方向の互いに異な
る位置でそれぞれ実像を形成する。前記画像光は凹面鏡
により反射され観察者に導かれ、観察者は凹面鏡により
拡大された虚像を凹面鏡の背後に、または実像を凹面鏡
の前方に感得する。
According to the present invention, the image light of each divided image emitted from the source image projection means forms a real image at a position different from each other in the optical path direction. The image light is reflected by the concave mirror and guided to the observer. The observer perceives a virtual image enlarged by the concave mirror behind the concave mirror or a real image in front of the concave mirror.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0026】第1の実施の形態 まず、第1の実施の形態について説明する。図1乃至図
11は本発明の第1の実施の形態を示す図である。
First Embodiment First, a first embodiment will be described. 1 to 11 are views showing a first embodiment of the present invention.

【0027】図1に示すように、映像提示装置は、複数
の分割画像からなるソース画像を投影するソース画像投
影手段10と、ソース画像投影手段10により投影され
た各分割画像の画像光を観察者2に導く筒状凹面鏡30
とを備えている。なお、本明細書において筒状凹面鏡と
は、図1に示すように、その反射面が円筒の内周面の一
部を母線(円筒の軸線に平行な線)に沿って切り出した
ような形状を有している凹面鏡を意味する。
As shown in FIG. 1, the video presenting apparatus includes a source image projecting unit 10 for projecting a source image composed of a plurality of divided images, and observes image light of each divided image projected by the source image projecting unit 10. Cylindrical mirror 30 leading to person 2
And In the present specification, a cylindrical concave mirror has a shape such that its reflection surface is cut out from a part of the inner peripheral surface of a cylinder along a generatrix (a line parallel to the axis of the cylinder), as shown in FIG. Means a concave mirror having

【0028】また、映像提示装置は、ソース画像投影手
段10からの画像光を筒状凹面鏡30に導く平面反射鏡
25を有している。ソース画像投影手段10から出射さ
れ、平面反射鏡25および筒状凹面鏡30を経て観察者
2に到達する画像光は光路Aを形成する。なお、ここで
光路Aは、厳密にいえば画像光が形成する所定の幅を有
する光路を意味するが、本明細書においてはこのような
光路の中心を光路Aということとする。
The video presenting apparatus has a plane reflecting mirror 25 for guiding the image light from the source image projecting means 10 to the cylindrical concave mirror 30. Image light emitted from the source image projection means 10 and reaching the observer 2 via the plane reflecting mirror 25 and the cylindrical concave mirror 30 forms an optical path A. Here, the optical path A means a light path having a predetermined width formed by the image light, strictly speaking. In this specification, the center of such an optical path is referred to as an optical path A.

【0029】この光路A上のソース画像投影手段10と
平面反射鏡25との間には、ソース画像投影手段10か
ら出射した各分割画像の画像光を水平方向に拡大するシ
リンドリカルレンズ20が設けられている。
A cylindrical lens 20 for horizontally expanding the image light of each divided image emitted from the source image projecting means 10 is provided between the source image projecting means 10 and the plane reflecting mirror 25 on the optical path A. ing.

【0030】また、光路A上のソース画像投影手段10
とシリンドリカルレンズ20との間には、補正光学系1
5が設けられている。この補正光学系15は、ソース画
像投影手段10と、補正光学系15以降の光学系との光
学的整合を行うものであり、この映像呈示装置を構成す
る光学系の仕様に応じて適当な構成のものが使用され
る。
The source image projecting means 10 on the optical path A
A correction optical system 1 is provided between the
5 are provided. The correction optical system 15 performs optical matching between the source image projecting means 10 and an optical system subsequent to the correction optical system 15, and has an appropriate configuration according to the specifications of the optical system constituting the video presenting apparatus. Is used.

【0031】なお、本実施形態において凹面鏡を筒状の
ものとしたのは、本映像呈示装置により劇場等において
も使用可能な大画面を実現するためである。本実施形態
において使用される凹面鏡は光学計測用のもの程に高精
度である必要はないが、いずれにせよ大口径の凹面鏡
は、制作する上でも設置するうえでも現実的ではない。
The reason why the concave mirror is cylindrical in this embodiment is to realize a large screen that can be used in a theater or the like by the present video presenting apparatus. The concave mirror used in the present embodiment does not need to be as precise as that used for optical measurement, but in any case, a large-diameter concave mirror is not realistic for production and installation.

【0032】すなわち、収差除去の観点からは、凹面鏡
の中央部付近しか使用することはできないため、実際に
画像光の反射に関与する領域の大きさより相当に大きい
凹面鏡を用意する必要があり、現実的にはこのようなサ
イズの凹面鏡を準備することは困難である。また、凹面
鏡を現実に設置した場合には、重力による変形を考慮し
た設置方法をとることが必要となるが、凹面鏡の反射面
が球面の場合、このような変形管理を行うことは極めて
困難である。
That is, from the viewpoint of removing aberrations, only the center of the concave mirror can be used. Therefore, it is necessary to prepare a concave mirror that is considerably larger than the size of the area actually involved in the reflection of image light. It is difficult to prepare a concave mirror of such a size. When a concave mirror is actually installed, it is necessary to adopt an installation method that takes into account deformation due to gravity.However, when the reflecting surface of the concave mirror is a spherical surface, it is extremely difficult to perform such deformation management. is there.

【0033】本実施形態の如く凹面鏡の反射面をを筒状
とすれば、シリンドリカルレンズ20との組合わせによ
り球面の反射面を有する凹面鏡と同等の機能を発揮する
ことが可能である。また、筒状反射面の方が球面反射面
に比べて製造が容易である。さらに、凹面鏡のスラスト
軸(或いは母線)を重力方向に垂直な水平方向(図1参
照)、あるい重力方向と同じ垂直方向(図14参照)に
設定することにより、重力による反射面の変形の管理が
容易となる。以上のような理由で、本実施形態において
は筒状凹面鏡を使用している。
If the reflecting surface of the concave mirror is cylindrical as in this embodiment, it is possible to exhibit the same function as a concave mirror having a spherical reflecting surface in combination with the cylindrical lens 20. Further, the production of the cylindrical reflecting surface is easier than that of the spherical reflecting surface. Further, by setting the thrust axis (or generating line) of the concave mirror in a horizontal direction perpendicular to the direction of gravity (see FIG. 1) or in the same vertical direction as the direction of gravity (see FIG. 14), the deformation of the reflecting surface due to gravity can be reduced. Management becomes easy. For the reasons described above, a cylindrical concave mirror is used in the present embodiment.

【0034】ただし、上述したような問題が顕在化する
のは、大口径の反射面が必要とされる場合、すなわち大
画面を呈示しようとする場合であるので、比較的小さい
画面を呈示する場合には、筒状凹面鏡30に代えて球面
の反射面を有する凹面鏡を使用しても構わない。なお、
この場合、シリンドリカルレンズ20は不要となる。
However, the problem described above becomes apparent when a large-diameter reflecting surface is required, that is, when a large screen is to be presented, and when a relatively small screen is presented. For example, a concave mirror having a spherical reflecting surface may be used instead of the cylindrical concave mirror 30. In addition,
In this case, the cylindrical lens 20 becomes unnecessary.

【0035】このような構成を有する映像提示装置にお
いて、ソース画像投影手段10からそれぞれ独立して同
時に投影された各分割画像の画像光は、シリンドリカル
レンズ20により水平方向に拡大され、平面反射鏡25
により反射され筒状凹面鏡30方向に導かれる。そして
各画像光は、光路A上の筒状凹面鏡30の手前側で水平
方向に拡大された実像を結ぶ。さらに各画像光は筒状凹
面鏡30に反射され観察者2に到達する。これにより観
察者2は、垂直方向に拡大され、もとの分割画像の縦横
比率と略同一の縦横比率を有する虚像を筒状凹面鏡30
の背後に(または実像を筒状凹面鏡30の手前側に)感
得するようになっている。
In the video presenting apparatus having such a configuration, the image light of each of the divided images independently and simultaneously projected from the source image projecting means 10 is expanded in the horizontal direction by the cylindrical lens 20 and the plane reflecting mirror 25
And is guided toward the cylindrical concave mirror 30. Each image light forms a real image magnified in the horizontal direction on the optical path A in front of the cylindrical concave mirror 30. Further, each image light is reflected by the cylindrical concave mirror 30 and reaches the observer 2. This allows the observer 2 to transform the virtual image magnified in the vertical direction and having substantially the same aspect ratio as that of the original divided image into the cylindrical concave mirror 30.
(Or a real image in front of the cylindrical concave mirror 30).

【0036】そして観察者2は、筒状凹面鏡30の背後
の視線方向の異なる奥行き位置に視線方向から見て相互
に重なりあうような位置関係をもって成立した虚像(各
分割画像に対応する虚像)を脳内で合成し、奥行き感の
ある1つの立体映像として感得するようになっている。
The observer 2 generates virtual images (virtual images corresponding to the respective divided images) that are formed at different depth positions behind the cylindrical concave mirror 30 in different viewing directions with each other when viewed from the viewing direction. They are synthesized in the brain and perceived as one stereoscopic image with a sense of depth.

【0037】なお、図1において実線で表示した八面体
Raはソーズ画像投影手段から投影された像のイメージ
を、実線で表示した八面体Rbはシリンドリカルレンズ
20を経て水平方向に拡大された後、筒状凹面鏡30手
前に結像する実像のイメージを、二点鎖線で表示された
八面体Qは観察者2が感得する虚像のイメージをそれぞ
れ示す。
In FIG. 1, an octahedron Ra indicated by a solid line is an image of an image projected from the source image projection means, and an octahedron Rb indicated by a solid line is enlarged in a horizontal direction through a cylindrical lens 20. An octahedron Q indicated by a two-dot chain line indicates a real image formed before the cylindrical concave mirror 30, and a virtual image formed by the observer 2.

【0038】以上が、本発明の基本原理であり、以下、
これを更に詳述する。
The above is the basic principle of the present invention.
This will be described in more detail.

【0039】まず、ソース画像投影手段10について詳
述する。図1に示すように、ソース画像投影手段10は
複数の投影機11a〜11iを有している。これら投影
機11a〜11iは、各々の光軸が同じ方向を向くよう
に互いに隣接して配置されている。
First, the source image projecting means 10 will be described in detail. As shown in FIG. 1, the source image projecting means 10 has a plurality of projectors 11a to 11i. These projectors 11a to 11i are arranged adjacent to each other such that their optical axes face the same direction.

【0040】なお、図1において各投影機11a〜11
iは光路A方向に揃って配置されているが、これに限定
されるものではなく、各投影機11a〜11iを光路方
向に(光路Aの前後方向に)互いにずらして配置しても
よい。また、図1においては、投影機の数が9となって
いるが、これに限定されるものではなく、それ以上で
も、それ以下でもよいが、呈示される映像の奥行き方向
の分解能向上の観点からは、投影機の数は多くした方が
好ましい。
In FIG. 1, each of the projectors 11a to 11
Although i is arranged in the direction of the optical path A, it is not limited to this. The projectors 11a to 11i may be arranged so as to be shifted from each other in the direction of the optical path (in the front-back direction of the optical path A). Further, in FIG. 1, the number of projectors is nine, but the number is not limited to this, and may be more or less. Therefore, it is preferable to increase the number of projectors.

【0041】各投影機11a〜11iは、呈示すべき映
像を奥行き方向に分割することにより形成された複数の
分割画像(「分割画像」なる用語の定義および「分割画
像」の生成方法については後に詳述する。)をそれぞれ
が投影するようになっている。 各投影機11a〜11
iのレンズは、各投影機11a〜11iからの分割画像
に基づいて形成された虚像(または実像)が光路A方向
から見て互いに重なり合うようにするために、各投影機
の照射領域13a〜13i(図8参照)に互いに重複す
る部分が生じるような画角および焦点距離を有してい
る。
Each of the projectors 11a to 11i determines a plurality of divided images formed by dividing an image to be presented in the depth direction (the definition of the term "divided image" and a method of generating the "divided image" will be described later). ) Will be projected. Each of the projectors 11a to 11
The i lens is used to irradiate the illumination areas 13a to 13i of the projectors so that virtual images (or real images) formed based on the divided images from the projectors 11a to 11i overlap each other when viewed from the optical path A direction. (Refer to FIG. 8).

【0042】投影機11a〜11iとしては、自らが発
光するブラウン管等に表示された画像をソース画像とし
て直接投影する方式や、LCDやフィルムをソース画像
として用い、このLCDやフィルムをバックライトで照
射することによりソース画像を投影する方式等によるも
のが使用可能である。
As the projectors 11a to 11i, a method of directly projecting an image displayed on a CRT or the like that emits light as a source image, or using an LCD or film as a source image, and irradiating the LCD or film with a backlight By doing so, a method based on a method of projecting a source image or the like can be used.

【0043】なお、前述したように投影機の数は多い方
が好ましいが、投影機の数を増やすと、図1に示すよう
に投影機をまとめて配置した場合、両端の投影機の光軸
間距離が大きくなってしまう。後の説明から明らかなよ
うに、投影機の光軸間距離は極力小さくすることが望ま
しい。このため、図2に示すように、投影機を2つの群
11A,11Bに分けて配置し、ハーフミラー12によ
り各投影機群11A,11Bの各投影機からの光を同軸
的に合成するように構成してもよい。このようにすれ
ば、実質的に投影機の光軸間距離を小さくすることがで
き、各分割画像の照射範囲の重複部分をより大きくする
ことができる。すなわち各投影機から投影される画像を
ほとんどずれがない状態で重ねあわせることができる。
As described above, it is preferable that the number of projectors is large. However, when the number of projectors is increased, when the projectors are collectively arranged as shown in FIG. The distance between them increases. As will be apparent from the following description, it is desirable to minimize the distance between the optical axes of the projector. For this reason, as shown in FIG. 2, the projectors are divided into two groups 11A and 11B, and the light from each projector of each projector group 11A and 11B is coaxially combined by the half mirror 12. May be configured. With this configuration, the distance between the optical axes of the projectors can be substantially reduced, and the overlapping portion of the irradiation range of each divided image can be further increased. That is, the images projected from the projectors can be superimposed with little deviation.

【0044】また、個々の投影機の内部にハーフミラー
を組み込んで、1つの投影機により2つの分割画像を投
影するようにしてもよい。
Further, a half mirror may be incorporated in each projector to project two divided images by one projector.

【0045】また、観察時の映像のギラツキを防止する
(防眩を図る)観点から、各投影機から出射される画像
光は拡散処理がなされていることが好ましい。このた
め、例えばバックライト照射型の投影機においては、投
影機の光源(バックライト)とLCDやフィルム(ソー
ス画像)との間に透過型拡散板を挿入するのが好まし
い。
From the viewpoint of preventing glare of an image during observation (to prevent glare), it is preferable that image light emitted from each projector is subjected to diffusion processing. For this reason, for example, in a backlight irradiation type projector, it is preferable to insert a transmission type diffusion plate between the light source (backlight) of the projector and the LCD or film (source image).

【0046】また、ソース画像投影手段10は、図3に
示す画像更新手段30により提供される投影すべき画像
情報に基づいて投影機群制御手段40により制御される
ようになっている。
The source image projecting means 10 is controlled by the projector group control means 40 based on image information to be projected provided by the image updating means 30 shown in FIG.

【0047】図3に示すように画像更新手段30は、外
部から入力された平面画像に関するデータを保持する平
面画像保持手段31と、平面画像保持手段31から受取
った平面画像に関するデータに基づいて平面画像の奥行
情報を解析し、奥行別の分割画像を生成する分割画像生
成手段32と、分割画像生成手段32により生成された
奥行別の分割画像をそれぞれ保持する分割画像保持手段
33と、各分割画像の倍率および相互の位置関係等を補
正する分割画像補正手段34とを有している。
As shown in FIG. 3, the image updating means 30 includes a plane image holding means 31 for holding data relating to a plane image inputted from the outside, and a plane image holding means 31 based on the data concerning the plane image received from the plane image holding means 31. A divided image generating unit 32 that analyzes depth information of an image and generates a divided image for each depth; a divided image holding unit 33 that holds the divided images for each depth generated by the divided image generating unit 32; And a divided image correcting unit 34 for correcting the magnification of the image and the mutual positional relationship.

【0048】更に、画像更新手段30は、各分割画像を
投影機11a〜11iに割り振る投影機割付手段35
と、各投影機11a〜11iのレンズの調整可能な変
数、例えば、絞り、倍率および焦点距離等の変数を調節
するための投影機光学系変数設定手段36とを有してい
る。
Further, the image updating means 30 has a projector allocating means 35 for allocating each divided image to the projectors 11a to 11i.
And a projector optical system variable setting means 36 for adjusting variables that can be adjusted for the lenses of the projectors 11a to 11i, for example, variables such as aperture, magnification, and focal length.

【0049】また、分割画像を生成する際の分割数の多
少に応じて、一台の投影機を複数の分割画像を投影する
ために用いる場合や、あるいは使用されない投影機が生
じる場合があるため、これらの状況に応じて、単位時間
当たりに各投影機が投影する画像の更新レートを調節す
る必要がある。このため、画像更新手段30は当該目的
を達成するため投影機コマ数設定手段37を有してい
る。
Also, depending on the number of divisions when generating a divided image, one projector may be used to project a plurality of divided images, or some projectors may not be used. According to these situations, it is necessary to adjust the update rate of the image projected by each projector per unit time. For this reason, the image updating means 30 has a projector frame number setting means 37 to achieve the object.

【0050】そして画像更新手段30において演算およ
び設定された投影条件を表すデータは投影機群制御手段
40に伝達され、投影機群制御手段40はこのデータに
基づいて各投影機11a〜11iは適正な分割画像を投
影させるようになっている。
Data representing the projection conditions calculated and set by the image updating means 30 is transmitted to the projector group control means 40, and the projector group control means 40 determines whether each of the projectors 11a to 11i is appropriate based on this data. Such a divided image is projected.

【0051】次に、このような構成からなる本実施形態
の作用について説明する。なお、本映像呈示装置が呈示
する映像は、静止画のみならず当然に動画も含むが、以
下の説明においては説明の簡略化のため、静止画または
動画の1コマ分を投影する場合について説明する。従っ
て動画の場合は、投影機コマ数設定手段37により画像
の更新レートを定め、1コマずつの映像を順次呈示すれ
ばよい。
Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described. It should be noted that the video presented by the video presenting apparatus includes not only a still image but also a moving image as a matter of course. In the following description, for simplification of description, a case where one frame of a still image or a moving image is projected will be described. I do. Therefore, in the case of a moving image, the image update rate may be determined by the frame number setting means 37 of the projector, and the image of each frame may be sequentially presented.

【0052】本実施形態の作用は画像更新手段30に入
力されるソース画像の態様により異なる。すなわち、画
像更新手段30に入力されるソース画像が既に分割画像
となっている場合(例えばソース画像が図15に示す撮
影装置70により得られたものである場合)、ソース画
像のデータは、分割画像補正手段34に直接入力すれば
よいが、画像更新手段30に入力されるソース画像が平
面画像(一般のシネマフィルム、ビデオテープあるいは
通常のCCDで撮像されたままの平面画像)の場合に
は、平面画像のデータは平面画像保持手段31に入力さ
れ、デジタルデータ化され一時的に保持される。この平
面画像のデータは1コマ分づつ次段の分割画像生成手段
32に伝送され、この分割画像生成手段32により、各
投影機11a〜11iにより投影される分割画像が生成
される。
The operation of the present embodiment differs depending on the mode of the source image input to the image updating means 30. That is, when the source image input to the image updating unit 30 is already a divided image (for example, when the source image is obtained by the photographing device 70 shown in FIG. 15), the data of the source image is divided. The image may be directly input to the image correcting unit 34. However, when the source image input to the image updating unit 30 is a planar image (a planar image captured by a general cinema film, a video tape, or a normal CCD), The data of the plane image is input to the plane image holding means 31, converted into digital data, and temporarily stored. The data of the plane image is transmitted one frame at a time to the next divided image generating means 32, and the divided image generating means 32 generates divided images projected by the projectors 11a to 11i.

【0053】上記分割画像を得る方法としては、写真等
の平面画像をもとに当該平面画像中に含まれる各物体像
の大小関係や平面画像に写った物体の公知の寸法に基づ
いて、各物体の位置関係を推定して計算により求めれば
よい。また、第5の実施の形態の説明において後述する
ような撮影装置70(図15参照)を用いて直接得ても
よい。
As a method for obtaining the above-mentioned divided image, based on a plane image such as a photograph, the size of each object image included in the plane image and the known size of the object shown in the plane image are determined. What is necessary is just to estimate the positional relationship of the object and calculate it. Alternatively, it may be obtained directly by using an imaging device 70 (see FIG. 15) described later in the description of the fifth embodiment.

【0054】以下、平面画像が図6(a)に示すような
ものであり、平面画像の解析により呈示対象物が図4に
示すような八面体8であることが判明した場合を例にと
って、分割画像の作成方法について具体的に説明する。
Hereinafter, a case where the plane image is as shown in FIG. 6A and the object to be presented is found to be an octahedron 8 as shown in FIG. A method for creating a divided image will be specifically described.

【0055】まず、この説明を行うにあたって図4に示
すようにXYZ直交座標系を設定する。この八面体8は
YZ平面上に正方形の底面を有するとともにその頂点が
X軸上にある四角錘を2つ合わせてなるものである。な
お、以下に求める分割画像は、観察者がX軸上の視点3
からX軸と一致する視線をもって八面体8を眺めた場合
を想定して作成されるものである。
First, in describing this, an XYZ orthogonal coordinate system is set as shown in FIG. The octahedron 8 has a square bottom on the YZ plane and is formed by combining two square pyramids whose vertices are on the X axis. It should be noted that the divided image to be obtained below is determined by the observer at the viewpoint 3 on the X axis.
Is created on the assumption that the octahedron 8 is viewed with a line of sight coincident with the X-axis.

【0056】まず、図5に示すように、奥行き方向(X
軸方向)に沿って互いに間隔をおいて配置されたYZ平
面と平行な分割平面M1〜M4により八面体8を切断す
る。
First, as shown in FIG. 5, the depth direction (X
The octahedron 8 is cut by divided planes M1 to M4 parallel to the YZ plane and spaced apart from each other along the axial direction).

【0057】なお、後の説明から理解されるように、分
割画像を生成する際の分割数、すなわち分割平面を設定
する数は多いほど良好な立体映像を呈示することができ
る。また、人間の視覚特性上、呈示される映像のうち視
点3に近い部位にあるものほど歪み等の映像の欠陥が認
識されやすいので、分割平面同士の間隔は視点3に近い
ほど密にすることが好ましい。しかしながら、本説明に
おいては説明の簡略化のため分割平面の数を4つとして
説明する。
As will be understood from the following description, the greater the number of divisions when generating a divided image, that is, the greater the number of division planes set, the better a stereoscopic image can be presented. Further, due to the visual characteristics of human beings, the closer to the viewpoint 3 among the presented images, the more easily the image defect such as distortion is easily recognized. Therefore, the distance between the divided planes should be closer as the viewpoint 3 is closer. Is preferred. However, in the present description, the number of divided planes is set to four for simplification of the description.

【0058】上記要領にて分割平面を設定した後、ま
ず、第1の分割平面M1の手前側(X軸正方向)にある
八面体8を表す像(図6(b)におけるハッチングを付
した領域)を記録する。なお、図6(b)においてハッ
チングを付した領域以外の領域には何も物体は存在して
いないので何も記録されない。この何も物体が存在しな
い領域と八面体8の像が記録されている領域を合わせた
ものが第1の分割画像P1である。なお、第1の分割画
像P1を表すデータをD1とする。
After the division plane is set in the above manner, first, an image representing the octahedron 8 on the near side (positive X-axis direction) of the first division plane M1 (hatched in FIG. 6B). Area). In FIG. 6B, nothing is recorded since there is no object in an area other than the hatched area. The first divided image P1 is a combination of the area where no object exists and the area where the image of the octahedron 8 is recorded. Note that data representing the first divided image P1 is D1.

【0059】次に、第2の分割平面M2の手前側にある
八面体8を表す像のデータD2を記録する。そしてデー
タD2からデータD1を除外する。D2−D1により第
2の分割画像P2が定められる(図6(c)参照)。同
様にして、第3の分割平面M3の手前側にある八面体8
を表す像のデータD3を記録する。そしてデータD3か
らデータD2を除外する。D3−D2により第3の分割
画像P3が定められる(図6(d)参照)。
Next, data D2 of an image representing the octahedron 8 on the near side of the second division plane M2 is recorded. Then, the data D1 is excluded from the data D2. The second divided image P2 is determined by D2-D1 (see FIG. 6C). Similarly, the octahedron 8 on the near side of the third division plane M3
Is recorded. Then, the data D2 is excluded from the data D3. The third divided image P3 is determined by D3-D2 (see FIG. 6D).

【0060】同様にして、第4の分割平面M4の手前側
にある八面体8を表す像のデータD4を記録する。そし
てデータD4からD3を除外する。D4−D3により第
4の分割画像P4が定められる。なお、データD4はす
べてデータD3に含まれることになるので分割画像P4
には八面体8についての情報は何も含まれないことにな
る(図6(e)参照)。
Similarly, the image data D4 representing the octahedron 8 on the front side of the fourth division plane M4 is recorded. Then, D3 is excluded from the data D4. The fourth divided image P4 is determined by D4-D3. Since all data D4 is included in data D3, divided image P4
Does not include any information on the octahedron 8 (see FIG. 6E).

【0061】なお、以上の説明から理解されるように、
分割画像とは互いに隣接する分割平面により区画される
領域内に含まれる呈示対象物を表示する画像である。ま
た分割画像は、ある設定された視点から呈示対象物を見
込んだときに視覚的に感得される部位のみが表示され、
表面から観察されない限り呈示対象物の内部構造は表示
されない。従って、以上のようにして得られた各分割画
像は輪郭線以外は互いに重なる部分がないようになって
いる。
As understood from the above description,
A divided image is an image that displays a presentation target included in a region defined by divided planes adjacent to each other. In addition, in the divided image, only a part that is visually perceived when viewing the presentation target object from a set viewpoint is displayed,
The internal structure of the presentation object is not displayed unless observed from the surface. Accordingly, each of the divided images obtained as described above has no overlapping portions except for the outline.

【0062】以上のようにして分割画像生成手段32に
より生成された分割画像P1〜P4は、分割画像保持手
段33に伝送され一時的に保持され、次いで次段の分割
画像補正手段34に伝送され、この映像呈示装置に含ま
れる光学系を考慮して観察者が適正な奥行感のある像を
感得することができるように各分割画像の補正(倍率補
正および位置・位相補正)が行われる。このうち倍率補
正は分割画像全体を均等に拡大する(等方的な拡大)の
みならず、縦または横方向へのみの(異方的な)拡大
や、さらに必要に応じて分割画像の部位ごとに互いに倍
率が異なる条件での拡大も含まれる。以下、補正処理に
ついて詳述する。
The divided images P1 to P4 generated by the divided image generating means 32 as described above are transmitted to the divided image holding means 33 and temporarily stored, and then transmitted to the next-stage divided image correcting means 34. The correction (magnification correction and position / phase correction) of each divided image is performed so that an observer can perceive an image having an appropriate depth in consideration of an optical system included in the video presenting apparatus. Among them, the magnification correction not only enlarges the entire divided image uniformly (isotropic enlargement), but also enlarges only in the vertical or horizontal direction (anisotropic), and further, if necessary, for each part of the divided image. This includes enlargement under conditions where magnifications are different from each other. Hereinafter, the correction process will be described in detail.

【0063】観察者2に歪みのない映像を感得させよう
とする場合、筒状凹面鏡30の背後形成される虚像Q1
〜Q3(分割画像P4は画像情報を含まないため、分割
画像P4に対応する虚像Q4は形成されない)の寸法比
率(図7参照)は、各分割画像P1〜P3の像部分(図
6(b)〜(d)においてハッチングを付した領域)の
寸法比率が維持されているものでなければならない。ま
た、虚像Q1〜Q3の形状は、各分割画像P1〜P3の
像部分と相似でなければならない。視線方向に対する虚
像Q1〜Q3の位置関係(虚像Q1〜Q3相互の間隔)
は、分割画像P1〜P3を形成する際に用いた切断平面
M1〜M3の位置関係に対応したものでなければならな
い。また、各虚像は互いに隣接する各虚像の輪郭線同士
が重なりあうように形成されなければならない。
When the observer 2 wants to perceive an image without distortion, a virtual image Q1 formed behind the cylindrical concave mirror 30 is formed.
QQ3 (the virtual image Q4 corresponding to the divided image P4 is not formed because the divided image P4 does not include image information) (see FIG. 7), the image portion of each of the divided images P1 to P3 (see FIG. ) To (d), the dimensional ratio of the hatched area) must be maintained. The shapes of the virtual images Q1 to Q3 must be similar to the image portions of the divided images P1 to P3. Positional relationship of virtual images Q1 to Q3 with respect to line of sight (interval between virtual images Q1 to Q3)
Must correspond to the positional relationship between the cutting planes M1 to M3 used when forming the divided images P1 to P3. In addition, each virtual image must be formed such that the outlines of the adjacent virtual images overlap each other.

【0064】各虚像Q1〜Q3に要求される上記事項を
表現したのが図9の破線矢印で示される虚像Q´1〜Q
´3である。そして図9には、所望の虚像Q´1〜Q´
3を得るうえで筒状凹面鏡30の手前側に形成すべき実
像R1〜R3(実像R1〜R3は、図1に示す実像のイ
メージRbに対応する)の形状寸法および相互の位置関
係が示されている。なお、図9に示した座標軸は、図7
に示す座標軸に対応するものである。これら虚像Q´1
〜Q´3は観察者の視野角ψ内に表示されるべきもので
あり、虚像Q´1〜Q´3が視野角ψを外れて形成され
る場合には、観察者により感得される映像の一部が欠落
する。
The above items required for the virtual images Q1 to Q3 are represented by virtual images Q′1 to Q′1 shown by broken arrows in FIG.
'3. FIG. 9 shows desired virtual images Q′1 to Q ′.
The shape and dimensions of the real images R1 to R3 (real images R1 to R3 correspond to the real image Rb shown in FIG. 1) to be formed on the front side of the cylindrical concave mirror 30 in order to obtain No. 3 are shown. ing. Note that the coordinate axes shown in FIG.
These correspond to the coordinate axes shown in FIG. These virtual images Q'1
To Q'3 are to be displayed within the viewing angle ψ of the observer, and when the virtual images Q'1 to Q'3 are formed out of the viewing angle さ れ る, they are perceived by the observer. Part of the image is missing.

【0065】ここで、虚像Q´1〜Q´3を示す各破線
矢印において、点L´1〜L´3〜および点N´1〜N
´3は虚像Q´1〜Q´3の両端をそれぞれ示す点、点
M´1〜M´3は各破線矢印Q´1〜Q´3の中点を示
している。
Here, in each of the dashed arrows indicating the virtual images Q'1 to Q'3, points L'1 to L'3 to and points N'1 to N '
'3 indicates points indicating both ends of the virtual images Q'1 to Q'3, and points M'1 to M'3 indicate midpoints of the broken arrows Q'1 to Q'3.

【0066】また、実像R1〜R3を示す各実線矢印に
おいて、各点L1〜L3,M1〜M3,N1〜N3は、
それぞれ点L´1〜L´3,M´1〜M´3,N´1〜
N´3に対応する点である。
In the solid arrows indicating the real images R1 to R3, points L1 to L3, M1 to M3, and N1 to N3 are:
Points L'1 to L'3, M'1 to M'3, N'1
This is a point corresponding to N′3.

【0067】図9に示すように、所望の虚像Q´1〜Q
´3を形成しようとする場合に必要とされる実像R1〜
R3には以下のようなことが要求される。
As shown in FIG. 9, desired virtual images Q'1-Q '
Real images R1 to R3 required to form '3
The following is required for R3.

【0068】まず、第1に、実像R1〜R3の大きさを
互いに異なるようにする必要がある。このことは各分割
画像P1〜P3の上下方向の倍率をP1,P2,P3の
順に拡大率が大きくなるように補正した後に投影しなけ
ればならないことを意味する。
First, it is necessary to make the sizes of the real images R1 to R3 different from each other. This means that the image must be projected after correcting the vertical magnification of each of the divided images P1 to P3 so that the enlargement ratio increases in the order of P1, P2, and P3.

【0069】第2に、実像R1において線L1M1の長
さが線M1N1の長さより大きくなっていること(実像
R2およびR3においても同じ)から分かるように、各
分割画像P1〜P3個々について少なくと点M1を境と
して異なる倍率で補正を行うことが必要となる。
Second, as can be seen from the fact that the length of the line L1M1 in the real image R1 is longer than the length of the line M1N1 (the same applies to the real images R2 and R3), at least each of the divided images P1 to P3 It is necessary to perform correction at different magnifications with the point M1 as a boundary.

【0070】第3に、実像R1〜R3は湾曲面上に形成
することが必要である。
Third, the real images R1 to R3 need to be formed on a curved surface.

【0071】このように実像R1〜R3に対して要求さ
れる事項に対応して、各分割画像に対して一例として以
下のような補正が行われる。補正方法はこの映像呈示装
置の各構成要素の光学的特性、形状寸法および相互の配
置態様に応じて適切なものを選定すればよく、以下に示
す補正方法の他、電気的な画像処理方法または光学的方
法により上述した要求を満足するように補正を行うこと
も可能である。
As described above, the following correction is performed on each divided image as an example in accordance with the items required for the real images R1 to R3. The correction method may be selected appropriately in accordance with the optical characteristics of each component of the video presenting apparatus, the shape and size, and the mutual arrangement mode.In addition to the correction method described below, an electrical image processing method or It is also possible to make corrections by optical methods so as to satisfy the above requirements.

【0072】[第1の補正方法]まず、筒状反射鏡30
の曲率半径が比較的に大きく、かつ筒状反射鏡30に入
射する画像光の光路Aと筒状反射鏡30から出射する画
像光の光路Aとがなす角度θが比較的に小さい場合を考
える。この場合、実像R1〜R3を湾曲させずに平面的
な像としても、形成される虚像Q´1〜Q´3の湾曲お
よび上下方向に対する倍率の不連続性は、人間が観察す
る上で無視できる程度のものとなる。
[First Correction Method] First, the cylindrical reflecting mirror 30
Is relatively large, and the angle θ formed between the optical path A of the image light entering the cylindrical reflecting mirror 30 and the optical path A of the image light exiting from the cylindrical reflecting mirror 30 is relatively small. . In this case, even if the real images R1 to R3 are not curved but are planar images, the curvature of the formed virtual images Q′1 to Q′3 and the discontinuity of the magnification in the vertical direction are ignored for human observation. It is as much as possible.

【0073】従って、この場合、各虚像Q´1〜Q´3
の輪郭部分を合致させることのみに留意して実像R1〜
R3を補正すればよく、実像R1〜R3は平面上に形成
されるようにしてもよい。
Therefore, in this case, each of the virtual images Q'1 to Q'3
Note that only the outline portions of
R3 may be corrected, and the real images R1 to R3 may be formed on a plane.

【0074】従って、図10に示すように曲線状矢印R
1〜R3を直線状矢印R´1〜R´3で近似すればよ
く、各分割画像P1〜P3の上下方向の倍率を直線状矢
印R´1〜R´3の長さの比率に対応するように補正す
ればよい。
Therefore, as shown in FIG.
1 to R3 may be approximated by linear arrows R'1 to R'3, and the vertical magnification of each of the divided images P1 to P3 corresponds to the ratio of the lengths of the linear arrows R'1 to R'3. The correction may be made as follows.

【0075】ただし、この場合、曲線状矢印R1〜R3
の位置基準となる点M1〜M3が直線状矢印R´1〜R
´3の中点M1a〜M3aの位置にずれるように、分割
画像P1〜P3の相互の位置関係を変更する補正を行う
必要がある。
However, in this case, the curved arrows R1 to R3
The points M1 to M3 serving as the position references are linear arrows R'1 to R '
It is necessary to perform a correction to change the mutual positional relationship between the divided images P1 to P3 so that the positions are shifted to the midpoints M1a to M3a of '3.

【0076】[第2の補正方法]第2の補正方法は、各
分割画像P1〜P3を更に複数の分割画像(再分割画
像)に分割することにより行われる。再分割画像をそれ
ぞれ図9に矢印R1a〜R1eで示す位置に実像を形成
するように投影することにより、近似的に曲線状矢印R
1を表現することができる。
[Second Correction Method] The second correction method is performed by further dividing each of the divided images P1 to P3 into a plurality of divided images (re-divided images). Each of the re-divided images is projected so as to form a real image at a position indicated by arrows R1a to R1e in FIG.
1 can be expressed.

【0077】この方法は、第1の補正方法を適用したの
みでは不十分な場合、例えば非常に大きな映像を呈示す
る場合に有効である。
This method is effective when the application of the first correction method is not sufficient, for example, when a very large image is presented.

【0078】ただし、この方法を実行するにあたって
は、投影機の数や、光学系群による調整可能な範囲によ
り再分割数に制限を受けることになる。従って、この補
正方法においても完全な曲面状の実像を得ることは不可
能であるため、観察上支障をきたす場合には、筒状凹面
鏡30の曲率半径を大きくすることと、かつ筒状凹面鏡
30に入射する画像光の光路Aと筒状凹面鏡30から出
射する画像光の光路Aとがなす角度θを小さくするとい
う光学系の寸法形状の変更を合わせて行うことが有効で
ある。
However, in executing this method, the number of re-segments is limited by the number of projectors and the range adjustable by the optical system group. Therefore, even with this correction method, it is impossible to obtain a completely curved real image, so that when obstructing observation, the radius of curvature of the cylindrical concave mirror 30 should be increased, and the cylindrical concave mirror 30 should not be used. It is effective to change the dimensional shape of the optical system in such a manner that the angle θ formed between the optical path A of the image light incident on the optical path A and the optical path A of the image light emitted from the cylindrical concave mirror 30 is reduced.

【0079】なお、図8に示すように各投影機の画角が
カバーする範囲は少しずつずれているため、各分割画像
ごとに像部分の位置を上下および/または左右方向にず
らす補正もあわせて行われる。
As shown in FIG. 8, since the range covered by the angle of view of each projector is slightly shifted, the position of the image portion is shifted vertically and / or horizontally for each divided image. Done.

【0080】なお、上記補正方法の説明においては、図
9に示すように、筒状凹面鏡30の焦点Fの位置より筒
状凹面鏡30側に実像が形成され、観察者が筒状凹面鏡
30の背後に映像(虚像)を感得する場合について説明
した。これに対して、筒状凹面鏡30の焦点Fの位置よ
り遠くに実像が形成される場合には、観察者が筒状凹面
鏡30の手前側に筒状凹面鏡30から飛び出したような
映像を感得することになる。この場合、感得される実像
は倒立像となるため、画像光が筒状凹面鏡30に入射す
る以前の段階で予め補正を行わなければならないため、
分割画像補正手段34により各分割画像に対して予め分
割画像の倒立処理が行われる。なお、この補正は、分割
画像補正手段34による演算処理に代えて補正光学系1
5による光学的な調整により行ってもよい。
In the above description of the correction method, as shown in FIG. 9, a real image is formed on the cylindrical concave mirror 30 side from the position of the focal point F of the cylindrical concave mirror 30 so that the observer can be behind the cylindrical concave mirror 30. The case where the user senses an image (virtual image) has been described. On the other hand, when the real image is formed farther than the position of the focal point F of the cylindrical concave mirror 30, the viewer feels an image as if the observer had jumped out of the cylindrical concave mirror 30 in front of the cylindrical concave mirror 30. Will be. In this case, the perceived real image is an inverted image, and the correction must be performed in advance before the image light enters the cylindrical concave mirror 30.
The divided image correcting means 34 performs inversion processing of the divided images on each divided image in advance. This correction is performed by the correction optical system 1 instead of the arithmetic processing by the divided image correction unit 34.
5 may be performed by optical adjustment.

【0081】なお、この映像呈示装置を構成する光学系
の相互間の調整を完全に行うことは現実的には困難であ
る。また、この映像呈示装置は、予め設定された視点か
ら観察が行われることを前提としているが、観察者が所
定位置から微妙に移動する場合もある。このような場
合、各分割画像の輪郭部以外の部分が互いに重なった
り、互いに隣接する輪郭部の間に隙間が生じる場合もあ
りうる。とりわけ、隙間が生じた場合には、観察者は像
に違和感を感じることになる。
It is practically difficult to completely adjust the optical systems constituting the video presenting apparatus. Further, this video presenting apparatus is based on the premise that observation is performed from a preset viewpoint, but the observer may move slightly from a predetermined position. In such a case, portions other than the outline of each divided image may overlap each other, or a gap may be generated between outlines adjacent to each other. In particular, when a gap occurs, the observer feels a sense of discomfort in the image.

【0082】従って、最も奥の部分を表示する分割画像
の奥に非分割全体像Piを表示することが好ましい。こ
の非分割全体像Piは、図5に示すように、分割平面M
4の奥に分割平面Miを設定し、分割平面Miの手前側
にある八面体1を表す像のデータD5を記録することに
より得られる。この非分割全体像Piは、分割画像P1
〜P4を合成したものに相当する。(図6(f)参
照)。
Therefore, it is preferable to display the non-divided whole image Pi at the back of the divided image displaying the deepest part. As shown in FIG. 5, this non-divided whole image Pi
4 is obtained by setting a division plane Mi at the back of the recording plane 4 and recording image data D5 representing the octahedron 1 on the front side of the division plane Mi. This undivided whole image Pi is divided image P1
To P4. (See FIG. 6 (f)).

【0083】そして図7に示すように、非分割全体像P
iに対応する虚像Qiが各分割画像P1〜P4に対応す
る虚像の後方に形成されるように非分割全体像Piを各
分割画像と同時に投影することにより、合成された分割
画像同士の隙間を補間することができる。なお、非分割
全体像Piに対しても分割画像補正手段34による補正
と同様の補正がなされる。
Then, as shown in FIG. 7, the non-divided whole image P
By projecting the non-divided whole image Pi simultaneously with each divided image so that the virtual image Qi corresponding to i is formed behind the virtual image corresponding to each divided image P1 to P4, the gap between the combined divided images is reduced. Can be interpolated. Note that the same correction as that performed by the divided image correction unit 34 is performed on the non-divided whole image Pi.

【0084】なお、非分割全体像Piを各分割画像と同
様の態様で表示すると、非分割全体像Piが分割画像に
干渉し奥行き感の感得の妨げとなる恐れがあるため、非
分割全体像Piは無彩色とするか、または画像の濃度を
薄くするようにした方が好ましい。
If the non-divided whole image Pi is displayed in the same manner as each divided image, the non-divided whole image Pi may interfere with the divided image and hinder the perception of the depth. It is preferable that the image Pi be achromatic or the density of the image be reduced.

【0085】分割画像補正手段34により補正された各
分割画像は投影機割付手段35により各投影機に割り付
けられる。この場合、分割画像の数が4であるため、例
えば投影機11a〜11dに割り付けられる。なお、上
述した非分割全体像Piを同時に投影する場合には、非
分割全体像Piは別の投影機、例えば投影器11eに割
り付けられる。
Each divided image corrected by the divided image correcting means 34 is allocated to each projector by the projector allocating means 35. In this case, since the number of divided images is 4, the images are allocated to, for example, the projectors 11a to 11d. When simultaneously projecting the non-divided whole image Pi described above, the non-divided whole image Pi is assigned to another projector, for example, the projector 11e.

【0086】次に、投影機光学系変数設定手段36は、
各分割画像P1〜P4に対応する画像光が、最終的に筒
状凹面鏡30の背後において観察者の視線方向に対して
異なる適切な位置(図7参照)に虚像Q1〜Q3(分割
画像P4は画像情報を含まないため、分割画像P4に対
応する虚像Q4は形成されない)を形成するように、各
投影機11a〜11dのレンズの変数(絞り、倍率およ
び焦点距離等)を調節する。
Next, the projector optical system variable setting means 36
The image light corresponding to each of the divided images P1 to P4 finally has virtual images Q1 to Q3 (see FIG. 7) behind the cylindrical concave mirror 30 at appropriate positions different from the line of sight of the observer (see FIG. 7). The parameters (aperture, magnification, focal length, etc.) of the lenses of each of the projectors 11a to 11d are adjusted so as to form a virtual image Q4 corresponding to the divided image P4 because the image information is not included.

【0087】なお、呈示される映像が動画の場合には、
投影機コマ数設定手段37により単位時間当たりに投影
される画像の更新レートが次いで設定される。
When the video to be presented is a moving image,
The update rate of the image projected per unit time is then set by the projector frame number setting means 37.

【0088】そして、各投影機11a〜11dは各分割
画像P1〜P4に対応する画像光を投影する。これによ
り、図7に示すように観察者2は筒状凹面鏡30の背後
に各分割画像に対応する虚像Q1〜Q3を知覚する。そ
して観察者2は虚像Q1〜Q3を脳内で合成し、奥行感
のある映像(図1に示す八面体Q)を感得する。
Then, each of the projectors 11a to 11d projects image light corresponding to each of the divided images P1 to P4. Thereby, the observer 2 perceives the virtual images Q1 to Q3 corresponding to the respective divided images behind the cylindrical concave mirror 30, as shown in FIG. Then, the observer 2 synthesizes the virtual images Q1 to Q3 in the brain, and senses an image with a sense of depth (octahedron Q shown in FIG. 1).

【0089】なお、呈示される映像の奥行方向の分解能
は奥行方向の分割数、すなわち分割画像の数に依存する
ため、基本的には奥行方向の分解能は投影機の数に依存
すことになるが、投影機の数以上の奥行方向の分解能を
得たい場合には、1台の投影機に複数の分割画像を受け
持たせるようにすればよい。
Since the resolution in the depth direction of the presented video depends on the number of divisions in the depth direction, that is, the number of divided images, the resolution in the depth direction basically depends on the number of projectors. However, when it is desired to obtain a resolution in the depth direction that is equal to or greater than the number of projectors, one projector may have a plurality of divided images.

【0090】例えば、分割画像の数が投影機の数の2倍
である場合、互いに隣接した奥行き位置に呈示すべき2
つの分割画像を1組として1組ずつ各投影機に割付けれ
ばよい。そして各投影機により手前側の分割画像および
奥側の分割画像を順次投影するようにすればよい。この
場合、これに合わせて各投影機のレンズの焦点位置を切
り替える必要がるが、この処理は投影機光学系変数設定
手段36が行わせればよい。十分に短い画像更新レート
で前記手前側の分割画像および奥側の分割画像を順次投
影することにより、人間の眼に違和感を感じさせること
なく奥行方向の分解能を向上させることができる。
For example, if the number of divided images is twice the number of projectors, two images to be presented at adjacent depth positions
One divided image may be assigned to each projector as one set. Then, each of the projectors may sequentially project the near side divided image and the back side divided image. In this case, it is necessary to switch the focal position of the lens of each projector in accordance with this, but this processing may be performed by the projector optical system variable setting means 36. By sequentially projecting the near-side divided image and the back-side divided image at a sufficiently short image update rate, the resolution in the depth direction can be improved without causing the human eyes to feel uncomfortable.

【0091】なお、本映像呈示装置においては、奥行き
別の画像情報、すなわち分割画像の情報に奥行き別の音
声情報を伴わせることにより、奥行き感のある音響効果
を付加することができる。すなわち、例えば図1に示す
ように、虚像が形成される領域に視線方向に沿ってスピ
ーカー群を配設し、画像更新手段30により奥行き別の
分割画像の情報を投影機制御手段40に送り、これと同
期して音声情報をスピーカー群制御手段41に送ること
により、奥行き感のある映像とこれに適合した奥行き感
のある音声効果とを同時に得ることができる。
In the present video presenting apparatus, a sound effect having a sense of depth can be added by adding image information for each depth, that is, information of a divided image, to audio information for each depth. That is, for example, as shown in FIG. 1, a speaker group is arranged along the line of sight in a region where a virtual image is formed, and information of a divided image for each depth is sent to the projector control unit 40 by the image updating unit 30. By transmitting the audio information to the speaker group control means 41 in synchronization with this, it is possible to simultaneously obtain a video with a sense of depth and a sound effect with a sense of depth adapted to the image.

【0092】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、人間の視覚機能として「両眼視差」と水晶体の「焦
点調節」の両者を利用する「疑似体積方式」による映像
呈示装置の新たな構成を実現することができる。これに
より、観察者はより自然視に近い状態で奥行感のある映
像を感得することができ、さらに観察者の両眼の視力が
異なっている場合でも或る程度の奥行感の感得が可能と
なる。
As described above, according to the present embodiment, a new image presentation device of the “pseudo volume method” using both “binocular parallax” and “focus adjustment” of the crystalline lens as human visual functions. A configuration can be realized. This allows the observer to perceive an image with a sense of depth in a state closer to natural vision, and furthermore, can perceive a certain degree of depth even when the eyes of the observer have different eyesight. Becomes

【0093】また、ソース画像を、筒状凹面鏡により垂
直方向に、シリンドリカルレンズにより水平方向に拡大
して観察するようになっているため、もとのソース画像
の大きさに依存することなく奥行感のある映像を大きい
サイズに拡大して観察することができる。
Further, since the source image is observed by being enlarged in the vertical direction by the cylindrical concave mirror and in the horizontal direction by the cylindrical lens, the sense of depth is independent of the size of the original source image. It is possible to magnify and view large images.

【0094】また、奥行位置毎に対応する領域のみを表
示するとともに輪郭部以外に重複する領域がない複数の
分割画像を重ね合わせることにより映像を呈示するよう
になっているため、ホログラフィや振動スクリーン方式
に見られる様な素通し的な(透明に感じられる)映像に
はならない。
Further, since only a region corresponding to each depth position is displayed and a plurality of divided images having no overlapping region other than the contour portion are superimposed to present an image, a holographic or vibrating screen is displayed. It does not produce a transparent (transparent) image as seen in the system.

【0095】また、ソース画像として一般的なフィルム
画像やブラウン管画像およびLCD画像をそのまま使用
することができるので、通常の平面映像の画像密度が保
持された状態の映像を呈示することができる。
Further, since a general film image, CRT image and LCD image can be used as a source image as it is, an image in a state where the image density of a normal plane image is maintained can be presented.

【0096】また、ソース画像を呈示する媒体としてホ
ログラムを使用する必要がないため、光源にレーザを使
用する必要がない。このため安全に映像の観察を行うこ
とができる。さらに特殊な素子を使用する必要がないた
め装置全体の製造が容易である。 更に振動スクリーン
方式の様な大音量の雑音も発生しないので、成立する奥
行像の各位置に対応するスピーカの配設が可能であり、
音響的な奥行感を付加する事もできる。
Also, since it is not necessary to use a hologram as a medium for presenting a source image, it is not necessary to use a laser as a light source. Therefore, it is possible to safely observe the video. Further, since there is no need to use special elements, the manufacture of the entire apparatus is easy. Further, since no loud noise as in the vibrating screen system is generated, it is possible to dispose speakers corresponding to each position of the established depth image.
It can also add an acoustic depth.

【0097】第2の実施の形態 次に、図12により第2の実施の形態について説明す
る。第2の実施の形態は第1の実施に対して、ソース画
像投影手段10の各投影機11の配置態様が異なる点
と、これに起因して追加の構成要素が設けられている点
とが異なり、シリンドリカルレンズ20以降の構成は第
1の実施の形態と同一である。第2の実施の形態におい
てシリンドリカルレンズ20以降の構成の説明は省略す
る。
Second Embodiment Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. The second embodiment differs from the first embodiment in that the arrangement of the projectors 11 of the source image projecting means 10 is different and that additional components are provided due to this. Differently, the configuration after the cylindrical lens 20 is the same as that of the first embodiment. In the second embodiment, description of the configuration after the cylindrical lens 20 will be omitted.

【0098】本実施形態において、ソース画像投影手段
10を構成する各投影機11a〜11i(投影機の参照
符号については図1参照)は、中心に配置された投影機
11eの光軸のみが映像呈示装置の光路Aと一致するよ
うに配置され、投影機11eの周囲に配置された他の投
影機11a〜11dおよび11f〜11iの光軸は投影
機11eの光軸上の一点Pで交わるような関係をもって
配置されている。
In the present embodiment, each of the projectors 11a to 11i (refer to FIG. 1 for the reference numerals of the projectors) constituting the source image projecting means 10 is such that only the optical axis of the projector 11e disposed at the center is an image. The optical axes of the other projectors 11a to 11d and 11f to 11i arranged so as to coincide with the optical path A of the presentation device and arranged around the projector 11e intersect at one point P on the optical axis of the projector 11e. Are arranged in a relationship.

【0099】以下、説明を容易にするため、中段の投影
機11d,11e,11fを抜き出して表示した図12
により説明する。図12に示すように、投影機11dお
よび投影機11fは、投影機11eの両側に、それぞれ
の光軸が投影機11eの光軸A上の点Pで交わるように
投影機11eの光軸に対して対称位置に配置されてい
る。
In the following, in order to facilitate the explanation, the projectors 11d, 11e and 11f in the middle stage are extracted and shown in FIG.
This will be described below. As shown in FIG. 12, the projector 11d and the projector 11f are positioned on both sides of the projector 11e such that their optical axes intersect at a point P on the optical axis A of the projector 11e. They are arranged symmetrically with respect to each other.

【0100】また、前記点Pの近傍かつ投影機側には、
凹レンズまたは凹レンズ等により構成され投影機11e
の光軸(すなわち映像呈示装置の光路A)と一致する光
軸を有する平行近接光学系50が設けられている。この
平行近接光学系50は、各投影機11d,11e,11
fから入射する分割画像を表す光を、互いに平行かつ互
いに近接した状態で出射するようになっている。
In the vicinity of the point P and on the projector side,
Projector 11e composed of a concave lens or a concave lens
(That is, the optical path A of the image presenting apparatus). The parallel proximity optical system 50 is connected to each of the projectors 11d, 11e, 11
Lights representing the divided images incident from f are emitted in parallel and close to each other.

【0101】なお、平行近接光学系50を通過する際に
画像光の歪みを防止するために、画像光は平行近接光学
系50の光軸付近の狭い領域に入射させることが重要で
ある。このため、各投影機には、各投影機から投射され
る分割画像光を縮小し、かつ分割画像光が平行近接光学
系50に至る途中で広がらないようににするために、倍
率変更平行光学系51が設けられている。
It is important that the image light be incident on a narrow region near the optical axis of the parallel proximity optical system 50 in order to prevent distortion of the image light when passing through the parallel proximity optical system 50. Therefore, in order to reduce the divided image light projected from each projector and prevent the divided image light from spreading on the way to the parallel proximity optical system 50, each of the projectors is provided with a magnification changing parallel optics. A system 51 is provided.

【0102】そして、平行近接光学系50の投影機と反
対側には、補正光学系15およびシリンドリカルレンズ
20が順次配置されている。各投影機から出射され、平
行近接光学系50、補正光学系15およびシリンドリカ
ルレンズ20を通過した各分割画像光は、第1の実施の
形態と同様にして、反射鏡25および筒状凹面鏡30を
順次経て進む。そして観察者は筒状凹面鏡30の奥側ま
たは手前側に奥行感のある映像を感得する。
On the opposite side of the parallel proximity optical system 50 from the projector, a correction optical system 15 and a cylindrical lens 20 are sequentially arranged. Each divided image light emitted from each projector and passed through the parallel proximity optical system 50, the correction optical system 15, and the cylindrical lens 20 passes through the reflecting mirror 25 and the cylindrical concave mirror 30 in the same manner as in the first embodiment. Proceed sequentially. Then, the observer perceives an image having a sense of depth on the back side or the near side of the cylindrical concave mirror 30.

【0103】本実施形態によれば、各投影機を互いに間
隔をおいて配置することができる。このため、投影機の
光源機構や、ソース画像の供給機構等の寸法が大きく、
投影機をコンパクトに形成することが困難な場合でも、
各投影機の光軸を実質的に近接させることができる。
According to the present embodiment, each projector can be arranged at an interval from each other. Therefore, the dimensions of the light source mechanism of the projector and the supply mechanism of the source image are large,
Even if it is difficult to make the projector compact,
The optical axes of each projector can be substantially close.

【0104】第3の実施の形態 次に、図13により第3の実施の形態について説明す
る。第3の実施の形態は第2の実施に対してソース画像
投影手段の構成が異なり、他は第2の実施の形態と略同
一である。第3の実施の形態において第2の実施と同一
部分については同一符号を付し、詳細な説明は省略す
る。
Third Embodiment Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. The third embodiment differs from the second embodiment in the configuration of the source image projecting means, and is otherwise substantially the same as the second embodiment. In the third embodiment, the same parts as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.

【0105】図13に示すように、ソース画像投影手段
60は、一体型の映像呈示媒体の一例としてブラウン管
61を有している。このブラウン管61は、その表示面
62の互いに異なる領域に、それぞれ分割画像を表示す
るようになっている。すなわちブラウン管61の表示面
62は、映像呈示装置の光路Aとその中心が一致する表
示領域62bと、表示領域62bを挟んで両側に位置す
る表示領域62a,62cとを有している。
As shown in FIG. 13, the source image projecting means 60 has a cathode ray tube 61 as an example of an integrated video presenting medium. The CRT 61 displays the divided images in different areas on the display surface 62 thereof. That is, the display surface 62 of the cathode ray tube 61 has a display area 62b whose center coincides with the optical path A of the video presenting apparatus, and display areas 62a and 62c located on both sides of the display area 62b.

【0106】また、表示面62のうち中央の表示領域6
2b以外の表示領域62a,62cの表面には、光軸屈
折手段の一例としてウエッジプリズム63a,63cが
設けられている。これらウエッジプリズム63aおよび
63cは、表示領域62aおよび62cからそれぞれ投
射される分割画像光の光軸を、前述した第3の実施の形
態と同様に、映像呈示装置の光路A上の一点Pで交わる
ように屈折させる。
The display area 62 at the center of the display surface 62
On the surfaces of the display areas 62a and 62c other than 2b, wedge prisms 63a and 63c are provided as an example of the optical axis refracting means. These wedge prisms 63a and 63c intersect the optical axes of the divided image light projected from the display areas 62a and 62c at one point P on the optical path A of the video presenting apparatus, as in the third embodiment. To bend.

【0107】また、前記点Pの手前側には第3の実施の
形態と同様の位置に平行近接光学系50が配置されてい
る。
Further, a near-parallel optical system 50 is disposed at a position similar to that of the third embodiment in front of the point P.

【0108】さらに、ウエッジプリズム53aおよび5
3cの先および中央の表示領域62bの先には倍率変更
平行光学系51が設けられている。
Further, wedge prisms 53a and 53a
A magnification changing parallel optical system 51 is provided at the end of 3c and the center of the display area 62b.

【0109】第4の実施の形態 次に、図14により第4の実施の形態について説明す
る。第4の実施の形態は第1の実施の形態で説明した映
像呈示装置を複数組合わせることにより1つの映像呈示
装置を構成したものである。第4の実施の形態において
第1の実施と同一部分については同一符号を付し、詳細
な説明は省略する。
Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, one video presenting device is configured by combining a plurality of the video presenting devices described in the first embodiment. In the fourth embodiment, the same portions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.

【0110】図14に示すように、第4の実施の形態に
よる映像呈示装置1は、第1の実施の実施の形態による
映像呈示装置1a,1b,1cにより構成されている。
各映像呈示装置1a,1b,1cの筒状凹面鏡30は互
いに隣接して配置されている。また、各筒状凹面鏡30
の母線は垂直方向を向いており、筒状凹面鏡30は画像
を水平方向に拡大するようになっている。
As shown in FIG. 14, the video presenting apparatus 1 according to the fourth embodiment is composed of the video presenting apparatuses 1a, 1b and 1c according to the first embodiment.
The cylindrical concave mirrors 30 of the respective video presenting apparatuses 1a, 1b, 1c are arranged adjacent to each other. In addition, each cylindrical concave mirror 30
Are oriented in the vertical direction, and the cylindrical concave mirror 30 enlarges the image in the horizontal direction.

【0111】これに伴い、各映像呈示装置1a,1b,
1cのシリンドリカルレンズ20は、その母線が水平方
向を向くように配置されており、シリンドリカルレンズ
20は画像を垂直方向に拡大するように拡大するように
なっている。
Accordingly, each of the video presenting devices 1a, 1b,
The cylindrical lens 1c is arranged so that its generatrix faces in the horizontal direction, and the cylindrical lens 20 enlarges the image so as to enlarge the image in the vertical direction.

【0112】各映像呈示装置1a,1b,1cのソース
画像投影手段10から投影された画像光は、シリンドリ
カルレンズ20および筒状凹面鏡30を経て観察者2に
至る光路Aa,Ab,Acをそれぞれ形成する。従っ
て、観察者2は互いに異なる複数の観察箇所において同
一の映像を見ることができる。
The image light projected from the source image projecting means 10 of each of the video presenting devices 1a, 1b, 1c forms optical paths Aa, Ab, Ac which reach the observer 2 via the cylindrical lens 20 and the cylindrical concave mirror 30, respectively. I do. Therefore, the observer 2 can see the same image at a plurality of different observation points.

【0113】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、複数人で観察を行うことができる映像呈示装置1を
提供することができる。すなわち、映像呈示装置1aを
1つだけ使用した場合、観察者の視点位置が所定の位置
からずれた際には、前述したように、本来合致すべき各
分割画像の輪郭線がずれたり、観察者により感得される
映像が歪んだりする現象が発生する傾向にある。このこ
とは、とりわけ筒状凹面鏡30が小さい場合、良好な映
像を観察することができる範囲が狭くなり観察者の数に
制限を受けることを意味する。しかしながら、本実施形
態によれば、良好な映像を観察することができる場所が
複数あるため、複数人がそれぞれ良好な映像を観察する
ことができる。また、映像呈示装置1a,1b,1cの
数を増やすことにより、より多人数による映像の観察が
可能となる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide the video presenting apparatus 1 that can be observed by a plurality of persons. That is, when only one video presenting apparatus 1a is used, when the viewpoint position of the observer is shifted from a predetermined position, as described above, the contour line of each divided image which should originally match is shifted or the observation There is a tendency that the image perceived by the user is distorted. This means that, particularly when the cylindrical concave mirror 30 is small, the range in which a good image can be observed is narrowed, and the number of observers is limited. However, according to the present embodiment, since there are a plurality of places where a good image can be observed, a plurality of persons can each observe a good image. In addition, by increasing the number of the video presenting devices 1a, 1b, 1c, it is possible to observe the video by a larger number of people.

【0114】さらに、各映像呈示装置1a,1b,1c
のソース画像投影手段10から互いに異なる画像を投影
し、一人の観察者が観察位置を変えて各筒状凹面鏡30
を見ることにより、例えば、ある物体をさなざまな角度
から撮影した映像を映像呈示装置1a,1b,1cにそ
れぞれ呈示するようにしておけば、当該物体を回り込ん
で見るようなことも可能となる。
Furthermore, each of the video presenting devices 1a, 1b, 1c
Different images are projected from the source image projecting means 10 of each of the above, and one observer changes the observation position to change each cylindrical concave mirror 30.
For example, if an image of a certain object taken from various angles is presented to the image presenting devices 1a, 1b, and 1c, it is possible to look around the object. Becomes

【0115】第5の実施の形態 次に、第5の実施の形態について図15により説明す
る。第5の実施の形態はこれまでに説明してきた映像呈
示装置に用いるソース画像を撮影する上で好適な撮影装
置の実施形態を示すものである。
Fifth Embodiment Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIG. The fifth embodiment shows an embodiment of a photographing apparatus suitable for photographing a source image used in the video presenting apparatus described above.

【0116】図15に示すように、撮影装置70は、レ
ンズ72と絞り73とを有する結像手段71と、ポリゴ
ンミラー74と、撮像素子として3つのCCD(チャー
ジカプルドデバイス)75a,75b,75cとを備え
ている。
As shown in FIG. 15, the photographing apparatus 70 comprises an image forming means 71 having a lens 72 and a diaphragm 73, a polygon mirror 74, and three CCDs (charge coupled devices) 75a, 75b, 75c.

【0117】このうちレンズ72は、大口径で明るいレ
ンズ、すなわち本質的に焦点深度の浅いレンズからな
る。このレンズ72は焦点調節機構を有している。
The lens 72 is composed of a large-diameter bright lens, that is, a lens having a substantially small depth of focus. This lens 72 has a focus adjustment mechanism.

【0118】ポリゴンミラー74は、複数の反射面74
a〜74eを有しており、回転軸74xを中心に回転す
るようになっている。
The polygon mirror 74 has a plurality of reflection surfaces 74.
a to 74e so as to rotate around a rotation shaft 74x.

【0119】また、回転軸74xと各反射面74a〜7
4eとの位置関係、および回転軸74xと各CCD75
a,75b,75cとの位置関係は、(1)ポリゴンミ
ラー74の回転軸74xと各反射面74a〜74eとの
間の距離は互いに異なり、かつ回転軸74xと各CCD
75a,75b,75cの撮像面との間の距離は互いに
異なる、という関係が成立するようになっている。
Further, the rotating shaft 74x and the reflecting surfaces 74a to 74a-7
4e, the rotation axis 74x and each CCD 75
The positional relationship between the rotation axis 74x and each CCD is as follows: (1) The distance between the rotation axis 74x of the polygon mirror 74 and each of the reflection surfaces 74a to 74e is different from each other;
The relationship that the distances between the imaging surfaces 75a, 75b, and 75c are different from each other is established.

【0120】なお、位置関係は上記関係(1)に限定さ
れるものではなく、(2)回転軸74xと各反射面74
a〜74eとの間の距離は互いに異なり、かつ回転軸7
4xと各CCD75a,75b,75cの撮像面との間
の距離が互いに等しい、(3)回転軸74xと各反射面
74a〜74eとの間の距離が互いに等しく、かつ回転
軸74xと各CCD75a,75b,75cの撮像面と
の間の距離が互いに異なる、のいずれかの関係が成立す
るように定めてもよい。
The positional relationship is not limited to the above relationship (1). (2) The rotation axis 74x and each reflection surface 74
a to 74e are different from each other, and the rotation axis 7
(3) The distance between the rotation axis 74x and each of the reflection surfaces 74a to 74e is equal to each other, and the rotation axis 74x and each of the CCDs 75a, The distance between the imaging surfaces 75b and 75c may be different from each other.

【0121】なお、上記位置関係を変更しても、撮像対
象物85からポリゴンミラー74の反射面を経てCCD
の撮像面に至る光路長の組合せの数が異なるのみであ
り、撮影装置70の作動原理が異なるものではない。本
実施形態においては、光路長の組合せの数が最も多くな
る関係(1)を採用している。
Note that even if the above positional relationship is changed, the CCD 85 passes through the reflection surface of the polygon mirror 74 from the object 85 to be imaged.
Only the number of combinations of the optical path lengths reaching the image pickup surface is different, and the operation principle of the imaging device 70 is not different. In the present embodiment, the relation (1) in which the number of combinations of optical path lengths is the largest is adopted.

【0122】また、CCD75a,75b,75cに
は、これらCCDにより光電変換された信号を一時的に
保存する信号保持手段76が接続されている。さらに、
信号保持手段76には、分割画像形成手段77と、非分
割全体像形成手段78とが順次接続され、分割画像形成
手段77および非分割画像形成手段78には映像伝送手
段79が接続されている。
The CCDs 75a, 75b and 75c are connected to a signal holding means 76 for temporarily storing signals photoelectrically converted by the CCDs. further,
A divided image forming unit 77 and a non-divided whole image forming unit 78 are sequentially connected to the signal holding unit 76, and a video transmission unit 79 is connected to the divided image forming unit 77 and the non-divided image forming unit 78. .

【0123】また、結像手段71には、レンズ72の焦
点位置および絞り73の絞り値を制御する焦点・絞り制
御手段80が接続されている。また、ポリゴンミラー7
4の動作は光路切替制御手段81により制御されるよう
になっている。
The image forming means 71 is connected to a focus / aperture control means 80 for controlling the focal position of the lens 72 and the aperture value of the diaphragm 73. In addition, polygon mirror 7
4 is controlled by the optical path switching control means 81.

【0124】そして、信号保持手段76、焦点・絞り制
御手段80および光路切替制御手段81は、同期制御手
段82が発生する所定のクロック信号により制御される
ようになっている。
The signal holding means 76, the focus / aperture control means 80 and the optical path switching control means 81 are controlled by a predetermined clock signal generated by the synchronization control means 82.

【0125】次に、このような構成からなる撮影装置7
0の作用について説明する。
Next, the photographing apparatus 7 having such a configuration will be described.
The operation of 0 will be described.

【0126】撮像対象物85からの物体光は結像手段7
1およびポリゴンミラー74のいずれかの反射面を経て
CCD75a,75b,75cのいずれかの撮像面に至
る。
The object light from the object 85 to be imaged is
1 and one of the reflection surfaces of the polygon mirror 74, and reaches one of the imaging surfaces of the CCDs 75a, 75b, and 75c.

【0127】ここでまず、レンズ72の合焦位置を調節
して、撮像対象物85のうちレンズ72から所定の距離
を有する部位、例えば図15点P2に対応する部位から
の物体光が、ポリゴンミラー74のいずれか1つの反射
面、例えば反射面74aを経て、CCD75a,75
b,75cのいずれか1つの撮像面、例えば、CCD7
5aの撮像面に合焦するようにする。
First, the in-focus position of the lens 72 is adjusted so that object light from a part of the object to be imaged 85 having a predetermined distance from the lens 72, for example, a part corresponding to the point P2 in FIG. The CCDs 75a and 75 pass through one of the reflecting surfaces of the mirror 74, for example, the reflecting surface 74a.
b, 75c, for example, a CCD 7
The image is focused on the imaging surface 5a.

【0128】そして、絞り73を開放とすると、レンズ
72の焦点深度は非常に浅いため、撮像対象物85のう
ち点P2を通る切断線を通る部位と、その周辺のわずか
な部位のみがCCD75aの撮像面にシャープに結像す
る。一方、撮像対象物85のうち他の部位はいわゆるピ
ンボケの状態でCCD75aに捕らえられる。すなわ
ち、この状態において、レンズ72は、撮像対象物85
から結像手段71およびポリゴンミラー74の反射面を
順次経てCCDの撮像面に至るまでの全光路長(「全光
路長」とは、図14における線分P2Qの長さおよび線
分QRの長さに対応する光路長の総和を意味する。)が
一定という条件を満足する場合にのみCCDの撮像面に
画像を結像させるような状態にある。
When the aperture 73 is opened, the depth of focus of the lens 72 is very shallow, so that only a part of the object to be imaged 85 that passes through the cutting line passing through the point P2 and a small part of the periphery thereof are the CCD 75a. An image is sharply formed on the imaging surface. On the other hand, other parts of the imaging target 85 are captured by the CCD 75a in a so-called out-of-focus state. That is, in this state, the lens 72 is
14 through the imaging means 71 and the reflection surface of the polygon mirror 74, and sequentially to the imaging surface of the CCD (the "total optical path length" means the length of the line segment P2Q and the length of the line segment QR in FIG. 14). This means that an image is formed on the imaging surface of the CCD only when the condition that the optical path length corresponding to the optical path length is constant is satisfied.

【0129】ここでポリゴンミラー74を回転させ、例
えば撮像対象物85からの部体光がCCD75bに入射
するようにすると、上記全光路長と等しい全光路長とな
るような撮像対象物85の部位、例えば、点P3を通る
切断線を通る部位と、その周辺のわずかな部位のみがC
CD75aの撮像面にシャープに結像する。
Here, when the polygon mirror 74 is rotated so that, for example, the body light from the imaging object 85 is incident on the CCD 75b, a portion of the imaging object 85 having a total optical path length equal to the above-described total optical path length is obtained. For example, only a portion passing through a cutting line passing through the point P3 and a small portion around the portion are C
An image is sharply formed on the imaging surface of the CD 75a.

【0130】このようにポリゴンミラー74を回転させ
ることにより物体光を導くCCDを選択し、ポリゴンミ
ラー74とCCDとの間の光路長QRを変更することに
より、撮像対象物85のうち互いに異なる部位を選択的
にいずれかのCCDの撮像面にシャープに結像させるこ
とができる。
As described above, by selecting the CCD that guides the object light by rotating the polygon mirror 74, and changing the optical path length QR between the polygon mirror 74 and the CCD, different portions of the object 85 to be imaged are selected. Can be selectively formed sharply on the imaging surface of any of the CCDs.

【0131】上記に加え、レンズ72の焦点調節機構を
用いて、物体光の合焦位置の多段階調節を行い、このレ
ンズ72の多段階調節をポリゴンミラー74の回転によ
る光路長QRの選択的な変更とを組合わせることによ
り、撮像対象物85を光路A方向(すなわち奥行き方
向)にさらにきめ細かく分割した画像を得ることができ
る。
In addition to the above, the focus adjustment mechanism of the lens 72 is used to perform multi-step adjustment of the in-focus position of the object light, and the multi-step adjustment of the lens 72 is selectively performed by rotating the polygon mirror 74 to select the optical path length QR. By combining these changes, it is possible to obtain an image in which the imaging target 85 is further finely divided in the optical path A direction (that is, the depth direction).

【0132】以上説明した作動原理に基づいて、撮影装
置70は以下のように制御される。すなわち、各CCD
からの映像信号は、信号保持手段76により一時的に保
存された後、逐次次段の分割画像形成手段77に伝送さ
れる。この伝送タイミングは同期制御手段82のから発
信されるクロック信号に基づいて決定される。
The photographing device 70 is controlled as follows based on the operation principle described above. That is, each CCD
Are temporarily stored by the signal holding unit 76, and then transmitted to the successively divided image forming unit 77. The transmission timing is determined based on a clock signal transmitted from the synchronization control means 82.

【0133】分割画像形成手段77は、得られた画像の
うちシャープに結像している部分のデータのみを残し、
いわゆるピンボケの部分のデータを除去する演算を行
う。
The divided image forming means 77 leaves only the data of the sharply formed part of the obtained image,
An operation for removing data of a so-called out-of-focus portion is performed.

【0134】次に、分割画像形成手段77は、第1の実
施の形態において述べたように、映像呈示装置の光学系
の構成に起因する感得される映像の本質的な歪みを予め
補正するように、画像の基準位置の補正演算等を行う。
Next, as described in the first embodiment, the divided image forming means 77 corrects in advance the essential distortion of the perceived image caused by the configuration of the optical system of the image presenting apparatus. In this manner, the correction calculation of the reference position of the image is performed.

【0135】次に、非分割全体像形成手段78は、奥行
き別の各分割画像を合成する演算を行うことにより第1
の実施の形態において説明した非分割全体像を合成す
る。
Next, the non-divided whole image forming means 78 performs an operation of synthesizing each of the divided images for each depth to obtain the first image.
The non-divided whole image described in the embodiment is synthesized.

【0136】なお、奥行き別の各分割全体像を合成する
方法に代えて、結像手段71の絞り73を十分に絞り、
結像手段71全体としての焦点深度を十分に深くした状
態で画像を撮像することにより、非分割全体像を得ても
よい。非分割全体像をどのようにして得るかは、撮影対
象の種類に応じて、適正に選択すればよく、この選択
は、非分割全体像形成手段78により実行される。
In place of the method of synthesizing the divided whole images for each depth, the stop 73 of the image forming means 71 is sufficiently stopped down.
By capturing an image in a state where the depth of focus of the entire imaging unit 71 is sufficiently large, a non-divided whole image may be obtained. How to obtain the non-split whole image may be appropriately selected according to the type of the imaging target, and this selection is executed by the non-split whole image forming unit 78.

【0137】分割画像形成手段77および非分割全体像
形成手段78により形成された分割画像(および非分割
全体像)のデータは、映像信号伝送手段79を介して映
像呈示装置1に送信され、これを受けた映像呈示装置1
により奥行を伴った映像の感得が為される。なお、映像
信号伝送手段79に送るべき分割画像の信号は適当な記
録媒体に保存しておいてもよい。
The data of the divided image (and the non-divided whole image) formed by the divided image forming means 77 and the non-divided whole image forming means 78 is transmitted to the video presenting apparatus 1 via the video signal transmitting means 79. Video presentation device 1
Thus, the user can perceive an image with depth. The signal of the divided image to be sent to the video signal transmitting means 79 may be stored in an appropriate recording medium.

【0138】撮像素子で取得された奥行き別の映像(分
割画像)は上述の様に信号保持手段76にて選択される
が、レンズと絞りの調整は焦点・絞り制御手段80で為
され、ポリゴンミラーの断続的な回転制御は光路切替制
御手段81によって行われる。これら各要素の適正な組
み合わせを実現するために、以上の各手段は同期制御手
段82によって正確な同期制御が実行されている。
The images (divided images) of different depths acquired by the image pickup device are selected by the signal holding means 76 as described above, but the adjustment of the lens and the aperture is made by the focus / aperture control means 80 and the polygon is adjusted. The intermittent rotation control of the mirror is performed by the optical path switching control means 81. In order to realize an appropriate combination of these elements, accurate synchronization control is performed by the synchronization control unit 82 in each of the above units.

【0139】ところで、撮像素子として用いられるCC
Dは、1/1000秒程度の短時間での撮像が可能であ
るため、ポリゴンミラーを高速で回転させた場合でも、
各CCDはポリゴンミラー74と十分に協働することが
できる。そして各CCDにより得られた画像を信号保持
手段76に伝送して一時的に保存させることにより、実
質的にリアルタイムで奥行別の画像を撮影することが可
能である。
By the way, CC used as an image pickup device
Since D can capture an image in a short time of about 1/1000 second, even when the polygon mirror is rotated at a high speed,
Each CCD can cooperate well with the polygon mirror 74. Then, by transmitting the image obtained by each CCD to the signal holding means 76 and temporarily storing the image, it is possible to capture an image for each depth substantially in real time.

【0140】例えば、NTSC(National Television
System Comitee) 方式に準拠した画像更新レートを想定
した場合、1フレーム当たりの時間が1/30秒であ
る。ここで、ポリゴンミラーの反射面の切り替えを1/
1000秒以下で行わせれば(例えば、ポリゴンミラー
の反射面の数を16面とし、ポリゴンミラー3600r
pmで回転させた場合に可能である)、CCDの個数を
n個とした場合、毎秒33×nの奥行き別の映像を得る
ことができる。
For example, NTSC (National Television)
Assuming an image update rate based on the System Comitee method, the time per frame is 1/30 second. Here, the switching of the reflection surface of the polygon mirror is 1 /
If the operation is performed in 1000 seconds or less (for example, the number of reflection surfaces of the polygon mirror is 16 and the polygon mirror 3600r
This is possible when the number of CCDs is n), and when the number of CCDs is n, it is possible to obtain an image having a depth of 33 × n per second.

【0141】実際には、レンズの性能や、CCDからの
画像信号を処理する速度により、得られる映像の数に制
限を受けることになるが、仮にそうだとしても実用上十
分な奥行き方向の分解能を達成することが可能である。
また、前述したように、レンズの焦点位置の多段階調節
を組合わせることにより、更に奥行き方向の分解能を高
めることができる。
In practice, the number of images obtained is limited by the performance of the lens and the speed at which the image signal from the CCD is processed. It is possible to achieve.
Further, as described above, the resolution in the depth direction can be further increased by combining the multi-step adjustment of the focal position of the lens.

【0142】以上説明したように本実施形態によれば、
撮影方式として、異形ポリゴンミラーと複数の撮像素子
およぴ焦点深度の浅い可動レンズを用いて多種の光路長
を形成し、これにより撮影対象物を奥行方向に走査する
ように撮影する方式を用いることにより、十分な奥行分
解能を有する分割画像を実時間撮影により得ることがで
きる。
As described above, according to the present embodiment,
As a photographing method, a method of forming various optical path lengths by using a deformed polygon mirror, a plurality of image sensors, and a movable lens having a small depth of focus, thereby photographing an object to be photographed so as to scan in the depth direction is used. Thereby, a divided image having a sufficient depth resolution can be obtained by real-time imaging.

【0143】さらに第1の実施の形態に示した映像呈示
装置と連携させることにより、ホログラフィによっては
不可能な、奥行き感のある映像のリアルタイムの観察が
可能となる。
Further, by cooperating with the video presenting apparatus shown in the first embodiment, real-time observation of a video with a sense of depth, which is impossible by holography, becomes possible.

【0144】[0144]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
奥行き感感得の拠り所となる眼の機能を自然視と同様の
条件で利用することができ、また実体感のある映像が得
られ、大画面かつ高密度映像を実現することができる映
像呈示装置を得ることができる。
As described above, according to the present invention,
An image presentation device that can use the eye function that is the basis for obtaining a sense of depth under the same conditions as natural vision, can obtain a real image, and can realize a large screen and high-density image Can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による映像呈示装置の第1の実施の形態
を示す斜視図。
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a video presenting apparatus according to the present invention.

【図2】投影機の他の配置態様を示す図。FIG. 2 is a diagram showing another arrangement of the projector.

【図3】映像呈示装置の制御系の構成を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a control system of the video presenting device.

【図4】分割画像の生成方法を説明する図。FIG. 4 is a view for explaining a method of generating a divided image.

【図5】分割画像の生成方法を説明する図。FIG. 5 is a diagram illustrating a method for generating a divided image.

【図6】分割画像の生成方法を説明する図。FIG. 6 is a diagram illustrating a method for generating a divided image.

【図7】分割画像を投影した結果形成された虚像を示す
図である。本図におけるX軸は図1における観察者2と
筒状凹面鏡30を結ぶ光路Aに対応する。
FIG. 7 is a diagram showing a virtual image formed as a result of projecting a divided image. The X-axis in this figure corresponds to the optical path A connecting the observer 2 and the cylindrical concave mirror 30 in FIG.

【図8】各投影機の画角の重なりを示す図。FIG. 8 is a view showing an overlap of angle of view of each projector.

【図9】分割画像の補正処理を説明する図。FIG. 9 is a diagram illustrating a correction process of a divided image.

【図10】分割画像の補正処理を説明する図。FIG. 10 is a diagram illustrating a correction process of a divided image.

【図11】分割画像の補正処理を説明する図。FIG. 11 is a diagram illustrating a correction process of a divided image.

【図12】本発明による映像呈示装置の第2の実施の形
態を示す図であって、投影機の他の配置態様を示す図。
FIG. 12 is a view showing a second embodiment of the video presenting apparatus according to the present invention, and showing another arrangement of the projector.

【図13】本発明による映像呈示装置の第3の実施の形
態を示す図であって、ソース画像投影手段の他の形態を
示す図。
FIG. 13 is a diagram showing a third embodiment of the video presenting device according to the present invention, and is a diagram showing another embodiment of the source image projecting means.

【図14】本発明による映像呈示装置の第4の実施の形
態を示す図。
FIG. 14 is a diagram showing a fourth embodiment of the video presenting apparatus according to the present invention.

【図15】本発明の第5の実施の形態を示す図であっ
て、本発明による映像呈示装置とともに使用するのに好
適な撮影装置の構成を示す図。
FIG. 15 is a diagram illustrating a fifth embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a configuration of a photographing device suitable for use with the video presenting device according to the present invention.

【図16】従来の映像呈示装置を示す図。FIG. 16 is a diagram showing a conventional video presenting device.

【図17】従来の映像呈示装置を示す図。FIG. 17 is a diagram showing a conventional video presenting device.

【図18】従来の映像呈示装置を示す図。FIG. 18 is a diagram showing a conventional video presenting device.

【図19】従来の映像呈示装置を示す図。FIG. 19 is a diagram showing a conventional video presenting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ソース画像投影手段 20 シリンドリカルレンズ 30 筒状凹面鏡 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Source image projection means 20 Cylindrical lens 30 Cylindrical concave mirror

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の分割画像を投影し、前記各分割画像
に対応する実像を光路方向から見て互いに重なり合うよ
うな位置関係で前記光路方向の互いに異なる位置に結像
させるソース画像投影手段であって、前記分割画像は呈
示対象物が存在する空間を奥行き方向に沿って区画する
ことにより形成された複数の領域にそれぞれ存在する呈
示対象物を表現するものである、ソース画像投影手段
と、 前記各分割画像の画像光を反射して前記画像光を観察者
に導く凹面鏡と、を備えたことを特徴とする映像呈示装
置。
A source image projecting means for projecting a plurality of divided images and forming real images corresponding to the respective divided images at mutually different positions in the optical path direction so as to overlap each other when viewed from the optical path direction. A source image projecting means, wherein the divided images represent presentation objects present in a plurality of regions formed by partitioning a space in which the presentation object is present along the depth direction. A concave mirror that reflects image light of each of the divided images and guides the image light to an observer.
【請求項2】前記分割画像は、前記呈示対象物のうち前
記呈示対象物を奥行き方向手前側から見た場合に確認す
ることができる部位のみを表示するものであることを特
徴とする、請求項1記載の映像呈示装置。
2. The method according to claim 1, wherein the divided image displays only a part of the presentation object that can be confirmed when the presentation object is viewed from the near side in the depth direction. Item 2. The video presenting device according to Item 1.
【請求項3】奥行き方向に関して相対的に奥側の前記領
域に対応する前記分割画像は、相対的に手前側の前記領
域に対応する前記分割画像の画像情報を含まないことを
特徴とする、請求項1または2記載の映像呈示装置。
3. The divided image corresponding to the region relatively deeper in the depth direction does not include image information of the divided image corresponding to the region relatively closer to the near side. The image presentation device according to claim 1.
【請求項4】前記ソース画像投影手段と前記凹面鏡との
間の前記光路上に配置されたシリンドリカルレンズを更
に備え、 前記凹面鏡は筒状凹面鏡からなり、 前記シリンドリカルレンズは前記分割画像を第1の方向
に拡大し、前記凹面鏡は前記分割画像を前記第1の方向
と直交する第2の方向に拡大するように配置されている
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の映
像呈示装置。
4. The apparatus according to claim 1, further comprising a cylindrical lens disposed on said optical path between said source image projecting means and said concave mirror, wherein said concave mirror comprises a cylindrical concave mirror, and said cylindrical lens converts said divided image into a first image. The image according to any one of claims 1 to 3, wherein the concave mirror is arranged so as to enlarge the divided image in a second direction orthogonal to the first direction. Presentation device.
【請求項5】前記ソース画像投影手段は複数の投影機か
らなり、前記複数の分割画像のうち2以上の分割画像
は、互いに異なる投影機により同時に投影されることを
特徴とする、請求項1乃至4のいずれかに記載の映像呈
示装置。
5. The apparatus according to claim 1, wherein said source image projection means comprises a plurality of projectors, and two or more of the plurality of divided images are simultaneously projected by different projectors. The video presenting device according to any one of claims 1 to 4.
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