WO2019225233A1 - 映像表示装置 - Google Patents

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WO2019225233A1
WO2019225233A1 PCT/JP2019/016600 JP2019016600W WO2019225233A1 WO 2019225233 A1 WO2019225233 A1 WO 2019225233A1 JP 2019016600 W JP2019016600 W JP 2019016600W WO 2019225233 A1 WO2019225233 A1 WO 2019225233A1
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screen
mirror
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谷野　友哉
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ソニー株式会社
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Definitions

  • This disclosure relates to a video display device that displays a plurality of viewpoint videos.
  • a technology for displaying a stereoscopic image by displaying a plurality of images (viewpoint images) viewed from different viewpoints on the same screen. For example, by arranging a plurality of projectors on the circumference and arranging a screen that diffuses only in the vertical direction at the center, and projecting the viewpoint video from each of the plurality of projectors at different angles to the center, There is a technique for displaying a stereoscopic image (see Patent Document 1). In this case, components such as a drive circuit, a projection optical system, and a display element constituting each projector are arranged on the circumference.
  • the size of the entire video display device increases due to the limitation of the area occupied by the components of the plurality of projectors.
  • the arrangement pitch between a plurality of projectors is determined by the size of each projector, and in terms of characteristics, the angular resolution, which is an element that determines the display quality of stereoscopic video, is restricted.
  • a video display device that can achieve horizontal angle resolution equal to or higher than when multiple projectors are arranged on the circumference, without increasing the size of the structure, when performing multi-viewpoint video display It is desirable to do.
  • An image display device includes a beam emitting unit that emits a plurality of beams radially in a horizontal direction, a rotation shaft, and an inner surface, and a plurality of beams that reflect each of the plurality of beams on the inner surface.
  • a mirror rotating body that scans each of a plurality of beams emitted from the beam emitting unit in a horizontal direction with a plurality of mirror surfaces, and a plurality of mirrors. And a screen irradiated with a plurality of beams scanned by the surface.
  • each of the plurality of beams emitted radially in the horizontal direction is scanned in the horizontal direction by the plurality of mirror surfaces formed on the inner surface of the mirror rotating body.
  • the screen is irradiated.
  • FIG. 1 is a top view schematically illustrating a configuration example of a video display device according to a first embodiment of the present disclosure. It is a side view which shows roughly the example of 1 structure of the video display apparatus concerning 1st Embodiment. It is a top view which shows roughly the mode of the scanning of one beam in the video display apparatus concerning 1st Embodiment. It is a top view which shows the mode of the scanning of one beam by the polyhedral mirror rotating body in the video display apparatus concerning 1st Embodiment with the mode of rotation of a mirror rotating body.
  • FIG. 1 First embodiment 1.0 Comparative example (FIG. 1) 1.1 Configuration and operation of video display device according to first embodiment (FIGS. 2 to 8) 1.2 Effects Second Embodiment (Video Display Device Using Transmission Type Cylindrical Screen) (FIGS. 9 to 10) 3. Third Embodiment (Video Display Device Using a Reflective Cylindrical Screen) (FIGS. 11 to 12) 4). Fourth Embodiment (Video Display Device Using Reflective Optical Element and Screen) (FIGS. 13 to 14) 5. Fifth embodiment (video display device including an observation position detector) (FIG. 15) 6). Other embodiments
  • FIG. 1 shows an outline of a video display device according to a comparative example.
  • the video display device includes a plurality of projectors 100 arranged in an array on the circumference, and a screen 200 having anisotropic diffusion characteristics arranged in the center. A video is projected from each projector 100 toward the center direction to display a stereoscopic video.
  • One projector 100 is, for example, a DMD (Digital Micromirror Device) type MEMS (Micro Electro Mechanical System) projector that generates a projected image by a plurality of two-dimensionally arranged movable mirrors.
  • one projector 100 displays a two-dimensional image on the screen 200 by scanning a laser light source two-dimensionally with a MEMS mirror.
  • video light for one viewpoint is emitted from one projector 100.
  • the projectors 100 corresponding to the number of viewpoints are necessary, and as a whole, the apparatus becomes a large-scale apparatus.
  • the base point of each projector 100 is on the circumference, and it is difficult to reduce the size of the entire device even if each projector 100 is made smaller.
  • FIG. 2 shows an example of the entire configuration of the video display device 1 viewed from the top surface direction.
  • FIG. 3 schematically shows a configuration example of the video display device 1 as viewed from the side. 2 and the like, the X axis indicates the horizontal direction, the Y axis indicates the vertical direction, and the Z axis indicates the direction orthogonal to the X axis and the Y axis.
  • the video display device 1 includes a beam emitting unit 10, a polyhedral mirror (polygon mirror) rotating body 20, and a screen 2.
  • a beam emitting unit 10 a polyhedral mirror (polygon mirror) rotating body 20
  • a screen 2 a screen 2.
  • the polyhedral mirror rotating body 20 is disposed above the beam emitting unit 10.
  • the screen 2 is disposed above the beam emitting unit 10 and the polyhedral mirror rotating body 20.
  • the beam emitting unit 10 emits a plurality of beams Ls radially toward the inner surface of the polyhedral mirror rotating body 20. As shown in FIGS. 6 to 8 to be described later, the beam emitting unit 10 includes a scanning mirror 11, and each of the plurality of beams Ls is in a vertical direction (a direction orthogonal to a radiation surface of the plurality of beams Ls). Scan. FIG. 3 shows a state in which one beam is scanned in the vertical direction.
  • the polyhedral mirror rotating body 20 has a hollow polygonal column shape, and has a rotation axis Pc and an inner surface.
  • the rotation axis Pc is an axis parallel to the Z axis.
  • Each of the plurality of mirror surfaces 21 is a surface parallel to the rotation axis Pc.
  • the polyhedral mirror rotating body 20 scans the plurality of beams Ls emitted from the beam emitting unit 10 in the horizontal direction toward the screen 2 by the plurality of mirror surfaces 21 by rotating as a whole about the rotation axis Pc.
  • To do. 2 shows an example in which the rotation direction of the polyhedral mirror rotator 20 is counterclockwise (counterclockwise) when viewed from above, but may be clockwise (clockwise). The same applies to other configuration examples to be described
  • the polyhedral mirror rotating body 20 has a regular octahedral shape and a shape having eight mirror surfaces 21, but may be a polyhedral shape other than a regular octahedron.
  • the number of mirror surfaces 21 may be more or less than eight.
  • the number of the plurality of beams Ls is not limited to five. , 6 or more, or 4 or less.
  • video for one viewpoint is displayed by one beam among the plurality of beams Ls.
  • the screen 2 is irradiated with a plurality of beams Lr reflected and scanned by the plurality of mirror surfaces 21 of the polyhedral mirror rotating body 20. Thereby, video display of a plurality of viewpoints is performed. What is necessary is just to emit the beam for the required number of viewpoints from the beam emitting unit 10.
  • the screen 2 is, for example, a flat screen having a transmissive or reflective anisotropic diffusion characteristic in which the light diffusion characteristic differs in the horizontal direction and the vertical direction.
  • the screen 2 is arranged at the approximate center of the polyhedral mirror rotating body 20 when viewed from a direction parallel to the rotation axis Pc.
  • the screen 2 may be a curved screen having a curvature in the horizontal direction.
  • the screen 2 may be a diffractive element having anisotropic diffusion characteristics that have different light diffusion characteristics in the horizontal direction and the vertical direction.
  • the diffractive element may be a holographic optical element (HOE).
  • HOE holographic optical element
  • the anisotropic diffusion characteristics of the screen 2 are desirably, for example, relatively narrow diffusion in the horizontal direction and relatively wide diffusion in the vertical direction. By narrowing the horizontal direction, it is possible to suppress unnecessary mixing of a plurality of viewpoint images projected from different angles.
  • Z1 indicates an observation direction when the screen 2 is a transmission type.
  • Z2 indicates an observation direction when the screen 2 is a reflection type.
  • FIG. 4 schematically shows how one beam Ls is scanned by the polyhedral mirror rotating body 20 in the video display device 1.
  • FIG. 5 shows how the single beam Ls is scanned together with how the polyhedral mirror rotator 20 rotates.
  • the horizontal reflection direction by the mirror surface 21 of the polyhedral mirror rotating body 20 for one beam Ls emitted from the beam emitting unit 10 varies depending on the rotational position of the polyhedral mirror rotating body 20.
  • the rotational position of the polyhedral mirror rotating body 20 changes in the order of the time t1, t2, t3, one beam Ls emitted from the beam emitting unit 10 is the beam Lr1. , Lr2, and Lr3, the reflection direction changes.
  • the screen 2 is scanned in the horizontal direction by one beam Ls (beams Lr1, Lr2, Lr3).
  • one beam Ls is scanned in the vertical direction in the beam emitting unit 10.
  • two-dimensional image display for one viewpoint is performed on the screen 2 by one beam Ls.
  • the video display device 1 can perform video display equivalent to the video display device according to the comparative example shown in FIG.
  • the individual beams Ls scanned by the polyhedral mirror rotator 20 are equivalent to a state in which a plurality of projectors are arranged on the circumference having the inner surface position of the polyhedral mirror rotator 20 as a circumference.
  • On the screen 2 a two-dimensional image is formed for each beam Ls.
  • the video display apparatus 1 can present different angle information corresponding to the number of beams of the plurality of beams Ls in the horizontal direction.
  • the horizontal swing angle (horizontal scanning angle) of one beam Ls by the polyhedral mirror rotator 20 is 90 °.
  • the beam emitting unit 10 From the beam emitting unit 10, for example, as a plurality of beams Ls, 60 beams are emitted radially in a range of 120 ° at intervals of 2 °.
  • the screen 2 is an HOE having anisotropic diffusion characteristics such that the horizontal direction is 2 ° and the vertical direction is 30 °.
  • FIG. 6 shows a state in which the video display device 1A including the beam emitting unit 10 according to the first specific configuration example is viewed from the upper surface direction.
  • FIG. 7 shows a state in which the video display device 1A is viewed from the side surface direction.
  • FIGS. 6 and 7 show a configuration example of the video display device 1A that performs full-color display.
  • the configurations of the polyhedral mirror rotator 20 and the screen 2 are the same as those of the video display device 1 shown in FIGS.
  • the beam emitting unit 10 includes a scanning mirror 11, a light source unit 12 (12R, 12G, 12B), a condenser lens 13 (13R, 13G, 13B), a dichroic prism 14, and a condenser lens. 15 and a wide-angle lens 16.
  • the light source unit 12R is a laser light source that emits a plurality of R (red) beams Ls.
  • the light source unit 12G is a laser light source that emits a plurality of G (green) beams Ls.
  • the light source section 12B is a laser light source that emits a plurality of B (blue) beams Ls.
  • Each of the light source unit 12R, the light source unit 12G, and the light source unit 12B includes, for example, an end face laser array or a VCSEL (Vertical / Cavity / Surface / Emitting / Laser). In FIGS. 6 and 7, only a plurality of green beams Ls from the light source unit 12G are shown as representatives.
  • the condensing lens 13 (13R, 13G, 13B) and the condensing lens 15 condense each of the plurality of beams Ls of each color emitted from the light source unit 12 (12R, 12G, 12B) toward the scanning mirror 11. It is a condensing optical system.
  • the condensing lens 13R condenses a plurality of red beams Ls from the light source unit 12R.
  • the condensing lens 13G condenses the plurality of green beams Ls from the light source unit 12G.
  • the condensing lens 13B condenses a plurality of blue beams Ls from the light source unit 12B.
  • the dichroic prism 14 has a plurality of surfaces.
  • the light source unit 12R and the condensing lens 13R are disposed to face the first surface of the dichroic prism 14.
  • the light source unit 12G and the condensing lens 13G are disposed to face the second surface of the dichroic prism 14.
  • the light source unit 12 ⁇ / b> B and the condenser lens 13 ⁇ / b> B are disposed to face the third surface of the dichroic prism 14.
  • the dichroic prism 14 includes a plurality of red light beams Ls incident on the first surface, a plurality of green light beams Ls incident on the second surface, and a plurality of blue light beams incident on the third surface.
  • a plurality of beams Ls of each color are emitted from the fourth surface toward the scanning mirror 11 by combining with the optical path of the beam Ls.
  • the condensing lens 15 condenses a plurality of beams Ls emitted from the dichroic prism 14 toward the scanning mirror 11.
  • the scanning mirror 11 scans each of the plurality of beams Ls of each color in the vertical direction (the direction orthogonal to the radiation surfaces of the plurality of beams Ls) toward the inner surface of the polyhedral mirror rotating body 21.
  • the scanning mirror 11 is a one-dimensional single scanning mirror, for example, a one-dimensional MEMS mirror. As shown in FIG. 7, the vertical scanning base point Ps by the scanning mirror 11 is on the optical axis Za of the condensing optical system (the condensing lenses 13 (13R, 13G, 13B) and the condensing lens 15).
  • the wide-angle lens 16 is an emission optical system that radiates and emits a plurality of beams Ls of each color scanned by the scanning mirror 11 radially toward the inner surface of the polyhedral mirror rotating body 21.
  • FIG. 8 schematically shows a second specific configuration example of the beam emitting unit 10.
  • FIG. 8 shows a state in which the video display device 1B including the beam emitting unit 10 according to the second specific configuration example is viewed from the upper surface direction.
  • FIG. 8 shows more specifically the configuration of the output optical system (wide-angle lens 16) in the beam output section 10 according to the first specific configuration example shown in FIGS. 6 and 7, and the other components will be described.
  • the dichroic prism 14 and the condenser lens 15 are omitted, and only one light source unit 12 is provided.
  • one condenser lens 13, a scanning mirror 11, and a wide-angle lens 16 are arranged.
  • the wide-angle lens 16 has a plurality of lenses.
  • a condensing optical system (condensing lens 13) and an exit optical system (wide-angle lens 16) stop St are disposed in the vicinity of the scanning mirror 11. desirable. 6 and 7 similarly, in the vicinity of the scanning mirror 11, a condensing optical system (condensing lenses 13 (13R, 13G, 13B) and a condensing lens 15) and an output optical system (wide-angle lens 16) are provided. ) Is preferably disposed.
  • the condensing optical system and the emission optical system are configured such that the beam diameters of the plurality of beams Ls are minimized on the screen 2. It is desirable. Therefore, it is desirable that the condensing optical system and the outgoing optical system are optimized as a whole so that the plurality of beams Ls form an image on the cylindrical surface 40 substantially coinciding with the polyhedral mirror rotating body 20.
  • each of the plurality of beams Ls emitted radially in the horizontal direction is a plurality of beams formed on the inner surface of the polyhedral mirror rotating body 20. Since the mirror surface 21 scans in the horizontal direction and irradiates the screen 2, the angular resolution in the horizontal direction when displaying multi-viewpoint images without increasing the size of the configuration is obtained. It is possible to make it equal to or more than the case where it is arranged in the above.
  • FIG. 9 and 10 schematically illustrate a configuration example of the video display device 1C according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 shows an example of the entire configuration of the video display device 1C viewed from the top surface direction.
  • FIG. 10 schematically illustrates a configuration example of the video display device 1 ⁇ / b> C viewed from the side surface direction.
  • the video display device 1C according to the second embodiment is different from the polyhedral mirror rotator 20 and the screen 2 in the video display device according to the first embodiment, in that the polyhedral mirror rotator 20A and the transmission type cylindrical screen are used. 2A.
  • the polyhedral mirror rotating body 20A has a hollow pyramid shape and has a rotation axis Pc and an inner surface.
  • the rotation axis Pc is an axis parallel to the Z axis.
  • a plurality of mirror surfaces 21 that reflect each of the plurality of beams Ls emitted from the beam emitting unit 10 toward the transmissive cylindrical screen 2A are formed on the inner surface of the polyhedral mirror rotating body 20A.
  • Each of the plurality of mirror surfaces 21 is a surface inclined with respect to the rotation axis Pc.
  • the polyhedral mirror rotating body 20A rotates as a whole around the rotation axis Pc, so that each of the plurality of beams Ls emitted from the beam emitting unit 10 is directed toward the transmission type cylindrical screen 2A by the plurality of mirror surfaces 21. Scan horizontally.
  • the transmission type cylindrical screen 2A is disposed around at least a part of the polyhedral mirror rotating body 20A when viewed from a direction parallel to the rotation axis Pc.
  • the transmissive cylindrical screen 2A may be a diffractive element having anisotropic diffusion characteristics that have different light diffusion characteristics in the horizontal direction and the vertical direction.
  • the diffractive element may be a HOE.
  • the anisotropic diffusion characteristics of the transmission type cylindrical screen 2A are desirably, for example, a relatively narrow diffusion in the horizontal direction and a relatively wide diffusion in the vertical direction. By narrowing the horizontal direction, it is possible to suppress unnecessary mixing of a plurality of viewpoint images projected from different angles.
  • Z2 indicates an observation direction.
  • FIG. 11 and 12 schematically show a configuration example of the video display device 1D according to the third embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 shows an example of the entire configuration of the video display device 1D viewed from the top surface direction.
  • FIG. 12 schematically shows a configuration example of the video display device 1D viewed from the side surface direction.
  • the video display device 1D according to the third embodiment includes a polyhedral mirror rotating body 20A similar to the video display device 1C according to the second embodiment. However, instead of the transmissive cylindrical screen 2A in the video display apparatus 1C according to the second embodiment, a reflective cylindrical screen 2B is provided.
  • a plurality of mirror surfaces 21 for reflecting each of the plurality of beams Ls emitted from the beam emitting unit 10 toward the reflective cylindrical screen 2B are formed on the inner surface of the polyhedral mirror rotating body 20A.
  • Each of the plurality of mirror surfaces 21 is a surface inclined with respect to the rotation axis Pc.
  • the polyhedral mirror rotator 20A rotates as a whole around the rotation axis Pc, so that each of the plurality of beams Ls emitted from the beam emitting unit 10 is directed toward the reflective cylindrical screen 2B by the plurality of mirror surfaces 21. Scan horizontally.
  • the reflection-type cylindrical screen 2B is arranged at a part of the periphery of the polyhedral mirror rotating body 20A when viewed from a direction parallel to the rotation axis Pc.
  • the reflective cylindrical screen 2B may be a diffractive element having anisotropic diffusion characteristics that have different light diffusion characteristics in the horizontal direction and the vertical direction.
  • the diffractive element may be a HOE.
  • the anisotropic diffusion characteristics of the reflective cylindrical screen 2B are desirably, for example, relatively narrow diffusion in the horizontal direction and relatively wide diffusion in the vertical direction. By narrowing the horizontal direction, it is possible to suppress unnecessary mixing of a plurality of viewpoint images projected from different angles.
  • Z1 indicates the observation direction.
  • the reflective cylindrical screen 2B is a cylindrical reflective surface, and functions as a concave mirror in the horizontal direction when viewed from the observation direction Z1.
  • each of the plurality of beams Ls is condensed at the assumed viewing position.
  • FIG. 13 and 14 schematically show a configuration example of the video display device 1E according to the fourth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 shows an example of the overall configuration of the video display device 1E viewed from the top surface direction.
  • FIG. 14 schematically shows a configuration example of the video display device 1E viewed from the side surface direction.
  • the video display device 1E according to the fourth embodiment includes a polyhedral mirror rotating body 20A similar to the video display device 1D according to the third embodiment.
  • the video display device 1E according to the fourth embodiment includes a screen 2 and a reflective optical element 3 instead of the reflective cylindrical screen 2B in the video display device 1D according to the third embodiment. I have.
  • the video display device 1E according to the fourth embodiment has a function as a concave mirror of the reflective cylindrical screen 2B and a function as a screen having anisotropic diffusion characteristics in the video display device 1D according to the third embodiment. And are separated.
  • the reflection optical element 3 has a cylindrical reflection surface, and is disposed at a part of the periphery of the polyhedral mirror rotating body 20A when viewed from a direction parallel to the rotation axis Pc.
  • the reflective optical element 3 is, for example, a HOE reflection lens.
  • the reflective optical element 3 reflects a plurality of beams Ls scanned by the plurality of mirror surfaces 21 in the polyhedral mirror rotating body 20 ⁇ / b> A toward the screen 2 by a cylindrical reflection surface.
  • the screen 2 is, for example, a flat screen having a transmissive or reflective anisotropic diffusion characteristic having different light diffusion characteristics in the horizontal direction and the vertical direction, as in the video display device according to the first embodiment. is there.
  • the screen 2 is arranged at the approximate center of the polyhedral mirror rotating body 20 when viewed from a direction parallel to the rotation axis Pc.
  • the screen 2 may be a curved screen having a curvature in the horizontal direction.
  • Z1 indicates an observation direction when the screen 2 is a transmission type.
  • Z2 indicates an observation direction when the screen 2 is a reflection type.
  • FIG. 15 schematically shows a configuration example of the video display device 1F according to the fifth embodiment viewed from the side.
  • the stereoscopic video since there is no vertical parallax, there is a possibility that the stereoscopic video cannot be displayed properly when the viewpoint moves in the vertical direction from the optimum viewing position. .
  • a function of detecting the observation position of the observer is added, and a plurality of beams Ls emitted from the beam emitting unit 10 so that a stereoscopic image is appropriately displayed based on the detected observation position. May be controlled.
  • FIG. 15 shows a configuration example further including an observation position detection unit 30 and an emission control unit 32 with respect to the video display device 1 according to the first embodiment.
  • the same configuration may be applied to the video display devices according to the second to fourth embodiments.
  • the observation position detection unit 30 detects, for example, the vertical position (viewpoint position) of the observer's eye 30 as the vertical observation position.
  • the emission control unit 32 controls the beam emission unit 10 based on the vertical observation position detected by the observation position detection unit 30.
  • the emission control unit 32 controls the scanning mirror 11 and the light source unit 12 (12R, 12G, 12B), for example, so that a plurality of stereoscopic images can be properly displayed regardless of the observation position in the vertical direction.
  • the state of the beam Ls is controlled.
  • the observation position may also be detected by the observation position detection unit 30 in the horizontal direction. Based on the detection result of the observation position in the horizontal direction, the amount of information can be reduced by handling only the light ray information entering the left and right eyes of the observer.
  • the emission control unit 32 may cause the beam emission unit 10 to emit only the beams that enter the left and right eyes of the observer as a plurality of beams Ls.
  • this technique can also take the following structures.
  • each of the plurality of beams emitted radially in the horizontal direction is scanned in the horizontal direction by the plurality of mirror surfaces formed on the inner surface of the mirror rotating body, and irradiated to the screen.
  • the horizontal angular resolution when performing multi-viewpoint video display can be made equal to or higher than when a plurality of projectors are arranged on the circumference without increasing the size of the configuration. .
  • a beam emitting section for emitting a plurality of beams radially in the horizontal direction;
  • a plurality of mirror surfaces for reflecting each of the plurality of beams are formed on the inner surface, and the entire surface rotates around the rotation axis, and is emitted from the beam emitting unit.
  • a mirror rotating body that scans each of the plurality of beams in the horizontal direction by the plurality of mirror surfaces; And a screen on which the plurality of beams scanned by the plurality of mirror surfaces are irradiated.
  • the beam emitting part is A light source unit that emits the plurality of beams;
  • the video display device according to (1) further comprising: a scanning mirror that scans each of the plurality of beams emitted from the light source unit in a vertical direction toward the inner surface of the mirror rotating body.
  • the beam emitting part is The image display apparatus according to (2), further including an emission optical system that emits the plurality of beams scanned by the scanning mirror in a horizontal radial direction.
  • the beam emitting part is The video display device according to (2), further including a condensing optical system that condenses each of the plurality of beams emitted from the light source unit toward the scanning mirror.
  • the condensing optical system and the exit optical system stop are arranged,
  • the screen is a flat screen or a curved screen having a transmissive or reflective anisotropic diffusion characteristic in which a light diffusion characteristic is different between a horizontal direction and a vertical direction. Any one of (1) to (6) The video display device described in 1.
  • the video display device according to (7), wherein the screen has anisotropic diffusion characteristics in which a horizontal direction is relatively narrow diffusion with respect to a vertical direction and a vertical direction is relatively wide diffusion with respect to a horizontal direction.
  • the mirror rotating body has a hollow polygonal column shape, The image display device according to any one of (1) to (8), wherein each of the plurality of mirror surfaces is a surface parallel to the rotation axis.
  • the mirror rotating body has a hollow pyramid shape, The image display device according to any one of (1) to (8), wherein each of the plurality of mirror surfaces is a surface inclined with respect to the rotation axis.
  • the video display device wherein the screen is a cylindrical screen disposed around at least a part of the mirror rotating body as viewed from a direction parallel to the rotation axis.
  • the plurality of beams having a cylindrical reflection surface, arranged at a part of the periphery of the mirror rotating body as viewed from a direction parallel to the rotation axis, and scanned by the plurality of mirror surfaces by the reflection surface
  • the video display device according to (10), further including a reflective optical element that reflects the light toward the screen.
  • the video display device according to any one of (1) to (12), further including a control unit that controls the beam emitting unit based on the observation position detected by the detection unit.

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Abstract

本発明の映像表示装置は、複数のビーム（Ｌｓ１～Ｌｓ５）を水平方向に放射状に出射するビーム出射部（１０）と、回転軸（Ｐｃ）と内面とを有し、内面に複数のビーム（Ｌｓ１～Ｌｓ５）のそれぞれを反射する複数のミラー面（２１）が形成され、回転軸（Ｐｃ）を中心に全体が回転することによって、ビーム出射部（１０）から出射された複数のビーム（Ｌｓ１～Ｌｓ５）のそれぞれを複数のミラー面（２１）によって水平方向に走査するミラー回転体（２０）と、複数のミラー面（２１）によって走査された複数のビーム（Ｌｓ１～Ｌｓ５）が照射されるスクリーン（２）とを備える。

Description

映像表示装置
　本開示は、複数の視点映像を表示する映像表示装置に関する。
　それぞれ異なる視点から見た複数の映像（視点映像）を同一のスクリーンに表示することによって、立体映像を表示する技術がある。例えば、複数のプロジェクタを円周上に並べると共に、中央部に垂直方向にのみ拡散するスクリーンを配置し、複数のプロジェクタのそれぞれから視点映像を互いに異なる角度でスクリーンに投射することで、中央部に立体映像を表示する技術がある（特許文献１参照）。この場合、円周上にそれぞれのプロジェクタを構成する駆動回路、投射光学系、および表示素子等の構成要素を配置することになる。
特開２０１０－３２９５２号公報
　上記技術では、複数のプロジェクタの構成要素の専有面積の制約から映像表示装置全体のサイズが大きくなる。また、複数のプロジェクタ間の配置ピッチが個々のプロジェクタのサイズで決まってしまい、特性面では立体映像の表示品位を決める要素である角度分解能が制約を受けることになる。
　構成を大型化することなく、多視点映像表示を行う際の水平方向の角度分解能を、複数のプロジェクタを円周上に配置した場合と同等またはそれ以上とすることが可能な映像表示装置を提供することが望ましい。
　本開示の一実施の形態に係る映像表示装置は、複数のビームを水平方向に放射状に出射するビーム出射部と、回転軸と内面とを有し、内面に複数のビームのそれぞれを反射する複数のミラー面が形成され、回転軸を中心に全体が回転することによって、ビーム出射部から出射された複数のビームのそれぞれを複数のミラー面によって水平方向に走査するミラー回転体と、複数のミラー面によって走査された複数のビームが照射されるスクリーンとを備えるものである。
　本開示の一実施の形態に係る映像表示装置では、水平方向に放射状に出射された複数のビームのそれぞれが、ミラー回転体の内面に形成された複数のミラー面によって、水平方向に走査されて、スクリーンに照射される。
比較例に係る映像表示装置の概要を示す構成図である。 本開示の第１の実施の形態に係る映像表示装置の一構成例を概略的に示す上面図である。 第１の実施の形態に係る映像表示装置の一構成例を概略的に示す側面図である。 第１の実施の形態に係る映像表示装置における１つのビームの走査の様子を概略的に示す上面図である。 第１の実施の形態に係る映像表示装置における多面体ミラー回転体による１つのビームの走査の様子を、ミラー回転体の回転の様子と共に示す上面図である。 第１の実施の形態に係る映像表示装置におけるビーム出射部の第１の具体的な構成例を概略的に示す上面図である。 第１の実施の形態に係る映像表示装置におけるビーム出射部の第１の具体的な構成例を概略的に示す側面図である。 第１の実施の形態に係る映像表示装置におけるビーム出射部の第２の具体的な構成例を概略的に示す上面図である。 第２の実施の形態に係る映像表示装置の一構成例を概略的に示す上面図である。 第２の実施の形態に係る映像表示装置の一構成例を概略的に示す側面図である。 第３の実施の形態に係る映像表示装置の一構成例を概略的に示す上面図である。 第３の実施の形態に係る映像表示装置の一構成例を概略的に示す側面図である。 第４の実施の形態に係る映像表示装置の一構成例を概略的に示す上面図である。 第４の実施の形態に係る映像表示装置の一構成例を概略的に示す側面図である。 第５の実施の形態に係る映像表示装置の一構成例を概略的に示す側面図である。
　以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
　１．第１の実施の形態
　　１．０　比較例（図１）
　　１．１　第１の実施の形態に係る映像表示装置の構成および動作（図２～図８）
　　１．２　効果
　２．第２の実施の形態（透過型円筒状スクリーンを用いる映像表示装置）（図９～図１０）
　３．第３の実施の形態（反射型円筒状スクリーンを用いる映像表示装置）（図１１～図１２）
　４．第４の実施の形態（反射光学素子とスクリーンとを用いる映像表示装置）（図１３～図１４）
　５．第５の実施の形態（観察位置検出部を備える映像表示装置）（図１５）
　６．その他の実施の形態
＜１．第１の実施の形態＞
［１．０　比較例］
（比較例に係る映像表示装置の概要と課題）
　図１は、比較例に係る映像表示装置の概要を示している。
　比較例に係る映像表示装置は、円周上に複数、アレイ状に配置された複数のプロジェクタ１００と、中央部に配置された異方性拡散特性を持つスクリーン２００とを備えている。各々のプロジェクタ１００から、中心方向に向けて映像を投射して立体映像を表示する。
　１つのプロジェクタ１００は、例えば、投影映像を２次元配列された複数の可動ミラーによって生成する、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）型のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）プロジェクタである。この場合、１つのプロジェクタ１００は、レーザ光源をＭＥＭＳミラーで２次元に走査することでスクリーン２００上において２次元の映像を表示する。これにより、比較例に係る映像表示装置では、１つのプロジェクタ１００から１つの視点分の映像光を出射する。このため、複数の視点映像を表示するためには、視点数分のプロジェクタ１００が必要であり、全体として、大規模な装置となってしまう。比較例に係る映像表示装置では、各プロジェクタ１００の基点は円周上にあり、個々のプロジェクタ１００を小さくしても、装置全体としてのサイズを小さくすることは困難である。
［１．１　第１の実施の形態に係る映像表示装置の構成および動作］
（映像表示装置の概要）
　図２および図３は、本開示の第１の実施の形態に係る映像表示装置１の一構成例を概略的に示している。図２は、上面方向から見た映像表示装置１の全体構成の一例を示している。図３は、側面方向から見た映像表示装置１の一構成例を概略的に示している。なお、図２等において、Ｘ軸は水平方向、Ｙ軸は垂直方向、Ｚ軸はＸ軸およびＹ軸に直交する方向を示す。後述する他の構成例、および他の実施の形態において示す図においても同様である。
　第１の実施の形態に係る映像表示装置１は、ビーム出射部１０と、多面体ミラー（ポリゴンミラー）回転体２０と、スクリーン２とを備えている。図３に示したように、例えば、ビーム出射部１０に対して、多面体ミラー回転体２０は上方に配置されている。スクリーン２は、例えば、ビーム出射部１０および多面体ミラー回転体２０に対して上方に配置されている。
　ビーム出射部１０は、多面体ミラー回転体２０の内面に向けて、複数のビームＬｓを水平方向に放射状に出射する。ビーム出射部１０は、後述する図６～図８に示すように、走査ミラー１１を有し、複数のビームＬｓのそれぞれを垂直方向（複数のビームＬｓの放射面に対して直交する方向）に走査する。図３では、１つのビームを垂直方向に走査した状態を示している。
　多面体ミラー回転体２０は、中空の多角柱形状であり、回転軸Ｐｃと内面とを有している。回転軸ＰｃはＺ軸に平行な軸である。多面体ミラー回転体２０の内面には、ビーム出射部１０から出射された複数のビームＬｓのそれぞれを、スクリーン２に向けて反射する複数のミラー面２１が形成されている。複数のミラー面２１はそれぞれ、回転軸Ｐｃに対して平行な面となっている。多面体ミラー回転体２０は、回転軸Ｐｃを中心に全体が回転することによって、ビーム出射部１０から出射された複数のビームＬｓのそれぞれを複数のミラー面２１によってスクリーン２に向けて水平方向に走査する。なお、図２では、多面体ミラー回転体２０の回転方向が、上方から見て反時計回り（左回り）である例を示しているが、時計回り（右回り）であってもよい。後述する他の構成例、および他の実施の形態においても同様である。
　なお、図２では、多面体ミラー回転体２０が正８面体形状で、８つのミラー面２１を有する形状とされているが、正８面体以外の多面体形状であってもよい。ミラー面２１の数は、８より多い、または少なくてもよい。
　また、図２では、ビーム出射部１０から出射する複数のビームＬｓとして、５つのビームＬｓ１，Ｌｓ２，Ｌｓ３，Ｌｓ４，Ｌｓ５を示しているが、複数のビームＬｓの数は、５つに限らず、６つ以上、または４つ以下であってもよい。映像表示装置１では、複数のビームＬｓのうち１つのビームによって、１つの視点分の映像表示が行われる。スクリーン２には、多面体ミラー回転体２０の複数のミラー面２１によって反射され、走査された後の複数のビームＬｒが照射される。これにより、複数視点の映像表示が行われる。ビーム出射部１０からは、必要とされる視点数分のビームを出射すればよい。
　スクリーン２は、例えば、水平方向と垂直方向とで光拡散特性が異なる透過型または反射型の異方性拡散特性を持つ平面スクリーンである。スクリーン２は、例えば、回転軸Ｐｃに平行な方向から見て多面体ミラー回転体２０の略中央に配置されている。スクリーン２は、水平方向に曲率を有する曲面スクリーンであってもよい。
　スクリーン２は、水平方向と垂直方向とで光拡散特性が異なる異方性拡散特性を持つ回折素子であってもよい。回折素子は、ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ：Holographic Optical Element）であってもよい。スクリーン２の異方性拡散特性は、例えば水平方向は相対的に狭拡散、垂直方向は相対的に広拡散であることが望ましい。水平方向は狭拡散とすることで、異なる角度から投影される複数の視点映像が不必要に混じり合うことを抑制することができる。
　なお、図３において、Ｚ１は、スクリーン２が透過型の場合の観察方向を示す。Ｚ２は、スクリーン２が反射型の場合の観察方向を示す。
　図４は、映像表示装置１における多面体ミラー回転体２０による１つのビームＬｓの走査の様子を概略的に示している。図５は、その１つのビームＬｓの走査の様子を、多面体ミラー回転体２０の回転の様子と共に示している。
　ビーム出射部１０から出射された１つのビームＬｓについて、多面体ミラー回転体２０のミラー面２１による水平方向の反射方向は、多面体ミラー回転体２０の回転位置に応じて変化する。例えば、図５に示したように、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３の時間経過の順に、多面体ミラー回転体２０の回転位置が変化した場合、ビーム出射部１０から出射された１つのビームＬｓはビームＬｒ１，Ｌｒ２，Ｌｒ３のように反射方向が変化する。これにより、図４に示したように、スクリーン２は１つのビームＬｓによって水平方向に走査される（ビームＬｒ１，Ｌｒ２，Ｌｒ３）。また、ビーム出射部１０内では１つのビームＬｓを垂直方向に走査している。このように水平方向および垂直方向にラスタースキャンが行われる結果、スクリーン２上では、１つのビームＬｓによって１つの視点分の２次元的な映像表示が行われる。
　従って、映像表示装置１では、図１に示した比較例に係る映像表示装置と同等の映像表示を行うことができる。多面体ミラー回転体２０で走査された個々のビームＬｓはあたかも、多面体ミラー回転体２０の内面位置を円周とした円周上にプロジェクタを複数、並べた状態と同等となる。スクリーン２では、個々のビームＬｓについて２次元の像が形成される。これにより、映像表示装置１では、水平方向に複数のビームＬｓのビーム数分の異なる角度情報を提示することができる。
　具体例として、多面体ミラー回転体２０が正８面体で構成されている場合、多面体ミラー回転体２０による１つのビームＬｓの水平方向の振り角（水平走査角度）は９０°となる。ラスタースキャンを６０Ｈｚで行う場合、多面体ミラー回転体２０の回転数は３６００／８＝４５０ｒｐｍとなる。
　ビーム出射部１０からは、例えば、複数のビームＬｓとして、６０本のビームを２°間隔で１２０°の範囲に放射状に出射する。この場合、例えばスクリーン２としては、水平方向２°、垂直方向は３０°となるような異方性拡散特性を持つＨＯＥを用いる。
（ビーム出射部１０の具体的な構成例）
　図６および図７は、ビーム出射部１０の第１の具体的な構成例を概略的に示している。
図６は、第１の具体的な構成例に係るビーム出射部１０を含む映像表示装置１Ａを上面方向から見た状態を示している。図７は、映像表示装置１Ａを側面方向から見た状態を示している。
　図６および図７には、フルカラー表示を行う映像表示装置１Ａの構成例を示す。なお、多面体ミラー回転体２０およびスクリーン２の構成は、図２および図３に示した映像表示装置１と同様である。
　映像表示装置１Ａにおいて、ビーム出射部１０は、走査ミラー１１と、光源部１２（１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ）と、集光レンズ１３（１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ）と、ダイクロイックプリズム１４と、集光レンズ１５と、広角レンズ１６とを備えている。
　光源部１２Ｒは、Ｒ（赤）色の複数のビームＬｓを発するレーザ光源である。光源部１２Ｇは、Ｇ（緑）色の複数のビームＬｓを発するレーザ光源である。光源部１２Ｂは、Ｂ（青）色の複数のビームＬｓを発するレーザ光源である。光源部１２Ｒ、光源部１２Ｇおよび光源部１２Ｂはそれぞれ、例えば、端面レーザアレイまたはＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）で構成されている。なお、図６および図７には、光源部１２Ｇからの緑色の複数のビームＬｓのみを代表して示す。
　集光レンズ１３（１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ）および集光レンズ１５は、光源部１２（１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ）から発せられた各色の複数のビームＬｓのそれぞれを走査ミラー１１に向けて集光する集光光学系である。
　集光レンズ１３Ｒは、光源部１２Ｒからの赤色の複数のビームＬｓを集光する。集光レンズ１３Ｇは、光源部１２Ｇからの緑色の複数のビームＬｓを集光する。集光レンズ１３Ｂは、光源部１２Ｂからの青色の複数のビームＬｓを集光する。
　ダイクロイックプリズム１４は複数の面を有している。光源部１２Ｒおよび集光レンズ１３Ｒは、ダイクロイックプリズム１４の第１の面に対向配置されている。光源部１２Ｇおよび集光レンズ１３Ｇは、ダイクロイックプリズム１４の第２の面に対向配置されている。光源部１２Ｂおよび集光レンズ１３Ｂは、ダイクロイックプリズム１４の第３の面に対向配置されている。
　ダイクロイックプリズム１４は、第１の面に入射した赤色の複数のビームＬｓの光路と、第２の面に入射した緑色の複数のビームＬｓの光路と、第３の面に入射した青色の複数のビームＬｓの光路とを合成して、各色の複数のビームＬｓを第４の面から走査ミラー１１に向けて出射する。
　集光レンズ１５は、ダイクロイックプリズム１４から出射された各色の複数のビームＬｓを走査ミラー１１に向けて集光する。
　走査ミラー１１は、各色の複数のビームＬｓのそれぞれを多面体ミラー回転体２１の内面に向けて垂直方向（複数のビームＬｓの放射面に対して直交する方向）に走査する。走査ミラー１１は、１次元の単一の走査ミラー、例えば１次元のＭＥＭＳミラーである。図７に示したように、走査ミラー１１による垂直方向走査基点Ｐｓは、集光光学系（集光レンズ１３（１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ）および集光レンズ１５）の光軸Ｚａ上にある。
　広角レンズ１６は、走査ミラー１１によって走査された各色の複数のビームＬｓを、多面体ミラー回転体２１の内面に向けて水平方向に放射状に広角化して出射する出射光学系である。
　図８は、ビーム出射部１０の第２の具体的な構成例を概略的に示している。図８は、第２の具体的な構成例に係るビーム出射部１０を含む映像表示装置１Ｂを上面方向から見た状態を示している。
　図８は、図６および図７に示した第１の具体的な構成例に係るビーム出射部１０における出射光学系（広角レンズ１６）の構成をより具体的に示し、他の構成部分を説明上、簡略化して示している。図８では、簡単のため、ダイクロイックプリズム１４と集光レンズ１５とを省略し、１つの光源部１２のみを有する構成としている。光源部１２から発せられた複数のビームＬｓの光路上に、１つの集光レンズ１３と、走査ミラー１１と、広角レンズ１６とが配置されている。広角レンズ１６は、複数のレンズを有している。
　図８に示したように、ビーム出射部１０では、走査ミラー１１の近傍に、集光光学系（集光レンズ１３）および出射光学系（広角レンズ１６）の絞りＳｔが配置されていることが望ましい。図６および図７の構成例においても同様に、走査ミラー１１の近傍に、集光光学系（集光レンズ１３（１３Ｒ，１３Ｇ，１３Ｂ）および集光レンズ１５）および出射光学系（広角レンズ１６）の絞りＳｔが配置されていることが望ましい。
　図８の構成例において、ビーム出射部１０における複数のビームＬｓの放射中心は、回転軸Ｐｃの軸上に存在することが望ましい。図６および図７の構成例においても同様である。
　図６および図７の構成例、および図８の構成例において、集光光学系および出射光学系は、複数のビームＬｓのそれぞれのビーム径がスクリーン２上で最小となるように構成されていることが望ましい。そのため、集光光学系および出射光学系は、複数のビームＬｓが、多面体ミラー回転体２０に略一致する円筒面４０上に結像するように光学系全体が最適化されていることが望ましい。
［１．２　効果］
　以上説明したように、第１の実施の形態に係る映像表示装置によれば、水平方向に放射状に出射された複数のビームＬｓのそれぞれを、多面体ミラー回転体２０の内面に形成された複数のミラー面２１によって水平方向に走査し、スクリーン２に照射するようにしたので、構成を大型化することなく、多視点映像表示を行う際の水平方向の角度分解能を、複数のプロジェクタを円周上に配置した場合と同等またはそれ以上とすることが可能となる。
　なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。以降の他の実施の形態の効果についても同様である。
＜２．第２の実施の形態＞
　次に、本開示の第２の実施の形態に係る映像表示装置について説明する。なお、以下では、上記第１の実施の形態に係る映像表示装置の構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
　図９および図１０は、本開示の第２の実施の形態に係る映像表示装置１Ｃの一構成例を概略的に示している。図９は、上面方向から見た映像表示装置１Ｃの全体構成の一例を示している。図１０は、側面方向から見た映像表示装置１Ｃの一構成例を概略的に示している。
　第２の実施の形態に係る映像表示装置１Ｃは、上記第１の実施の形態に係る映像表示装置における多面体ミラー回転体２０およびスクリーン２に代えて、多面体ミラー回転体２０Ａおよび透過型円筒状スクリーン２Ａを備えている。
　多面体ミラー回転体２０Ａは、中空の角錐形状であり、回転軸Ｐｃと内面とを有している。回転軸ＰｃはＺ軸に平行な軸である。多面体ミラー回転体２０Ａの内面には、ビーム出射部１０から出射された複数のビームＬｓのそれぞれを、透過型円筒状スクリーン２Ａに向けて反射する複数のミラー面２１が形成されている。複数のミラー面２１はそれぞれ、回転軸Ｐｃに対して傾斜した面となっている。多面体ミラー回転体２０Ａは、回転軸Ｐｃを中心に全体が回転することによって、ビーム出射部１０から出射された複数のビームＬｓのそれぞれを複数のミラー面２１によって透過型円筒状スクリーン２Ａに向けて水平方向に走査する。
　透過型円筒状スクリーン２Ａは、回転軸Ｐｃに平行な方向から見て多面体ミラー回転体２０Ａの少なくとも一部の周囲に配置されている。
　透過型円筒状スクリーン２Ａは、水平方向と垂直方向とで光拡散特性が異なる異方性拡散特性を持つ回折素子であってもよい。回折素子は、ＨＯＥであってもよい。透過型円筒状スクリーン２Ａの異方性拡散特性は、例えば水平方向は相対的に狭拡散、垂直方向は相対的に広拡散であることが望ましい。水平方向は狭拡散とすることで、異なる角度から投影される複数の視点映像が不必要に混じり合うことを抑制することができる。
　なお、図１０において、Ｚ２は、観察方向を示す。
　その他の構成、動作および効果は、上記第１の実施の形態に係る映像表示装置と略同様であってもよい。
＜３．第３の実施の形態＞
　次に、本開示の第３の実施の形態に係る映像表示装置について説明する。なお、以下では、上記第１または第２の実施の形態に係る映像表示装置の構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
　図１１および図１２は、本開示の第３の実施の形態に係る映像表示装置１Ｄの一構成例を概略的に示している。図１１は、上面方向から見た映像表示装置１Ｄの全体構成の一例を示している。図１２は、側面方向から見た映像表示装置１Ｄ一構成例を概略的に示している。
　第３の実施の形態に係る映像表示装置１Ｄは、上記第２の実施の形態に係る映像表示装置１Ｃと同様の多面体ミラー回転体２０Ａを備えている。ただし、上記第２の実施の形態に係る映像表示装置１Ｃにおける透過型円筒状スクリーン２Ａに代えて、反射型円筒状スクリーン２Ｂを備えている。
　多面体ミラー回転体２０Ａの内面には、ビーム出射部１０から出射された複数のビームＬｓのそれぞれを、反射型円筒状スクリーン２Ｂに向けて反射する複数のミラー面２１が形成されている。複数のミラー面２１はそれぞれ、回転軸Ｐｃに対して傾斜した面となっている。多面体ミラー回転体２０Ａは、回転軸Ｐｃを中心に全体が回転することによって、ビーム出射部１０から出射された複数のビームＬｓのそれぞれを複数のミラー面２１によって反射型円筒状スクリーン２Ｂに向けて水平方向に走査する。
　反射型円筒状スクリーン２Ｂは、回転軸Ｐｃに平行な方向から見て多面体ミラー回転体２０Ａの周囲の一部に配置されている。
　反射型円筒状スクリーン２Ｂは、水平方向と垂直方向とで光拡散特性が異なる異方性拡散特性を持つ回折素子であってもよい。回折素子は、ＨＯＥであってもよい。反射型円筒状スクリーン２Ｂの異方性拡散特性は、例えば水平方向は相対的に狭拡散、垂直方向は相対的に広拡散であることが望ましい。水平方向は狭拡散とすることで、異なる角度から投影される複数の視点映像が不必要に混じり合うことを抑制することができる。
　なお、図１２において、Ｚ１は、観察方向を示す。
　映像表示装置１Ｄでは、反射型円筒状スクリーン２Ｂが円筒状の反射面であり、観察方向Ｚ１から見て水平方向は凹面鏡として機能する。多面体ミラー回転体２０Ａと反射型円筒状スクリーン２Ｂの円筒面との距離を適正に設定することで、複数のビームＬｓのそれぞれが、想定視聴位置で集光することになる。
　その他の構成、動作および効果は、上記第１または第２の実施の形態に係る映像表示装置と略同様であってもよい。
＜４．第４の実施の形態＞
　次に、本開示の第４の実施の形態に係る映像表示装置について説明する。なお、以下では、上記第１ないし第３のいずれかの実施の形態に係る映像表示装置の構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
　図１３および図１４は、本開示の第４の実施の形態に係る映像表示装置１Ｅの一構成例を概略的に示している。図１３は、上面方向から見た映像表示装置１Ｅの全体構成の一例を示している。図１４は、側面方向から見た映像表示装置１Ｅ一構成例を概略的に示している。
　第４の実施の形態に係る映像表示装置１Ｅは、上記第３の実施の形態に係る映像表示装置１Ｄと同様の多面体ミラー回転体２０Ａを備えている。ただし、第４の実施の形態に係る映像表示装置１Ｅは、上記第３の実施の形態に係る映像表示装置１Ｄにおける反射型円筒状スクリーン２Ｂに代えて、スクリーン２と、反射光学素子３とを備えている。
　第４の実施の形態に係る映像表示装置１Ｅは、第３の実施の形態に係る映像表示装置１Ｄにおける反射型円筒状スクリーン２Ｂの凹面鏡としての機能と異方性拡散特性を持つスクリーンとしての機能とを分離した構成となっている。
　反射光学素子３は、円筒状の反射面を有し、回転軸Ｐｃに平行な方向から見て多面体ミラー回転体２０Ａの周囲の一部に配置されている。反射光学素子３は、例えばＨＯＥ反射レンズである。反射光学素子３は、円筒状の反射面によって、多面体ミラー回転体２０Ａにおける複数のミラー面２１によって走査された複数のビームＬｓをスクリーン２に向けて反射する。
　スクリーン２は、上記第１の実施の形態に係る映像表示装置と同様に、例えば、水平方向と垂直方向とで光拡散特性が異なる透過型または反射型の異方性拡散特性を持つ平面スクリーンである。スクリーン２は、例えば、回転軸Ｐｃに平行な方向から見て多面体ミラー回転体２０の略中央に配置されている。スクリーン２は、水平方向に曲率を有する曲面スクリーンであってもよい。
　なお、図１４において、Ｚ１は、スクリーン２が透過型の場合の観察方向を示す。Ｚ２は、スクリーン２が反射型の場合の観察方向を示す。
　なお、スクリーン２に代えて、反射光学素子３の対面側に透過型スクリーン機能を積層した構造であってもよい。
　その他の構成、動作および効果は、上記第１ないし第３の実施の形態に係る映像表示装置と略同様であってもよい。
＜５．第５の実施の形態＞
　次に、本開示の第５の実施の形態に係る映像表示装置について説明する。なお、以下では、上記第１ないし第４のいずれかの実施の形態に係る映像表示装置の構成要素と略同じ部分については、同一符号を付し、適宜説明を省略する。
　図１５は、第５の実施の形態に係る映像表示装置１Ｆを側面方向から見た一構成例を概略的に示している。
　上記第１ないし第４の実施の形態に係る映像表示装置では、垂直方向の視差を持たないため、最適視聴位置から垂直方向に視点が動いた場合に立体映像を適正に表示できないことがあり得る。それを回避するために、観察者の観察位置を検出する機能を付加し、検出された観察位置に基づいて、適正に立体映像が表示されるようにビーム出射部１０から出射する複数のビームＬｓを制御するようにしてもよい。
　図１５では、上記第１の実施の形態に係る映像表示装置１に対して、観察位置検出部３０と、出射制御部３２とをさらに備えた構成例を示している。上記第２ないし第４の実施の形態に係る映像表示装置に対しても、同様の構成にしてもよい。
　観察位置検出部３０は、垂直方向の観察位置として、例えば観察者の眼３０の垂直方向の位置（視点位置）を検出する。
　出射制御部３２は、観察位置検出部３０によって検出された垂直方向の観察位置に基づいて、ビーム出射部１０を制御する。出射制御部３２は、例えば、走査ミラー１１、および光源部１２（１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ）を制御することによって、垂直方向の観察位置によらず適正に立体映像が表示されるように、複数のビームＬｓの状態を制御する。
（変形例）
　上記第１ないし第４の実施の形態に係る映像表示装置では、水平方向に放射する複数のビームＬｓのビーム数を増やし、光線密度を増やすことで、ボヤケの少ない立体映像を表示することができる。しかしながら、ビーム数を増やすと、映像表示装置において取り扱う情報量が膨大になる可能性がある。そこで、観察位置検出部３０によって水平方向も観察位置を検出するようにしてもよい。水平方向の観察位置の検出結果に基づいて、観察者の左右の眼に入る光線情報のみ取り扱うことで情報量を軽減することができる。出射制御部３２は、ビーム出射部１０に対して、複数のビームＬｓとして観察者の左右の眼に入るビームのみを出射させるようにしてもよい。
　その他の構成、動作および効果は、上記第１ないし第４の実施の形態に係る映像表示装置と略同様であってもよい。
＜６．その他の実施の形態＞
　本開示による技術は、上記各実施の形態の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
　例えば、本技術は以下のような構成を取ることもできる。
　以下の構成の本技術によれば、水平方向に放射状に出射された複数のビームのそれぞれを、ミラー回転体の内面に形成された複数のミラー面によって水平方向に走査し、スクリーンに照射するようにしたので、構成を大型化することなく、多視点映像表示を行う際の水平方向の角度分解能を、複数のプロジェクタを円周上に配置した場合と同等またはそれ以上とすることが可能となる。
（１）
　複数のビームを水平方向に放射状に出射するビーム出射部と、
　回転軸と内面とを有し、前記内面に前記複数のビームのそれぞれを反射する複数のミラー面が形成され、前記回転軸を中心に全体が回転することによって、前記ビーム出射部から出射された前記複数のビームのそれぞれを前記複数のミラー面によって水平方向に走査するミラー回転体と、
　前記複数のミラー面によって走査された前記複数のビームが照射されるスクリーンと
　を備える
　映像表示装置。
（２）
　前記ビーム出射部は、
　前記複数のビームを発する光源部と、
　前記光源部から発せられた前記複数のビームのそれぞれを前記ミラー回転体の前記内面に向けて垂直方向に走査する走査ミラーと
　を有する
　上記（１）に記載の映像表示装置。
（３）
　前記ビーム出射部は、
　前記走査ミラーによって走査された前記複数のビームを、水平方向に放射状に広角化して出射する出射光学系
　をさらに有する
　上記（２）に記載の映像表示装置。
（４）
　前記ビーム出射部は、
　前記光源部から発せられた前記複数のビームのそれぞれを前記走査ミラーに向けて集光する集光光学系
　をさらに有する
　上記（２）に記載の映像表示装置。
（５）
　前記ビーム出射部において、
　前記走査ミラーの近傍に、前記集光光学系および前記出射光学系の絞りが配置され、
　前記集光光学系および前記出射光学系は、前記複数のビームのそれぞれのビーム径が前記スクリーン上で最小となるように構成されている
　上記（４）に記載の映像表示装置。
（６）
　前記ビーム出射部における前記複数のビームの放射中心が、前記回転軸の軸上に存在する
　上記（１）ないし（５）のいずれか１つに記載の映像表示装置。
（７）
　前記スクリーンは、水平方向と垂直方向とで光拡散特性が異なる透過型または反射型の異方性拡散特性を持つ、平面スクリーンまたは曲面スクリーンである
　上記（１）ないし（６）のいずれか１つに記載の映像表示装置。
（８）
　前記スクリーンは、水平方向が垂直方向に対して相対的に狭拡散、垂直方向が水平方向に対して相対的に広拡散の異方性拡散特性を持つ
　上記（７）に記載の映像表示装置。
（９）
　前記ミラー回転体は、中空の多角柱形状であり、
　前記複数のミラー面はそれぞれ、前記回転軸に対して平行な面である
　上記（１）ないし（８）のいずれか１つに記載の映像表示装置。
（１０）
　前記ミラー回転体は、中空の角錐形状であり、
　前記複数のミラー面はそれぞれ、前記回転軸に対して傾斜した面である
　上記（１）ないし（８）のいずれか１つに記載の映像表示装置。
（１１）
　前記スクリーンは、前記回転軸に平行な方向から見て前記ミラー回転体の少なくとも一部の周囲に配置された円筒状のスクリーンである
　上記（１０）に記載の映像表示装置。
（１２）
　円筒状の反射面を有し、前記回転軸に平行な方向から見て前記ミラー回転体の周囲の一部に配置され、前記反射面によって、前記複数のミラー面によって走査された前記複数のビームを前記スクリーンに向けて反射する反射光学素子、をさらに備えた
　上記（１０）に記載の映像表示装置。
（１３）
　観察位置を検出する検出部と、
　前記検出部によって検出された前記観察位置に基づいて、前記ビーム出射部を制御する制御部と
　をさらに備えた
　上記（１）ないし（１２）のいずれか１つに記載の映像表示装置。
（１４）
　前記スクリーンに前記複数のビームが照射されることによって、複数視点の映像表示が行われる
　上記（１）ないし（１３）のいずれか１つに記載の映像表示装置。
（１５）
　前記複数のビームのうち１つのビームによって１つの視点分の映像表示が行われる
　上記（１４）に記載の映像表示装置。
　本出願は、日本国特許庁において２０１８年５月２５日に出願された日本特許出願番号第２０１８－１００６５０号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
　当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (15)

  1. 　複数のビームを水平方向に放射状に出射するビーム出射部と、
    　回転軸と内面とを有し、前記内面に前記複数のビームのそれぞれを反射する複数のミラー面が形成され、前記回転軸を中心に全体が回転することによって、前記ビーム出射部から出射された前記複数のビームのそれぞれを前記複数のミラー面によって水平方向に走査するミラー回転体と、
    　前記複数のミラー面によって走査された前記複数のビームが照射されるスクリーンと
    　を備える
    　映像表示装置。
  2. 　前記ビーム出射部は、
    　前記複数のビームを発する光源部と、
    　前記光源部から発せられた前記複数のビームのそれぞれを前記ミラー回転体の前記内面に向けて垂直方向に走査する走査ミラーと
    　を有する
    　請求項１に記載の映像表示装置。
  3. 　前記ビーム出射部は、
    　前記走査ミラーによって走査された前記複数のビームを、水平方向に放射状に広角化して出射する出射光学系
    　をさらに有する
    　請求項２に記載の映像表示装置。
  4. 　前記ビーム出射部は、
    　前記光源部から発せられた前記複数のビームのそれぞれを前記走査ミラーに向けて集光する集光光学系
    　をさらに有する
    　請求項２に記載の映像表示装置。
  5. 　前記ビーム出射部において、
    　前記走査ミラーの近傍に、前記集光光学系および前記出射光学系の絞りが配置され、
    　前記集光光学系および前記出射光学系は、前記複数のビームのそれぞれのビーム径が前記スクリーン上で最小となるように構成されている
    　請求項４に記載の映像表示装置。
  6. 　前記ビーム出射部における前記複数のビームの放射中心が、前記回転軸の軸上に存在する
    　請求項１に記載の映像表示装置。
  7. 　前記スクリーンは、水平方向と垂直方向とで光拡散特性が異なる透過型または反射型の異方性拡散特性を持つ、平面スクリーンまたは曲面スクリーンである
    　請求項１に記載の映像表示装置。
  8. 　前記スクリーンは、水平方向が垂直方向に対して相対的に狭拡散、垂直方向が水平方向に対して相対的に広拡散の異方性拡散特性を持つ
    　請求項７に記載の映像表示装置。
  9. 　前記ミラー回転体は、中空の多角柱形状であり、
    　前記複数のミラー面はそれぞれ、前記回転軸に対して平行な面である
    　請求項１に記載の映像表示装置。
  10. 　前記ミラー回転体は、中空の角錐形状であり、
    　前記複数のミラー面はそれぞれ、前記回転軸に対して傾斜した面である
    　請求項１に記載の映像表示装置。
  11. 　前記スクリーンは、前記回転軸に平行な方向から見て前記ミラー回転体の少なくとも一部の周囲に配置された円筒状のスクリーンである
    　請求項１０に記載の映像表示装置。
  12. 　円筒状の反射面を有し、前記回転軸に平行な方向から見て前記ミラー回転体の周囲の一部に配置され、前記反射面によって、前記複数のミラー面によって走査された前記複数のビームを前記スクリーンに向けて反射する反射光学素子、をさらに備えた
    　請求項１０に記載の映像表示装置。
  13. 　観察位置を検出する検出部と、
    　前記検出部によって検出された前記観察位置に基づいて、前記ビーム出射部を制御する制御部と
    　をさらに備えた
    　請求項１に記載の映像表示装置。
  14. 　前記スクリーンに前記複数のビームが照射されることによって、複数視点の映像表示が行われる
    　請求項１に記載の映像表示装置。
  15. 　前記複数のビームのうち１つのビームによって１つの視点分の映像表示が行われる
    　請求項１４に記載の映像表示装置。
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