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JP2010271505A - Stereoscopic display device - Google Patents

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JP2010271505A
JP2010271505A JP2009122635A JP2009122635A JP2010271505A JP 2010271505 A JP2010271505 A JP 2010271505A JP 2009122635 A JP2009122635 A JP 2009122635A JP 2009122635 A JP2009122635 A JP 2009122635A JP 2010271505 A JP2010271505 A JP 2010271505A
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JP
Japan
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light
projectors
projector
screen
display device
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009122635A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihisa Sato
能久 佐藤
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stereoscopic display device that obtains a wide observation area without using a wide-angle projection lens. <P>SOLUTION: Among projectors 61 to 65, the projectors 61 and 65 are disposed so that their respective optical axes K are parallel to the direction (X direction in FIG. 2) of an optical axis orthogonal to the light-incident surface 10a of a vertical diffusion screen 10 and outside the vertical diffusion screen 10 in a horizontal direction (Y direction in FIG. 2). That is, a light beam from each of the projectors 61 and 65 satisfies θ>tan<SP>-1</SP>(W/D). Accordingly, the incident angle θ at which emission light L1 from the projector 61 enters the vertical diffusion screen 10 can be made larger than tan<SP>-1</SP>(W/D), and the emission angle ϕ of the vertical diffusion light L2 relative to the optical axis K can be made larger. This causes expansion of a partial observation area R1 of the stereoscopic display device 1 without using a wide-angle projection lens. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、特殊な眼鏡を着用することなく、立体表示を可能とする立体表示装置に関する。   The present invention relates to a stereoscopic display device that enables stereoscopic display without wearing special glasses.

立体映像を表示する装置として、偏光眼鏡などを用いることで、左右の眼に対する視差を生じさせるものが存在する。近年、このような偏光眼鏡などを用いずに、立体表示を可能とする技術が知られている。   As an apparatus for displaying a stereoscopic image, there is an apparatus that generates parallax with respect to left and right eyes by using polarized glasses or the like. In recent years, a technique that enables stereoscopic display without using such polarized glasses is known.

例えば、特許文献1には、複数のプロジェクタを用いた立体表示装置が開示されている。この立体表示装置は、立体像の表面から出射される光線を複数のプロジェクタにより再生するものである。このような立体表示装置では、例えば水平方向に配設された複数のプロジェクタとスクリーンとを備える。スクリーンは、立体像を再現するために、プロジェクタから投影された光を拡散する。具体的には、スクリーンは、フレネルレンズと拡散層とを有し、この拡散層は、垂直方向に大きな拡散効果を有し水平方向には大きな拡散効果を有さない。   For example, Patent Document 1 discloses a stereoscopic display device using a plurality of projectors. This stereoscopic display device reproduces light emitted from the surface of a stereoscopic image by a plurality of projectors. Such a stereoscopic display device includes, for example, a plurality of projectors and a screen arranged in the horizontal direction. The screen diffuses light projected from the projector to reproduce a stereoscopic image. Specifically, the screen has a Fresnel lens and a diffusion layer, and this diffusion layer has a large diffusion effect in the vertical direction and does not have a large diffusion effect in the horizontal direction.

このような立体表示装置は、例えばこれらの複数のプロジェクタから出射される複数の光線により立体像を再現する。このため、特殊な眼鏡を用いずに立体視が可能であり、自然な映像表現に適しているという特徴がある。   Such a stereoscopic display device reproduces a stereoscopic image by a plurality of light beams emitted from the plurality of projectors, for example. For this reason, stereoscopic vision is possible without using special glasses, and there is a feature that it is suitable for natural video expression.

また、特許文献2には、プロジェクタより出射されながらもスクリーンに到達しない光をミラーで反射させてスクリーンに到達させることで、観察者が観察することが可能な領域を拡大する技術が開示されている。   Patent Document 2 discloses a technique for enlarging an area that can be observed by an observer by reflecting light that has been emitted from a projector but does not reach the screen, and is reflected by a mirror. Yes.

特開2008−288616号公報(段落[0067]、図5)JP 2008-288616 A (paragraph [0067], FIG. 5) 特開2007−187754(図1)JP2007-187754 (FIG. 1)

しかしながら、上述した技術では、スクリーンの拡散層は、水平方向には大きな拡散効果を有さないため、プロジェクタから出射された光線は、フレネルレンズに入射し、屈折し、拡散層に入射するが、拡散層では水平方向にはあまり拡散されずに進む。この結果、投射レンズの画角の外側にいる観察者の眼に光が到達せず、観察者がスクリーンの少なくとも一部を観察できる領域である一部観察領域が狭くなる、という問題がある。また、一部観察領域が小さくなることに伴い全面観察領域も小さくなる、という問題がある。全面観察領域とは、スクリーンの全面から観察者の眼に光が到達する領域のことである。   However, in the above-described technique, the diffusion layer of the screen does not have a large diffusion effect in the horizontal direction, so that the light emitted from the projector enters the Fresnel lens, is refracted, and enters the diffusion layer. The diffusion layer proceeds in the horizontal direction without much diffusion. As a result, there is a problem in that light does not reach the observer's eyes outside the angle of view of the projection lens, and the partial observation area, which is an area where the observer can observe at least part of the screen, becomes narrow. There is also a problem that the entire observation area becomes smaller as the partial observation area becomes smaller. The entire observation area is an area where light reaches the observer's eyes from the entire screen.

また、特許文献2の技術を用いた場合も、画角の比較的大きな投射レンズを用いない限り、一部観察領域及び全面観察領域を広げることができない。   Even when the technique of Patent Document 2 is used, the partial observation area and the entire observation area cannot be expanded unless a projection lens having a relatively large angle of view is used.

しかし、広角の投射レンズを得るには、レンズ枚数を増やしたり、大型のレンズを用いたりする必要がある等、個々のプロジェクタの大型化を招くことがある。また、プロジェクタ台数を増やして、光線数を増やすことが高画質の立体像の再生のために必要であるが、個々のプロジェクタの大型化によりプロジェクタの台数を増やすことが困難となり、高画質の立体像の再生することは難しい。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、広角の投射レンズを用いずに広い観察領域を確保することが可能な立体表示装置を提供することにある。
However, in order to obtain a wide-angle projection lens, it may be necessary to increase the number of lenses or use a large lens, resulting in an increase in the size of each projector. In addition, it is necessary to increase the number of projectors and the number of light beams to reproduce high-quality 3D images. It is difficult to reproduce the statue.
In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a stereoscopic display device capable of ensuring a wide observation area without using a wide-angle projection lens.

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る立体表示装置は、複数のプロジェクタと、スクリーンとを有する。
上記複数のプロジェクタは、入射光を空間光変調する空間光変調素子と前記空間変調素子からの光を投射する投射レンズとをそれぞれ有する。上記スクリーンは、上記プロジェクタから投射された光が入射する光入射面を有し、入射光を水平方向より垂直方向に大きく拡散する。
上記複数のプロジェクタは、上記スクリーンの光入射面から上記光軸方向にそれぞれ等距離の位置に、それぞれの上記投射レンズの光軸方向を上記光入射面に直交する方向に一致させて配設され、上記スクリーンの水平方向の幅をW、上記プロジェクタと上記スクリーンとの間の上記光軸方向の間隔である投影奥行きをD、水平面における上記プロジェクタからの光線の上記スクリーンへの入射角度をθとしたときに、少なくとも1個の上記プロジェクタからの光線がθ>tan−1(W/D)を満たす。
In order to achieve the above object, a stereoscopic display device according to one embodiment of the present invention includes a plurality of projectors and a screen.
Each of the plurality of projectors includes a spatial light modulation element that spatially modulates incident light and a projection lens that projects light from the spatial modulation element. The screen has a light incident surface on which light projected from the projector is incident, and diffuses the incident light more in the vertical direction than in the horizontal direction.
The plurality of projectors are arranged at equidistant positions in the optical axis direction from the light incident surface of the screen, with the optical axis directions of the projection lenses aligned with the direction orthogonal to the light incident surface. The horizontal width of the screen is W, the projection depth, which is the distance between the projector and the screen in the optical axis direction, is D, and the incident angle of light rays from the projector on the horizontal plane is θ. Then, light rays from at least one of the projectors satisfy θ> tan −1 (W / D).

本発明では、少なくとも1個の上記プロジェクタからの光線がθ>tan−1(W/D)を満たすように、プロジェクタが配置されているので、少なくとも1個のプロジェクタからの光線のスクリーンに対する入射角度をθ>tan−1(W/D)とすることができ、広角の投射レンズを用いずに観察領域を拡大することができる。 In the present invention, since the projector is arranged so that the light beam from at least one projector satisfies θ> tan −1 (W / D), the incident angle of the light beam from at least one projector to the screen. Θ> tan −1 (W / D), and the observation region can be enlarged without using a wide-angle projection lens.

少なくとも1個の上記プロジェクタは、該プロジェクタの投射レンズの光軸が上記スクリーンの上記水平方向外側に位置するように設けられているようにしてもよい。これにより、この少なくとも1個のプロジェクタからの光線のスクリーンに対する入射角度を大きくすることができ、スクリーンで拡散される光の観察領域を拡大することができる。   The at least one projector may be provided such that the optical axis of the projection lens of the projector is positioned on the outside in the horizontal direction of the screen. Thereby, the incident angle of the light beam from the at least one projector to the screen can be increased, and the observation area of the light diffused by the screen can be enlarged.

上記水平方向で両端に配置されたプロジェクタは、それぞれのプロジェクタの投射レンズの光軸が上記スクリーンの上記水平方向外側に位置するように設けられているようにしてもよい。
これにより、水平方向にバランスよく一部観察領域を拡大することができる。
The projectors arranged at both ends in the horizontal direction may be provided so that the optical axes of the projection lenses of the respective projectors are located outside the horizontal direction of the screen.
As a result, it is possible to enlarge a part of the observation area with good balance in the horizontal direction.

上記スクリーンは、上記光軸方向で上記光入射面側に設けられたフレネルレンズを有するようにしてもよい。
これにより、プロジェクタからの光線をフレネルレンズにより屈折し、この屈折した光線を垂直方向に拡散することができる。つまり、フレネルレンズにより、(全面)観察領域を変更することができる。
The screen may include a Fresnel lens provided on the light incident surface side in the optical axis direction.
Thereby, the light beam from the projector can be refracted by the Fresnel lens, and the refracted light beam can be diffused in the vertical direction. In other words, the (entire) observation area can be changed by the Fresnel lens.

θ>tan−1(W/D)を満たす光線を投射する上記プロジェクタの上記空間光変調素子は、該空間光変調素子の表示領域の中心が該プロジェクタの投射レンズの光軸に対して水平方向に偏芯するように配置されているようにしてもよい。
これにより、空間光変調素子により変調された光を投射レンズに対して斜めに入射することができ、この結果、観察領域を大きくすることができる。
In the spatial light modulation element of the projector that projects a light beam satisfying θ> tan −1 (W / D), the center of the display area of the spatial light modulation element is horizontal with respect to the optical axis of the projection lens of the projector. It may be arranged so as to be eccentric.
Thereby, the light modulated by the spatial light modulator can be incident obliquely on the projection lens, and as a result, the observation area can be enlarged.

このように本発明によれば、広角の投射レンズを用いずに広い観察領域を確保することができる。   Thus, according to the present invention, a wide observation area can be secured without using a wide-angle projection lens.

本発明の一実施形態に係る立体画像表示装置の斜視図である。1 is a perspective view of a stereoscopic image display device according to an embodiment of the present invention. 図1に示す立体画像表示装置の平面図である。It is a top view of the three-dimensional image display apparatus shown in FIG. 図2に示す立体画像表示装置の側面図である。FIG. 3 is a side view of the stereoscopic image display device shown in FIG. 2. 立体画像表示装置の垂直拡散スクリーンの水平方向及び垂直方向の拡散特性を示す図である。It is a figure which shows the spreading | diffusion characteristic of the horizontal direction of a vertical diffusion screen of a stereo image display apparatus, and a perpendicular direction. 立体画像表示装置の立体視の原理を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the principle of the stereoscopic vision of a stereoscopic image display apparatus. 図1に示す立体画像表示装置を用いた一部観察領域を示す平面図である。It is a top view which shows the partial observation area | region using the three-dimensional image display apparatus shown in FIG. 図1に示す立体画像表示装置を用いた全面観察領域を示す平面図である。It is a top view which shows the whole surface observation area | region using the three-dimensional image display apparatus shown in FIG. 本発明に係る第2の実施の形態の立体画像表示装置の構成及び一部観察領域を示す平面図である。It is a top view which shows the structure and partial observation area | region of the three-dimensional image display apparatus of 2nd Embodiment concerning this invention. 図8に示す立体画像表示装置の構成及び全面観察領域を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the stereo image display apparatus shown in FIG. 8, and a whole surface observation area | region. 本発明に係る第3の実施の形態の立体画像表示装置の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the three-dimensional image display apparatus of 3rd Embodiment concerning this invention. 従来の立体画像表示装置の一部観察領域を示す平面図である。It is a top view which shows the partial observation area | region of the conventional stereo image display apparatus. 従来の立体画像表示装置の全面観察領域を示す平面図である。It is a top view which shows the whole surface observation area | region of the conventional stereo image display apparatus.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
<第1の実施の形態>
[立体画像表示装置の構成]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
[Configuration of stereoscopic image display apparatus]

図1は本発明の一実施形態に係る立体画像表示装置の斜視図、図2は図1に示す立体画像表示装置の平面図、図3は図2に示す立体画像表示装置の側面図である。   1 is a perspective view of a stereoscopic image display apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the stereoscopic image display apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a side view of the stereoscopic image display apparatus shown in FIG. .

立体画像表示装置1は、光線再生法を用いて立体画像の表示を行う装置である。立体画像表示装置1は、ベース2と、ベース2の上に設けられた基板保持部3と、プロジェクタベース4と、スクリーン枠5と、プロジェクタ61〜65と、基板7と、側面部8、垂直拡散スクリーン10と、図示しない冷却ファンなどで構成される。   The stereoscopic image display apparatus 1 is an apparatus that displays a stereoscopic image using a light beam reproduction method. The stereoscopic image display apparatus 1 includes a base 2, a substrate holding unit 3 provided on the base 2, a projector base 4, a screen frame 5, projectors 61 to 65, a substrate 7, a side surface unit 8, and a vertical unit. It comprises a diffusion screen 10 and a cooling fan (not shown).

プロジェクタ61〜65は、プロジェクタベース4に水平方向(図1及び図2のY方向)に複数配設されている。基板7は、基板保持部3に保持され、プロジェクタ61〜65を駆動及び制御する回路が実装されている。側面部8は、プロジェクタ61〜65から投射された光が立体画像表示装置1の外部に漏れることを防止すると共に、投射された光を反射する。垂直拡散スクリーン10は、スクリーン枠5に保持され、プロジェクタ61〜65から投射される複数の画像光をそれぞれ垂直方向(Z方向)に拡散して、水平方向(Y方向)に連続的な視点の画像が投影される。   A plurality of projectors 61 to 65 are arranged on the projector base 4 in the horizontal direction (Y direction in FIGS. 1 and 2). The substrate 7 is held by the substrate holding unit 3 and a circuit for driving and controlling the projectors 61 to 65 is mounted. The side surface portion 8 prevents the light projected from the projectors 61 to 65 from leaking to the outside of the stereoscopic image display device 1 and reflects the projected light. The vertical diffusion screen 10 is held by the screen frame 5 and diffuses a plurality of image lights projected from the projectors 61 to 65 in the vertical direction (Z direction), respectively, so that a continuous viewpoint in the horizontal direction (Y direction) can be obtained. An image is projected.

光線再生法では、画像を撮像するときに複数のカメラが用いられ、そのカメラごとに担当する撮像範囲が設定され、各カメラによって撮像されたそれぞれ視差のある画像が用意される。そして、撮像位置から計算される画素ごとの変換マトリックスに従って、撮像画像から変換をおこなって投影画像が得られる。これにより得られたそれぞれの投影画像が合成されることで1つの立体画像が生成される。本実施の形態では、その複数のカメラによって撮像された個々の画像からの変換によって得られた投影画像がプロジェクタ61〜65から垂直拡散スクリーン10に向けて投射され、垂直拡散スクリーン10でそれぞれ垂直方向に長い縦ラインの画像の連続として投影されるようになっている。   In the light beam reproduction method, a plurality of cameras are used when an image is captured, an imaging range in charge for each camera is set, and images with parallax captured by each camera are prepared. Then, according to the conversion matrix for each pixel calculated from the imaging position, the captured image is converted to obtain a projection image. By combining the projection images thus obtained, one stereoscopic image is generated. In the present embodiment, projection images obtained by conversion from individual images captured by the plurality of cameras are projected from the projectors 61 to 65 toward the vertical diffusion screen 10, and each of the vertical diffusion screens 10 has a vertical direction. The image is projected as a series of long vertical lines.

[プロジェクタ61〜65]
プロジェクタ61〜65は、図2及び図3に示すように、垂直拡散スクリーン10に対してそれぞれ画像(映像)を投影する。プロジェクタ61〜65は、投射光の出射面がほぼ一平面(YZ平面)に揃うように水平方向(図1及び図2のY方向)にそれぞれ配列されている。また、それぞれのプロジェクタ61〜65の垂直拡散スクリーン10に対する、投射レンズの光軸方向(K方向)の距離はそれぞれ同一とされている。ここで、投射レンズの光軸方向(K方向)はX方向と同一であり、垂直拡散スクリーン10の光入射面10aに直交する方向である。そしてプロジェクタ61〜65は、図1及び図2に示すように垂直方向(Z方向)において同じ高さ位置に配置されている。
[Projectors 61-65]
As shown in FIGS. 2 and 3, the projectors 61 to 65 project images (videos) on the vertical diffusion screen 10. The projectors 61 to 65 are respectively arranged in the horizontal direction (Y direction in FIGS. 1 and 2) so that the emission surfaces of the projection light are substantially aligned with one plane (YZ plane). Further, the distance in the optical axis direction (K direction) of the projection lens with respect to the vertical diffusion screen 10 of each projector 61 to 65 is the same. Here, the optical axis direction (K direction) of the projection lens is the same as the X direction, and is a direction orthogonal to the light incident surface 10 a of the vertical diffusion screen 10. The projectors 61 to 65 are arranged at the same height in the vertical direction (Z direction) as shown in FIGS. 1 and 2.

プロジェクタ61〜65のうち両端のプロジェクタ61及びプロジェクタ65は、それぞれの光軸Kが水平方向(図2に示すY方向)において垂直拡散スクリーン10の外側に位置するように配置されている。   The projectors 61 and 65 at both ends of the projectors 61 to 65 are arranged such that their optical axes K are positioned outside the vertical diffusion screen 10 in the horizontal direction (Y direction shown in FIG. 2).

つまり、θ>tan−1(W/D)を満たすように両端のプロジェクタ61及びプロジェクタ65の位置が決められている。ここで、Wは、垂直拡散スクリーン10の水平方向(図2に示すY方向)の幅である。Dは、プロジェクタ61〜65と垂直拡散スクリーン10との間の光軸方向(X方向)の間隔である投影奥行きである。より具体的には、Dは、垂直拡散スクリーン10と、プロジェクタ内の投射レンズの中心との間の光軸方向(X方向)の間隔である。θは、個々のプロジェクタ61、65から垂直拡散スクリーン10への光線の水平面(XY平面)における入射角度である。 That is, the positions of the projector 61 and the projector 65 at both ends are determined so as to satisfy θ> tan −1 (W / D). Here, W is the width of the vertical diffusion screen 10 in the horizontal direction (Y direction shown in FIG. 2). D is a projection depth which is an interval in the optical axis direction (X direction) between the projectors 61 to 65 and the vertical diffusion screen 10. More specifically, D is the distance in the optical axis direction (X direction) between the vertical diffusion screen 10 and the center of the projection lens in the projector. θ is an incident angle on the horizontal plane (XY plane) of light rays from the individual projectors 61 and 65 to the vertical diffusion screen 10.

プロジェクタ61〜65のうち水平方向中央のプロジェクタ63の投射レンズの光軸Kと垂直拡散スクリーン10の中心との水平方向での位置は略一致している。これに対して、その他のプロジェクタ61,62,64,65の投射レンズの光軸Kと垂直拡散スクリーン10の中心との水平方向での位置は一致していない。そこで、これらの中央以外のプロジェクタ61,62,64,65からそれぞれ投影される画像が垂直拡散スクリーン10の光入射面10aで位置が一致するように、それぞれの投影画像の水平方向での位置がシフトされている。この投影画像のシフトについては、後で一例を示す。   Among the projectors 61 to 65, the position in the horizontal direction of the optical axis K of the projection lens of the projector 63 at the center in the horizontal direction and the center of the vertical diffusion screen 10 are substantially the same. On the other hand, the positions in the horizontal direction of the optical axis K of the projection lenses of the other projectors 61, 62, 64, 65 and the center of the vertical diffusion screen 10 do not match. Accordingly, the positions of the projected images in the horizontal direction are set so that the images projected from the projectors 61, 62, 64, 65 other than the center coincide with each other on the light incident surface 10a of the vertical diffusion screen 10. It has been shifted. An example of this projection image shift will be described later.

プロジェクタ61〜65は、それぞれ光源、空間光変調素子、投射レンズ及び照明光学系を内蔵しており、プロジェクタ61〜65はそれぞれ独立した投射装置として機能する。但し、空間光変調素子が自ら発光するEL(electroluminescence)素子などの場合は光源及び照明光学系を備えなくてもよい。光源は、例えば白色光を出射する白色光源モジュールであり、具体的には青色LEDと黄色蛍光体からなる白色発光体などが用いられている。空間光変調素子は、光源から入射した青、緑、赤ごとの光を変調して画像光を生成する。個々のプロジェクタ61〜65から所定の画像が表示されるように、基板7に実装された回路によって、空間光変調素子への画像データの供給が制御される。空間光変調素子には、例えば反射型の液晶素子が用いられる。なお、空間光変調素子としては、反射型の液晶表示素子の他に、透過型の液晶表示素子、DMD(Digital Micro-mirror Device)を備えたDLP(登録商標 Digital Light Processing)のように、印加画像(映像)信号に従って、画素ごとに光強度変調を行うもの等を用いることもできる。   The projectors 61 to 65 each incorporate a light source, a spatial light modulation element, a projection lens, and an illumination optical system, and the projectors 61 to 65 each function as an independent projection device. However, when the spatial light modulation element is an EL (electroluminescence) element that emits light by itself, the light source and the illumination optical system may not be provided. The light source is, for example, a white light source module that emits white light, and specifically, a white light emitter composed of a blue LED and a yellow phosphor is used. The spatial light modulation element modulates light for each of blue, green, and red incident from a light source to generate image light. The supply of image data to the spatial light modulator is controlled by a circuit mounted on the substrate 7 so that a predetermined image is displayed from each of the projectors 61 to 65. As the spatial light modulation element, for example, a reflective liquid crystal element is used. In addition to the reflective liquid crystal display element, the spatial light modulation element is applied like a transmissive liquid crystal display element or DLP (registered trademark Digital Light Processing) equipped with DMD (Digital Micro-mirror Device). A device that performs light intensity modulation for each pixel in accordance with an image (video) signal can also be used.

[垂直拡散スクリーン10]
垂直拡散スクリーン10は、プロジェクタ61〜65が配設されたYZ平面に平行に設けられている。垂直拡散スクリーン10は、垂直拡散スクリーン10の水平方向の幅はWである。垂直拡散スクリーン10は、プロジェクタ61〜65からの入射光を水平方向及び垂直方向にそれぞれ所定の拡散角で拡散する。
[Vertical diffusion screen 10]
The vertical diffusion screen 10 is provided in parallel to the YZ plane on which the projectors 61 to 65 are disposed. In the vertical diffusion screen 10, the horizontal width of the vertical diffusion screen 10 is W. The vertical diffusion screen 10 diffuses incident light from the projectors 61 to 65 at a predetermined diffusion angle in the horizontal direction and the vertical direction, respectively.

図4は垂直拡散スクリーン10の水平方向及び垂直方向の拡散特性を示す図である。
垂直拡散スクリーン10は、入射光を水平方向と垂直方向とに異なる所定の拡散角(拡散量)で拡散する。ここで、水平方向と垂直方向それぞれの拡散角は、水平方向の拡散角が垂直方向の拡散角に対して小さい値に設定されている。より具体的には、プロジェクタ61〜65からの入射光を水平方向(Y方向)にはあまり拡散せずに(図4(a))、垂直方向(Z方向)に大きく拡散する(図4(b))ように、水平方向と垂直方向それぞれの拡散角が決められている。
FIG. 4 is a diagram showing diffusion characteristics of the vertical diffusion screen 10 in the horizontal direction and the vertical direction.
The vertical diffusion screen 10 diffuses incident light at a predetermined diffusion angle (diffusion amount) different in the horizontal direction and the vertical direction. Here, the diffusion angles in the horizontal direction and the vertical direction are set such that the horizontal diffusion angle is smaller than the vertical diffusion angle. More specifically, incident light from the projectors 61 to 65 does not diffuse so much in the horizontal direction (Y direction) (FIG. 4A), but greatly diffuses in the vertical direction (Z direction) (FIG. 4 ( As in b)), the diffusion angles in the horizontal direction and the vertical direction are determined.

ここで、図4(a)に示すように、垂直拡散スクリーン10に入射した光線11は、水平方向(Y方向)にはあまり拡散されない。このため、全てのプロジェクタ61〜65のうちの一部のプロジェクタからの投影画像の光線が垂直拡散スクリーン10を通して観察者の眼に到達する。   Here, as shown in FIG. 4A, the light beam 11 incident on the vertical diffusion screen 10 is not so diffused in the horizontal direction (Y direction). For this reason, light rays of projection images from some of all the projectors 61 to 65 reach the observer's eyes through the vertical diffusion screen 10.

一方、図4(b)に示すように、垂直拡散スクリーン10に入射した光線11は、垂直方向(Z方向)に大きく拡散する。このため、例えば垂直拡散スクリーン10の光入射面上部または光入射面下部に投影された光線11は、垂直拡散スクリーン10により垂直方向(Z方向)に大きく拡散して垂直拡散スクリーン10からの光線13の出射角度が変わり、拡散後の光線13が観察者の眼に入射する。   On the other hand, as shown in FIG. 4B, the light beam 11 incident on the vertical diffusion screen 10 is greatly diffused in the vertical direction (Z direction). For this reason, for example, the light beam 11 projected on the light incident surface upper part or the light incident surface lower part of the vertical diffusion screen 10 is diffused greatly in the vertical direction (Z direction) by the vertical diffusion screen 10 and the light beam 13 from the vertical diffusion screen 10. And the diffused light beam 13 enters the observer's eyes.

図5は立体画像表示装置1の立体視の原理を説明する模式図である。
観察者16は、プロジェクタ61〜65から出射された光を垂直拡散スクリーン10を通して観察する。具体的には、表示しようとする立体像15の表面から出射される光線が、観察者16の左眼17と、右眼18に入射すれば、観察者16は、立体像15を立体視することができる。図5では、プロジェクタ62から出射した光は、垂直拡散スクリーン10ではほぼ直進し、左眼17に入射し、プロジェクタ63から出射した光は、垂直拡散スクリーン10ではほぼ直進し、右眼18に入射する。このように、表示しようとする立体像15を、プロジェクタ61〜65の光線に対応させることで、裸眼での立体表示を可能とする。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the principle of stereoscopic vision of the stereoscopic image display device 1.
The observer 16 observes the light emitted from the projectors 61 to 65 through the vertical diffusion screen 10. Specifically, if the light beam emitted from the surface of the stereoscopic image 15 to be displayed enters the left eye 17 and the right eye 18 of the viewer 16, the viewer 16 stereoscopically views the stereoscopic image 15. be able to. In FIG. 5, the light emitted from the projector 62 travels almost straight on the vertical diffusion screen 10 and enters the left eye 17, and the light emitted from the projector 63 travels substantially straight on the vertical diffusion screen 10 and enters the right eye 18. To do. In this way, the stereoscopic image 15 to be displayed is made to correspond to the light rays of the projectors 61 to 65, thereby enabling stereoscopic display with the naked eye.

[一部観察領域]
図6は図1に示す立体画像表示装置1を用いた一部観察領域を示す平面図である。
各プロジェクタ61〜65からの出射光は、垂直拡散スクリーン10で垂直方向にそれぞれ拡散され、垂直拡散スクリーン10から垂直拡散光として出射される。ここで各プロジェクタ61〜65のうち水平方向の一端に配置されたプロジェクタ61の出射光L1は、光軸Kに対して入射角度θ(>tan−1(W/D))で垂直拡散スクリーン10に入射する。このため、垂直拡散光L2は、垂直拡散スクリーン10から出射角度(屈折角度)φで出射される。この出射角度φは、光軸Kに対してtan−1(W/D)以下の入射角度で垂直拡散スクリーン10に入射した光の出射角度に比べて大きくなる。
[Partial observation area]
FIG. 6 is a plan view showing a partial observation region using the stereoscopic image display device 1 shown in FIG.
Light emitted from the projectors 61 to 65 is diffused in the vertical direction by the vertical diffusion screen 10 and emitted as vertical diffusion light from the vertical diffusion screen 10. Here, the emitted light L1 of the projector 61 arranged at one end in the horizontal direction among the projectors 61 to 65 is incident on the vertical diffusion screen 10 at an incident angle θ (> tan −1 (W / D)) with respect to the optical axis K. Is incident on. Therefore, the vertical diffusion light L2 is emitted from the vertical diffusion screen 10 at an emission angle (refraction angle) φ. The emission angle φ is larger than the emission angle of light incident on the vertical diffusion screen 10 at an incident angle of tan −1 (W / D) or less with respect to the optical axis K.

同様に、プロジェクタ65からの出射光L3は、光軸Kに対して入射角度θ(>tan−1(W/D))で垂直拡散スクリーン10に入射する。このため、垂直拡散光L4は、垂直拡散スクリーン10から出射角度φで出射される。この出射角度φは、光軸Kに対してtan−1(W/D)以下の入射角度で垂直拡散スクリーン10に入射した光の出射角度に比べて大きくなる。
この結果、プロジェクタ61〜65から出射された光線により、図6において斜線で示す一部観察領域R1が生成される。
Similarly, the emitted light L3 from the projector 65 is incident on the vertical diffusion screen 10 at an incident angle θ (> tan −1 (W / D)) with respect to the optical axis K. For this reason, the vertical diffusion light L4 is emitted from the vertical diffusion screen 10 at an emission angle φ. The emission angle φ is larger than the emission angle of light incident on the vertical diffusion screen 10 at an incident angle of tan −1 (W / D) or less with respect to the optical axis K.
As a result, a partial observation region R1 indicated by hatching in FIG. 6 is generated by the light beams emitted from the projectors 61 to 65.

図7は図1に示す立体画像表示装置1を用いた全面観察領域を示す平面図である。
プロジェクタ61から出射された出射光L5は、垂直拡散スクリーン10で水平方向にはあまり拡散されず垂直方向に拡散され、垂直拡散スクリーン10から垂直拡散光L6として出射される。垂直拡散光L6は、水平方向において垂直拡散光L5に対してほぼ直進する。
FIG. 7 is a plan view showing an entire observation area using the stereoscopic image display device 1 shown in FIG.
The outgoing light L5 emitted from the projector 61 is not diffused much in the horizontal direction by the vertical diffusion screen 10, but is diffused in the vertical direction, and emitted from the vertical diffusion screen 10 as vertical diffused light L6. The vertical diffused light L6 travels substantially straight with respect to the vertical diffused light L5 in the horizontal direction.

同様に、プロジェクタ65から出射された出射光L7は、垂直拡散スクリーン10で水平方向にはあまり拡散されず垂直方向に拡散され、垂直拡散スクリーン10から垂直拡散光L8として出射される。垂直拡散光L8は、水平方向において垂直拡散光L7に対してほぼ直進する。
この結果、プロジェクタ61〜65から出射された光線により、図7において斜線で示す全面観察領域R2が生成される。
Similarly, the emitted light L7 emitted from the projector 65 is diffused in the vertical direction without being diffused much in the horizontal direction by the vertical diffusion screen 10, and is emitted from the vertical diffusion screen 10 as the vertical diffused light L8. The vertical diffused light L8 travels substantially straight with respect to the vertical diffused light L7 in the horizontal direction.
As a result, the entire surface observation region R2 indicated by the oblique lines in FIG. 7 is generated by the light beams emitted from the projectors 61 to 65.

[作用等]
このように本実施形態によれば、プロジェクタ61〜65のうちプロジェクタ61及びプロジェクタ65は、それぞれの光軸Kが垂直拡散スクリーン10の光入射面10aに直交する光軸方向(図2に示すX方向)に平行でありかつ水平方向(図2に示すY方向)に垂直拡散スクリーン10の外側に位置するように設けられている。つまり、プロジェクタ61及びプロジェクタ65からの光線がθ>tan−1(W/D)を満たす。このため、プロジェクタ61からの出射光L1が垂直拡散スクリーン10に入射する入射角度θをtan−1(W/D)より大きくし、光軸Kに対する垂直拡散光L2の出射角度φを大きくすることができる。この結果、広角の投射レンズを用いることなく、立体画像表示装置1の一部観察領域R1を拡大することができる。
[Action etc.]
As described above, according to the present embodiment, the projector 61 and the projector 65 among the projectors 61 to 65 are configured such that the optical axes K are orthogonal to the light incident surface 10a of the vertical diffusion screen 10 (X shown in FIG. 2). In parallel with the horizontal direction (Y direction shown in FIG. 2). That is, the light rays from the projector 61 and the projector 65 satisfy θ> tan −1 (W / D). Therefore, the incident angle θ at which the outgoing light L1 from the projector 61 enters the vertical diffusion screen 10 is made larger than tan −1 (W / D), and the outgoing angle φ of the vertical diffused light L2 with respect to the optical axis K is made larger. Can do. As a result, the partial observation region R1 of the stereoscopic image display device 1 can be enlarged without using a wide-angle projection lens.

図11は従来の立体画像表示装置の一部観察領域を示す平面図である。
図11に示すように従来の立体画像表示装置300は、複数のプロジェクタ301,302及び303と、これらのプロジェクタ301〜303からの入射光を垂直拡散する垂直拡散スクリーン304とを備える。プロジェクタ301及び303は、それぞれの光軸が垂直拡散スクリーン304の水平方向の外側に位置するように設けられていない。
FIG. 11 is a plan view showing a partial observation region of a conventional stereoscopic image display device.
As shown in FIG. 11, a conventional stereoscopic image display apparatus 300 includes a plurality of projectors 301, 302, and 303 and a vertical diffusion screen 304 that vertically diffuses incident light from these projectors 301 to 303. The projectors 301 and 303 are not provided such that their optical axes are positioned outside the vertical diffusion screen 304 in the horizontal direction.

垂直拡散スクリーン304は、フレネルレンズ305と拡散層306とを備える。この拡散層306は、垂直方向に大きな拡散効果を有し水平方向にはあまり拡散効果を有さない。このため、プロジェクタ301〜303から出射された光線は、フレネルレンズ305に入射し、屈折し、拡散層306に入射するが、拡散層306では水平方向にはあまり拡散されずに進む。この結果、投射レンズの画角の外側にいる観察者に光が到達せず、一部観察領域R3が狭くなる。   The vertical diffusion screen 304 includes a Fresnel lens 305 and a diffusion layer 306. The diffusion layer 306 has a large diffusion effect in the vertical direction and does not have much diffusion effect in the horizontal direction. For this reason, the light beams emitted from the projectors 301 to 303 are incident on the Fresnel lens 305, refracted, and incident on the diffusion layer 306. However, the light travels in the diffusion layer 306 without being diffused much in the horizontal direction. As a result, light does not reach the observer outside the angle of view of the projection lens, and the observation region R3 is partially narrowed.

図11に斜線で示す一部観察領域R3と、図6に斜線で示す本実施形態の一部観察領域R1とを比較すると、一部観察領域R1が拡大しており、観察者が広い領域で画像を観察できるという点で有利である。   Comparing the partial observation region R3 indicated by the oblique lines in FIG. 11 with the partial observation region R1 of the present embodiment indicated by the oblique lines in FIG. 6, the partial observation region R1 is enlarged, and the observer has a wide area. This is advantageous in that the image can be observed.

<第2の実施の形態>
次に、本発明に係る第2の実施の形態の立体画像表示装置について説明する。なお、本実施形態以降では、上記第1の実施形態と同一の構成部材には同一の符号を付しそれらの説明を省略し、異なる箇所を中心的に説明する。
[立体画像表示装置の構成]
図8は本発明に係る第2の実施の形態の立体画像表示装置の構成及び一部観察領域を示し平面図である。
本実施形態の立体画像表示装置100は、上記第1の実施形態の垂直拡散スクリーン10の代わりに垂直拡散スクリーン101を備える点が異なる。
<Second Embodiment>
Next, a stereoscopic image display device according to a second embodiment of the present invention will be described. In the following embodiments, the same constituent members as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and different portions will be mainly described.
[Configuration of stereoscopic image display apparatus]
FIG. 8 is a plan view showing a configuration and a partial observation region of the stereoscopic image display apparatus according to the second embodiment of the present invention.
The stereoscopic image display apparatus 100 of this embodiment is different in that a vertical diffusion screen 101 is provided instead of the vertical diffusion screen 10 of the first embodiment.

垂直拡散スクリーン101は、フレネルレンズ102と、拡散板103とを備える。拡散板103は、第1の実施形態の垂直拡散スクリーン10と同様の拡散特性を有する拡散板である。フレネルレンズ102は、拡散板103のプロジェクタ61側に積層されている。   The vertical diffusion screen 101 includes a Fresnel lens 102 and a diffusion plate 103. The diffusion plate 103 is a diffusion plate having diffusion characteristics similar to those of the vertical diffusion screen 10 of the first embodiment. The Fresnel lens 102 is laminated on the projector 61 side of the diffusion plate 103.

[一部観察領域R4]
各プロジェクタ61〜65からの出射光は、フレネルレンズ102に入射し、フレネルレンズ102で屈折する。 垂直拡散スクリーン10で垂直方向にそれぞれ拡散され、垂直拡散スクリーン10から垂直拡散光として出射される。フレネルレンズ102で屈折した光は、拡散板103に入射し拡散板103により垂直方向に拡散されて拡散板103から垂直拡散光として出射される。このとき、プロジェクタ61の出射光L1は、光軸Kに対して入射角度θ(>tan−1(W/D))でフレネルレンズ102に入射する。このため、垂直拡散光L10は、垂直拡散スクリーン10から出射角度(屈折角度)φで出射される。
[Partial observation region R4]
Light emitted from the projectors 61 to 65 enters the Fresnel lens 102 and is refracted by the Fresnel lens 102. The light is diffused in the vertical direction by the vertical diffusion screen 10 and emitted from the vertical diffusion screen 10 as vertical diffusion light. The light refracted by the Fresnel lens 102 enters the diffusion plate 103, is diffused in the vertical direction by the diffusion plate 103, and is emitted from the diffusion plate 103 as vertical diffused light. At this time, the outgoing light L1 of the projector 61 enters the Fresnel lens 102 with respect to the optical axis K at an incident angle θ (> tan −1 (W / D)). Therefore, the vertical diffusion light L10 is emitted from the vertical diffusion screen 10 at an emission angle (refraction angle) φ.

同様に、プロジェクタ65からの出射光L3は、光軸Kに対して入射角度θ(>tan−1(W/D))でフレネルレンズ102に入射する。このため、垂直拡散光L11は、垂直拡散スクリーン10から出射角度(屈折角度)φで出射される。
この結果、プロジェクタ61〜65から出射された光線により、図8において斜線で示す一部観察領域R4が生成される。
Similarly, the outgoing light L3 from the projector 65 enters the Fresnel lens 102 at an incident angle θ (> tan −1 (W / D)) with respect to the optical axis K. Therefore, the vertical diffused light L11 is emitted from the vertical diffusion screen 10 at an emission angle (refraction angle) φ.
As a result, a partial observation region R4 indicated by diagonal lines in FIG. 8 is generated by the light beams emitted from the projectors 61 to 65.

図9は立体画像表示装置100の全面観察領域を示す平面図である。
[全面観察領域R5]
プロジェクタ61から出射された出射光L5は、フレネルレンズ102に入射し、フレネルレンズ102で屈折する。フレネルレンズ102で屈折した光は、拡散板103に入射し拡散板103により垂直方向に拡散して拡散板103から垂直拡散光L12として出射される。このとき、垂直拡散光L12の拡散板103からの出射角度φが、フレネルレンズ102を備えない場合に比べて大きくなる。
FIG. 9 is a plan view showing the entire observation area of the stereoscopic image display apparatus 100.
[Full-surface observation region R5]
The outgoing light L5 emitted from the projector 61 enters the Fresnel lens 102 and is refracted by the Fresnel lens 102. The light refracted by the Fresnel lens 102 enters the diffuser plate 103, diffuses in the vertical direction by the diffuser plate 103, and is emitted from the diffuser plate 103 as vertical diffused light L12. At this time, the emission angle φ of the vertical diffused light L12 from the diffusion plate 103 is larger than that in the case where the Fresnel lens 102 is not provided.

同様に、プロジェクタ65からの出射光L7は、フレネルレンズ102で屈折する。フレネルレンズ102で屈折した光は、拡散板103に入射し拡散板103により垂直方向に拡散して拡散板103から垂直拡散光L13として出射される。このとき、垂直拡散光L13の拡散板103からの出射角度φが、フレネルレンズ102を備えない場合に比べて大きくなる。   Similarly, the outgoing light L 7 from the projector 65 is refracted by the Fresnel lens 102. The light refracted by the Fresnel lens 102 enters the diffuser plate 103, diffuses in the vertical direction by the diffuser plate 103, and is emitted from the diffuser plate 103 as vertical diffused light L13. At this time, the emission angle φ of the vertical diffused light L13 from the diffusion plate 103 is larger than that in the case where the Fresnel lens 102 is not provided.

この結果、プロジェクタ61〜65から出射された光線により、図9において斜線で示す全面観察領域R5が生成される。全面観察領域R5は、図7に示す全面観察領域R2に比べて大きい。   As a result, the entire surface observation region R5 indicated by the oblique lines in FIG. 9 is generated by the light beams emitted from the projectors 61 to 65. The entire observation area R5 is larger than the entire observation area R2 shown in FIG.

[作用等]
このように本実施形態によれば、立体画像表示装置100の垂直拡散スクリーン101が、フレネルレンズ102を垂直拡散スクリーン101のプロジェクタ61〜65側に備えている。このため、プロジェクタ61〜65からの出射光をフレネルレンズ102により屈折して拡散板103に入射させることができる。具体的には、プロジェクタ61からの出射光L5をフレネルレンズ102により屈折し、拡散板103により垂直拡散し、垂直拡散スクリーン101からの出射光L12の水平方向の出射角度φを大きくすることができる。また、プロジェクタ65からの出射光L7をフレネルレンズ102により屈折し、拡散板103により垂直拡散し、垂直拡散スクリーン101からの出射光L13の水平方向の出射角度φを大きくすることができる。この結果、図9に斜線で示す全面観察領域R5を大きくすることができる。つまり、第2の実施形態では、図8に示すように一部観察領域R4を大きくしつつ図9に示すように全面観察領域R5を大きくすることができる。
[Action etc.]
As described above, according to the present embodiment, the vertical diffusion screen 101 of the stereoscopic image display apparatus 100 includes the Fresnel lens 102 on the projectors 61 to 65 side of the vertical diffusion screen 101. Therefore, light emitted from the projectors 61 to 65 can be refracted by the Fresnel lens 102 and incident on the diffusion plate 103. Specifically, the outgoing light L5 from the projector 61 is refracted by the Fresnel lens 102 and vertically diffused by the diffusion plate 103, and the horizontal outgoing angle φ of the outgoing light L12 from the vertical diffusion screen 101 can be increased. . Further, the outgoing light L7 from the projector 65 can be refracted by the Fresnel lens 102 and vertically diffused by the diffusion plate 103, and the horizontal outgoing angle φ of the outgoing light L13 from the vertical diffusion screen 101 can be increased. As a result, the entire observation region R5 indicated by the oblique lines in FIG. 9 can be enlarged. That is, in the second embodiment, the entire observation region R5 can be enlarged as shown in FIG. 9 while the partial observation region R4 is enlarged as shown in FIG.

図12は図11に示す従来の立体画像表示装置300の全面観察領域を示す平面図である。
立体画像表示装置300の垂直拡散スクリーン304の全面から観察者に光が到達する領域が、図12に斜線で示す全面観察領域R6である。上述したように図11に示す一部観察領域R3が小さい場合には、図12に示す全面観察領域R6も小さくなる。
FIG. 12 is a plan view showing the entire observation area of the conventional stereoscopic image display apparatus 300 shown in FIG.
A region where light reaches the observer from the entire surface of the vertical diffusion screen 304 of the stereoscopic image display device 300 is a full surface observation region R6 indicated by hatching in FIG. As described above, when the partial observation region R3 shown in FIG. 11 is small, the entire observation region R6 shown in FIG. 12 is also small.

図12に示す全面観察領域R6と、第2の実施形態の図9に示す全面観察領域R5とを比較すると、全面観察領域R5が拡大しており、観察者が広い領域で画像を観察することができるという点で有利である。
また、フレネルレンズ102の焦点距離により、一部観察領域の範囲及び全面観察領域の範囲(例えば出射角度φ)をコントロールすることができる。
Comparing the entire observation region R6 shown in FIG. 12 with the entire observation region R5 shown in FIG. 9 of the second embodiment, the entire observation region R5 is enlarged, and the observer can observe an image in a wide region. It is advantageous in that it can be performed.
Further, the range of the partial observation region and the range of the entire observation region (for example, the emission angle φ) can be controlled by the focal length of the Fresnel lens 102.

<第3の実施形態>
次に、本発明に係る第3の実施の形態の立体画像表示装置について説明する。
図10は第3の実施の形態の立体画像表示装置の構成を示す平面図である。
上述した第1の実施形態及び第2の実施形態では、上述した投影画像のシフトの具体例を示す。
<Third Embodiment>
Next, a stereoscopic image display apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 10 is a plan view showing the configuration of the stereoscopic image display apparatus according to the third embodiment.
In the first embodiment and the second embodiment described above, specific examples of the above-described shift of the projected image are shown.

[プロジェクタ61〜65の構成]
プロジェクタ61には、空間光変調素子61Aと、投射レンズ61Bとが内蔵されている。プロジェクタ62〜65についても同様にそれぞれ空間光変調素子と投射レンズとが内蔵されている。
投射レンズ61B,62B,63B,64B,65Bは、それぞれの光軸Kが垂直拡散スクリーン10の光入射面10aに直交するように配設されている。
[Configuration of Projectors 61-65]
The projector 61 includes a spatial light modulation element 61A and a projection lens 61B. Similarly, the projectors 62 to 65 each include a spatial light modulation element and a projection lens.
The projection lenses 61 </ b> B, 62 </ b> B, 63 </ b> B, 64 </ b> B, 65 </ b> B are arranged so that their optical axes K are orthogonal to the light incident surface 10 a of the vertical diffusion screen 10.

空間光変調素子61Aは、投射レンズ61Bの光軸Kに対して空間光変調素子61Aの表示領域の中心が水平方向に偏芯量S1だけ偏芯(シフト)するように配置されている。空間光変調素子62Aは、投射レンズ62Bの光軸Kに対して空間光変調素子62Aの表示領域の中心が水平方向に偏芯量S2だけ偏芯するように配置されている。同様に、空間光変調素子65Aは、投射レンズ65Bの光軸Kに対して空間光変調素子65Aの表示領域の中心が偏芯量S1だけ偏芯するように配置されている。投射レンズ65Bに対して空間光変調素子65Aがシフトする向きは、投射レンズ61Bに対して空間光変調素子61Aがシフトする向きとは反対向きである。同様に、空間光変調素子64Aは、投射レンズ64Bの光軸Kに対して空間光変調素子64Aの表示領域の中心が偏芯量S2だけ偏芯するように配置されている。投射レンズ64Bに対して空間光変調素子64Aがシフトする向きは、投射レンズ62Bに対して空間光変調素子62Aがシフトする向きとは反対向きである。
偏芯量S1、S2は、プロジェクタ61,62,64,65からのそれぞれの投影画像が垂直拡散スクリーン10で一致するように選択されている。つまり、偏芯量S1は偏芯量S2より大きい。
The spatial light modulation element 61A is arranged so that the center of the display area of the spatial light modulation element 61A is eccentric (shifted) in the horizontal direction with respect to the optical axis K of the projection lens 61B. The spatial light modulation element 62A is arranged so that the center of the display area of the spatial light modulation element 62A is eccentric with respect to the optical axis K of the projection lens 62B in the horizontal direction by the eccentricity S2. Similarly, the spatial light modulation element 65A is arranged so that the center of the display area of the spatial light modulation element 65A is decentered by the eccentric amount S1 with respect to the optical axis K of the projection lens 65B. The direction in which the spatial light modulator 65A shifts with respect to the projection lens 65B is opposite to the direction in which the spatial light modulator 61A shifts with respect to the projection lens 61B. Similarly, the spatial light modulation element 64A is arranged so that the center of the display area of the spatial light modulation element 64A is decentered by the eccentric amount S2 with respect to the optical axis K of the projection lens 64B. The direction in which the spatial light modulation element 64A shifts with respect to the projection lens 64B is opposite to the direction in which the spatial light modulation element 62A shifts with respect to the projection lens 62B.
The eccentric amounts S1 and S2 are selected so that the projected images from the projectors 61, 62, 64, and 65 coincide on the vertical diffusion screen 10. That is, the eccentric amount S1 is larger than the eccentric amount S2.

[作用等]
このような構成によれば、プロジェクタ61の空間光変調素子61Aから出射される光は、投射レンズ61Bに対してより水平方向外側から入射するので、垂直拡散スクリーン10に対する光の入射角をより大きくし、垂直拡散スクリーン10からの光の出射角をより大きくすることができる。従って、観察者による観察領域をより大きくすることができる。プロジェクタ65についても同様である。
[Action etc.]
According to such a configuration, the light emitted from the spatial light modulation element 61A of the projector 61 enters the projection lens 61B from the outside in the horizontal direction, so that the incident angle of the light with respect to the vertical diffusion screen 10 is increased. In addition, the light emission angle from the vertical diffusion screen 10 can be further increased. Therefore, the observation area by the observer can be made larger. The same applies to the projector 65.

また、プロジェクタ62の光軸Kの位置は、垂直拡散スクリーン10の水平方向の外側ではなく内側であるが、投射レンズ62Bに対して水平方向の外側に空間光変調素子62Aがシフトされている。このため、空間光変調素子62Aから出射された光は、投射レンズ62Bに対してより水平方向の外側から入射するので、垂直拡散スクリーン10に対する光の入射角を大きくし、垂直拡散スクリーン10からの光の出射角を大きくすることができる。つまり、プロジェクタ62は、空間光変調素子62Aのシフトにより、プロジェクタ62の出射光がθ>tan−1(W/D)を満たす。従って、観察者による観察領域をより大きくすることができる。プロジェクタ64についても同様である。 Further, the position of the optical axis K of the projector 62 is not the outside in the horizontal direction of the vertical diffusion screen 10 but the inside, but the spatial light modulation element 62A is shifted to the outside in the horizontal direction with respect to the projection lens 62B. For this reason, since the light emitted from the spatial light modulation element 62A is incident on the projection lens 62B from the outside in the horizontal direction, the incident angle of the light with respect to the vertical diffusion screen 10 is increased, and the light from the vertical diffusion screen 10 is increased. The light emission angle can be increased. That is, in the projector 62, the light emitted from the projector 62 satisfies θ> tan −1 (W / D) due to the shift of the spatial light modulation element 62A. Therefore, the observation area by the observer can be made larger. The same applies to the projector 64.

なお、本発明に係る実施形態は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態が考えられる。
例えば上記第1〜第3の実施形態では、立体画像表示装置1,100及び200が、それぞれ5個のプロジェクタ61〜65を備える例を示した。しかし、プロジェクタの数はこれに限定されず、プロジェクタ数を増加させて、プロジェクタから出射される光線数を増やすことで、立体画像の画質を高めてもよい。つまり、プロジェクタ61〜65は立体画像における一つの画素に相当するので、投影素子であるプロジェクタの数を可能な限り多くすることで、高画質な立体画像を得ることができる。
In addition, embodiment which concerns on this invention is not limited to embodiment described above, Other various embodiment can be considered.
For example, in the said 1st-3rd embodiment, the stereoscopic image display apparatuses 1,100, and 200 showed the example provided with the five projectors 61-65, respectively. However, the number of projectors is not limited to this, and the image quality of a stereoscopic image may be improved by increasing the number of projectors and increasing the number of light beams emitted from the projector. That is, since the projectors 61 to 65 correspond to one pixel in the stereoscopic image, a high-quality stereoscopic image can be obtained by increasing the number of projectors as projection elements as much as possible.

上記第1の実施形態などでは、水平方向に配設された複数のプロジェクタ61〜65のうち両端のプロジェクタ61及び65の光線がθ>tan−1(W/D)を満たす位置に配置されている例を示した。しかし、これに限定されず、例えばプロジェクタ61、65のそれぞれ水平方向の外側に光軸を一致させてプロジェクタを配設するようにしてもよい。プロジェクタ61,65の水平方向外側のプロジェクタから出射される光線は、θ>tan−1(W/D)を満たす。これにより、より一部観察領域をより大きくすることができる。また、両端のプロジェクタ61又は65の光線のうち一方がθ>tan−1(W/D)を満たす位置に配置されるようにしてもよい。このように、多様な観察領域を実現することができる。 In the first embodiment and the like, the light beams of the projectors 61 and 65 at both ends among the plurality of projectors 61 to 65 arranged in the horizontal direction are arranged at positions satisfying θ> tan −1 (W / D). An example is shown. However, the present invention is not limited to this, and for example, the projectors may be arranged such that the optical axes coincide with each other in the horizontal direction of the projectors 61 and 65. Light rays emitted from projectors outside the projectors 61 and 65 in the horizontal direction satisfy θ> tan −1 (W / D). Thereby, a part of observation area can be made larger. Further, one of the light beams of the projectors 61 or 65 at both ends may be arranged at a position satisfying θ> tan −1 (W / D). In this way, various observation areas can be realized.

上記第1の実施形態及び第2の実施形態では、中央以外のプロジェクタ61,62,64,65からそれぞれ投影される画像が垂直拡散スクリーン10の光入射面10aで位置が一致するように、それぞれの投影画像の水平方向での位置がシフトされている例を示した。立体画像表示装置1及び100がこのようなシフトを実現する構成を備えることが好ましいが、必ずしも備えていなくてもよい。   In the first embodiment and the second embodiment, the images projected from the projectors 61, 62, 64, 65 other than the center are respectively aligned with the light incident surface 10 a of the vertical diffusion screen 10. An example in which the position of the projected image in the horizontal direction is shifted is shown. Although it is preferable that the stereoscopic image display apparatuses 1 and 100 have a configuration that realizes such a shift, it is not always necessary.

上記第3の実施形態では、プロジェクタ61及び65が垂直拡散スクリーン10の水平方向外側に配設され、投射レンズ62Bに対して空間光変調素子62Aが水平方向に偏芯し、投射レンズ64Bに対して空間光変調素子64Aが水平方向に偏芯する例を示した。しかし、両端のプロジェクタ61及び65を備えずに、プロジェクタ62及び64が両端のプロジェクタになるように複数のプロジェクタを配列するようにしてもよい。このようにしても、プロジェクタ62及び64による光線により、観察者による水平方向の観察領域を大きくすることができる。   In the third embodiment, the projectors 61 and 65 are disposed outside the vertical diffusion screen 10 in the horizontal direction, the spatial light modulation element 62A is eccentric in the horizontal direction with respect to the projection lens 62B, and the projection lens 64B. In this example, the spatial light modulation element 64A is eccentric in the horizontal direction. However, the projectors 61 and 65 at both ends may be omitted, and a plurality of projectors may be arranged so that the projectors 62 and 64 become projectors at both ends. Even in this case, the horizontal observation region by the observer can be enlarged by the light beams from the projectors 62 and 64.

D 投影奥行き
K 光軸
R1、R4 一部観察領域
R2、R5 全面観察領域
S1、S2 偏芯量
W 垂直拡散スクリーンの幅
θ 入射角度
1、100、200 立体画像表示装置
61、62、63、64、65 プロジェクタ
10、101 垂直拡散スクリーン
10a 光入射面
61A、62A、63A、64A、65A 空間光変調素子
61B、62B、63B、64B、65B 投射レンズ
102 フレネルレンズ
103 拡散板
D Projection depth K Optical axis R1, R4 Partial observation region R2, R5 Full-surface observation region S1, S2 Eccentricity W Vertical diffusion screen width θ Incident angle 1, 100, 200 Stereoscopic image display device 61, 62, 63, 64 , 65 Projector 10, 101 Vertical diffusion screen 10a Light incident surface 61A, 62A, 63A, 64A, 65A Spatial light modulator 61B, 62B, 63B, 64B, 65B Projection lens 102 Fresnel lens 103 Diffuser

Claims (5)

入射光を空間光変調する空間光変調素子と前記空間変調素子からの光を投射する投射レンズとをそれぞれ有する複数のプロジェクタと、
前記プロジェクタから投射された光が入射する光入射面を有し、入射光を水平方向より垂直方向に大きく拡散するスクリーンと
を具備し、
前記複数のプロジェクタは、前記スクリーンの光入射面から前記光軸方向にそれぞれ等距離の位置に、それぞれの前記投射レンズの光軸方向を前記光入射面に直交する方向に一致させて配設され、
前記スクリーンの水平方向の幅をW、前記プロジェクタと前記スクリーンとの間の前記光軸方向の間隔である投影奥行きをD、水平面における前記プロジェクタからの光線の前記スクリーンへの入射角度をθとしたときに、少なくとも1個の前記プロジェクタからの光線がθ>tan−1(W/D)を満たす
立体表示装置。
A plurality of projectors each having a spatial light modulation element that spatially modulates incident light and a projection lens that projects light from the spatial modulation element;
A light incident surface on which light projected from the projector is incident, and a screen that diffuses incident light more in the vertical direction than in the horizontal direction,
The plurality of projectors are disposed at equidistant positions in the optical axis direction from the light incident surface of the screen, with the optical axis directions of the projection lenses being aligned with the direction orthogonal to the light incident surface. ,
The horizontal width of the screen is W, the projection depth, which is the distance between the projector and the screen in the optical axis direction, is D, and the incident angle of light rays from the projector on the horizontal plane is θ. Sometimes, a stereoscopic display device in which light rays from at least one projector satisfy θ> tan −1 (W / D).
請求項1に記載の立体表示装置であって、
少なくとも1個の前記プロジェクタは、該プロジェクタの投射レンズの光軸が前記スクリーンの前記水平方向外側に位置するように設けられている
立体表示装置。
The stereoscopic display device according to claim 1,
The at least one projector is provided so that an optical axis of a projection lens of the projector is positioned on the outer side in the horizontal direction of the screen.
請求項2に記載の立体表示装置であって、
前記水平方向で両端に配置されたプロジェクタは、それぞれのプロジェクタの投射レンズの光軸が前記スクリーンの前記水平方向外側に位置するように設けられている
立体表示装置。
The stereoscopic display device according to claim 2,
The projectors disposed at both ends in the horizontal direction are provided such that the optical axes of the projection lenses of the respective projectors are positioned outside the horizontal direction of the screen.
請求項3に記載の立体表示装置であって、
前記スクリーンは、前記光軸方向で前記光入射面側に設けられたフレネルレンズを有する立体表示装置。
The stereoscopic display device according to claim 3,
The screen is a stereoscopic display device having a Fresnel lens provided on the light incident surface side in the optical axis direction.
請求項4に記載の立体表示装置であって、
θ>tan−1(W/D)を満たす光線を投射する前記プロジェクタの前記空間光変調素子は、該空間光変調素子の表示領域の中心が該プロジェクタの投射レンズの光軸に対して水平方向に偏芯するように配置されている立体表示装置。
The stereoscopic display device according to claim 4,
The spatial light modulation element of the projector that projects a light beam satisfying θ> tan −1 (W / D) is such that the center of the display area of the spatial light modulation element is horizontal with respect to the optical axis of the projection lens of the projector. 3D display device arranged to be eccentric.
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