(57)【要約】【課題】装置全体の大型化を抑制し、かつ、装置全体の構成が複雑になるのを抑制しながら、投影部の数を低減させることが可能な立体映像投影装置を提供する。【解決手段】この立体映像投影装置１００は、立体投影画像１１を投影する走査型プロジェクタ１と、円弧状に配置される反射面２１を有するとともに、円弧状に配置された反射面２１の内側に走査型プロジェクタ１が位置するミラー部２とを備え、走査型プロジェクタ１から投影される立体投影画像１１に対応する光線を円弧状に配置されたミラー部２の反射面２１により反射させることにより観察者１２の目に立体投影画像１１に対応する光線を入射させるように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円弧状または略円状に配置される反射面を有するミラー部と、
前記ミラー部の内側に位置するとともに、立体投影画像を投影する投影部とを備え、
前記投影部から投影される前記立体投影画像に対応する光線を略円弧状または略円状に配置された前記ミラー部の反射面により反射させることにより観察者の目に立体投影画像に対応する光線を入射させるように構成されている、立体映像投影装置。
【請求項２】
前記ミラー部の前記反射面は、反射された前記立体投影画像を、前記反射面が配置される円弧または円の中心線の軸方向に拡散させるための表面形状を有している、請求項１に記載の立体映像投影装置。
【請求項３】
前記ミラー部の前記反射面は、前記投影部から出射される前記光線に垂直な面に対して傾斜した状態で配置されている、請求項１または２に記載の立体映像投影装置。
【請求項４】
前記投影部は、前記ミラー部の前記反射面を形成する円弧または円の中心に配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の立体映像投影装置。
【請求項５】
前記ミラー部は、前記反射面が配置される円弧または円の中心線の軸方向に直交する方向の断面が前記投影部側に突出する凸レンズ形状の凸部を有している、請求項１〜４のいずれか１項に記載の立体映像投影装置。
【請求項６】
前記ミラー部の反射面は、高さ方向に延びる台形状の反射面を有する複数の反射部材により形成され、前記複数の反射部材の反射面が周方向に互いに隣接するように配列されることにより、略円弧状または略円状に配置されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の立体映像投影装置。
【請求項７】
前記ミラー部の反射面は、略円状に配置されており、
前記投影部は、複数設けられており、
前記複数の投影部の各々の投影領域の大きさに基づいて、略円状に配置された前記反射面の領域を、周方向に連続した複数の異なる領域に分割するとともに、前記周方向に連続した複数の異なる領域毎に、前記複数の投影部の各々を用いて、同一の立体投影画像を投影するように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の立体映像投影装置。
【請求項８】
前記投影部は、プロジェクタを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の立体映像投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、立体映像投影装置に関し、特に、立体投影画像を投影する投影部を備える立体映像投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、立体投影画像を投影する投影部を備える立体映像投影装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、第１実施形態として、錐体形状または柱体形状を有する光線制御子と、複数の光線を光線制御子の外周面の全域に照射するために光線制御子の外側に光線制御子を取り囲むように周状に隣接して配置された多数のプロジェクタ（投影部）とを備えた立体ディスプレイ（立体映像投影装置）が開示されている。この立体ディスプレイは、多数のプロジェクタから光線制御子の外周面に光線を照射することにより、光線制御子を透過させて各光線により光線制御子の上方に立体画像を提示するように構成されている。また、第２実施形態として、立体ディスプレイに、プロジェクタを錐体形状または柱体形状の光線制御子の中心軸周りに回転させる回転機構を設けることにより、より少ない数のプロジェクタで光線制御子の外周面の全体に光線を照射する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１３７８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の第１実施形態の立体ディスプレイでは、プロジェクタが錐体形状または柱体形状の光線制御子の外側に配置されるので、光線制御子の中央の上方に立体画像を提示するためには、光線制御子を透過した光線を光線制御子の中央の上方に集める必要がある。このため、光線制御子の外側に配置されたプロジェクタから照射する光線を、光線制御子の照射面（外周面）に対して垂直に近い角度で入射させる必要があり、その結果、プロジェクタの個数が増加するという不都合がある。また、プロジェクタが錐体形状または柱体形状の光線制御子の外側に配置されるので、プロジェクタおよび光線制御子の配置スペースが大きくなるので、装置全体が大型化してしまうという不都合がある。また、第２実施形態の構成では、プロジェクタを光線制御子の中心軸周りに回転させることにより、より少ない複数のプロジェクタで光線制御子の外周面の全域に光線を照射することが可能である一方、プロジェクタを回転させるための回転駆動機構を設ける必要があるので、装置全体の構成が複雑になるという不都合がある。すなわち、上記特許文献１の立体ディスプレイでは、装置全体の大型化を抑制し、かつ、装置全体の構成が複雑になるのを抑制しながら、プロジェクタの数を低減させることができないという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、装置全体の大型化を抑制し、かつ、装置全体の構成が複雑になるのを抑制しながら、投影部の数を低減させることが可能な立体映像投影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の一の局面による立体映像投影装置は、略円弧状または略円状に配置される反射面を有するミラー部と、ミラー部の内側に位置するとともに、立体投影画像を投影する投影部とを備え、投影部から投影される立体投影画像に対応する光線を略円弧状または略円状に配置されたミラー部の反射面により反射させることにより観察者の目に立体投影画像に対応する光線を入射させるように構成されている。
【０００８】
この発明の一の局面による立体映像投影装置では、上記のように、略円弧状または略円状に配置される反射面を有するミラー部と、ミラー部の内側に位置するとともに、立体投影画像を投影する投影部とを設けることによって、投影部がミラー部の反射面の内側に配置されるので、投影部を外側に配置する場合と異なり、投影部およびミラー部の配置スペースが大きくなるのを抑制することができる。その結果、装置全体の大型化を抑制することができる。また、投影部から放射状に出射される光線を略円弧状または略円状に配置されたミラー部の反射面の内側から照射することができるので、外側から光線を照射する場合と異なり、１つの投影部から照射面（反射面、内周面）のより広い領域に対して光線を垂直に近い角度で入射させることができる。これにより、より少ない投影部により略円弧状または略円状に配置されたミラー部の反射面の中央近傍に反射光を集めることができるので、その中央近傍に立体投影画像を提示することができる。言い換えれば、投影部から放射状に出射される光線をミラー部に沿って略円弧状または略円状に配置された複数の反射面に照射することができる。すなわち、１台の投影部によって複数の点光源を生成することができる。その結果、投影部を回転させることなく、投影部の数を低減することができる。したがって、この立体映像投影装置では、装置全体の大型化を抑制し、かつ、装置全体の構成が複雑になるのを抑制しながら、投影部の数を低減させることができる。
【０００９】
上記一の局面による立体映像投影装置において、好ましくは、ミラー部の反射面は、反射された立体投影画像を、反射面が配置される円弧または円の中心線の軸方向に拡散させるための表面形状を有している。このように構成すれば、反射された立体投影画像を、反射面が配置される円弧または円の中心線の軸方向に拡散させることができるので、反射面の配置される円弧または円の中心線の軸方向に位置する観察者が、容易に立体投影画像を視認することができる。
【００１０】
上記一の局面による立体映像投影装置において、好ましくは、ミラー部の反射面は、投影部から出射される光線に垂直な面に対して傾斜した状態で配置されている。このように構成すれば、光線が投影部から離れていく方向に反射されることにより、投影部とは重ならない投影部と異なる位置に立体投影画像を提示することができるので、観察者の視認性を向上させることができる。
【００１１】
上記一の局面による立体映像投影装置において、好ましくは、投影部は、ミラー部の反射面を形成する円弧または円の中心に配置されている。このように構成すれば、投影部がミラー部の反射面上の周方向における各点から等距離に配置されるので、反射面のより広い領域に向けて均等に光線を出射することができる。
【００１２】
上記一の局面による立体映像投影装置において、好ましくは、ミラー部は、反射面が配置される円弧または円の中心線の軸方向に直交する方向の断面が投影部側に突出する凸レンズ形状の凸部を有している。このように構成すれば、反射面が配置される円弧または円の中心線の軸方向に直交する方向において、凸部により光線の拡散される角度が拡大されるので、観察者に近い位置においても、立体投影画像を観察者に視認させることができる。
【００１３】
上記一の局面による立体映像投影装置において、好ましくは、ミラー部の反射面は、高さ方向に延びる台形状の反射面を有する複数の反射部材により形成され、複数の反射部材の反射面が周方向に互いに隣接するように配列されることにより、略円弧状または略円状に配置されている。このように構成すれば、台形状の反射面を有する複数の反射部材を互いに隣接するように配列して、容易に、すり鉢状（円錐台状）の反射面を形成することができる。
【００１４】
上記一の局面による立体映像投影装置において、好ましくは、ミラー部の反射面は、略円状に配置されており、投影部は、複数設けられており、複数の投影部の各々の投影領域の大きさに基づいて、略円状に配置された反射面の領域を、周方向に連続した複数の異なる領域に分割するとともに、周方向に連続した複数の異なる領域毎に、複数の投影部の各々を用いて、同一の立体投影画像を投影するように構成されている。このように構成すれば、複数の投影部により、略円状の反射面の周方向の全域にわたって立体投影画像を投影することができるので、周方向のいずれの位置においても観察者は立体投影画像を視認することができる。
【００１５】
上記一の局面による立体映像投影装置において、好ましくは、投影部は、プロジェクタを含んでいる。このように構成すれば、プロジェクタにより容易に立体投影画像を投影することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、上記のように、装置全体の大型化を抑制し、かつ、装置全体の構成が複雑になるのを抑制しながら、投影部の数を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態による立体映像投影装置の全体の構成を示した概略斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態による立体映像投影装置の設置状態を示した平面図である。
【図３】図２の３００−３００線に沿った断面図である。
【図４】図１の４００−４００線に沿った断面図である。
【図５】図１の５００−５００線に沿った断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態による立体映像投影装置の投影原理を説明するための模式図である。
【図７】本発明の第１実施形態による立体映像投影装置の反射原理を説明するための模式図である。
【図８】本発明の第１実施形態による立体映像投影装置により観察者に遠い点を視認させる原理を説明するための模式図である。
【図９】本発明の第１実施形態による立体映像投影装置により観察者に近い点を視認させる原理を説明するための模式図である。
【図１０】本発明の第１実施形態による立体映像投影装置の比較例を示した模式図である。
【図１１】本発明の第２実施形態による立体映像投影装置の全体の構成を示した斜視図である。
【図１２】本発明の第２実施形態による立体映像投影装置の設置状態を示した平面図である。
【図１３】図１２の６００−６００線に沿った断面図である。
【図１４】図１３の立体映像投影装置および支持部材を示した部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
（第１実施形態）
図１〜図９を参照して、本発明の第１実施形態による立体映像投影装置１００の構成について説明する。
【００２０】
第１実施形態による立体映像投影装置１００は、図１に示すように、光線により立体投影画像１１を投影する１台の走査型プロジェクタ１と、走査型プロジェクタ１から出射された光線を反射することにより観察者１２の目に立体投影画像１１に対応する光線を入射させる円弧状のミラー部２とを備えている。なお、走査型プロジェクタ１は、本発明の「投影部」の一例である。
【００２１】
これら走査型プロジェクタ１およびミラー部２は、図２および図３に示すように、テーブル３に設置されたすり鉢状（円錐台状、すなわち、平面視円形状かつ側面視台形状）の支持部材４内に設置されるように構成されている。詳細には、支持部材４は、中央に孔部４１が形成された円状の底部４２と、底部４２の端部から上方に末広がり状に延びる側部４３とから構成されている。そして、走査型プロジェクタ１が支持部材４の底部４２の孔部４１に設置され、ミラー部２が円状の側部４３の内側面にもたれ掛かるように設置されている。また、テーブル３は、円形状の天板３１と天板３１を支持する複数の脚部３２とから構成されている。この天板３１の中央には、上面側から下面側に向かって開口径が小さくなる円錐台状の貫通孔３３が厚み方向に設けられており、その貫通孔３３に支持部材４が天板３１の上方から嵌め込まれることにより、設置されている。
【００２２】
このように、立体映像投影装置１００は、テーブル３に設置された支持部材４内に設置されることにより、テーブル３周りにいる観察者１２が立体投影画像１１を視認することが可能なように構成されている。なお、立体投影画像１１を視認する原理については後述する。
【００２３】
立体映像投影装置１００は、立体投影画像１１を投影する機器として、走査型プロジェクタ１が用いられるように構成されている。この走査型プロジェクタ１は、２次元的な画像をミラー部２に照射するために、光線を水平方向および垂直方向に走査するとともに光線の強度を変調し、所定の画像として出力できるように構成されている。その結果、走査型プロジェクタ１は、対向する照射対象の面に二次元画像を投影することが可能となる。
【００２４】
ミラー部２は、すり鉢状（円錐台状、すなわち、平面視円形状かつ側面視台形状）の一部に相当する扇形形状に形成されている。すなわち、Ｚ１方向（上方向）の端辺が大径の円弧状に形成され、Ｚ２方向（下方向）の端辺が小径の円弧状に形成されるとともに、大径の円弧と小径の円弧との端部を直線で結んだ扇形形状に形成されている。そして、走査型プロジェクタ１は、この扇形形状の小径の円弧状の端辺が位置する円（図１に示す１点鎖線の円）の中心に配置される。なお、この場合の配置には、図１に示す１点鎖線の円の中心に走査型プロジェクタ１の光線を出射する部分（光源）が配置される場合を含む。また、ミラー部２のサイズや支持部材４の底部４２に対する傾斜角度は、必要とする立体投影画像１１の大きさや明るさに応じて設定される。
【００２５】
ミラー部２は、内面側に反射面２１を有している。この反射面２１は、走査型プロジェクタ１から出射される光線に垂直な面に対して傾斜した状態で配置されている。その結果、ミラー部２は、この反射面２１により走査型プロジェクタ１から照射された光線を走査型プロジェクタ１から離間する方向に反射するように構成されている。すなわち、反射面２１を傾斜させることにより、反射した光線が走査線プロジェクタ１側に直接戻らないように構成されている。その結果、立体投影画像１１は、走査型プロジェクタ１の配置位置とは異なる走査型プロジェクタ１の上方の位置に提示される。
【００２６】
また、ミラー部２の反射面２１は、高さ方向に延びる台形状の反射面２１を有する複数の反射部材２２により形成されている。そして、複数の反射部材２２の反射面２１が周方向（図１に示すＡ方向）に互いに隣接するように配列されることにより、円弧状に配置されるように構成されている。
【００２７】
ここで、第１実施形態では、ミラー部２の反射面２１は、観察者１２が広い範囲で立体投影画像１１を視認可能とするために、図１に示すＸＹ平面（水平面）に平行な方向およびＺ方向（上方向）に光線を拡散可能に構成されている。以下、反射面２１が光線を拡散させる構成について説明する。
【００２８】
まず、図１に示すＸＹ平面（水平面）に平行な方向に反射面２１が光線を拡散させる構成について説明する。ミラー部２は、図４に示すように、反射面２１が配置される円弧の中心線Ｃ（図１に示す破線）の軸方向（図１に示すＺ方向（上方向））に直交する方向の断面（図１に示すＸＹ平面に平行な平面（水平断面））が走査型プロジェクタ１側に突出する凸レンズ形状の凸部２３を有している。なお、ミラー部２は、図４において、断面形状のみを示している。また、この凸部２３は、１つの反射部材２２に対して１つずつ形成され、ミラー部２の周方向（図１に示す曲線状の矢印方向）の全域に連続して形成されている。このような凸部２３がミラー部２の反射面２１に形成されることにより、走査型プロジェクタ１から出射された角度α１の光線が凸部２３により反射され、角度α１よりも広い画角（水平角）α２で拡散される。すなわち、光線が拡散されることにより画角が拡大される。なお、拡大された画角により立体投影画像１１を提示する原理については後述する。
【００２９】
次に、図１に示すＺ方向（上方向）に、反射面２１が光線を拡散させる構成について説明する。ミラー部２の反射面２１は、図５に示すように、反射された立体投影画像１１を、反射面２１が配置される円弧の中心線の軸方向（図１に示すＺ方向（上方向））に拡散させるための表面形状を有している。すなわち、反射面２１には、ミラー部２の周方向に連続して形成された凸レンズ形状の凸部２４が、図５におけるミラー部２の傾斜方向（斜め上方向）に連続して形成されている。このような凸部２４がミラー部２の反射面２１に形成されることにより、走査型プロジェクタ１から出射された各光線が凸部２４により反射され、図５に示すＺ方向（上方向）に広がるように角度（垂直角）βで拡散される。すなわち、光線が拡散されることにより視野角が拡大される。なお、凸部２４は、本発明の「表面形状」の一例である。
【００３０】
また、ミラー部２は、走査型プロジェクタ１から照射された光線を透過させずに、反射させる材料から形成されている。たとえば、ミラー部２の材料としては、合成樹脂材料、ガラスに対してアルミニウムや銀を蒸着させた部材や金属を鏡面状に仕上げした部材などが用いられる。
【００３１】
また、ミラー部２は、台形状の反射面２１を有する複数の反射部材２２をそれぞれの反射部材２２の反射面２１が周方向に互いに隣接するように接着されることにより構成されている。
【００３２】
ここで、図６を参照して、立体映像投影装置１００における両眼視差の発生原理について説明する。
【００３３】
図６に示すように、右眼Ｅ１（１２）および左眼Ｅ２（１２）を有する観察者１２が、ミラー部２の反射面２１上の点Ｐ１を見た場合、右眼Ｅ１には走査型プロジェクタ１から出射された右眼用光線Ｌ１が反射面２１より反射されて入射し、左眼Ｅ２には右眼用光線Ｌ１が入射しない。また、観察者１２が、ミラー部２の反射面２１上の点Ｐ２を見た場合、左眼Ｅ２には走査型プロジェクタ１から出射された左眼用光線Ｌ２が反射面２１により反射されて入射し、右眼Ｅ１には左眼用光線Ｌ２が入射しない。ここで、右眼用光線Ｌ１および左眼用光線Ｌ２の色は同一色（ここでは、赤色）とする。
【００３４】
走査型プロジェクタ１から出射された右眼用光線Ｌ１および左眼用光線Ｌ２は、ともに立体投影画像１１上の点Ｐ３を通過している。すなわち、右眼用光線Ｌ１および左眼用光線Ｌ２が点Ｐ３において交差することにより、立体投影画像１１上の点光源である点Ｐ３が形成されている。この場合、右眼Ｅ１により点Ｐ３を見る方向と左眼Ｅ２により点Ｐ３を見る方向とが異なる。すなわち、右眼Ｅ１の視線方向と左眼Ｅ２の視線方向との間に輻輳角θが発生する。これにより、観察者１２は、点Ｐ３までの奥行きを把握する指標を得るため、空間上の点Ｐ３の位置に赤色の点光源を視認することが可能となる。また、点Ｐ３のような点光源が複数集合することにより立体投影画像１１が空間上に形成される。
【００３５】
次に、図７を参照して、ミラー部２の反射面２１における光線の反射について説明する。なお、理解を容易にするために、反射面２１は平面形状であるとして説明する。すなわち、光線の入射角と反射角とが等しくなるものとする。走査型プロジェクタ１から出射された光線は反射部材２２ａ、２２ｂおよび２２ｃに対して実線矢印で示すように入射し、破線矢印で示すように反射するように構成されている。なお、図面上、反射部材２２ｂおよび２２ｃからの反射光の記載は省略する。そして、さらに反射部材の数および走査型プロジェクタ１から出射される画角を増加させることにより、上記の図６で説明した、観察者１２の両眼に入射する光線を多数得ることが可能となり、立体投影画像１１を空間上に形成することが可能となる。
【００３６】
次に、図８および図９を参照して、観察者１２に対して両眼Ｅ１およびＥ２の位置から遠くの点光源（点Ｎ１）および近くの点光源（点Ｎ２）を視認させる原理について説明する。なお、図８および図９に示す一点鎖線の円は、反射面２１上の光線の反射位置を示すものとする。また、ここでは、反射面２１は円状に形成されていると仮定する。
【００３７】
まず、図８を参照して、観察者１２に対して遠くの点光源（点Ｎ１）を視認させる原理について説明する。
【００３８】
点Ｏから出射された右眼用光線Ｌ３は、反射面２１上の点Ｑ１で反射され、右眼Ｅ１（１２）に入射している。また、点Ｏから出射された左眼用光線Ｌ４は、反射面２１上の点Ｑ２で反射され、左眼Ｅ２（１２）に入射している。そして、右眼用光線Ｌ３および左眼用光線Ｌ４の交じわる点Ｎ１が観察者１２に視認されるように形成されている。また、右眼用光線Ｌ３および左眼用光線Ｌ４のそれぞれの入射光と反射光との間の角度は、γ１およびγ２となる。
【００３９】
次に、図９を参照して、観察者１２に対して近くの点光源（点Ｎ２）を視認させる原理について説明する。
【００４０】
点Ｏから出射された右眼用光線Ｌ５は、反射面２１上の点Ｑ３で反射され、右眼Ｅ１（１２）に入射している。また、点Ｏから出射された左眼用光線Ｌ６は、反射面２１上の点Ｑ４で反射され、左眼Ｅ２（１２）に入射している。そして、右眼用光線Ｌ５および左眼用光線Ｌ６の交じわる点Ｎ２が観察者１２に視認されるように形成されている。また、右眼用光線Ｌ５および左眼用光線Ｌ６のそれぞれの入射光と反射光との間の角度は、δ１およびδ２となる。
【００４１】
ここで、図８および図９に示すように、角度δ１およびδ２は角度γ１およびγ２と比べて大きく形成されている。すなわち、観察者１２に対して近くの点光源（点Ｎ２）を視認させる場合には、遠くの点光源の視認させる場合に比べて、反射面２１における入射光と反射光とがなす角度が大きくなる。ここで、仮に、反射面２１が平らな形状を有しているとすると、反射された光線は点Ｏの近傍を通ることになる。このような平らな反射面２１の場合に、図８に示すような点Ｏの近傍を通る右眼用光線Ｌ３および左眼用光線Ｌ４により、観察者１２に視認される点Ｎ１を形成することは可能である。しかし、図９に示すような点Ｏの近傍を通らない右眼用光線Ｌ５および左眼用光線Ｌ６により、観察者１２に視認される点Ｎ２を形成することは不可能である。そこで、第１実施形態では、上記において図４を参照して説明したように、反射面２１上に凸部２３を設けることにより、光線をＸＹ平面（水平面）に平行な方向に広い角度で反射可能なように構成している。その結果、点Ｎ２のような観察者１２から近い位置にある点光源を視認可能としている。
【００４２】
第１実施形態では、上記のように、円弧状に配置される反射面２１を有するミラー部２と、ミラー部２の内側に位置するとともに、立体投影画像１１を投影する走査型プロジェクタ１とを設ける。これにより、走査型プロジェクタ１がミラー部２の反射面２１の内側に配置されるので、走査型プロジェクタ１を外側に配置する場合と異なり、走査型プロジェクタ１およびミラー部２の配置スペースが大きくなるのを抑制することができる。その結果、装置全体の大型化を抑制することができる。また、走査型プロジェクタ１から放射状に出射される光線をミラー部２の反射面２１の内側から照射することができるので、外側から光線を照射する場合と異なり、１つの走査型プロジェクタ１から反射面２１（内周面）のより広い領域に対して光線を垂直に近い角度で入射させることができる。これにより、より少ない走査型プロジェクタ１により略円弧状または略円状に配置されたミラー部２の反射面２１の中央近傍に反射光を集めることができるので、ミラー部２の中央近傍に立体投影画像１１を提示することができる。言い換えれば、走査型プロジェクタ１から放射状に出射される光線をミラー部２に沿って円弧状に配置された複数の反射面２１に照射することができる。すなわち、１台のプロジェクタによって複数の点光源を生成することができる。その結果、走査型プロジェクタ１を回転させることなく、走査型プロジェクタ１の数を低減することができる。したがって、この立体映像投影装置１００では、装置全体の大型化を抑制し、かつ、装置全体の構成が複雑になるのを抑制しながら、走査型プロジェクタ１の数を低減させることができる。
【００４３】
また、第１実施形態では、ミラー部２の反射面２１の表面形状を、反射された立体投影画像１１が、反射面２１が配置される円弧の中心線の軸方向に拡散するようにする。これにより、反射された立体投影画像１１を、反射面２１が配置される円弧の中心線の軸方向に拡散させることができるので、反射面２１の配置される円弧の中心線の軸方向位置する観察者１２が、容易に立体投影画像１１を視認することができる。
【００４４】
また、第１実施形態では、ミラー部２の反射面２１を、走査型プロジェクタ１から出射される光線に垂直な面に対して傾斜した状態で配置する。これにより、光線が走査型プロジェクタ１から離れていく方向に反射されることにより、走査型プロジェクタ１とは重ならない走査型プロジェクタ１と異なる位置に立体投影画像１１を提示することができるので、観察者１２の視認性を向上させることができる。
【００４５】
また、第１実施形態では、走査型プロジェクタ１を、ミラー部２の反射面２１を形成する円弧の中心に配置する。これにより、走査型プロジェクタ１がミラー部２の反射面２１上の周方向における各点から等距離に配置されるので、反射面２１のより広い領域に向けて均等に光線を出射することができる。
【００４６】
また、第１実施形態では、ミラー部２の反射面２１が配置される円弧の中心線の軸方向に直交する方向の断面の走査型プロジェクタ１側に突出する凸レンズ形状の凸部２４設ける。これにより、反射面２１が配置される円弧または円の中心線の軸方向に直交する方向において、凸部２４より光線の拡散される角度が拡大されるので、観察者１２に近い位置においても、立体投影画像１１を観察者１２に視認させることができる。
【００４７】
また、第１実施形態では、ミラー部２の反射面２１を、高さ方向に延びる台形状の反射面２１を有する複数の反射部材２２により形成し、複数の反射部材２２の反射面２１を、周方向に互いに隣接するように配列することにより、略円弧状または略円状に配置する。これにより、台形状の反射面２１を有する複数の反射部材２２を互いに隣接するように配列して、容易に、すり鉢状（円錐台状）の反射面２１を形成することができる。
【００４８】
また、第１実施形態では、投影部を走査型プロジェクタ１により構成する。これにより、走査型プロジェクタ１により容易に立体投影画像１１を投影することができる。
【００４９】
次に、図７および図１０を参照して、第１実施形態との比較例を挙げて、第１実施形態では走査型プロジェクタ１の数を低減可能であることについて説明する。
【００５０】
第１実施形態における、図７に示すような反射した光線（反射面２１に垂直に近い角度で入射し、ミラー部２の中央部近傍に立体投影画像１１を提示可能な光線）を、ミラー部２の外側に配置された走査型プロジェクタ１から得るためには、以下の比較例のような構成が必要となる。なお、比較例においては、第１実施形態におけるミラー部２は光線を反射させずに透過する光線制御部材９１に置き換えられるものとする。
【００５１】
比較例は、図１０に示すように、光線制御部材９１の外側の点Ｓ１、点Ｓ２および点Ｓ３に配置された３台の走査型プロジェクタ１により構成されている。また、光線制御部材９１は、透過部材９２ａ〜９２ｃから構成されている。また、図示しないが、透過部材９２ｂおよび９２ｃに対しても光線が透過している。なお、比較例においては、第１実施形態における各反射部材２２ａ〜２２ｃは光線を反射させずに透過する透過部材９２ａ〜９２ｃに置き換えられるものとする。
【００５２】
このように、ミラー部２の中心に配置された走査型プロジェクタ１は、透過部材９２の数に応じて光線制御部材９１の外側に配置された複数台の走査型プロジェクタ１に置き換えることができる。したがって、第１実施形態では比較例よりも走査型プロジェクタの数を低減することが可能である。
【００５３】
（第２実施形態）
次に、図１１〜図１３を参照して、本発明の第２実施形態による立体映像投影装置２００の構成について説明する。
【００５４】
この第２実施形態では、ミラー部２の反射面２１を形成する円弧の中心に１台の走査型プロジェクタ１が配置される第１実施形態と異なり、ミラー部２０２の反射面２１を形成する円の中心に４台の走査型プロジェクタ１ａ〜１ｄが配置される立体映像投影装置２００について説明する。なお、走査型プロジェクタ１ａ〜１ｄは、本発明の「投影部」の一例である。
【００５５】
第２実施形態による立体映像投影装置２００は、図１１に示すように、円状に配置された反射面２１と、４台の走査型プロジェクタ１ａ〜１ｄとを備えている。また、立体映像投影装置２００は、４台の走査型プロジェクタ１ａ〜１ｄの各々の投影領域の大きさに基づいて、円状に配置された反射面２１の領域を、周方向に均等に９０°の位相差で連続した４つの領域に分割するとともに、周方向に連続した４つの異なる領域毎に、４台の走査型プロジェクタ１ａ〜１ｄの各々を用いて、同一の立体投影画像１１を投影するように構成されている。また、４台の走査型プロジェクタ１ａ〜１ｄは、それぞれ９０°の位相差で周方向に光線を出射するように配置されている。
【００５６】
また、ミラー部２０２は、すり鉢状（円錐台状、すなわち、平面視円形状かつ側面視台形状）の形状を有している。そして、走査型プロジェクタ１ａ〜１ｄは、すり鉢状の支持部材４の底部４２の中心に形成された孔部４１に設置されている。また、ミラー部２０２は、ミラー部２０２の側部４３の内面に当接するように設置されている。なお、ミラー部２０２の反射部材２２の具体的な数としては、１台のプロジェクタ２に対して２以上１００程度以下が好ましい。このような反射部材２２の数は、ミラー部２０２の解像度および走査型プロジェクタ１ａ〜１ｄの分解能のバランスを考慮して設定される。
【００５７】
そして、立体映像投影装置２００は、図１２および図１３に示すように、テーブル３に設置されることにより、テーブル３の周方向に位置する観察者２１２が、観察者２１２に対向するそれぞれの走査型プロジェクタ１ａ〜１ｄにより形成される同一の立体投影画像１１を、走査型プロジェクタ１ａ〜１ｄの上方に視認することが可能となるように構成されている。
【００５８】
なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
【００５９】
第２実施形態では、上記のように、円状に配置される反射面２１を有するとともに、円状に配置された反射面２１の内側に走査型プロジェクタ１ａ〜１ｄが位置するミラー部２０２を設ける。これにより、上記第１実施形態と同様に、この立体映像投影装置２００では、装置全体の大型化を抑制し、かつ、装置全体の構成が複雑になるのを抑制しながら、走査型プロジェクタ１ａ〜１ｄの数を低減させることができる。
【００６０】
第２実施形態では、上記のように、ミラー部２０２の反射面２１を円状に配置し、走査型プロジェクタ１ａ〜１ｄを４台設け、４台の走査型プロジェクタ１ａ〜１ｄの各々の投影領域の大きさに基づいて、円状に配置された反射面２１の領域を、周方向に連続した４つの異なる領域に分割するとともに、周方向に連続した４つの異なる領域毎に、４台の走査型プロジェクタ１ａ〜１ｄの各々を用いて、同一の立体投影画像１１を投影する。これにより、４台の走査型プロジェクタ１ａ〜１ｄにより、円状の反射面２１の周方向の全域にわたって立体投影画像１１を投影することができるので、周方向のいずれの位置においても観察者２１２は立体投影画像１１を視認することができる。
【００６１】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００６２】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００６３】
たとえば、上記第１および第２実施形態では、本発明のミラー部の一例として、すり鉢状やすり鉢状（円錐台状、すなわち、平面視円形状かつ側面視台形状）の一部に相当する扇形形状に形成される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、円柱形状や円柱形状の一部に相当する平板形状であってもよい。
【００６４】
また、上記第１および第２実施形態では、本発明の立体映像投影装置の一例として、テーブルに設置される構成を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、壁面に取り付けられるなど、テーブル以外に設置される構成であってもよい。
【００６５】
また、上記第１および第２実施形態では、ミラー部の反射面を形成する円弧または円の中心に投影部を配置する構成を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、略円弧状または略円状に配置された反射面の内側であれば、略円弧状または略円状の中心からずれた位置であってもよい。
【００６６】
また、上記第１および第２実施形態では、本発明のミラー部に上方向に連続する凸レンズ状の凸部を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、回折格子状の表面形状を有するものであってもよい。
【００６７】
また、上記第１および第２実施形態では、本発明のミラー部の一例として、反射面が配置される円弧の中心線の軸方向に直交する方向の断面がプロジェクタ側に突出する周方向に連続する凸レンズ形状の凸部を有している構成を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、反射面が配置される円弧または円の中心線の軸方向に直交する方向に光線を拡散可能であれば、ミラー部が凹レンズ形状を有しているなど、凸レンズ形状以外の形状を有していてもよい。
【００６８】
また、上記第１および第２実施形態では、走査型プロジェクタとミラー部とをすり鉢状の支持部材に設置することにより、互いの位置関係が決まるように構成したが、本発明はこれに限られない。本発明では、走査型プロジェクタとミラー部との間に棒状の接続部材を設けることにより両者を一体的に構成してもよい。
【００６９】
また、上記第１および第２実施形態では、本発明の投影部の一例として、走査型プロジェクタを示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）プロジェクタ、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  ＣｒｙｓｔａＬ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）プロジェクタおよびＤＬＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）プロジェクタなどの走査型プロジェクタ以外のプロジェクタを利用してもよい。また、立体投影画像を投影可能であれば、複数のレーザーポインターなど、プロジェクタ以外の投影部であってもよい。
【００７０】
また、上記第２実施形態では、プロジェクタを４台配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、立体映像投影装置が、周方向に連続した複数の異なる反射面の領域毎に、複数の投影部の各々を用いて、同一の立体投影画像を投影可能であれば、投影機は４台以外の複数台であってもよい。また、円弧状のミラー部に対して複数台の走査型プロジェクタが配置されてもよい。
【００７１】
また、上記第１および第２実施形態では、ミラー部は、台形状の反射面を有する複数の反射部材をそれぞれの反射部材の反射面が周方向に互いに隣接するように接着されることにより構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ミラー部を一体的に作製してもよい。たとえば、合成樹脂材料を使用する場合には、射出成型によりミラー部を作製することができる。また、金属材料を使用する場合には、切削、研磨加工によりミラー部を作製することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１、１ａ 〜１ｄ  走査型プロジェクタ（投影部）
２、２０２  ミラー部
１１  立体投影画像
１２、２１２  観察者
２１  反射面
２２  反射部材
２３  凸部
２４  凸部（表面形状）
１００、２００  立体映像投影装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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