(57)【要約】  本開示の映像表示装置は、２次元的な投影映像を出射する少なくとも１つの映像源と、映像源からの投影映像を少なくとも水平方向の複数のエリアに分割して複数のエリア映像を生成し、複数のエリア映像が異方性拡散特性を持つスクリーン上で部分的に重ね合わさることで複数視点の映像表示が行われるように、複数のエリア映像をそれぞれスクリーンに向けて互いに異なる角度で偏向投影する、少なくとも１つの映像偏向部とを備える。
2019208025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元的な投影映像を出射する少なくとも１つの映像源と、
前記映像源からの前記投影映像を少なくとも水平方向の複数のエリアに分割して複数のエリア映像を生成し、前記複数のエリア映像が異方性拡散特性を持つスクリーン上で部分的に重ね合わさることで複数視点の映像表示が行われるように、前記複数のエリア映像をそれぞれ前記スクリーンに向けて互いに異なる角度で偏向投影する、少なくとも１つの映像偏向部と
を備える
映像表示装置。
【請求項２】
前記映像偏向部は、前記複数のエリア映像をそれぞれ前記スクリーンに向けて互いに異なる角度で拡大して偏向投影する
請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項３】
前記映像偏向部は、
水平方向に配列された複数のミラーを有する少なくとも１つのミラーアレイを含み、
前記複数のミラーはそれぞれ水平方向において曲面形状または平面形状である
請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項４】
前記複数のミラーはそれぞれ、水平方向において曲面形状であり、垂直方向において平面形状または曲面形状である
請求項３に記載の映像表示装置。
【請求項５】
前記映像偏向部は、前記ミラーアレイを複数、含み、
前記複数のミラーアレイは、垂直方向に配列されている
請求項３に記載の映像表示装置。
【請求項６】
垂直方向に異なる位置にある前記複数のミラーアレイ同士の前記複数のミラーの配列が、水平方向において互いに同一である
請求項５に記載の映像表示装置。
【請求項７】
垂直方向に異なる位置にある前記複数のミラーアレイ同士の前記複数のミラーの配列が、水平方向において互いに異なる
請求項５に記載の映像表示装置。
【請求項８】
前記映像偏向部は、
水平方向に配列された複数のミラーを有するミラーアレイと、
前記映像源と前記ミラーアレイとの間に配置された拡大レンズと
を含む
請求項２に記載の映像表示装置。
【請求項９】
前記複数のミラーはそれぞれ、水平方向において平面形状または曲面形状であり、垂直方向において平面形状または曲面形状である
請求項８に記載の映像表示装置。
【請求項１０】
前記映像偏向部は、
水平方向に配列された複数の回折領域を有する回折素子を含み、
前記複数の回折領域はそれぞれ少なくとも水平方向において偏向作用を有する
請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項１１】
前記映像源は、前記投影映像を反射型液晶素子によって生成する液晶プロジェクタである
請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項１２】
前記映像源は、前記投影映像を２次元配列された複数の可動ミラーによって生成するプロジェクタである
請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項１３】
前記映像源は、前記投影映像を単一の走査ミラーによって生成する走査型プロジェクタである
請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項１４】
前記映像源は、前記投影映像を前記単一の走査ミラーに入射した角度の異なる複数のレーザ光を走査することによって生成する走査型プロジェクタである
請求項１３に記載の映像表示装置。
【請求項１５】
１つの前記映像源と１つの前記映像偏向部とを１つの組とする映像表示ユニットを、複数組、備えた
請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項１６】
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である
請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項１７】
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円筒スクリーンである
請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項１８】
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異方性拡散板である
請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項１９】
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異方性拡散特性を持つ回折素子である
請求項１に記載の映像表示装置。
【請求項２０】
前記映像源は、前記スクリーンと前記映像偏向部との間に配置されている
請求項１に記載の映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
それぞれ異なる視点から見た複数の映像（視点映像）を表示する技術がある。例えば、複数の発光点から照射された複数のレーザ光を独立に走査、偏向して複数の視点映像を表示する技術がある（特許文献１参照）。これにより、例えば立体映像表示を行う技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２１９６１８号公報
【発明の概要】
【０００４】
上記技術では、複数のレーザ光を発する複数の視点数分の光源や、複数のレーザ光の状態を制御するレンズ等の複数の光学素子が必要とされ得る。また、小さいレンズのアレイで偏向を行って視点映像を表示しているため、正しい方向に所望の映像を表示するためには広い範囲でレンズとレーザの高い位置精度が求められる。そのため、装置全体として大型化やコスト高を招く。
【０００５】
小型、低コストで多視点の映像表示を行うことが可能な映像表示装置を提供することが望ましい。
【０００６】
本開示の一実施の形態に係る映像表示装置は、２次元的な投影映像を出射する少なくとも１つの映像源と、映像源からの投影映像を少なくとも水平方向の複数のエリアに分割して複数のエリア映像を生成し、複数のエリア映像が異方性拡散特性を持つスクリーン上で部分的に重ね合わさることで複数視点の映像表示が行われるように、複数のエリア映像をそれぞれスクリーンに向けて互いに異なる角度で偏向投影する、少なくとも１つの映像偏向部とを備えるものである。
【０００７】
本開示の一実施の形態に係る映像表示装置では、映像偏向部によって、映像源からの投影映像が少なくとも水平方向の複数のエリアに分割され、複数のエリア映像が生成される。映像偏向部は、複数のエリア映像が異方性拡散特性を持つスクリーン上で部分的に重ね合わさることで複数視点の映像表示が行われるように、複数のエリア映像のそれぞれをスクリーンに向けて互いに異なる角度で偏向投影する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】比較例に係る映像表示装置の概要を示す構成図である。
【図２】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。
【図３】第１の実施の形態に係る映像表示装置における映像源からの投影光の一例を示す上面図である。
【図４】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。
【図５】第１の実施の形態に係る映像表示装置の第１の変形例を概略的に示す側面図である。
【図６】第１の実施の形態に係る映像表示装置の第２の変形例を概略的に示す上面図である。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】第２の実施の形態に係る映像表示装置の第１の変形例を概略的に示す側面図である。
【図１０】第２の実施の形態に係る映像表示装置の第２の変形例を概略的に示す上面図である。
【図１１】映像偏向部の第１の構成例を示す上面図である。
【図１２】映像偏向部の第２の構成例を示す上面図である。
【図１３】映像偏向部の第３の構成例を示す上面図である。
【図１４】映像偏向部の第４の構成例を示す上面図である。
【図１５】第４の実施の形態に係る映像表示装置における映像偏向部の第１の構成例を示す上面図および側面図である。
【図１６】図１５に示した映像偏向部を拡大して示した側面図である。
【図１７】第４の実施の形態に係る映像表示装置における映像偏向部の第２の構成例を示す上面図および側面図である。
【図１８】第５の実施の形態に係る映像表示装置における映像源の一構成例を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
１．第１の実施の形態（平面型のスクリーンを用いる映像表示装置）
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６）
１．２  効果
２．第２の実施の形態（円筒型のスクリーンを用いる映像表示装置）（図７〜図１０）
３．第３の実施の形態（映像偏向部のバリエーション）（図１１〜図１４）
４．第４の実施の形態（映像偏向部を複数段のアレイで構成した例）（図１５〜図１７）
５．第５の実施の形態（映像源のバリエーション）（図１８）
６．その他の実施の形態
【００１１】
＜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。
【００１２】
比較例に係る映像表示装置は、映像源としてのプロジェクタ１００を複数、アレイ状に配置し、異方性拡散特性を持つスクリーン２００に向けて、各々のプロジェクタ１００から映像を投射して立体映像を表示する。
【００１３】
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、視点数分の映像源（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、各映像源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。
【００１４】
［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４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、上面方向から見た映像表示装置１における映像源Ｐｊからの投影映像（投影光）Ｌｐｊの一例を示している。図４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は水平方向、Ｙは垂直方向、Ｚは投影方向を示す。後述する他の実施の形態において示す図においても同様である。
【００１５】
第１の実施の形態に係る映像表示装置１は、２次元的な投影映像Ｌｐｊを出射する映像源Ｐｊと、投影映像Ｌｐｊから分割された複数のエリア映像Ｌｐｊｎのそれぞれをスクリーン２に向けて互いに異なる角度で偏向投影する映像偏向部Ｄｅとを備えている。複数のエリア映像Ｌｐｊｎはそれぞれ、互いに視点の異なる視点映像に相当する。
【００１６】
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、異方性拡散板である。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。
【００１７】
なお、図４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。後述する他の実施の形態において示す図においても同様である。
【００１８】
映像源Ｐｊは、時間的または空間的に２次元に光線を出射することで、２次元的な投影映像Ｌｐｊを生成する。映像源Ｐｊは、スクリーン２と映像偏向部Ｄｅとの間に配置されている
【００１９】
映像源Ｐｊは、例えば、反射型液晶素子を用いて投影映像Ｌｐｊを生成するＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）型のプロジェクタ（反射型液晶プロジェクタ）であってもよい。この場合、映像源Ｐｊは、空間的に２次元に光線を出射することで、２次元的な投影映像Ｌｐｊを生成する。
【００２０】
また、映像源Ｐｊは、例えば、投影映像Ｌｐｊ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プロジェクタであってもよい。例えば、映像源Ｐｊは、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）型のＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）プロジェクタであってもよい。この場合、映像源Ｐｊは、空間的に２次元に光線を出射することで、２次元的な投影映像Ｌｐｊを生成する。
【００２１】
また、映像源Ｐｊは、投影映像Ｌｐｊを単一の走査ミラーによって生成する走査型プロジェクタであってもよい。例えば、１つのレーザ光源からのレーザ光を単一の走査ミラーで２次元的に走査することによって２次元的な投影映像Ｌｐｊを生成するシングルミラー型のＭＥＭＳプロジェクタであってもよい。この場合、映像源Ｐｊは、時間的に２次元に光線を出射することで、２次元的な投影映像Ｌｐｊを生成する。
【００２２】
映像偏向部Ｄｅは、映像源Ｐｊからの投影映像Ｌｐｊを少なくとも水平方向の複数のエリアに分割して複数のエリア映像Ｌｐｊｎを生成する。映像偏向部Ｄｅは、複数のエリア映像Ｌｐｊｎがスクリーン２上で部分的に重ね合わさることで複数視点の映像表示が行われるように、複数のエリア映像Ｌｐｊｎをそれぞれスクリーン２に向けて互いに異なる角度で偏向投影する。これにより、例えば立体映像表示を行う。映像偏向部Ｄｅは、複数のエリア映像Ｌｐｊｎをそれぞれスクリーン２に向けて互いに異なる角度で拡大して偏向投影する。
【００２３】
映像偏向部Ｄｅは、水平方向に配列された複数の曲面ミラーＭｃｎを有する曲面ミラーアレイＭｃを含んでいる。複数の曲面ミラーＭｃｎは、それぞれ少なくとも水平方向において曲面形状（凸面ミラー）である。図２では、曲面ミラーＭｃｎが凸面形状である例を示しているが、曲面ミラーＭｃｎが凹面形状（凹面ミラー）であってもよい。
【００２４】
図２には、映像偏向部Ｄｅの曲面ミラーアレイＭｃが４つの曲面ミラーＭｃ１，Ｍｃ２，Ｍｃ３，Ｍｃ４を有し、１つの投影映像Ｌｐｊから水平方向に分割された４つのエリア映像Ｌｐｊ１，Ｌｐｊ２，Ｌｐｊ３，Ｌｐｊ４を生成した例を示している。ただし、１つの投影映像Ｌｐｊから生成するエリア映像Ｌｐｊｎの数は、４つに限らず、５つ以上、または２つや３つであってもよい。曲面ミラーアレイＭｃを構成する曲面ミラーＭｃｎの数を、生成するエリア映像Ｌｐｊｎ（視点映像）の数に応じた数だけ設ければよい。
【００２５】
例えば図３に示したように、映像源Ｐｊからは水平方向に４１．５°の範囲の投影映像Ｌｐｊを出射する。映像偏向部Ｄｅには、例えば、投影映像Ｌｐｊを水平方向に１０°ずつのエリアに分割した４つのエリア映像Ｌｐｊ１，Ｌｐｊ２，Ｌｐｊ３，Ｌｐｊ４が入射する。映像偏向部Ｄｅにおいて、４つのエリア映像Ｌｐｊ１，Ｌｐｊ２，Ｌｐｊ３，Ｌｐｊ４は、それぞれ４つの曲面ミラーＭｃ１，Ｍｃ２，Ｍｃ３，Ｍｃ４に入射する。４つの曲面ミラーＭｃ１，Ｍｃ２，Ｍｃ３，Ｍｃ４はそれぞれ、４つのエリア映像Ｌｐｊ１，Ｌｐｊ２，Ｌｐｊ３，Ｌｐｊ４を、それぞれスクリーン２に向けて互いに異なる角度で拡大反射して偏向投影する。曲面ミラーＭｃ１，Ｍｃ２，Ｍｃ３，Ｍｃ４は、４つのエリア映像Ｌｐｊ１，Ｌｐｊ２，Ｌｐｊ３，Ｌｐｊ４を、例えば、スクリーン２上で水平方向に２°ずつ異なる角度で投影する。これにより、水平方向に２°ずつ視点位置のずれた４つの視点映像を表示することができる。
【００２６】
また、映像偏向部Ｄｅは、図３に示したように、複数のエリア映像Ｌｐｊｎのそれぞれの映像中心光線Ｖｃがスクリーン２上で一致するように、複数のエリア映像Ｌｐｊｎのそれぞれを偏向投影することが望ましい。
【００２７】
また、図４に示したように、映像源Ｐｊと映像偏向部Ｄｅは、例えば、スクリーン２に対して下方に配置する。これにより、複数のエリア映像Ｌｐｊｎを、スクリーン２に対して下側から打ち上げ投影する。
【００２８】
スクリーン２に対して下側から打ち上げ投影するために、映像偏向部Ｄｅにおける曲面ミラーアレイＭｃを、打ち上げ角度に応じた角度でスクリーン２に対して傾斜するように配置する。また、曲面ミラーアレイＭｃにおける複数の曲面ミラーＭｃｎはそれぞれ、垂直方向において平面形状とする。
【００２９】
なお、上述した投影映像Ｌｐｊの分割角度やスクリーン２上におけるエリア映像Ｌｐｊ１，Ｌｐｊ２，Ｌｐｊ３，Ｌｐｊ４の偏向角度の値は一例であって、上述した値に限定されるものではない。
【００３０】
（変形例）
（第１の変形例）
図５は、側面方向から見た映像表示装置１の第１の変形例の全体構成の一例を示している。
【００３１】
第１の変形例に係る映像表示装置１Ａは、図４に示した映像表示装置１における映像偏向部Ｄｅ（曲面ミラーアレイＭｃ）に代えて、映像偏向部Ｄｅａ（曲面ミラーアレイＭｃ′）を備えている。
【００３２】
図４では、曲面ミラーアレイＭｃにおける複数の曲面ミラーＭｃｎをそれぞれ、垂直方向において平面形状とした例を示したが、図５に示した曲面ミラーアレイＭｃ′のように、複数の曲面ミラーＭｃｎをそれぞれ、垂直方向においても曲面形状にしてもよい。複数の曲面ミラーＭｃｎを垂直方向においても曲面形状にすることで、エリア映像Ｌｐｊｎを垂直方向にも拡大投影することができる。
【００３３】
（第２の変形例）
図６は、上面方向から見た第１の実施の形態に係る映像表示装置１の第２の変形例の全体構成の一例を示している。
【００３４】
第２の変形例に係る映像表示装置１Ｂは、図２に示した映像表示装置１における１つの映像源Ｐｊと１つの映像偏向部Ｄｅとを１つの組とする映像表示ユニットを、複数組、備えた構成となっている。これにより、複数の映像源Ｐｊ１，Ｐｊ２，…Ｐｊｎと、複数の映像偏向部Ｄｅ１，Ｄｅ２，…Ｄｅｎとを備えた構成となっている。
【００３５】
複数の映像源Ｐｊ１，Ｐｊ２，…Ｐｊｎと、複数の映像偏向部Ｄｅ１，Ｄｅ２，…Ｄｅｎとを水平方向に並列的に配列することで、例えば立体映像の視点数と視域を広げることができる。図６には、８つの映像源Ｐｊ１，Ｐｊ２，…Ｐｊ８と、８つの映像偏向部Ｄｅ１，Ｄｅ２，…Ｄｅ８とが配列された構成例を示す。例えば１つの映像源Ｐｊと１つの映像偏向部Ｄｅとの組によって、水平方向に２°ずつ視点位置のずれた４つの視点映像を表示するものとすると、図６の構成例では、４×８＝３２個の視点映像を表示することができる。視域幅としては、
２°（ピッチ）×３２（視点）＝６４°の視域幅が得られる。
【００３６】
［１．２  効果］
以上のように、本実施の形態によれば、１つの映像源Ｐｊからの投影映像Ｌｐｊから分割された複数のエリア映像Ｌｐｊｎのそれぞれをスクリーン２に向けて互いに異なる角度で偏向投影することによって複数視点の映像表示を行うようにしたので、小型、低コストで多視点の映像表示を行うことが可能となる。
【００３７】
図２の構成例では、１つの投影映像Ｌｐｊを４つのエリア映像Ｌｐｊ１，Ｌｐｊ２，Ｌｐｊ３，Ｌｐｊ４に分け、それぞれのエリア映像Ｌｐｊｎに対応した曲面ミラーＭｃｎによって拡大反射して偏向投影することで、あたかも４つの仮想映像源Ｖｐｊ（Ｖｐｊ１，Ｖｐｊ２，Ｖｐｊ３，Ｖｐｊ４）があるように投影することができる。これにより、図１の比較例に係る映像表示装置に比べて、複数視点の映像を表示するために必要な光源（映像源）の数を減らすことができる。また、本実施の形態によれば、映像源Ｐｊからの投影映像Ｌｐｊを映像偏向部Ｄｅで逆向きにスクリーン２に向けて折り返す構造になっていることで、スクリーン２に対して仮想映像源Ｖｐｊを映像偏向部Ｄｅよりも外側に位置させることができる。このため、実際に仮想映像源Ｖｐｊの位置に映像源Ｐｊを配置する場合よりも、スクリーン２を含めた映像表示装置のサイズを小さくすることができる。
【００３８】
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。
【００３９】
＜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。
【００４０】
図７および図８は、第２の実施の形態に係る映像表示装置１Ｃの一構成例を示している。図７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８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。
【００４１】
第１の実施の形態に係る映像表示装置１（図２、図４）では、平面型のスクリーン２を用いる構成例を示したが、第２の実施の形態に係る映像表示装置１Ｃは、円筒型のスクリーン２Ａを用いた構成となっている。
【００４２】
円筒型のスクリーン２Ａは、水平方向と垂直方向とで光拡散特性が異なる透過型または反射型の異方性拡散特性を持つ略半円筒のスクリーンである。円筒型のスクリーン２Ａは、例えば、異方性拡散板である。円筒型のスクリーン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。円筒型のスクリーン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。
【００４３】
第２の実施の形態に係る映像表示装置１Ｃでは、複数のエリア映像Ｌｐｊｎのそれぞれの映像中心光線Ｖｃが円筒型のスクリーン２Ａの円筒軸Ｃ１を通過するように、複数のエリア映像Ｌｐｊｎのそれぞれを偏向投影することが望ましい。これにより、円筒型のスクリーン２Ａの投影面（円筒面）上では、複数のエリア映像Ｌｐｊｎのそれぞれの映像中心光線Ｖｃが同一のずれ角で少しずつずれた状態で偏向投影される。これにより、円筒型のスクリーン２Ａの円筒面上では、複数のエリア映像Ｌｐｊｎのそれぞれが同一のずれ角で少しずつずれた状態で重ね合わさるように偏向投影される。
【００４４】
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。
【００４５】
（変形例）
（第１の変形例）
図９は、側面方向から見た第２の実施の形態に係る映像表示装置１Ｃの第１の変形例を概略的に示している。
【００４６】
図９に示したように、円筒型のスクリーン２Ａに対して上側に反射ミラー３を配置し、映像偏向部Ｄｅからの複数のエリア映像Ｌｐｊｎを上側の反射ミラー３で一旦反射させた後、反射ミラー３から下側に向けて円筒型のスクリーン２Ａに投影してもよい。
【００４７】
特に、円筒型のスクリーン２Ａが透過型のＨＯＥである場合、観察方向Ｚ１とは反対側のスクリーン面からの外光Ｌｅｘの影響が課題となる。スクリーン２ＡがＨＯＥの場合、図９のように一旦、複数のエリア映像Ｌｐｊｎを上側に投影して反射ミラー３で反射させてから、スクリーン２Ａに打ち下ろすように投影することにより、外光Ｌｅｘ自体が入りにくくなり、外光Ｌｅｘの影響を受けにくくすることができる。これにより、外光耐性が向上する。
【００４８】
（第２の変形例）
図１０は、上面方向から見た第２の実施の形態に係る映像表示装置１Ｃの第２の変形例の全体構成の一例を示している。
【００４９】
第２の変形例に係る映像表示装置１Ｄは、図７に示した映像表示装置１Ｃにおける１つの映像源Ｐｊと１つの映像偏向部Ｄｅとを１つの組とする映像表示ユニットを、複数組、備えた構成となっている。これにより、複数の映像源Ｐｊ１，Ｐｊ２，…Ｐｊｎと、複数の映像偏向部Ｄｅ１，Ｄｅ２，…Ｄｅｎとを備えた構成となっている。
【００５０】
第２の変形例に係る映像表示装置１Ｄでは、投影面が３６０°の完全な円筒スクリーン２Ｂに向けて、複数のエリア映像Ｌｐｊｎを投影する。環状に複数の映像源Ｐｊ１，Ｐｊ２，…Ｐｊｎと複数の映像偏向部Ｄｅ１，Ｄｅ２，…Ｄｅｎとを配置することで、３６０°の円筒スクリーン２Ｂに複数のエリア映像Ｌｐｊｎを投影する。これにより、３６０°の多視点の映像が得られる。
【００５１】
＜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。
【００５２】
上記第１および第２の実施の形態に係る映像表示装置における映像偏向部Ｄｅは、図１１〜図１４に示す構成であってもよい。
【００５３】
（第１の構成例）
図１１は、上面方向から見た映像偏向部Ｄｅの第１の構成例を示している。
【００５４】
映像偏向部Ｄｅは、水平方向に配列された複数の曲面ミラーＭｃｎを有する曲面ミラーアレイＭｃであってもよい。複数の曲面ミラーＭｃｎは、それぞれ少なくとも水平方向において曲面形状である。図１１では、曲面ミラーＭｃｎが水平方向に凸面形状（凸面ミラー）である例を示しているが、曲面ミラーＭｃｎが水平方向に凹面形状（凹面ミラー）であってもよい。凹面ミラーの方が、拡大倍率を高くとりやすい。図１１には、映像偏向部Ｄｅの曲面ミラーアレイＭｃが４つの曲面ミラーＭｃ１，Ｍｃ２，Ｍｃ３，Ｍｃ４を有する例を示しているが、複数の曲面ミラーＭｃｎの数は、４つに限らず、５つ以上、または２つや３つであってもよい。曲面ミラーアレイＭｃを構成する曲面ミラーＭｃｎの数を、生成するエリア映像Ｌｐｊｎ（視点映像）の数に応じた数だけ設ければよい。また、曲面ミラーアレイＭｃは、垂直方向において平面形状（図４参照）であってもよいし、垂直方向において拡大投影する場合には垂直方向において曲面形状（図５参照）であってもよい。
【００５５】
（第２の構成例）
図１２は、上面方向から見た映像偏向部Ｄｅの第２の構成例を示している。
【００５６】
映像偏向部Ｄｅは、曲面ミラーアレイＭｃと拡大レンズＬａとを含む構成であってもよい。曲面ミラーアレイＭｃの構成は、図１１と略同様であってもよい。拡大レンズＬａは、映像源Ｐｊと曲面ミラーアレイＭｃとの間に配置されている。拡大レンズＬａは、少なくとも水平方向において光の拡大作用を有している。映像源Ｐｊからの投影映像Ｌｐｊを拡大レンズＬａで拡大した後、曲面ミラーアレイＭｃ入射させる構成であってもよい。
【００５７】
（第３の構成例）
図１３は、上面方向から見た映像偏向部Ｄｅの第３の構成例を示している。
【００５８】
映像偏向部Ｄｅは、平面ミラーアレイＭｐと拡大レンズＬａとを含む構成であってもよい。平面ミラーアレイＭｐは、水平方向に配列された複数の平面ミラーＭｐｎを有する。複数の平面ミラーＭｐｎは、それぞれ少なくとも水平方向において平面形状である。平面ミラーアレイＭｐは、水平方向には拡大作用を有しないが、偏向作用を有する。複数の平面ミラーＭｐｎはそれぞれ、複数のエリア映像Ｌｐｊｎを互いに異なる方向に偏向投影するように、互いに別々の角度で配置されている。この構成の場合、映像偏向部Ｄｅの水平方向における拡大作用は、拡大レンズＬａが担う。図１３には、映像偏向部Ｄｅの平面ミラーアレイＭｐが４つの平面ミラーＭｐ１，Ｍｐ２，Ｍｐ３，Ｍｐ４を有する例を示しているが、複数の複数の平面ミラーＭｐｎの数は、４つに限らず、５つ以上、または２つや３つであってもよい。平面ミラーアレイＭｐを構成する複数の平面ミラーＭｐｎの数を、生成するエリア映像Ｌｐｊｎ（視点映像）の数に応じた数だけ設ければよい。
【００５９】
（第４の構成例）
図１４は、上面方向から見た映像偏向部Ｄｅの第４の構成例を示している。
【００６０】
映像偏向部Ｄｅは、水平方向に配列された複数の回折領域Ｈａｎを有する回折素子アレイＨａを含む構成であってもよい。複数の回折領域Ｈａｎは、それぞれ少なくとも水平方向において拡大作用および偏向作用を有している。図１４には、映像偏向部Ｄｅの回折領域Ｈａｎが４つの回折領域Ｈａ１，Ｈａ２，Ｈａ３，Ｈａ４を有する例を示しているが、複数の回折領域Ｈａｎの数は、４つに限らず、５つ以上、または２つや３つであってもよい。回折素子アレイＨａにおける回折領域Ｈａｎの数を、生成するエリア映像Ｌｐｊｎ（視点映像）の数に応じた数だけ設ければよい。また、回折素子アレイＨａは、垂直方向において拡大作用を有しない構成であってもよいし、垂直方向において拡大作用を有する構成であってもよい。
【００６１】
また、映像偏向部Ｄｅは、図１２の構成例と同様に、回折素子アレイＨａに加えて拡大レンズＬａを含む構成であってもよい。また、図１４では、複数の回折領域Ｈａｎが反射作用を有する反射型の回折素子アレイＨａである構成例を示しているが、複数の回折領域Ｈａｎが透過作用を有する透過型の回折素子アレイであってもよい。映像偏向部Ｄｅに、透過型の回折素子アレイを用いる場合、複数のエリア映像Ｌｐｊｎの投影方向およびスクリーン２等の配置位置は、これまでの構成例とは逆側（図１４の上側）となる。
【００６２】
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。
【００６３】
＜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。
【００６４】
上記第１ないし第３の実施の形態では、映像偏向部Ｄｅが、垂直方向に１つの曲面ミラーアレイＭｃ等を備えた１段のアレイ構成とされていたが、垂直方向に複数のアレイを配列した複数段のアレイ構成であってもよい。垂直方向に複数のアレイを配列することで、垂直方向の視域を拡大したり垂直方向に視点数を増やすことができる（図１５、図１６参照）。また、水平方向にも視点数を増やし、水平方向の解像度を向上させることができる（図１７参照）
【００６５】
以下、図１５ないし図１７に、曲面ミラーアレイＭｃを垂直方向に２段配置した構成例を示すが、垂直方向に３段以上配置したアレイ構成にしてもよい。また、曲面ミラーアレイＭｃにおける複数の曲面ミラーＭｃｎが水平方向に凸面形状（凸面ミラー）である例を示すが、曲面ミラーＭｃｎが水平方向に凹面形状（凹面ミラー）であってもよい。また、曲面ミラーアレイＭｃに代えて、平面ミラーアレイＭｐ（図１３参照）や回折素子アレイＨａ（図１４参照）を垂直方向に複数段、配置したアレイ構成にしてもよい。また、以下では１つの曲面ミラーアレイＭｃが垂直方向に平面形状である構成例を示すが、垂直方向においても曲面形状にしてもよい（図５参照）。
【００６６】
（第１の構成例）
図１５は、第４の実施の形態の第１の構成例に係る映像表示装置１Ｅにおける上面方向および側面方向から見た構成を示している。図１６は、図１５に示した映像偏向部Ｄｅを側面方向から拡大して示したものである。
【００６７】
第１の構成例に係る映像表示装置１Ｅは、映像偏向部Ｄｅが、垂直方向に異なる位置に配置された２つの曲面ミラーアレイＭｃａ，Ｍｃｂを有している。図１５の右上の上面図に示したように、曲面ミラーアレイＭｃａは、水平方向に配列された複数の曲面ミラーＭｃａｎを有している。同様に、曲面ミラーアレイＭｃｂは、水平方向に配列された複数の曲面ミラーＭｃａｂを有している。図１５の右上の上面図に示したように、曲面ミラーアレイＭｃａにおける複数の曲面ミラーＭｃａｎのそれぞれと、曲面ミラーアレイＭｃｂにおける複数の曲面ミラーＭｃｂｎのそれぞれとが、水平方向において互いに同一位置となるように配列されている。曲面ミラーアレイＭｃａ，Ｍｃｂを傾けて配置する場合、各曲面ミラーＭｃａｎ，Ｍｃｂｎに投影される投影映像Ｌｐｊの範囲は射影で扇形形状になる。このため、その広がりを考慮して、下側の曲面ミラーＭｃａｎに対して上側の曲面ミラーＭｃｂｎは大きくしてもよい。この場合、水平位置が拡大した分、水平方向における下側の曲面ミラーＭｃａｎと上側の曲面ミラーＭｃｂｎとの配列が拡大した比率分、ずれてもよい（投影画角に対する角度位置が一致していればよい）。
【００６８】
２つの曲面ミラーアレイＭｃａ，Ｍｃｂは、垂直方向において互いに異なる傾斜角度で傾斜配置されてもよい。これにより、曲面ミラーアレイＭｃａによって偏向投影する投影映像（投影光）Ｌｐｊａと、曲面ミラーアレイＭｃｂによって偏向投影する投影映像（投影光）Ｌｐｊｂとの偏向角度を異ならせ、垂直方向の視域を拡大することができる。
【００６９】
（第２の構成例）
図１７は、第４の実施の形態の第２の構成例に係る映像表示装置１Ｆにおける上面方向および側面方向から見た構成を示している。
【００７０】
第２の構成例に係る映像表示装置１Ｆは、第１の構成例に係る映像表示装置１Ｅと同様に、映像偏向部Ｄｅが、垂直方向に異なる位置に配置された２つの曲面ミラーアレイＭｃａ，Ｍｃｂを有している。第２の構成例に係る映像表示装置１Ｆは、第１の構成例に係る映像表示装置１Ｅに対して、２つの曲面ミラーアレイＭｃａ，Ｍｃｂの水平方向の配置位置が異なっている。第２の構成例に係る映像表示装置１Ｆでは、図１７の右上の上面図に示したように、曲面ミラーアレイＭｃａにおける複数の曲面ミラーＭｃａｎのそれぞれと、曲面ミラーアレイＭｃｂにおける複数の曲面ミラーＭｃｂｎのそれぞれとが、水平方向において互いに異なる（互い違いに）なるように配列されている。これにより、水平方向にも視点数を増やし、水平方向の解像度を向上させることができる。
【００７１】
第２の構成例に係る映像表示装置１Ｆにおける映像偏向部Ｄｅの垂直方向の構成は第１の構成例（図１６）と略同様であってもよい。
【００７２】
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。
【００７３】
＜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。
【００７４】
図１８は、上面方向から見た第５の実施の形態に係る映像表示装置における映像源Ｐｊの一構成例を示している。
【００７５】
上記第１の実施の形態において説明したように、本開示の技術における映像源Ｐｊは、例えば、ＬＣＯＳ型のプロジェクタ、ＤＭＤ型のＭＥＭＳプロジェクタ、またはシングルミラー型のＭＥＭＳプロジェクタ等で構成することができる。さらに、図１８に示したように、映像源Ｐｊが、投影映像Ｌｐｊを単一の走査ミラーに入射した角度の異なる複数のレーザ光を走査することによって生成する走査型プロジェクタであってもよい。
【００７６】
図１８に示した映像源Ｐｊは、単一の走査ミラーであるＭＥＭＳミラー１１と、レーザ光源となる、端面レーザアレイまたはＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）１２と、集光レンズ１３とを備えている。
【００７７】
ＶＣＳＥＬ１２は、複数のレーザ光を出力する面発光半導体レーザである。集光レンズ１３は、ＶＣＳＥＬ１２から出力された複数のレーザ光を、互いに異なる角度でＭＥＭＳミラー１１に向けて集光する。ＭＥＭＳミラー１１は、例えば、ミラー面を２つの軸を中心に傾けることが可能な２軸の可動ミラーである。
【００７８】
図１８に示した映像源Ｐｊのように、単一の走査ミラーであるＭＥＭＳミラー１１に複数のレーザ光を角度を変えて入射し、複数のエリア映像Ｌｐｊｎを複数のレーザ光のそれぞれで分担してスキャン投影するような走査型プロジェクタであってもよい。これにより、映像源Ｐｊの画角が広がることで、図１の比較例に係る映像表示装置に比べて、複数視点の映像を表示するために必要な光源（映像源）の数をさらに減らすことができる。
【００７９】
図１８に示した映像源Ｐｊの構成によれば、単一の走査ミラーに複数のレーザ光を角度を変えて入射し、走査することで広角化を行うとともに、レーザ変調周波数を保ったままでも高解像度化ができる。
【００８０】
例えば図１８に示したように、映像源Ｐｊからは水平方向に８３．５°の範囲の投影映像Ｌｐｊを出射する。映像偏向部Ｄｅには、例えば、投影映像Ｌｐｊを水平方向に２０．５°ずつのエリアに分割した４つのエリア映像Ｌｐｊ１，Ｌｐｊ２，Ｌｐｊ３，Ｌｐｊ４が入射する。
【００８１】
なお、図１８では、１つのレーザ光によって１つのエリア映像Ｌｐｊｎを偏向投影するようにＭＥＭＳミラー１１を制御しているが、１つのレーザ光によって２以上のエリア映像Ｌｐｊｎを偏向投影するようにＭＥＭＳミラー１１を制御してもよい。
【００８２】
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。
【００８３】
＜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。
【００８４】
例えば、上記各実施の形態では、映像偏向部が水平方向に拡大作用を有する場合を例にしたが、映像偏向部が水平方向に拡大作用を有しない構成であっても良い。例えば、図１１に示した映像偏向部Ｄｅの構成に対して、曲面ミラーＭｃｎを水平方向に平面形状にし、映像偏向部Ｄｅが水平方向には偏向作用のみを有する構成にしてもよい。また、例えば、図１４に示した映像偏向部Ｄｅの構成に対して、回折領域Ｈａｎが水平方向には拡大作用がなく、偏向作用のみを有する構成にしてもよい。
【００８５】
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、映像源からの投影映像から分割された複数のエリア映像のそれぞれをスクリーンに向けて互いに異なる角度で偏向投影することによって複数視点の映像表示を行うようにしたので、小型、低コストで多視点の映像表示を行うことが可能となる。
（１）
２次元的な投影映像を出射する少なくとも１つの映像源と、
前記映像源からの前記投影映像を少なくとも水平方向の複数のエリアに分割して複数のエリア映像を生成し、前記複数のエリア映像が異方性拡散特性を持つスクリーン上で部分的に重ね合わさることで複数視点の映像表示が行われるように、前記複数のエリア映像をそれぞれ前記スクリーンに向けて互いに異なる角度で偏向投影する、少なくとも１つの映像偏向部と
を備える
映像表示装置。
（２）
前記映像偏向部は、前記複数のエリア映像をそれぞれ前記スクリーンに向けて互いに異なる角度で拡大して偏向投影する
上記（１）に記載の映像表示装置。
（３）
前記映像偏向部は、
水平方向に配列された複数のミラーを有する少なくとも１つのミラーアレイを含み、
前記複数のミラーはそれぞれ水平方向において曲面形状または平面形状である
上記（１）または（２）に記載の映像表示装置。
（４）
前記複数のミラーはそれぞれ、水平方向において曲面形状であり、垂直方向において平面形状または曲面形状である
上記（３）に記載の映像表示装置。
（５）
前記映像偏向部は、前記ミラーアレイを複数、含み、
前記複数のミラーアレイは、垂直方向に配列されている
上記（３）または（４）に記載の映像表示装置。
（６）
垂直方向に異なる位置にある前記複数のミラーアレイ同士の前記複数のミラーの配列が、水平方向において互いに同一である
上記（５）に記載の映像表示装置。
（７）
垂直方向に異なる位置にある前記複数のミラーアレイ同士の前記複数のミラーの配列が、水平方向において互いに異なる
上記（５）に記載の映像表示装置。
（８）
前記映像偏向部は、
水平方向に配列された複数のミラーを有するミラーアレイと、
前記映像源と前記ミラーアレイとの間に配置された拡大レンズと
を含む
上記（２）に記載の映像表示装置。
（９）
前記複数のミラーはそれぞれ、水平方向において平面形状または曲面形状であり、垂直方向において平面形状または曲面形状である
上記（８）に記載の映像表示装置。
（１０）
前記映像偏向部は、
水平方向に配列された複数の回折領域を有する回折素子を含み、
前記複数の回折領域はそれぞれ少なくとも水平方向において偏向作用を有する
上記（１）または（２）に記載の映像表示装置。
（１１）
前記映像源は、前記投影映像を反射型液晶素子によって生成する液晶プロジェクタである
上記（１）ないし（１０）のいずれか１つに記載の映像表示装置。
（１２）
前記映像源は、前記投影映像を２次元配列された複数の可動ミラーによって生成するプロジェクタである
上記（１）ないし（１０）のいずれか１つに記載の映像表示装置。
（１３）
前記映像源は、前記投影映像を単一の走査ミラーによって生成する走査型プロジェクタである
上記（１）ないし（１０）のいずれか１つに記載の映像表示装置。
（１４）
前記映像源は、前記投影映像を前記単一の走査ミラーに入射した角度の異なる複数のレーザ光を走査することによって生成する走査型プロジェクタである
上記（１３）に記載の映像表示装置。
（１５）
１つの前記映像源と１つの前記映像偏向部とを１つの組とする映像表示ユニットを、複数組、備えた
上記（１）ないし（１４）のいずれか１つに記載の映像表示装置。
（１６）
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である
上記（１）ないし（１５）のいずれか１つに記載の映像表示装置。
（１７）
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円筒スクリーンである
上記（１）ないし（１５）のいずれか１つに記載の映像表示装置。
（１８）
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異方性拡散板である
上記（１）ないし（１７）のいずれか１つに記載の映像表示装置。
（１９）
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異方性拡散特性を持つ回折素子である
上記（１）ないし（１７）のいずれか１つに記載の映像表示装置。
（２０）
前記映像源は、前記スクリーンと前記映像偏向部との間に配置されている
上記（１）ないし（１９）のいずれか１つに記載の映像表示装置。
【００８６】
本出願は、日本国特許庁において２０１８年４月２５日に出願された日本特許出願番号第２０１８−０８３６６９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。
【００８７】
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。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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2019208025.tif 000022
2019208025.tif 000023
2019208025.tif 000024