CN101681026B - 立体影像的投影装置及立体影像的投影方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种立体影像的投影装置及立体影像的投影方法，通过提供沉浸感高的立体影像，能够将观看者极其容易地引入假想空间，使其体会与以往不同的影像体验。该立体影像的投影装置，用影像投影装置将立体影像投影在屏幕上，所述立体影像能够通过配设有第一偏振片和第二偏振片的立体眼镜进行观看而被有立体感地观看到，其中，屏幕制成以内周面为屏幕面的圆筒体，影像投影装置与屏幕面对置设置多个，并且，使形成为屏幕面的周向30°以下的立体影像从影像投影装置沿屏幕面的周向排列而投影，由此生成在周向上连续的立体影像。

Description

立体影像的投影装置及立体影像的投影方法

技术领域

本发明涉及立体影像的投影装置及立体影像的投影方法，尤其是涉及可对在水平方向上连成360°的立体影像进行投影的立体影像的投影装置及立体影像的投影方法。

背景技术

目前，已提出了各种各样的有立体感地观看影像的立体影像的投影方法。尤其是近来，通过促进各种设备的技术开发，除了用早已知道的使用蓝色薄膜和红色薄膜的所谓立体眼镜的方法，还提出了使用三维液晶显示装置和液晶快门眼镜的立体影像的投影方法，此外，基于全息图的立体影像的投影技术也已达到实用水平。另外，最近，也会使用设有偏振条件不同的两种偏振片的立体眼镜取代蓝色薄膜和红色薄膜。

但是，在这些立体影像的投影方法中，在构筑比较便宜且可供很多人同时视听的***时，还是使用立体眼镜的投影方法在成本方面具有优势，已被利用到天象仪等中。

另外，还提出了不是立体影像而是从多个放映机将影像投影到制成凹球面状的屏幕上来显示高清晰且有立体感的影像的模拟乘坐(simulationride)装置(例如参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2000-132082号公报

但是，用这些投影方法得到的立体影像可以作为立体的影像观看，但由于能看到屏幕或显示器等的端部、或立体影像自身较小，缺乏向其立体影像形成的模拟空间中的沉浸感。

因而，不能具有自己身处作为立体影像而表现的假想空间这样的感觉，结果是和视听电影等之类的普通二维图像的状态没什么差异。

发明内容

本发明人等鉴于这种现状，为了通过提供沉浸感高的立体影像，将观看者极其容易地引入假想空间，使其能够具有和以往不同的影像体验，进行了研究开发，从而完成本发明。

本发明的立体影像的投影装置，用影像投影装置将立体影像投影在屏幕上，所述立体影像能够通过配设有第一偏振片和第二偏振片的立体眼镜进行观看而被有立体感地观看到，其中，屏幕以内周面为屏幕面且设为圆筒状，影像投影装置与屏幕面对置设置多个，并且，通过使形成为屏幕面的周向30°大小以下的立体影像从影像投影装置沿屏幕面的周向排列而投影，生成在周向上连续的立体影像。

此外，本发明的立体影像的投影装置，在以下几方面还有特征。即：

(1)由各影像投影装置投影的立体影像是基于连结图像数据进行投影的立体影像，所述连结图像数据是将多个成为形成为屏幕面的周向30°大小以下的立体影像的分割图像数据结合而形成的。

(2)连结图像数据，在投影时相邻的分割图像数据中设置重叠余边部分来进行结合，且通过调节使该重叠余边部分达到规定的亮度而生成。

(3)影像投影装置，将投影在屏幕面上的立体影像的周向侧的侧缘部分作为重叠余边影像，使其与在周向上被相邻地投影的立体影像的重叠余边影像相互重叠来进行投影。

(4)为了进行被相邻地投影的立体影像间的对位，影像投影装置具有使形成为规定间距的格子状图形的对位用影像投影在屏幕面上的调节模式，在设于对位用影像的周向侧的侧缘部分的重叠余边影像部分，设置使格子状图形的至少一部分缺失的缺失区域，并且，缺失区域设在与被相邻地投影的对位用影像的具备缺失区域的重叠余边影像部分的格子状图形重叠的位置。

(5)对左眼用的影像和右眼用的影像的任一方影像进行投影的影像投影装置，以第一颜色对对位用影像中的格子状图形进行投影，对另一方影像进行投影的影像投影装置，以第二颜色且与第一颜色的格子状图形重叠地对对位用影像中的格子状图形进行投影，并且，在作为第一颜色的格子状图形而投影的第一对位用影像中的缺失区域，投影第二颜色的格子状图形，在作为第二颜色的格子状图形而投影的第二对位用影像中的缺失区域，投影第一颜色的格子状图形，在投影了第二颜色的格子状图形的缺失区域，重叠被相邻地投影的对位用影像中的投影了第一颜色格子状图形的缺失区域，在投影了第一颜色的格子状图形的缺失区域，重叠被相邻地投影的对位用影像中的投影了第二颜色格子状图形的缺失区域。

(6)使用蓝色滤光片代替第一偏振片，使用红色滤光片代替第二偏振片。

另外，本发明的立体影像的投影方法，使得通过配设有第一偏振片和第二偏振片的立体眼镜，观看用影像投影装置重叠投影在屏幕上的由左眼用的影像和右眼用的影像构成的立体影像，其中，将屏幕形成以内周面为屏幕面的圆筒体，将影像投影装置与屏幕面对置配置，并且，使形成为屏幕面的周向30°大小以下的立体影像从影像投影装置沿屏幕面的周向排列而投影，由此生成在周向上连续的立体影像。

根据本发明，在通过配设有第一偏振片和第二偏振片的立体眼镜观看用影像投影装置重叠投影在屏幕上的由左眼用的影像和右眼用的影像构成的立体影像的投影方法和投影装置中，将屏幕形成为以内周面为屏幕面的圆筒体，将多个影像投影装置与屏幕面分别对置配置，并且，使形成为屏幕面的周向30°大小以下的立体影像从影像投影装置沿屏幕面的周向排列而投影，由此能够对在水平方向上连成360°且在相邻的影像的接缝部分无不协调感的立体影像进行投影。

因而，该立体影像的视听者能够意识不到屏幕而视听立体影像，所以，能够提高向立体影像形成的假想空间的沉浸感，从而能够得到更具现实感的模拟体验。

而且，尽管屏幕面在上下方向具有规定的尺寸，但由于投影在屏幕面上的立体影像而看起来比屏幕面更靠近观看者的物体，在视觉上使上下方向的视野扩大，能够意识不到屏幕的存在，能够生成在观看者的上方没有设置屏幕的沉浸感高的假想空间。

附图说明

图1是本发明实施方式的立体影像的投影装置的示意立体图；

图2是本发明实施方式的立体影像的投影装置的示意平面图；

图3是本发明实施方式的立体影像的投影装置的示意纵剖面图；

图4是分割图像数据的作成方法的说明图；

图5是分割图像数据的作成方法的说明图；

图6是用调整电机投影在屏幕面上的对位用影像的说明图。

附图标记说明

S  屏幕面

10  屏幕

20  影像投影装置组

20a  第一影像投影装置

20b  第二影像投影装置

30  座位

31  台阶

32  扶手

33  斜坡

具体实施方式

本发明的立体影像的投影方法及立体影像的投影装置，是通过配设有第一偏振片和第二偏振片的立体眼镜观看用影像投影装置重叠投影在屏幕上的由左眼用的影像和右眼用的影像组成的立体影像的方法和装置，特别是将屏幕做成以内周面为屏幕面的圆筒体，将多个影像投影装置分别与屏幕面对置配置，并且使各投影装置投影的立体影像沿着屏幕面的周向排列而投影，从而投影在周向上连续的立体影像的方法和装置。

即，如图1～3所示，本发明实施方式的立体影像的投影装置由以内周面为屏幕面S的圆筒体的屏幕10、和与屏幕面S对置配置的多个影像投影装置组20构成。

在此，影像投影装置组20是由一台投影左眼用的影像的第一影像投影装置20a和一台投影右眼用的影像的第二影像投影装置20b构成的两台一组的影像投影装置对，通过使由第一影像投影装置20a投影的左眼用的影像和由第二影像投影装置20b投影的右眼用的影像重叠在屏幕面S的同一区域，来生成一个立体影像。

第一影像投影装置20a及第二影像投影装置20b分别是通常被称作“放映机”的采用了透射型、半透射型、反射型等液晶显示装置的投影装置，分别装有实施对应于立体眼镜的第一偏振片和第二偏振片的偏振处理的偏振片，分别经过该偏振片投影影像，生成左眼用的影像及右眼用的影像。

本实施方式中，使用第一影像投影装置20a和第二影像投影装置20b两台影像投影装置生成一个立体影像，但如果有可能，例如，也可以采用内装两个光源和两个液晶显示装置来生成左眼用的影像及右眼用的影像、并且使所生成的左眼用影像和右眼用影像重叠而合成后进行投影的立体影像专用的影像投影装置，来替换影像投影装置组20。

另外，本实施方式中是将第一影像投影装置20a和第二影像投影装置20b上下重叠而配置，但也可以左右并排配置。特别是在左右并排配置的情况下，不必担心各自发生的热对另一方产生影响，能够容易地防止第一影像投影装置20a和第二影像投影装置20b的异常加热。

本实施方式中，设有六个影像投影装置组20，各影像投影装置组20分别使立体影像投影到在周向上呈360°的屏幕的60°大小的区域。

成为从各影像投影装置组20投影的立体影像的图像数据由未图示的管理装置进行存储及管理，管理装置将所需的图像数据分别作为影像信号输出，将该影像信号经由所需的信号缆线输入到各影像投影装置组20的第一影像投影装置20a和第二影像投影装置20b，从而可进行投影。

管理装置是微型计算机等电子计算机，本实施方式中由可彼此同步动作的三台微型计算机构成。在各微型计算机上分别设有四个影像信号输出端子，三台上设有十二个影像信号输出端子，可以向由六个影像投影装置组20构成的十二台影像投影装置20a、20b分别输出所需的影像信号。通过使三台微型计算机分别同步动作，使得从各影像信号输出端子输出的影像信号同步，防止在影像投影装置20a、20b间产生偏离。

各微型计算机的硬盘等存储单元中分别存储有转换为影像信号而输出的图像数据，各微型计算机将所需的图像数据依次转换为影像信号并从各影像信号输出端子输出。

尤其是在本实施方式中，将图像数据存储在存储单元时，将四台影像投影装置20a、20b的图像数据合成后作为合成图像数据来存储，向影像信号转换时，先进行从合成图像数据分割为各图像数据的分割处理，然后进行向影像信号的转换并从各影像信号输出端子输出。

如图1所示，各影像投影装置组20配置在与其影像投影装置组20投影立体影像的屏幕面S对置的屏幕面S的上部。这样，由于各影像投影装置组20配置于屏幕面S的上部，影像投影装置组20不会成为障碍，而且影像投影装置组20中产生的热能够迅速地从上方散出，可以抑制屏幕10内的空间发生温度上升的情况。另外，屏幕10具备适当的骨架，以能够稳定地支承各影像投影装置组20。另外影像投影装置组20并不限定于配置在屏幕面S的上部的情况，如果可能，也可以配置在地板上。

在圆筒状的屏幕10的内侧设有视听者用的座位30。另外，在屏幕10的一部分设有向屏幕的内侧进出用的入口(未图示)，闭塞该入口的门(未图示)的内周面也作为屏幕。

本实施方式中，在座位30部分与圆筒状的屏幕10同心地设有两级圆形的台阶31。各级分别呈圆弧状设有座位30。本实施方式的座位30由配设了弹性部件的构架体构成。图1～图3中，标记32是指扶手，标记33是指斜坡。

用这样构成的立体影像的投影装置投影的影像，因屏幕面为圆周面状，所以用通常的投影方法不能充分保证周向上相邻的立体影像在接缝部分的连续性。

即，用六个影像投影装置组20对各个在周向上为60°大小的立体影像进行投影而使立体影像在周向上相连时，若从影像投影装置组20仅投影通常的影像，则和将影像分别投影在周向上排列的六个平面状屏幕上的情况是相同的，不能使相邻的立体影像的接缝部分平滑地连续，因而接缝部分的立体影像会产生偏离及变形，立体感本身被削弱。

于是，确认了通过进一步减小一台影像投影装置20的周向的投影角，例如使周向上为30°以下来投影图像，则可得到在相邻的影像的接缝部分没有不协调感的立体影像。

这时，一台影像投影装置20投影在周向上为30°大小的影像，因此，在显示360°的连续立体影像时，需要十二组二十四台影像投影装置20a、20b。因而，导致立体影像的投影装置高成本化，并且将用各影像投影装置组20投影的图像输入到各影像投影装置组20的第一影像投影装置20a和第二影像投影装置20b的管理装置的负荷极度增大。

于是，例如将对周向上为60°大小的立体影像进行投影的一个影像投影装置组20投影的图像，作成对周向上为30°大小的立体影像进行投影时的相邻的两个图像结合后的图像进行投影。本实施方式中，由三个周向上为20°大小的立体影像生成用一个影像投影装置组20投影的图像。

在此，将用一个影像投影装置组20投影的图像数据称为“连结图像数据”，将为了生成该连结图像数据而使用的图像数据称为“分割图像数据”。另外，在本发明中，将分别设置于影像投影装置组20的第一影像投影装置20a及第二影像投影装置20b内的液晶显示装置所显示的影像称为“图像”，将屏幕面S上所显示的影像称为“影像”。

作成各分割图像数据时，如图4所示，在要投影基于分割图像数据生成的图像的屏幕面S的位置分别假想矩形的投影区域s1、s2、s3，考虑距影像投影装置20的投影点P的位置关系即各投影区域s1、s2、s3相对于投影方向的倾斜度而作成。

另外，从影像投影装置20到屏幕面S的距离足够大的情况下，各投影区域s1、s2、s3相对于投影方向的倾斜度之差较小，所以，也可以如图5所示，和通常的图像作成一样假定与投影方向垂直的各个投影区域s1、s2、s3而作成各分割图像数据。

另外，作成各分割图像数据时，并不是作成各投影区域大小的图像数据，而是为了设置与作成图像时由相邻的分割图像数据生成的图像重叠的重叠余边(Overlapping Space)，作成比各投影区域大该重叠余边的量的区域的图像数据。

分别适当调节重叠余边部分的图像数据的亮度，使其在重叠余边相重叠的状态下达到规定的亮度。

本实施方式中，使在周向上排列的三个分割图像数据结合作为连结图像数据，该连结图像数据作为影像信号从管理装置输入到影像投影装置组20的第一影像投影装置20a或第二影像投影装置20b，在屏幕面S上作为立体影像进行显示。

这时，在显示于屏幕面S上的立体影像的周向侧的侧缘部分，显示由前述重叠余边构成的重叠余边影像，与周向上相邻地投影的立体影像的重叠余边影像互相重叠地投影，由此，能够得到将相邻的立体影像形成连续的立体影像而没有不协调感的立体影像。

如前所述，本实施方式中，将分割图像数据作成屏幕面S的周向的20°大小而生成，但在一个影像投影装置组20对周向上为60°大小的立体影像进行投影的情况下，也可以将分割图像数据设为屏幕面S的周向上为1°大小、2°大小、3°大小、4°大小、5°大小、6°大小、10°大小、12°大小、15°大小或30°大小，将所需数量的分割图像数据结合而形成连结图像数据。

另外，理想的是，重叠余边影像为各影像投影装置组20投影在屏幕面S上的立体影像的周向的10％左右，生成连结图像数据时，可以适当调节成为重叠余边影像的部分的图像数据。

如上所述，在本实施方式的立体影像的投影装置中，与屏幕面S对置设置有多个影像投影装置20a、20b，并且，通过将设定为屏幕面S的周向上为30°大小以下的立体影像由影像投影装置20a、20b沿屏幕面S的周向并列投影，生成沿周向连续的立体影像，从而可以得到在相邻的影像的接缝部分没有不协调感的立体影像。

另外，由于将由各影像投影装置20a、20b投影的立体影像取为基于连结图像数据而投影的立体影像，其中上述连结图像数据是将多个成为屏幕面S的周向上为30°大小以下的立体影像的分割图像数据结合而形成的，所以，可以抑制立体影像的投影装置的高成本化，能够谋求降低管理装置的负荷。

另外，连结图像数据是在投影时相邻的分割图像数据中设置重叠余边来结合、并将该重叠余边部分调节为规定的亮度而生成的图像数据，所以，可以将相邻的立体影像形成连续的立体影像，形成更加没有不协调感的立体影像。

另外，本实施方式的立体影像的投影装置是在前述的重叠余边影像部分重叠由相邻的影像投影装置组20投影的立体影像的投影装置，在一个影像投影装置组20所投影的立体影像中的重叠余边影像和另一影像投影装置组20所投影的立体影像中的重叠余边影像的投影位置存在偏离时，有可能不能够投影正确的立体影像。

于是，在管理装置中设置了由各影像投影装置组20使形成规定间距的格子状图形的影像即对位用影像投影在屏幕面S上的调节模式。

特别是在投影该对位用影像的调节模式下，影像投影装置组20中的第一影像投影装置20a以第一颜色投影格子状图形，第二影像投影装置20b以第二颜色投影格子状图形，并且，使第一颜色的格子状图形和第二颜色的格子状图形重叠而投影，进行调节以使第一影像投影装置20a和第二影像投影装置20b各自的投影位置相重合。

在此，理想的是第一颜色和第二颜色为不同的颜色，本实施方式中，例如将第一颜色设定为蓝色，将第二颜色设定为红色，以使第一颜色的格子状图形和第二颜色的格子状图形重叠时成为白色的格子状图形。

为了对相邻的立体影像进行对位，如图6(a)所示，作为第一颜色的格子状图形被投影的第一影像投影装置20a的对位用影像中，在设置于周向侧的侧缘部分的重叠余边影像40部分设有格子状图形缺失的第一缺失区域41。本实施方式中，第一缺失区域41为重叠余边影像40部分中靠向对位用影像的中心的大致一半的区域，且设置为长条形。

此外，如图6(b)所示，作为第二颜色的格子状图形被投影的第二影像投影装置20b的对位用影像中，在设置于周向侧的侧缘部分的重叠余边影像40部分也设有格子状图形缺失的第二缺失区域42。本实施方式中，第二缺失区域42为重叠余边影像40部分中的靠向对位用影像的周向的侧缘的大致一半的区域，且设置为长条状。

这样，通过设置第一缺失区域41和第二缺失区域42，相邻的影像投影装置组20的各第一影像投影装置20a能够在彼此的第一缺失区域41重叠另一重叠余边影像40的格子状图形，通过该缺失区域中的格子状图形的重叠来进行相邻的立体影像的对位。

特别是在本实施方式中，通过使第一影像投影装置20a的对位用影像和第二影像投影装置20b的对位用影像重叠，如图6(c)所示，生成在重叠余边影像40部分的第一缺失区域41投影红色的格子状图形、在余边影像40部分的第二缺失区域42投影蓝色的格子状图形的对位用影像。

这样，通过使在重叠余边影像40部分设有蓝色格子状图形和红色格子状图形的对位用影像由各影像投影装置组20进行投影，则可以在相邻的一个对位用影像的蓝色的格子状图形上重叠另一个对位用影像的红色格子状图形，同样地，可以在相邻的一个对位用影像的红色的格子状图形上重叠另一个对位用影像的蓝色格子状图形。

因而，在用相邻的影像投影装置组20分别投影的对位用影像中没有产生位置偏离的情况下，能够均匀地投影呈白色的格子状图形，能够确认正确地进行了位置调节。

另一方面，在用相邻的影像投影装置组20分别投影的对位用影像中产生了位置偏离的情况下，在位置偏离部分不能够投影白色的格子状图形，因此，极易识别其位置偏离部分，能够进行高精度的调节。

因而，能够使在相邻的立体影像间移动的影像无不协调感地进行投影。

如前所述，本实施方式中，对立体眼镜使用第一偏振片和第二偏振片的情况进行了说明，但也可以使用以蓝色滤光片代替第一偏振片、以红色滤光片代替第二偏振片的立体眼镜对立体影像进行投影。其中，使用第一偏振片和第二偏振片的立体眼镜能够观看彩色影像的立体影像，而使用蓝色滤光片和红色滤光片的立体眼镜只能观看黑白影像的立体影像。

Claims (5)

1.一种立体影像的投影装置，用影像投影装置将立体影像投影在屏幕上，所述立体影像能够通过配设有第一偏振片和第二偏振片的立体眼镜进行观看而被有立体感地观看到，其特征在于，包括：

遍布内周面的整周形成有屏幕面的圆筒状的屏幕；和

在所述屏幕的上部沿圆周方向隔开间隔配置的多个影像投影装置，从所述多个影像投影装置的各影像投影装置向与所述多个影像投影装置相对的所述屏幕的所述屏幕面投影影像，在所述屏幕面上分别形成沿圆周方向连结的多个立体影像，

由各所述影像投影装置投影的立体影像是基于连结图像数据进行投影的立体影像，所述连结图像数据是将多个成为所述屏幕面的周向上为30°大小以下的立体影像的分割图像数据结合而形成，

各所述分割图像数据，是用于设置与作成图像时由相邻的所述分割图像数据生成的图像重叠的重叠余边，而作成比各投影区域大所述重叠余边的量的区域的图像数据，

在投影时对相邻的所述分割图像数据设置所述重叠余边来结合，并将该重叠余边部分调节为规定的亮度而生成所述连结图像数据，

基于所述连结图像数据，在显示于所述屏幕面的所述立体影像的周向侧的侧缘部分，显示由前述重叠余边构成的重叠余边影像，与周向上相邻地投影的所述立体影像的重叠余边影像互相重叠地投影。

2.根据权利要求1所述的立体影像的投影装置，其特征在于：

为了进行被相邻地投影的所述立体影像间的对位，所述影像投影装置具有使形成为规定间距的格子状图形的对位用影像投影在所述屏幕面上的调节模式，

在设于所述对位用影像的周向侧的侧缘部分的重叠余边影像部分，设置使所述格子状图形的至少一部分缺失的缺失区域，并且，

所述缺失区域设在与被相邻地投影的对位用影像的具备缺失区域的重叠余边影像部分的所述格子状图形重叠的位置。

3.根据权利要求2所述的立体影像的投影装置，其特征在于：

对左眼用的影像和右眼用的影像的任一方影像进行投影的影像投影装置，以第一颜色对所述对位用影像中的所述格子状图形进行投影，

对另一方影像进行投影的影像投影装置，以第二颜色且与所述第一颜色的格子状图形重叠地对所述对位用影像中的所述格子状图形进行投影，并且，

在作为所述第一颜色的格子状图形而投影的第一对位用影像中的缺失区域，投影所述第二颜色的格子状图形，

在作为所述第二颜色的格子状图形而投影的第二对位用影像中的缺失区域，投影所述第一颜色的格子状图形，

在投影了所述第二颜色的格子状图形的缺失区域，重叠被相邻地投影的对位用影像中的投影了第一颜色格子状图形的缺失区域，

在投影了所述第一颜色的格子状图形的缺失区域，重叠被相邻地投影的对位用影像中的投影了第二颜色格子状图形的缺失区域。

4.根据权利要求1所述的立体影像的投影装置，其特征在于：

使用蓝色滤光片代替所述第一偏振片，使用红色滤光片代替所述第二偏振片。

5.一种立体影像的投影方法，用影像投影装置使重叠地投影在屏幕上的由左眼用影像和右眼用影像构成的立体影像，能够通过配设有第一偏振片和第二偏振片的立体眼镜进行观看，该投影方法的特征在于：

设置遍布内周面的整周形成有屏幕面的圆筒状的屏幕；

在所述屏幕的上部沿圆周方向隔开间隔配置的多个影像投影装置，

从所述多个影像投影装置的各个影像投影装置向与所述多个影像投影装置相对的所述屏幕的所述屏幕面投影影像，在所述屏幕面上分别形成沿圆周方向连结的多个立体影像，

由各所述影像投影装置投影的立体影像是基于连结图像数据进行投影的立体影像，所述连结图像数据是将多个成为所述屏幕面的周向上为30°大小以下的立体影像的分割图像数据结合而形成，

各所述分割图像数据，是用于设置与作成图像时由相邻的所述分割图像数据生成的图像重叠的重叠余边，而作成比各投影区域大所述重叠余边的量的区域的图像数据，

在投影时对相邻的所述分割图像数据设置所述重叠余边来结合，并将该重叠余边部分调节为规定的亮度而生成所述连结图像数据，

基于所述连结图像数据，在显示于所述屏幕面的所述立体影像的周向侧的侧缘部分，显示由前述重叠余边构成的重叠余边影像，与周向上相邻地投影的所述立体影像的重叠余边影像互相重叠地投影。

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