JP4645885B2

JP4645885B2 - 表示装置および表示方法

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Publication number: JP4645885B2
Application number: JP2004287542A
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Inventors: 健司田中; 哲二郎近藤
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Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2011-03-09
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Description

本発明は、表示装置および表示方法に関し、特に、同時に多くのものが同一または異なる立体動画像を肉眼で観察することができるようにした表示装置および表示方法に関する。

本出願人は、多くのユーザが同時に立体画像を見ることが可能なシステムを先に提案した（例えば、特許文献１）。

先の提案は、平板状のスクリーンをそのスクリーンと平行な回転軸で回転し、その周囲に配置したプロジェクタからスクリーンに画像を投影し、スクリーンの近傍からユーザが画像を観察するものである。
特開２００４−１２６４４号公報

しかしながら、先の提案においては、多くのユーザが同時に立体画像を観察することが可能ではあるが、その数は制限されていた。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、より多くのユーザが同時に立体画像を任意の方向から観察することができるようにするものである。

請求項１の表示装置は、回転軸に対して第１の方向からの光を受光することにより前記光に対応する画像を表示する第１の面と、前記回転軸に対して前記第１の方向とは異なる第２の方向からの光を受光することにより前記光に対応する画像を表示する第２の面とを少なくとも有し、前記第１の面と前記第２の面は、前記面に対する光の入射と反射を、前記面の法線を含む所定の範囲に制限する光学フィルタをそれぞれ有するスクリーンと、前記スクリーンを前記回転軸を中心に回転する回転手段と、前記回転軸の周囲に配置され、前記スクリーンに対して前記第１の方向から前記画像に対応する光を照射する第１の照射手段と、前記回転軸の周囲に配置され、前記スクリーンに対して前記第２の方向から前記画像に対応する光を照射する第２の照射手段と、前記回転軸の周囲に配置され、前記第１の照射手段からの光を前記スクリーンの前記第１の面に入射させるために反射する第１の反射手段と、前記回転軸の周囲に配置され、前記第２の照射手段からの光を前記スクリーンの前記第２の面に入射させるために反射する第２の反射手段とを備え、前記スクリーンは、前記第１の面と前記第２の面の法線が、それぞれ前記回転軸に対して９０度未満である異なる角度となり、その断面が台形状の形状であることを特徴とする。
前記スクリーンは、光学フィルタを介して入射された光を散乱する散乱板をさらに備え、光学フィルタは、面を規定するｘ軸とｙ軸のうちのｘ軸方向からの光の入射と反射を制限する第１の光学フィルタと、ｙ軸方向からの光の入射と反射を制限する第２の光学フィルタとで構成されるようにすることができる。

前記光学フィルタはライトコントロールフィルムであるようにすることができる。

前記第１の照射手段の光軸は、回転軸と９０度以外の第１の角度で交差し、第２の照射手段の光軸は、回転軸と９０度以外であって、第１の角度とは異なる第２の角度で交差するようにすることができる。

前記第１の照射手段と第２の照射手段は、それぞれ異なる画像の光を照射するようにすることができる。
前記第１の照射手段からの光を前記第１の反射手段に投射させる第１の魚眼レンズと、前記第２の照射手段からの光を前記第２の反射手段に投射させる第２の魚眼レンズとをさらに設けることができる。
前記第１の反射手段および前記第２の反射手段は、平面ミラーとして構成されるようにすることができる。
前記第１の反射手段および前記第２の反射手段は、放物面ミラーとして構成されるようにすることができる。

請求項９の表示方法は、回転軸に対して第１の方向からの光を受光することにより前記光に対応する画像を表示する第１の面と、前記回転軸に対して前記第１の方向とは異なる第２の方向からの光を受光することにより前記光に対応する画像を表示する第２の面とを少なくとも有し、前記第１の面と前記第２の面は、前記面に対する光の入射と反射を、前記面の法線を含む所定の範囲に制限する光学フィルタをそれぞれ有するスクリーンと、前記スクリーンを前記回転軸を中心に回転する回転手段と、前記回転軸の周囲に配置され、前記スクリーンに対して前記第１の方向から前記画像に対応する光を照射する第１の照射手段と、前記回転軸の周囲に配置され、前記スクリーンに対して前記第２の方向から前記画像に対応する光を照射する第２の照射手段と、前記回転軸の周囲に配置され、前記第１の照射手段からの光を前記スクリーンの前記第１の面に入射させるために反射する第１の反射手段と、前記回転軸の周囲に配置され、前記第２の照射手段からの光を前記スクリーンの前記第２の面に入射させるために反射する第２の反射手段とを備え、前記スクリーンは、前記第１の面と前記第２の面の法線が、それぞれ前記回転軸に対して９０度未満である異なる角度となり、その断面が台形状の形状であることを特徴とする表示装置の表示方法であって、前記スクリーンを前記回転軸を中心に回転する回転ステップと、前記回転ステップの処理により回転している前記スクリーンに対して、前記第１の反射手段を介して、前記回転軸の周囲の前記第１の方向から前記画像に対応する光を照射する第１の照射ステップと、前記回転ステップの処理により回転している前記スクリーンの第１の面で、前記第１の照射ステップの処理により照射される前記第１の方向からの光に対応する画像を表示する第１の表示ステップと、前記回転ステップの処理により回転している前記スクリーンに対して、前記第２の反射手段を介して、前記回転軸の周囲の前記第２の方向から前記画像に対応する光を照射する第２の照射ステップと、前記回転ステップの処理により回転している前記スクリーンの第２の面で、前記第２の照射ステップの処理により照射される前記第２の方向からの光に対応する画像を表示する第２の表示ステップとを含み、前記第１の照射ステップおよび前記第２の照射ステップ、前記第１の表示ステップおよび第２の表示ステップは、それぞれ同時に実行されることを特徴とする。

本発明においては、少なくとも第１の面と第２の面を有するスクリーンが回転され、第１の面と第２の面のそれぞれに画像が表示される。

本発明によれば、立体動画像を表示することができる。特に、本発明によれば、任意の方向から多くのユーザが同時に立体動画像を観察することが可能となる。

以下に本発明の最良の形態を説明するが、開示される発明と実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。明細書中には記載されているが、発明に対応するものとして、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が発明に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その発明以外の発明には対応しないものであることを意味するものでもない。

さらに、この記載は、明細書に記載されている発明の全てを意味するものではない。換言すれば、この記載は、明細書に記載されている発明であって、この出願では請求されていない発明の存在、すなわち、将来、分割出願されたり、補正により出現し、追加される発明の存在を否定するものではない。

請求項１の表示装置（例えば、図５の表示装置61）は、回転軸（例えば、図５の回転軸73A）に対して第１の方向（例えば、図６の光軸71KUの方向）からの光を受光することにより前記光に対応する画像を表示する第１の面（例えば、図８Ａの面73S₁）と、前記回転軸に対して前記第１の方向とは異なる第２の方向（例えば、図６の光軸71KLの方向）からの光を受光することにより前記光に対応する画像を表示する第２の面（例えば、図８Ａの面73S₂）とを少なくとも有し、前記第１の面と前記第２の面は、前記面に対する光の入射と反射を、前記面の法線を含む所定の範囲に制限する光学フィルタ（例えば、図９のライトコントロールフィルム82乃至85）をそれぞれ有するスクリーン（例えば、図５のスクリーン73）と、前記スクリーンを前記回転軸を中心に回転する回転手段（例えば、図１４の駆動部105）と、前記回転軸の周囲に配置され、前記スクリーンに対して前記第１の方向から前記画像に対応する光を照射する第１の照射手段（例えば、図５のプロジェクタ71U）と、前記回転軸の周囲に配置され、前記スクリーンに対して前記第２の方向から前記画像に対応する光を照射する第２の照射手段（例えば、図５のプロジェクタ71L）と、前記回転軸の周囲に配置され、前記第１の照射手段からの光を前記スクリーンの前記第１の面に入射させるために反射する第１の反射手段（例えば、図１７のミラー121U）と、前記回転軸の周囲に配置され、前記第２の照射手段からの光を前記スクリーンの前記第２の面に入射させるために反射する第２の反射手段（例えば、図１７のミラー121L）とを備え、前記スクリーンは、前記第１の面と前記第２の面の法線が、それぞれ前記回転軸に対して９０度未満である異なる角度となり、その断面が台形状の形状である（例えば、図１８Ａ乃至図１８Ｄのスクリーン141）ことを特徴とする。

前記スクリーンは、前記光学フィルタを介して入射された光を散乱する散乱板（例えば、図９の散乱板81）をさらに備え、前記光学フィルタは、前記面を規定するｘ軸とｙ軸のうちのｘ軸方向からの光の入射と反射を制限する第１の光学フィルタ（例えば、図９のライトコントロールフィルム82,84）と、前記ｙ軸方向からの光の入射と反射を制限する第２の光学フィルタ（例えば、図９のライトコントロールフィルム83,85）とで構成される。

前記第１の照射手段の光軸は、前記回転軸と９０度以外の第１の角度（例えば、図６の角度θ）で交差し、前記第２の照射手段の光軸は、前記回転軸と９０度以外であって、前記第１の角度とは異なる第２の角度（例えば、図６のπ-θ）で交差する。

請求項９の表示方法（例えば、図１５の画像表示処理方法）は、回転軸（例えば、図５の回転軸73A）に対して第１の方向（例えば、図６の光軸71KUの方向）からの光を受光することにより前記光に対応する画像を表示する第１の面（例えば、図８Ａの面73S₁）と、前記回転軸に対して前記第１の方向とは異なる第２の方向（例えば、図６の光軸71KLの方向）からの光を受光することにより前記光に対応する画像を表示する第２の面（例えば、図８Ａの面73S₂）とを少なくとも有し、前記第１の面と前記第２の面は、前記面に対する光の入射と反射を、前記面の法線を含む所定の範囲に制限する光学フィルタ（例えば、図９のライトコントロールフィルム82乃至85）をそれぞれ有するスクリーンであって、前記第１の面と前記第２の面の法線が、それぞれ前記回転軸に対して９０度未満である異なる角度となり、その断面が台形状の形状であるスクリーン（例えば、図１８Ａ乃至図１８Ｄのスクリーン141）を前記回転軸を中心に回転する回転ステップ（例えば、図１４の駆動部105が実行する図１５のステップS11）と、前記回転ステップの処理により回転している前記スクリーンに対して、第１の反射手段（例えば、図１７のミラー121U）を介して、前記回転軸の周囲の前記第１の方向から前記画像に対応する光を照射する第１の照射ステップ（例えば、図５のプロジェクタ71Uが実行する図１５のステップS15）と、回転ステップの処理により回転している前記スクリーンの第１の面で、前記第１の照射ステップの処理により照射される前記第１の方向からの光に対応する画像を表示する第１の表示ステップ（例えば、図８Ａの面73S₁が実行する図１５のステップS16）と、前記回転ステップの処理により回転している前記スクリーンに対して、前記第２の反射手段（例えば、図１７のミラー121L）を介して、前記回転軸の周囲の前記第２の方向から前記画像に対応する光を照射する第２の照射ステップ（例えば、図５のプロジェクタ71Lが実行する図１５のステップS17）と、前記回転ステップの処理により回転している前記スクリーンの第２の面で、前記第２の照射ステップの処理により照射される前記第２の方向からの光に対応する画像を表示する第２の表示ステップ（例えば、図８Ａの面73S₂が実行する図１５のステップS18）とを含み、前記第１の照射ステップおよび前記第２の照射ステップ、前記第１の表示ステップおよび第２の表示ステップは、それぞれ同時に実行されることを特徴とする。

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。

図１は、本発明の撮像装置の構成例を表している。この撮像装置１は、第１のグループのビデオカメラ１１Ｕ₁乃至１１Ｕ₁₀、第２のグループのビデオカメラ１１Ｌ₁乃至１１Ｌ₁₀、並びに信号処理装置１２より構成されている。

ビデオカメラ１１Ｕ₁乃至１１Ｕ₁₀、並びにビデオカメラ１１Ｌ₁乃至１１Ｌ₁₀（以下、これらのビデオカメラを個々に区別する必要がない場合、単にビデオカメラ１１Ｕまたはビデオカメラ１１Ｌと称する。他の装置等においても同様である）は、被写体１３を撮像するように、被写体１３の周囲に等間隔に配置されている。ビデオカメラ１１Ｕは、図２に示されるように、その光軸１１ＫＵが、被写体１３の中心点Ｐ１を指向するように、且つ光軸１１ＫＵの中心点Ｐ１を通る鉛直線Ｌからの角度はθとなるように配置されている。

同様に、第２のグループのビデオカメラ１１Ｌもその光軸１１ＫＬが中心点Ｐ１を指向するように、且つ中心点Ｐ１を通る鉛直線Ｌからの角度がπ−θとなるように配置されている。すなわち、同一のグループのビデオカメラ１１Ｕは、被写体１３を斜め上方向から撮像し、第２のグループのビデオカメラ１１Ｌは、被写体１３を斜め下方向から撮像するように配置されている。

図１と図２に示されるように、第１のグループのビデオカメラ１１Ｕは、直線Ｌに対して軸対称に配置されている。同様に、第２のグループのビデオカメラ１１Ｌも直線Ｌに対して軸対称に配置されている。また、第１のグループのビデオカメラ１１Ｕと第２のグループのビデオカメラ１１Ｌとは、中心点Ｐ１に対して点対称に配置されている。

信号処理装置１２は、ビデオカメラ１１Ｕ，１１Ｌより供給された画像信号を処理する。

信号処理装置１２は、例えば、図３に示されるように、ストレージ３１Ｕ₁乃至３１Ｕ₁₀、ストレージ３１Ｌ₁乃至３１Ｌ₁₀、符号化部３２、多重化部３３、記憶部３４、およびコントローラ３５により構成されている。ストレージ３１Ｕ₁乃至３１Ｕ₁₀は、それぞれ対応するビデオカメラ１１Ｕ₁乃至１１Ｕ₁₀からの出力を記憶する。また、ストレージ３１Ｌ₁乃至３１Ｌ₁₀も、対応するビデオカメラ１１Ｌ₁乃至１１Ｌ₁₀からの出力を記憶する。符号化部３２は、ストレージ３１Ｕ₁乃至３１Ｌ₁₀の出力を符号化し、多重化部３３に出力する。多重化部３３は、符号化部３２より出力した画像データを多重化し、記録部３４に出力し、記録させる。例えば、マイクロコンピュータなどにより構成されるコントローラ３５は、ビデオカメラ１１Ｕ，１１Ｌ、ストレージ３１Ｕ，３１Ｌ、符号化部３２，多重化部３３，および記録部３４の動作を制御する。

次に、図４のフローチャートを参照して、画像撮影処理について説明する。ステップＳ１において、ビデオカメラ１１Ｕ，１１Ｌは、被写体１３を撮像する。すなわち、ユーザが、コントローラ３５に撮像の開始を指令すると、コントローラ３５がビデオカメラ１１Ｕ，１１Ｌを制御し、被写体１３の撮像を開始する。ステップＳ２において、ストレージ３１Ｕ，３１Ｌは、対応するビデオカメラ１１Ｕ，１１Ｌから出力される画像データを記憶する。ステップＳ３において、符号化部３２は、ストレージ３１Ｕ，３１Ｌに記憶された画像データを読み出し、符号化する。ステップＳ４において、多重化部３３は、符号化部３２より出力された画像データを多重化する。図３の実施の形態の場合、２０チャンネル分の画像データが多重化される。ステップＳ５において、記録部３４は、多重化部３３より出力された多重化データを記録する。ステップＳ６において、コントローラ３５は、ユーザより操作終了が指示されたかを判定し、指示されていない場合には、処理はステップＳ１に戻り、それ以降の処理が繰り返される。ステップＳ６において、操作終了が指示されたと判定された場合、処理は終了される。

以上のようにして、記録部３４は、ビデオカメラ１１Ｕ，１１Ｌにより撮像された画像データを、内蔵する記録媒体に記録する。

なお、記録媒体は、必ずしも記録部３４に内蔵されている必要はなく、有線または無線のネットワークを介して、他の装置に転送し、記録させるようにしてもよい。

図５は、本発明を適用した表示装置の構成例を表している。この表示装置６１は、第１のグループのプロジェクタ７１Ｕ₁乃至７１Ｕ₁₀、第２のグループのプロジェクタ７１Ｌ₁乃至７１Ｌ₁₀、信号処理装置７２、回転軸７３Ａを中心として回転されるスクリーン７３により構成されている。

第１のグループのビデオカメラ７１Ｕ₁乃至７１Ｕ₁₀は、等間隔に回転軸７３Ａの周囲に配置されている。プロジェクタ７１Ｕの光軸７１ＫＵは、図６に示されるように、スクリーン７３の中心点Ｐ２を指向するように、且つ回転軸７３Ａからの角度がθとなるように配置されている。同様に、プロジェクタ７１Ｌは、その光軸７１ＫＬが中心点Ｐ２を指向するように等間隔に回転軸７３Ａの周囲に配置されている。回転軸７３Ａと光軸７１ＫＬの角度は、π−θとなるように配置されている。図６を図２と比較して明らかなように、プロジェクタ７１Ｕ，７１Ｌは、ビデオカメラ１１Ｕ，１１Ｌに対応する位置に配置される。

図５と図６に示されるように、第１のグループのプロジェクタ７１Ｕは、回転軸７３Ａに対して軸対称に配置されている。第２のグループのプロジェクタ７１Ｌも、回転軸７３Ａに対して軸対称に配置されている。また、第１のグループのプロジェクタ７１Ｕと第２のグループのプロジェクタ７１Ｌとは、中心点Ｐ２に対して点対称に配置されている。

図５と図６を図１と図２に比較して明らかなように、撮像装置１のビデオカメラ１１Ｕ，１１Ｌと被写体１３との関係は、表示装置６１のプロジェクタ７１Ｕ，７１Ｌとスクリーン７３との関係と相似となるように配置される。

信号処理装置７２は、プロジェクタ７１Ｕ，７１Ｌを制御し、画像をスクリーン７３に投影させる。

図７は、プロジェクタ７１とスクリーンの平面から見た位置関係を表している。同図に示されるように、プロジェクタ７１Ｕ₁乃至７１Ｕ₁₀は、等間隔にその光軸が回転軸７３Ａを指向するように、回転軸７３Ａの周囲に配置されている。

図８Ａと図８Ｂは、プロジェクタ７１Ｕ，７１Ｌとスクリーン７３との側面からみた位置関係を表している。スクリーン７３は、回転軸７３Ａに対して、角度θとなるように配置されている。図８Ａに示されるように、第１のグループのプロジェクタ７１Ｕは、その光軸７１ＫＵがスクリーン７３の図中上方の面７３Ｓ₁の法線と平行になるように（中心点Ｐ２を通る法線と一致するように）配置されている。これに対して、図８Ｂに示されるように、第２のグループのプロジェクタ７１Ｌの光軸７１ＫＬは、スクリーン７３の図中下方の面７３Ｓ₂の法線と平行になるように（中心点Ｐ２を通る法線と一致するように）配置されている。

図９は、スクリーン７３の断面構成を表している。同図に示されるように、スクリーン７３は、散乱板８１が中心に配置され、その一方の面にライトコントロールフィルム８２が積層され、さらにその上にライトコントロールフィルム８３が積層されている。ライトコントロールフィルム８３側の面が、面７３Ｓ₁とされている。散乱板８１の他方の面には、ライトコントロールフィルム８４が積層され、その上にさらにライトコントロールフィルム８５が積層されている。ライトコントロールフィルム８５側の面が、スクリーン７３の面７３Ｓ₂とされている。

ライトコントロールフィルム８２は、図１０に示されるように、その微細なスリットが、スクリーン７３の面を規定するｘ軸とｙ軸のうちのｙ軸方向とほぼ平行になるように配置されている。これに対して、その上側に積層されるライトコントロールフィルム８３は、微細なスリットが、ｘ軸方向とほぼ平行になるように（すなわち、ライトコントロールフィルム８２のスリットと直交するように）配置される。

同様に、散乱板８１の裏側のライトコントロールフィルム８４は、スリットがｙ軸と平行になるように配置され、その上に積層されるライトコントロールフィルム８５は、そのスリットが、ｘ軸と平行になるように配置される。

図１１は、ライトコントロールフィルム８２とライトコントロールフィルム８３のスリットの関係を表している。同図に示されるように、ライトコントロールフィルム８２のスリット８２Ａは、ｙ軸と平行に配列されている。その結果、散乱板８１からの光（逆方向からの光も同様）は、そのｘ軸方向の広がりが制限され、透過光の光量は、同図において曲線Cxで表すように分布する。

これに対して、ライトコントロールフィルム８３のスリット８３Ａは、ｘ軸と平行に配列されるため、透過光量を曲線Cyで示されるように制限する。結果的に、この２枚のライトコントロールフィルム８２，８３により、光軸を中心とする所定の角度の範囲内の光の透過度が大きく、その周辺の光の透過度は小さい（減衰度が大きい）。

図示は省略するが、ライトコントロールフィルム８４，８５も同様の関係となっている。

したがって、図８Ａに示されるように、プロジェクタ７１Ｕからの光が光軸７１ＫＵに沿って入射された場合、スクリーン７３の面７３Ｓ₁は、中心点Ｐ２を通る法線を中心とする所定の範囲の光のみを入射し、また、その反射光を、法線を中心とする所定の角度の範囲のみに射出する。

同様のことが、図８Ｂに示されるように面７３Ｓ₂においても発生する。すなわち、面７３Ｓ₂は、中心点Ｐ２を通る法線近傍の光のうち、所定の角度の範囲のみを入射し、反射光を、法線を中心とする所定の角度の範囲のみに射出する。

その結果、例えば図７において、スクリーン７３の面７３Ｓ₁がプロジェクタ７１Ｕ₁の方向を指向しているとき、プロジェクタ７１Ｕ₁からの光は、散乱板８１に入射され、その反射光が光軸７１ＫＵ₁を中心とする所定の角度範囲に反射されるが、隣接するプロジェクタ７１Ｕ₂，７１Ｕ₁₀からの光は、散乱板８１には入射されず、したがって、その反射光も反射されない。スクリーン７３が回転し、面７３Ｓ₁がプロジェクタ７１Ｕ₁₀を指向している場合には、プロジェクタ７１Ｕ₁₀からの光は散乱板８１に入射され、その反射光が光軸７１ＫＵ₁₀を中心とする所定の角度範囲に射出されるが、このとき、隣接するプロジェクタ７１Ｕ₁，７１Ｕ₉からの光は、散乱板８１に入射されず、したがって、その反射光も射出されない。

その結果、スクリーン７３は、回転しつつその面７３Ｓ₁が対向している（法線が一致している）プロジェクタ７１Ｕの画像のみを表示する。したがって、その画像を光軸７１ＫＵの近傍に位置するユーザのみが見ることができる。

例えば、ライトコントロールフィルムのカットオフ角または半値角（ゲインが５０％となる角度）が３０度の場合、図１２Ａ、図１２Ｂに示されるように、スクリーン７３の回転軸７３Ａに対する角度を３０度、プロジェクタ７１Ｕの光軸７１ＫＵがスクリーン７３の面７３Ｓ₁の法線と平行になる（一致する）ように配置し、プロジェクタ７１Ｌの光軸７１ＫＬがスクリーン７３の面７３Ｓ₂の法線と平行になる（一致する）ように配置すると、スクリーン７３の中心からの仰角θと、その方向に射出（反射）される光の量（輝度）は、図１３に示されるようになる。図中Ｃ_Uは、面７３Ｓ₁からの反射光の特性を表し、Ｃ_Lは面７３Ｓ₂からの反射光の特性を表す。同図に示されるように、θ＝０°において、画像が５０％ずつ混合された画像を得ることができる。

図１４は、表示装置６１のより詳細な構成例を表している。同図に示されるように、表示装置６１は、ストレージ１０１、分離部１０２、復号部１０３、コントローラ１０４、および駆動部１０５を有している。ストレージ１０１は、図３の記録部３４により記録媒体に記録された画像データを蓄積する。その蓄積は、記録媒体そのものをストレージ１０１として用いることにより行うようにしてもよいし、有線または無線を介して伝送されてきた画像データを内蔵する記録媒体に記録させるようにしてもよい。分離部１０２は、ストレージ１０１から読み出された多重化されている画像データを分離し、この実施の形態の場合、２０チャンネル分の画像データを分離する。復号部１０３は、分離部１０２より供給された各チャンネルの画像データをそれぞれ復号する。プロジェクタ７１Ｕ₁乃至７１Ｌ₁₀のそれぞれには、復号部１０３により復号された対応するチャンネル（ビデオカメラ１１Ｕ₁乃至１１Ｌ₁₀）からの画像信号が供給される。プロジェクタ７１Ｕ₁乃至７１Ｌ₁₀は、それぞれ入力された画像信号に対応する光を発生し、スクリーン７３に投射する。

コントローラ１０４は、マイクロコンピュータなどにより構成され、ストレージ１０１、分離部１０２、復号部１０３、プロジェクタ７１Ｕ，７１Ｌ、並びに駆動部１０５の動作をそれぞれ制御する。駆動部１０５は、コントローラ１０４により制御され、スクリーン７３を一定の速度で回転させる。図５に示されるように、仮想的な回転軸７３Ａは、スクリーン７３と中心点Ｐ２で交差することになるが、図１４に示されるように、実際の回転軸７３Ａをスクリーン７３に実際に交差するように配置すると、回転軸７３Ａの反対側に位置するプロジェクタ７１Ｕ，７１Ｌからの光がスクリーン７３に投射されないことになる。そこで、図１４に示されるように、実際の回転軸７３Ａは、スクリーン７３と交差させないようにするのが好ましい。駆動部１０５は、スクリーン７３が固定されているテーブル７３Ｂを回転することで、スクリーン７３を回転させる。

次に、図１５のフローチャートを参照して、表示装置６１による画像表示処理について説明する。ステップＳ１１において、コントローラ１０４は、ユーザより画像の表示が指令されたとき、スクリーンを回転する。具体的には、駆動部１０５が制御され、駆動部１０５は、この制御に基づいて、回転軸７３Ａを介してスクリーン７３を一定の速度で回転させる。表示する画像がNTSC方式の画像信号の画像である場合、NTSC方式の画像信号は、１秒間あたりのフレーム数が３０であり、フィールド数が６０であるから、スクリーン７３は、１秒間に６０回回転するように駆動される。次に、ステップＳ１２において、ストレージ１０１は、画像データを読み出す。すなわち、コントローラ１０４は、ストレージ１０１を制御し、入力されている画像データを読み出させ、分離部１０２に供給させる。なお、撮像装置１で撮像された画像データが、リアルタイムで表示装置６１に提供される場合には、ストレージ１０１は、撮像装置１より供給された画像データを蓄積し、順次これを読み出して、出力する。ステップＳ１３において、分離部１０２は、多重化されている信号を分離する。いまの例の場合、２０チャンネル分の画像データが多重化されているので、これが分離され、２０チャンネル分の画像データのそれぞれが、復号部１０３に供給される。

ステップＳ１４において、復号部１０３は、入力された画像データを復号する。復号部１０３は、復号した２０チャンネル分の画像信号をそれぞれ対応するチャンネルのプロジェクタ７１Ｕ₁乃至７１Ｌ₁₀に供給する。ステップＳ１５において、第１のプロジェクタは、画像に対応する光をスクリーンに投射する。具体的には、第１のグループのプロジェクタであるプロジェクタ７１Ｕは、図６に示されるように、回転軸７３Ａに対して、角度θの方向から（斜め上方から）光を投射する。

ステップＳ１６において、スクリーンの第１の面は、画像を表示する。すなわち、スクリーン７３は、１秒間に６０回回転するので、１回転に１回の割合でスクリーン７３の面７３Ｓ₁は、その法線が１つのプロジェクタ７１Ｕ_i（ｉ＝１，２，・・・，１０）と一致するタイミングがある。このとき、対応するプロジェクタ７１Ｕ_iが投射する光が、面７３Ｓ₁に入射され、そこに画像が表示される。

ステップＳ１７において、第２のグループのプロジェクタは、画像に対応する光をスクリーンに投射する。ステップＳ１８において、第２の面は画像を表示する。すなわち、スクリーン７３の他方の面７３Ｓ₂も、その法線が１秒間に６０回の割合で、１つのプロジェクタ７１Ｌ_i（ｉ＝１，２，・・・，１０）と一致する。このタイミングにおいて、面７３Ｓ₂に画像が表示される。

したがって、図１６に示されるように、ユーザは、第１のグループのプロジェクタ７１Ｕ_iが投射した面７３Ｓ₁の画像を、その光軸７１ＫＵ_iの近傍の位置ＰＵ_i1，ＰＵ_i2から観察することができる。同様に、ユーザは、第１のグループのプロジェクタ７１Ｕ_j（ｊ＝１，２，・・・，１０）の投射した光に基づく面７３Ｓ₁の画像を、その光軸７１ＫＵ_jの近傍の位置ＰＵ_j1，ＰＵ_j2から観察することができる。さらに、ユーザは、第２のグループのプロジェクタ７１Ｌ_iが面７３Ｓ₂に投射した画像を、その光軸７１ＫＬ_i、近傍の位置ＰＬ_i1，ＰＬ_i2から観察することができる。また、ユーザは、プロジェクタ７１Ｌ_jが投射した光の面７３Ｓ₂の画像を、その光軸７１ＫＬ_jの近傍の位置ＰＬ_j1，ＰＬ_j2から観察することができる。

画像が表示されるのは、１／６０秒毎に１回であるが、人間の目自体が残像効果を有しているため、人は、これを画像として認識することができる。もちろん、スクリーン７３の回転速度を、例えば、１秒間に１２０回、２４０回などとすることで、フリッカの発生を抑制することが可能である。

ステップＳ１９において、コントローラ１０４は、ユーザからの指令が処理終了かを判定する。終了が指令されていない場合には、ステップＳ１２に戻り、それ以降の処理が繰り返し実行される。ユーザからの指令が処理の終了である場合には、ステップＳ２０において、コントローラ１０４は、スクリーンの回転を停止する。すなわち、駆動部１０５がコントローラ１０４により制御され、スクリーン７３の回転が停止される。このとき、コントローラ１０４は、ストレージ１０１、分離部１０２、復号部１０３、およびプロジェクタ７１Ｕ，７１Ｌを制御し、表示処理を終了させる。

以上のようにして、ユーザは、スクリーン７３に表示された立体動画像を観察することができる。すなわち、例えば、プロジェクタ７１Ｕ₁近傍で、被写体の正面の画像が表示されている場合には、回転軸７３Ａをはさんでほぼその反対側に位置するプロジェクタ７１Ｕ₆の近傍からは、同一の被写体の背面の画像が観察される。同様に、プロジェクタ７１Ｕ₃の近傍からは、その被写体の右側面の画像が観察でき、プロジェクタ７１Ｕ₈近傍からは、その被写体の左側面の画像を観察することができる。

同一の回転軸で回転する１つのスクリーンに、２つの面を設け、それぞれに画像を表示させるようにしたので、より多くのユーザに画像を観察させることができる。また、第１のグループのプロジェクタ７１Ｕ近傍のユーザには、被写体の比較的上方から見た画像を観察させることができ、第２のグループのプロジェクタ７１Ｌの近傍のユーザには、同一の被写体の比較的下方からの画像を観察させることができる。

図５の実施の形態においては、プロジェクタ７１Ｕ，７１Ｌから射出された光をスクリーン７３に直接投射するようにしたが、例えば、図１７に示されるように、ミラー１２１Ｕ，１２１Ｌを介して投射させるようにしてもよい。すなわち、図１７の実施の形態においては、第１のグループのプロジェクタ７１Ｕ₁乃至７１Ｕ₁₀からの光を、スクリーン７３上の中心点Ｐ２に向けて反射する位置に、対応するミラー１２１Ｕ₁乃至１２１Ｕ₁₀が配置されている。同様に、第２のグループのプロジェクタ７１Ｌ₁乃至７１Ｌ₁₀からの光を、中心点Ｐ２に向けて反射させるように、それぞれに対応するミラー１２１Ｌ₁乃至１２１Ｌ₁₀が配置されている。

この実施の形態の場合、プロジェクタ７１Ｕ，７１Ｌを回転軸７３Ａの近傍に集中して配置することができる。これにより、観察時の自由度を向上させることができる。プロジェクタ７１Ｕ，７１Ｌは、図５の実施の形態の場合と同様にそれぞれ１０台としたが、これを１台に減らして、その１台のプロジェクタの画像を魚眼レンズを介して投射するようにしてもよい。この場合、撮影自体も被写体からの光をミラーと魚眼レンズを介して１台のビデオカメラで撮像することになる。そして、この場合、魚眼レンズとしては、いわゆる、ｆθ魚眼レンズのように、等距離射影方式の魚眼レンズが用いることが好ましい。

また、ミラーとしては、平面ミラーではなく、放物面ミラーを利用することにより、プロジェクタ７１Ｕ，７１Ｌから射出された光線を平行光線としてスクリーン７３に投射することも可能である。

図１８Ａ乃至図１８Ｄは、スクリーンの他の実施の形態を表している。この実施の形態においては、スクリーン１４１が、その断面が台形状になるように構成されている。そして、スクリーン１４１の面１４２と面１４３に画像が表示される、面１４２と面１４３の回転軸１４１Ａに対する角度は異なっている。すなわち、図１８Ｃに示されるように、面１４２は、より上側に位置する第１のグループのプロジェクタ７１Ｕに対向するように、形成されているのに対して、面１４３は、図１８Ｄに示されるように、より下方に位置する第２のグループのプロジェクタ７１Ｌに対向するように形成されている。ただし、この実施の形態においては、プロジェクタ７１Ｕだけではなく、プロジェクタ７１Ｌも水平面より上側に配置されている。すなわち、面１４２の法線と面１４３の法線の回転軸１４１Ａとなす角度は、いずれも９０度未満とされている。この実施の形態においては、プロジェクタ７１Ｕの画像が面１４２に表示され、プロジェクタ７１Ｌの画像が面１４３に表示される。

図１９Ａ乃至図１９Ｄは、スクリーンのさらに他の実施の形態を表している。この実施の形態においては、スクリーン１６１は、角錐台状に形成されている。スクリーン１６１は、面１６２，１６３，１６４の３面を有し、回転軸１６１Ａを中心として回転される。図１９Ｂ乃至図１９Ｄに示されるように、面１６２の法線と回転軸１６１Ａの角度、面１６３の法線と回転軸１６１Ａの角度、並びに面１６４と回転軸１６１Ａの角度は、それぞれ異なる角度とされている。プロジェクタ７１Ｕは、面１６４に対向するように最も上方に配置され（図１９Ｄ）、プロジェクタ７１Ｍは、面１６３に対向するように中間に配置され（図１９Ｃ）、プロジェクタ７１Ｌは、面１６２に対向するように最も下方に配置される（図１９Ｂ）。この実施の形態においても、各面１６２乃至１６４の法線と回転軸１６１Ａとの角度は、９０度未満となるように構成されている（面１６２の法線の角度が最も大きく、面１６４の法線の角度が最も小さく、面１６３の法線の角度が両者の中間の大きさとされている）。

以上においては、１つの回転軸により回転される面の数を２枚または３枚としたが、それ以上とすることももちろん可能である。また、各グループのビデオカメラ１１Ｕ，１１Ｌまたはプロジェクタ７１Ｕ，７１Ｌの数は、１０台以下または１０台以上としてもよい。

さらに、スクリーンの各面に表示する画像は、同一の被写体の画像であっても、異なる被写体の画像であってもよい。また、静止画であってもよい。

本発明は、立体動画像を表示する装置に適用することが可能である。

本発明を適用した撮像装置の構成例を示す斜視図である。第１のグループのビデオカメラと第２のグループのビデオカメラの関係を説明する側面図である。撮像装置の機能的構成例を示すブロック図である。画像撮影処理を説明するフローチャートである。本発明を適用した表示装置の構成例を示す斜視図である。第１のグループのプロジェクタと第２のグループのプロジェクタの関係を説明する側面図であるプロジェクタとスクリーンの関係を示す平面図である。プロジェクタとスクリーンの関係を説明する側面図であるスクリーンの断面構成例を示す断面図である。スクリーンの部断面の構成例を示す斜視図である。コントロールフィルムのスリットを説明する図である。プロジェクタとスクリーンの配置角度を説明する図である。スクリーンからの光の輝度の特性を示す図である。本発明を適用した表示装置の機能的構成例を示すブロック図である。画像表示処理を説明するフローチャートである。プロジェクタに対応する観察位置を説明する図である。本発明を適用した表示装置の他の実施の形態の構成例を示す斜視図である。スクリーンの他の実施の形態の構成例を示す図である。スクリーンの他の実施の形態の構成例を示す図である。

符号の説明

１撮像装置，１１Ｕ，１１Ｌビデオカメラ，１２信号処理装置，３１Ｕ，３１Ｌストレージ，３２符号化部，３３多重化部，３４記録部，３５コントローラ，６１表示装置，７１Ｕ，７１Ｌプロジェクタ，７２信号処理装置，７３スクリーン

Claims

回転軸に対して第１の方向からの光を受光することにより前記光に対応する画像を表示する第１の面と、前記回転軸に対して前記第１の方向とは異なる第２の方向からの光を受光することにより前記光に対応する画像を表示する第２の面とを少なくとも有し、前記第１の面と前記第２の面は、前記面に対する光の入射と反射を、前記面の法線を含む所定の範囲に制限する光学フィルタをそれぞれ有するスクリーンと、
前記スクリーンを前記回転軸を中心に回転する回転手段と、
前記回転軸の周囲に配置され、前記スクリーンに対して前記第１の方向から前記画像に対応する光を照射する第１の照射手段と、
前記回転軸の周囲に配置され、前記スクリーンに対して前記第２の方向から前記画像に対応する光を照射する第２の照射手段と、
前記回転軸の周囲に配置され、前記第１の照射手段からの光を前記スクリーンの前記第１の面に入射させるために反射する第１の反射手段と、
前記回転軸の周囲に配置され、前記第２の照射手段からの光を前記スクリーンの前記第２の面に入射させるために反射する第２の反射手段と
を備え、
前記スクリーンは、前記第１の面と前記第２の面の法線が、それぞれ前記回転軸に対して９０度未満である異なる角度となり、その断面が台形状の形状である
ことを特徴とする表示装置。
前記スクリーンは、前記光学フィルタを介して入射された光を散乱する散乱板をさらに備え、
前記光学フィルタは、前記面を規定するｘ軸とｙ軸のうちのｘ軸方向からの光の入射と反射を制限する第１の光学フィルタと、前記ｙ軸方向からの光の入射と反射を制限する第２の光学フィルタとで構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記光学フィルタはライトコントロールフィルムである
ことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
前記第１の照射手段の光軸は、前記回転軸と９０度以外の第１の角度で交差し、
前記第２の照射手段の光軸は、前記回転軸と９０度以外であって、前記第１の角度とは異なる第２の角度で交差する
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記第１の照射手段と前記第２の照射手段は、それぞれ異なる画像の光を照射する
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記第１の照射手段からの光を前記第１の反射手段に投射させる第１の魚眼レンズと、
前記第２の照射手段からの光を前記第２の反射手段に投射させる第２の魚眼レンズとをさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記第１の反射手段および前記第２の反射手段は、平面ミラーとして構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記第１の反射手段および前記第２の反射手段は、放物面ミラーとして構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
回転軸に対して第１の方向からの光を受光することにより前記光に対応する画像を表示する第１の面と、前記回転軸に対して前記第１の方向とは異なる第２の方向からの光を受光することにより前記光に対応する画像を表示する第２の面とを少なくとも有し、前記第１の面と前記第２の面は、前記面に対する光の入射と反射を、前記面の法線を含む所定の範囲に制限する光学フィルタをそれぞれ有するスクリーンと、
前記スクリーンを前記回転軸を中心に回転する回転手段と、
前記回転軸の周囲に配置され、前記スクリーンに対して前記第１の方向から前記画像に対応する光を照射する第１の照射手段と、
前記回転軸の周囲に配置され、前記スクリーンに対して前記第２の方向から前記画像に対応する光を照射する第２の照射手段と、
前記回転軸の周囲に配置され、前記第１の照射手段からの光を前記スクリーンの前記第１の面に入射させるために反射する第１の反射手段と、
前記回転軸の周囲に配置され、前記第２の照射手段からの光を前記スクリーンの前記第２の面に入射させるために反射する第２の反射手段と
を備え、
前記スクリーンは、前記第１の面と前記第２の面の法線が、それぞれ前記回転軸に対して９０度未満である異なる角度となり、その断面が台形状の形状であることを特徴とする表示装置の表示方法であって、
前記スクリーンを前記回転軸を中心に回転する回転ステップと、
前記回転ステップの処理により回転している前記スクリーンに対して、前記第１の反射手段を介して、前記回転軸の周囲の前記第１の方向から前記画像に対応する光を照射する第１の照射ステップと、
前記回転ステップの処理により回転している前記スクリーンの第１の面で、前記第１の照射ステップの処理により照射される前記第１の方向からの光に対応する画像を表示する第１の表示ステップと、
前記回転ステップの処理により回転している前記スクリーンに対して、前記第２の反射手段を介して、前記回転軸の周囲の前記第２の方向から前記画像に対応する光を照射する第２の照射ステップと、
前記回転ステップの処理により回転している前記スクリーンの第２の面で、前記第２の照射ステップの処理により照射される前記第２の方向からの光に対応する画像を表示する第２の表示ステップと
を含み、
前記第１の照射ステップおよび前記第２の照射ステップ、前記第１の表示ステップおよび第２の表示ステップは、それぞれ同時に実行される
ことを特徴とする表示方法。