JP2002268136A - Stereoscopic 3d image display - Google Patents

Stereoscopic 3d image display

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JP2002268136A
JP2002268136A JP2001318189A JP2001318189A JP2002268136A JP 2002268136 A JP2002268136 A JP 2002268136A JP 2001318189 A JP2001318189 A JP 2001318189A JP 2001318189 A JP2001318189 A JP 2001318189A JP 2002268136 A JP2002268136 A JP 2002268136A
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image
screen
display
projection
reciprocating
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Tsuao Che-Chii
チェ−チー・ツァオ
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ACT RESEARCH CORP
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ACT RES CORP
ACT RESEARCH CORP
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To generate a stereoscopic 3D image by projecting all frames of 2D images that a stereoscopic 3D image display generates on a fixed type projection device on a moving type screen through an optical equipment image transmission system and to enable a rotary motion type mechanism to move the screen by using rotational motion for generating effective reciprocal motion effect. SOLUTION: Three kinds of image transmission mechanism are available. The 1st type uses the rotary reciprocal motion mechanism so that a reflecting plate set is moved. The 2nd type couples a variable depth-of-focus mirror with a projection lens. The 3rd type is a far center lens. Those image transmission mechanisms are all able to fix the size and focus of a projection image on the screen during the movement of the screen. The 'rotary reciprocal motion' type mechanism can also be used to move the display panel so that a stereoscopic 3D image can directly be generated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】本発明は本出願人による以下の特許と出願
に関する。US特許 5,754,147、1998年5月19日特許付
与、US特許 5,954,414、1999年9月21日特許付与、U
S特許出願番号09/218,938、1998年12月22日出願、US
特許出願番号09/253,656、1999年 2月20日出願、日本特
許出願番号361090/99、 1999年12月20日出願、国内出願
通知2000-201362、2000年7月18日、US特許出願番号09
/882,826、2001年6月16日出願、出願人は上記の特許と
出願を本件に引用文献として取り入れている。
The present invention relates to the following patents and applications filed by the present applicant. US Patent 5,754,147, granted on May 19, 1998, US Patent 5,954,414, granted on September 21, 1999, U
S Patent Application No. 09 / 218,938, filed December 22, 1998, US
Patent application number 09 / 253,656, filed on February 20, 1999, Japanese patent application number 361090/99, filed on December 20, 1999, national application notice 2000-201362, July 18, 2000, US patent application number 09
/ 882,826, filed June 16, 2001, the applicant of which has incorporated the above patents and applications as references in this case.

【0002】[0002]

【発明の背景】本出願人による関連特許と出願におい
て、TsaoによるUS特許5,954,414は固定式プロジェク
ション装置上に創造した2Dイメージの全てのフレーム
を光学機械的なイメージ伝達メカニズムを通じて、往復
運動式スクリーン上にプロジェクトすることによって立
体的な3Dイメージを創造する立体的な3Dディスプレ
イシステムを開示している。そのイメージ伝達メカニズ
ムはプロジェクトしたイメージのフレームの大きさと焦
点を移動式スクリーン上で不変に保っている。従って2
Dイメージのセットをスクリーンで掃引した空間内で分
配し、ディスプレイする。残像(または像の持続)効果
によって、この2Dイメージのフレームのセットは観察
者の目の中では3Dの立体的な像を形成する。
BACKGROUND OF THE INVENTION In related patents and applications by the applicant, US Pat. No. 5,954,414 to Tsao discloses that all frames of a 2D image created on a fixed projection device are reciprocated on a reciprocating screen through an opto-mechanical image transmission mechanism. Discloses a stereoscopic 3D display system that creates a stereoscopic 3D image by projecting a 3D image. The image transmission mechanism keeps the frame size and focus of the projected image unchanged on the mobile screen. Therefore 2
A set of D-images is distributed and displayed in a screen swept space. Due to the afterimage (or image persistence) effect, this set of frames of the 2D image forms a 3D stereoscopic image in the viewer's eyes.

【0003】そのシステムは、視準整正を行った像ビー
ムの必要なしに在来の2Dプロジェクション光学を使っ
て、立体的な3Dイメージを創造することができる。Ts
aoによる日本特許出願361090/99( 国内出願通知2000-2
01362 )は往復運動式スクリーン運動を創造するために
円滑な回転メカニズムを使用する方法を開示している。
さらにこの出願はスクリーン運動メカニズムとイメージ
伝達メカニズムを改善している。
The system can create stereoscopic 3D images using conventional 2D projection optics without the need for a collimated image beam. Ts
Japanese patent application 361090/99 by ao (National application notice 2000-2
01362) discloses a method of using a smooth rotating mechanism to create a reciprocating screen movement.
The application further improves the screen movement mechanism and the image transmission mechanism.

【0004】他の先行技術では、De Montebelloはディ
スプレイ空間を創造する回転式のスパイラルスクリーン
とそのスパイラルスクリーン上に2Dイメージのフレー
ムをプロジェクトするフィルムプロジェクターを使用す
るシステムを開示している(De Montebello 1969)。そ
のディスプレイ空間の深さはプロジェクターの焦点深度
によって制限を受け、従って小さい。Mortonはディスプ
レイ空間を形成する回転式の螺旋状スクリーンを使用す
る、しかも像源から螺旋状スクリーンの表面までの焦点
距離の変動に適応するための歪像レンズを使用する他の
システムを開示している(Morton 1990)。
In another prior art, De Montebello discloses a system that uses a rotating spiral screen to create display space and a film projector to project a frame of 2D images onto the spiral screen (De Montebello 1969). ). The depth of the display space is limited by the depth of focus of the projector and is therefore small. Morton discloses another system that uses a rotating helical screen to form the display space, but also uses a distorted lens to accommodate variations in focal length from the image source to the surface of the helical screen. (Morton 1990).

【0005】歪レンズは作製困難であり、組立が複雑で
ある。その不連続な性質は画質を損なう。他のアプロー
チは視準整正を行った光ビームから成るイメージを移動
式スクリーンに直接プロジェクトする(Thompson 199
6)。通常はこれは光源としてレーザーを必要とし、従
ってプロジェクターを基本とするシステムよりも費用が
かかることにもなる。なおその他のアプローチは多数の
電気的にスイッチ可能な液晶ディスプレイレーザーを使
用する(Hattori 1992、Sadovinik 1998 )。他のアプ
ローチは多数のスイッチ可能なPDLCスクリーンにイ
メージフレームをプロジェクトする圧電ベースの急速焦
点レンズを使用している(Paek 1996)。両アプローチ
は解像力に限界があり、その理由はその中のLCDパネ
ルまたはスクリーンの数は物理的に限界があるからであ
る。
[0005] Distortion lenses are difficult to fabricate and complicated to assemble. Its discontinuous nature impairs image quality. Another approach projects an image consisting of a collimated light beam directly on a mobile screen (Thompson 199
6). Usually this requires a laser as the light source, and thus is also more expensive than projector-based systems. Still other approaches use multiple electrically switchable liquid crystal display lasers (Hattori 1992, Sadovinik 1998). Other approaches have used piezoelectric-based rapid focus lenses to project image frames into multiple switchable PDLC screens (Paek 1996). Both approaches have a limited resolution because the number of LCD panels or screens therein is physically limited.

【0006】[0006]

【発明の概要】この発明における立体的な3Dイメージ
ディスプレイは固定式プロジェクション(投影)装置上
に創造した2Dイメージの全フレームを光学機械的なイ
メージ伝達メカニズムを通じて、移動式スクリーン上に
プロジェクトする(投影する)ことによって立体的な3
Dイメージを創造する。そのイメージ伝達メカニズムは
プロジェクトした像のフレームの大きさと焦点を移動式
スクリーン上で不変に保っている。従って2Dイメージ
のセットをスクリーンで掃引した空間内に配分し、ディ
スプレイ(表示)する。残像(または像の持続)効果に
よって、この2Dイメージのフレームのセットは観察者
の目の中では3D立体的な像を形成する。
SUMMARY OF THE INVENTION A stereoscopic 3D image display in the present invention projects an entire frame of a 2D image created on a fixed projection device on a mobile screen through an opto-mechanical image transmission mechanism. 3)
Create a D image. The image transmission mechanism keeps the frame size and focus of the projected image unchanged on a mobile screen. Therefore, the set of 2D images is distributed and displayed in the space swept on the screen. Due to the afterimage (or image persistence) effect, this set of frames of a 2D image forms a 3D stereoscopic image in the viewer's eyes.

【0007】移動式スクリーンは周期的にディスプレイ
空間を掃引し、その中では立体的なイメージをディスプ
レイしている。スクリーンを移動させる好ましい方法は
「回転式往復運動」による。これは、スクリーン表面を
一定方向に常に向かわせながら、平板なスクリーンを軸
の周りに旋回させることである。すなわち、スクリーン
は前記軸の周りに旋回するが、それ自身の周りに回転し
ない。その結果、スクリーンの動きは矩形の空間を越え
て掃引することができて、しかもこの矩形空間内でスク
リーンは往復運動して現れる。その様な動きを創造する
多くのメカニズムが存在できる。好ましいメカニズムは
回転腕のセットでスクリーンを支える様に適用すること
である。
[0007] Mobile screens periodically sweep through the display space, displaying a stereoscopic image therein. The preferred method of moving the screen is by "rotary reciprocation". This involves swirling a flat screen about an axis, with the screen surface always oriented in a fixed direction. That is, the screen pivots about the axis but does not rotate about itself. As a result, the movement of the screen can be swept over a rectangular space, and the screen appears to reciprocate within this rectangular space. There can be many mechanisms to create such movements. The preferred mechanism is to apply to support the screen with a set of rotating arms.

【0008】イメージ伝達メカニズムはディスプレイの
ための移動式スクリーンにイメージプロジェクターから
プロジェクトされた光学像を中継している。スクリーン
が移動する時に、メカニズムはプロジェクトされたイメ
ージフレームの大きさと焦点を不変にしている。3タイ
プの改善したメカニズムを使用することができる。最初
は往復運動式反射板メカニズムである。反射板システム
をイメージプロジェクタとスクリーン間のプロジェクシ
ョン経路内に置き、スクリーンの移動によって生じたプ
ロジェクション経路長さの差を補償するために、往復運
動式のスクリーンと同調的に動く。
[0008] The image transfer mechanism relays the projected optical image from the image projector to a moving screen for the display. As the screen moves, the mechanism keeps the size and focus of the projected image frame constant. Three types of improved mechanisms can be used. The first is a reciprocating reflector mechanism. The reflector system is placed in the projection path between the image projector and the screen and moves in synchronism with the reciprocating screen to compensate for projection path length differences caused by screen movement.

【0009】第二のメカニズムはスクリーンの往復運動
式動きに応答するプロジェクトした2Dイメージの焦点
と倍率との両者を変更できるズーム光学メカニズムであ
る。ズーム光学は焦点があった、移動式スクリーンにプ
ロジェクトした2Dイメージを伝達できる。それがディ
スプレイ空間の希望形態を創造するようにプロジェクト
したイメージフレームの大きさを維持し、調製すること
ができる。第三のメカニズムは遠方中心レンズである。
遠方中心レンズはスクリーンが移動するときに、プロジ
ェクトしたイメージフレームの大きさと焦点を一定範囲
内で不変にしている。イメージプロジェクターは2Dイ
メージフレームのセットを移動式スクリーン上にイメー
ジ伝達メカニズムを通じて発生させ、プロジェクトして
いる。イメージプロジェクターは一般的にイメージ発生
パネル、プロジェクションレンズ、光源から成る。回転
式往復運動メカニズムは立体的3Dイメージを直接創造
するディスプレイパネルを直接動かすために使用するこ
とができる。
A second mechanism is a zoom optical mechanism that can change both the focus and magnification of the projected 2D image in response to the reciprocating movement of the screen. Zoom optics can deliver the projected 2D image to a focused, mobile screen. It can maintain and adjust the size of the image frame that it projects to create the desired form of display space. The third mechanism is a far center lens.
The far center lens makes the size and focus of the projected image frame constant within a certain range as the screen moves. Image projectors are projecting by generating a set of 2D image frames on a mobile screen through an image transfer mechanism. An image projector generally includes an image generation panel, a projection lens, and a light source. The rotary reciprocating mechanism can be used to directly move a display panel that directly creates a stereoscopic 3D image.

【0010】図1はイメージ伝達メカニズムを有する移
動式スクリーンに基づく立体3Dディスプレイの基本概
念を示し、そのシステムシは大きな3部分から成り立っ
ている。 (1) 移動式スクリーン:周期的に移動しているスク
リーン11はプロジェクトしたイメージをディスプレイ
し、そのディスプレイ空間12を形成する。 (2) イメージ伝達メカニズム:イメージ伝達メカニ
ズム13はプロジェクションビーム14を中継し、この
ビームはディスプレイのための移動式スクリーン上にイ
メージプロジェクターからプロジェクトされる2Dイメ
ージフレーム14aのセットを含んでいる。そのメカニ
ズムはスクリーンが移動したときに、プロジェクトした
イメージの大きさと焦点を不変に維持し、プロジェクト
されるイメージフレームの配置を移動式スクリーンと同
調させる。これが基本的にはプロジェクション径路補償
メカニズムであり、その理由はプロジェクターからスク
リーンへの直接の全フレームプロジェクションはスクリ
ーンの一定運動によって好ましくないからである。
FIG. 1 shows the basic concept of a stereoscopic 3D display based on a moving screen with an image transmission mechanism, and its system consists of three major parts. (1) Mobile screen: The screen 11, which is moving periodically, displays the projected image and forms its display space 12. (2) Image transmission mechanism: The image transmission mechanism 13 relays a projection beam 14, which includes a set of 2D image frames 14a that are projected from an image projector on a mobile screen for display. The mechanism keeps the size and focus of the projected image unchanged as the screen moves, and synchronizes the placement of the projected image frame with the mobile screen. This is basically a projection path compensation mechanism, since full frame projection directly from the projector to the screen is not desirable due to the constant movement of the screen.

【0011】(3) イメージプロジェクター:イメー
ジプロジェクター15は2Dイメージフレーム14aの
セットを移動式のスクリーン11の上にイメージ伝達メ
カニズム13を通じて発生させ、プロジェクトしてい
る。一般的にイメージプロジェクターはイメージ発生パ
ネル、プロジェクションレンズ、光源から成り立ってい
る。
(3) Image Projector: The image projector 15 generates a set of 2D image frames 14a on the movable screen 11 through the image transmission mechanism 13 and performs a project. Generally, an image projector comprises an image generation panel, a projection lens, and a light source.

【0012】空間を横切ってスクリーンを周期的にかつ
急速に掃引し、スクリーン上に一連の2Dイメージフレ
ームを連続的にプロジェクトすることによって、例えば
図1の車体14aの横顔、2Dイメージのフレーム枠の
セットをこれによってディスプレイ空間にわたって分配
し、ディスプレイすることができて、空間内では特異な
位置に置かれたフレームを有している。ディスプレイ空
間の外側から見れば、2Dイメージのフレームのそのセ
ットは3Dの立体的なイメージをなしており、その理由
は人間の目の残像(像の維持)効果による。イメージは
実際には空間を占めており、多くの観察者から異なった
角度から同時にいかなる眼鏡も必要とせずに見ることが
できる。
By sweeping the screen periodically and rapidly across space and continuously projecting a series of 2D image frames on the screen, for example, the profile of the body 14a of FIG. The set can thereby be distributed and displayed over the display space, with the frame being located in a unique position in the space. Seen from outside the display space, that set of frames of a 2D image is a 3D stereoscopic image, due to the afterimage effect of the human eye. The image actually occupies space and can be viewed by many observers from different angles simultaneously without the need for any glasses.

【0013】移動式スクリーンは周期的に立体的なイメ
ージをディスプレイしている、ディスプレイ空間を掃引
している。スクリーンの動きは往復式掃引並びに全スク
リーンまたはスクリーン表面の一部による一方向の掃引
を包含する。図2a−dは円滑な往復動式スクリーン運
動を創造するために、円滑な回転式メカニズムを使用す
る好ましい往復運動式スクリーンシステムを示してい
る。これは平板なスクリーン11を軸501の周りに旋
回させ、そのスクリーン表面を常に一定方向(z方向)
に向かわせるように維持している。すなわち、スクリー
ンは前記軸のまわりに旋回するが、それ自身の周りに回
転しない。その結果として、スクリーン運動はz方向に
矩形の空間12を横切って掃引できて、しかも図2b-2d
が示すように、この矩形空間の中でそのスクリーンはz
方向にそって前後に動くことを表現している。このスク
リーン運動は従って、「回転式往復運動」呼ぶことがで
きる。どの場所でもプロジェクションビームを捕捉する
ためには、スクリーン11の長さはディスプレイ空間1
2の長さよりも大きくなくてはならない。
The moving screen is sweeping the display space, displaying a stereoscopic image periodically. Screen movements include reciprocating sweeps as well as one-way sweeps by the entire screen or a portion of the screen surface. Figures 2a-d show a preferred reciprocating screen system that uses a smooth rotating mechanism to create a smooth reciprocating screen movement. This rotates the flat screen 11 around the axis 501, and constantly moves the screen surface in a fixed direction (z direction).
I keep it to go. That is, the screen pivots about the axis but does not rotate about itself. As a result, the screen movement can be swept across the rectangular space 12 in the z-direction, and
Shows that in this rectangular space the screen is z
It expresses moving back and forth along the direction. This screen movement can therefore be referred to as "rotary reciprocation". To capture the projection beam anywhere, the length of the screen 11 must be
Must be greater than 2 lengths.

【0014】多くのメカニズムがそのような「回転式往
復運動」を創造する事ができる。好ましいメカニズムは
図2aに示すようにスクリーンを担う回転腕のセットに
適用する。核になるメカニズムは同調して回転している
2対の回転腕510a−510dを有している。回転腕
は一体化した機械台座(図示せず)上にはめ込むこと、
およびタイミングベルトシステムでモーターにより駆動
することができる。半透明のスクリーン11を支持構造
物520に取り付け、この構造物は2本の棒に取り付け
られている両端部を持っている。その棒は回転ベアリン
グ524を有する2対の回転腕に組み込まれている。そ
の腕が回転するときに、スクリーンは従って動き、ディ
スプレイ空間12はスクリーン掃引によって創造するこ
とができる。4本の回転腕が同調して回転するので、回
転中にスクリーンと棒の組合わせ体に加えられるストレ
スは基本的にはない。スクリーンと棒は従って軽量の材
料製である。各回転腕を適当な重量配分によってまたは
適当なつりあい重り530によってバランスすることが
できる。
Many mechanisms can create such a "rotary reciprocation". The preferred mechanism applies to a set of rotating arms carrying a screen as shown in FIG. 2a. The core mechanism has two pairs of rotating arms 510a-510d that are synchronously rotating. The rotating arm is fitted on an integrated machine base (not shown),
And can be driven by a motor with a timing belt system. The translucent screen 11 is attached to a support structure 520, which has two ends attached to two bars. The rods are incorporated into two pairs of rotating arms with rotating bearings 524. As the arm rotates, the screen moves accordingly and the display space 12 can be created by a screen sweep. Since the four rotating arms rotate synchronously, there is essentially no stress on the screen and rod combination during rotation. The screen and bar are therefore made of lightweight material. Each rotating arm can be balanced by a suitable weight distribution or by a suitable counterweight 530.

【0015】据え付け位置と支持構造物520上でのス
クリーンの配置は必要に応じて調整することができる。
例えば、図2eは図2aとは異なるスクリーンの据え付
けを示している。図2fは回転腕を同調運動に維持する
ための例示のメカニズムを示している。各面540上で
のタイミングベルトとギアのシステムが回転腕を同一面
での(510aと510cのような)同調運動に維持し
ている。共通の軸550は2面同調運動による運動を維
持している。モーター560が全メカニズムを駆動して
いる。
[0015] The mounting position and the placement of the screen on the support structure 520 can be adjusted as needed.
For example, FIG. 2e shows a different screen installation than FIG. 2a. FIG. 2f shows an exemplary mechanism for maintaining the rotating arm in synchronized movement. A timing belt and gear system on each surface 540 keeps the rotating arm in co-ordinate movement (such as 510a and 510c). The common axis 550 maintains the motion of the two-plane tuning motion. Motor 560 drives the entire mechanism.

【0016】図3a−3cは回転式往復運動式スクリー
ンのための他の例示による態様を示している。図3aは
そのメカニズムの断面図を示しており、図3bは正面図
である。回転腕610は機械基台600に据え付けられ
ており、軸603の周りに回転する。軸は機械基台に固
定されており、タイミングギア605はその軸に固定さ
れている。回転腕は1端で固定されている突起した軸6
101を有している。第二のタイミングギア610はこ
の突起した軸に回転ベアリングを有して組み込まれてい
る。ギア610と605は同じピッチ直径と歯数を持っ
ている。これらはタイミングベルト630と対になって
いる。スクリーン11とその支持構造体620は第二の
ギア610に取り付けられ、固定されている、その結果
として、回転腕610が回転すると、常に1方向に向か
う表面を伴ってスクリーンが旋回する。または、タイミ
ングベルトを使用する替わりに、二つのギア間のカップ
リングをその間に第三のギアを使用して達成することが
できる。
3a-3c show another exemplary embodiment for a rotary reciprocating screen. FIG. 3a shows a cross-sectional view of the mechanism, and FIG. 3b is a front view. The rotating arm 610 is mounted on the machine base 600 and rotates around the axis 603. The shaft is fixed to the machine base, and the timing gear 605 is fixed to the shaft. The rotating arm has a protruding shaft 6 fixed at one end.
101. The second timing gear 610 is incorporated with a rotating bearing on the projected shaft. Gears 610 and 605 have the same pitch diameter and number of teeth. These are paired with the timing belt 630. The screen 11 and its support structure 620 are attached and fixed to the second gear 610, so that as the rotating arm 610 rotates, the screen turns with a surface that always faces in one direction. Alternatively, instead of using a timing belt, coupling between the two gears can be achieved using a third gear in between.

【0017】一方向の掃引を有する往復運動式スクリー
ンメカニズムの他の例は1990年にMortonが記載したスク
リーンの様な回転式螺旋スクリーン、1969年にDe Monte
belloが記載した回転式螺旋スクリーンを含んでいる。
Another example of a reciprocating screen mechanism having a unidirectional sweep is a rotary spiral screen, such as the screen described by Morton in 1990, and De Monte in 1969.
Includes rotary spiral screen described by bello.

【0018】3種の改良型像伝達メカニズムを使用する
ことができる。第一のメカニズムは往復運動式反射板メ
カニズムである。往復運動式スクリーンと、ただしスク
リーンの半分のスピードで同調運動している反射板シス
テムを像反射板と移動式スクリーンとの間のプロジェク
ション径路の中に置く。この速度差は往復運動式反射板
システムを通じて観察したようなプロジェクターの鏡像
と移動式スクリーン間で一定に保たれている。図4aは
1対の反射板を含む往復運動式反射板システムを有する
このアイデアを示している。
[0018] Three types of improved image transmission mechanisms can be used. The first mechanism is a reciprocating reflector mechanism. A reciprocating screen, but a reflector system tuned at half the screen speed, is placed in the projection path between the image reflector and the moving screen. This speed difference is kept constant between the mirror image of the projector and the moving screen as viewed through a reciprocating reflector system. FIG. 4a illustrates this idea with a reciprocating reflector system that includes a pair of reflectors.

【0019】2Dイメージフレームをディスプレイパネ
ル1501上に創造し、スクリーン11上に反射板対1
3を通じてレンズ1502によってプロジェクトする。
ディスプレイパネルとレンズは固定式である。二つの反
射板1301と1302間の好ましい角度は90°であ
る。プロジェクション径路402はスクリーン運動径路
401に好ましくは平行である。スクリーンは位置11
と11Aとの間を往復運動し、ディスプレイ空間12を
なしている。スクリーン11が動くと、反射板対13は
スクリーンと同一方向に動くが、しかしそのスクリーン
速度の半分の速度である。その結果として、ディスプレ
イパネルからスクリーンまでのプロジェクション距離は
常に一定に保たれている。従って、プロジェクトされた
イメージの焦点と倍率は常に維持することができる。
A 2D image frame is created on the display panel 1501 and the reflector pair 1 is displayed on the screen 11.
3. Project with lens 1502 through 3.
The display panel and lens are fixed. The preferred angle between the two reflectors 1301 and 1302 is 90 °. The projection path 402 is preferably parallel to the screen movement path 401. Screen is position 11
Reciprocating between the camera and 11A to form a display space 12. As the screen 11 moves, the reflector pair 13 moves in the same direction as the screen, but at half the screen speed. As a result, the projection distance from the display panel to the screen is always kept constant. Therefore, the focus and magnification of the projected image can always be maintained.

【0020】往復運動式反射板は図4bに示すように単
一の平板反射板であることもできる。この場合、プロジ
ェクション径路402は90°より小さい角度で反射板
1300に行き当たらねばならない。得られたディスプ
レイ空間12は斜め長方形面を有する。または、図4c
に示すように、入射プロジェクション径路と反射径路間
の角度を減少するために、TIR(全内部反射)プリズ
ム1303を挿入することができる。プロジェクション
ビームが偏光しているならば、例えばLCD(液晶ディ
スプレイ)パネルをイメージパネルとして使用するとき
には、図4dに示すように、入射ビームを反射板と反射
板から反射ビームを同じ径路40に入れるために、偏光
ビーム分割器1307を装置内に使用することもでき
る。
The reciprocating reflector can be a single flat reflector as shown in FIG. 4b. In this case, the projection path 402 must reach the reflector 1300 at an angle less than 90 °. The resulting display space 12 has an oblique rectangular surface. Or FIG. 4c
As shown in FIG. 7, a TIR (total internal reflection) prism 1303 can be inserted to reduce the angle between the entrance projection path and the reflection path. If the projection beam is polarized, for example when using an LCD (Liquid Crystal Display) panel as an image panel, as shown in FIG. 4d, the incident beam must be reflected from the reflector and from the reflector into the same path 40. Alternatively, a polarizing beam splitter 1307 can be used in the device.

【0021】四分の一の波遅延器1305が偏光ビ−ム
分割器と反射板1300の間に必要になる。405での
プロジェクションビームの偏光軸を調整し、そのビーム
を偏光ビーム分割器が反射板に向かって反射する。反射
板に反射され、四分の一の波遅延器板を通過した後に、
プロジェクションビームの偏光軸を90°回転するよう
に四分の一波遅延器を調整する。反射ビームは従って偏
光ビーム分割器を通過することができて、スクリーン1
1に到達できる。得られたディスプレイ空間12は長方
形の面を持っている。
A quarter wave delay 1305 is required between the polarizing beam splitter and the reflector 1300. The polarization axis of the projection beam at 405 is adjusted and the beam is reflected by a polarizing beam splitter toward a reflector. After being reflected by the reflector and passing through a quarter wave retarder plate,
The quarter wave delay is adjusted to rotate the polarization axis of the projection beam by 90 °. The reflected beam can therefore pass through the polarizing beam splitter and the screen 1
1 can be reached. The resulting display space 12 has a rectangular surface.

【0022】図5aに示すように、スライダークランク
シャフトホイールを使用する事によって反射板システム
の往復運動式運動を達成することができる。または、ス
クリーン運動を創造するために使用する同じメカニズム
を反射板システムの運動を創造するために使用すること
もできる。例えば、図5bに示すように、反射板対13
01と1302を回転腕のシステムに取り付けることが
できて、このシステムは図2aのシステムと類似したメ
カニズムである。反射板対構造1301と1302を単
一の表面反射板で置換することもできる。勿論、反射板
システムの往復運動式運動を創造するために他のメカニ
ズムも存在することができる。マイクロコンピューター
で制御する二つの2モーターを使用する、またはタイミ
ングの良いベルトおよびギアのような機械的手段を使用
することによって、スクリーンと反射板システムとの間
の速度比を維持することができる。
As shown in FIG. 5a, a reciprocating motion of the reflector system can be achieved by using a slider crankshaft wheel. Alternatively, the same mechanism used to create the screen movement can be used to create the movement of the reflector system. For example, as shown in FIG.
01 and 1302 can be attached to a rotating arm system, which is a mechanism similar to the system of FIG. 2a. The reflector pair structures 1301 and 1302 can be replaced by a single surface reflector. Of course, other mechanisms may exist to create the reciprocating motion of the reflector system. The speed ratio between the screen and the reflector system can be maintained by using two two motors controlled by a microcomputer or by using mechanical means such as timely belts and gears.

【0023】第二のイメージ伝達メカニズムはズーム光
学メカニズムであり、スクリーンの往復運動式運動に応
じてプロジェクトした2Dイメージの焦点と倍率両者を
変化することが可能である。ズーム光学は焦点内の移動
式スクリーン上にプロジェクトした2Dイメージを伝達
することができる。ディスプレイ空間の希望した形態を
創造するために、プロジェクトしたイメージフレームの
大きさを維持し、かつ調整することができる。一般的
に、ズーム光学はイメージプロジェクターシステムと一
体化している。
The second image transmission mechanism is a zoom optical mechanism, which can change both the focus and magnification of the projected 2D image in response to the reciprocating movement of the screen. Zoom optics can transmit the projected 2D image on a moving screen in focus. The size of the projected image frame can be maintained and adjusted to create the desired form of display space. Generally, zoom optics is integrated with the image projector system.

【0024】本出願人による関連特許、US特許5,954,
414は移動式ズームレンズの例を開示している。図6は
そのアイデアを示している。ズームレンズ1101は移
動式スクリーン上にディスプレイパネル上のイメージを
プロジェクトしている。数値制御器1103はアクチュ
エーター1101を制御し、位置センサー1104が検
出したように移動式スクリーンの位置に従ってレンズの
焦点とズーム倍率を調節する。
A related patent by the applicant, US Patent 5,954,
Reference numeral 414 discloses an example of a movable zoom lens. FIG. 6 shows the idea. The zoom lens 1101 projects the image on the display panel on the mobile screen. Numerical controller 1103 controls actuator 1101 to adjust the focus and zoom magnification of the lens according to the position of the mobile screen as detected by position sensor 1104.

【0025】ズームレンズの他に固定焦点距離の光学と
共に使用することができる他のズーム光学(または焦点
距離可変光学)もある。ズーム光学メカニズムの第二の
例は焦点距離可変鏡を使用している。焦点距離可変鏡は
駆動信号、通常は音響的圧力、に対応して平面鏡、凹面
鏡または凸面鏡になる曲率変更可能な薄い反射膜を有し
ている。焦点距離可変鏡の機械的構造の詳細はRawson 1
967に見いだすことができる。図7は光トレースによる
焦点距離可変鏡の原理を示している。反射表面が平板7
03Fであるならば、対象物790の鏡像790Fは像
距離O’M=OMに生ずる。反射面が歪んで、凸面鏡7
03Xをなすならば、対象物790の鏡像は小さくな
り、鏡に接近する。焦点距離MFxは凸面鏡703xに
対応し、鏡曲率が増加するにつれて小さくなる。反射面
が凹面鏡703Vに成るならば、対象物の鏡像は大きく
なり、鏡790Vから離れる。再び、鏡MFvの焦点距
離は鏡曲率が増えるにつれて減少する。図7から、振動
式焦点距離可変鏡はイメージの場所変更のみ成らず、イ
メージの大きさも変化することができることを知ること
ができる。イメージの大きさとイメージ位置は相互に関
連し、対象物距離(OM)と焦点距離可変鏡の焦点距離
によって決まる。
In addition to zoom lenses, there are other zoom optics (or variable focal length optics) that can be used with fixed focal length optics. A second example of a zoom optical mechanism uses a variable focal length mirror. The variable focal length mirror has a thin reflective film whose curvature can be changed to a plane mirror, concave mirror or convex mirror in response to a drive signal, usually acoustic pressure. Details of the mechanical structure of the variable focal length mirror are Rawson 1
967 can be found. FIG. 7 shows the principle of a variable focal length mirror using an optical trace. Reflective surface is flat 7
If 03F, the mirror image 790F of the object 790 occurs at the image distance O'M = OM. The reflecting surface is distorted and the convex mirror 7
If it makes 03X, the mirror image of the object 790 becomes smaller and approaches the mirror. The focal length MFx corresponds to the convex mirror 703x, and decreases as the mirror curvature increases. If the reflecting surface is a concave mirror 703V, the mirror image of the object will be large and move away from the mirror 790V. Again, the focal length of the mirror MFv decreases as the mirror curvature increases. From FIG. 7, it can be seen that the vibrating variable focal length mirror can change not only the location of the image but also the size of the image. Image size and image position are interrelated and are determined by the object distance (OM) and the focal length of the variable focal length mirror.

【0026】焦点と移動式スクリーン上にプロジェクト
したイメージの倍率を維持するためには、一般的に2種
の焦点距離可変部材を必要とするにもかかわらず、唯一
の焦点距離可変鏡を使用する特別に調整した構造物もや
はり固定焦点と倍率をうることができる。図8は好まし
い一態様を示している。焦点距離可変鏡820をイメー
ジパネル1501と通常のプロジェクションレンズであ
る通常のプロジェクションレンズ(固定焦点距離の)1
502との間の光学径路の中に置く。TIRプリズム8
01を再び焦点距離可変鏡と一緒に使用する。そのよう
な配置では、焦点距離可変鏡は従ってそれが振動すると
きに、有効イメージ距離(イメージパネルからプロジェ
クションレンズまで)とイメージパネルの有効大きさ両
者を相関した方法で変更している。焦点距離可変鏡が凸
面鏡になるときには、焦点距離可変鏡の視覚では、イメ
ージパネルは実際のパネルよりもプロジェクションレン
ズに近づいて現れる。その結果。パネル上のイメージは
B点にプロジェクトされている。焦点距離可変鏡が凹面
鏡ならば、パネルイメージ1501Vは焦点距離可変鏡
の視覚ではプロジェクションレンズにより近くに現れ
る。その結果として、パネル上のイメージはより短いイ
メージ距離に、A点にプロジェクトされる。
In order to maintain the focus and magnification of the image projected on the moving screen, only one variable focal length mirror is used, despite generally requiring two types of variable focal length members. Specially tuned structures can also have a fixed focus and magnification. FIG. 8 shows a preferred embodiment. The variable focal length mirror 820 is connected to the image panel 1501 and a normal projection lens (fixed focal length) 1 which is a normal projection lens.
502 in the optical path. TIR prism 8
01 is used again with the variable focal length mirror. In such an arrangement, the variable focal length mirror thus changes both the effective image distance (from the image panel to the projection lens) and the effective size of the image panel in a correlated manner as it vibrates. When the variable focal length mirror becomes a convex mirror, the image panel appears closer to the projection lens than the actual panel when viewed by the variable focal length mirror. as a result. The image on the panel is projected at point B. If the variable focal length mirror is a concave mirror, the panel image 1501V will appear closer to the projection lens in the vision of the variable focal length mirror. As a result, the image on the panel is projected to point A, at a shorter image distance.

【0027】プロジェクション距離の変化は従って移動
式スクリーンの往復運動、AからBまでの範囲に合致す
る。焦点距離可変鏡もパネルイメージの大きさを変更す
る。焦点距離可変鏡が凸面鏡になるならば、パネルのイ
メージは実際のパネルより小さく現れる。焦点距離可変
鏡が凹面鏡になるならば、パネルのイメージは実際像よ
り小さく現れる。しかしながら、この倍率の変化をプロ
ジェクションレンズに対する対象物の距離の変化によっ
て補償する事ができる。プロジェクションレンズ150
2を通じて、B位置にプロジェクトされたイメージは大
きな倍率を持っており、その理由は対象物距離に対する
プロジェクション距離の比が大きく、他方位置Aにプロ
ジェクトされたイメージは対象物に対するプロジェクシ
ョン距離の比が小さい故に、小さい倍率を持っているか
らである。その結果として、焦点距離可変鏡によって誘
起された倍率の変化を低減することができる、または焦
点距離可変鏡によって誘起された対象物距離変化に倍率
変化を適宜合致させることによって取り消すことができ
る。
The change in projection distance is thus consistent with the reciprocating motion of the moving screen, the range from A to B. The variable focal length mirror also changes the size of the panel image. If the variable focal length mirror becomes a convex mirror, the image of the panel will appear smaller than the actual panel. If the variable focal length mirror becomes a concave mirror, the panel image will appear smaller than the actual image. However, this change in magnification can be compensated for by a change in the distance of the object to the projection lens. Projection lens 150
Through 2, the image projected at position B has a large magnification because the ratio of the projection distance to the object distance is large, while the image projected at position A has a small ratio of the projection distance to the object. Therefore, it has a small magnification. As a result, the change in magnification induced by the variable focal length mirror can be reduced or canceled by appropriately matching the magnification change to the object distance change induced by the variable focal length mirror.

【0028】図9はプロジェクションレンズ9001と
スクリーンとの間の光学径路に置かれた焦点距離可変鏡
820を含む例示としての態様を示している。この配置
ではプロジェクションレンズ自身は焦点距離可変鏡の効
果を受けている。アクチュエーターメカニズム9002
は従ってプロジェクションレンズの位置を調節するため
に加えられ、その結果焦点とスクリーン上のプロジェク
トしたイメージの倍率に合致するために制御するもう一
つのパラメーターが存在する。TIRプリズム801は
プロジェクションレンズから焦点距離可変鏡にプロジェ
クションビームを向け、その後に焦点距離可変鏡からス
クリーン11に反射ビームを送っている。
FIG. 9 shows an exemplary embodiment that includes a variable focal length mirror 820 located in the optical path between the projection lens 9001 and the screen. In this arrangement, the projection lens itself is receiving the effect of the variable focal length mirror. Actuator mechanism 9002
Therefore, there is another parameter that is added to adjust the position of the projection lens, so that there is control to match the focus and magnification of the projected image on the screen. The TIR prism 801 directs the projection beam from the projection lens to the variable focal length mirror, and then sends the reflected beam from the variable focal length mirror to the screen 11.

【0029】アクチュエーターメカニズム9002はイ
メージパネル1501からレンズ9001までを測った
対象物距離を変化することもできる。焦点距離可変鏡が
凸面鏡モードにあるときには、プロジェクションレンズ
とパネルのイメージは実際の大きさよりも小さく現れ
る。パネル上のイメージは場所Bでスクリーン11にプ
ロジェクトされている。焦点距離可変鏡が凹面鏡モード
にあるときには、プロジェクションレンズとパネルのイ
メージは実際の大きさよりも大きく現れる。プロジェク
ションレンズとイメージパネルとの間の対象物距離を調
節することによって、イメージパネル上のイメージは希
望した大きさを有して位置Aにプロジェクトする事がで
きて、その希望した大きさをBでのイメージの大きさに
マッチするように選択することができる。その結果ディ
スプレイ空間は長方形面を持っている。
The actuator mechanism 9002 can also change the object distance measured from the image panel 1501 to the lens 9001. When the variable focal length mirror is in the convex mirror mode, the images of the projection lens and the panel appear smaller than the actual size. The image on the panel is projected on screen 11 at location B. When the variable focal length mirror is in the concave mirror mode, the images of the projection lens and the panel appear larger than the actual size. By adjusting the object distance between the projection lens and the image panel, the image on the image panel can be projected to the position A with the desired size, and the desired size can be represented by B. You can choose to match the size of your image. As a result, the display space has a rectangular surface.

【0030】一般的には、変動可能な焦点距離可能ない
ずれかの反射板は焦点距離可変鏡を使うことによって上
記の機能を達成する事ができる。この発明は従って焦点
距離変動鏡の構造に制限されない。上記の機能を達成す
るための光学部品のパラメーターの選別とデザインは当
業者によって幾何光学を元にして行うことができるか
ら、ここでは詳述しない。
In general, any reflector with a variable focal length can achieve the above function by using a variable focal length mirror. The invention is therefore not limited to the construction of the variable focal length mirror. The selection and design of the parameters of the optical components to achieve the above functions can be performed by those skilled in the art based on geometrical optics, and will not be described in detail here.

【0031】第三のイメージ伝達メカニズムは遠距離中
心のレンズを有している。遠距離中心レンズは一般的に
中心遠近法によって歪みのない対象物の像を提供する機
械視覚のために結像することに使用される。深度内でよ
ろけている3次元の対象物を創造するために通常のレン
ズを使用するときには、その像は中心遠近法の中で歪ん
で現れ、このことは近くでは大きく、しかし離れて見る
と小さく見える。遠距離中心レンズはこの歪みを対象物
からレンズへの主たる光線を平行にすることによって遠
距離中心範囲内で是正している。
The third image transfer mechanism has a lens at the far center. Far center lenses are commonly used for imaging for machine vision to provide an undistorted image of the object by central perspective. When using a normal lens to create a three-dimensional object staggering within depth, the image appears distorted in central perspective, which is large near, but small when viewed away. appear. The far center lens corrects this distortion within the far center range by collimating the main rays from the object to the lens.

【0032】その結果として、深度のある対象物の像は
視差またはスケールエラーなしであることもできる。遠
距離中心レンズの焦点の深さは遠距離中心範囲に合致す
るために設計することもできる。換言すれば、平板な対
象物の像は不変の大きさを有して現れ、それが遠距離中
心範囲内にある限り、対象物がどこに置かれて居ようと
も焦点内にある。この特徴によって、図10に示すよう
に、この種の遠距離中心レンズをプロジェクションレン
ズとして使用することができる。遠距離中心レンズの対
象物(object)側(即ち3D対象物を置く側)をプロジェ
クションのイメージ側として使用する。スクリーンは遠
距離中心範囲内で、AとBの間で往復運動する。プロジ
ェクターのディスプレイパネル1501は遠距離中心レ
ンズのイメージ(image)側(すなわちカメラを置く側)
に位置を取っている。遠距離中心レンズ1000は移動
式部分無しでイメージ伝達メカニズムとして働いてい
る。
As a result, images of objects with depth can be free of parallax or scale errors. The depth of focus of the far center lens can also be designed to match the far center range. In other words, the flat object image appears to have a constant size and is in focus no matter where the object is located as long as it is within the far center range. This feature allows this type of long distance lens to be used as a projection lens, as shown in FIG. The object side of the telecentric lens (ie, the side on which the 3D object is placed) is used as the image side of the projection. The screen reciprocates between A and B within the far center range. The display panel 1501 of the projector is the image side of the long distance center lens (ie, the side on which the camera is placed).
Is taking position. The telecentric lens 1000 works as an image transmission mechanism without moving parts.

【0033】上記の全ての往復運動式イメージ伝達メカ
ニズムはスクリーンが動くにつれて、焦点およびプロジ
ェクトしたイメージの倍率を維持している。希望するな
らば、変化する倍率にもかかわらず、イメージ伝達メカ
ニズムは移動式スクリーンにプロジェクションの焦点の
みを同調することができる。倍率の変更によって、ディ
スプレイ空間は長方形の面の代わりに、台形の面を持っ
ている。しかしそのメカニズムは従って単純化すること
ができる。イメージプロジェクターが大きな焦点深度を
持っている時には、同調した焦点さえも必要でない。プ
ロジェクトしたイメージの中で明らかな焦点ぼかしをす
ることなく、その様な深い焦点プロジェクターは移動式
スクリーンにイメージフレームをプロジェクトすること
ができる。
All the reciprocating image transfer mechanisms described above maintain focus and magnification of the projected image as the screen moves. If desired, despite varying magnification, the image transmission mechanism can tune only the projection focus to the mobile screen. Due to the change in magnification, the display space has a trapezoidal surface instead of a rectangular surface. But the mechanism can be simplified accordingly. When the image projector has a large depth of focus, even synchronized focus is not required. Such a deep focus projector can project an image frame on a mobile screen without apparent defocus in the projected image.

【0034】イメージプロジェクターはイメージ創出パ
ネル、プロジェクションレンズ、光源を有している。イ
メージ創出パネルは一般的に、LCD(液晶ディスプレ
イ)またはCRT(陰極線管)の様ないかなる種類のプ
ロジェクション装置であることもできる。レーザーおよ
びレーザー走査システムもこの発明の目的のためのイメ
ージプロジェクターであることができる。最良の結果の
ためには、高いフレーム速度のイメージパネルが好まし
い。高いフレーム速度可能な装置はLED(発光ダイオ
ード)FLC(強誘電体液晶)ディスプレイ、DMD
(ディジタル式ミクロ鏡装置)、TMA(薄フィルムミ
クロ鏡配列)を含んでいる。(これらの装置の詳細につ
いては[Clark 1981]、[Mignardi 1994]、[KIm & H
wang 1999]を参照のこと)
The image projector has an image creation panel, a projection lens, and a light source. The image creation panel can generally be any type of projection device, such as an LCD (Liquid Crystal Display) or a CRT (Cathode Ray Tube). Lasers and laser scanning systems can also be image projectors for the purposes of the present invention. For best results, a high frame rate image panel is preferred. Devices capable of high frame rates are LED (light emitting diode) FLC (ferroelectric liquid crystal) display, DMD
(Digital micromirror device) and TMA (thin film micromirror array). (See [Clark 1981], [Mignardi 1994], [KIm & H
wang 1999])

【0035】立体的な3Dイメージを創出するために移
動式スクリーン上にイメージをプロジェクトする代わり
に、図11が示すように、「回転式の往復運動」式メカ
ニズムが立体的な3Dイメージを直接に創出する平板な
パネルディスプレイを駆動する(動かす)ことができ
る。好ましい平板パネルディスプレイ2001はLED(発
光ダイオード)またはOLED(有機発光ダイオード)
の配列を搭載した基板であることもできる。平板パネル
ディスプレイは支持構造体520の上にはめることもで
きて、その構造体は図2aの場合のように2対の回転腕で
駆動されている。同様に、平板ディスプレイパネルの全
体の長さはディスプレイ空間12の長さよりも大きい。平
板パネルが異なった位置に向かって旋回するので、ディ
スプレイする立体的な3Dイメージの各対応する2Dイ
メージフレームをディスプレイ空間内に維持する必要が
ある。このことは図11に示すように、ディスプレイ空
間の位置に合致するズレ(オフセット)によって、平板
パネルディスプレイ上で異なった位置で各2Dイメージ
フレームをディスプレイすることによって達成すること
ができる。コントロ−ラー2003にディスプレイを接続す
るケーブル2002によってイメージ信号を平板パネルディ
スプレイに送ることができる。そのケーブルは極めて少
ない剛直さで作製することができて、その結果ディスプ
レイ動きに対するその影響も最小になる。または無線通
信が物理的なケーブルに置き換わる事ができる。回転式
往復運動メカニズムを使用することによって、ディスプ
レイパネル上の歪みも最小にすることができる。参考文献
Instead of projecting the image on a mobile screen to create a stereoscopic 3D image, a "rotary reciprocating" mechanism directly converts the stereoscopic 3D image as shown in FIG. The created flat panel display can be driven (moved). Preferred flat panel display 2001 is LED (light emitting diode) or OLED (organic light emitting diode)
May be mounted on the substrate. The flat panel display can also be mounted on a support structure 520, which is driven by two pairs of rotating arms as in FIG. 2a. Similarly, the overall length of the flat display panel is greater than the length of the display space 12. As the flat panel pivots to different positions, each corresponding 2D image frame of the stereoscopic 3D image to be displayed needs to be maintained in the display space. This can be achieved by displaying each 2D image frame at a different position on a flat panel display, with a displacement (offset) that matches the position in the display space, as shown in FIG. An image signal can be sent to a flat panel display by a cable 2002 connecting the display to the controller 2003. The cable can be made with very little stiffness, so that its effect on display movement is minimized. Or wireless communication can replace physical cables. By using a rotary reciprocating mechanism, distortion on the display panel can also be minimized. References

【外1】 [Outside 1]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

本発明を以下の図面の助けを利用して詳細に記述するこ
とができる。
The invention can be described in detail with the aid of the following figures.

【図1】先行技術におけるイメージ伝達メカニズムを有
する移動式スクリーンに基づく立体的3Dイメージディ
スプレイの基本概念を示している。
FIG. 1 shows the basic concept of a stereoscopic 3D image display based on a moving screen with an image transmission mechanism in the prior art.

【図2a】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリ
ーンの例による態様である。
FIG. 2a is an embodiment according to an example of a moving screen with a rotary reciprocating mechanism.

【図2b】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリ
ーンの例による態様である。
FIG. 2b is an example embodiment of a mobile screen with a rotary reciprocating mechanism.

【図2c】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリ
ーンの例による態様である。
FIG. 2c is an example embodiment of a mobile screen with a rotary reciprocating mechanism.

【図2d】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリ
ーンの例による態様である。
FIG. 2d is an example embodiment of a mobile screen with a rotary reciprocating mechanism.

【図2e】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリ
ーンの例による態様である。
FIG. 2e is an example embodiment of a mobile screen with a rotary reciprocating mechanism.

【図2f】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリ
ーンの例による態様である。
FIG. 2f is an example embodiment of a mobile screen with a rotary reciprocating mechanism.

【図3a】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリ
ーンの他の例による態様である。
FIG. 3a is an embodiment according to another example of a movable screen by a rotary reciprocating mechanism.

【図3b】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリ
ーンの他の例による態様である。
FIG. 3b is an embodiment of another example of a movable screen using a rotary reciprocating mechanism.

【図3c】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリ
ーンの他の例による態様である。
FIG. 3c is a view of another example of a moving screen using a rotary reciprocating mechanism.

【図4a】往復運動式反射板メカニズムと例示変更による
イメージ伝達メカニズムの原理を示す。
FIG. 4a shows the principle of a reciprocating reflector mechanism and an image transmission mechanism according to an exemplary modification.

【図4b】往復運動式反射板メカニズムと例示変更による
イメージ伝達メカニズムの原理を示す。
FIG. 4b illustrates the principle of a reciprocating reflector mechanism and an image transfer mechanism according to an exemplary modification.

【図4c】往復運動式反射板メカニズムと例示変更による
イメージ伝達メカニズムの原理を示す。
FIG. 4c shows the principle of a reciprocating reflector mechanism and an image transmission mechanism according to an exemplary modification.

【図4d】往復運動式反射板メカニズムと例示変更による
イメージ伝達メカニズムの原理を示す。
FIG. 4d illustrates the principle of a reciprocating reflector mechanism and an image transfer mechanism according to an exemplary modification.

【図5a】往復運動式反射板メカニズムの例による態様を
示す。
FIG. 5a shows an embodiment according to an example of a reciprocating reflector mechanism.

【図5b】往復運動式反射板メカニズムの例による態様を
示す。
FIG. 5b shows an embodiment according to an example of a reciprocating reflector mechanism.

【図6】移動式ズームレンズを使用した先行技術のアイ
ディアを示す。
FIG. 6 shows a prior art idea using a moving zoom lens.

【図7】先行技術の光線トレースによる焦点深度可変鏡
の光学機能を示す。
FIG. 7 illustrates the optical function of a variable depth of focus mirror with prior art ray tracing.

【図8】焦点深度可変鏡と固定プロジェクションレンズ
の組み合わせに基づくズーム光学を使用するイメージ伝
達メカニズムの例による態様を示す。
FIG. 8 illustrates an example aspect of an image transmission mechanism using zoom optics based on a combination of a variable depth of focus mirror and a fixed projection lens.

【図9】焦点深度可変鏡と移動式プロジェクションレン
ズの組み合わせに基づくズーム光学メカニズムの他の例
による態様を示す。
FIG. 9 illustrates another example aspect of a zoom optical mechanism based on a combination of a variable depth of focus mirror and a movable projection lens.

【図10】遠方中心レンズに基づくイメージ伝達メカニズ
ムの例による態様を示す。
FIG. 10 illustrates an example embodiment of an image transfer mechanism based on a far center lens.

【図11】回転式往復運動メカニズムによる移動式平板パ
ネルディスプレイに基づくこの発明の例による態様を示
す。
FIG. 11 illustrates an embodiment according to an example of the present invention based on a moving flat panel display with a rotary reciprocating mechanism.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H042 DD11 DE00 2H059 AA33 AA38 5C061 AA06 AA23 AB11  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H042 DD11 DE00 2H059 AA33 AA38 5C061 AA06 AA23 AB11

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (1)軸の周りにディスプレイ面を旋回
させ、かつそのディスプレイ面の表面を常に一定方向に
向かうように維持し、(2)2Dイメージフレームのセ
ットをそのディスプレイ面に順々にディスプレイし、
(3)所定のディスプレイ空間を掃引するそのディスプ
レイ面の動き、その2Dイメージフレームをディスプレ
イ空間内にディスプレイして配分し、立体的な3Dディ
スプレイ像を作製するこれらの段階を含む立体的な3D
イメージをディスプレイする方法。
1. A display surface is pivoted about an axis and the surface of the display surface is always kept in a fixed direction, and (2) a set of 2D image frames is sequentially placed on the display surface. Display on the
(3) a movement of the display surface that sweeps a predetermined display space, a stereoscopic 3D including these steps of distributing and distributing the 2D image frame in the display space to create a stereoscopic 3D display image.
How to display an image.
【請求項2】 そのディスプレイ面を支持構造物上には
めて、その支持構造物を同調して回転している回転腕シ
ステムによって駆動する請求項1の方法。
2. The method of claim 1, wherein the display surface is mounted on a support structure, and the support structure is driven by a synchronously rotating rotating arm system.
【請求項3】 そのディスプレイ面が発光ダイオードま
たは有機発光ダイオードの配列のような平板パネルディ
スプレイを含む請求項1の方法。
3. The method of claim 1, wherein the display surface comprises a flat panel display such as an array of light emitting diodes or organic light emitting diodes.
【請求項4】 平板パネルディスプレイが対応する位置
に向かって旋回する時にその平板パネルディスプレイ上
のオフセット位置でその2Dイメージフレームをディス
プレイする段階を更に含む請求項3の方法。
4. The method of claim 3, further comprising displaying the 2D image frame at an offset position on the flat panel display as the flat panel display pivots to a corresponding position.
【請求項5】 そのディスプレイパネルが半透明なプロ
ジェクションスクリーンであり、連続した2Dイメージ
フレームをディスプレイするその段階が(1)その2D
イメージフレームを順々にディスプレイパネル上にディ
スプレイする、(2)そのスクリーン上にそのディスプ
レイ上のイメージをプロジェクトする段階を含む請求項
1の方法。
5. The method according to claim 1, wherein the display panel is a translucent projection screen, and displaying a continuous 2D image frame comprises:
2. The method of claim 1 including displaying the image frames on a display panel in sequence, (2) projecting an image on the display on the screen.
【請求項6】 プロジェクションのその段階が更にプロ
ジェクション径路補償段階を含み、そのプロジェクショ
ン径路補償段階が移動式スクリーン上にプロジェクトし
た2Dイメージフレームの大きさと焦点を不変に維持す
る請求項5の方法。
6. The method of claim 5, wherein said step of projecting further comprises a projection path compensation step, wherein said projection path compensation step maintains the size and focus of the projected 2D image frame on the mobile screen.
【請求項7】 そのプロジェクション径路補償段階がデ
ィスプレイパネルからまずプロジェクションレンズを通
過し、その後に往復運動式反射板システムの反射を経て
イメージビームを伝達する段階を含み、その往復運動式
反射板システムはそのスクリーンの位置と協同して往復
運動する請求項6の方法。
7. The projection path compensation step includes the step of transmitting an image beam from the display panel first through a projection lens, and thereafter through reflection of the reciprocating reflector system, the reciprocating reflector system comprising: 7. The method of claim 6, wherein the reciprocating motion cooperates with the position of the screen.
【請求項8】 その往復運動式反射板システムが直線的
に往復運動する請求項7の方法。
8. The method of claim 7, wherein said reciprocating reflector system reciprocates linearly.
【請求項9】 その往復運動式反射板システムは常に一
定した方向に面した反射板表面を有しながら軸の周りに
旋回する請求項7の方法。
9. The method of claim 7, wherein the reciprocating reflector system pivots about an axis while always having the reflector surface facing in a fixed direction.
【請求項10】 その往復運動式反射板システムは同調
して回転している回転腕システムに駆動されている請求
項9の方法。
10. The method of claim 9 wherein said reciprocating reflector system is driven by a rotating arm system that is rotating in synchronization.
【請求項11】 そのプロジェクション径路補償段階は
ズーム光学を使用してイメージパネルからイメージビー
ムをプロジェクトする段階とスクリーンの位置と協同し
てそのズーム光学の光学性能を変更する段階を含み、そ
のズーム光学は少なくとも一つの焦点深度可変レンズま
たは反射板を含む請求項6の方法。
11. The projection path compensation step includes projecting an image beam from an image panel using zoom optics and changing the optical performance of the zoom optics in cooperation with the position of the screen. 7. The method of claim 6, wherein comprises at least one variable depth of focus lens or reflector.
【請求項12】 そのプロジェクション径路補償段階は
遠方中心レンズを使用してイメージパネルからイメージ
ビームをプロジェクトする段階を含む請求項6の方法。
12. The method of claim 6, wherein the projecting path compensation step includes projecting an image beam from an image panel using a far center lens.
【請求項13】 (1)2Dイメージフレームのセット
を順々に発生し、(2)プロジェクション径路補償手段
を通じて2Dイメージフレームを移動式プロジェクショ
ンスクリーン上にプロジェクトし、そのプロジェクショ
ン径路補償段階が移動式スクリーン上にプロジェクトし
た2Dイメージフレームの大きさと焦点を不変に維持
し、そのプロジェクション径路補償手段が反射板の表面
を常に一定した方向に向けながら、移動式スクリーンの
位置に対応して、軸の周りに旋回している往復運動式反
射板システム、または移動式スクリーンの位置に対応し
て変化する光学性能を有する少なくとも一つの焦点深度
可変レンズまたは反射板を含むズーム光学系または遠方
中心レンズを含み、(3)所定のディスプレイ空間を掃
引するそのディスプレイ面の動き、その2Dイメージフ
レームをディスプレイ空間内にディスプレイし、配分
し、しかも立体的な3Dディスプレイ像を作製する段階
を含む立体的な3Dイメージをディスプレイする方法。
13. A 2D image frame set is generated in sequence, (2) a 2D image frame is projected on a mobile projection screen through a projection path compensation means, and the projection path compensation step is performed by the mobile screen. Maintaining the size and focus of the 2D image frame projected above unchanged, its projection path compensating means always orienting the surface of the reflector in a fixed direction, corresponding to the position of the moving screen, around the axis A pivoting reciprocating reflector system, or zoom optics or a far center lens including at least one variable depth of focus lens or reflector having optical performance that varies with the position of the moving screen, 3) its display to sweep a given display space A method of displaying a three-dimensional 3D image, comprising the steps of: displaying and distributing the movement of the surface, the 2D image frame in a display space, and creating a three-dimensional 3D display image.
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