JP2005208308A

JP2005208308A - 立体投影装置

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Publication number: JP2005208308A
Application number: JP2004014393A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Tanaka; 靖章田中
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Priority date: 2004-01-22
Filing date: 2004-01-22
Publication date: 2005-08-04

Abstract

【課題】投影映像の視野角を改善し複数個の立体映像の投影が可能な安価な立体投影装置を提供する。
【解決手段】適当な口径と焦点距離を持つ複数個の安価なフレネルレンズを組み合わせる投影系を用いる事によって、色収差と投影映像の視野角の問題を改善し且つ複数の立体投影映像の複数方向への投影を可能にすると同時に、従来装置の持つ投影光学系の光学距離を大幅に短縮してコンパクトな装置容積をも可能にする。
【選択図】図８

Description

本発明は、スクリーンを用いずに肉眼で空中に浮遊して見える立体映像を投影する立体投影装置に関する。

レンズ又は反射鏡あるいはこれらの組み合わせを用いた投影光学系により、任意の対象（投影の対象となる各種の実物又は画像を、以下対象と総称する）を、スクリーンを用いずに肉眼で観察でき且つ空間に浮遊して見える魅惑的な立体映像であるオルソスコピック（Orthoscopic）な像として表示する投影装置がある。

この種の装置としては、単体の凹面反射鏡を使用した例えば図１に示すような投影光学系を用いた装置（例えば、特許文献１参照）や、単体の曲面又は凹面状の反射鏡に単体のフレネルレンズを組み合わせた例えば図２に示すような投影光学系を用いて投影映像の視野角の拡大を図った装置（例えば、特許文献２参照）等が知られている。
なお、図１に示す投影光学系において、符号１は凹面反射鏡を、符号２はビーム・スプリッターを、符号３は画像光束を、符号Ｐ１は投影像の結像点を各々表す。
また、図２に示す投影光学系において、符号４は反射鏡を、符号５はビーム・スプリッターを、符号６はフレネルレンズを、符号７は画像光束を各々表す。

米国特許５５５２９３４号明細書米国特許５９４４４０３号明細書

一般にこの種の装置による立体映像には、観察者が映像として視認できる範囲−すなわち映像の視野角の制約が伴う。
従って、これらの投影装置の共通した関心は、対象の投影映像の視野範囲を如何に大きくした投影光学系を採用するかにある。

経験的にこれらの投影映像に観察者が満足し得る視野角（２０度以上）と立体感を与えるには、対象の投影面積に対して投影光学系に採用するフレネルレンズや凹面鏡にはその約３倍の投影面積が必要とされるため、これらの投影装置では、視野角の拡大や投影対象のサイズを大きくするに従い採用する光学系のサイズやそのコストが急激に増大するという欠点がある。

例えば、図１に示した投影光学系において、得られる投影映像の視野角を拡大するためには、凹面鏡の表面形状を非球面に加工せざるを得ず、この加工コストは投影対象サイズの増大の要求に伴い反射光学系を採用した投影装置のコスト高の要因となっている。すなわち、投影映像の視野角の拡大に高コストの非球面鏡を用いざるを得ないという欠点がある。

また、図２に示した投射光学系は、安価なフレネルレンズと簡単な反射鏡を組み合わせて投影映像の視野角を増大したものであるが、フレネルレンズの単体での使用による色収差や反射鏡の球面収差等の影響によって投影映像に色の滲みや歪が生じる欠点がある。
これを是正するにはフレネルレンズや反射鏡の表面形状を非球面にせざるを得なくなり、安価なフレネルレンズを使用する利点が失われる。

また従来装置ではディスプレイ等を利用して表示される平面画像の投影については著しく立体感に欠けた投影映像しか得られない欠点があった。
一般に平面画像の投影映像が十分な立体感を持つには得られる投影映像の周辺部に十分な動的視差を与える事が必要であり、このためには、前述したように対象の投影面積に対して約３倍以上の光学面積を持つ反射鏡やレンズを使用する必要がある。

このため従来の投影装置では投影対象のサイズの増大に伴い大口径の反射鏡やレンズの使用による光学系のコストが飛躍的に増大するという欠点と、付随して増大する物理的な光学距離の影響でより大きな装置容積が必要となるという欠点がある。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、立体投影映像の視野角を増大すると共に映像の歪や滲みを改善し、且つ複数の鮮明なオルソスコピックな投影像を得る事ができる安価でコンパクトな投影光学系を有する立体投影装置を提供する事にある。

前記課題を解決するために、本願発明者は、適当な口径と焦点距離を持つ２個以上のフレネルレンズを組み合わせる投影系を用いれば、１枚のフレネルレンズを使用する場合に比べて視野角の増大と色収差の改善が図れると同時にディスプレイ等で表示される平面画像（２次元の平坦な画像）に対してもオルソスコピック（Orthoscopic）な関係を満足する映像、すなわち遠近関係が満足された映像が自動的に得られる事を発見した。

本発明は、適当な口径と焦点距離を持つ複数個の安価なフレネルレンズを組み合わせる投影系を用いる事によって、色収差と投影映像の視野角の問題を改善し且つ複数の立体投影映像の複数方向への投影を可能にすると同時に、従来装置の持つ投影光学系の光学距離を大幅に短縮してコンパクトな装置容積をも可能にしたものである。

すなわち、本発明に係る立体投影装置は、スクリーン無しに肉眼で空中に浮遊して見える対象の立体映像を投影表示する装置であって、一方に開口部を有する装置容器内に光軸を共有して適当な間隔で設置された適当な口径と焦点距離を有する複数個のフレネルレンズを具備する投影光学系を有し、対象から出る画像光束を、前記投影光学系の任意の前記フレネルレンズを介して予め収斂を加え装置の開口部に設置されたフレネルレンズに導き、その収斂作用により画像光束を装置外部の空間に投影して空間の異なる位置にオルソスコピックな対象の実像を結像させる。

好ましくは、前記投影光学系は、一方に開口部を有する装置容器内に光軸を共有して適当な間隔で設置された適当な口径と焦点距離を有する複数個のフレネルレンズの間にビーム・スプリッター又は反射鏡を挟んだ構成を有し、前記投影光学系を用いて各々光源を異にする２個の対象から出る画像光束の一方にフレネルレンズを介して予め収斂を加え、他方はそのままにして両者をビーム・スプリッター又は反射鏡を介して装置の開口部に設置されたフレネルレンズに導き、その収斂作用により両者の画像光束を装置外部の空間に投影して空間の異なる位置に各々分離したオルソスコピックな２個の対象の実像を同時に結像させる。

本発明によれば、立体投影映像の視野角を増大すると共に映像の歪や滲みを改善し、且つ複数の鮮明なオルソスコピックな投影像を得る事ができる安価でコンパクトな投影光学系を有する立体投影装置を提供する事ができる。
これにより、安価なフレネルレンズの使用で装置価格の低廉化が可能になるので市場での立体表示の普及に貢献できる。
また、同時に２個の立体映像を表示する機能は観察者に映像を視認する範囲を倍増させる事になり、広告や宣伝等での集客効果が従来の装置に比べて各段に広がる。

本発明の実施形態について、図３〜図１６を参照して説明する。
図３及び図４にその投影光学系の原理を示す。

図３は対象の画像光源であるディスプレイ（８）等からフレネルレンズ（１０）を通過して平面反射鏡（１１）で反射して装置の外部の点（Ｐ４）に収斂する画像光束（９）が、レンズ（１０）の後方に適当な距離を保って装置開口部に設置したフレネルレンズ（１２）によって更なる収斂された後に装置外部に投影され、空間の位置（Ｐ３）に結像する事を示したものである。

１枚のフレネルレンズ（１０）により収斂された対象の投影像の持つ実像の視野角（α）はフレネルレンズ（１２）を通過する事により更なる収斂を加えられ、より大きな視野角（β）を持つ投影像に変換される。

なおフレネルレンズ（１０）の焦点距離により収斂される点（Ｐ４）が装置内部に来る事もある。

図４は画像光源であるディスプレイ（１３）等からフレネルレンズ（１５）を通過して装置外部の点（Ｐ５）に収斂する画像光束（１４）が上記と同様にして装置開口部に設置されたフレネルレンズ（１６）を通過して更なる広角の視野角を持つ画像光束に収斂されて装置外部の点（Ｐ６）に結像される事を示したものである。

この場合もフレネルレンズ（１５）１枚による投影像の実像の視野角（α’）はフレネルレンズ（１６）を通過して更なる大きな視野角（β’）を持つ実像になる。

また使用するフレネルレンズの材質が同じであればフレネルレンズ（１０）及びフレネルレンズ（１５）による色収差の影響は、フレネルレンズ（１２）及びフレネルレンズ（１６）の各々を前記のレンズとの焦点距離の和の半分となる間隔を保つ位置に設置する事で改善される。

また図３又は図４のフレネルレンズ２枚の焦点距離と位置を適正に組み合わしてできる合成焦点距離による投影光学系は反射鏡又はフレネルレンズ１枚を使用する従来の装置での投影光学系に比べて、画像の投影に必要な光学的距離（例えば画像光源（８）とフレネルレンズ（１０）の間隔）を大幅に短縮する事ができる。

例えば適正な間隔を有する同じ焦点距離のフレネルレンズ２枚の組み合わせは上記と同じ焦点距離を持つ反射鏡又はフレネルレンズ１枚を使用する従来装置と比較してその必要な投影光学的距離を約半分に短縮ができるので、装置全体の大幅なコンパクト化が可能になる。

また上記の実現には１枚のフレネルレンズに換えて２枚のフレネルレンズを密着して使用する（例えば同じ焦点距離のフレネルレンズ２枚を密着して用いれば、半分の焦点距離を持つ広角レンズと同等の機能が簡単に作成できる）等の３枚以上の適正なフレネルレンズの組み合わせを用いる場合にも共通して有効である。

図５に画像光源として２台のディスプレイ（画像表示装置）を用いる例を示す。

ディスプレイ（１７）の画面上に表示された画像（４５）の画像光束（１８）はフレネルレンズ（１９）により投影光束に収斂された後、レンズ（１９）に対して４５度に傾斜して設置されたビーム・スプリッター（２０）で進行方向を変えて反射され、装置の開口部に設置されたフレネルレンズ（２１）で更なる広角の投影光束に収斂されて装置外部の空間上の点（Ｐ７）に結像して画像（４５）のオルソスコピックな実像（４６）を形成する。

またディスプレイ（２２）の画面上に表示された画像（４７）の画像光束（２３）はビーム・スプリッター（２０）を通過した後、フレネルレンズ（２１）により収斂されて装置外部の点（Ｐ８）に結像して画像（４７）の実像（４８）を形成する。

図１０に示したビーム・スプリッター（２０）の両面には各々異なる皮膜がコーティングされており、レンズ（１９）に対する面は反射率の高い皮膜（６２）でコーティングが、またディスプレイ（２２）に対する面には透過率の高い皮膜（６１）がコーティングされている。

また上記のビーム・スプリッター（２０）は透過するディスプレイ（２２）の画像光束（２３）に作用して画像（４７）の遠近感を誇張する機能も果たすので、通常のディスプレイ画像の投影像に比較してよりオルソスコピック（Orthoscopic）な実像（４８）を生成する事ができる。

なおレンズ（１９）による色収差の改善には上記した関係の間隔を保ってレンズ（２１）を設置すればよい。

実像（４６）の投影に必要なフレネルレンズ（１９）とディスプレイ（１７）の間隔（投影光学距離）は一般にフレネルレンズ（１９）の焦点距離の２倍近傍の位置に設置する必要があるが、フレネルレンズ（１９）とフレネルレンズ（２１）の合成焦点距離を適当に選択する事でその物理的距離を大幅に短縮する事ができる。

なおディスプレイ（１７）及びディスプレイ（２２）の位置を前後に変化させると実像（４６）及び実像（４８）の位置もまた前進又は後進し、その像の倍率も各々拡大又は縮小へと変化する。

図１１はフレネルレンズ（２１）の前方の装置開口部に外部からの散乱光（６３）の入射を阻止する黒色の反射フィルム（６４）を設置した例であり、投影映像の視覚性が向上してより鮮明な立体映像が視認できると共に装置自身の神秘性を高める効果がある。

また図１６に示すように黒色フィルム（６４）の代わりに画像光束（１８）及び画像光束（２３）を背景光とする液晶ディスプレイ（８６）を装置の開口部に設置すると、ディスプレイ（８６）の表示画面を背景として飛び出して見える立体画像（４６）及び立体画像（４８）が同時に得られるので装置の神秘性をより高める事ができる。

図９は図５の装置のアイソメ図を示したものである。

図６は図５の変形例を示したもので、ビーム・スプリッター（２７）は図５のビーム・スプリッター（２０）と対称な位置に設置されている。

ディスプレイ（２４）の画像光束（２５）はフレネルレンズ（２６）で収斂されてビーム・スプリッター（２７）を通過して平面反射鏡（２８）で反射された後、再びビーム・スプリッター（２７）で進行方向を変えて反射され装置開口部に設置されたフレネルレンズ（２９）による更なる収斂を受けて装置外部へ投射され、空間の位置（Ｐ９）に実像を結ぶ。

またディスプレイ（３０）の画像光束（３１）はビーム・スプリッター（２７）を通過してフレネルレンズ（２９）による収斂で装置外部の空間位置（Ｐ１０）に実像を結ぶ。

平面反射鏡（２８）の代わりに曲面鏡又は凹面鏡の使用も可能であるが、この場合には反射面の曲率に応じて上記の実像の位置（Ｐ９）が変化する。

図７はディスプレイ画像と対象の実物を同時に投影する装置の例を示したものである。

キセノンランプ等の高輝度の光源（４２）によって照射された実物（３２）の光束（３３）はフレネルレンズ（３４）によって収斂を加えられ、ビーム・スプリッター（３５）による反射で方向を変えて装置開口部に設置されたフレネルレンズ（３６）に導かれ、更なる収斂を加えられた後に装置外部に投射されて点（Ｐ１１）で結像して実物の実像（３７）を形成する。

またディスプレイ（３８）で表示される対象の画像（４０）の光束（３９）はビーム・スプリッター（３５）を通過してフレネルレンズ（３６）によって収斂を加えられた後に外部に投射され、点（Ｐ１２）に結像して実像（４１）を形成する。

実物（３２）が設置される架台（４３）は電動モーター（４４）によって回転され、実像（３７）に動きを与えるようになっている。

図７の例ではフレネルレンズ（３４）とフレネルレンズ（３６）に焦点距離距離３５０ｍｍでＪＩＳ（日本工業規格）−Ｂ列５番（Ｂ５）サイズ（１８０ｍｍ×２６０ｍｍ）の表面積を持つ市販のフレネルレンズ２枚を使用して視野角２５度程度の立体像が装置開口部の正面前方の大略約３５０ｍｍと４００ｍｍの位置に生成される。

またディスプレイ（３８）とフレネルレンズ（３６）の間隔は３５０ｍｍ、実物（３２）とフレネルレンズ（３４）の間隔は３００ｍｍ、ビーム・スプリッター（３５）を介したフレネルレンズ（３４）とフレネルレンズ（３６）の間隔は４８５ｍｍである。

図８はディスプレイ画像とプロジェクターによる画像とを同時に投影する装置の例である。

プロジェクター（４９）で投射された画像（５０）の画像光束（５１）はプロジェクター（４９）の前面に４５度の角度に傾斜して設置された平面反射鏡（５２）で反射して方向を変え、フレネルレンズ（５３）で収斂を加えられた後にビーム・スプリッター（５４）で反射して装置開口部に設置されたフレネルレンズ（５５）により再び収斂を加えられて装置外部に投射され、空間の位置（Ｐ１３）に結像して画像（５０）の実像（５６）を形成する。

一方ディスプレイ（５７）の画像（５８）の光束（５９）はビーム・スプリッター（５４）を通過した後、フレネルレンズ（５５）で収斂を加えられて装置外部に投射され、空間の位置（Ｐ１４）で結像して画像（５８）の実像（６０）を形成する。

また図１２のように像の結像点（Ｐ８）の近傍の移動体を感知するセンサー（６６）を装置の開口部付近に設置すれば、そのスイッチ機能により観察者が像に差し伸べた手（６５）の動きに反応してディスプレイで投射する画像を切り替える等の変化に富む機能を持った投影装置も作成する事ができる。

図１３は同一の画像光束を用いて装置の両面に同じ映像を同時に投影する装置の断面図である。

フレネルレンズ（７０）を通過した対象（７７）の画像光束（６７）はビーム・スプリッター（７１）を介して反射光束（６８）と透過光束（６９）に分けられ、両者は対称の位置にある装置開口部に設置された各々のフレネルレンズ（７４）及びフレネルレンズ（７３）を通して装置外部に投影され、空間の位置（Ｐ１５）及び（Ｐ１６）に実像（７８）及び実像（７９）を形成する。

図１４に示したビーム・スプリッター（７１）の一方の面には反射率５０％程度の皮膜（８１）がコーティングされており、画像光束（６７）の一部を反射してフレネルレンズ（７４）に導くと共に平面反射鏡（７２）で反射して戻った透過光（６９）を他方の面にコーティングされた高反射率の皮膜（８０）で反射させてフレネルレンズ（７３）に導く機能を果たす。

またフレネルレンズ（７４）及びフレネルレンズ（７３）の前面の装置開口部には各々のレンズを通して外部から進入する散乱光を遮断する黒色の反射フィルム（７５）及び（７６）が設置されている。

なお動画を表示する必要が無ければ、上記のディスプレイに換えて図１５のような対象の画像が印刷又は描かれた透明な画像スライド又はパネル（８４）に背景照明を施した装置を用いてもよい。なお、図１５において、符号８２は点光源を、符号８３は集光用フレネルレンズを、符号８５は画像光束を各々示す。

また本発明の装置全体又は一部を電動機等により緩やかに回転させれば、装置の周り３６０度の位置からも一定周期で立体投影像が観察できる集客効果の高い投影装置が得られる。

なお、本実施の形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって本発明を何ら限定するものではない。本実施の形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含み、また任意好適な種々の改変が可能である。

図１は、反射鏡を使用した投影光学系の例を示す図（断面図）である。図２は、フレネルレンズを使用した投影光学系の例を示す図（断面図）である。図３は、フレネルレンズ２枚を使用した投影光学系の原理を示す第１の図（断面図）である。図４は、フレネルレンズ２枚を使用した投影光学系の原理を示す第２の図（断面図）である。図５は、ディスプレイ２台を使用した投影装置の例を示す図（断面図）である。図６は、ディスプレイ２台を使用した投影装置の変形例を示す図（断面図）である。図７は、ディスプレイと実物を使用した投影装置の例を示す図（断面図）である。図８は、ディスプレイとプロジェクターを使用した投影装置の例を示す図（断面図）である。図９は、ディスプレイ２台を使用した投影装置のアイソメ図である。図１０は、ビーム・スプリッターの構成を示す図（断面図）である。図１１は、黒色フィルムによる外部入射光の遮断を示す図（断面図）である。図１２は、移動体感知センサーの設置例を示す図（断面図）である。図１３は、両面投射型の装置例を示す図（断面図）である。図１４は、ビーム・スプリッターの構成図（断面図）である。図１５は、背景照明を施した画像スライド又はパネルの構成図（断面図）である。図１６は、黒色フィルムの代わりに液晶ディスプレイを設置した例を示す図（断面図）である。

符号の説明

１：凹面反射鏡
２：ビーム・スプリッター
３：画像光束
４：反射鏡
５：ビーム・スプリッター
６：フレネルレンズ
７：画像光束
８：ディスプレイ
９：ディスプレイ（８）の画像光束
１０：フレネルレンズ
１１：平面反射鏡
１２：フレネルレンズ
１３：ディスプレイ
１４：ディスプレイ（１３）の画像光束
１５：フレネルレンズ
１６：フレネルレンズ
１７：ディスプレイ
１８：ディスプレイ（１７）の画像光束
１９：フレネルレンズ
２０：ビーム・スプリッター
２１：フレネルレンズ
２２：ディスプレイ
２３：ディスプレイ（２２）の画像光束
２４：ディスプレイ
２５：ディスプレイ（２４）の画像光束
２６：フレネルレンズ
２７：ビーム・スプリッター
２８：平面反射鏡
２９：フレネルレンズ
３０：ディスプレイ
３１：ディスプレイ（３０）の画像光束
３２：対象の実物
３３：対象の実物からの反射光束（画像光束）
３４：フレネルレンズ
３５：ビーム・スプリッター
３６：フレネルレンズ
３７：対象（３２）の実像
３８：ディスプレイ
３９：ディスプレイ（３８）の画像光束
４０：ディスプレイ（３８）の表示画像
４１：ディスプレイ（３８）の表示画像の実像
４２：高輝度ランプ
４３：回転架台
４４：電動モーター
４５：ディスプレイ（１７）の表示画像
４６：ディスプレイ（１７）の表示画像の実像
４７：ディスプレイ（２２）の表示画像
４８：ディスプレイ（２２）の表示画像の実像
４９：プロジェクター
５０：プロジェクター（４９）の画像
５１：プロジェクターの画像光束
５２：平面反射鏡
５３：フレネルレンズ
５４：ビーム・スプリッター
５５：フレネルレンズ
５６：画像（５０）の実像
５７：ディスプレイ
５８：ディスプレイ（５７）の表示画像
５９：ディスプレイ（５７）の画像光束
６０：表示画像（５８）の実像
６１：高透過率の皮膜
６２：高反射率の皮膜
６３：外部からの散乱光
６４：高反射率の黒色フィルム
６５：観察者の手
６６：移動体感知センサー
６７：対象（７７）の画像光束
６８：ビーム・スプリッター（７１）で反射した画像光束（６７）
６９：ビーム・スプリッター（７１）を透過した画像光束（６７）
７０：フレネルレンズ
７１：ビーム・スプリッター
７２：平面反射鏡
７３：フレネルレンズ
７４：フレネルレンズ
７５：黒色反射フィルム
７６：黒色反射フィルム
７７：（投影の）対象
７８：フレネルレンズ（７４）により投影された対象（７７）の実像
７９：フレネルレンズ（７３）により投影された対象（７７）の実像
８０：高反射率の皮膜
８１：高透過率の皮膜
８２：点光源
８３：集光用フレネルレンズ
８４：画像スライド又はパネル
８５：画像光束
８６：液晶ディスプレイ
α：フレネルレンズ１枚を使用した場合の実像の視野角
β：フレネルレンズ２枚を使用した場合の実像の視野角
α’：フレネルレンズ１枚を使用した場合の実像の視野角
β’：フレネルレンズ２枚を使用した場合の実像の視野角
Ｐ１：反射鏡を使用した投影像の結像点
Ｐ３：フレネルレンズ２枚を使用した投影像の結像点
Ｐ４：フレネルレンズ１枚を使用する場合の投影像の結像点
Ｐ５：フレネルレンズ１枚を使用する場合の投影像の結像点
Ｐ６：フレネルレンズ２枚を使用した投影像の結像点
Ｐ７：画像光束（１８）の結像点
Ｐ８：画像光束（２３）の結像点
Ｐ９：画像光束（２５）の結像点
Ｐ１０：画像光束（３１）の結像点
Ｐ１１：画像光束（３３）の結像点
Ｐ１２：画像光束（３９）の結像点
Ｐ１３：画像光束（５１）の結像点
Ｐ１４：画像光束（５９）の結像点
Ｐ１５：画像光束（６８）の結増点
Ｐ１６：画像光束（６９）の結像点

Claims

スクリーン無しに肉眼で空中に浮遊して見える対象の立体映像を投影表示する装置であって、
一方に開口部を有する装置容器内に光軸を共有して適当な間隔で設置された適当な口径と焦点距離を有する複数個のフレネルレンズを具備する投影光学系を有し、
対象から出る画像光束を、前記投影光学系の任意の前記フレネルレンズを介して予め収斂を加え装置の開口部に設置されたフレネルレンズに導き、その収斂作用により画像光束を装置外部の空間に投影して空間の異なる位置にオルソスコピックな対象の実像を結像させる
立体投影装置。
前記投影光学系は、一方に開口部を有する装置容器内に光軸を共有して適当な間隔で設置された適当な口径と焦点距離を有する複数個のフレネルレンズの間にビーム・スプリッター又は反射鏡を挟んだ構成を有し、
前記投影光学系を用いて各々光源を異にする２個の対象から出る画像光束の一方にフレネルレンズを介して予め収斂を加え、他方はそのままにして両者をビーム・スプリッター又は反射鏡を介して装置の開口部に設置されたフレネルレンズに導き、その収斂作用により両者の画像光束を装置外部の空間に投影して空間の異なる位置に各々分離したオルソスコピックな２個の対象の実像を同時に結像させる
請求項１に記載の立体投影装置。
表裏の両面で異なる透過率を持つビーム・スプリッターを用いて２個の異なる対象の画像光束の一方を透過させ且つ他方を反射させて共に装置開口部に設置された同一のフレネルレンズに導き、その収斂作用により透過した両者の画像光束を装置外部の同一方向に投影して空間の異なる位置にオルソスコピックな２個の対象の実像を同時に結像させる
請求項２に記載の立体投影装置。
表裏の両面で異なる透過率を持つビーム・スプリッターを用いて対象の画像光束を透過光と反射光による画像光束に分離して各々を異なる方向の装置開口部に個別に設置されたフレネルレンズに導き、その収斂作用により各々の透過した画像光束を装置外部の異なる方向に投影して空間の異なる位置に同一対象の各々のオルソスコピックな実像を同時に結像させる
請求項２又は３に記載の立体投影装置。
装置内部のフレネルレンズ相互の間隔を常に両者の持つ焦点距離の和の半分を保つように設置してフレネルレンズによる投影像の色収差を改善する
請求項１〜４のいずれかに記載の立体投影装置。
１枚のフレネルレンズで収斂される画像光束に他のフレネルによる更なる収斂を加える事により投影映像の視野角を増大する
請求項１〜５のいずれかに記載の立体投影装置。
１枚のフレネルレンズで収斂される画像光束に他のフレネルによる更なる収斂作用を加味する事によりオルソスコピックな関係を自動的に満足する投影映像を得る
請求項１〜６のいずれかに記載の立体投影装置。
適当な焦点距離を持つ複数個のフレネルレンズの組み合わせにより対象の投影に必要な光学的距離を短縮する
請求項１〜７のいずれかに記載の立体投影装置。
画像光束にビーム・スプリッターを透過させる事によりより遠近感のあるオルソスコピックな画像を得る
請求項１〜８のいずれかに記載の立体投影装置。
対象の画像光束の光源として実物からの反射光、又は高輝度の画像表示装置、又は映像投影装置、又はスライド又はパネル上の画像に背景照明を用いる
請求項１〜９のいずれかに記載の立体投影装置。
集客効果を高めるために装置の全体又は一部を回転させる事により装置の周辺３６０度の方向へ一定周期で立体像を投影する
請求項１〜１０のいずれかに記載の立体投影装置。
装置開口部の外部近傍に移動体センサーを設置して観察者の投影像に対する動きを感知させ、そのスイッチ機能により投影画像を制御する
請求項１〜１１のいずれかに記載の立体投影装置。
装置開口部のフレネルレンズの前面に黒色の反射フィルムを設置して外部散乱光の装置内部への進入を防ぎ、投影像の視認性と装置の神秘性を高める
請求項１〜１２のいずれかに記載の立体投影装置。
装置開口部のフレネルレンズの前面に対象の画像光束を背景光とする液晶ディスプレイを設置してディスプレイ画面を背景として画面から空間に飛び出して見える立体画像を得る
請求項１〜１３のいずれかに記載の立体投影装置。