JP3239646B2

JP3239646B2 - 立体映像投影装置

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Publication number: JP3239646B2
Application number: JP29026094A
Authority: JP
Inventors: 晶司佐藤; 直樹釜谷
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-11-25
Filing date: 1994-11-25
Publication date: 2001-12-17
Anticipated expiration: 2016-12-17
Also published as: JPH08149518A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ビデオプロジェクタ
ーの投影レンズの前方斜めに、反射鏡と素通し部分とか
ら成る回転板を配置した簡単な構造の立体映像投影装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、立体視可能な立体プロジェクタ
ー装置が知られている。これを、図１３と図１４によっ
て具体的に説明すると、図１３に示す立体プロジェクタ
ー装置１００は、左眼用（Ｌ）と右眼用（Ｒ）に相当す
る画像を２枚のビデオディスク或はカセットに納め、こ
れを２台のプレーヤー１０１Ｌ，１０１Ｒをコマンダー
１０２を介して同時にスタートさせて再生し、直交する
偏光（又は円偏光）をかけた上下２台のプロジェクター
１０３Ｒ，１０３Ｌで同一のスクリーン１０４上に投影
し、これを偏光眼鏡１０５で見るものである。尚、上記
スクリーン１０４は投影光の偏光方向を変えずにそのま
ま反射する表面材質でできている。また、図１４に示す
立体プロジェクター装置１１０は、ＶＨＤビデオディス
クの立体視の例であり、ＶＨＤビデオディスクに各フィ
ールド毎にＬ，Ｒ画像を入れ、これをＶＨＤプレーヤー
１１１を介してプロジェクター１１３等でスクリーン１
１４上に映し出し、アダプター１１２を介して各フィー
ルド毎に片眼をふさいでしまうシャッター付眼鏡１１５
をかけて見るものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１３
に示す立体プロジェクター装置１００では、ペアのレー
ザーディスクなどソフトが限定され、プレーヤー１０１
Ｌ，１０１Ｒ及びプロジェクター１０３Ｌ，１０３Ｒの
各装置もそれぞれ２台必要となり大掛かりであった。ま
た、図１４に示す立体プロジェクター装置１１０では、
シャッター付眼鏡１１５の構造が複雑になってしまう不
都合があった。

【０００４】そこで、この発明は、安価で簡単な構造の
立体映像投影装置を提供するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】映像信号のフィールド毎
に左眼と右眼から見た場合に相当する映像を、かつそれ
ぞれ直交する偏光方向を持つビデオプロジェクターの投
影光でスクリーン上に投影し、これを偏光眼鏡をかける
ことによって立体視するように構成した立体映像投影装
置において、円板状の全周をＮを整数として２Ｎに分割
し、その分割部分の一つおきの半数を反射鏡とし残りを
素通し部分にした回転板の半分を上記ビデオプロジェク
ターの投影レンズの前方斜めに配置し、該ビデオプロジ
ェクターのビデオ信号に同期させたモータでＦをフィー
ルド周波数としてＦ／（２Ｎ）で回転させ、上記回転板
の素通し部分を通して上記スクリーンに投影した映像
と、上記回転板の反射鏡で反射させ、この反射鏡に対し
て概略平行に配置された反射手段により上記スクリーン
に投影する映像とを、更に投影光の偏光方向が光学手段
により互いに直交するようにして上記スクリーン上に交
互に投影するようにさせる光学系を有している。

【０００６】

【作用】素通し部分と反射鏡部分とが交互に現れる回転
板をビデオ信号に同期させて回転させることにより、上
記回転板の素通し部分を通して左眼と右眼に相当するフ
ィールド毎の画像の一方をスクリーン上に投影すると共
に、該左眼と右眼に相当するフィールド毎の画像の他方
を回転板の反射鏡部分と反射手段とで反射させてスクリ
ーン上に投影し、これらを偏光眼鏡を通して立体視す
る。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面と共に詳述す
る。

【０００８】図１〜図３において、１は立体映像投影装
置である。この立体映像投影装置１は、液晶式のビデオ
プロジェクター１０と、この液晶式のビデオプロジェク
ター１０の後述する投影レンズ１６側の回りに着脱自在
に取付けられたフード型の光学アダプター（光学系）３
０とで構成されている。

【０００９】図２に示すように、上記液晶式のビデオプ
ロジェクター１０の上面側が湾曲した合成樹脂製で筐型
のキャビネット１１には、後面側から前面側にかけて光
源としてのハロゲンランプ１２と反射板１２ａと熱吸収
フィルター１３と横方向の第１の偏光板１４ａと液晶素
子（ＬＣＤ）１５及び縦方向の第２の偏光板１４ｂとを
それぞれ内蔵してある。この液晶素子１５に映し出され
た画像を投影レンズ１６を経て投影するようになってい
る。この投影レンズ１６は、キャビネット１１の前面の
略中央に突出した円筒部１１ａの内周面側に螺合された
円筒状の調整つまみ１７内に嵌め込まれている。この調
整つまみ１７を回すことにより投影レンズ１６のピント
を合わせることができるようになっている。また、筐型
のキャビネット１１の左側面中央にはスピーカ１８を備
えていると共に、その上方には液晶素子１５の表示面の
明るさを調整する明るさ調整つまみ１９及び各種操作釦
２０を備えている。さらに、筐型のキャビネット１１の
前面上側には複数の通風孔１１ｂを形成してある。ま
た、図３に示すように、筐型のキャビネット１１の背面
下側にはビデオ入力端子２１を取付けてあると共に、外
部電源接続用のコンセント２２をコード２３を介して接
続してある。

【００１０】図１〜図３に示すように、上記フード型の
光学アダプター３０のアダプター筐体３１は、合成樹脂
により平面が略扇形の筐型に形成してあり、その前側開
口部３１ａには透明板から成るフロント窓３２を設けて
ある。また、アダプター筐体３１の後側開口部３１ｂ側
にはプロジェクター取付片３１ｃを一体突出形成してあ
り、該プロジェクター取付片３１ｃを介して光学アダプ
ター３０をビデオプロジェクター１０のキャビネット１
１の円筒部１１ａに着脱自在に取付けてある。さらに、
アダプター筐体３１の左側壁３１ｄは前方に斜めになっ
て垂直に起立していると共に、アダプター筐体３１の右
側壁から上，下壁にかけて上記左側壁３１ｄに対して概
略平行になるように円筒部３１ｅを一体突出形成してあ
る。

【００１１】このアダプター筐体３１の円筒部３１ｅ内
には、モータ３４の回転軸３４ａを介して半分が半円形
のミラー部（反射鏡）３３ａで残りの半分が半円形の素
通しガラス部（素通し部分）３３ｂに成っている円板状
の回転ミラー（回転板）３３を回転自在に設けてある。
この回転ミラー３３を挾むようにして発光部３５ａと受
光部３５ｂとから成る光センサー（検出手段）３５を配
置してある。また、アダプター筐体３１内のプロジェク
ター取付片３１ｃ側には１／２波長板（光学手段）３６
を配置してあると共に、該アダプター筐体３１内の左側
壁３１ｄ側には全反射ミラーで構成された平面ミラー
（反射手段）３７を配置してある。

【００１２】図４（ａ）に示すように、上記回転ミラー
３３は、円形の形をした鏡の半分の銀メッキを剥がして
（或は省略して）素通しとし、半分を半円形のミラー部
３３ａに、他の半分を半円形の素通しガラス部３３ｂに
したものである。そして、この回転ミラー３３は、その
中心がモータ３４の回転軸３４ａに固定され、円板状の
半分がビデオプロジェクター１０の投影レンズ１６の前
面（前方）に横方向に傾いて位置するように配置されて
いる。この場合、回転ミラー３３のミラー部３３ａは投
影レンズ１６側に向いている面が全反射ミラーとなるよ
うにする。一方、平面ミラー３７も全反射ミラーで構成
され、回転ミラー３３に平行で光軸が距離Ｗだけ離れた
ところに、その反射面を回転ミラー３３側に傾けて配置
される。このＷは人間の左眼と右眼の間隔であり、約６
５ｍｍである。

【００１３】また、回転ミラー３３を挾むように光セン
サー３５の発光部３５ａと受光部３５ｂが配置され、発
光部３５ａからの投光が受光部３５ｂに通過（受光）し
たときにパルスが出て回転ミラー３３のミラー部３３ａ
と素通しガラス部３３ｂの継ぎ目の位置が検出できるよ
うになっている。また、回転ミラー３３と平面ミラー３
７との間に１／２波長板３６が配置され、これを通ると
光の偏光方向が９０°回転するようになっている。さら
に、図２に示すように、平面ミラー３７は支点３７ａを
中心として回動自在になっており、左側壁３１ｄに沿っ
てスライドする角度調整つまみ３８を動かすことにより
リンク３８ｂの働きにより平面ミラー３７の角度を可変
できるようになっている。

【００１４】以上の構成により、回転ミラー３３の回転
位置により該回転ミラー３３の素通しガラス部３３ｂを
通って投影された光軸Ｒ（以下、符号Ｒは右眼用の投影
光や画像としても用いる）と、回転ミラー３３のミラー
部３３ａ及び平面ミラー３７で反射された光軸Ｌ（以
下、符号Ｌは左眼用の投影光や画像としても用いる）が
形成される（ここで、ＲとＬとの距離Ｗはミラー上で眼
幅約６５ｍｍになっている）。ここで、図２において、
第２の偏光板１４ｂによりビデオプロジェクター１０の
投影光は縦方向の偏光がかかっており、素通しガラス部
３３ｂを素通しした投影光Ｒは同じ縦の偏光である。と
ころが、ミラー部３３ａで反射されると、１／２波長板
３６により偏光方向が９０°回転されるので、平面ミラ
ー３７で反射した投影光Ｌは横方向の偏光となる。

【００１５】図４（ｂ），（ｃ）は回転板の他の態様を
示す。図４（ｂ）に示す回転ミラー（回転板）３３′
は、ミラー部３３ａと素通しガラス部３３ｂの一部を光
が反射も通過もしない部材である例えば黒い紙３３ｃで
覆ったものであり、回転ミラー３３′が一回転している
とき黒い紙３３ｃでは光は反射も通過もしないようにな
っている。また、図４（ｃ）に示す回転ミラー（回転
板）３３″は４分割され、一周の間に２回光の通過／反
射を繰り返すようになっている。

【００１６】また、図３に示すように、光学アダプター
３０のアダプター筐体３１の上壁にはアクセサリー取付
用ネジ穴３１ｆを設けてある。さらに、光学アダプター
３０のアダプター筐体３１はコード３９により光学アダ
プター３０のサーボ回路（図５中符号Ｓで示す）と電源
を有する制御／電源部４０と結ばれている。この制御／
電源部４０にはＶＴＲ２からのビデオ信号のコード４１
を接続できるビデオ端子４２を有する。このビデオ端子
４２から入った信号はコード４３を経て、ビデオプロジ
ェクター１０のビデオ入力端子２１に供給されるように
なっている。また、制御／電源部４０は一面がバッテリ
ー５０を装着できるバッテリー取付面４４となり、他面
４５は他のバッテリー取付面に取付け可能となってい
る。そして、バッテリー５０を取付けて使うことのでき
るタイプの例えば図１２に示す別のビデオプロジェクタ
ー１０″では、該ビデオプロジェクター１０″の背面と
バッテリー５０の間に配置するようにしてバッテリー５
０の電源をビデオプロジェクターと共用できるようにな
っている。さらに、制御／電源部４０は外部電源端子４
６を持ち、外部電源接続用のコンセント４７により電源
の供給が受けられるようになっている。

【００１７】次に、図５に立体映像投影装置１のコント
ロール系を示し、図２と図４から図６を用いてその動作
を説明する。

【００１８】モータ３４は毎秒３０回転（ＮＴＳＣ信号
のとき）され、光センサー３５により回転ミラー３３の
ミラー部３３ａと素通しガラス部３３ｂの継ぎ目が正確
に、ＶＴＲ２のビデオ信号の垂直ブランキング期間にく
るようにサーボ回路Ｓ等で制御されている。図６に示す
ように、光センサー３５のセンサー出力に対する回転ミ
ラー３３の位置調整をするため、タイミング時間差Ｔは
調節できるようになっている。また、上記ビデオ信号は
ＥＶＥＮ／ＯＤＤをＲ／Ｌの画像に入れた３Ｄビデオ信
号である。さて、図５よりＬ画像が来たとき、回転ミラ
ー３３はミラー部３３ａとなり、横の偏光方向をつけス
クリーン６０に投影される。Ｒ画像は回転ミラー３３の
素通しガラス部３３ｂで縦の偏光方向で投影される。以
上のサーボ制御により、左眼用の画像Ｌと右眼用の画像
Ｒが正確に交互のフィールドに乗ったビデオ信号が得ら
れ、このビデオ信号のフィールド毎に左眼と右眼から見
た場合に相当する画像Ｌ，Ｒがスクリーン６０上にそれ
ぞれ投影される。

【００１９】図７は、光学アダプター３０の角度調整つ
まみ３８を動かしてスクリーン６０上にＬ，Ｒ２つの画
像の画枠が重なるようにし、これを右眼に縦方向の偏光
板７１Ｒ、左眼に横方向の偏光板７１Ｌを付けた簡単な
構造の偏光眼鏡７０で観察者８０が立体映像を楽しんで
いるところである。２つの画像の画枠の重なり具合を、
交叉させたり、または平行に近くすることにより、立体
像のスクリーン面からの飛び出し量を可変できる。

【００２０】このように、ビデオ信号のフィールド毎に
左眼と右眼から見た場合に相当する画像を、かつそれぞ
れ直交する偏光方向を持つビデオプロジェクター１０の
投影光Ｌ，Ｒでスクリーン６０上に投影し、これを偏光
眼鏡７０をかけることによって立体視するように構成
し、即ち円板状の全周をＮを整数として２Ｎに分割し、
その分割部分の一つおきの半数をミラー部３３ａとし残
りを素通しガラス部３３ｂにした回転ミラー３３の半分
を上記ビデオプロジェクター１０の投影レンズ１６の前
方斜めに配置し、該ビデオプロジェクター１０のビデオ
信号の垂直ブランキング期間に同期させたモータ３４で
Ｆをフィールド周波数としてＦ／（２Ｎ）で回転させ、
上記回転ミラー３３の素通しガラス部３３ｂを通して上
記スクリーン６０上に投影した画像Ｒと、上記回転ミラ
ー３３のミラー部３３ａで反射されて１／２波長板３６
により９０°回転されると共に該ミラー部３３ａに対し
て概略平行に配置された平面ミラー３７により更に反射
された画像Ｌとを、上記スクリーン６０上に交互に投影
するように構成したので、非常に簡単な構造の光学アダ
プター３０をビデオプロジェクター１０の投影レンズ１
６側に取り付けるだけで、立体映像を安価で容易に楽し
むことができる。

【００２１】また、図８は立体ビデオ信号の代わりに、
横ならびのワイド画面をＬ，Ｒで撮ったソフトについ
て、角度調整つまみ３８で同じだけずらしてスクリーン
６０上に投影し、超ワイド画面を観察者８０が楽しんで
いるところである。

【００２２】一般に、ビデオプロジェクター１０に使わ
れる液晶素子によっては、Ｒ用の画像の後にＬ用の画像
を入れたりしたとき、すぐに画像が切り換わらずしばら
く前の画像が残ったり、二重像になってしまう虞れもあ
る。そこで、ビデオ信号をＬからＲ、又はＲからＬに切
り換わったあと少したって残像がなくなってから投影す
ればよいわけであり、図４（ｂ）に示す回転ミラー３
３′の黒い紙３３ｃはこの目的のために付けたものであ
る。即ち、ビデオプロジェクター１０の画像素子が液晶
素子（ＬＣＤ）１５で、かつこの液晶素子１５が画像の
切り換えが遅く、一部のＬ，Ｒが二重の画像になってい
る部分を、上記回転ミラー３３′の黒い紙３３ｃでスク
リーン６０上に投影しないようにする。また、図４
（ｃ）のように一回転２サイクルのものは回転数を半分
にすればよい。

【００２３】尚、前記実施例では、光学手段としての１
／２波長板３６は、回転ミラー３３と平面ミラー３７と
の間に配置したが、投影光Ｌの光路上に入っていればよ
い。また、液晶式のビデオプロジェクター１０を用いた
が、図９に示す他の実施例のように、管球（チューブ）
式のビデオプロジェクター１０′を用いてもよい。この
場合、投影レンズ１６からの投影光に特に偏光はかかっ
ていないため、この投影レンズ１６の前に偏光板３２′
をおいて偏光をかけ、投影光Ｌの光路上に１／２波長板
３６を入れ、偏光方向を回転させている。また、フロン
ト窓３２の右側に縦方向の偏光板３２Ｒを、左側に横方
向の偏光板３２Ｌを、それぞれ付けてある。この偏光板
３２Ｒ，３２Ｌは入れても入れなくてもよいが、これを
入れた場合には投影光Ｒと投影光Ｌの偏光を整える働き
をする。

【００２４】また、図１０，図１１に示す別の実施例の
光学アダプター（光学系）３０″のように、プロジェク
ター取付片３１ｃ″を分離して、アダプター筐体３１の
下面側のアクセサリー取付用ネジ孔３１ｆにネジ９４を
介してステー９３を取付けておけば、簡単な構造の立体
映像撮影装置１″を構成することができる。即ち、上記
光学アダプター３０″を、図１０に示すように、アダプ
ター取付片３１ｃを介してビデオプロジェクター１０に
取付ければ立体映像投影装置１となり、また、アダプタ
ー取付片３１ｃをネジ９１を回して外し、三脚取付ネジ
９２付のステー９３をネジ９４でアダプター筐体３１の
下面側のアクセサリー取付用ネジ孔３１ｆに取付けて上
下逆にし、このステー９３に、図１１に示すように、ビ
デオカメラ９０をネジ９２で固定してバッテリー装着部
に制御／電源部４０を付け、次にバッテリー５０を付け
れば、立体映像撮影装置１″となる。このように、非常
に簡単な構造の光学アダプター３０″によって立体投影
ができる。しかも、立体撮影にも使えるので、今まで特
殊で高価な装置でしか「立体動画」はできなかったが、
安価で簡単な使い方で供給でき、立体撮影のしたかった
アマチュアはもちろん、監視カメラなど利用範囲は大き
い。

【００２５】さらに、前記各実施例によれば、回転ミラ
ー３３のミラー部３３ａと素通しガラス部３３ｂの継ぎ
目の検出手段として光センサー３５を用いたが、検出手
段は光センサーに限らず、磁石とＰＧ（パルスジェネレ
ータ）コイルから成る磁気センサー等でもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、この発明の立体映像投影
装置によれば、簡単な構造の光学系によって立体投影が
安価に供給できる。また、この光学系はそのまま撮影に
も使えるので、今まで特殊で高価な装置でしか立体動画
はできなかったが、安価で簡単な使い方で立体映像を撮
影したり、投影して楽しむことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す立体映像投影装置の斜
視図。

【図２】上記立体映像投影装置の光学系全体の構成図。

【図３】上記立体映像投影装置を背面側から見た斜視
図。

【図４】（ａ）は上記立体映像投影装置に用いられる回
転ミラーの斜視図、（ｂ）は同回転ミラーの他の態様を
示す斜視図、（ｃ）は同回転ミラーの別の態様を示す斜
視図。

【図５】上記立体映像投影装置に用いられる回路部等の
構成を示す説明図。

【図６】上記回路部の動作説明用のタイムチャート。

【図７】上記立体映像投影装置の使用状態を示す説明
図。

【図８】上記立体映像投影装置によるワイド投影の使用
状態を示す説明図。

【図９】他の実施例の立体映像投影装置の構成図。

【図１０】立体映像投影装置及び立体映像撮影装置にそ
れぞれ用いられる別の実施例の光学アダプターの斜視
図。

【図１１】上記別の実施例の光学アダプターをビデオカ
メラに取付けて立体映像撮影装置を構成した状態を示す
斜視図。

【図１２】立体映像投影装置に用いられる別のビデオプ
ロジェクターの斜視図。

【図１３】従来例の立体プロジェクター装置の使用状態
を示す説明図。

【図１４】他の従来例の立体プロジェクター装置の使用
状態を示す説明図。

【符号の説明】

１，１′…立体映像投影装置１０，１０′…ビデオプロジェクター１６…投影レンズ３０，３０′，３０″…光学アダプター（光学系）３３…回転ミラー（回転板）３３ａ…ミラー部（反射鏡）３３ｂ…素通しガラス部（素通し部分）３６…１／２波長板（光学手段）３７…平面ミラー（反射手段）６０…スクリーン７０…偏光眼鏡９０…ビデオカメラ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】映像信号のフィールド毎に左眼と右眼か
ら見た場合に相当する映像を、かつそれぞれ直交する偏
光方向を持つビデオプロジェクターの投影光でスクリー
ン上に投影し、これを偏光眼鏡をかけることによって立
体視するように構成した立体映像投影装置において、円
板状の全周をＮを整数として２Ｎに分割し、その分割部
分の一つおきの半数を反射鏡とし残りを素通し部分にし
た回転板の半分を上記ビデオプロジェクターの投影レン
ズの前方斜めに配置し、該ビデオプロジェクターのビデ
オ信号に同期させたモータでＦをフィールド周波数とし
てＦ／（２Ｎ）で回転させ、上記回転板の素通し部分を
通して上記スクリーンに投影した映像と、上記回転板の
反射鏡で反射させ、この反射鏡に対して概略平行に配置
された反射手段により上記スクリーンに投影する映像と
を、更に投影光の偏光方向が光学手段により互いに直交
するようにして上記スクリーン上に交互に投影するよう
にさせる光学系を有することを特徴とする立体映像投影
装置。
【請求項２】請求項１記載の立体映像投影装置におい
て、上記光学系を、上記ビデオプロジェクターに着脱自
在に取付けたことを特徴とする立体映像投影装置。
【請求項３】請求項１または２記載の立体映像投影装
置において、上記ビデオプロジェクターの投影レンズの
前方における上記回転板の停止位置を素通し部分として
通常投影を可能としたことを特徴とする立体映像投影装
置。
【請求項４】請求項１ないし３までのいずれかに記載
の立体映像投影装置において、上記回転板の反射鏡部分
及び素通し部分の一部を光学的に反射または通過できな
いようにする部材で覆ったことを特徴とする立体映像投
影装置。
【請求項５】請求項１ないし４までのいずれかに記載
の立体映像投影装置において、上記光学系を上記ビデオ
プロジェクターに着脱自在に取付けられるようにすると
共に、該光学系をビデオカメラにも着脱自在に取付けら
れるようにし、少なくとも上記回転板については撮影に
も投影にも共用できるようにしたことを特徴とする立体
映像投影装置。
【請求項６】請求項１ないし５までのいずれかに記載
の立体映像投影装置において、上記回転板に対して概略
平行になるように配置された上記反射手段を横に置きか
つ角度を可変自在にして、上記スクリーン上の２枚の画
像をずらすように構成したことを特徴とする立体映像投
影装置。
【請求項７】請求項６記載の立体映像投影装置におい
て、上記スクリーン上の２枚の画像を横に必要に応じ一
部をオーバーラップさせて投影するようにし、それに相
当する左眼用と右眼用の画像を入れてワイド画面を投影
するようにしたことを特徴とする立体映像投影装置。