JPH08227054A

JPH08227054A - 立体画像合成装置及びその駆動方法

Info

Publication number: JPH08227054A
Application number: JP7302711A
Authority: JP
Inventors: Shinya Kawanishi; 信也川西; Takatoshi Mizoguchi; 隆敏溝口; Kiyoshi Ebina; 清志蝦名; Yoshihei Tani; 善平谷
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1994-12-15
Filing date: 1995-11-21
Publication date: 1996-09-03

Abstract

(57)【要約】【課題】部品点数を極めて低減でき、システムの小型
化及び軽量化を図れ、且つ立体画像合成のポイントであ
る同期調整も極めて容易にでき、コスト低減、高信頼性
化を実現できる立体画像合成装置を提供する。【解決手段】光の出射方向が接眼部方向に向かうよう
配置された単一のＬＥＤアレイ１と、その出射方向前方
に配置された対物レンズ３と、ＬＥＤアレイ１から出射
され対物レンズ３を透過した光を右目用ミラー４及び左
目用ミラー５にそれぞれ反射する駆動ミラー６と、右目
用ミラー４及び左目用ミラー６と接眼部との間に各々設
けられた一対の接眼用レンズ７、９とを有することを特
徴とする。以上の立体画像合成装置の駆動方法として
は、駆動ミラー６を一方向へのみ等速回転運動をさせ、
該回転角度の変位に同期させてＬＥＤアレイ１を発光、
消灯させることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は立体画像合成装置に
関し、特にゲーム機等に使用される仮想現実（ヴァーチ
ャルリアリティ）画像を実現するための立体画像合成装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、人間が画像を立体的に認識できる
立体画像合成装置の一例として、人間の両目それぞれ
に、互いに若干の差異を有する像を人工的に与えること
によって、人間の脳がその像を３次元的な立体像として
認識できるようにした装置が開発されている。

【０００３】以下、そのシステム構成例を図に従って説
明する。図１７は従来例による立体画像合成の原理を示
した図、図１８は図１７の光学系を説明するための図、
図１９は図１８によって得られる視野を説明するための
図である。なお、図１７及び図１８は、システムを上面
から見た図である。

【０００４】従来のシステムは図１７に示すように、人
間の右目と左目にそれぞれ対応した同構造の光学系が対
で設けられている。左目に対応する方を説明すると、Ｌ
ＥＤアレイ１００からの光１０１を通過させるレンズ部
１０２と、レンズ部１０２を通過した光１０１を反射さ
せ、人間の目（左目１０３）に入射させる駆動機構付ミ
ラー１０４が設けられている。

【０００５】ここで、駆動機構付ミラー１０４は反射角
度を矢印方向に自在に変更できるようになっている。な
お、駆動部は省略している。また、ＬＥＤアレイ１００
は紙面垂直方向に複数個のＬＥＤチップが連続配置され
たものである。レンズ部１０２は、必要とする大きさの
像を得るためのものである。通常、収差による像の歪み
を調整するために複数枚のレンズが使用される。

【０００６】右目に対応する方も全く同構造であり、Ｌ
ＥＤアレイ１０５からの光１０６がレンズ部１０７、駆
動機構付ミラー１０８を介して右目１０９に入射する構
造となっている。

【０００７】上記構造において、駆動機構付ミラー１０
４、１０８がそれぞれ角度を変える（実際には振動す
る）ことによって人間の目１０３、１０９はＬＥＤチッ
プの縦一列の発光ではなく、平面状の発光を認識するの
であるが、この原理は下記の通りである。ここでは、左
目の場合のみ取り上げて説明する。

【０００８】図１８に示すように、駆動機構付ミラー１
０４の移動（ここでは、簡略化のために平行移動するこ
とを想定する）に応じて、左目１０３に入射してくる光
１０１の光路が変わってくる。つまり、駆動機能付ミラ
ー１０４がＡの位置にあるときに左目に入射してくる光
路は１０１ａである。この駆動機能付ミラー１０４で反
射する光は散乱光ではないため、この光路以外は左目１
０３には入射せず、１０１ａの光路は一義的に定まる。
従って、左目はＬＥＤアレイ１の光点をミラー１０４の
Ａ１の位置にのみ見ることになる。ここでＡ１の位置と
は、実際には１ポイントのみではなく、ＬＥＤアレイ１
００を構成する紙面垂直方向のＬＥＤチップすべて（ま
たはその一部）である。

【０００９】次に、駆動機構付ミラー１０４がＢの位置
に移動した時の光路は１０１ｂ、同様にＣの位置に移動
した時の光路は１０１ｃである。このように、駆動機能
付ミラー１０４がＡ→Ｂ→Ｃに移動するに従って、左目
が認識する光点（或いは光点の縦列）はＡ１→Ｂ１→Ｃ
１へと移動する。駆動機構付ミラー１０４が逆方向に移
動すると光点も同様に逆方向に移動する。この光点の移
動を紙面垂直方向から見ると、図１９に示すような移動
となる。図１９において、ＨはＬＥＤアレイ１００の縦
方向の長さを示し、Ｗは移動距離を示している。つま
り、Ｈ×Ｗの面積を光点が移動することになる。

【００１０】そして、上記の駆動機構付ミラー１０４の
振動速度を例えば一周期２０ｍｓ程度の速さに設定する
と、人間の目は、各々の光点に追随できなくなる。そこ
で、駆動機構付ミラー１０４の振動に対してＬＥＤアレ
イ１００を同期させて点灯／消灯することにより、目の
残像効果によってチラツキなくあたかも平面的な像が安
定して発光しているかのように認識する。

【００１１】実際に上記のＨ×Ｗの面積内にある画像を
写し出そうとする時には、以下のように行う。即ち、図
１９において、ＬＥＤアレイ１００の発光がＡ１のライ
ンにあるときに、ＬＥＤアレイ１００のどのＬＥＤチッ
プを点灯し、どのＬＥＤチップを消灯するかを決定し、
同様に、Ｂ１、Ｃ１等各位置での点灯／消灯を決定す
る。

【００１２】以上のようにして左目用の平面的画像を作
成するとともに、左目に像が見えるのと同一のタイミン
グで右目用の平面的画像を作成する。この時、２つの画
像に差異を与えておくことにより、人間の脳はこの像を
３次元的な立体画像として認識する。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の立体
画像合成装置は、図１７に示すように、ＬＥＤアレイ
（１００、１０５）、レンズ部（１０２、１０７）、駆
動機構付ミラー（１０４、１０８）を右目用と左目用
に、それぞれ一対使用している。また、一対のＬＥＤア
レイ（１００、１０５）を互いに離間した箇所に配置す
るため、これらのＬＥＤアレイ用としての駆動回路、プ
リント基板、配線等も一対必要となる。

【００１４】このように、従来構造では、使用部品点数
が非常に多く、また、材料コストが高くつき、システム
形状も大型になる、という問題点があった。

【００１５】また、立体画像合成装置においては、右目
用及び左目用の画像が互いに非同期になったり、位置ず
れを生じたりすると、得られる立体画像の画質に悪影響
を及ぼすため、この両画像の同期がポイントであった。
しかし、従来構造は前述のように、ＬＥＤアレイ、レン
ズ部、駆動機構付ミラーがそれぞれ個別に一対ずつ設け
られたものであり、これらの光学系の微調整、２つのミ
ラーの振動タイミングの同期調整に非常に手間を要し、
コストアップにもつながるという問題点があった。ま
た、部品点数が多い分、信頼性にも問題があった。

【００１６】そこで、本発明の目的は、部品点数を極め
て低減でき、システムの小型化及び軽量化を図れ、且つ
立体画像合成のポイントである左右両目に対する同期調
整も極めて容易にでき、コスト低減、高信頼性化を実現
できる立体画像合成装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に記載の立体画像合成装置は、光
の出射方向が接眼部方向に向かうよう配置された発光部
と、該発光部の出射方向前方に配置された対物レンズ
と、前記発光部から出射され対物レンズを透過した光を
右目用ミラー及び左目用ミラーにそれぞれ反射する単一
の駆動ミラーと、前記右目用ミラー及び左目用ミラーと
接眼部との間に各々設けられた一対の接眼用レンズとを
有してなることを特徴とする。

【００１８】請求項２は、光の出射方向が接眼部とは逆
の方向に向かうよう配置された発光部と、該発光部の出
射方向前方に配置された対物レンズと、前記発光部から
出射され対物レンズを透過した光を右目用ミラー及び左
目用ミラーにそれぞれ反射する単一の駆動ミラーと、前
記右目用ミラー及び左目用ミラーと接眼部との間に各々
設けられた一対の接眼用レンズとを有してなることを特
徴とする。

【００１９】請求項３は、光の出射方向が接眼部方向に
向かうよう配置された発光部と、該発光部の出射方向前
方に順次離間するよう配置された透過型液晶シャッター
及び対物レンズと、前記発光部から出射され透過型液晶
シャッター及び対物レンズを透過した光を右目用ミラー
及び左目用ミラーにそれぞれ反射する単一の駆動ミラー
と、前記右目用ミラー及び左目用ミラーと接眼部との間
に各々設けられた一対の接眼用レンズとを有してなるこ
とを特徴とする。

【００２０】請求項４は、光の出射方向が接眼部とは逆
の方向に向かうよう配置された発光部と、該発光部の出
射方向前方に順次離間するよう配置された透過型液晶シ
ャッター及び対物レンズと、前記発光部から出射され透
過型液晶シャッター及び対物レンズを透過した光を右目
用ミラー及び左目用ミラーにそれぞれ反射する単一の駆
動ミラーと、前記右目用ミラー及び左目用ミラーと接眼
部との間に各々設けられた一対の接眼用レンズとを有し
てなることを特徴とする。

【００２１】請求項５は、反射型液晶シャッターと該反
射型液晶シャッターに対して光を出射する発光部と、前
記反射型液晶シャッターで反射された光を透過させる対
物レンズと、該対物レンズを透過した光を光を右目用ミ
ラー及び左目用ミラーにそれぞれ反射する単一の駆動ミ
ラーと、前記右目用ミラー及び左目用ミラーと接眼部と
の間に各々設けられた一対の接眼用レンズとを有してな
ることを特徴とする。

【００２２】請求項６は、請求項１乃至５のいづれかに
記載の立体画像合成装置において、前記発光部はＬＥＤ
アレイであることを特徴とする。

【００２３】請求項７は、請求項６において、前記ＬＥ
Ｄアレイは、赤色、緑色、青色の各発光波長の光をそれ
ぞれ発光するＬＥＤチップが交互に配列されてなること
を特徴とする。

【００２４】請求項８は、請求項３乃至５のいづれかに
記載の立体画像合成装置において、前記発光部は赤色、
緑色、青色の各発光波長の光をそれぞれ発光する３個の
ＬＥＤ素子を有してなることを特徴とする。

【００２５】請求項９は、請求項１乃至５のいづれかに
記載の立体画像合成装置において、前記駆動ミラーは少
なくとも片面が鏡面の板状のミラーであることを特徴と
する。

【００２６】請求項１０は、請求項１乃至５のいづれか
に記載の立体画像合成装置において、前記駆動ミラーは
３面以上の多角面を有するポリゴンミラーであることを
特徴とする。

【００２７】請求項１１は、請求項１乃至５のいづれか
に記載の立体画像合成装置において、前記右目用ミラー
及び左目用ミラーは凹面鏡であることを特徴とする。

【００２８】請求項１２は、本発明による立体画像合成
装置の駆動方法であって、請求項１または２のいづれか
に記載の立体画像合成装置の前記駆動ミラーを一方向へ
のみ回転運動をさせる一方、該回転角度の変位に同期さ
せて前記発光部を発光、消灯させることを特徴とする。

【００２９】請求項１３は、請求項３乃至５のいづれか
に記載の立体画像合成装置の駆動ミラーを一方向へのみ
回転運動をさせる一方、該回転角度の変位に同期させて
前記液晶シャッターの開閉及び前記発光部の発光、消灯
を行うことを特徴とする。

【００３０】請求項１４は、請求項１２または１３のい
づれかに記載に立体画像合成装置の駆動方法において、
前記駆動ミラーの回転を等速回転としたことを特徴とす
る。

【００３１】請求項１５は、請求項１または２のいづれ
かに記載の立体画像合成装置の前記駆動ミラーを、前記
ＬＥＤアレイからの出射光を前記接眼部に入射するよう
反射できる範囲において正逆回転させる一方、該回転角
度の変位に同期させて前記ＬＥＤアレイを発光、消灯さ
せることを特徴とする。

【００３２】請求項１６は、請求項３乃至５のいづれか
に記載の立体画像合成装置の前記駆動ミラーを、前記Ｌ
ＥＤアレイからの出射光を前記接眼部に入射するよう反
射できる範囲において正逆回転させる一方、該回転角度
の変位に同期させて前記液晶シャッターの開閉及び前記
ＬＥＤアレイの発光、消灯を行うことを特徴とする。以
下、請求項の作用について説明する。

【００３３】請求項１及び２のように、本発明による立
体画像合成装置においては、発光部からの出射光を右目
用ミラー及び左目用ミラーにそれぞれ反射するようにし
ているので、発光部、駆動機構付きのミラー、対物レン
ズ部を各々１個のみによって立体画像合成装置を構成で
きる。従って、全体の構成を極めて簡略化できる。

【００３４】従来であれば、上記部品が右目用と左目用
にそれぞれ一対必要であった上、一対の発光部を離間し
た箇所に配置するため、これらの発光部用としての駆動
回路、プリント基板、配線等もさらに一対必要であり、
使用部品点数が非常に多く、また、材料コストが高くつ
きシステム形状も大型になる、という問題点があった
が、本発明ではこれらの問題を解消でき、小型、軽量の
立体画像合成装置を実現できる。さらに、部品点数が少
ないことにより信頼性の向上も図れる。

【００３５】また、従来の立体画像合成装置において
は、発光部及びその駆動回路、駆動機構付きミラー、対
物レンズ部等がそれぞれ一対ずつ設けられたものである
が故に、これらの光学系の微調整、２つのミラーの振動
タイミングの同期調整に非常に手間を要し、コストアッ
プにもつながるという問題点があったが、本発明におい
ては、発光部、駆動機構付きのミラーが共通であるた
め、同期調整が容易にできるとともに信頼性もさらに向
上する。

【００３６】請求項３乃至５のように、液晶シャッター
を使用することによって、請求項１及び２の効果に加
え、さらに発光部の発光チップ数の低減を図れる。発光
部としてＬＥＤアレイを使用する場合には、発光チップ
の点滅で画像を描くため、一列分として約２００〜３０
０個のチップが必要である。しかし、液晶シャッターの
開閉によって、光の透過、遮断を行うようにすれば、光
量は別として、基本的には発光部としては１チップのみ
でよい。多色化を図る場合でも、赤色、緑色、青色の３
チップのみとできる。

【００３７】また、多色化を図る場合には、コスト的に
より大きなメリットがでる。即ち、発光部としてＬＥＤ
アレイを使用する場合であれば、約６０〜７０個の青色
チップを使用することになるが、この青色チップは高価
であり、ＬＥＤアレイ及びこれを使用するシステムも比
較的高価となる。これに対して、上記のように液晶シャ
ッターを使用する構成であれば、青色チップは基本的に
は１個のみでよいので、大きなコストダウンを図れる。

【００３８】さらに、ＬＥＤアレイを使用する場合、２
００〜３００個にわたる多数のチップの明るさのばらつ
きが無いようにしないと、画面に横縞が生じる恐れがあ
るが、液晶シャッターを使用するシステムであれば、チ
ップの明るさのばらつきという問題はないので、画質の
安定性にも優れている。

【００３９】請求項１０のように、駆動ミラーとしてポ
リゴンミラーを使用すれば、多面を有することから同回
転数ならば板状ミラーに比較して、より多くの反射光
（即ち画像データ）を人間の眼に送ることができる。従
って、チラツキの低減を図れ画像を向上できる。

【００４０】請求項１１のように、右目用（左目用）ミ
ラーの反射面として凹面鏡を使用すれば、反射光の収束
度を向上できるので、駆動ミラーの大きさを小型化でき
る。この結果、装置内のスペースを有効に使用でき、さ
らに軽量化を図れる。また対物レンズの横幅を縮小でき
る。

【００４１】請求項１４のように、駆動ミラーとして回
転体を使用し等速回転運動をさせる場合、発光部の発光
の時間的なタイミングを選択する自由度が大きい。つま
り、従来構造例として、例えば、発光部からの光を回転
ではなく振動によって反射させる場合があるが、この例
では、一方向に振れたミラーが元の位置に戻るような逆
方向の運動を行うために、ミラーが空間を切る速度が刻
々変化する。このため従来は、ミラーでの光の反射条件
を一定にするために、その速度変化（例えばサインカー
ブ）の中でも、比較的等速運動に近い部分で光の反射を
行うようにしていた。

【００４２】即ち、従来構造によれば、発光部の発光の
タイミングが制限されるという問題があったが、本発明
によればこの問題を解消でき、光学的設計の簡易化に寄
与できる。

【００４３】

【実施例】本発明の立体画像合成装置の特徴は、従来、
右目用、左目用にそれぞれ必要であった一対の発光部
（例えばＬＥＤアレイ）、この一対の発光部にそれぞれ
対応して設けられた一対の駆動回路、レンズ（対物
用）、駆動機構付のミラーを各々１個に低減でき、極め
て小型、軽量のシステムを実現した点にある。加えてこ
のシステムに液晶シャッターを使用することによって、
画像の安定化を図るとともに、発光部の発光チップ数を
低減し低コスト化を実現したことにある。

【００４４】以下、図面を参照して詳細に説明する。図
１（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ本発明の一実施例によ
る立体画像合成装置のシステムを説明するための上面
図、図２は図１の光学系を説明するための図である。

【００４５】図１（ａ）に示すように、本実施例の立体
画像合成装置のシステム（以下、単にシステムと記す）
は、発光部であるＬＥＤアレイ１からの光２を透過させ
る対物レンズ３と、対物レンズ３を透過した光２を右目
用ミラー４または左目用ミラー５に反射させる回転可能
な駆動ミラー６とを有している。

【００４６】ここで、ＬＥＤアレイ１は、その光出射方
向が人間の目の方向（立体画像合成装置としての接眼部
方向）を向くよう配置されている。また、駆動ミラー６
は板状であり表裏両面ともミラーとなっている。そし
て、右目用ミラー４で反射した光は右目用接眼レンズ７
を介して右目８に、また左目用ミラー５で反射した光は
左目用接眼レンズ９を介して左目１０に入射されるよう
になっている。１１は外乱光の入射を防止するための遮
光物である。駆動ミラー６の回転中心は、対物レンズ
３、右目用接眼レンズ７及び左目用接眼レンズ９で反射
される光軸のセンターに配置されている。

【００４７】上記のような構造において、ＬＥＤアレイ
１から出射された光２は、まず対物レンズ３を透過す
る。この対物レンズ３は後述するように、接眼レンズ
７、９との組み合わせによって、ＬＥＤアレイ１で描か
れる像を拡大するためのものである。仮に、この対物レ
ンズ３（及び接眼レンズ７、９）がなくても、３次元的
な立体画像は得られるが、その像は極めて小さく実用に
適さないものになるため、これらのレンズを設けてい
る。

【００４８】そして、対物レンズ３を通過した光２は、
駆動ミラー６で右目用ミラー４または左目用ミラー５に
反射されるのであるが、この反射は以下のようにして行
われる。即ち、この駆動ミラー６は時計と逆方向に等速
回転しており、図中、Ｒ１〜Ｒ３の各位置において右目
用ミラー４に対して反射を行い、その後約９０°回転し
た位置Ｒ４〜Ｒ６で、左目用ミラー５に対して反射を行
う。なお、Ｒ１〜Ｒ３及びＲ４〜Ｒ６は模式的に選択し
たポイントであり、実際には後述するように、より微細
な角度のきざみでＬＥＤアレイ１からの光が反射され
る。

【００４９】今、右目用ミラー４に対して光が反射する
場合を考えると、駆動ミラー６がＲ１の位置にある時
に、ＬＥＤアレイ１からの光は光路２１を通って右目用
ミラー４で反射し、さらに右目用接眼レンズ７を介して
右目８に入射する。同様に、駆動ミラー６が回転してＲ
２、Ｒ３の位置にある時に、ＬＥＤアレイ１からの光は
光路２２、２３を通って右目８に順次入射する。この駆
動ミラー６の回転による光の入射によって、右目８には
残像効果によってある幅のスクリーンが写ることにな
る。

【００５０】ここで、Ｒ１からＲ３までの角度範囲は７
°と設定している。この角度範囲は、どれだけのスクリ
ーン幅が必要であるかによって決定される。なお、駆動
ミラー６の回転角度が７°の時、ＬＥＤアレイ１からの
反射光は右目用ミラーに対して１４°の振れを生じる。
Ｒ４からＲ６までの角度範囲も同じである。

【００５１】次に、駆動ミラー６が９０°回転してＲ４
乃至Ｒ６の位置にきた場合を図１（ｂ）に示す。この場
合、ＬＥＤアレイ１からの光は光路２４を通って左目用
ミラー５で反射し、さらに左目用接眼レンズ９を介して
左目１０に入射する。同様に、駆動ミラー６が回転して
Ｒ５、Ｒ６の位置にある時に、ＬＥＤアレイからの光は
それぞれ光路２５、２６を通って左目１０に順次入射す
る。

【００５２】以下、本実施例の駆動系についてより詳細
に説明する。

【００５３】上記のように、駆動ミラー６の角度が右目
８がスクリーンを認識できる角度内を回転している時
に、駆動ミラー６の角度に同期してＬＥＤアレイの点
灯、消灯を制御する。点灯、消灯の制御はＬＥＤドライ
バーで行うが、ここでは省略している。同様にして、左
目用のスクリーンも得るよう設定する。そして、この
時、両眼のスクリーン画像に差異を持たせることによ
り、人間の脳に３次元の立体画像を人工的に与えること
ができる。

【００５４】また、ＬＥＤドライバーによってＬＥＤア
レイ１の各ＬＥＤドットの点灯時間を制御することによ
り画面の明るさの階調を出すことができる。

【００５５】ここで、駆動ミラー６の角度が、スクリー
ン画像構成に不要な角度となっているときは、不要な電
流消費を避けるべくＬＥＤアレイ１は消灯させている。

【００５６】次に、本実施例の光学系の構成について具
体的に説明する。図２には、本実施例を構成する部品の
内、ＬＥＤアレイ１、対物レンズ３、接眼レンズ７
（９）を示している。なお、説明上、図２の光学系では
図１の駆動ミラー６（対物レンズ３と接眼レンズ７との
間に位置する）を省略している。この図２において、虚像３０と対物レンズ３間の距離を・・ＡＬＥＤアレイ１と対物レンズ３間の距離をＢ対物レンズ３と接眼レンズ７間の距離をＣ接眼レンズ７と眼間距離を・・・・・ｔ対物レンズ３の焦点距離を・・・・・ｆ₁ 接眼レンズ７の焦点距離を・・・・・ｆ₂ 虚像３１と接眼レンズ７間距離・・・ｄ₀ ＬＥＤアレイ１の半分の長さ・・・ｈ虚像３０の長さを・・・・・・・・・Ｈ虚像３１の長さを・・・・・・・・・Ｈ’ としている。

【００５７】図２において、ＬＥＤアレイ１の像（ＬＥ
Ｄチップが発光する実際の長さ）ｈは、最終的に人間の
右目８（左目１０も同じ、以下右目８で説明する）にお
いてＨ’の大きさの虚像として認識される。

【００５８】以下、図面に従って詳細に説明する。ＬＥ
Ｄアレイ１と対物レンズ３間の距離Ｂを、対物レンズ３
の焦点距離ｆ₁より短くなるように配置することによ
り、ＬＥＤアレイ１の虚像３０が得られる。そして、こ
の虚像３０と接眼レンズ７間の距離（Ａ＋Ｃ）を、接眼
レンズ７の焦点距離ｆ₂より短くなるように配置するこ
とによりＬＥＤアレイ１の虚像３１を得ることができ
る。

【００５９】ここで、ＬＥＤアレイ１と人間の右目８と
の間にレンズ（対物レンズ３、接眼レンズ７）を介挿し
ているが、これは以下のような理由による。即ち、レン
ズ体がなくてもＬＥＤアレイ１の像は基本的には人間の
目に把えられるのであるが、ＬＥＤアレイ１全体の長さ
は高々１０ｍｍ程度であり、このままでは眼に写る文
字、図等は小さすぎて実用に値しないため、２枚のレン
ズによって像の拡大を図っている。

【００６０】なお、ＬＥＤアレイ１と対物レンズ３間の
距離を、対物レンズ３の焦点距離よりも非常に短くすれ
ば、原理的にはレンズ１枚で虚像をいくらでも拡大でき
るが、その際には収差の問題が生じ、画像の歪みがひど
くなってしまうという問題点がある。さらに、本実施例
においては、後述するように人間の左右両目の間の距離
を確保するために、対物レンズ３と接眼レンズ７間の距
離を比較的大きくとる必要があり、上記の２枚レンズを
使用する光学系の構成は不可欠である。しかし、全体の
構成としては、従来よりも格段に小型化できる。

【００６１】以下、具体的な数値設計について説明す
る。

【００６２】図２の構成においては、まず、ｈ／Ｂ＝Ｈ／Ａ・・・（１）Ｈ／（Ａ＋Ｃ）＝Ｈ’／（ｄ₀−ｔ）・・・（２）Ｈ／ｆ₂＝Ｈ’／（ｄ₀＋ｆ₂−ｔ）・・・（３）の関係が成立する。

【００６３】ここで、例えば、・ｄ₀＝３５０ｍｍの位置でスクリーン高さ＝９６ｍｍ
となるよう虚像３１を作るものとする。（Ｈ’＝９６／
２＝４８ｍｍ）・Ｂ＝５ｍｍ、Ｃ＝６０ｍｍ、ｔ＝１０ｍｍとなるよう
に、ＬＥＤアレイ１、対物レンズ３、接眼レンズ７、人
間の右目８の各配置を設定する。

【００６４】ここで、ＬＥＤアレイ長さ＝１０ｍｍ（ｈ
＝５ｍｍ）とすると、（１）式より、５／５＝Ｈ／Ａ、
従ってＡ＝Ｈとなる。

【００６５】また、（２）式より、Ｈ／（Ａ＋６０）＝
４８／（３５０−１０）となる。

【００６６】ここでＡ＝Ｈであるので、Ｈ／（Ｈ＋６
０）＝４８／３４０となる。

【００６７】従って、Ｈ＝９．８６ｍｍ（＝Ａ）とな
る。

【００６８】また、ｈ／ｆ₁＝Ｈ／（ｆ₁＋Ａ）より、５
／ｆ₁＝９．８６／（ｆ₁＋９．８６）、従って、ｆ₁＝
１０．１４ｍｍとなる。

【００６９】即ち、Ｂ＝５ｍｍの位置にｈ＝５ｍｍのＬ
ＥＤアレイ１を設置し、ｆ₁＝１０．１４ｍｍとなるよ
う対物レンズ３を設計すれば、Ａ＝９．８６ｍｍの位置
にＨ＝９．８６ｍｍの虚像３０を得ることができる。

【００７０】また、（３）式より、９．８６／ｆ₂＝４
８／（３５０＋ｆ₂−１０）、従って、ｆ₂＝８７．９ｍ
ｍとなる。

【００７１】即ち、Ｃ＝６０ｍｍの位置に接眼レンズ７
をｔ＝１０ｍｍの位置に眼を配置し、ｆ₂＝８７．９ｍ
ｍとなるよう接眼レンズ７を設計すれば、ｄ₀＝３５０
ｍｍの位置にＨ’＝４８ｍｍの虚像３１を得ることがで
きる。つまり、人間の眼からは、疑似的に３５０ｍｍの
位置に高さ９６ｍｍのスクリーンが見えることになる。

【００７２】なお、上記の光学系においては、駆動ミラ
ー６を省略しているが、この光学系を図１の実施例に適
用すると各部の寸法は以下のようになる。

【００７３】一般に、人間の左右両目中心間の距離は６
０ｍｍ〜７０ｍｍ程度であり、今、左目用接眼レンズ１
０と右目用接眼レンズ８との距離を６４ｍｍとする場合
を考えると、図中ｂ寸法は６４ｍｍ／２＝３２ｍｍとな
る。上記光学系においては、対物レンズ３と接眼用レン
ズ８間の距離Ｃを６０ｍｍ、即ちａ＋ｂ＋ｃ＝６０ｍｍ
としているので、例えば、図１中のａ寸法及びｂ寸法を
それぞれ、１７ｍｍ及び１１ｍｍとすればよい。また、
駆動ミラー６の直径は約１５ｍｍである。

【００７４】以上のような寸法であれば、人間の両目中
心間の距離を確保すると同時に、駆動ミラー６を配置す
るスペースもとれ、本実施例の光学系を実現できる。

【００７５】ところで、対物レンズ３及び接眼レンズ７
の形状（光が入射する面の形状）は、得ようとするスク
リーン形状が長方形状であれば、それに合わせて長方形
形状または正方形形状とし、円形レンズの周囲の不要箇
所をカットした形状とすれば良い。図３に示すように、
４隅にＲを持たせた形状としてもよい。このことによ
り、レンズの小型化、コストダウンを図れる。

【００７６】さらに、対物レンズ３のＬＥＤアレイ１の
長手方向と垂直な方向の長さは、ＬＥＤアレイ１の長手
方向の長さに対して短くて済むため、それに合わせ図４
に示すような長方形形状とすることによりさらにレンズ
の小型化を図れる。

【００７７】以上説明したように、本実施例によれば、
ＬＥＤアレイ（及びその駆動回路等）、駆動機構付ミラ
ー、対物レンズ部を各々１個のみによって立体画像合成
装置を構成できるので、全体の構成を極めて簡略化でき
る。従来であれば、上記部品が右目用と左目用にそれぞ
れ一対必要であった上、一対のＬＥＤアレイを別々の場
所に配置するため、これらのＬＥＤアレイ用としてプリ
ント基板、配線等もさらに一対必要であり、使用部品点
数が非常に多く、また、材料コストが高くつき、システ
ム形状も大型になる、という問題点があった。本実施例
によれば、これらの問題を解消でき、小型、軽量の立体
画像合成装置を低コストで実現できる。

【００７８】また、従来の立体画像合成装置において
は、ＬＥＤアレイ、対物レンズ部がそれぞれ一対ずつ設
けられたものであるが故に、これらの光学系の微調整、
２つのミラーの振動タイミングの同期調整に非常に手間
を要し、コストアップにもつながるという問題点があっ
たが、本実施例においては、同期調整が容易にできると
ともに、信頼性の向上も図れる。

【００７９】さらに、本実施例では、駆動ミラーとして
回転体を使用しこれを等速回転運動をさせているので、
ＬＥＤアレイ１の発光の時間的なタイミングを選択する
自由度が大きい。例えば、従来構造の一例として、ＬＥ
Ｄアレイからの光を回転ではなく振動によって反射させ
る場合があるが、この例では、一方向に振れたミラーが
元の位置に戻るような逆方向の運動を行うために、ミラ
ーが空間を切る速度が刻々変化する。このため従来は、
ミラーでの光の反射条件を一定にするために、その速度
変化（例えばサインカーブ）の中でも、比較的等速運動
に近い部分で光の反射を行うようにしていた。つまり、
従来構造ではＬＥＤアレイを発光させるタイミングを考
慮しなければならないという問題があったが、本実施例
によればこの問題を解消でき設計の簡易化に寄与でき
る。

【００８０】なお、上記実施例において、駆動ミラー６
は両面で反射させるものとしたが、片面のみで反射させ
るようにしてもよいのは勿論である。また、上記実施例
では駆動ミラー６は、一方向のみへの回転を行うよう構
成しているが、反射するのに必要最小限の角度範囲を振
動する（往復する）ように構成しても良い。

【００８１】図５は、本発明の他の実施例による立体画
像合成装置を示す上面図である。

【００８２】本実施例の動作は、図１の実施例と基本的
に同じであるが、ＬＥＤアレイ１の位置を変えて光路の
向きを変更したものである。つまり、ＬＥＤ１の出射方
向を接眼部とは１８０°逆の方向に向けた構造としてい
る。

【００８３】また、図１、図５の駆動ミラーとしては、
板状の回転体に代えて多面体を有するポリゴンミラーを
使用しても良い。図６は図５の実施例に、四角柱のポリ
ゴンミラー１２を使用した状態を示す図である。このポ
リゴンミラー１２を使用すれば、３６０°の回転中に４
回の反射を行う事ができるので、板状の駆動ミラーの場
合と同等の速度を確保する場合には人間の眼に２倍の情
報量を与えることができ、画面のチラツキ低減に寄与で
きる。なお、ポリゴンミラー１２の多角面の面数を様々
に設定できるのは勿論である。上記図５及び図６の構造
でも、図１の実施例と同様の効果が得られる。

【００８４】図７は本発明のさらに他の実施例による立
体画像合成装置を示す上面図である。本実施例は基本的
に図１の構成と同様であるが、右目用ミラー１３及び左
目用ミラー１４の反射面を凹状に形成した点が異なって
いる。このように凹状のミラー形状とすることによっ
て、反射光を効率よく収束させることができるので、駆
動、ミラー６の大きさを小型化できる。例えば、図１の
実施例に示す駆動ミラー６の直径は１５ｍｍ程度であっ
たのに対して、図７の凹状のミラー反射面を使用した場
合には直径５ｍｍ程度に縮小できる。

【００８５】従って、図７の実施例によれば、駆動ミラ
ーの小型化によって装置の内部スペースを有効に使用で
きるとともに、装置の軽量化もさらに図れる。また、光
を有効に反射できることから、対物レンズ３の横幅も短
くできる。

【００８６】図８は本発明のさらに他の実施例である。
本実施例の特徴は、上記各実施例より、さらに広範囲視
野角の画像を得るために考えられたものである。

【００８７】つまり、上記各実施例の光路は、ＬＥＤア
レイ１より出射して最終的に人間の眼に入るまで略同一
平面を移動している。このため、横方向への光の振れ幅
（つまり、人間の眼に写るスクリーン）には、部品が互
いに隣接していることによるスペース上の制限があっ
た。これに対して、図８の実施例は、駆動機構付きの反
射板１５と反射ミラー１６とを縦方向にずらせた構造と
なっている。従って、例えば反射板１５と反射ミラー１
６とをかなり近接して配置することができ、この結果、
横方向への光の振れを大きくでき、人間の眼に写るスク
リーンも拡大できる。

【００８８】ところで、図１乃至図８の実施例では、発
光部としてＬＥＤアレイ１を使用しており、アレイを構
成する複数の発光チップの点滅で画像を描くため、アレ
イ１列分として約２００〜３００個の多数のＬＥＤチッ
プが必要である。ここで、各ＬＥＤチップの明るさにば
らつきがあると、画面に横縞としてみえるような輝度む
らを生じてしまうため、明るさの均一性を確保すること
が必要である。しかしながら、２００〜３００個のＬＥ
Ｄチップすべての各輝度の同一性を確保することは容易
ではない。

【００８９】また、図１乃至図８の実施例では基本的に
単色の画像を得られるものであるが、ＬＥＤアレイとし
て例えば赤色、緑色、青色の各波長光を有するＬＥＤを
交互に配列するようにすれば、画像のカラー化を図るこ
ともできる。

【００９０】しかしながら、前述のようにＬＥＤアレイ
の一列のＬＥＤチップ数を例えば２００〜３００個とす
ると、赤、緑、青色の各色のＬＥＤチップがそれぞれ６
７〜１００個必要となる。この場合、青色ＬＥＤチップ
の単価が現状でかなり高価であることから、ＬＥＤアレ
イに要するコストも非常に高価なものとなり、システム
全体の高価格化につながってしまうという問題点があっ
た。

【００９１】そこで、上記した複数ＬＥＤの明るさの均
一性の問題及び多色化を図った場合のシステムの高価格
化の問題を解消するために、図９の構造が考えられる。

【００９２】図９は本発明の一実施例による立体画像合
成装置を説明するための上面図である。図１と同一機能
部分には同一記号を付している。ここでは、主に図１と
異なる点について説明する。図９に示すように、本実施
例による立体画像合成装置は、３色ＬＥＤ２０の発光前
面に透過型液晶シャッター２１（以下、単に液晶シャッ
ターと記す）が設けられている。ここで、３色ＬＥＤ２
０は赤、緑、青色の各色の発光波長を有するＬＥＤが１
個ずつのみ設けられている。また、液晶シャッター２１
は液晶画素がマトリクス状に配置されており、液晶画面
の任意の画素を開閉、つまり、光を透過、遮断すること
ができる。３色ＬＥＤ２０からの光を左右に振り分ける
ミラーとしては、６角ポリゴンミラー２２が設けられて
いる。

【００９３】上記構造において、３色ＬＥＤ２０から出
射された赤、緑、青色のいづれか１個または複数個の光
は、液晶シャッター２１を通じて対物レンズ３を通過
し、６角ポリゴンミラー２２に照射される。ここで、３
色ＬＥＤ２０からの光の照射と液晶シャッター２１の画
素の開閉を同期させることにより、液晶画面には、任意
の文字、図形を描くことができ、最終的には人間の目に
は拡大されたスクリーン画像として把えることができ
る。

【００９４】また、同一形状の画像であっても、赤、
緑、青色以外の色を得ることもできる。例えば赤色ＬＥ
Ｄのみを発光させて描いた画像は当然ながら赤色である
が、赤色ＬＥＤ及び緑色ＬＥＤを同時に発光させること
によって黄色の画像を、また赤、緑、青色ＬＥＤ全部を
同時に発光させることによって白色を得ることができ
る。

【００９５】これ以外にも、人間の目の残像効果を利用
して多色化を図ることができる。これについて、図１０
を参照して説明する。ここでは簡略化のため、横４列の
多色縞を描く場合をとりあげる。

【００９６】図１０（ａ）は最終的に得られる画像でＳ
１〜Ｓ４の順に黒色、赤色、黄色、白色の配色となるも
のとする。（ｂ）乃至（ｄ）は（ａ）の画像を得るため
に必要な時系列順の画像である。要するに、（ｂ）乃至
（ｄ）の画像を人間の目が追随できない速度で順番に映
しだすことによって、これらの色があたかも混合された
ように見え、人間の目には（ａ）の画像が認識されると
いうものである。

【００９７】まず図１０（ｂ）に示すように、最初の画
像では、下部１／４（Ｓ１）が黒色、上部３／４（Ｓ１
＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４）が赤色となるように制御される。
つまり、下部１／４（Ｓ１）を液晶シャッター２１によ
って閉じた状態にして遮光するとともに、上部３／４
（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４）を開いた状態として赤色Ｌ
ＥＤを発光させる。

【００９８】同様に、図１０（ｃ）では、下部１／２
（Ｓ１＋Ｓ２）が黒色、上部１／２（Ｓ３＋Ｓ４）が緑
色、図１０（ｄ）では、下部３／４（Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ
３）が黒色、上部１／４（Ｓ４）が青色となるよう液晶
シャッター２１の開閉、３色ＬＥＤ２０の点滅が制御さ
れる。ここで、（ｂ）乃至（ｄ）の各発光時間は、６角
ポリゴンミラー２２の各平面１面ずつにそれぞれ対応す
るよう制御している。

【００９９】この結果、画像の内、下部１／４（Ｓ１）
は（ｂ）乃至（ｄ）のすべてが黒色なので最終的にも黒
色、その上の１／４（Ｓ２）は（ｂ）で赤色発光してい
るので最終的に赤色、その上の１／４（Ｓ３）は（ｂ）
の赤色と（ｃ）の緑色とが混合されて黄色、最も上の１
／４（Ｓ４）は（ｂ）の赤色と（ｃ）の緑色と（ｄ）の
青色とが混合されて白色となって、図１０（ａ）に示す
配色が実現される。

【０１００】なお、画像が２色（例えば白黒等）のみで
よいのであれば、３色ＬＥＤに代えてＬＥＤを１つのみ
使用するだけでよい。また、ここでは横縞を描いたが、
液晶シャッター２１のマトリクスに応じて文字、各種映
像を任意に描けることは言うまでもない。

【０１０１】また、ここで、６角ポリゴンミラー２２の
回転速度は、例えば３００ｒｐｍとすればよい。この場
合、１回転当たりの速度は６０ｓｅｃ／３００＝０．２
ｓｅｃとなる。従って、６角の各ミラー面への照射時間
は３３ｍｓとなる。つまり、３３ｍｓの間に右目用画
像、左目用画像を各々１回描くことになり、１６．５ｍ
ｓ毎に１回画像を描くことになる。これは現在の液晶の
応答速度からみても充分対応できる速度である。

【０１０２】なお、液晶技術の向上に伴い、例えば、応
答速度が１．６５ｍｓ程度の液晶を実現できれば、液晶
シャッター２１の幅を１／１０にして、１画面を形成す
るために１０回の書き換えを行う手段をとることもでき
る。液晶画面は単一画面が大きいほどコストが高くつく
ので、画面幅が１／１０のものを１０枚使用することに
よって大幅なコストダウンを図れる。

【０１０３】図１１はこの内容を概念的に示した図であ
る。図１１（ａ）は図９の例を示している。即ち、液晶
シャッター画面３０に描かれる文字等がそのまま拡大虚
像３１とされた例である。これに対して、図１１（ｂ）
は上記したように、液晶シャッター画面３２が（ａ）の
１／１０となった場合である。この拡大映像３３を１０
個合わせて得られる拡大虚像３４の大きさは、（ａ）の
拡大虚像３１と同じであるが液晶幅が狭いのでコストダ
ウンできる。

【０１０４】図１２は図９の一部を変更した他の実施例
である。図９との違いは、液晶シャッターとして反射型
液晶シャッター２３を使用した点が異なっている。

【０１０５】さらに他の実施例として、図９及び図１２
に比較すれば形状的に大型化するものの、図１３のよう
な構造も可能である。この実施例では、対物レンズ３、
３色ＬＥＤ２０、透過型液晶シャッター２１の配置を図
９の構成とは、１８０°異なる方向に配置している。図
１４は図１３の一部を変更した実施例である。

【０１０６】ところで、６角ポリゴンミラー２２のよう
な駆動ミラーの回転軸４０が図１５のように偏心してい
ると、目に見える画像位置が、ミラーの各面毎に異なる
位置になってしまう（点線Ｌのように反射すべき光が実
線Ｌ’のように反射してしまい、画像がゆれてしま
う）。この原因は図１６（ａ）に示すように、回転軸と
なるモーターシャフト４１を単独のベアリング４２のみ
で固定しているためと考えられる。なお、図１６（ａ）
で、４３はモーターシャフト４１の外周のスリーブ、４
４は軸受け、４５はローターである。

【０１０７】上記問題を解消するために、図９乃至図１
４の実施例では、図１６（ｂ）に示すように、モーター
シャフト４１を２つのベアリング４２、４２で固定する
ようにしている。これによって、画像ぶれのない高品質
の画像が得られる立体画像合成装置を実現できる。

【０１０８】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、発光部、レンズ部（対物レンズ）、駆動機構付
ミラーを各々１個のみによって立体画像合成装置を構成
できるので、全体の構成を極めて簡略化できる。従来で
あれば、上記部品が右目用と左目用にそれぞれ一対必要
であった上、一対の発光部を別々の場所に配置するた
め、これらの発光部用としての駆動回路、プリント基
板、配線等もさらに一対必要であり、使用部品点数が非
常に多く、また、材料コストが高くつき、システム形状
も大型になる、という問題点があったが本発明ではこれ
らの問題点を解消でき、小型、軽量の立体画像合成装置
を実現できる。

【０１０９】また、従来の立体画像合成装置において
は、発光部、レンズ部、駆動機構付ミラーがそれぞれ一
対ずつ設けられたものであり、これらの光学系の微調
整、２つのミラーの振動タイミングの同期調整に非常に
手間を要し、コストアップにもつながるという問題点が
あったが、本発明においては、同期調整が容易にできる
とともに、信頼性の向上も図れる。

【０１１０】また、液晶シャッターを使用することによ
って、発光部の発光チップ数の低減を図れる。

【０１１１】上記構成において、駆動ミラーとしてポリ
ゴンミラーを使用することによって、人間の眼に多くの
情報量を送ることができ、画像を向上できる。

【０１１２】また、右目用（左目用）ミラーの反射面を
凹状にすることによって、光の反射効率を向上でき、駆
動ミラーの小型化を図れ、装置の内部スペースの有効活
用を図れるとともにさらに軽量化できる。

【０１１３】また、駆動ミラーとして回転体を使用し等
速回転運動をさせる場合には、発光部の発光の時間的な
タイミングを選択する自由度が大きく、設計の簡易化を
図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、本発明の一実施
例による立体画像合成装置の動作を説明するための上面
図である。

【図２】図１の実施例の光学系を説明するための図であ
る。

【図３】図１の実施例に使用されるレンズの形状を説明
するための図である。

【図４】図１の実施例に使用される他のレンズ形状を説
明するための図である。

【図５】本発明の他の実施例による立体画像合成装置を
示す上面図である。

【図６】本発明のさらに他の実施例による立体画像合成
装置を示す上面図である。

【図７】本発明のさらに他の実施例による立体画像合成
装置を示す上面図である。

【図８】本発明のさらに他の実施例による立体画像合成
装置を示す上面図である。

【図９】本発明のさらに他の実施例による立体画像合成
装置を示す上面図である。

【図１０】（ａ）乃至（ｄ）はそれぞれ、図９の実施例
による画像の配色方法を説明するための図である。

【図１１】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、液晶シャッタ
ー上の画像が拡大されることを説明するための図であ
る。

【図１２】本発明のさらに他の実施例による立体画像合
成装置を示す上面図である。

【図１３】本発明のさらに他の実施例による立体画像合
成装置を示す上面図である。

【図１４】本発明のさらに他の実施例による立体画像合
成装置を示す上面図である。

【図１５】ポリゴンミラーの問題点を説明するための図
である。

【図１６】（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、従来のモータ
ー断面図及び本発明によるモーター断面図である。

【図１７】従来例による立体画像合成装置を説明するた
めの図である。

【図１８】図１７の立体画像合成装置の動作を説明する
ための図である。

【図１９】図１７によって得られる画像を説明するため
の図である。

【符号の説明】

１ＬＥＤアレイ２出射光３対物レンズ４右目用ミラー５左目用ミラー６駆動ミラー７右目用接眼用レンズ９左目用接眼用レンズ２１透過型液晶シャッター２２ポリゴンミラー２３反射型液晶シャッター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者谷善平大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光の出射方向が接眼部方向に向かうよう
配置された発光部と、該発光部の出射方向前方に配置さ
れた対物レンズと、前記発光部から出射され対物レンズ
を透過した光を右目用ミラー及び左目用ミラーにそれぞ
れ反射する単一の駆動ミラーと、前記右目用ミラー及び
左目用ミラーと接眼部との間に各々設けられた一対の接
眼用レンズとを有してなることを特徴とする立体画像合
成装置。
【請求項２】光の出射方向が接眼部とは逆の方向に向
かうよう配置された発光部と、該発光部の出射方向前方
に配置された対物レンズと、前記発光部から出射され対
物レンズを透過した光を右目用ミラー及び左目用ミラー
にそれぞれ反射する単一の駆動ミラーと、前記右目用ミ
ラー及び左目用ミラーと接眼部との間に各々設けられた
一対の接眼用レンズとを有してなることを特徴とする立
体画像合成装置。
【請求項３】光の出射方向が接眼部方向に向かうよう
配置された発光部と、該発光部の出射方向前方に順次離
間するよう配置された透過型液晶シャッター及び対物レ
ンズと、前記発光部から出射され透過型液晶シャッター
及び対物レンズを透過した光を右目用ミラー及び左目用
ミラーにそれぞれ反射する単一の駆動ミラーと、前記右
目用ミラー及び左目用ミラーと接眼部との間に各々設け
られた一対の接眼用レンズとを有してなることを特徴と
する立体画像合成装置。
【請求項４】光の出射方向が接眼部とは逆の方向に向
かうよう配置された発光部と、該発光部の出射方向前方
に順次離間するよう配置された透過型液晶シャッター及
び対物レンズと、前記発光部から出射され透過型液晶シ
ャッター及び対物レンズを透過した光を右目用ミラー及
び左目用ミラーにそれぞれ反射する単一の駆動ミラー
と、前記右目用ミラー及び左目用ミラーと接眼部との間
に各々設けられた一対の接眼用レンズとを有してなるこ
とを特徴とする立体画像合成装置。
【請求項５】反射型液晶シャッターと該反射型液晶シ
ャッターに対して光を出射する発光部と、前記反射型液
晶シャッターで反射された光を透過させる対物レンズ
と、該対物レンズを透過した光を右目用ミラー及び左目
用ミラーにそれぞれ反射する単一の駆動ミラーと、前記
右目用ミラー及び左目用ミラーと接眼部との間に各々設
けられた一対の接眼用レンズとを有してなることを特徴
とする立体画像合成装置。
【請求項６】請求項１乃至５のいづれかに記載の立体
画像合成装置において、前記発光部はＬＥＤアレイであ
ることを特徴とする立体画像合成装置。
【請求項７】請求項６において、前記ＬＥＤアレイ
は、赤色、緑色、青色の各発光波長の光をそれぞれ発光
するＬＥＤチップが交互に配列されてなることを特徴と
する立体画像合成装置。
【請求項８】請求項３乃至５のいづれかに記載の立体
画像合成装置において、前記発光部は赤色、緑色、青色
の各発光波長の光をそれぞれ発光する３個のＬＥＤ素子
を有してなることを特徴とする立体画像合成装置。
【請求項９】請求項１乃至５のいづれかに記載の立体
画像合成装置において、前記駆動ミラーは少なくとも片
面が鏡面の板状のミラーであることを特徴とする立体画
像合成装置。
【請求項１０】請求項１乃至５のいづれかに記載の立
体画像合成装置において、前記駆動ミラーは３面以上の
多角面を有するポリゴンミラーであることを特徴とする
立体画像合成装置。
【請求項１１】請求項１乃至５のいづれかに記載の立
体画像合成装置において、前記右目用ミラー及び左目用
ミラーは凹面鏡であることを特徴とする立体画像合成装
置。
【請求項１２】請求項１または２のいづれかに記載の
立体画像合成装置の前記駆動ミラーを一方向へのみ回転
運動をさせる一方、該回転角度の変位に同期させて前記
発光部を発光、消灯させることを特徴とする立体画像合
成装置の駆動方法。
【請求項１３】請求項３乃至５のいづれかに記載の立
体画像合成装置の駆動ミラーを一方向へのみ回転運動を
させる一方、該回転角度の変位に同期させて前記液晶シ
ャッターの開閉及び前記発光部の発光、消灯を行うこと
を特徴とする立体画像合成装置。
【請求項１４】請求項１２または１３のいづれかに記
載に立体画像合成装置の駆動方法において、前記駆動ミ
ラーの回転は等速回転としたことを特徴とする立体画像
合成装置の駆動方法。
【請求項１５】請求項１または２のいづれかに記載の
立体画像合成装置の前記駆動ミラーを、前記ＬＥＤアレ
イからの出射光を前記接眼部に入射するよう反射できる
範囲において正逆回転させる一方、該回転角度の変位に
同期させて前記ＬＥＤアレイを発光、消灯させることを
特徴とする立体画像合成装置の駆動方法。
【請求項１６】請求項３乃至５のいづれかに記載の立
体画像合成装置の前記駆動ミラーを、前記ＬＥＤアレイ
からの出射光を前記接眼部に入射するよう反射できる範
囲において正逆回転させる一方、該回転角度の変位に同
期させて前記液晶シャッターの開閉及び前記ＬＥＤアレ
イの発光、消灯を行うことを特徴とする立体画像合成装
置の駆動方法。