JPH07333557A

JPH07333557A - 画像投影装置

Info

Publication number: JPH07333557A
Application number: JP6126661A
Authority: JP
Inventors: Akishi Sato; 晶司佐藤; Naoki Kamaya; 直樹釜谷; Yoshiki Shirochi; 義樹城地
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-06-09
Filing date: 1994-06-09
Publication date: 1995-12-22

Abstract

(57)【要約】【目的】狭い部屋でも臨場感のある大画像や立体画像
を簡単に且つ多人数でも楽しむことができる画像投影装
置を提供する。【構成】画像投影装置１を、液晶ビデオプロジェクタ
ー１０とアダプター２０とで構成する。液晶ビデオプロ
ジェクター１０の投影レンズ１６からの投影光は、アダ
プター２０のビームズプリッター２４により左右に２分
される。このビームズプリッター２４の透過光は１／２
波長板２５を通過するとき９０°偏光方向が回転させら
れ、横の直線偏光となってスクリーン上に結像する。ま
た、ビームズプリッター２４による反射光である縦の直
線偏光は全反射平面鏡２７によりスクーン上に結像す
る。この結像ずれ（距離Ｄ）のある虚像７，８を、偏光
方向を合わせた偏光眼鏡５０をかけて見ると、スクリー
ンが見えなくなり、その奥に臨場感ある映像９が簡単に
楽しめる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、液晶ビデオプロジェ
クター等から成る画像投影装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、スクリーンに映像を投影して見
るようにした液晶ビデオプロジェクターやフィルム映写
機等が知られている。

【０００３】また、「プルフリッヒの振り子」現象（片
目にフィルターをつけて、左右に触れる振り子を見る
と、視差により振り子が楕円運動をしているように見え
るという現象）を応用して「横走り映像」を疑似立体画
像として見る方法や、ランダムドット（ＲＡＭＤＯＭ
ＤＯＴＳＴＥＲＥＯＧＲＡＭ）を平行法或は交差法と
呼ばれる見方により立体視する方法が知られている。更
に、例えば特開昭５９−３０３９０号公報に示されてい
るように、「ステレオ写真」をテレビに応用した例が知
られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の液晶ビデオプロジェクター等では、常にスクリーン
の平面的な映像を認識して見るようになっているため、
より大きな画面で楽しむ場合にはスクリーンの大きさに
応じて離れて見る必要があり、狭い部屋で大画面を見る
ことは困難であった。

【０００５】また、上記従来の「プルフリッヒの振り
子」現象により立体画像を見る場合には、大画面を見る
ことができるが、赤紫色と薄黄色のフィルターが片眼ず
つ入った特殊な眼鏡が必要となり、左右のフィルターの
色と濃さが違うのでかけたときにたいへん違和感を感じ
る等の問題があった。更に、上記ランダムドットを裸眼
で立体視するには訓練が必要であり、何人も簡単に立体
視することができない等の問題があった。さらにまた、
上記特開昭５９−３０３９０号公報に開示された技術に
より「ステレオ写真」を立体視するには、特殊なプリズ
ム装置が一人一人に必要となると共に、画面の中央で見
る必要があり、多人数で見るには不都合であった。

【０００６】そこで、この発明は、狭い部屋でも臨場感
のある大画像や立体画像を簡単に且つ多人数でも楽しむ
ことができる画像投影装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】偏光された投影光を発す
る投影手段によりスクリーン上に画像を投影するように
した画像投影装置において、上記投影手段の偏光された
投影光を左右２つに分離する分離手段を備えると共に該
左右に分離された投影光を互いに直交する方向に偏光さ
せる偏光手段を備える一方、上記左右に分離された投影
光の投影角度を調整する投影角調整手段を備えて上記ス
クリーン上に左右２つの画像をそれぞれずらして投影す
るようにしてある。

【０００８】また、偏光されていない投影光を発する投
影手段によりスクリーン上に画像を投影するようにした
画像投影装置において、上記投影手段の投影光を左右２
つに分離する分離手段を備えると共に該左右に分離され
た投影光を互いに直交する方向に偏光させる偏光手段を
備える一方、上記左右に分離された投影光の投影角度を
調整する投影角調整手段を備えて上記スクリーン上に左
右２つの画像をそれぞれずらして投影するようにしてあ
る。

【０００９】さらに、偏光された投影光を発する投影手
段によりスクリーン上に画像を投影するようにした画像
投影装置において、互いに直交する方向に偏光させる偏
光手段を有した一対の投影手段を備え、この一対の投影
手段により互いに直交する方向に偏光された各投影光を
上記スクリーン上に所定間隔ずらして投影するようにし
てある。

【００１０】

【作用】左右で偏光方向の直交する偏光フィルターの付
いている眼鏡を観察者がかけてスクリーンを見ると、左
右の偏光フィルターと同じ偏光方向を持つ左右２つの投
影光による大画像が簡単に見れる。また、左右２つの投
影光による各画像の間隔は投影角調整手段等により調整
される。これらにより、横走り映像、ランダムドット、
ステレオ写真ともに大画面で自然な感じの立体画像が確
実且つ簡単に見れる。さらに、一対の投影手段を備えた
画像投影装置でも大画面等が確実且つ簡単に見れる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面と共に詳述す
る。

【００１２】＜第１実施例＞図１〜３において、１は第
１実施例の画像投影装置である。この画像投影装置１
は、投影手段としての液晶ビデオプロジェクター１０と
ステー型のアダプター２０とから構成されている。液晶
ビデオプロジェクター１０の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と反射鏡１２ａと第１の偏光板１３ａ
と液晶素子（ＬＣＤ）１４及び第２の偏光板１３ｂをそ
れぞれ内蔵している。また、筐体のキャビネット１１の
前面中央にはつまみ１５を回動自在に支持してあり、こ
のつまみ１５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。さらに、筐
型のキャビネット１１の上面後部には電源スイッチ１７
を設けてある。さらに、筐型のキャビネット１１の右側
面の略中央にはスピーカ１８を備えていると共に、その
前側には音量つまみ１９ａと画像調節つまみ１９ｂを備
えている。

【００１３】図２に示すように、ステー型のアダプター
２０は、矩形板状のステー部２１ａと該ステー部２１ａ
と一体成形された台形板状の基台部２１ｂとから成る樹
脂製のアダプター本体２１と、このアダプター本体２１
のステー部２１ａに回動自在に支持され、ねじ部２２ａ
を上記筐型のキャビネット１１の底部の三脚取付ねじ穴
１１ａに螺着自在にしたつまみ２２と、ステー部２１ａ
に植設され、筐型のキャビネットの底部の位置決め穴１
１ｂに嵌合する位置決めピン２３と、アダプター本体２
１の基台部２１ｂ上に４５度斜めになるように起立した
分離手段としての矩形で透過率５０％のビームスプリッ
ター（ハーフミラー）２４と、このビームスプリッター
２４の前面側に密着した偏光手段としての１／２波長板
２５と、基台部２１ｂ上に支軸２６ａ等を介して回動自
在に支持された投影角調整手段としてのダイヤル２６
と、このダイヤル２６上に起立するように固定された全
反射平面鏡（平面ミラー）２７とで構成されている。

【００１４】次に、図３，図４に示す画像投影装置１の
光学系について説明すると、まず、液晶ビデオプロジェ
クター１０の筐型のキャビネット１１内のハロゲンラン
プ１２が発光した光が、反射鏡１２ａ又は図示しないレ
ンズ等により集光され平行光となり、第１の偏光板１３
ａとＬＣＤ１４と第２の偏光板１３ｂを通過する。そし
て、通常は投影レンズ１６によりＬＣＤ１４の画像がス
クリーン２に虚像として結像されるわけであるが、この
画像投影装置１の場合は、透過率５０％のビームスプリ
ッター２４により左右に２分される。尚、図４に示すよ
うに、筐型のキャビネット１１内の第２の偏光板１３ｂ
は縦の直線偏光板であるため、該第２の偏光板１３ｂか
ら出た光３は縦の直線偏光となっている。

【００１５】そして、図４，図５に示すように、上記ビ
ームスプリッター２４により透過光４と反射光５の２つ
に分かれる。この反射光５は全反射平面鏡２７により反
射され、スクリーン２上に結像８となる。また、透過光
４は１／２波長板２５を通過するとき９０°偏光方向が
回転させられ、横の直線偏光６となり、スクリーン２上
に対して水平方向にＤだけ離れたところの結像７とな
る。この結像ずれＤの値はダイヤル２６を回転すること
により変えられる。

【００１６】ここで、スクリーン２は立体視スクリーン
と同様な投影光を散乱せず同じ偏光方向のまま反射する
ようなもので出来ている。また、１／２波長板２５は水
晶や位相差フィルム，雲母，ＴＮ液晶などの複屈折材で
出来ていて、入射光の偏光方向に対し位置を合わせるこ
とにより、偏光方向を９０°回転させることができるも
のである。また、Ｄは通常眼の間隔である６５ｍｍ程度
のことが好ましいが、ビームスプリッター２４と全反射
平面鏡２７の光軸の間隔Ｗを結像ずれＤと一致させる
と、スクリーン２の位置にかかわらず、全反射平面鏡２
７の角度をビームスプリッター２４と同一にできるが、
この離れた分だけビームスプリッター２４に比べ全反射
平面鏡２７の面積を大きくする必要が生じる。さらに、
上記間隔Ｗを結像ずれＤより小さくしたときは、投影レ
ンズ１６とスクリーン２の距離により全反射平面鏡２７
の角度をダイヤル２６を回して調節する必要が生じるが
よりコンパクトになる。このように上記距離Ｗと結像ず
れＤとの関係は、例えば携帯に便利にするにはＷを小さ
くするとかして、液晶ビデオプロジェクター１０とステ
ー型のアダプター２０との使用目的に合わせて決めれば
よい。また、Ｗは投影レンズ１６とスクリーン２の距離
に比べれば十分短いので、図５に示すように、結像７と
８は光路の長さＷだけ違うが、実験によればピント合わ
せに困ることはなく、十分無視できる値である。

【００１７】以上第１実施例の画像投影装置１によれ
ば、図６に示すように、画像投影装置１を三脚Ａにより
固定してその液晶ビデオプロジェクター１０をスクリー
ン２側に向けてスクリーン２に結像した画像を鑑賞す
る。この場合、図５，６に示すように、スクリーン２よ
り距離Ｌだけ離れたところにいてスクリーン２を見てい
る観察者Ｂは、左眼に横方向の直線偏光フィルター５
１、右眼に縦方向の直線偏光フィルター５２の付いた偏
光眼鏡５０をつけて見ており、結像７は横方向の偏光
が、結像８は縦方向の偏光が、それぞれかかっている。
そして、偏光眼鏡５０の横方向の直線偏光フィルター５
１を通して左眼には結像７の虚像のみが、偏光眼鏡５０
の縦方向の直線偏光フィルター５２を通して右眼には結
像８の虚像のみが見えることになる。上記結像７，８の
結像ずれＤが眼の幅より小さければ、眼からＬ′離れた
三角形の頂点の位置に虚像９が見えることになる。

【００１８】この画像投影装置１では、結像ずれＤをい
ろいろ変えて見えることができる。例えば、結像ずれＤ
の位をマイナスにすれば、眼からＬ′離れた三角形の頂
点の位置に見える虚像９はスクリーン２の手前に出っ張
って見える。しかしながら、通常は結像ずれＤは３５〜
１２０ｍｍ程度が好ましい（実験によれば見え方には個
人差がある。）。眼からＬ′離れた三角形の頂点の位置
に見える虚像（画像）９の位置は、実際の光学的距離を
見ているというよりは、画像に対し自分の経験に基づい
て感じる位置に見てしまうという感じであり、ともかく
スクリーン２の位置を感じず、壁Ｃの更に奥の方に平面
的でない臨場感のある画像９を見て楽しむことができ
る。即ち、あたかも歌手がリサイタルをしている劇場と
か、サッカーのスタジアムに自分がいるような興奮を味
わうことができる。尚、壁Ｃはできるだけ暗色のめだた
ない色が好ましい。また、スクリーン２は結像７，８の
オーバーラップした部分より小さくした方が見易い。ス
クリーン２の幅を狭めた分、スクリーン２の縦横比を合
わせるために、図６に示すように、スクリーン２の上下
部を結像７，８より小さくしてもよい。

【００１９】前記第１実施例では、液晶ビデオプロジェ
クター１０から投影されて左右２つに分離される投影光
として互いに直交する直線偏光５，６の２つの光線の場
合について説明した。この直線偏光の場合、簡単な直線
偏光フィルター５１，５２を貼った偏光眼鏡５０で液晶
ビデオプロジェクター１０から投影される映像を見るこ
とができるので、特に“立体スクリーン”で多用される
が、スクリーン２に対して見る観察者Ｂが頭を真っすぐ
立てる必要がある。このため、業務用等の場合には、互
いに回転方向の異なる円偏光波の光線で投影し、それに
対応した眼鏡で見ることが知られている。この第１実施
例も直線偏光に限るものではなく、円偏光でも使えるこ
とは勿論である。

【００２０】図７に第１実施例の他の態様である１／４
波長板（偏光手段）により直線偏光を円偏光にする場合
を示す。即ち、ビームスプリッター２４と全反射平面鏡
２７に対向する位置に１／４波長板２８ａ，２８ｂをそ
れぞれ配置してある。この１／４波長板２８ａ，２８ｂ
は、直線偏光４，５をその角度により正逆の回転をもつ
円偏光４′，５′にするものであり、図７に示すよう
に、入射した縦の直線偏光の光線４，５を各１／４波長
板２８ａ，２８ｂにより互いに回転方向の異なる円偏光
４′，５′にして投影できるようになっている。

【００２１】＜第２実施例＞図８，図９に第２実施例を
示す。この第２実施例が前記第１実施例と異なる点は、
第１実施例の１／２波長板２５の代わりに偏光手段とし
ての１／４波長板２８と横方向の直線偏光板２９を透過
率２／３のビームスプリッター２４に貼り付けてある点
である。

【００２２】図９でその働きを説明すれば、筐型のキャ
ビネット１１内の第２の偏光板１３ｂから出た縦の直線
偏光の光３は、透過率２／３のビームスプリッター２４
で１／３が反射され、この反射光５は全反射平面鏡２７
により反射され、スクリーン２に投影される。一方、透
過率２／３のビームスプリッター２４を通過した透過光
４は光量が２／３であるが、１／４波長板２８で円偏光
４′となり、直線偏光板２９で横方向のみ通過して結局
光量はもとの１／３となる。こうして同じ光量のものが
縦横の偏光をもちスクリーン２に投影されることにな
る。即ち、第２実施例では、１／２波長板２５の代わり
に直線偏光を円偏光にする１／４波長板でも良いことを
示している。

【００２３】上記第２実施例の液晶ビデオプロジェクタ
ーの投影レンズ１６から出る投射光は縦の直線偏光３の
ものを示した（第１実施例のものも同様である）が、実
際の場合には投射レンズ１６などの材質や構造などによ
っては直線偏光が多少くずれてしまう場合もある。この
ような場合の第２実施例の他の態様を図１０に示す。こ
の図１０で、円板状の直線偏光板２９′と円板状の１／
４波長板２８′は一体となって回転自在となっている。
そして、例えば筐型のキャビネット１１内の第１，第２
の偏光板１３ａ，１３ｂのように斜めの偏光となり、投
影レンズ１６により多少偏光方向がくずれた投射光３
は、直線偏光板２９′を第２の偏光板１３ｂ′の偏光方
向と同じ角度にすると、まず直線偏光板２９′によりき
ちんとした直線偏光のものに整えられ、次に１／４波長
板２８′の作用により円偏光３′となる。この円偏光
３′はビームスプリッター２４により２分される。

【００２４】一般に１／４波長板では伝播の方向を逆に
すると、すなわち円偏光の光線を１／４波長板に入射さ
せると、その射出光線は直線偏光に変換される。図１０
において、２８，２８は一対の１／４波長板であり、上
記円偏光の光線３′を入射したとき、それぞれ縦，横の
直線偏光になるように配置してある。この直線偏光にな
った光を更に各直線偏光板２９，２９により偏光方向を
整えてやると、縦，横の２分した光５，６をスクリーン
２に投影することができる。

【００２５】このように、円板状の直線偏光板２９′と
円板状の１／４波長板２８′は一体に回転可能であり、
入射光の直線偏光が縦，横，斜めにかかわりなく、その
偏光方向に直線偏光板２９′を合わせることにより１／
４波長板２８′で円偏光としてしまうため、液晶ビデオ
プロジェクターの偏光方向がどのようなものでも対応が
可能となっている。

【００２６】＜第３実施例＞図１１，１２及び図１７，
２０において、１′は第３実施例の画像投影装置であ
る。この画像投影装置１′は、投影手段としての液晶ビ
デオプロジェクター１０′とフード型のアダプター３０
とから構成されている。液晶ビデオプロジェクター１
０′の上面側が湾曲した樹脂製で筐型のキャビネット１
１′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と反射鏡１２ａと第１の偏光板１３ａと
液晶素子（ＬＣＤ）１４及び第２の偏光板１３ｂをそれ
ぞれ内蔵している。また、筐体のキャビネット１１′の
前面中央に一体突出形成されたスリーブ部１１ｃにはつ
まみ１５を回動自在に支持してあり、このつまみ１５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。さらに、筐型のキャビネッ
ト１１′の上面左側部には電源スイッチ１７を設けてあ
る。また、筐型のキャビネット１１′の左側面の略中央
にはスピーカ１８を備えていると共に、その前方には音
量つまみ１９ａと画像調節つまみ１９ｂを備えている。
さらに、筐型のキャビネット１１′の上面中央には上部
通風孔１１ｄを形成してあると共に正面下側には下部通
風孔１１ｅを形成してあり、該筐型のキャビネット１
１′の上部通風孔１１ｄと電源スイッチ１７との間には
正面から背面側にかけて溝部１１ｆを形成してある。

【００２７】図１１〜１３に示すように、フード型のア
ダプター３０は、前面側に大きく矩形に開口した前側開
口部３１ａと背面側に小さく矩形に開口した後側開口部
３１ｂを備えた樹脂製で漏斗状のケース３１と、このケ
ース３１の後側開口部３１ｂの隣に一体突出した左後部
３１ｃに固着されると共に該後側開口部３１ｂに対向す
る位置に丸孔３２ａを有する曲面板３２と、ケース３１
内の後側開口部３１ｂに対向する位置に４５度斜めにな
るように起立した分離手段としての矩形で透過率５０％
のビームスプリッター（ハーフミラー）３３と、このビ
ームスプリッター３３の前側開口部３１ａの右側半分を
占めるように起立した偏光手段としての縦向きの偏光板
３４と、この偏光板３４と直交するように起立して上記
ビームスプリッター３３に対向していて、それぞれ密着
した縦向きの偏光板３５ａと一対の１／４波長板３５
ｂ，３５ｃと横向きの直線偏光板３５ｄから成る偏光手
段３５と、上記ケース３１の左後側の側面から外に突出
して該ケース３１の底面側に支軸３６を介して揺動自在
に支持され、投影する２つの画像の横方向の位置を調節
する投影角調整手段としてのつまみ３７と、上記ケース
３１の左後側の側面から外に突出して該ケース３１の底
面側に支軸３８を介して揺動自在に支持され、投影する
２つの画像の上下方向の位置を合わせる投影角調整手段
としてのつまみ３９と、これら各つまみ３７，３９の操
作によりあおり角が調整される全反射平面鏡（平面ミラ
ー）４０とで構成されている。

【００２８】図１２に示すように、アダプター３０の曲
面板３２の背面左縁にはリブ３２ｂを一体突出形成して
あると共に、該背面下縁中央には突起３２ｃを一体突出
形成してある。そして、アダプター３０を液晶ビデオプ
ロジェクター１０′に組立てるには、アダプター３０の
曲面板３２の丸孔３２ａを液晶ビデオプロジェクター１
０′のキャビネット１１′のスリーブ部１１ｃに嵌合
し、曲面板３２の突起３２ｃをキャビネット１１′の下
部通風孔１１ｅに挿入して嵌め込み、曲面板３２の突起
３２ｂをキャビネット１１′の溝部１１ｆに挿入して嵌
め込むことにより組立つようになっている。この組立て
たとき、図１１に示すように、キャビネット１１′のつ
まみ１５はアダプター３０のケース３１と曲面板３２と
の間の隙間より露出しているので、つまみ１５を調整し
て投影レンズ１６のピントを合わせることができるよう
になっている。

【００２９】次に、図１３，１４に示す画像投影装置
１′の光学系について説明する。図１４において、液晶
ビデオプロジェクター１０′の投影レンズ１６より出た
投影光３は縦方向の偏光となっている。この投影光３は
透過率５０％のビームスプリッター３３により左右に２
分され、透過した光５は縦向きの偏光板３４により偏光
を整えられた後投影される。また、ビームスプリッター
３３により反射された光は縦向きの偏光板３５ａにより
直線偏光を整えられた後、１／４波長板３５ｂで円偏光
となり、１／４波長板３５ｃにより今度は横向きの直線
偏光となる。そして、横向きの直線偏光板３５ｄで偏光
方向を整えられたのち、全反射平面鏡４０で反射され前
方に投影される。この全反射平面鏡４０で反射された光
６については、該全反射平面鏡４０をつまみ３７，３９
で動かすことによって縦，横方向に動かすことができる
ようになっている。

【００３０】次に、全反射平面鏡４０をつまみ３７，３
９で動かす仕組みを図１５に基づいて説明する。この全
反射平面鏡４０にはコ字状の金具４１が付いていて、金
属棒状の軸４２が貫通している。この軸４２の上端はケ
ース３１の左後部３１ｃの背面内壁に一体突出形成され
たホルダー部４３に回転自在に支持されている。つまみ
３９はＬ字状をなし、一端３９ａに軸４２の下端が回転
自在に付いている。このつまみ３９は支軸３８を中心に
回転可能となっているが、つまみ３９を図１５中矢印の
方向に回動させた位置でケース３１の挿通孔３１ｅ等の
摩擦により一時的に固定されるようになっている。ま
た、つまみ３７もＬ字状をなし、支軸３６を中心に回転
して他端３７ａが全反射平面鏡４０の背面側を押圧する
ようになっている。このつまみ３７もつまみ３９と同様
に図１５中矢印の方向の回動させた位置でケース３１の
挿通孔３１ｄ等の摩擦により一時的に固定されるように
なっている。また、軸４２には捩りバネ４４が介装され
ていて、全反射平面鏡４０を上から見て反時計回りの方
向に付勢している。

【００３１】ここで、つまみ３７を回転すると全反対平
面鏡４０は軸４２を中心として回転するので、投影光を
左右の方向に動かすことができるようになっている。ま
た、つまみ３９を回転すると軸４２の上部はホルダー部
４３で支持されているので、全反射平面鏡４０はつまみ
３９の一端が動いた分だけ軸４２の下部のみが動くこと
になり、投影光を上下の方向に動くかすことができるよ
うになっている。これにより、１台の液晶ビデオプロジ
ェクター１０′からの投影光（縦の直接偏光）３を２つ
に分け、直交する偏光を持つ２つの投影光５，６にし、
スクリーンに２つの投影光（左右の虚像）７，８を任意
の間隔離して投影することができるようになっている
（この間隔を図中符号Ｄで示す）。

【００３２】以上第３実施例の画像投影装置１′を用い
て図１６に示すような画面が「横走り映像」タイプの立
体視について説明する。この「横走り映像」は通常走る
電車や車の横の窓から撮ればよく、最近ではテレビ番組
でもコンピュータグラフィックによるものとかが放送さ
れるようになってきている。

【００３３】図１６は、横走り映像Ｅを示す。この横走
り映像Ｅは登山電車から撮影した例であり、前景の樹
木，中景の家，遠景のアルプスや雲が電車の進行により
横に流れていく。図１７にこのソフトを楽しむ例を示し
た。画像投影装置１′から投影された映像は、平面鏡４
５により反射され透過型スクリーン２′に投影される。
ここで、透過型スクリーン２′は紙や表面がザラザラし
たくもりガラスのようなものは偏光が保たれないので、
白濁した薄いアクリル板のように光が透過したとき偏光
方向が変わらないものを使う必要がある。

【００３４】この透過型スクリーン２′に人間の眼の幅
Ｄとほぼ同じだけ離して投影するようにする。すると、
観察者Ｂは、ほぼ平行の視線で画像を見ることになる。
ところで人間が景色を見るとき平行な視線となる。実際
に図１７のようにして見ると、透過型スクリーン２′が
登山電車の窓の感じになり、そのむこうに広大な風景が
ひろがっているのを見ていることを実感できる。透過型
スクリーン２′に近づいていくと、視界全部に風景が広
がる自然な立体感を味わえる。このシステムでリアプロ
ジェクターとしたのは、顔を画面に近付けたとき、頭の
影がスクリーンにうつりこまないようにするためであ
る。

【００３５】通常、横走り映像をオリジナルのフィルタ
ーめがねでみると、違和感があるわざとらしい立体感で
あったが、第３実施例の画像投影装置１′で投影された
左右２つの映像７，８を偏光眼鏡（左眼に横方向の直線
偏光フィルター５１、右眼に縦方向の直線偏光フィルタ
ー５２の付いたもの）５０で見ると、ごく自然な感じの
横走り立体映像を見ることができる。また、通常のフィ
ルターめがねでは横走り方向が逆転した場合、めがねを
ひっくり返してかける必要があったが、第３実施例の画
像投影装置１′では、横走りの方向に関係なくそのまま
の状態で立体映像を楽しむことができる。

【００３６】次に、第３実施例の画像投影装置１′によ
る図１８に示すような「ランダムドット」タイプの立体
視について説明する。ランダムドット型の立体について
の画は多くの本が出版されている。しかしながらこの画
をビデオで撮影し、画面に大きく投影しても、目の幅と
ピッチが変わってしまい、立体視することは困難であっ
た。

【００３７】図１８は、ランダムドットの画Ｆの一例を
示す。この画Ｆの上部の２つの目印の点が３点に見える
ように平行法で見ると、「ＰＡＴ」という文字が浮き上
がって見える。

【００３８】図１９に裸眼立体視している様子を示す。
ランダムドットの画Ｆを見ると、右眼では右画Ｆ_Rのよ
うに目印の点Ｒが中央に、Ｌが左側に見える。左眼はそ
の逆である。こうすると、Ｆ′のように３点に見え、そ
の時文字「ＰＡＴ」が浮かび上がって見えるのである。

【００３９】ランダムドットの画Ｆを図示しないビデオ
カメラで撮影し、画像投影装置１′により投影している
例を図２０に示す。スクリーン２には目印の点が概略３
点になるように投影する。すると左眼には結像７、右眼
には結像８のように見えるので、結局、虚像（結像）９
のように頭で合成された立体画像が見える。ランダムド
ットのイラストには目印の点が印刷されていないものも
あるが、この場合は、これに相当する距離だけ同様に離
してやればよい。また、図２０において、投影する虚像
７，８の左右の位置をつまみ３７を調節して逆にしてや
ってもよい。この場合、平行法の画を交差法で見た時と
同様な凹凸が逆になった画面が見える。このように、ラ
ンダムドットの画Ｆを大きく拡大し大画面で大勢でだれ
でも確実に且つ簡単に立体視することができる。

【００４０】＜第４実施例＞図２１，２２において、
１′は第４実施例の画像投影装置である。この画像投影
装置１′は、投影手段としての液晶ビデオプロジェクタ
ー１０′とフード型のアダプター３０′とから構成され
ている。この第４実施例の画像投影装置１′はアダプタ
ー３０′のケース３１の前側開口部３１ａの中央がつい
たて４６で覆われている点が第３実施例と異なるもので
あり、「ステレオ写真」タイプの立体視に用いるもので
ある。尚、上記ついたて４６は合成樹脂により断面Ｌ字
形に形成してあり、合成樹脂製のケース３１の上面中央
に溶着等の手段により固定してあるが、蝶番等により使
用しないときは跳ね上げられるようにしてもよい。

【００４１】この第４実施例の画像投影装置１′に用い
られる図２３に示すようなステレオ写真Ｇは、図２４，
２５に示すビデオカメラ１００とアダプター１１０によ
り撮影されるようになっている。即ち、アダプター１１
０をビデオカメラ１００に付けることにより可能とな
る。このアダプター１１０の外筐を形成するケース１１
１内の左右両側内壁には左右一対のミラー１１２Ｌ，１
１２Ｒを配置してあると共に、ケース１１１内の中央の
ついたて１１３の後方には該ついたて１１３とで三角筒
状になるように左右一対のミラー１１４Ｌ，１１４Ｒを
配置してある。これにより、左右の眼で見たものと同じ
映像が左半分、右半分に集光されるようになっている。
また、ケース１１１の後方の円筒部の上下部には爪１１
１ａ，１１１ａを一体突出形成してあり、ビデオカメラ
１００のフィルター取付用ねじ部１０１に着脱自在に取
付けられるようになっている。尚、図２５中符号１０２
はビデオカメラ１００の撮像レンズである。

【００４２】図２２に、第４実施例の画像投影装置１′
を用いた投影方法を示す。まず、つまみ３７を調整し、
左右の画像７，８が概略重なるようにする。これを偏光
眼鏡５０で見ると、立体像９′を見ることができる。こ
の場合左右の像７，８はついたて４６により隠されるの
で、ステレオ写真を見る時に起こる３枚の写真となるこ
となく、ただ１枚だけで見易い立体像９′となる。

【００４３】尚、この「ステレオ写真」タイプの投影は
図２１，２２に示すシステムである必要はなく、図２６
の第４実施例の他の態様に示すように、左右２台の液晶
ビデオプロジェクター１０Ｌ′，１０Ｒ′を使ってもよ
い。これを簡単に説明すると、ＶＴＲ７０から左右２台
の液晶ビデオプロジェクター１０Ｌ′，１０Ｒ′に同一
のビデオ信号が送られる。投影光は各ついたて４６Ｌ，
４６Ｒにより不要な部分が投影されないようになる。左
側の投影光は１／２波長板４７により偏光方向が縦から
横に変換される。さらに、図２７の別の態様に示すよう
に、上記他の態様において各ついたて４６Ｌ，４６Ｒは
なくてもよい。この別の態様では、壁Ｃの色を光を吸収
する黒又は暗色にし、スクリーン２の大きさを左右の立
体画像を投影する画像と同じか又はそれより若干小さめ
にすることにより、立体画像のみスクリーン２に映るこ
とになる。

【００４４】以上のように、第４実施例の画像投影装置
１′では、「ステレオ写真」タイプの画Ｇを簡単な構成
の偏光眼鏡５０をかけるだけで、大画面の画像９′を大
勢でだれでも確実に且つ簡単に立体視することができ
る。

【００４５】＜第５実施例＞図２８において、１″は第
５実施例の画像投影装置である。この画像投影装置１″
は、投影手段としての偏光がかかっていない射出光を持
つスライドプロジェクター（映写装置，フィルム映写
機，オーバーヘッドプロジェクター（ＯＨＰ），管球式
ビデオプロジェクター等でもよい）１０″とフード型の
アダプター３０″とで構成されている。図２８に示すよ
うに、アダプター３０″はオーバーヘッドプロジェクタ
ー１０″に着脱自在に取付けられている。

【００４６】図２９，図３０に上記画像投影装置１″の
光学系を示す。図中、１６は投影レンズ、２６は全反射
平面鏡４０″を回動させる投影角調整手段としてのダイ
ヤルである。また、３３″は透過率５０％のビームスプ
リッターであり、３４″，３５″は横，縦向きの直線偏
光板である。ビームスプリッター３３″で２分された光
線は直線偏光板３４″，３５″により横，縦の直線偏光
を持つ光線（互いに直交する直交偏光）６，５となって
射出される。しかし、この場合、横，縦向きの直線偏光
板３４″，３５″で光量を半分失ってしまう。

【００４７】図３１に光量をロスしない第５実施例の他
の態様を示す。ここで、４８は偏光ビームスプリッター
であり、他の構成は第５実施例と同様であるので、同一
部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。この
偏光ビームスプリッター４８は、反射光と透過光を互い
に偏光面が直交する光に分けることができる。即ち、偏
光ビームスプリッター４８により縦，横の直線偏光を持
つ互いに直交する光線５，６に２分され、スクリーンに
投影される。

【００４８】＜第６実施例＞図３２は左右一対の液晶ビ
デオプロジェクター（投影手段）１０Ｌ，１０Ｒを備え
た第６実施例の画像投影装置を示す。この画像投影装置
は、通常の２Ｄのビデオ信号についてスクリーン２上に
左右をずらして投影し、これを両眼でそれぞれの映像を
見ることにより、スクリーン２が見えなくなり、その奥
に映像があるように見えるようにすることにより、スク
リーン２の近くで見ても違和感なく、また、臨場感を得
るようにしたものである。

【００４９】図３２は第６実施例の画像投影装置の具体
例を示し、ＶＴＲ７０から同一のビデオ信号が左右一対
の液晶ビデオプロジェクター１０Ｌ，１０Ｒに加えられ
る。左側の液晶ビデオプロジェクター１０Ｌは、ハロゲ
ンランプ１２Ｌと、一対の横向きの偏光板（偏光手段）
１３Ｌ，１３Ｌと、この各偏光板１３Ｌ，１３Ｌに挾ま
れた液晶素子（ＬＣＤ）１４Ｌと、投影レンズ１６Ｌを
備えている。同様に、右側の液晶ビデオプロジェクター
１０Ｒは、ハロゲンランプ１２Ｒと、一対の縦向きの偏
光板（偏光手段）１３Ｒ，１３Ｒと、この各偏光板１３
Ｒ，１３Ｒに挾まれた液晶素子（ＬＣＤ）１４Ｒと、投
影レンズ１６Ｒを備えている。そして、上記２台の液晶
ビデオプロジェクター１０Ｌ，１０Ｒから投影された像
７Ｌ，７Ｒは上下の高さは同一で左右に距離Ｄだけずれ
おり、８Ｌ，８Ｒはその中の像である。スクリーン２は
縦横比が約３：４になっており、像７Ｌ，７Ｒが重なる
部分に入るように小さくなっている。また、スクリーン
２は銀紙のようなもの（シルバーコート紙等）でできて
おり、偏光を散乱したないように同一の方向に反射する
ようなものでできている。このスクリーン２の観察者Ｂ
は横方向の直線偏光フィルター５１と縦方向の直線偏光
フィルター５２を備えた偏光眼鏡５０を通して、２台の
液晶ビデオプロジェクター１０Ｌ，１０Ｒの投影した像
を観察者Ｂが両眼で見るようになっている。

【００５０】図３３は上記画像投影装置により投影され
る像を光学的に示し、偏光眼鏡５０を通して観察者Ｂが
見る虚像９は、観察者Ｂから距離Ｌ′離れた位置に見え
る。実験によれば、２台の液晶ビデオプロジェクター１
０Ｌ，１０Ｒから投影された像７Ｌ，７Ｒの中の虚像８
Ｌ，８Ｒのずれた距離Ｄは眼幅６５ｍｍ程度であればよ
く、３０ｍｍ〜１００ｍｍの間であれば融像し一体の画
９として認識できる。この場合、上記距離Ｄが６５ｍｍ
を超えると像を結ばなくなることが光学上求められる
が、実際に実験してみると虚像９を見ることができる。
これは人間の大脳のもつ許容量の大きさによるものと考
えられる。

【００５１】以上構成の第６実施例の画像投影装置の使
用例を図３４に示す。図３４に示すように、スクリーン
２から近い距離から見ても実際に見える画像はスクリー
ン２の奥に見えるので全体を見ることができる。このよ
うにすれば、狭い部屋でも大画面で見ることができる。
また、２台の液晶ビデオプロジェクター１０Ｌ，１０Ｒ
の偏光角に対し偏光を４５°傾けた別のプロジェクター
８０でスクリーン２上に画像８１を投影すると、観察者
Ｂは像９がスクリーン２よりも奥にあることを画像８１
と比較することにより認識することができる。別のプロ
ジェクター８０の代わりに、スクリーン２上に文字やマ
ークを描き、これを図示しないスポットライトで照らす
ようにしてもよい。この効果をより強く得るためには、
部屋を暗くし、スクリーン２のまわりを暗色とし、スク
リーンの位置を部屋の壁や置き物と比較することができ
なくすることが好ましい。こうすることによって、「ス
クリーン２が見えなくなる」、「スクリーン２が透明に
なった」感じがし、距離的にスクリーン２の奥の方の画
９を楽しむことに没入できる。

【００５２】尚、第６実施例では、偏光を使ったプロジ
ェクターと偏光眼鏡の例を示したが、テレビ等でもよい
し、眼鏡なしでもよい。

【００５３】また、前記各実施例によれば、スクリーン
の映像を偏光フィルターを付けた偏光眼鏡で見たが、図
３５，図３６に示す偏光眼鏡６０でもよい。この偏光眼
鏡６０は逆Ｕ字形のヘッドホン支持部６５につけた形を
しており、左右の発音部（ヘッドホン）６６Ｌ，６５Ｒ
により音声を聞くことができるようになっている。ま
た、偏光眼鏡６０の左右のレンズ鏡筒部には横方向の直
線偏光フィルター６１と縦方向の直線偏光フィルター６
２が入っている。偏光眼鏡６０の一対の柄６３，６３は
各支軸６４を中心として回転自在に取付けてあり、一対
の柄６３，６３がヘッドホン支持部６５に対して直交す
る位置までしか下がらないようになっている。図３６が
この偏光眼鏡６０の使用例を示す。ヘッドホン支持部６
５を頭にかけることで、偏光眼鏡６０は支えられて鼻に
当たらないので、眼鏡をしていない人にとっては圧迫感
がない。また、眼鏡をかけている人にとって、偏光眼鏡
６０はその上の空中に停止することになり具合が良い。
さらに、左右のヘッドホン６６Ｌ，６６Ｒをすると、液
晶ビデオプロジェクターのファンの雑音が聞こえず、ソ
フトの音を楽しむことができる。

【００５４】

【発明の効果】以上のように、この発明の画像投影装置
によれば、スクリーンより更に奥に平面を感じさせない
画像を見ることができ、また、部屋の大きさに限定され
る壁を越えた位置に画像が見えるので、スクリーンに近
付いた位置で観賞でき、しかも大変臨場感のある迫力の
ある画像を簡便に楽しむことができる。

【００５５】また、１台の画像投影装置でも立体視をだ
れでも大きな画面で楽しむことができる。特に、ランダ
ムドットやステレオ写真など裸眼立体視できない人も画
像投影装置により簡単に立体視できる。また、すでにあ
る投影手段にステー型或はフード型のアダプターを付け
るだけで、確実且つ簡単に楽しむことができる。

【００５６】さらに、一対の投影手段を備えた画像投影
装置により、狭い部屋でスクリーンの奥に奥行きのある
映像を大劇場等で観賞しているかのように楽しむことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例の画像投影装置を示す斜
視図。

【図２】上記第１実施例の画像投影装置の液晶プロジェ
クターとアダプターとを分離した状態を示す斜視図。

【図３】上記第１実施例の画像投影装置の光学系の全体
平面図。

【図４】上記第１実施例の画像投影装置の光学系の要部
斜視図。

【図５】上記第１実施例の画像投影装置の使用状態を示
す平面図。

【図６】上記第１実施例の画像投影装置の使用状態を示
す斜視図。

【図７】上記第１実施例の画像投影装置の光学系の他の
態様を示す要部斜視図。

【図８】第２実施例の画像投影装置の光学系の全体平面
図。

【図９】上記第２実施例の画像投影装置の光学系の要部
斜視図。

【図１０】上記第２実施例の画像投影装置の光学系の他
の態様を示す要部斜視図。

【図１１】第３実施例の画像投影装置の斜視図。

【図１２】上記第３実施例の画像投影装置の液晶プロジ
ェクターとアダプターとを分離した状態を示す斜視図。

【図１３】上記第３実施例の画像投影装置のアダプター
の光学系を示す斜視図。

【図１４】上記第３実施例の画像投影装置の光学系の要
部斜視図。

【図１５】上記第３実施例の画像投影装置のアダプター
の要部の透視斜視図。

【図１６】上記第３実施例の画像投影装置に用いられる
横走り映像の説明図。

【図１７】上記横走り映像を用いた上記第３実施例の画
像投影装置の使用状態を示す斜視図。

【図１８】ランダムドットの説明図。

【図１９】上記ランダムドットを裸眼立体視している様
子を示す平面図。

【図２０】上記ランダムドットを用いた上記第３実施例
の画像投影装置の全体平面図。

【図２１】第４実施例の画像投影装置の斜視図。

【図２２】上記第４実施例の画像投影装置の全体平面
図。

【図２３】上記第４実施例の画像投影装置に用いられる
ステレオ映像の説明図。

【図２４】上記ステレオ映像を撮影する撮影装置の斜視
図。

【図２５】上記ステレオ映像を撮影する撮影装置の斜視
図。

【図２６】上記第４実施例の画像投影装置の他の態様を
示す全体平面図。

【図２７】上記第４実施例の画像投影装置の別の態様を
示す全体平面図。

【図２８】第５実施例の画像投影装置を示す斜視図。

【図２９】上記第５実施例の画像投影装置の光学系の平
面図。

【図３０】上記第５実施例の画像投影装置の光学系の要
部斜視図。

【図３１】上記第５実施例の画像投影装置の光学系の他
の態様の要部斜視図。

【図３２】第６実施例に用いられる画像投影装置の全体
平面図。

【図３３】上記第６実施例の画像投影装置の画像説明
図。

【図３４】上記第６実施例の画像投影装置の使用状態を
示す斜視図。

【図３５】上記各実施例に用いられる眼鏡の他の態様を
示す斜視図。

【図３６】上記他の態様の眼鏡の使用状態を示す斜視
図。

【符号の説明】

１，１′，１″…画像投影装置２，２′…スクリーン７，８…左右の画像１０，１０′，１０″…投影手段１０Ｌ，１０Ｒ…一対の投影手段１３Ｌ，１３Ｌ…偏光手段１３Ｒ，１３Ｒ…偏光手段２０…ステー型のアダプター２４，３３，３３″…分離手段２５，３５，３４″，３５″…偏光手段２６，３７，３９…投影角調整手段３０，３０′，３０″…フード型のアダプター５０…偏光眼鏡

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】偏光された投影光を発する投影手段によ
りスクリーン上に画像を投影するようにした画像投影装
置において、上記投影手段の偏光された投影光を左右２
つに分離する分離手段を備えると共に該左右に分離され
た投影光を互いに直交する方向に偏光させる偏光手段を
備える一方、上記左右に分離された投影光の投影角度を
調整する投影角調整手段を備えて上記スクリーン上に左
右２つの画像をそれぞれずらして投影するようにしたこ
とを特徴とする画像投影装置。
【請求項２】偏光されていない投影光を発する投影手
段によりスクリーン上に画像を投影するようにした画像
投影装置において、上記投影手段の投影光を左右２つに
分離する分離手段を備えると共に該左右に分離された投
影光を互いに直交する方向に偏光させる偏光手段を備え
る一方、上記左右に分離された投影光の投影角度を調整
する投影角調整手段を備えて上記スクリーン上に左右２
つの画像をそれぞれずらして投影するようにしたことを
特徴とする画像投影装置。
【請求項３】上記分離手段と偏光手段及び投影角調整
手段を、ステー型のアダプターを介して上記投影手段に
着脱自在に取付けたことを特徴とする請求項１又は２記
載の画像投影装置。
【請求項４】上記分離手段と偏光手段及び投影角調整
手段を、フード型のアダプターを介して上記投影手段に
着脱自在に取付けたことを特徴とする請求項１又は２記
載の画像投影装置。
【請求項５】偏光された投影光を発する投影手段によ
りスクリーン上に画像を投影するようにした画像投影装
置において、互いに直交する方向に偏光させる偏光手段
を有した一対の投影手段を備え、この一対の投影手段に
より互いに直交する方向に偏光された各投影光を上記ス
クリーン上に所定間隔ずらして投影するようにしたこと
を特徴とする画像投影装置。
【請求項６】同一の映像をスクリーン上に左右２つの
概略眼幅程度離れた画像として投影し、これを左眼用の
画像を左の眼で、右眼用の画像を右の眼で見ることので
きる偏光眼鏡をかけて見ることにより、画像の位置をス
クリーンとは異なるところに見られるようにして疑似立
体効果を得られるようにしたことを特徴とする請求項１
〜５記載の画像投影装置。