(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力光路から、第１の画像領域光と第２の画像領域光とを含む立体画像フレームを受け取り、前記立体画像フレームを中間画像面に運ぶリレーレンズサブシステムと、
前記中間画像面で前記立体画像フレームを受け取り、前記第１の画像領域光と前記第２の画像領域光とを分割して、前記第１の画像領域光を第１の画像光路に方向付け、前記第２の画像領域光を第２の画像光路に方向付ける光分割サブシステムと、
前記第１の画像領域光と前記第２の画像領域光とをスクリーンに方向付ける投影レンズサブシステムと、
前記入力光路および前記リレーレンズサブシステムの後であって前記光分割サブシステムの前の中間光路のいずれかに配置された波長選択偏光フィルタと、
前記投影レンズサブシステムが出力する第１の出力光路上に配置された第１の直線偏光子および第１の１／４波長板と、
前記投影レンズサブシステムが出力する第２の出力光路上に配置された第２の直線偏光子および第２の１／４波長板と
を備え、
前記第１の画像領域光及び前記第２の画像領域光は、円偏光であり、
前記第１の１／４波長板を前記第１の直線偏光子に対して＋４５度で配向して、前記第２の１／４波長板を前記第２の直線偏光子に対して−４５度で配向することで、前記第１の１／４波長板と前記第２の１／４波長板とを直交させる立体投影システム。
【請求項２】
前記投影レンズサブシステムは第１のレンズと第２のレンズとを有し、
前記第１のレンズは、前記第１の画像領域光をスクリーンに向かう第１の出力画像経路に焦合させ、
前記第２のレンズは、前記第２の画像領域光を前記スクリーンに向かう第２の出力画像経路に焦合させ、
前記第１の画像領域光と前記第２の画像領域光とは、前記スクリーン上で実質的に重なる請求項１に記載の立体投影システム。
【請求項３】
液晶（ＬＣ）プロジェクタをさらに備える請求項１または２に記載の立体投影システム。
【請求項４】
前記入力光路上の前記リレーレンズサブシステムの前に配置された整合した波長板をさらに備え、
前記整合した波長板は、前記ＬＣプロジェクタ内の波長板と分散が実質的に整合されている請求項３に記載の立体投影システム。
【請求項５】
前記リレーレンズサブシステムの後であって前記光分割サブシステムの前の中間光路上に配置された整合した波長板をさらに備え、
前記整合した波長板は、前記ＬＣプロジェクタ内の波長板と分散が実質的に整合されている請求項３に記載の立体投影システム。
【請求項６】
前記投影レンズサブシステムが出力する第１の出力光路および前記投影レンズサブシステムが出力する第２の出力光路のうちいずれかに配置されたアクロマート回転子をさらに備える請求項１から５のいずれか１項に記載の立体投影システム。
【請求項７】
前記光分割サブシステムは、第１のミラー対および第２のミラー対を有する請求項１から６のいずれか１項に記載の立体投影システム。
【請求項８】
前記第１の画像領域光および前記第２の画像領域光は、ビデオゲーム立体画像および動画立体画像のうちのいずれかを含む請求項１から７のいずれか１項に記載の立体投影システム。
【請求項９】
入力光路から、第１の画像領域光と第２の画像領域光とを含む立体画像フレームを受け取り、前記立体画像フレームを中間画像面に運ぶリレーレンズサブシステムと、
前記中間画像面で前記立体画像フレームを受け取り、前記第１の画像領域光と前記第２の画像領域光とを分割して、前記第１の画像領域光を第１の画像光路に方向付け、前記第２の画像領域光を第２の画像光路に方向付ける光分割サブシステムと、
前記第１の画像領域光と前記第２の画像領域光とをスクリーンに方向付ける投影レンズサブシステムと
を備え、
前記第１の画像領域光及び前記第２の画像領域光は、円偏光であり、
前記光分割サブシステムは、第１の全反射プリズム、第２の全反射プリズム、第１の偏光変換器および第２の偏光変換器をさらに有する立体投影システム。
【請求項１０】
前記投影レンズサブシステムは第１のレンズと第２のレンズとを有し、
前記第１のレンズは、前記第１の画像領域光をスクリーンに向かう第１の出力画像経路に焦合させ、
前記第２のレンズは、前記第２の画像領域光を前記スクリーンに向かう第２の出力画像経路に焦合させ、
前記第１の画像領域光と前記第２の画像領域光とは、前記スクリーン上で実質的に重なる請求項９に記載の立体投影システム。
【請求項１１】
液晶（ＬＣ）プロジェクタをさらに備える請求項９または１０に記載の立体投影システム。
【請求項１２】
前記入力光路上の前記リレーレンズサブシステムの前に配置された整合した波長板をさらに備え、
前記整合した波長板は、前記ＬＣプロジェクタ内の波長板と分散が実質的に整合されている請求項１１に記載の立体投影システム。
【請求項１３】
前記リレーレンズサブシステムの後であって前記光分割サブシステムの前の中間光路上に配置された整合した波長板をさらに備え、
前記整合した波長板は、前記ＬＣプロジェクタ内の波長板と分散が実質的に整合されている請求項１１に記載の立体投影システム。
【請求項１４】
前記投影レンズサブシステムが出力する第１の出力光路および前記投影レンズサブシステムが出力する第２の出力光路のうちいずれかに配置されたアクロマート回転子をさらに備える請求項９から１３のいずれか１項に記載の立体投影システム。
【請求項１５】
前記第１の画像領域光および前記第２の画像領域光は、ビデオゲーム立体画像および動画立体画像のうちのいずれかを含む請求項９から１４のいずれか１項に記載の立体投影システム。
【請求項１６】
入力光路から、第１の画像領域光と第２の画像領域光とを含む立体画像フレームを受け取り、前記立体画像フレームを中間画像面に運ぶリレーレンズサブシステムと、
前記中間画像面で前記立体画像フレームを受け取り、前記第１の画像領域光と前記第２の画像領域光とを分割して、前記第１の画像領域光を第１の画像光路に方向付け、前記第２の画像領域光を第２の画像光路に方向付ける光分割サブシステムと、
前記第１の画像領域光と前記第２の画像領域光とをスクリーンに方向付ける投影レンズサブシステムと
を備え、
前記第１の画像領域光及び前記第２の画像領域光は、円偏光であり、
前記光分割サブシステムは、偏光変換器および偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）を有し、
前記偏光変換器は、前記ＰＢＳに入る前の前記中間画像面の前記第１の画像領域光の偏光状態を変換し、
前記第２の画像領域光の偏光状態は変換されない立体投影システム。
【請求項１７】
前記投影レンズサブシステムは第１のレンズと第２のレンズとを有し、
前記第１のレンズは、前記第１の画像領域光をスクリーンに向かう第１の出力画像経路に焦合させ、
前記第２のレンズは、前記第２の画像領域光を前記スクリーンに向かう第２の出力画像経路に焦合させ、
前記第１の画像領域光と前記第２の画像領域光とは、前記スクリーン上で実質的に重なる請求項１６に記載の立体投影システム。
【請求項１８】
液晶（ＬＣ）プロジェクタをさらに備える請求項１６または１７に記載の立体投影システム。
【請求項１９】
前記入力光路上の前記リレーレンズサブシステムの前に配置された整合した波長板をさらに備え、
前記整合した波長板は、前記ＬＣプロジェクタ内の波長板と分散が実質的に整合されている請求項１８に記載の立体投影システム。
【請求項２０】
前記リレーレンズサブシステムの後であって前記光分割サブシステムの前の中間光路上に配置された整合した波長板をさらに備え、
前記整合した波長板は、前記ＬＣプロジェクタ内の波長板と分散が実質的に整合されている請求項１８に記載の立体投影システム。
【請求項２１】
前記投影レンズサブシステムが出力する第１の出力光路および前記投影レンズサブシステムが出力する第２の出力光路のうちいずれかに配置されたアクロマート回転子をさらに備える請求項１６から２０のいずれか１項に記載の立体投影システム。
【請求項２２】
前記第１の画像領域光および前記第２の画像領域光は、ビデオゲーム立体画像および動画立体画像のうちのいずれかを含む請求項１６から２１のいずれか１項に記載の立体投影システム。
【請求項２３】
入力光路から、第１の画像領域光と第２の画像領域光とを含む立体画像フレームを受け取り、前記立体画像フレームを中間画像面に運ぶリレーレンズサブシステムと、
前記中間画像面で前記立体画像フレームを受け取り、前記第１の画像領域光と前記第２の画像領域光とを分割して、前記第１の画像領域光を第１の画像光路に方向付け、前記第２の画像領域光を第２の画像光路に方向付ける光分割サブシステムと、
前記第１の画像領域光と前記第２の画像領域光とをスクリーンに方向付ける投影レンズサブシステムと
を備え、
前記第１の画像領域光及び前記第２の画像領域光は、円偏光であり、
前記投影レンズサブシステムは、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）および単一の投影レンズを有し、
前記ＰＢＳは、前記第１の画像領域光および前記第２の画像領域光を合成し、
前記単一の投影レンズは、合成された前記第１の画像領域光および前記第２の画像領域光を前記スクリーンに向かって投影し、
前記第１の画像領域光および前記第２の画像領域光は、前記スクリーン上で実質的に重なる立体投影システム。
【請求項２４】
液晶（ＬＣ）プロジェクタをさらに備える請求項２３に記載の立体投影システム。
【請求項２５】
前記入力光路上の前記リレーレンズサブシステムの前に配置された整合した波長板をさらに備え、
前記整合した波長板は、前記ＬＣプロジェクタ内の波長板と分散が実質的に整合されている請求項２４に記載の立体投影システム。
【請求項２６】
前記リレーレンズサブシステムの後であって前記光分割サブシステムの前の中間光路上に配置された整合した波長板をさらに備え、
前記整合した波長板は、前記ＬＣプロジェクタ内の波長板と分散が実質的に整合されている請求項２４に記載の立体投影システム。
【請求項２７】
前記光分割サブシステムは、第１のミラー対および第２のミラー対を有する請求項２３から２６のいずれか１項に記載の立体投影システム。
【請求項２８】
前記第１の画像領域光および前記第２の画像領域光は、ビデオゲーム立体画像および動画立体画像のうちのいずれかを含む請求項２３から２７のいずれか１項に記載の立体投影システム。
【請求項２９】
前記投影レンズサブシステムが出力する第１の出力光路および前記投影レンズサブシステムが出力する第２の出力光路のいずれかに配置されたアクロマート回転子をさらに備え、
前記光分割サブシステムは、第１のミラー対および第２のミラー対を有する請求項２に記載の立体投影システム。
【請求項３０】
前記投影レンズサブシステムが出力する第１の出力光路および前記投影レンズサブシステムが出力する第２の出力光路のいずれかに配置されたアクロマート回転子と、
前記入力光路および前記リレーレンズサブシステムの後であって前記光分割サブシステムの前の中間光路のいずれかに配置された整合した波長板と、
液晶（ＬＣ）プロジェクタと
をさらに備え、
前記整合した波長板は、前記ＬＣプロジェクタ内の波長板と分散が実質的に整合されている請求項１０に記載の立体投影システム。
【請求項３１】
入力光路から、第１の画像領域光と第２の画像領域光とを含む立体画像フレームを受け取り、前記立体画像フレームを中間画像面に運ぶリレーレンズサブシステムと、
前記中間画像面で前記立体画像フレームを受け取り、前記第１の画像領域光と前記第２の画像領域光とを分割して、前記第１の画像領域光を第１の画像光路に方向付け、前記第２の画像領域光を第２の画像光路に方向付ける光分割サブシステムと、
前記第１の画像領域光と前記第２の画像領域光とをスクリーンに方向付ける投影レンズサブシステムと、
前記入力光路および前記リレーレンズサブシステムの後であって前記光分割サブシステムの前の中間光路のいずれかに配置された整合した波長板と、
前記入力光路および前記中間光路のいずれかに配置された波長選択偏光フィルタと、
前記投影レンズサブシステムが出力する第１の出力光路に配置された第１の直線偏光子および第１の１／４波長板と、
前記投影レンズサブシステムが出力する第２の出力光路上に配置された第２の直線偏光子および第２の１／４波長板と
液晶（ＬＣ）プロジェクタと
をさらに備え、
前記第１の画像領域光及び前記第２の画像領域光は、円偏光であり、
前記投影レンズサブシステムは第１のレンズと第２のレンズとを有し、
前記第１のレンズは、前記第１の画像領域光をスクリーンに向かう第１の出力画像経路に焦合させ、
前記第２のレンズは、前記第２の画像領域光を前記スクリーンに向かう第２の出力画像経路に焦合させ、
前記第１の画像領域光と前記第２の画像領域光とは、前記スクリーン上で実質的に重なり、
前記整合した波長板は、前記ＬＣプロジェクタ内の波長板と分散が実質的に整合されていて、
前記第１の１／４波長板を前記第１の直線偏光子に対して＋４５度で配向して、前記第２の１／４波長板を前記第２の直線偏光子に対して−４５度で配向することで、前記第１の１／４波長板と前記第２の１／４波長板とを直交させる立体投影システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許出願は、２００８年１２月１日提出のＲｏｂｉｎｓｏｎ等の「立体投影方法およびシステム」なる名称の仮特許出願第６１／１１９，０１４号明細書に関しており、優先権を主張しており、これを参照としてここに組み込む。本特許出願はさらに、２００９年１０月６日提出のＳｃｈｕｃｋ等の「空間多重化を中間画像面で利用する立体投影システム」なる名称の仮特許出願第６１／２４９，０１８号明細書に関しており、優先権を主張しており、これも参照としてここに組み込む。本特許出願はさらに、２００９年１０月３０日提出のＳｃｈｕｃｋ等の「空間多重化を中間画像面で利用する立体投影システム」なる名称の仮特許出願第６１／２５６，８５４号明細書に関しており、優先権を主張しており、これも参照としてここに組み込む。
【０００２】
開示される実施形態は概して、立体投影システムに係り、より詳しくは、偏光符号化された左目画像および右目画像を出力する立体投影システムに係る。
【背景技術】
【０００３】
立体投影は、２０世紀初頭に開発され、先ずは１９５０年代に映画館で利用された。これらシステムはフィルムを利用するものであり、機械的にはせいぜい２４Ｈｚまでにフレームレートが限られていた。従って、ちらつきのない左目および右目立体投影連続画像を提供するために時間的な方法を利用することはできなかった。従って空間的に多重化された画像表示システムを実装していた。この中には別個にプロジェクタを利用するものもあり、他方では各フレームが空間的に別の左目画像および右目画像を有しており単一のプロジェクタを利用するものもあった。後者のケースでは、複雑なフレーム分割光学系を利用して、スクリーン上に画像を重畳していた。多くのシステムが開発され、幾つかは商業的にも成功したが、このことについてはＬ．Ｌｉｐｔｏｎが「立体映画の基礎」Ｖａｎ  Ｎｏｓｔｒａｎｄ−Ｒｅｉｎｈｏｌｄ、付録７、２６０ページ、１９８２年で記載しており、これを参照としてここに組み込む。あいにくながら、この立体視の品質は不十分であり、この世紀の後半は２Ｄ映画へ逆戻りすることとなった。
【０００４】
立体投影は、近年、画像の画像処理、配信、および表示を網羅する高品質且つ高度なデジタル機器ができたことにより復活してきている。今までのところ、最も成功している投影システムは、ＲｅａｌＤにより開発および設置されている。Ｔｅｘａｓ  ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（ＤＬＰ）技術に基づいて、システムは、時間的に連続した左目画像および右目画像をちらつきのないレートで提供することができる。投影経路に偏光スイッチを設けることにより、受け手である偏光メガネをかけた視聴者に対して連続した左目画像および右目画像を提供することができる。ＤＬＰ技術に基づくシステムは良好な品質の立体画像を提供することができるが、液晶（ＬＣ）変調を利用するもの等の別の投影プラットフォームを考慮に入れることもできよう。ＬＣプロジェクタベースのプラットフォームにおいて優れているフィーチャは、解像度、動画表示、および光学偏光効率を向上させることができる可能性を秘めている点である。しかし現在のところ、時間的な左目／右目偏光変調を可能とするのに足るフレームレートを時間的に連続した画像に与えることのできる単一のＬＣプロジェクタは存在しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
立体投影システムおよび立体投影方法が開示されている。
【０００６】
概して一態様では、立体投影システムは、リレーレンズサブシステムと、光分割サブシステムと、投影レンズサブシステムとを含んでよい。リレーレンズサブシステムは、第１の画像領域光と第２の画像領域光とを含んでよい立体画像フレームを受け取り、立体画像フレームを中間画像面に運ぶ。光分割サブシステムは、中間画像面で立体画像フレームを受け取り、第１の画像領域光と第２の画像領域光とを分割して、第１の画像領域光を第１の画像光路に方向付け、第２の画像領域光を第２の画像光路に方向付ける。投影レンズサブシステムは、第１の画像領域光と第２の画像領域光とをスクリーンに方向付ける。
【０００７】
別の態様では、立体投影方法は、プロジェクタから、第１の画像領域光と第２の画像領域光とを含む立体画像フレームを光学的に受け取る段階と、第２の画像領域光から第１の画像領域光を分割する段階と、第１の画像領域光を第１の光路に方向付ける段階と、第２の画像領域光を第２の光路に方向付ける段階と、第１の光路と第２の光路とをスクリーンに向けて焦合させる段階とを備える。別の態様として、第１の画像領域光と第２の画像領域光とが実質的に重なる。
【０００８】
開示の他の態様も、詳細な記載、図面、および添付請求項を読むことで明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示における立体投影システムの概略図である。
【００１０】
【図２】本開示における立体投影システムのブロック図である。
【００１１】
【図３】本開示における立体投影システムの概略図である。
【００１２】
【図４Ａ】本開示における並べた左画像／右画像の概略図である。
【００１３】
【図４Ｂ】本開示における、並べた左画像／右画像をスクリーンにアナモルフィックに重畳した概略図である。
【００１４】
【図５】本開示における立体投影システムの概略図である。
【００１５】
【図６】本開示における立体投影システムの概略図である。
【００１６】
【図７】本開示における立体投影システムの概略図である。
【００１７】
【図８】本開示における立体投影システムの概略図である。
【００１８】
【図９】本開示における立体投影システムの概略図である。
【００１９】
【図１０】本開示における立体投影システムの概略図である。
【００２０】
【図１１】本開示における立体投影システムの概略図である。
【００２１】
【図１２】本開示における立体投影システムの概略図である。
【００２２】
【図１３】本開示における立体投影システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
上述した単一のＬＣプロジェクタを利用することの欠点を解決する方法として、別個のフレーム分割サブシステムを高度な偏光、電子、および光学管理とともに利用する技術がある。従ってここに開示する立体フレーム分割システムの実施形態は、実際の中間画像を形成するリレーサブシステム、実際の画像を２つの領域に分離させる光分割サブシステム、および、それぞれ反対の偏光を有する重畳されたスクリーン画像を生成する投影サブシステムという３つの部分に分かれる。
【００２４】
図１は、立体投影システム１００の概略図である。一実施形態では、システム１００は、リレーレンズサブシステム１０６、光分割サブシステム１０８、および投影サブシステム１１０を含む。
【００２５】
動作において、システム１００は、入力光路１０４にある投影サブシステム１２０からの光をリレーレンズサブシステム１０６で受光する。投影サブシステム１２０は、これに限られないが、ＬＣ投影システムまたはＤＬＰ投影システムを含んでよい。光分割サブシステム１０８は、リレーレンズサブシステム１０６からの光を中間光路１０７で受光する。光分割サブシステムは、中間光路１０７を第１の画像光路１０５と第２の画像光路１０９とに分割することができる。投影レンズサブシステム１１０は、光分割サブシステム１０８からの光を、第１および第２の画像光路１０５および１０９で受光して、スクリーム１３０に光を出力する。
【００２６】
一実施形態では、投影レンズサブシステム１１０は、第１および第２の投影レンズ１１１、１１２を含む。第１および第２の投影レンズ１１１、１１２は、第１および第２の出力光路１１５、１１９をスクリーン１３０に出力する。
【００２７】
図示されていない別の実施形態では、投影レンズサブシステム１１０は、単一のレンズを含んでもよい。図示されていないまた別の実施形態では、投影レンズサブシステム１１０は２を超える数のレンズを含んでもよい。
【００２８】
図２は、立体投影システム２００のブロック図である。立体投影システム２００は、リレーレンズサブシステム２０２、光分割サブシステム２０４、および投影レンズサブシステム２０６を含む。一実施形態では、立体投影システム２００はさらに、視聴覚源２２０、制御サブシステム２２２、および投影サブシステム２２４を含んでもよい。投影サブシステム２２４は、これに限られないが、ＬＣ投影システムまたはＤＬＰ投影システムを含んでよい。
【００２９】
動作において、視聴覚源２２０は、視聴覚信号２２１を立体投影システム２００に提供する。制御サブシステム２２２は、信号を投影サブシステム２２４に送る。投影サブシステム２２４は、画像対を入力光路２０１に投影する。リレーレンズサブシステム２０２は入力光路２０１を受け取り、中間光路２０３を出力する。光分割サブシステム２０４は中間光路２０３を受け取って、第１の画像光路２０５および第２の画像光路２０９を出力する。投影レンズサブシステム２０６は第１および第２の画像光路２０５、２０９を受け取る。
【００３０】
一実施形態では、投影レンズサブシステム２０６は、第１および第２の投影レンズ２０７、２０８を含む。第１の投影レンズ２０７は、第１の出力光路２１５をスクリーン２３０に出力する。第２の投影レンズは、第２の出力光路２１９をスクリーン２３０に出力する。
【００３１】
別の実施形態では、投影レンズサブシステム２０６は、画像合成部材（不図示）および単一の投影レンズ（不図示）を含んでよい。画像合成部材（不図示）は第１および第２の画像光路２０５、２０９を受け取り、単一の投影レンズ（不図示）は合成画像光路をスクリーン２３０に投影する。
【００３２】
別の実施形態では、投影レンズサブシステム２０６は２を超える数の投影レンズを含んでよく、少なくとも１つの画像合成部材を含んでよい。
【００３３】
一実施形態では、制御サブシステム２２２は、視聴覚信号２２１を受け取り、制御信号２２３を出力する。制御サブシステム２２２は、投影サブシステム２２４、リレーレンズサブシステム２０２、光分割サブシステム２０４、および投影レンズサブシステム２０６と、制御信号２２３を介して同期することができる。制御サブシステム２２２は、制御信号を送り、フィードバック信号を様々なサブシステムのいずれかから受けて、銘々の光学特性を調節することができる。この制御部は、センサからの入力を視聴覚源２２０から、および／または、ユーザ入力から受け取り、調節を行う（例えば、スクリーン２３０上に立体投影機器を焦合させたり、キャリブレーションしたりする）。
【００３４】
別の実施形態では、システム２０６は受身のシステムであり、アクティブな切り替えコンポーネントを含まない。従ってこの実施形態ではシステム２０６は同期信号を含まない。
【００３５】
ここで開示するリレーレンズサブシステム（図１の１０６または図２の２０２）は、偏光保存することが想定されており、投影レンズサブシステム（図１の１１０または図２の２０６）と並列に動作して、略パネルサイズの中間画像をレンズ出力から一定の距離を置いて提供することができる。リレーレンズサブシステムは全ての実施形態においてブラックボックスとして想定されており、そのデザインは本開示に特有のものではないが、リレーシステムの例は、同一出願人による２００８年５月９日提出の「偏光変換システムおよび立体投影方法」なる名称の特許出願第１２／１１８，６４０号明細書に記載されており、これをここに参照として組み込む。同様に、中間画像をスクリーンにリレーする際に利用される投影光学系は従来のものを想定しており、本開示との関連性があまりないので特別なデザインを提供はしていない。一部の実施形態では（例えば単一の投影レンズを利用する実施形態では）、偏光保存投影レンズを利用することができる。偏光保存投影レンズの一例は、Ｌ．Ｓｕｎ等の「偏光に感度を有するシステムのための複屈折の低いレンズデザイン」、Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ、第６２８８巻に記載されており、これを参照としてここに組み込む。
【００３６】
本開示の偏光の態様は、概して、効率的な分割および出力画像の符号化のために光を調節することを含む。電子的な態様は、概して、画像を予め歪曲させて、光収差を吸収してアナモフィック画像処理技術を可能にして、領域の半分だけしかフルスクリーンの画像に割り当てられないような場合に元のパネルのアスペクト比を保存することを含む。概して電子的な配置技術をオンスクリーンの画像の配置に利用することができる。本開示の光学的態様は、概して、左目画像および右目画像のそれぞれの光路を物理的に分離させる技術（例えば図１の光分割サブシステム１０８または図２の２０４）を含む。一実施形態では、この光分割アーキテクチャを拡張して、投影前に左目画像および右目画像を重畳させることもできる。
【００３７】
一実施形態では、プロジェクタが、緑色光が赤色光および青色光と反対回りであるような円偏光を提供することが想定されている。これは、合成Ｘ−Ｃｕｂｅを利用する３つのパネル液晶プロジェクタにおいて通常の設計である。この部材から放射される、色に依存する直線偏光は、定期的に円偏光に変換され、ＡＮＳＩコントラストに影響を与える可能性のある、投影レンズからの後方反射を回避する。左回りまたは右回りの偏光を正確に残りの（odd）緑色の波長に割り当てることは任意の事項であるが、予め正確に調節しておくことも可能である。ここでは、効果的な補正として、殆どの市販のプロジェクタがそうであるように、交差整合位相板（crossed matching retarder）を利用する場合を想定する。混合された円形の出力に適合されてはいるものの、システムの実施形態は、プロジェクタから放出されると想定される正確な偏光状態に限定されるべきではない。ここでカバーするコンセプトを、別のプロジェクタ（例えばＤＬＰ等）に利用することもできるが、これは、利用可能なコンポーネントによって均等物である入口偏光の生成が容易であるからである。例えば、ＣｏｌｏｒＳｅｌｅｃｔ（登録商標）技術は、定義された波長に依存する偏光状態間をマッピングするが、これは同一出願人による米国特許第５，７５１，３８４号明細書に記載されており、これをここに参照として組み込む。
【００３８】
図３は、立体投影システム３００の概略図である。立体投影システム３００は、プロジェクタ３０２、リレーレンズ３０４、画像分割部３０６、第１の投影レンズ３０８、および第２の投影レンズ３１０を含んでよい。この例示的な実施形態では、システム３００は、さらに、第１および第２の画像光路３２８、３２６を、リレーレンズ３０４および投影レンズ３０８、３１０に平行になるように方向付けしなおすミラー３１６を含んでよい。
【００３９】
動作において、リレーレンズ３０４は、入力光路３２０でプロジェクタ３０２からの光を受光する。リレーレンズ３０４は、中間光路３２２を画像分割部３０６に向けて出力する。画像分割部３０６は、中間光路３２２を第１の画像光路３２８と第２の画像光路３２６とに分割することができる。画像分割部３０６は、第１および第２の画像光路３２８および３２６を第１および第２の投影レンズ３０８、３１０に向けて出力する。第１および第２の投影レンズ３０８、３１０は、第１および第２の画像光路３２８、３２６を受け取り、第１および第２の出力光路３２９、３３０をスクリーン３５０に向けて出力する。この例示的な実施形態では、回転子３３２は、第１の投影レンズ３０８とスクリーン３５０との間の第１の出力光路３２９上に設けられている。回転子３３２は、アクロマート偏光回転部（例えば４５度に配向されたアクロマート半波長板）を含んでよい。アクロマート偏光回転部３３２は、第１および第２の出力光路３２９、３３０が互いに反対の偏光を有するように、第１の出力光路３２９の偏光を回転させることができる。２つのビームに関連付けられた左目画像および右目画像は、その後、別個のレンズを利用して偏光保存スクリーンに投影および重畳される。
【００４０】
一実施形態では、プロジェクタ３０２からリレーされた入力光路３２０は、円偏光画像光であってよい。プロジェクタ３０２からリレーされた円偏光中間画像３３４は、偏光保存画像分割部３０６（例えば高度な反射性を有する銀色のミラー）を利用して２つのビームに光学的に分割されてよい。１つのビームの偏光は、アクロマート偏光変換器３３２（例えば４５度に配向されたアクロマート半波長板）を利用して、直交状態に変換される。２つのビームに関連付けられた左目画像および右目画像は、その後、別個の投影レンズ３０８、３１０を利用して、（第１および第２の出力光路３２９、３３０で）投影されて、偏光保存スクリーン３５０に重畳される。
【００４１】
投影システム３００の利点には、偏光管理および特殊な光学ハードウェアが最小限ですむことが含まれる。この方法では、画像のマジェンタ色および緑色の色成分が異なるビームおよび投影レンズから放射される。従って投影システム３００は、例えば基礎になる画像に手動のまたは電子的な操作を施すことにより、適切に画像を収束させることができる。
【００４２】
従来の光学系を利用する場合には、投影システム３００では不十分な場合がある。例えば、スクリーンの画像のアスペクト比を中間画像の別個の左目領域および右目領域に適用することにより、ブランクであるのに照明が続けられている領域ができる。これは、スクリーンのアスペクト比が投影パネル全体によく整合している場合に起こりうる。この潜在的な光の損失を回避するためには、プロジェクタのパネル上の画像を歪曲させて、照明領域全体を満たし、その後、アナモルフィック投影により必要とされているアスペクト比を復元すると好適であろう。
【００４３】
図４Ａは、ＬＣパネルに効率よく表示された、効果的に並べられた歪曲した画像４００の概略図である。並べられた歪曲画像４００は、左目画像４０２および右目画像４０４を含む。並べて描かれているが、当業者であればこの実施形態を上下に重ねたフォーマットに適用することもできることを理解するであろう。
【００４４】
図４Ｂは、左目画像４０２および右目画像４０４の平行アナモルフィック投影により得られた重畳画像４５０の概略図である。
【００４５】
図３の参照に戻り、代替的な実施形態においては、アナモルフィック画像処理をリレーレンズ３０４で行って、左目画像または右目画像の各々について正しいアスペクト比の中間画像３３４を提供することができる。この場合、複雑なリレーシステムにおいて行うことになる歪曲には、電子補正、またはより好適には、画像対を光軸周りに相対的に反転させることを利用してよい。その後、画像の一方を、回転分離プリズム（不図示）を利用して回転させてよいが、これに関しては、Ｌ．Ｌｉｐｔｏｎが「立体映画の基礎」Ｖａｎ  Ｎｏｓｔｒａｎｄ−Ｒｅｉｎｈｏｌｄ、付録７、２６０ページ、１９８２年で記載しており、これを参照としてここに組み込む。
【００４６】
アナモルフィック画像処理はさらに、投影レンズ３０８、３１０において、または、投影レンズ３０８、３１０の後で付随のアナモルフィック・アフォーカル・コンバータを利用することで実行することもできる。
【００４７】
図５は、立体投影システム５００の概略図である。立体投影システム５００は、プロジェクタ５０２、リレーレンズ５０４、画像分割部５０６、第１の投影レンズ５０８、および第２の投影レンズ５１０を含んでよい。
【００４８】
動作において、リレーレンズ５０４は、入力光路５２０でプロジェクタ５０２からの光を受光する。リレーレンズ５０４は、中間光路５２２上の光を、画像分割部５０６の入力にある中間画像面５３４に向けて出力する。画像分割部５０６は、中間光路５２２の光を第１の画像光路５２８と第２の画像光路５２６とに分割することができる。一実施形態では、画像分割部５０６は、全反射（ＴＩＲ）プリズム５１６であってよい。ＴＩＲプリズム５１６は、中間光路５２２の光を第１および第２の画像光路５２８、５２６間で分割して、第１および第２の画像光路５２８、５２６を方向付けなおして、リレーレンズ５０４および投影レンズ５０８、５１０に対して平行になるようにする。画像分割部５０６は、第１および第２の画像光路５２８および５２６上の光を、第１および第２の投影レンズ５０８、５１０に向けて出力する。第１および第２の投影レンズ５０８、５１０は、第１および第２の画像光路５２８、５２６の上の光を受け取り、第１および第２の出力光路５２９、５３０上の光を、スクリーン５５０に向けて出力する。一実施形態では、回転子５３２は、第１の投影レンズ５０８とスクリーン５５０との間の第１の出力光路５２９上に設けられている。回転子５３２は、アクロマート偏光回転部（例えば４５度に配向されたアクロマート半波長板）を含んでよい。動作において、アクロマート偏光回転部５３２は、第１および第２の出力光路５２９、５３０が互いに反対の偏光を有するように、第１の出力光路５２９の偏光を回転させることができる。２つのビームに関連付けられた左目画像および右目画像は、その後、別個のレンズを利用して偏光保存スクリーンに投影および重畳される。
【００４９】
一実施形態では、立体投影システム５００はさらに、図示されているようにプロジェクタ５０２とリレーレンズ５０４との間に配置された整合した波長板５１２を含んでよい。または、整合した波長板５１２は、リレーレンズ５０４と画像分割部５０６との間の、中間画像面５３４の付近に設けられてもよい。別の選択肢としては、第１の整合した波長板５１２が、プロジェクタ５０２とリレーレンズ５０４（不図示）との間に位置しており、第２の整合した波長板５１２は、リレーレンズ５０４と画像分割部５０６との間の、中間画像面５３４の付近に設けられてもよい。直線偏光は、分割部による、より良い保存のためにシステムに組み込まれてよい。一実施形態では、画像分割部５０６は、理想的ではない分離ミラーを含んでもよい。この構成では、特に円偏光ビームを方向付けなおすために全反射（ＴＩＲ）プリズム５１６を利用する場合に、偏光混合を利用することができる。一実施形態では、高い反射性を有し物理的寸法の小さいＴＩＲプリズムが、全てのミラーに優先して好まれる。ｓ−およびｐ−偏光成分の間の反射で生じる位相遅延によって、偏光が伝播に依存する状態へと急速に変換される。これにより、概して、投影された画像が不均一なものとなることが多いが、これは、強度およびビット深度損失を導入することにより補正可能である。この効果を低減させるには、システムに入る前に直線偏光状態を生じさせる方法がある。偏光は、画像処理システムの大半の光線においてこれらの状態がｓ−またはｐ−の固有状態によく似たものになることから、その殆どを保存することができる。
【００５０】
図６は、システム６００に入る前に生成された直線偏光状態を利用する立体投影システム６００の概略図である。立体投影システム６００は、プロジェクタ６０２、リレーレンズ６０４、画像分割部６０６、第１の投影レンズ６０８、および第２の投影レンズ６１０を含んでよい。
【００５１】
一実施形態では、立体投影システム６００はさらに、整合した波長板６１２、波長選択偏光フィルタ６１８（例えば、ここに参照として組み込む特許番号５，７５１、３８４および５，９５３，０８３で教示されているＣｏｌｏｒＳｅｌｅｃｔフィルタ）、直線偏光子６４０、および／または４５度の１／４波長板６３２を含んでよい。
【００５２】
動作において、リレーレンズ６０４は、入力光路６２０にあるプロジェクタ６０２からの光を受光する。一実施形態では、整合した波長板６１２および波長選択フィルタ６１８が、プロジェクタ６０２とリレーレンズ６０４との間の入力光路６２０上に、図示されているように配置されている。または、整合した波長板６１２は、リレーレンズ６０４と画像分割部６０６との間の、中間画像面６３４の付近に設けられてもよい。別の選択肢としては、第１の整合した波長板６１２が、プロジェクタ６０２とリレーレンズ６０４（不図示）との間に位置しており、第２の整合した波長板６１２が、リレーレンズ６０４と画像分割部６０６との間の、中間画像面６３４の付近に設けられてもよい。リレーレンズ６０４は、中間光路６２２を、画像分割部６０６の入力にある中間画像面６３４へと出力する。画像分割部６０６は、中間光路６２２を第１の画像光路６２８と第２の画像光路６２６とに分割することができる。一実施形態では、画像分割部６０６は、全反射（ＴＩＲ）プリズム６１６であってよい。ＴＩＲプリズム６１６は、中間光路６２２を第１および第２の画像光路６２８、６２６に分割して、第１および第２の画像光路６２８、６２６を、リレーレンズ６０４および投影レンズ６０８、６１０に平行になるように方向付けしなおす。画像分割部６０６は、第１および第２の画像光路６２８および６２６を、第１および第２の投影レンズ６０８、６１０に向けて出力する。第１および第２の投影レンズ６０８、６１０は、第１および第２の画像光路６２８、６２６を受け取り、第１および第２の出力光路６２９、６３０を、スクリーン６５０に向けて出力する。この例示的な実施形態では、直線偏光子６４０が、第１および第２の投影レンズ６０８、６１０とスクリーン６５０との間の第１および第２の画像光路６２８、６２６のうち少なくとも１つに位置しており、４５度の１／４波長板６３２が、第１および第２の投影レンズ６０８、６１０とスクリーン６５０との間の第１および第２の画像光路６２８、６２６のうち少なくとも１つに位置している。
【００５３】
上述したように、立体投影システム６００は、波長選択偏光フィルタ６１８（ＣｏｌｏｒＳｅｌｅｃｔ偏光フィルタ）を含むことで直線偏光入力ビーム６２０を生成することができ、これは、システム内において保存され、システム出口６２９、６３０でクリーンアップされて円符号化されることで良好な偏光忠実度が得られる。現行のシステムにおける頭部が傾いた円偏光に準拠させるべく、直交配向された１／４波長板６３２を、アクロマート回転子を取り除かれた投影レンズ６０８、６１０の出力に導入することができる。上述したように、効率性を高めるためにアナモルフィック画像処理技術を導入することもできる。
【００５４】
クロストークの低い立体視システムに望ましい偏光の統一は、光学系の実質的に全体において、偏光を保存できるかにかかっている。システムによってはこれで十分な場合もあるが、より高い最終性能を得るにはクリーンアップステップを設けることが望ましい。一実施形態では、中性直線偏光子６４０を第１および第２の出力光路６２９、６３０に導入して偏光をクリーンアップする。立体投影システム６００は、緑色光の偏光を、波長選択偏光フィルタ６１８を利用して、赤色光および青色光の偏光に選択的に変換する（従って、光ビームの偏光が実質的に均一となる）。均一な偏光の白色ビームを生成することのさらなる利点には、左目および右目に対する最終投影画像を生成するために、レンズをシフトさせて内部的に配置を行う必要がないことがある。つまり、左目画像および右目画像において、銘々の色成分をレンズ配置とは独立して配置できるようになる。ごく小さい感度を有する相対的な配置のみが、機械的または電子的操作により決定されるようになる。一実施形態では、緑色光に関する変換フィルタをシステム６００の後ではなくて前に配置することで、右目画像または左目画像の色成分が光学系の同じ経路を通るようにすると好適である。経路を同じくすることによって、どの画像からも不要な色に依存する歪曲が取り除かれる。
【００５５】
図７は、ＴＩＲプリズム内に偏光変換部を組み込んだ立体投影システム７００の概略図である。立体投影システム７００は、プロジェクタ７０２、リレーレンズ７０４、画像分割部７０６、第１の投影レンズ７０８、および第２の投影レンズ７１０を含んでよい。
【００５６】
この例示的な実施形態では、立体投影システム７００は、さらに、整合した波長板７１２、波長選択偏光フィルタ７１８、偏光変換器７６０、プリズム７１６、直線偏光子７４０、および・または４５度に配向された１／４波長板７３２を含んでよい。
【００５７】
動作において、リレーレンズ７０４は、入力光路７２０にあるプロジェクタ７０２からの光を受光する。整合した波長板７１２および波長選択フィルタ７１８が、プロジェクタ７０２とリレーレンズ７０４との間の入力光路７２０上に配置されてよい。または、整合した波長板７１２は、リレーレンズ７０４と画像分割部７０６との間の、中間画像面７３４の付近に設けられてもよい。別の選択肢としては、第１の整合した波長板７１２が、プロジェクタ７０２とリレーレンズ７０４（不図示）との間に位置しており、第２の整合した波長板７１２が、リレーレンズ７０４と画像分割部７０６との間の、中間画像面７３４の付近に設けられてもよい。リレーレンズ７０４は、中間光路７２２を、画像分割部７０６の入力にある中間画像面７３４に向けて出力する。画像分割部７０６は、中間光路７２２を第１の画像光路７２８と第２の画像光路７２６とに分割することができる。この例示的な実施形態では、画像分割部７０６は、プリズム７１６であってよい。プリズム７１６は、中間光路７２２を第１および第２の画像光路７２８、７２６に分割して、第１および第２の画像光路７２８、７２６を、リレーレンズ７０４および投影レンズ７０８、７１０に平行になるように方向付けしなおす。別の実施形態では、プリズム７１６はさらに偏光変換器７６０を含んでよい。偏光変換器７６０は、偏光状態を変換することができる（例えばｐ−偏光固有状態からｓ−偏光固有状態に変換することができる）。画像分割部７０６は、第１および第２の画像光路７２８および７２６を第１および第２の投影レンズ７０８、７１０に向けて出力する。第１および第２の投影レンズ７０８、７１０は、第１および第２の画像光路７２８、７２６を受け取り、第１および第２の出力光路７２９、７３０をスクリーン７５０に向けて出力する。一実施形態では、直線偏光子７４０が、第１および第２の投影レンズ７０８、７１０とスクリーン７５０との間の第１および第２の画像光路７２８、７２６のうち少なくとも１つに位置しており、４５度の１／４波長板７３２が、第１および第２の投影レンズ７０８、７１０とスクリーン７５０との間の第１および第２の画像光路７２８、７２６のうち少なくとも１つに位置している。
【００５８】
上述したシステム７００は、偏光補償および偏光変換部７６０を全反射（ＴＩＲ）プリズム７１６内に含むことで、ＴＩＲプリズムの偏光保存特性を高めることができる。直線偏光を利用する場合であっても、ＴＩＲ反射によって、図６の図の平面内に光線の偏光を保存することができる。この平面外の全ての光線について、ｓ−偏光軸およびｐ−偏光軸を入力偏光配向に対して幾何学的に回転させる。全反射（ＴＩＲ）における顕著な位相の差によって楕円形率が生じる場合がある。本実施形態では、単一のプリズム７１６の２つの反射面が実質的に平行であるので、ｓ−偏光軸およびｐ−偏光軸の配向が略同一になり、正味の位相差が、第１の反射によるものの２倍となる。全ての光線の方向に対するｓ−軸およびｐ−軸のこの正確な幾何学的配置によって、軸のスワッピングによりこの脱分極の補正が可能となる。２つの反射（つまりプリズム７１６内部のもの）間の光路に特別な偏光変換部７６０を導入することにより、銘々の相対位相に影響を与えずにｓ−偏光成分およびｐ−偏光成分をスワッピングすることができるようになる。第２のＴＩＲ面７６２から反射させることにより、実質的に全ての光線についてｓ−およびｐ−戻り直線偏光間に反対の位相差が導入される。一実施形態では、変換コンポーネント７６０を、コンポーネントの配向とは独立して９０度の偏光変換を生成する位相差板スタックから形成するが、これはＲｏｂｉｎｓｏｎ等の「ＬＣＤ投影の偏光工学」Ｃｈ．６、Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ２００４に詳述されており、これをここに参照として組み込む。
【００５９】
図８は、空間偏光操作および偏光ビーム分割を含む立体投影システム８００の概略図である。立体投影システム８００は、プロジェクタ８０２、リレーレンズ８０４、画像分割部８０６、第１の投影レンズ８０８、および第２の投影レンズ８１０を含んでよい。
【００６０】
一実施形態では、立体投影システム８００は、さらに、整合した波長板８１２、は波長選択偏光フィルタ８１８、偏光変換器８６０、直線偏光子８４０、アクロマート回転子８３４、および／または、４５度の１／４波長板８３２を含んでよい。
【００６１】
動作において、リレーレンズ８０４は、入力光路８２０にあるプロジェクタ８０２からの光を受光する。一実施形態では、整合した波長板８１２および波長選択フィルタ８１８が、プロジェクタ８０２とリレーレンズ８０４との間の入力光路８２０上に配置されている。または、整合した波長板８１２は、リレーレンズ８０４と画像分割部８０６との間の、中間画像面８３４の付近に設けられてもよい。別の選択肢としては、第１の整合した波長板８１２が、プロジェクタ８０２とリレーレンズ８０４（不図示）との間に位置しており、第２の整合した波長板８１２が、リレーレンズ８０４と画像分割部８０６との間の、中間画像面８３４の付近に設けられてもよい。リレーレンズ８０４は、中間光路８２２を、画像分割部８０６の入力にある中間画像面８３４に向けて出力する。画像分割部８０６は、中間光路８２２を第１の画像光路８２８と第２の画像光路８２６とに分割することができる。一実施形態では、画像分割部８０６は、偏光ビームスプリッタ８８６を含む。偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）８８６は、中間光路８２２の一部に位置している。この結果、ＰＢＳ８８６が第２の投影レンズ８１０に向けて通過する中間光路８２２の一部（光変換が少ない、または全くない第２の画像光路８２６となる）、および、ＰＢＳ８８６を通る中間光路８２２の他の部分が、反射器８１６で反射して、第１の投影レンズ８０８に向けて出力される（第１の画像光路８２８となる）。反射器８１６は、ミラー、ＰＢＳ、ＴＩＲプリズム面、またはその他の適切な反射部材であってよい。
【００６２】
一実施形態では、システム８００はさらに、リレーレンズ８０４とＰＢＳ８８６との間の中間光路８２２の一部の上に位置する偏光変換器８６０を含む。画像分割部８０６は、第１および第２の画像光路８２８および８２６を第１および第２の投影レンズ８０８、８１０に向けて出力する。第１および第２の投影レンズ８０８、８１０は、第１および第２の画像光路８２８、８２６を受け取り、第１および第２の出力光路８２９、８３０をスクリーン８５０に向けて出力する。一実施形態では、直線偏光子８４０が、第１および第２の投影レンズ８０８、８１０とスクリーン８５０との間の第１および第２の画像光路８２８、８２６のうち少なくとも１つに位置しており、４５度の１／４波長板８３２が、第１および第２の投影レンズ８０８、８１０とスクリーン８５０との間の第１および第２の画像光路８２８、８２６のうち少なくとも１つに位置している。アクロマート回転子８３４が、第１および第２の投影レンズ８０８、８１０とスクリーン８５０との間の第１および第２の画像光路８２８、８２６のうち少なくとも１つに位置してもよい。
【００６３】
この例示的な実施形態では、偏光の統一は、反射分割部（例えば図３、５、６、および７に示されている反射分割部）の代わりにＰＢＳ８８６を利用することで保存される。このようにビームを分割することにより、一対の反射面を利用することができる。図８に示すような最も簡単な形態においては、これにより、チャネル間に経路の差異が出る。さらなるガラスを中間画像８３４と底部投影レンズ８１０との間に導入することにより、レンズに対して光路を整合させることができる場合がある。結果スクリーン８５０に生じる光路長の差も、投影距離（throw）の長い映画システムでは許容できる範囲内であろう。投影距離の短い場合には、縮小補正光学系を利用したり、あるいは、パネルで電子補正法を利用したりすることができるであろう。一実施形態では、１／４波長板８３２を取り除くことにより、システム８００を、直線偏光投影光を搬送するものとすることもできる。この例示的な実施形態に対する別の適合例には、さらなるＰＢＳインタフェースを、ＴＩＲ反射させる反射面８１６に導入する、というものもある。直列の２つのＰＢＳ反射を設けることにより、レンズの出口に損失を多く生じるクリーンアップ偏光子を利用しなくてもよい程度に、不要なｐ−偏光リークのレベルを低減させることができる場合がある。
【００６４】
図９は、立体投影システム９００の概略図である。システム９００は、投影部９０２、リレーレンズ９０４、画像分割部９０６、画像合成部９１０、および投影レンズ９０８を含んでよい。
【００６５】
動作において、リレーレンズ９０４は、入力光路９２０にあるプロジェクタ９０２からの光を受光する。一実施形態では、整合した波長板９１２および波長選択フィルタ９１８が、プロジェクタ９０２とリレーレンズ９０４との間の入力光路９２０上に、図示されているように配置されている。または、整合した波長板９１２は、リレーレンズ９０４と画像分割部９０６との間の、中間画像面９３４の付近に設けられてもよい。別の選択肢としては、第１の整合した波長板９１２が、プロジェクタ９０２とリレーレンズ９０４（不図示）との間に位置しており、第２の整合した波長板９１２が、リレーレンズ９０４と画像分割部９０６との間の、中間画像面９３４の付近に設けられてもよい。リレーレンズ９０４は、中間光路９２２を、画像分割部９０６の入力にある中間画像面９３４に向けて出力する。画像分割部９０６は、中間光路９２２を第１の画像光路９２８と第２の画像光路９２６とに分割することができる。一実施形態では、画像分割部９０６は、ミラー９０７を含む。第１の一式のミラー９１７（つまり、中間光路９２２を受け取る２つのミラー９０７のこと）が、中間光路９２２を第１および第２の画像光路９２８、９２６に分割する。第２の一式のミラー９２７（つまり、第１および第２の画像光路９２８、９２６を第１の一式のミラー９１７から受け取る２つのミラー９０７のこと）が、第１および第２の画像光路９２８、９２６を画像合成部９１０に向けて反射する。一実施形態では、画像合成部は偏光ビームスプリッタを含む。アクロマート回転子が、第２の一式のミラー９２７およびＰＢＳ９１０のいずれか、または両方の間の、第１および第２の画像光路９２８、９２６のいずれか、または両方に位置していてよい。ＰＢＳ９１０は、第１および第２の画像光路９２８、９２６を、第３の画像光路９３８に合成することができる。投影レンズ９０８は第３の画像光路９３８を受け取り、出力画像光路９４８をスクリーン（不図示）に向けて投影する。
【００６６】
一実施形態では、システム９００は、単一のレンズ９０８が投影する前にＰＢＳ９１０のインタフェースで、反対の偏光の左目および右目画像経路（例えば第１および第２の画像光路９２８、９２６）を重畳することを含む。互いに直交する偏光を有する２つの画像を符号化して、それらを偏光ビーム分割部９１０へと対称的に方向付けることにより、２つの画像が同じ平面から放射されているかのように見えるようになる。その後、単一の偏光保存投影レンズ９０８を利用してスクリーンに画像を投影する。
【００６７】
投影ビーム９４８は、元の投影方向に対して４５度で出てゆく。さらなる折り畳み式のミラーおよび／またはプリズムを導入することでこれは避けられるであろうが、明瞭性を期す目的から図面には描かれていない。さらに偏光回転部９３４が、実際にはＰＢＳ９１０の上部入口のダミーの材料と整合してよい光路の不整合を導入する場合がある。この実施形態を少し変形させた例として、効率性およびサイズ上の理由からミラーの代わりにガラス製のＴＩＲ反射プリズムを利用することができる。適切な補正を行うことのできるアナモルフィック画像処理は、効率面から好適であると想定される。これには、ブラベー系をリレーレンズとともに利用すること、または、アナモルフィック・アフォーカル・コンバータを投影レンズの後に組み込むことが含まれる。
【００６８】
このシステムの利点には、画像の内部配置により外部レンズ操作が最小限に抑えられる点がある。システムサイズ、コスト、および処理の複雑性の低減も重要な利点である。
＜ブラベー系＞
ブラベー光学システムは、Ｗ．Ｓｍｉｔｈが「現代の光工学」２７２ページ、ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ１９９０（動画におけるブラベー光学系の利用を説明しており、ここに全ての目的の参照として組み込む）で開示されている、画像の一定の方向に沿ったアナモルフィック伸張・圧縮処理に利用されてきた。一般的にブラベー系は、有限の距離で分離され、レンズシステムの有限の複合体に配置される正および負の円筒部材を含む。
【００６９】
ブラベー系は、パネル付近の、リレーレンズの出力に近いところ、または、投影レンズの入力に近いところに挿入することができる。偏光および色管理光学系が場合によって、ブラベー光学系をパネル付近に挿入することを困難にする場合がある。ブラベー系を投影レンズの入力に近いところに挿入することも同様に困難な作業となりうる。ブラベー系によって、投影レンズの背面焦点距離（ＢＦＬ）が短くなるが、ＰＢＳ、分割プリズム、およびミラーを挿入する目的からは長いＢＦＬが望ましい。
【００７０】
図１０は、ブラベー光学系１００８を組み込まれた立体投影システム１０００の概略図である。システム１０００は、パネル１００２を含み（またはパネル１００２に後に配置され）、さらに、リレーレンズ１００６、画像分割サブセクション１０４０、および投影レンズサブシステム１０５０を含む。システム１０００は、さらに、リレーレンズ１００６に隣接させて設けられた１／４波長板１００４、および／または、投影レンズサブシステム１０５０の少なくとも１つの投影レンズ１０１６、１０１８に隣接させて設けられた１／４波長板１０１４を含んでよい。
【００７１】
動作において、リレーレンズ１００６は、パネル１００２から受光する。リレーレンズ１００６はブラベー光学系１００８に光を出力する。ブラベー光学系１００８は光を中間画像面１０１０に出力する。一実施形態では、中間画像面１０１０で、パネル１００２が入力した光が、ブラベー光学系１００８によって垂直方向に２倍、水平方向に１倍拡大される。次に、中間画像光を、画像分割サブシステム１０４０で分割する。一実施形態では、画像分割サブシステム１０４０は、中間画像光を分割するために２つのプリズム１０１２、１０１３を含む。この２つのプリズム１０１２、１０１３は、光を投影レンズサブシステム１０５０に出力する。一実施形態では、投影レンズサブシステム１０５０は、２つの投影レンズ１０１６、１０１８を含む。各投影レンズ１０１６、１０１８は、プリズム１０１２、１０１３のいずれかから受光して、各投影レンズ１０１６、１０１８はそれぞれ別の画像を出力する。別の実施形態では、投影レンズサブシステム１０５０は、画像合成部（不図示）を含み、投影レンズを１つだけ持つ。画像合成部はプリズム１０１２、１０１３から受光した光を１つの光ビームに組み合わせ、この光を唯一の投影レンズが投影する。
【００７２】
一実施形態では、１／４波長板１００４が、パネル１００２とリレーレンズ１００６との間に設けられていてよい。別の実施形態では、１／４波長板１０１４が、少なくとも１つのプリズム１０１２、１０１３、および投影レンズ１０１６、１０１８の間に設けられていてよい。
【００７３】
ブラベー１００８は、リレーレンズ１００６の後であって分割プリズム１０１２、１０１３の前に設けられてよい。この例示的な実施形態では、ブラベー１００８は、中間画像を垂直方向に２倍、水平方向に１倍拡大することで、３Ｄモードにおいてフルパネルサイズの利用を可能とさせている。一実施形態では、ブラベー１００８を利用せずに、分割プリズム１０１２、１０１３、および投影レンズ１０１６、１０１８を垂直に並進（translate）させることで、全中間画像を単一のＴＩＲプリズムおよび単一の投影レンズに通して、パネルからの全解像度の画像を２Ｄ表現でも利用可能にすることもできる。
＜外部のアナモルフィック・アフォーカル・コンバータ＞
【００７４】
図１１は、立体投影システム１１００の概略図である。システム１１００は、パネル１１０２を含み（またはパネル１１０２に後に配置され）、さらに、リレーレンズ１１０６、画像分割サブセクション１１４０、および投影レンズサブシステム１１５０を含んでよい。システム１１００は、さらに、リレーレンズ１１０６に隣接させて設けられた１／４波長板１１０４、および／または、投影レンズサブシステム１１５０の少なくとも１つの投影レンズ１１１６、１１１８に隣接させて設けられた１／４波長板１１１４を含んでよい。一実施形態では、投影レンズサブシステムはアナモルフィック・アフォーカル・コンバータ１１２０を含む。
【００７５】
動作において、リレーレンズ１１０６は、パネル１１０２から受光する。リレーレンズ１１０６は中間画像面１１１０に光を出力する。中間画像光を、画像分割サブシステム１１４０で分割する。一実施形態では、画像分割サブシステム１１４０は、中間画像光を分割するために２つのプリズム１１１２、１１１３を含む。この２つのプリズム１１１２、１１１３は、光を投影レンズサブシステム１１５０に出力する。一実施形態では、投影レンズサブシステム１１５０は、２つの投影レンズ１１１６、１１１８を含む。各投影レンズ１１１６、１１１８は、プリズム１１１２、１１１３のいずれかから受光して、各投影レンズ１１１６、１１１８はそれぞれ別の画像を出力する。一実施形態では、アナモルフィック・アフォーカル・コンバータ１１２０を各投影レンズ１１１６、１１１８の後に配置する。一実施形態では、１／４波長板１１０４が、パネル１１０２とリレーレンズ１１０６との間に設けられていてよい。別の実施形態では、１／４波長板１１１４が、少なくとも１つのプリズム１１１２、１１１３、および投影レンズ１１１６、１１１８の間に設けられていてよい。
【００７６】
外部アナモルフィック・アフォーカル・コンバータ１１２０によって、システムのルーメン出力を向上させることができる。図１１に示すように、コンバータ１１２０は、投影レンズ１１１６、１１１８の後に設けられてよい。または投影レンズ１１１６、１１１８自身をアナモルフィック特性を有するように形成する（例えば、ここに参照として組み込む米国特許第５，９３０，０５０明細書に記載されているように単一の投影レンズを、アナモルフィック特性を有するように形成する）ことで、ルーメン出力を向上させてもよい。
【００７７】
開示されている原理に従って様々な実施形態を上述してきたが、これらはあくまで例示を目的としており限定は目的としていないことを理解されたい。従って本発明の範囲は、上述した例示的な実施形態のいずれによっても限定されず、請求項および本開示から生じる請求項の均等物に従ってのみ定義されるべきである。さらに実施形態として利点および特徴を上述してきたが、これらは、請求項の利用法を上述した利点を達成するための処理および構造に限定する意図はない。
【００７８】
さらに、本願に示すセクションの標題は、３７ＣＦＲ§１．７７に基づく提案と一貫するよう設けているか、そうでなければ、系統付けるために設けている。これらの標題は、本開示から得られる任意の請求項に記載する発明を限定又は特徴付けるものではない。具体的に、また、例示的に、「技術分野」の標題があるが、請求項は、いわゆる技術分野を説明するこの標題下で選択された用語に限定されるべきではない。さらに、「背景技術」における技術の説明は、その技術が本開示における任意の発明の従来技術であることを認めるものと解釈すべきではない。「発明の概要」も請求項に記載する発明を特徴付けると解釈すべきではない。さらに、本開示における単数形での「発明」との言及を、本開示において１つの新規点しかないという議論に使用すべきではない。本開示に関連付けられる複数の請求項の限定によって複数の発明を提示することができ、また、請求項は、それ相応にそれらの発明及びその透過物を定義し、保護する。いかなる場合においても、請求項の範囲は、明細書を鑑みて解釈されるべきであり、本願に記載する標題により制約されるべきではない。
【図１】
0005878373.tif 000002
【図２】
0005878373.tif 000003
【図３】
0005878373.tif 000004
【図４Ａ】
0005878373.tif 000005
【図４Ｂ】
0005878373.tif 000006
【図５】
0005878373.tif 000007
【図６】
0005878373.tif 000008
【図７】
0005878373.tif 000009
【図８】
0005878373.tif 000010
【図９】
0005878373.tif 000011
【図１０】
0005878373.tif 000012
【図１１】
0005878373.tif 000013