(57)【要約】      （修正有）【課題】立体的な３Ｄイメージディスプレイが固定式のプロジェクション装置上に創造した２Ｄイメージの全フレームを光学器械イメージ伝達システムを通じて移動式スクリーン上にプロジェクトすることによって、立体的な３Ｄイメージを創造する。【解決手段】イメージ伝達メカニズムには３種類がある。第一タイプは回転式往復運動メカニズムを反射板セットを移動させるように使用する。第二タイプは焦点深度可変鏡をプロジェクションレンズに結合する。第三タイプは遠方中心レンズである。これら全てのイメージ伝達メカニズムはスクリーンが移動中にスクリーン上のプロジェクトイメージの大きさと焦点を不変にする事ができる。「回転式往復運動」式メカニズムは立体的な３Ｄイメージを直接創出するために、ディスプレイパネルを動かすようにも使用することができる。【選択図】図１１
2008304881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実空間において立体的３Ｄイメージをディスプレイする方法であって、
（１）ディスプレイパネルの表面を常に一定方向に向かわせるように、ディスプレイパネルを軸の周りに旋回させる段階であって、前記ディスプレイパネルが実空間の体積を渡って掃引し、前記体積内の往復動きで現われる前記段階、
（２）一組の体積３Ｄイメージとして表示されるべき２Ｄイメージフレームのデータを発生させる段階、
（３）前記ディスプレイパネルの変位を補償し、前記体積内に前記２Ｄイメージフレームを維持するために、ディスプレイパネルにおける各々の前記２Ｄイメージフレームの位置を相殺する段階、
（４）２Ｄイメージフレームのセットを前記ディスプレイパネルにおいて連続して繰り返しディスプレイし、各々の前記２Ｄイメージフレームを前記体積の特定の位置に分配する段階であって、前記２Ｄイメージフレームは、ヒトの▲視▼覚の残像効果により立体的３Ｄイメージを形成する前記段階、
を含む、前記方法。
【請求項２】
前記ディスプレイパネルが、光放射型ディスプレイパネルを含む、請求項１の方法。
【請求項３】
前記光放射型ディスプレイパネルが、発光ダイオードディスプレイまたは有機発光ダイオードディスプレイを含む、請求項２の方法。
【請求項４】
実空間において立体的な３Ｄイメージをディスプレイするシステムであって、
（１）支持構造体に取付けられるディスプレイパネル、
（２）前記支持構造体を運転する回転式メカニズムであって、前記ディスプレイパネルはそれにより固定方向に常に直面する前記ディスプレイパネルの表面を保っている間、軸の周りに旋回し、実空間の体積を渡って繰り返し掃引する前記回転式メカニズム、
（３）ケーブルかワイヤレスリンクによって前記ディスプレイパネルにイメージ信号を送るコントローラー、
を包含する前記システム。
【請求項５】
前記回転式メカニズムは一組の一組のベルトによって同期に運転される回転式腕を含む、請求項６の方法。
【請求項６】
前記回転式メカニズムは、
（１）固定軸で回る少なくとも１本の回転腕、
（２）前記固定軸に固定される第一のタイミングギア、
（３）前記回転腕に固定される突起した軸、
（４）前記突起した軸で回る第二のタイミングギアであって、前記支持構造体は前記第二のタイミングギアに取付けられる前記第二のタイミングギア、
（５）前記第二のタイミングギアおよび前記第一タイミングギアをつなぎ、固定方向に常に直面する前記ディスプレイパネルの表面を維持する一組のベルトまたはギヤ、
を含む、請求項６の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】  本出願は特願２００１−３１８１８９の分割出願である。本明細書は基本的に特願２００１−３１８１８９のコピーである。特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない段落そして図は取除かれる。しかし、段落数そして図番容易な参照のために保たれる。
本発明は本出願人による以下の特許と出願に関する。
ＵＳ特許  ５，７５４，１４７、１９９８年５月１９日特許付与、
ＵＳ特許  ５，９５４，４１４、１９９９年９月２１日特許付与、
ＵＳ特許出願番号０９／２１８，９３８、１９９８年１２月２２日出願、
ＵＳ特許出願番号０９／２５３，６５６、１９９９年２月２０日出願、
日本特許出願番号３６１０９０／９９、１９９９年１２月２０日出願、国内出願通知２０００−２０１３６２、２０００年７月１８日、
ＵＳ特許出願番号０９／８８２，８２６、２００１年６月１６日出願、
出願人は上記の特許と出願を本件に引用文献として取り入れている。
【発明の背景】
【０００２】  本出願人による関連特許と出願において、ＴｓａｏによるＵＳ特許５，９５４，４１４は固定式プロジェクション装置上に創造した２Ｄイメージの全てのフレームを光学機械的なイメージ伝達メカニズムを通じて、往復運動式スクリーン上にプロジェクトすることによって立体的な３Ｄイメージを創造する立体的な３Ｄディスプレイシステムを開示している。そのイメージ伝達メカニズムはプロジェクトしたイメージのフレームの大きさと焦点を移動式スクリーン上で不変に保っている。従って２Ｄイメージのセットをスクリーンで掃引した空間内で分配し、ディスプレイする。残像（または像の持続）効果によって、この２Ｄイメージのフレームのセットは観察者の目の中では３Ｄの立体的な像を形成する。
【０００３】  そのシステムは、▲視▼準整正を行った像ビームの必要なしに在来の２Ｄプロジェクション光学を使って、立体的な３Ｄイメージを創造することができる、Ｔｓａｏによる日本特許出願３６１０９０／９９（国内出願通知２０００−２０１３６２）は往復運動式スクリーン運動を創造するために円滑な回転メカニズムを使用する方法を開示している。さらにこの出願はスクリーン運動メカニズムとイメージ伝達メカニズムを改善している。
【０００４】  他の先行技術では、Ｄｅ  Ｍｏｎｔｅｂｅｌｌｏはディスプレイ空間を創造する回転式のスパイラルスクリーンとそのスパイラルスクリーン上に２Ｄイメージのフレームをプロジェクトするフィルムプロジェクターを使用するシステムを開示している（Ｄｅ  Ｍｏｎｔｅｂｅｌｌｏ  １９６９）。そのディスプレイ空間の深さはプロジェクターの焦点深度によって制限を受け、従って小さい、Ｍｏｒｔｏｎはディスプレイ空間を形成する回転式の螺旋状スクリーンを使用する、しかも像源から螺旋スクリーンの表面までの焦点距離の変動に適応するための歪像レンズを使用する他のシステムを開示している（Ｍｏｒｔｏｎ  １９９０）。
【０００５】  歪レンズは作製困難であり、組立が複雑である、その不連続な性質は画質を損なう。他のアプローチは▲視▼準整正を行った光ビームから成るイメージを移動式スクリーンに直接プロジェクトする（Ｔｈｏｍｐｓｏｎ１９９６）。通常はこれは光源としてレーザーを必要とし、従ってプロジェクターを基本とするシステムよりも費用がかかることにもなる。なおその他のアプローチは多数の電気的にスイッチ可能な液晶ディスプレイレーザーを使用する（Ｈａｔｔｏｒｉ  １９９２、Ｓａｄｏｖｉｎｉｋ１９９８）。他のアプローチは多数のスイッチ可能なＰＤＬＣスクリーンにイメージフレームをプロジェクトする圧電ベースの急速焦点レンズを使用している（Ｐａｅｋ１９９６）。両アプローチは解像力に限界があり、その理由はその中のＬＣＤパネルまたはスクリーンの数は物理的に限界があるからである。
【発明の概要】
【０００６】  この発明における立体的な３Ｄイメージディスプレイは固定式プロジェクション（投影）装置上に創造した２Ｄイメージの全フレームを光学機械的なイメージ伝達メカニズムを通じて、移動式スクリーン上にプロジェクトする（投影する）ことによって立体的な３Ｄイメージを創造する、そのイメージ伝達メカニズムはプロジェクトした像のフレームの大きさと焦点を移動式スクリーン上で不変に保っている。従って２Ｄイメージのセットをスクリーンで掃引した空間内に配分し、ディスプレイ（表示）する、残像（または像の持続）効果によって、この２Ｄイメージのフレームのセットは観察者の目の中では３Ｄ立体的な像を形成する。
【０００７】  移動式スクリーンは周期的にディスプレイ空間を掃引し、その中では立体的なイメージをディスプレイしている。スクリーンを移動させる好ましい方法は「回転式往復運動」による、これは、スクリーン表面を一定方向に常に向かわせながら、平板なスクリーンを軸の周りに旋回させることである。すなわち、スクリーンは前記軸の周りに旋回するが、それ自身の周りに回転しない。その結果、スクリーンの動きは矩形の空間を越えて掃引することができて、しかもこの矩形空間内でスクリーンは往復運動して現れる。その様な動きを創造する多くのメカニズムが存在できる。好ましいメカニズムは回転腕のセットでスクリーンを支える様に適用することである。
【０００８】  イメージ伝達メカニズムはディスプレイのための移動式スクリーンにイメージプロジェクターからプロジェクトされた光学像を中継している、スクリーンが移動する時に、メカニズムはプロジェクトされたイメージフレームの大きさと焦点を不変にしている。３タイプの改善したメカニズムを使用することができる。最初は往復運動式反射板メカニズムである、反射板システムをイメージプロジェクタとスクリーン間のプロジェクション経路内に置き、スクリーンの移動によって生じたプロジェクション経路長さの差を補償するために、往復運動式のスクリーンと同調的に動く。
【０００９】  第二のメカニズムはスクリーンの往復運動式動きに応答するプロジェクトした２Ｄイメージの焦点と倍率との両者を変更できるズーム光学メカニズムである、ズーム光学は焦点があった、移動式スクリーンにプロジェクトした２Ｄイメージを伝達できる。それがディスプレイ空間の希望形態を創造するようにプロジェクトしたイメージフレームの大きさを維持し、調製することができる。
第三のメカニズムは遠方中心レンズである。遠方中心レンズはスクリーンが移動するときに、プロジェクトしたイメージフレームの大きさと焦点を一定範囲内で不変にしている。イメージプロジェクターは２Ｄイメージフレームのセットを移動式スクリーン上にイメージ伝達メカニズムを通じて発生させ、プロジェクトしている。イメージプロジェクターは一般的にイメージ発生パネル、プロジェクションレンズ、光源から成る。回転式往復運動メカニズムは立体的３Ｄイメージを直接創造するディスプレイパネルを直接動かすために使用することができる。
【００１０】  図１はイメージ伝達メカニズムを有する移動式スクリーンに基づく立体３Ｄディスプレイの基本概念を示し、そのシステムは大きな３部分から成り立っている。
（１）  移動式スクリーン：周期的に移動しているスクリーン１１はプロジェクトしたイメージをディスプレイし、そのディスプレイ空間１２を形成する。
（２）  イメージ伝達メカニズム：イメージ伝達メカニズム１３はプロジェクションビーム１４を中継し、このビームはディスプレイのための移動式スクリーン上にイメージプロジェクターからプロジェクトされる２Ｄイメージフレーム１４ａのセットを含んでいる。そのメカニズムはスクリーンが移動したときに、プロジェクトしたイメージの大きさと焦点を不変に維持し、プロジェクトされるイメージフレームの配置を移動式スクリーンと同調させる。これが基本的にはプロジェクション径路補償メカニズムであり、その理由はプロジェクターからスクリーンへの直接の全フレームプロジェクションはスクリーンの一定運動によって好ましくないからである。
【００１１】（３）  イメージプロジェクター：イメージプロジェクター１５は２Ｄイメージフレーム１４ａのセットを移動式のスクリーン１１の上にイメージ伝達メカニズム１３を通じて発生させ、プロジェクトしている。一般的にイメージプロジェクターはイメージ発生パネル、プロジェクションレンズ、光源から成り立っている。
【００１２】  空間を横切ってスクリーンを周期的にかつ急速に掃引し、スクリーン上に一連の２Ｄイメージフレームを連続的にプロジェクトすることによって、例えば図１の車体１４ａの横顔、２Ｄイメージのフレーム枠のセットをこれによってディスプレイ空間にわたって分配し、ディスプレイすることができて、空間内では特異な位置に置かれたフレームを有している。ディスプレイ空間の外側から見れば、２Ｄイメージのフレームのそのセットは３Ｄの立体的なイメージをなしており、その理由は人間の目の残像（像の維持）効果による。イメージは実際には空間を占めており、多くの観察者から異なった角度から同時にいかなる眼鏡も必要とせずに見ることができる。
【００１３】  移動式スクリーンは周期的に立体的なイメージをディスプレイしている、ディスプレイ空間を掃引している。スクリーンの動きは往復式掃引並びに全スクリーンまたはスクリーン表面の一部による一方向の掃引を包含する。図２ａ−ｄは円滑な往復動式スクリーン運動を創造するために、円滑な回転式メカニズムを使用する好ましい往復運動式スクリーンシステムを示している。この様式のスクリーン運動は、日本特許出願番号３６１０９０／９９、１９９９年１２月２０日出願（国内公開番号２０００−２０１３６２、２０００年７月１８日）において、出願人ツァオ（Ｔｓａｏ）により記載されている。これは平板なスクリーン１１を軸５０１の周りに旋回させ、そのスクリーン表面を常に一定方向（ｚ方向）に向かわせるように維持している。すなわち、スクリーンは前記軸のまわりに旋回するが、それ自身の周りに回転しない。その結果として、スクリーン連動はｚ方向に矩形の空間１２を横切って掃引できて、しかも図２ｂ−２ｄが示すように、この矩形空間の中でそのスクリーンはｚ方向にそって前後に動くことを表現している。このスクリーン運動は従って、「回転式往復運動」呼ぶことができる。どの場所でもプロジェクションビームを捕捉するためには、スクリーン１１の長さはディスプレイ空間１２の長さよりも大きくなくてはならない。
【００１４】  多くのメカニズムがそのような「回転式往復運動」を創造する事ができる。好ましいメカニズムは図２ａに示すようにスクリーンを担う回転腕のセットに適用する。核になるメカニズムは同調して回転している２対の回転腕５１０ａ−５１０ｄを有している。回転腕は一体化した機械台座（図示せず）上にはめ込むこと、およびタイミングベルトシステムでモーターにより駆動することができる、半透明のスクリーン１１を支持構造物５２０に取り付け、この構造物は２本の棒に取り付けられている両端部を持っている。その棒は回転ベアリング５２４を有する２対の回転腕に組み込まれている。その腕が回転するときに、スクリーンは従って動き、ディスプレイ空間１２はスクリーン掃引によって創造することができる。４本の回転腕が同調して回転するので、回転中にスクリーンと棒の組合わせ体に加えられるストレスは基本的にはない。スクリーンと棒は従って軽量の材料製である。各回転腕を適当な重量配分によってまたは適当なつりあい重り５３０によってバランスすることができる。
【００１５】  据え付け位置と支持構造物５２０上でのスクリーンの配置は必要に応じて調整することができる。例えば、図２ｅは図２ａとは異なるスクリーンの据え付けを示している。図２ｆは回転腕を同調運動に維持するための例示のメカニズムを示している、各面５４０上でのタイミングベルトとギアのシステムが回転腕を同一面での（５１０ａと５１０ｃのような）同調運動に維持している。共通の軸５５０は２面同調運動による運動を維持している。モーター５６０が全メカニズムを駆動している。
【００１６】  図３ａ−３ｃは回転式往復運動式スクリーンのための他の例示による態様を示している。図３ａはそのメカニズムの断面図を示しており、図３ｂは正面図である。回転腕６１０は機械基台６００に据え付けられており、軸６０３の周りに回転する。軸は機械基台に固定されており、タイミングギア６０５はその軸に固定されている。回転腕は１端で固定されている突起した軸６１０１を有している。第二のタイミングギア６２０はこの突起した軸に回転ベアリングを有して組み込まれている。ギア６２０と６０５は同じピッチ直径と歯数を持っている。これらはタイミングベルト６３０と対になっている。スクリーン１１とその支持構造体６２１は第二のギア６２０に取り付けられ、固定されている、その結果として、回転腕６１０が回転すると、常に１方向に向かう表面を伴ってスクリーンが旋回する。または、タイミングベルトを使用する替わりに、二つのギア間のカップリングをその間に第三のギアを使用して達成することができる。
【００１７】  （特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない段落は取除かれる。）
【００１８】  ３種の改良型像伝達メカニズムを使用することができる。第一のメカニズムは往復運動式反射板メカニズムである、往復運動式スクリーンと、ただしスクリーンの半分のスピードで同調運動している反射板システムを像反射板と移動式スクリーンとの間のプロジェクション径路の中に置く。この速度差は往復運動式反射板システムを通じて観察したようなプロジェクターの鏡像と移動式スクリーン間で一定に保たれている。図４ａは１対の反射板を含む往復運動式反射板システムを有するこのアイデアを示している。
イメージ伝達メカニズムとして、一対の反射板を往復運動させる方法は、米国特許５，９５４，４１４号において、出願人ツァオ（Ｔｓａｏ）により記載されている。
【００１９−００２２】
（特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない段落は取除かれる。）
【００２３】  第二のイメージ伝達メカニズムはズーム光学メカニズムであり、スクリーンの往復運動式運動に応じてプロジェクトした２Ｄイメージの焦点と倍率両者を変化することが可能である。ズーム光学は焦点内の移動式スクリーン上にプロジェクトした２Ｄイメージを伝達することができる。ディスプレイ空間の希望した形態を創造するために、プロジェクトしたイメージフレームの大きさを維持し、かつ調整することができる。一般的に、ズーム光学はイメージプロジェクターシステムと一体化している。
本出願人による関連特許、ＵＳ特許５，９５４，４１４は移動式ズームレンズの例を開示している。
【００２４−００３０】
（特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない段落は取除かれる。）
【００３１】  第三のイメージ伝達メカニズムは遠距離中心のレンズを有している。遠距離中心レンズは一般的に中心遠近法によって歪みのない対象物の像を提供する機械▲視▼覚のために結像することに使用される。深度内でよろけている３次元の対象物を創造するために通常のレンズを使用するときには、その像は中心遠近法の中で歪んで現れ、このことは近くでは大きく、しかし離れて見ると小さく見える。遠距離中心レンズはこの歪みを対象物からレンズへの主たる光線を平行にすることによって遠距離中心範囲内で是正している。
【００３２】  その結果として、深度のある対象物の像は▲視▼差またはスケールエラーなしであることもできる。遠距離中心レンズの焦点の深さは遠距離中心範囲に合致するために設計することもできる。換言すれば、平板な対象物の像は不変の大きさを有して現れ、それが遠距離中心範囲内にある限り、対象物がどこに置かれて居ようとも焦点内にある。この特徴によって、図１０に示すように、この種の遠距離中心レンズをプロジェクションレンズとして使用することができる。遠距離中心レンズの対象物（ｏｂｊｅｃｔ）側（即ち３Ｄ対象物を置く側）をプロジェクションのイメージ側として使用する。スクリーンは遠距離中心範囲内で、ＡとＢの間で往復運動する。プロジェクターのディスプレイパネル１５０１は遠距離中心レンズのイメージ（ｉｍａｇｅ）側（すなわちカメラを置く側）に位置を取っている。遠距離中心レンズ１０００は移動式部分無しでイメージ伝達メカニズムとして働いている。
【００３３】  （特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない段落は取除かれる。）
【００３４】  イメージプロジェクターはイメージ創出パネル、プロジェクションレンズ、光源を有している。イメージ創出パネルは一般的に、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）またはＣＲＴ（陰極線管）の様ないかなる種類のプロジェクション装置であることもできる。レーザーおよびレーザー走査システムもこの発明の目的のためのイメージプロジェクターであることができる。最良の結果のためには、高いフレーム速度のイメージパネルが好ましい。高いフレーム速度可能な装置はＬＥＤ（発光ダイオード）ＦＬＣ（強誘電体液晶）ディスプレイ、ＤＭＤ（ディジタル式ミクロ鏡装置）、ＴＭＡ（薄フィルムミクロ鏡配列）を含んでいる。（これらの装置の詳細については［Ｃｌａｒｋ  １９８１］、［Ｍｉｇｎａｒｄｉ  １９９４］、「ＫＩｍ  ＆  Ｈｗａｎｇ  １９９９］を参照のこと）
【００３５】  立体的な３Ｄイメージを創出するために移動式スクリーン上にイメージをプロジェクトする代わりに、図１１が示すように、「回転式の往復運動」式メカニズムが立体的な３Ｄイメージを直接に創出する平板なパネルディスプレイを駆動する（動かす）ことができる。好ましい平板パネルディスプレイ２００１はＬＥＤ（発光ダイオード）またはＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）の配列を搭載した基板であることもできる。平板パネルディスプレイは支持構造体５２０の上にはめることもできて、その構造体は図２ａの場合のように２対の回転腕で駆動されている。同様に、平板ディスプレイパネルの全体の長さはディスプレイ空間１２の長さよりも大きい。平板パネルが異なった位置に向かって旋回するので、ディスプレイする立体的な３Ｄイメージの各対応する２Ｄイメージフレームをディスプレイ空間内に維持する必要がある。このことは図１１に示すように、ディスプレイ空間の位置に合致するズレ（オフセット）によって、平板パネルディスプレイ上で異なった位置で各２Ｄイメージフレームをディスプレイすることによって達成することができる。コントローラ−２００３にディスプレイを接続するケーブル２００２によってイメージ信号を平板パネルディスプレイに送ることができる。そのケーブルは極めて少ない剛直さで作製することができて、その結果ディスプレイ動きに対するその影響も最小になる。または無線通信が物理的なケーブルに置き換わる事ができる。回転式往復運動メカニズムを使用することによって、ディスプレイパネル上の歪みも最小にすることができる。
参考文献
2008304881.tif 000003
【図面の簡単な説明】  本発明を以下の図面の助けを利用して詳細に記述することができる。
【図１】先行技術におけるイメージ伝達メカニズムを有する移動式スクリーンに基づく立体的３Ｄイメージディスプレイの基本概念を示している。
【図２ａ】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリーンの例による態様である。
【図２ｂ】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリーンの例による態様である。
【図２ｃ】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリーンの例による態様である。
【図２ｄ】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリーンの例による態様である。
【図２ｅ】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリーンの例による態様である。
【図２ｆ】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリーンの例による態様である。
【図３ａ】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリーンの他の例による態様である。
【図３ｂ】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリーンの他の例による態様である。
【図３ｃ】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリーンの他の例による態様である。
【図４ａ】往復運動式反射板メカニズムと例示変更によるイメージ伝達メカニズムの原理を示す。
2008304881.tif 000004
【図１０】遠方中心レンズに基づくイメージ伝達メカニズムの例による態様を示す。
【図１１】回転式往復運動メカニズムによる移動式平板パネルディスプレイに基づくこの発明の例による態様を示す。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図２ｅ】
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【図２ｆ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４ａ】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年5月12日(2008.5.12)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】  本出願は特願２００１−３１８１８９の分割出願である。本明細書は基本的に特願２００１−３１８１８９のコピーである。特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない段落そして図は取除かれる。しかし、段落数そして図番容易な参照のために保たれる。
本発明は本出願人による以下の特許と出願に関する。
ＵＳ特許  ５，７５４，１４７、１９９８年５月１９日特許付与、
ＵＳ特許  ５，９５４，４１４、１９９９年９月２１日特許付与、
ＵＳ特許出願番号０９／２１８，９３８、１９９８年１２月２２日出願、
ＵＳ特許出願番号０９／２５３，６５６、１９９９年２月２０日出願、
日本特許出願番号３６１０９０／９９、１９９９年１２月２０日出願、国内出願通知２０００−２０１３６２、
２０００年７月１８日、ＵＳ特許出願番号０９／８８２，８２６、２００１年６月１６日出願、
出願人は上記の特許と出願を本件に引用文献として取り入れている。
【発明の背景】
【０００２】  本出願人による関連特許と出願において、ＴｓａｏによるＵＳ特許５，９５４，４１４は固定式プロジェクション装置上に創造した２Ｄイメージの全てのフレームを光学機械的なイメージ伝達メカニズムを通じて、往復運動式スクリーン上にプロジェクトすることによって立体的な３Ｄイメージを創造する立体的な３Ｄディスプレイシステムを開示している。そのイメージ伝達メカニズムはプロジェクトしたイメージのフレームの大きさと焦点を移動式スクリーン上で不変に保っている。従って２Ｄイメージのセットをスクリーンで掃引した空間内で分配し、ディスプレイする。残像（または像の持続）効果によって、この２Ｄイメージのフレームのセットは観察者の目の中では３Ｄの立体的な像を形成する。
【０００３】  そのシステムは、▲視▼準整正を行った像ビームの必要なしに在来の２Ｄプロジェクション光学を使って、立体的な３Ｄイメージを創造することができる。Ｔｓａｏによる日本特許出願３６１０９０／９９（国内出願通知２０００−２０１３６２）は往復運動式スクリーン運動を創造するために円滑な回転メカニズムを使用する方法を開示している。さらにこの出願はスクリーン運動メカニズムとイメージ伝達メカニズムを改善している。
【０００４】  他の先行技術では、Ｄｅ  Ｍｏｎｔｅｂｅｌｌｏはディスプレイ空間を創造する回転式のスパイラルスクリーンとそのスパイラルスクリーン上に２Ｄイメージのフレームをプロジェクトするフィルムプロジェクターを使用するシステムを開示している（Ｄｅ  Ｍｏｎｔｅｂｅｌｌｏ  １９６９）。そのディスプレイ空間の深さはプロジェクターの焦点深度によって制限を受け、従って小さい。Ｍｏｒｔｏｎはディスプレイ空間を形成する回転式の螺旋状スクリーンを使用する、しかも像源から螺旋スクリーンの表面までの焦点距離の変動に適応するための歪像レンズを使用する他のシステムを開示している（Ｍｏｒｔｏｎ  １９９０）。
【０００５】  歪レンズは作製困難であり、組立が複雑である。その不連続な性質は画質を損なう。他のアプローチは▲視▼準整正を行った光ビームから成るイメージを移動式スクリーンに直接プロジェクトする（Ｔｈｏｍｐｓｏｎ  １９９６）。通常はこれは光源としてレーザーを必要とし、従ってプロジェクターを基本とするシステムよりも費用がかかることにもなる。なおその他のアプローチは多数の電気的にスイッチ可能な液晶ディスプレイレーザーを使用する（Ｈａｔｔｏｒｉ  １９９２、Ｓａｄｏｖｉｎｉｋ  １９９８）。
他のアプローチは多数のスイッチ可能なＰＤＬＣスクリーンにイメージフレームをプロジェクトする圧電ベースの急速焦点レンズを使用している（Ｐａｅｋ  １９９６）。両アプローチは解像力に限界があり、その理由はその中のＬＣＤパネルまたはスクリーンの数は物理的に限界があるからである。
【発明の概要】
【０００６】  この発明における立体的な３Ｄイメージディスプレイは固定式プロジェクション（投影）装置上に創造した２Ｄイメージの全フレームを光学機械的なイメージ伝達メカニズムを通じて、移動式スクリーン上にプロジェクトする（投影する）ことによって立体的な３Ｄイメージを創造する。そのイメージ伝達メカニズムはプロジェクトした像のフレームの大きさと焦点を移動式スクリーン上で不変に保っている。従って２Ｄイメージのセットをスクリーンで掃引した空間内に配分し、ディスプレイ（表示）する。残像（または像の持続）効果によって、この２Ｄイメージのフレームのセットは観察者の目の中では３Ｄ立体的な像を形成する。
【０００７】  移動式スクリーンは周期的にディスプレイ空間を掃引し、その中では立体的なイメージをディスプレイしている。スクリーンを移動させる好ましい方法は「回転式往復運動」による。これは、スクリーン表面を一定方向に常に向かわせながら、平板なスクリーンを軸の周りに旋回させることである。すなわち、スクリーンは前記軸の周りに旋回するが、それ自身の周りに回転しない。その結果、スクリーンの動きは矩形の空間を越えて掃引することができて、しかもこの矩形空間内でスクリーンは往復運動して現れる。その様な動きを創造する多くのメカニズムが存在できる。好ましいメカニズムは回転腕のセットでスクリーンを支える様に適用することである。
【０００８】  イメージ伝達メカニズムはディスプレイのための移動式スクリーンにイメージプロジェクターからプロジェクトされた光学像を中継している。スクリーンが移動する時に、メカニズムはプロジェクトされたイメージフレームの大きさと焦点を不変にしている。３タイプの改善したメカニズムを使用することができる。最初は往復運動式反射板メカニズムである。反射板システムをイメージプロジェクタとスクリーン間のプロジェクション経路内に置き、スクリーンの移動によって生じたプロジェクション経路長さの差を補償するために、往復運動式のスクリーンと同調的に動く。
【０００９】  第二のメカニズムはスクリーンの往復運動式動きに応答するプロジェクトした２Ｄイメージの焦点と倍率との両者を変更できるズーム光学メカニズムである。ズーム光学は焦点があった、移動式スクリーンにプロジェクトした２Ｄイメージを伝達できる。それがディスプレイ空間の希望形態を創造するようにプロジェクトしたイメージフレームの大きさを維持し、調製することができる。
第三のメカニズムは遠方中心レンズである。遠方中心レンズはスクリーンが移動するときに、プロジェクトしたイメージフレームの大きさと焦点を一定範囲内で不変にしている。イメージプロジェクターは２Ｄイメージフレームのセットを移動式スクリーン上にイメージ伝達メカニズムを通じて発生させ、プロジェクトしている。イメージプロジェクターは一般的にイメージ発生パネル、プロジェクションレンズ、光源から成る。回転式往復運動メカニズムは立体的３Ｄイメージを直接創造するディスプレイパネルを直接動かすために使用することができる。
【００１０】  図１はイメージ伝達メカニズムを有する移動式スクリーンに基づく立体３Ｄディスプレイの基本概念を示し、そのシステムは大きな３部分から成り立っている。
（１）  移動式スクリーン：周期的に移動しているスクリーン１１はプロジェクトしたイメージをディスプレイし、そのディスプレイ空間１２を形成する。
（２）  イメージ伝達メカニズム：イメージ伝達メカニズム１３はプロジェクションビーム１４を中継し、このビームはディスプレイのための移動式スクリーン上にイメージプロジェクターからプロジェクトされる２Ｄイメージフレーム１４ａのセットを含んでいる。そのメカニズムはスクリーンが移動したときに、プロジェクトしたイメージの大きさと焦点を不変に維持し、プロジェクトされるイメージフレームの配置を移動式スクリーンと同調させる。これが基本的にはプロジェクション径路補償メカニズムであり、その理由はプロジェクターからスクリーンへの直接の全フレームプロジェクションはスクリーンの一定運動によって好ましくないからである。
【００１１】（３）  イメージプロジェクター：イメージプロジェクター１５は２Ｄイメージフレーム１４ａのセットを移動式のスクリーン１１の上にイメージ伝達メカニズム１３を通じて発生させ、プロジェクトしている。一般的にイメージプロジェクターはイメージ発生パネル、プロジェクションレンズ、光源から成り立っている。
【００１２】  空間を横切ってスクリーンを周期的にかつ急速に掃引し、スクリーン上に一連の２Ｄイメージフレームを連続的にプロジェクトすることによって、例えば図１の車体１４ａの横顔、２Ｄイメージのフレーム枠のセットをこれによってディスプレイ空間にわたって分配し、ディスプレイすることができて、空間内では特異な位置に置かれたフレームを有している。ディスプレイ空間の外側から見れば、２Ｄイメージのフレームのそのセットは３Ｄの立体的なイメージをなしており、その理由は人間の目の残像（像の維持）効果による。イメージは実際には空間を占めており、多くの観察者から異なった角度から同時にいかなる眼鏡も必要とせずに見ることができる。
【００１３】  移動式スクリーンは周期的に立体的なイメージをディスプレイしている、ディスプレイ空間を掃引している。スクリーンの動きは往復式掃引並びに全スクリーンまたはスクリーン表面の一部による一方向の掃引を包含する。図２ａ−ｄは円滑な往復動式スクリーン運動を創造するために、円滑な回転式メカニズムを使用する好ましい往復運動式スクリーンシステムを示している。この様式のスクリーン運動は、日本特許出願番号３６１０９０／９９、１９９９年１２月２０日出願（国内公開番号２０００−２０１３６２、２０００年７月１８日）において、出願人ツァオ（Ｔｓａｏ）により記載されている。これは平板なスクリーン１１を軸５０１の周りに旋回させ、そのスクリーン表面を常に一定方向（ｚ方向）に向かわせるように維持している。すなわち、スクリーンは前記軸のまわりに旋回するが、それ自身の周りに回転しない。その結果として、スクリーン運動はｚ方向に矩形の空間１２を横切って掃引できて、しかも図２ｂ−２ｄが示すように、この矩形空間の中でそのスクリーンはｚ方向にそって前後に動くことを表現している。このスクリーン運動は従って、「回転式往復運動」呼ぶことができる。どの場所でもプロジェクションビームを捕捉するためには、スクリーン１１の長さはディスプレイ空間１２の長さよりも大きくなくてはならない。
【００１４】  多くのメカニズムがそのような「回転式往復運動」を創造する事ができる。好ましいメカニズムは図２ａに示すようにスクリーンを担う回転腕のセットに適用する。核になるメカニズムは同調して回転している２対の回転腕５１０ａ−５１０ｄを有している。回転腕は一体化した機械台座（図示せず）上にはめ込むこと、およびタイミングベルトシステムでモーターにより駆動することができる。半透明のスクリーン１１を支持構造物５２０に取り付け、この構造物は２本の棒に取り付けられている両端部を持っている。その棒は回転ベアリング５２４を有する２対の回転腕に組み込まれている。その腕が回転するときに、スクリーンは従って動き、ディスプレイ空間１２はスクリーン掃引によって創造することができる。４本の回転腕が同調して回転するので、回転中にスクリーンと棒の組合わせ体に加えられるストレスは基本的にはない。スクリーンと棒は従って軽量の材料製である。各回転腕を適当な重量配分によってまたは適当なつりあい重り５３０によってバランスすることができる。
【００１５】  据え付け位置と支持構造物５２０上でのスクリーンの配置は必要に応じて調整することができる。例えば、図２ｅは図２ａとは異なるスクリーンの据え付けを示している。図２ｆは回転腕を同調運動に維持するための例示のメカニズムを示している。各面５４０上でのタイミングベルトとギアのシステムが回転腕を同一面での（５１０ａと５１０ｃのような）同調運動に維持している。共通の軸５５０は２面同調運動による運動を維持している。モーター５６０が全メカニズムを駆動している。
【００１６】  図３ａ−３ｃは回転式往復運動式スクリーンのための他の例示による態様を示している。図３ａはそのメカニズムの断面図を示しており、図３ｂは正面図である。回転腕６１０は機械基台６００に据え付けられており、軸６０３の周りに回転する。軸は機械基台に固定されており、タイミングギア６０５はその軸に固定されている。回転腕は１端で固定されている突起した軸６１０１を有している。第二のタイミングギア６２０はこの突起した軸に回転ベアリングを有して組み込まれている。ギア６２０と６０５は同じピッチ直径と歯数を持っている。これらはタイミングベルト６３０と対になっている。スクリーン１１とその支持構造体６２１は第二のギア６２０に取り付けられ、固定されている、その結果として、回転腕６１０が回転すると、常に１方向に向かう表面を伴ってスクリーンが旋回する。または、タイミングベルトを使用する替わりに、二つのギア間のカップリングをその間に第三のギアを使用して達成することができる。
【００１７】  （特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない段落は取除かれる。）
【００１８】  ３種の改良型像伝達メカニズムを使用することができる。第一のメカニズムは往復運動式反射板メカニズムである。往復運動式スクリーンと、ただしスクリーンの半分のスピードで同調運動している反射板システムを像反射板と移動式スクリーンとの間のプロジェクション径路の中に置く。この速度差は往復運動式反射板システムを通じて観察したようなプロジェクターの鏡像と移動式スクリーン間で一定に保たれている。図４ａは１対の反射板を含む往復運動式反射板システムを有するこのアイデアを示している。
イメージ伝達メカニズムとして、一対の反射板を往復運動させる方法は、米国特許５，９５４，４１４号において、出願人ツァオ（Ｔｓａｏ）により記載されている。
【００１９】  （特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない段落は取除かれる。）
【００２０】  （特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない段落は取除かれる。）
【００２１】  （特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない段落は取除かれる。）
【００２２】  （特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない段落は取除かれる。）
【００２３】  第二のイメージ伝達メカニズムはズーム光学メカニズムであり、スクリーンの往復運動式運動に応じてプロジェクトした２Ｄイメージの焦点と倍率両者を変化することが可能である。ズーム光学は焦点内の移動式スクリーン上にプロジェクトした２Ｄイメージを伝達することができる。ディスプレイ空間の希望した形態を創造するために、プロジェクトしたイメージフレームの大きさを維持し、かつ調整することができる。一般的に、ズーム光学はイメージプロジェクターシステムと一体化している。
本出願人による関連特許、ＵＳ特許５，９５４，４１４は移動式ズームレンズの例を開示している。
【００２４】  （特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない段落は取除かれる。）
【００２５】  （特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない段落は取除かれる。）
【００２６】  （特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない段落は取除かれる。）
【００２７】  （特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない段落は取除かれる。）
【００２８】  （特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない段落は取除かれる。）
【００２９】  （特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない段落は取除かれる。）
【００３０】  （特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない段落は取除かれる。）
【００３１】  第三のイメージ伝達メカニズムは遠距離中心のレンズを有している。遠距離中心レンズは一般的に中心遠近法によって歪みのない対象物の像を提供する機械▲視▼覚のために結像することに使用される。深度内でよろけている３次元の対象物を創造するために通常のレンズを使用するときには、その像は中心遠近法の中で歪んで現れ、このことは近くでは大きく、しかし離れて見ると小さく見える。遠距離中心レンズはこの歪みを対象物からレンズへの主たる光線を平行にすることによって遠距離中心範囲内で是正している。
【００３２】  その結果として、深度のある対象物の像は▲視▼差またはスケールエラーなしであることもできる。遠距離中心レンズの焦点の深さは遠距離中心範囲に合致するために設計することもできる。換言すれば、平板な対象物の像は不変の大きさを有して現れ、それが遠距離中心範囲内にある限り、対象物がどこに置かれて居ようとも焦点内にある。この特徴によって、図１０に示すように、この種の遠距離中心レンズをプロジェクションレンズとして使用することができる。遠距離中心レンズの対象物（ｏｂｊｅｃｔ）側（即ち３Ｄ対象物を置く側）をプロジェクションのイメージ側として使用する。スクリーンは遠距離中心範囲内で、ＡとＢの間で往復運動する。プロジェクターのディスプレイパネル１５０１は遠距離中心レンズのイメージ（ｉｍａｇｅ）側（すなわちカメラを置く側）に位置を取っている。遠距離中心レンズ１０００は移動式部分無しでイメージ伝達メカニズムとして働いている。
【００３３】  （特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない段落は取除かれる。）
【００３４】  イメージプロジェクターはイメージ創出パネル、プロジェクションレンズ、光源を有している。イメージ創出パネルは一般的に、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）またはＣＲＴ（陰極線管）の様ないかなる種類のプロジェクション装置であることもできる。レーザーおよびレーザー走査システムもこの発明の目的のためのイメージプロジェクターであることができる。最良の結果のためには、高いフレーム速度のイメージパネルが好ましい。高いフレーム速度可能な装置はＬＥＤ（発光ダイオード）ＦＬＣ（強誘電体液晶）ディスプレイ、ＤＭＤ（ディジタル式ミクロ鏡装置）、ＴＭＡ（薄フィルムミクロ鏡配列）を含んでいる。（これらの装置の詳細については［Ｃｌａｒｋ  １９８１］、［Ｍｉｇｎａｒｄｉ  １９９４］、［ＫＩｍ  ＆  Ｈｗａｎｇ  １９９９］を参照のこと）
【００３５】  立体的な３Ｄイメージを創出するために移動式スクリーン上にイメージをプロジェクトする代わりに、図１１が示すように、「回転式の往復運動」式メカニズムが立体的な３Ｄイメージを直接に創出する平板なパネルディスプレイを駆動する（動かす）ことができる。好ましい平板パネルディスプレイ２００１はＬＥＤ（発光ダイオード）またはＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）の配列を搭載した基板であることもできる。平板パネルディスプレイは支持構造体５２０の上にはめることもできて、その構造体は図２ａの場合のように２対の回転腕で駆動されている。同様に、平板ディスプレイパネルの全体の長さはディスプレイ空間１２の長さよりも大きい。平板パネルが異なった位置に向かって旋回するので、ディスプレイする立体的な３Ｄイメージの各対応する２Ｄイメージフレームをディスプレイ空間内に維持する必要がある。このことは図１１に示すように、ディスプレイ空間の位置に合致するズレ（オフセット）によって、平板パネルディスプレイ上で異なった位置で各２Ｄイメージフレームをディスプレイすることによって達成することができる。コントロ−ラー２００３にディスプレイを接続するケーブル２００２によってイメージ信号を平板パネルディスプレイに送ることができる。そのケーブルは極めて少ない剛直さで作製することができて、その結果ディスプレイ動きに対するその影響も最小になる。または無線通信が物理的なケーブルに置き換わる事ができる。回転式往復運動メカニズムを使用することによって、ディスプレイパネル上の歪みも最小にすることができる。
参考文献
【外１】
2008304881.tif 000019
【図面の簡単な説明】  本発明を以下の図面の助けを利用して詳細に記述することができる。【図１】先行技術におけるイメージ伝達メカニズムを有する移動式スクリーンに基づく立体的３Ｄイメージディスプレイの基本概念を示している。
【図２ａ】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリーンの例による態様である。
【図２ｂ】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリーンの例による態様である。
【図２ｃ】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリーンの例による態様である。
【図２ｄ】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリーンの例による態様である。
【図２ｅ】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリーンの例による態様である。
【図２ｆ】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリーンの例による態様である。
【図３ａ】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリーンの他の例による態様である。
【図３ｂ】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリーンの他の例による態様である。
【図３ｃ】回転式往復運動メカニズムによる移動式スクリーンの他の例による態様である。
【図４ａ】往復運動式反射板メカニズムと例示変更によるイメージ伝達メカニズムの原理を示す。
【図４ｂ】（特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない図は取除かれる。）
【図４ｃ】（特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない図は取除かれる。）
【図４ｄ】（特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない図は取除かれる。）
【図５ａ】（特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない図は取除かれる。）
【図５ｂ】（特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない図は取除かれる。）
【図６】（特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない図は取除かれる。）
【図７】（特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない図は取除かれる。）
【図８】（特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない図は取除かれる。）
【図９】（特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関連していない図は取除かれる。）
【図１０】遠方中心レンズに基づくイメージ伝達メカニズムの例による態様を示す。
【図１１】回転式往復運動メカニズムによる移動式平板パネルディスプレイに基づくこの発明の例による態様を示す。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008304881.tif 000020
【図２ａ】
2008304881.tif 000021
【図２ｂ】
2008304881.tif 000022
【図２ｃ】
2008304881.tif 000023
【図２ｄ】
2008304881.tif 000024
【図２ｅ】
2008304881.tif 000025
【図２ｆ】
2008304881.tif 000026
【図３ａ】
2008304881.tif 000027
【図３ｂ】
2008304881.tif 000028
【図３ｃ】
2008304881.tif 000029
【図４ａ】
2008304881.tif 000030
【図１０】
2008304881.tif 000031
【図１１】
2008304881.tif 000032
【手続補正書】
【提出日】平成20年8月4日(2008.8.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】手続補正２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】  本出願は特願２００１−３１８１８９の分割出願である。本明細書は基本的に特願２００１−３１８１８９のコピーである。特願２００１−３１８１８９の本出願に直接関▲連▼していない段落そして図は取除かれる。しかし、段落数そして図番容易な参照のために保たれる。
本発明は本出願人による以下の特許と出願に関する。
ＵＳ特許  ５，７５４，１４７、１９９８年５月１９日特許付▲与▼、
ＵＳ特許  ５，９５４，４１４、１９９９年９月２１日特許付▲与▼、
ＵＳ特許出願番号０９／２１８，９３８、１９９８年１２月２２日出願、
ＵＳ特許出願番号０９／２５３，６５６、１９９９年２月２０日出願、
日本特許出願番号３６１０９０／９９、１９９９年１２月２０日出願、国内出願▲通▼知２０００−２０１３６２、
２０００年７月１８日、ＵＳ特許出願番号０９／８８２，８２６、２００１年６月１６日出願、
出願人は上記の特許と出願を本件に引用文献として取り入れている。
【発明の背景】
【０００２】  本出願人による関▲連▼特許と出願において、ＴｓａｏによるＵＳ特許５，９５４，４１４は固定式プロジェクション装置上に創▲造▼した２Ｄイメージの全てのフレームを光学機械的なイメージ伝▲達▼メカニズムを▲通▼じて、往復▲運▼動式スクリーン上にプロジェクトすることによって立体的な３Ｄイメージを創▲造▼する立体的な３Ｄディスプレイシステムを開示している。そのイメージ伝▲達▼メカニズムはプロジェクトしたイメージのフレームの大きさと焦点を移動式スクリーン上で不変に保っている。従って２Ｄイメージのセットをスクリーンで掃引した空間内で分配し、ディスプレイする。残像（または像の持続）効果によって、この２Ｄイメージのフレームのセットは観察▲者▼の目の中では３Ｄの立体的な像を形成する。
【０００３】  そのシステムは、▲視▼準整正を行った像ビームの必要なしに在来の２Ｄプロジェクション光学を使って、立体的な３Ｄイメージを創▲造▼することができる。Ｔｓａｏによる日本特許出願３６１０９０／９９（国内出願▲通▼知２０００−２０１３６２）は往復▲運▼動式スクリーン▲運▼動を創▲造▼するために円滑な回転メカニズムを使用する方法を開示している。さらにこの出願はスクリーン▲運▼動メカニズムとイメージ伝▲達▼メカニズムを改善している。
【０００４】  他の先行技術では、Ｄｅ  Ｍｏｎｔｅｂｅｌｌｏはディスプレイ空間を創▲造▼する回転式のスパイラルスクリーンとそのスパイラルスクリーン上に２Ｄイメージのフレームをプロジェクトするフィルムプロジェクターを使用するシステムを開示している（Ｄｅ  Ｍｏｎｔｅｂｅｌｌｏ  １９６９）。そのディスプレイ空間の深さはプロジェクターの焦点深度によって制限を受け、従って小さい。Ｍｏｒｔｏｎはディスプレイ空間を形成する回転式の螺旋状スクリーンを使用する、しかも像源から螺旋スクリーンの表面までの焦点距離の変動に▲適▼応するための歪像レンズを使用する他のシステムを開示している（Ｍｏｒｔｏｎ  １９９０）。
【０００５】  歪レンズは作製困難であり、組立が複雑である。その不▲連▼続な性質は画質を損なう。他のアプローチは▲視▼準整正を行った光ビームから成るイメージを移動式スクリーンに直接プロジェクトする（Ｔｈｏｍｐｓｏｎ  １９９６）。▲通▼常はこれは光源としてレーザーを必要とし、従ってプロジェクターを基本とするシステムよりも費用がかかることにもなる。なおその他のアプローチは多数の電気的にスイッチ可能な液晶ディスプレイレーザーを使用する（Ｈａｔｔｏｒｉ  １９９２、Ｓａｄｏｖｉｎｉｋ  １９９８）。他のアプローチは多数のスイッチ可能なＰＤＬＣスクリーンにイメージフレームをプロジェクトする圧電ベースの急▲速▼焦点レンズを使用している（Ｐａｅｋ  １９９６）。両アプローチは解像力に限界があり、その理由はその中のＬＣＤパネルまたはスクリーンの数は物理的に限界があるからである。
【発明の概要】
【０００６】  この発明における立体的な３Ｄイメージディスプレイは固定式プロジェクション（投影）装置上に創▲造▼した２Ｄイメージの全フレームを光学機械的なイメージ伝▲達▼メカニズムを▲通▼じて、移動式スクリーン上にプロジェクトする（投影する）ことによって立体的な３Ｄイメージを創▲造▼する。そのイメージ伝▲達▼メカニズムはプロジェクトした像のフレームの大きさと焦点を移動式スクリーン上で不変に保っている。従って２Ｄイメージのセットをスクリーンで掃引した空間内に配分し、ディスプレイ（表示）する。残像（または像の持続）効果によって、この２Ｄイメージのフレームのセットは観察▲者▼の目の中では３Ｄ立体的な像を形成する。
【０００７】  移動式スクリーンは周期的にディスプレイ空間を掃引し、その中では立体的なイメージをディスプレイしている。スクリーンを移動させる好ましい方法は「回転式往復▲運▼動」による。これは、スクリーン表面を一定方向に常に向かわせながら、▲平▼板なスクリーンを軸の周りに旋回させることである。すなわち、スクリーンは前記軸の周りに旋回するが、それ自身の周りに回転しない。その結果、スクリーンの動きは矩形の空間を越えて掃引することができて、しかもこの矩形空間内でスクリーンは往復▲運▼動して現れる。その様な動きを創▲造▼する多くのメカニズムが存在できる。好ましいメカニズムは回転腕のセットでスクリーンを支える様に▲適▼用することである。
【０００８】  イメージ伝▲達▼メカニズムはディスプレイのための移動式スクリーンにイメージプロジェクターからプロジェクトされた光学像を中継している。スクリーンが移動する時に、メカニズムはプロジェクトされたイメージフレームの大きさと焦点を不変にしている。３タイプの改善したメカニズムを使用することができる。最初は往復▲運▼動式反射板メカニズムである。反射板システムをイメージプロジェクタとスクリーン間のプロジェクション経路内に置き、スクリーンの移動によって生じたプロジェクション経路長さの差を補償するために、往復▲運▼動式のスクリーンと同調的に動く。
【０００９】  第二のメカニズムはスクリーンの往復▲運▼動式動きに応答するプロジェクトした２Ｄイメージの焦点と倍率との両▲者▼を変更できるズーム光学メカニズムである。ズーム光学は焦点があった、移動式スクリーンにプロジェクトした２Ｄイメージを伝▲達▼できる。それがディスプレイ空間の希望形態を創▲造▼するようにプロジェクトしたイメージフレームの大きさを維持し、調製することができる。
第三のメカニズムは▲遠▼方中心レンズである。▲遠▼方中心レンズはスクリーンが移動するときに、プロジェクトしたイメージフレームの大きさと焦点を一定範囲内で不変にしている。イメージプロジェクターは２Ｄイメージフレームのセットを移動式スクリーン上にイメージ伝▲達▼メカニズムを▲通▼じて発生させ、プロジェクトしている。イメージプロジェクターは一般的にイメージ発生パネル、プロジェクションレンズ、光源から成る。回転式往復▲運▼動メカニズムは立体的３Ｄイメージを直接創▲造▼するディスプレイパネルを直接動かすために使用することができる。
【００１０】  図１はイメージ伝▲達▼メカニズムを有する移動式スクリーンに基づく立体３Ｄディスプレイの基本▲概▼念を示し、そのシステムは大きな３部分から成り立っている。
（１）  移動式スクリーン：周期的に移動しているスクリーン１１はプロジェクトしたイメージをディスプレイし、そのディスプレイ空間１２を形成する。
（２）  イメージ伝▲達▼メカニズム：イメージ伝▲達▼メカニズム１３はプロジェクションビーム１４を中継し、このビームはディスプレイのための移動式スクリーン上にイメージプロジェクターからプロジェクトされる２Ｄイメージフレーム１４ａのセットを含んでいる。そのメカニズムはスクリーンが移動したときに、プロジェクトしたイメージの大きさと焦点を不変に維持し、プロジェクトされるイメージフレームの配置を移動式スクリーンと同調させる。これが基本的にはプロジェクション径路補償メカニズムであり、その理由はプロジェクターからスクリーンへの直接の全フレームプロジェクションはスクリーンの一定▲運▼動によって好ましくないからである。
【００１１】（３）  イメージプロジェクター：イメージプロジェクター１５は２Ｄイメージフレーム１４ａのセットを移動式のスクリーン１１の上にイメージ伝▲達▼メカニズム１３を▲通▼じて発生させ、プロジェクトしている。一般的にイメージプロジェクターはイメージ発生パネル、プロジェクションレンズ、光源から成り立っている。
【００１２】  空間を横切ってスクリーンを周期的にかつ急▲速▼に掃引し、スクリーン上に一▲連▼の２Ｄイメージフレームを▲連▼続的にプロジェクトすることによって、例えば図１の車体１４ａの横顔、２Ｄイメージのフレーム枠のセットをこれによってディスプレイ空間にわたって分配し、ディスプレイすることができて、空間内では特異な位置に置かれたフレームを有している。ディスプレイ空間の外側から見れば、２Ｄイメージのフレームのそのセットは３Ｄの立体的なイメージをなしており、その理由は人間の目の残像（像の維持）効果による。イメージは実際には空間を占めており、多くの観察▲者▼から異なった角度から同時にいかなる眼鏡も必要とせずに見ることができる。
【００１３】  移動式スクリーンは周期的に立体的なイメージをディスプレイしている、ディスプレイ空間を掃引している。スクリーンの動きは往復式掃引並びに全スクリーンまたはスクリーン表面の一部による一方向の掃引を▲包▼含する。図２ａ−ｄは円滑な往復動式スクリーン▲運▼動を創▲造▼するために、円滑な回転式メカニズムを使用する好ましい往復▲運▼動式スクリーンシステムを示している。この様式のスクリーン▲運▼動は、日本特許出願番号３６１０９０／９９、１９９９年１２月２０日出願（国内公開番号２０００−２０１３６２、２０００年７月１８日）において、出願人ツァオ（Ｔｓａｏ）により記載されている。これは▲平▼板なスクリーン１１を軸５０１の周りに旋回させ、そのスクリーン表面を常に一定方向（ｚ方向）に向かわせるように維持している。すなわち、スクリーンは前記軸のまわりに旋回するが、それ自身の周りに回転しない。その結果として、スクリーン▲運▼動はｚ方向に矩形の空間１２を横切って掃引できて、しかも図２ｂ−２ｄが示すように、この矩形空間の中でそのスクリーンはｚ方向にそって前後に動くことを表現している。このスクリーン▲運▼動は従って、「回転式往復▲運▼動」呼ぶことができる。どの場所でもプロジェクションビームを捕捉するためには、スクリーン１１の長さはディスプレイ空間１２の長さよりも大きくなくてはならない。
【００１４】  多くのメカニズムがそのような「回転式往復▲運▼動」を創▲造▼する事ができる。好ましいメカニズムは図２ａに示すようにスクリーンを担う回転腕のセットに▲適▼用する。核になるメカニズムは同調して回転している２対の回転腕５１０ａ−５１０ｄを有している。回転腕は一体化した機械台座（図示せず）上にはめ込むこと、およびタイミングベルトシステムでモーターにより駆動することができる。▲半▼透明のスクリーン１１を支持構▲造▼物５２０に取り付け、この構▲造▼物は２本の棒に取り付けられている両端部を持っている。その棒は回転ベアリング５２４を有する２対の回転腕に組み込まれている。その腕が回転するときに、スクリーンは従って動き、ディスプレイ空間１２はスクリーン掃引によって創▲造▼することができる。４本の回転腕が同調して回転するので、回転中にスクリーンと棒の組合わせ体に加えられるストレスは基本的にはない。スクリーンと棒は従って軽量の材料製である。各回転腕を▲適▼当な重量配分によってまたは▲適▼当なつりあい重り５３０によってバランスすることができる。
【００１５】  据え付け位置と支持構▲造▼物５２０上でのスクリーンの配置は必要に応じて調整することができる。例えば、図２ｅは図２ａとは異なるスクリーンの据え付けを示している。図２ｆは回転腕を同調▲運▼動に維持するための例示のメカニズムを示している。各面５４０上でのタイミングベルトとギアのシステムが回転腕を同一面での（５１０ａと５１０ｃのような）同調▲運▼動に維持している。共▲通▼の軸５５０は２面同調▲運▼動による▲運▼動を維持している。モーター５６０が全メカニズムを駆動している。
【００１６】  図３ａ−３ｃは回転式往復▲運▼動式スクリーンのための他の例示による態様を示している。図３ａはそのメカニズムの断面図を示しており、図３ｂは正面図である。回転腕６１０は機械基台６００に据え付けられており、軸６０３の周りに回転する。軸は機械基台に固定されており、タイミングギア６０５はその軸に固定されている。回転腕は１端で固定されている突▲起▼した軸６１０１を有している。第二のタイミングギア６２０はこの突▲起▼した軸に回転ベアリングを有して組み込まれている。ギア６２０と６０５は同じピッチ直径と歯数を持っている。これらはタイミングベルト６３０と対になっている。スクリーン１１とその支持構▲造▼体６２１は第二のギア６２０に取り付けられ、固定されている、その結果として、回転腕６１０が回転すると、常に１方向に向かう表面を▲伴▼ってスクリーンが旋回する。または、タイミングベルトを使用する替わりに、二つのギア間のカップリングをその間に第三のギアを使用して▲達▼成することができる。
【００１７】  一方向の掃引を有する往復▲運▼動式スクリーンメカニズムの他の例は１９９０年にＭｏｒｔｏｎが記載したスクリーンの様な回転式螺旋スクリーン、１９６９年にＤｅ  Ｍｏｎｔｅｂｅｌｌｏが記載した回転式螺旋スクリーンを含んでいる。
【００１８】  ３種の改良型像伝▲達▼メカニズムを使用することができる。第一のメカニズムは往復▲運▼動式反射板メカニズムである。往復▲運▼動式スクリーンと、ただしスクリーンの▲半▼分のスピードで同調▲運▼動している反射板システムを像反射板と移動式スクリーンとの間のプロジェクション径路の中に置く。この▲速▼度差は往復▲運▼動式反射板システムを▲通▼じて観察したようなプロジェクターの鏡像と移動式スクリーン間で一定に保たれている。図４ａは１対の反射板を含む往復▲運▼動式反射板システムを有するこのアイデアを示している。
イメージ伝▲達▼メカニズムとして、一対の反射板を往復▲運▼動させる方法は、米国特許５，９５４，４１４号において、出願人ツァオ（Ｔｓａｏ）により記載されている。
【００１９】  ２Ｄイメージフレームをディスプレイパネル１５０１上に創▲造▼し、スクリーン１１上に反射板対１３を▲通▼じてレンズ１５０２によってプロジェクトする。ディスプレイパネルとレンズは固定式である。二つの反射板１３０１と１３０２間の好ましい角度は９０°である。プロジェクション径路４０２はスクリーン▲運▼動径路４０１に好ましくは▲平▼行である。スクリーンは位置１１と１１Ａとの間を往復▲運▼動し、ディスプレイ空間１２をなしている。スクリーン１１が動くと、反射板対１３はスクリーンと同一方向に動くが、しかしそのスクリーン▲速▼度の▲半▼分の▲速▼度である。その結果として、ディスプレイパネルからスクリーンまでのプロジェクション距離は常に一定に保たれている。従って、プロジェクトされたイメージの焦点と倍率は常に維持することができる。イメージ伝▲達▼メカニズムとして、一対の反射板を往復▲運▼動させる方法は、米国特許５，９５４，４１４号において、出願人ツァオ（Ｔｓａｏ）により記載されている。
【００２０】  往復▲運▼動式反射板は図４ｂに示すように単一の▲平▼板反射板であることもできる。この場合、プロジェクション径路４０２は９０°より小さい角度で反射板１３００に行き当たらねばならない。得られたディスプレイ空間１２は▲平▼行四辺形の面を有する。または、図４ｃに示すように、入射プロジェクション径路と反射径路間の角度を減少するために、ＴＩＲ（全内部反射）プリズム１３０３を挿入することができる。プロジェクションビームが偏光しているならば、例えばＬＣＤ（液晶ディスプレイ）パネルをイメージパネルとして使用するときには、図４ｄに示すように、入射ビームを反射板と反射板から反射ビームを同じ径路４０に入れるために、偏光ビーム分割器１３０７を装置内に使用することもできる。
【００２１】  四分の一の波▲遅▼延器１３０５が偏光ビ−ム分割器と反射板１３００の間に必要になる。４０５でのプロジェクションビームの偏光軸を調整し、そのビームを偏光ビーム分割器が反射板に向かって反射する。反射板に反射され、四分の一の波▲遅▼延器板を▲通▼▲過▼した後に、プロジェクションビームの偏光軸を９０°回転するように四分の一波▲遅▼延器を調整する。反射ビームは従って偏光ビーム分割器を▲通▼▲過▼することができて、スクリーン１１に到▲達▼できる。得られたディスプレイ空間１２は長方形の面を持っている。
【００２２】  図５ａに示すように、スライダークランクシャフトホイールを使用する事によって反射板システムの往復▲運▼動式▲運▼動を▲達▼成することができる。または、スクリーン▲運▼動を創▲造▼するために使用する同じメカニズムを反射板システムの▲運▼動を創▲造▼するために使用することもできる。例えば、図５ｂに示すように、反射板対１３０１と１３０２を回転腕のシステムに取り付けることができて、このシステムは図２ａのシステムと類似したメカニズムである。図４ｂ、４ｃまたは４ｄの場合における１３００のように、反射板対構▲造▼１３０１と１３０２を単一の表面反射板で置換することもできる。勿論、反射板システムの往復▲運▼動式▲運▼動を創▲造▼するために他のメカニズムも存在することができる。マイクロコンピューターで制御する二つの２モーターを使用する、またはタイミングの良いベルトおよびギアのような機械的手段を使用することによって、スクリーンと反射板システムとの間の▲速▼度比を維持することができる。
【００２３】  第二のイメージ伝▲達▼メカニズムはズーム光学メカニズムであり、スクリーンの往復▲運▼動式▲運▼動に応じてプロジェクトした２Ｄイメージの焦点と倍率両▲者▼を変化することが可能である。ズーム光学は焦点内の移動式スクリーン上にプロジェクトした２Ｄイメージを伝▲達▼することができる。ディスプレイ空間の希望した形態を創▲造▼するために、プロジェクトしたイメージフレームの大きさを維持し、かつ調整することができる。一般的に、ズーム光学はイメージプロジェクターシステムと一体化している。
【００２４】  本出願人による関▲連▼特許、ＵＳ特許５，９５４，４１４は移動式ズームレンズの例を開示している。図６はそのアイデアを示している。ズームレンズ１１０１は移動式スクリーン上にディスプレイパネル上のイメージをプロジェクトしている。数値制御器１１０３はアクチュエーター１１０１を制御し、位置センサー１１０４が検出したように移動式スクリーンの位置に従ってレンズの焦点とズーム倍率を調▲節▼する。
【００２５】  ズームレンズの他に固定焦点距離の光学と共に使用することができる他のズーム光学（または焦点距離可変光学）もある。ズーム光学メカニズムの第二の例は焦点距離可変鏡を使用している。焦点距離可変鏡は駆動信号、▲通▼常は音響的圧力、に対応して▲平▼面鏡、凹面鏡または凸面鏡になる曲率変更可能な薄い反射膜を有している。焦点距離可変鏡の機械的構▲造▼の詳細はＲａｗｓｏｎ  １９６７に見いだすことができる。図７は光トレースによる焦点距離可変鏡の原理を示している。反射表面が▲平▼板７０３Ｆであるならば、対象物７９０の鏡像７９０Ｆは像距離Ｏ’Ｍ＝ＯＭに生ずる。反射面が歪んで、凸面鏡７０３Ｘをなすならば、対象物７９０の鏡像は小さくなり、鏡に接▲近▼する。焦点距離ＭＦｘは凸面鏡７０３Ｘに対応し、鏡曲率が増加するにつれて小さくなる。反射面が凹面鏡７０３Ｖに成るならば、対象物の鏡像は大きくなり、鏡７９０Ｖから離れる。再び、鏡ＭＦｖの焦点距離は鏡曲率が増えるにつれて減少する。図７から、振動式焦点距離可変鏡はイメージの場所変更のみ成らず、イメージの大きさも変化することができることを知ることができる。イメージの大きさとイメージ位置は相互に関▲連▼し、対象物距離（ＯＭ）と焦点距離可変鏡の焦点距離によって決まる。
【００２６】  焦点と移動式スクリーン上にプロジェクトしたイメージの倍率を維持するためには、一般的に２種の焦点距離可変部材を必要とするにもかかわらず、唯一の焦点距離可変鏡を使用する特別に調整した構▲造▼物もやはり固定焦点と倍率をうることができる。図８は好ましい一態様を示している。焦点距離可変鏡８２０をイメージパネル１５０１と▲通▼常のプロジェクションレンズである▲通▼常のプロジェクションレンズ（固定焦点距離の）１５０２との間の光学径路の中に置く。ＴＩＲプリズム８０１を再び焦点距離可変鏡と一緒に使用する。そのような配置では、焦点距離可変鏡は従ってそれが振動するときに、有効イメージ距離（イメージパネルからプロジェクションレンズまで）とイメージパネルの有効大きさ両▲者▼を相関した方法で変更している。焦点距離可変鏡が凸面鏡になるときには、焦点距離可変鏡の▲視▼覚では、イメージパネルは実際のパネルよりもプロジェクションレンズに▲近▼づいて現れる。その結果、パネル上のイメージはＢ点にプロジェクトされている。焦点距離可変鏡が凹面鏡ならば、パネルイメージ１５０１Ｖは焦点距離可変鏡の▲視▼覚ではプロジェクションレンズにより▲近▼くに現れる。その結果として、パネル上のイメージはより短いイメージ距離に、Ａ点にプロジェクトされる。
【００２７】  プロジェクション距離の変化は従って移動式スクリーンの往復▲運▼動、ＡからＢまでの範囲に合致する。焦点距離可変鏡もパネルイメージの大きさを変更する。焦点距離可変鏡が凸面鏡になるならば、パネルのイメージは実際のパネルより小さく現れる。焦点距離可変鏡が凹面鏡になるならば、パネルのイメージは実際像より小さく現れる。しかしながら、この倍率の変化をプロジェクションレンズに対する対象物の距離の変化によって補償する事ができる。プロジェクションレンズ１５０２を▲通▼じて、Ｂ位置にプロジェクトされたイメージは大きな倍率を持っており、その理由は対象物距離に対するプロジェクション距離の比が大きく、他方位置Ａにプロジェクトされたイメージは対象物に対するプロジェクション距離の比が小さい故に、小さい倍率を持っているからである。その結果として、焦点距離可変鏡によって誘▲起▼された倍率の変化を低減することができる、または焦点距離可変鏡によって誘▲起▼された対象物距離変化に倍率変化を▲適▼宜合致させることによって取り▲消▼すことができる。
【００２８】  図９はプロジェクションレンズ９００１とスクリーンとの間の光学径路に置かれた焦点距離可変鏡８２０を含む例示としての態様を示している。この配置ではプロジェクションレンズ自身は焦点距離可変鏡の効果を受けている。アクチュエーターメカニズム９００２は従ってプロジェクションレンズの位置を調▲節▼するために加えられ、その結果焦点とスクリーン上のプロジェクトしたイメージの倍率に合致するために制御するもう一つのパラメーターが存在する。ＴＩＲプリズム８０１はプロジェクションレンズから焦点距離可変鏡にプロジェクションビームを向け、その後に焦点距離可変鏡からスクリーン１１に反射ビームを▲送▼っている。
【００２９】  アクチュエーターメカニズム９００２はイメージパネル１５０１からレンズ９００１までを測った対象物距離を変化することもできる。焦点距離可変鏡が凸面鏡モードにあるときには、プロジェクションレンズとパネルのイメージは実際の大きさよりも小さく現れる。パネル上のイメージは場所Ｂでスクリーン１１にプロジェクトされている。焦点距離可変鏡が凹面鏡モードにあるときには、プロジェクションレンズとパネルのイメージは実際の大きさよりも大きく現れる。プロジェクションレンズとイメージパネルとの間の対象物距離を調▲節▼することによって、イメージパネル上のイメージは希望した大きさを有して位置Ａにプロジェクトする事ができて、その希望した大きさをＢでのイメージの大きさにマッチするように▲選▼択することができる。その結果ディスプレイ空間は長方形面を持っている。
【００３０】  一般的には、焦点距離が変動可能ないずれかの反射板は焦点距離可変鏡を使うことによって上記の機能を▲達▼成する事ができる。この発明は従って焦点距離変動鏡の構▲造▼に制限されない。上記の機能を▲達▼成するための光学部品のパラメーターの▲選▼別とデザインは当業▲者▼によって幾何光学を元にして行うことができるから、ここでは詳▲述▼しない。
【００３１】  第三のイメージ伝▲達▼メカニズムは▲遠▼距離中心のレンズを有している。▲遠▼距離中心レンズは一般的に中心▲遠▼▲近▼法によって歪みのない対象物の像を提供する機械▲視▼覚のために結像することに使用される。深度内でよろけている３次元の対象物を創▲造▼するために▲通▼常のレンズを使用するときには、その像は中心▲遠▼▲近▼法の中で歪んで現れ、このことは▲近▼くでは大きく、しかし離れて見ると小さく見える。▲遠▼距離中心レンズはこの歪みを対象物からレンズへの主たる光線を▲平▼行にすることによって▲遠▼距離中心範囲内で是正している。
【００３２】  その結果として、深度のある対象物の像は▲視▼差またはスケールエラーなしであることもできる。▲遠▼距離中心レンズの焦点の深さは▲遠▼距離中心範囲に合致するために設計することもできる。換言すれば、▲平▼板な対象物の像は不変の大きさを有して現れ、それが▲遠▼距離中心範囲内にある限り、対象物がどこに置かれて居ようとも焦点内にある。この特徴によって、図１０に示すように、この種の▲遠▼距離中心レンズをプロジェクションレンズとして使用することができる。▲遠▼距離中心レンズの対象物（ｏｂｊｅｃｔ）側（即ち３Ｄ対象物を置く側）をプロジェクションのイメージ側として使用する。スクリーンは▲遠▼距離中心範囲内で、ＡとＢの間で往復▲運▼動する。プロジェクターのディスプレイパネル１５０１は▲遠▼距離中心レンズのイメージ（ｉｍａｇｅ）側（すなわちカメラを置く側）に位置を取っている。▲遠▼距離中心レンズ１０００は移動式部分無しでイメージ伝▲達▼メカニズムとして働いている。
【００３３】  上記の全ての往復▲運▼動式イメージ伝▲達▼メカニズムはスクリーンが動くにつれて、焦点およびプロジェクトしたイメージの倍率を維持している。希望するならば、変化する倍率にもかかわらず、イメージ伝▲達▼メカニズムは移動式スクリーンにプロジェクションの焦点のみを同調することができる。倍率の変更によって、ディスプレイ空間は長方形の面の代わりに、台形の面を持っている。しかしそのメカニズムは従って単純化することができる。イメージプロジェクターが大きな焦点深度を持っている時には、同調した焦点さえも必要でない。プロジェクトしたイメージの中で明らかな焦点ぼかしをすることなく、その様な深い焦点プロジェクターは移動式スクリーンにイメージフレームをプロジェクトすることができる。
【００３４】  イメージプロジェクターはイメージ創出パネル、プロジェタションレンズ、光源を有している。イメージ創出パネルは一般的に、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）またはＣＲＴ（陰極線管）の様ないかなる種類のプロジェクション装置であることもできる。レーザーおよびレーザー走査システムもこの発明の目的のためのイメージプロジェクターであることができる。最良の結果のためには、高いフレーム▲速▼度のイメージパネルが好ましい。高いフレーム▲速▼度可能な装置はＬＥＤ（発光ダイオード）ＦＬＣ（強誘電体液晶）ディスプレイ、ＤＭＤ（ディジタル式ミクロ鏡装置）、ＴＭＡ（薄フィルムミクロ鏡配列）を含んでいる。（これらの装置の詳細については［Ｃｌａｒｋ  １９８１］、［Ｍｉｇｎａｒｄｉ  １９９４］、［ＫＩｍ  ＆  Ｈｗａｎｇ  １９９９］を参照のこと）
【００３５】  立体的な３Ｄイメージを創出するために移動式スクリーン上にイメージをプロジェクトする代わりに、図１１が示すように、「回転式の往復▲運▼動」式メカニズムが立体的な３Ｄイメージを直接に創出する▲平▼板なパネルディスプレイを駆動する（動かす）ことができる。好ましい▲平▼板パネルディスプレイ２００１はＬＥＤ（発光ダイオード）またはＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）の配列を搭載した基板であることもできる。▲平▼板パネルディスプレイは支持構▲造▼体５２０の上にはめることもできて、その構▲造▼体は図２ａの場合のように２対の回転腕で駆動されている。同様に、▲平▼板ディスプレイパネルの全体の長さはディスプレイ空間１２の長さよりも大きい。▲平▼板パネルが異なった位置に向かって旋回するので、ディスプレイする立体的な３Ｄイメージの各対応する２Ｄイメージフレームをディスプレイ空間内に維持する必要がある。このことは図１１に示すように、ディスプレイ空間の位置に合致するズレ（オフセット）によって、▲平▼板パネルディスプレイ上で異なった位置で各２Ｄイメージフレームをディスプレイすることによって▲達▼成することができる。コントローラー２００３にディスプレイを接続するケーブル２００２によってイメージ信号を▲平▼板パネルディスプレイに▲送▼ることができる。そのケーブルは極めて少ない剛直さで作製することができて、その結果ディスプレイ動きに対するその影響も最小になる。または無線▲通▼信が物理的なケーブルに置き換わる事ができる。回転式往復▲運▼動メカニズムを使用することによって、ディスプレイパネル上の歪みも最小にすることができる。
参考文献
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【図面の簡単な説明】  本発明を以下の図面の助けを利用して詳細に記▲述▼することができる。【図１】先行技術におけるイメージ伝▲達▼メカニズムを有する移動式スクリーンに基づく立体的３Ｄイメージディスプレイの基本▲概▼念を示している。
【図２ａ】回転式往復▲運▼動メカニズムによる移動式スクリーンの例による態様である。
【図２ｂ】回転式往復▲運▼動メカニズムによる移動式スクリーンの例による態様である。
【図２ｃ】回転式往復▲運▼動メカニズムによる移動式スクリーンの例による態様である。
【図２ｄ】回転式往復▲運▼動メカニズムによる移動式スクリーンの例による態様である。
【図２ｅ】回転式往復▲運▼動メカニズムによる移動式スクリーンの例による態様である。
【図２ｆ】回転式往復▲運▼動メカニズムによる移動式スクリーンの例による態様である。
【図３ａ】回転式往復▲運▼動メカニズムによる移動式スクリーンの他の例による態様である。
【図３ｂ】回転式往復▲運▼動メカニズムによる移動式スクリーンの他の例による態様である。
【図３ｃ】回転式往復▲運▼動メカニズムによる移動式スクリーンの他の例による態様である。
【図４ａ】往復▲運▼動式反射板メカニズムと例示変更によるイメージ伝▲達▼メカニズムの原理を示す。
【図４ｂ】往復▲運▼動式反射板メカニズムと例示変更によるイメージ伝▲達▼メカニズムの原理を示す。
【図４ｃ】往復▲運▼動式反射板メカニズムと例示変更によるイメージ伝▲達▼メカニズムの原理を示す。
【図４ｄ】往復▲運▼動式反射板メカニズムと例示変更によるイメージ伝▲達▼メカニズムの原理を示す。
【図５ａ】往復▲運▼動式反射板メカニズムの例による態様を示す。
【図５ｂ】往復▲運▼動式反射板メカニズムの例による態様を示す。
【図６】移動式ズームレンズを使用した先行技術のアイディアを示す。
【図７】先行技術の光線トレースによる焦点深度可変鏡の光学機能を示す。
【図８】焦点深度可変鏡と固定プロジェクションレンズの組み合わせに基づくズーム光学を使用するイメージ伝▲達▼メカニズムの例による態様を示す。
【図９】焦点深度可変鏡と移動式プロジェクションレンズの組み合わせに基づくズーム光学メカニズムの他の例による態様を示す。
【図１０】▲遠▼方中心レンズに基づくイメージ伝▲達▼メカニズムの例による態様を示す。
【図１１】回転式往復▲運▼動メカニズムによる移動式▲平▼板パネルディスプレイに基づくこの発明の例による態様を示す。
【手続補正２】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】手続補正３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
2008304881.tif 000038
【図２ｅ】
2008304881.tif 000039
【図２ｆ】
2008304881.tif 000040
【図３ａ】
2008304881.tif 000041
【図３ｂ】
2008304881.tif 000042
【図３ｃ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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