(57)【要約】【課題】スクリーンの移動を容易に実現させることで、観察者の目の残像効果により、投写した２次元画像から３次元イメージを生成させる画像投写システムを安価に提供する。【解決手段】画像投写システム１は、３次元イメージを一定の方向に沿って切断した切断面を示す複数の２次元画像データが入力され、複数のスクリーン５８のそれぞれを、投写方向に平行な一方向に繰返し移動させるか、または楕円状の回転体５６に外接させ、当該回転体５６を一定の方向に繰返して回転させることにより、ズームレンズ１６２から投写可能な１つのスクリーン５８までの投写距離を一定の周期で変化させると共に、前記入力された複数の２次元画像データの中から、前記投写距離に応じた２次元画像データが選択され、前記選択された２次元画像データが示す光学像を、一定の大きさで前記１つのスクリーン５８に表示するべくズームレンズ１６２を制御する。【選択図】図４
2007248822.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元画像データに応じて光束を変調することで光学像を形成し、当該形成した光学像を投写レンズによりスクリーンに投写して表示する画像投写システムであって、
３次元イメージを一定の方向に沿って切断した切断面を示す複数の２次元画像データが入力される入力部と、
少なくとも１つ以上のスクリーンのそれぞれを、投写方向に平行な一方向に一定の間隔で繰返し移動させるか、または楕円状の回転体に一定の間隔で外接させ、当該回転体を一定の方向に繰返し回転させることにより、投写レンズから投写可能な１つの前記スクリーンまでの投写距離を一定の周期で変化させる投写距離変動部と、
前記入力された複数の２次元画像データの中から、前記投写距離に応じた２次元画像データを選択する選択部と、
前記選択された２次元画像データが示す光学像を、前記１つのスクリーンに一定の大きさで投写するべく投写レンズを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする画像投写システム。
【請求項２】
請求項１に記載の画像投写システムにおいて、
前記投写距離変動部は、
一定の方向に回転する回転部と、
それぞれの一方の端部が前記回転部に一定の間隔で接続され、前記回転部の回転中心から他方の端部までのそれぞれの長さが一定の割合で増減する複数の支持部と、
それぞれの前記支持部の他方の端部に接続され、前記回転に従い前記光学像が順次投写される複数のスクリーンと、
を備えることを特徴とする画像投写システム。
【請求項３】
請求項１に記載の画像投写システムにおいて、
前記投写距離変動部は、
一定の方向に回転する回転部と、
前記回転を、前記投写方向に平行な一方向の直線移動に変換する変換部と、
それぞれが一定の間隔で配置され、前記直線移動に従い前記光学像が順次投写される複数のスクリーンと、
を備えることを特徴とする画像投写システム。
【請求項４】
請求項２乃至３のいずれかに記載の画像投写システムにおいて、
前記回転部は、間欠回転することを特徴とする画像投写システム。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像投写システムにおいて、
前記形成した光学像を、前記１つ以上のスクリーンに対して前記画像を交互に投写する複数の投写部を更に備えることを特徴とする画像投写システム。
【請求項６】
２次元画像データに応じて光束を変調することで光学像を形成し、当該形成した光学像を投写レンズによりスクリーンに投写して表示する画像投写方法であって、
３次元イメージを一定の方向に沿って切断した切断面を示す複数の２次元画像データが入力される入力工程と、
少なくとも１つ以上のスクリーンのそれぞれを、投写方向に平行な一方向に一定の間隔で繰返し移動させるか、または楕円状の回転体に一定の間隔で外接させ、当該回転体を一定の方向に繰返し回転させることにより、投写レンズから投写可能な１つの前記スクリーンまでの投写距離を一定の周期で変化させる投写距離変動工程と、
前記入力された複数の２次元画像データの中から、前記投写距離に応じた２次元画像データを選択する選択工程と、
前記選択された２次元画像データが示す画像を、前記１つのスクリーンに一定の大きさで投写するべく投写レンズを制御する制御工程と、
を備えることを特徴とする画像投写方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察者の目の残像効果により、投写した２次元画像から３次元イメージを生成させる画像投写システムおよび画像投写方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリーンを掃引することで形成される空間内に複数の２次元画像を順次分配し、観察者の視覚上の残像効果により３次元イメージを形成する方法としては、下記特許文献１に記載されているように、回転運動を往復運動に変換する機構部により、スクリーンを往復移動させ、このスクリーンの移動に合わせて、プロジェクタの焦点位置や像の大きさ等を制御した。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２６８１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の方法では、スクリーンを往復移動させるための機構部は、カムやシャフト等の機械部品をいくつも組合せて構成されることから、構造が複雑になり、このような機構部を含む装置の製造コストも増大した。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題を解決するために、本発明の画像投写システムは、２次元画像データに応じて光束を変調することで光学像を形成し、当該形成した光学像を投写レンズによりスクリーンに投写して表示する画像投写システムであって、３次元イメージを一定の方向に沿って切断した切断面を示す複数の２次元画像データが入力される入力部と、少なくとも１つ以上のスクリーンのそれぞれを、投写方向に平行な一方向に一定の間隔で繰返し移動させるか、または楕円状の回転体に一定の間隔で外接させ、当該回転体を一定の方向に繰返し回転させることにより、投写レンズから投写可能な１つの前記スクリーンまでの投写距離を一定の周期で変化させる投写距離変動部と、前記入力された複数の２次元画像データの中から、前記投写距離に応じた２次元画像データを選択する選択部と、前記選択された２次元画像データが示す光学像を、前記１つのスクリーンに一定の大きさで投写するべく投写レンズを制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
この発明によれば、複数のスクリーンのそれぞれは、投写方向に平行な一方向に繰り返し移動されるか、または楕円状の回転体に外接して、この回転体が一定の方向に繰返し回転されることで、投写可能な１つのスクリーンまでの投写距離が一定の周期で変化すると共に、この投写可能なスクリーンに対しては、光学像の大きさが一定になるように制御されて投写されるため、往復移動させるための機構部が不要で、移動するスクリーンによる残像効果を利用した視覚上での３次元イメージの生成を容易かつ安価に実現できる。
【０００７】
本発明の画像投写システムでは、前記投写距離変動部は、スクリーンを回転させる場合と、スクリーンを一方の方向に直線移動させる場合が考えられる。スクリーンを回転させる場合は、一定の方向に回転する回転部と、それぞれの一方の端部が前記回転部に一定の間隔で接続され、前記回転部の回転中心から他方の端部までのそれぞれの長さが一定の割合で増減する複数の支持部と、それぞれの前記支持部の他方の端部に接続され、前記回転に従い前記光学像が順次投写される複数のスクリーンと、を備えても良い。また、スクリーンを一方の方向に直線移動させる場合は、一定の方向に回転する回転部と、前記回転を、前記投写方向に平行な一方向の直線移動に変換する変換部と、それぞれが一定の間隔で配置され、前記直線移動に従い前記光学像が順次投写される複数のスクリーンと、を備えても良い。更に、本発明の画像投写システムでは、前記回転部は、間欠回転しても良い。
【０００８】
本発明の画像投写システムは、前記１つ以上のスクリーンに対して前記画像を交互に投写する複数の投写部を更に備えることが好ましい。
【０００９】
この発明によれば、複数の投写部が移動するスクリーンに対して交互に投写するため、移動する投写位置に合わせて制御された投写レンズは、非投写時を利用して初期状態に復元できることから、次に投写する場合の投写レンズの制御を初期状態から迅速に開始できる。
【００１０】
上記した課題を解決するために、本発明の画像投写方法は、２次元画像データに応じて光束を変調することで光学像を形成し、当該形成した光学像を投写レンズによりスクリーンに投写して表示する画像投写方法であって、３次元イメージを一定の方向に沿って切断した切断面を示す複数の２次元画像データが入力される入力工程と、少なくとも１つ以上のスクリーンのそれぞれを、投写方向に平行な一方向に一定の間隔で繰返し移動させるか、または楕円状の回転体に一定の間隔で外接させ、当該回転体を一定の方向に繰返し回転させることにより、投写レンズから投写可能な１つの前記スクリーンまでの投写距離を一定の周期で変化させる投写距離変動工程と、前記入力された複数の２次元画像データの中から、前記投写距離に応じた２次元画像データを選択する選択工程と、前記選択された２次元画像データが示す画像を、前記１つのスクリーンに一定の大きさで投写するべく投写レンズを制御する制御工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この発明によれば、複数のスクリーンのそれぞれは、投写方向に平行な一方向に繰り返し移動されるか、または楕円状の回転体に外接して、この回転体が一定の方向に繰返し回転されることで、投写可能な１つのスクリーンまでの投写距離が一定の周期で変化すると共に、この投写可能なスクリーンに対しては、光学像の大きさが一定になるように制御されて投写されるため、往復移動させるための機構部が不要で、移動するスクリーンによる残像効果を利用した視覚上での３次元イメージの生成を容易かつ安価に実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に係る画像投写システム１の実施の形態について、図面を参照して説明する。
（実施形態１）
【００１３】
図１（ａ）は、本実施形態１の画像投写システム１の概略構成図である。この画像投写システム１は、スクリーン回転装置５０と、コンピュータ１０と、プロジェクタ１００とを具備し、コンピュータ１０とスクリーン回転装置５０、ならびにコンピュータ１０とプロジェクタ１００は、それぞれ接続ケーブル４５で接続されている。スクリーン回転装置５０は、ステップモータ５２（図２）および間欠送り手段（図示は略す）により一定の方向に間欠回転する回転部５６と、それぞれの一方の端部が回転部５６に一定の間隔で接続され、この回転部５６の回転中心から他方の端部までのそれぞれの長さが、Ｌ２からＬ１まで一定の割合で増減する複数の支持部５５と、それぞれの支持部５５の他方の端部に接続された複数のスクリーン５８を有する。
【００１４】
尚、本実施形態１では、支持部５５のそれぞれの長さは、支持部５５の先端部が略楕円状になるように配置されている。この結果、回転部５６の回転により、それぞれの支持部５５の先端で構成される包絡面は、楕円状の回転体となり、プロジェクタ１００の光軸上から見ると、それぞれのスクリーン５８は、回転体と同期して回転すると共に、この回転体に外接して倣うように光軸方向に移動する。従って、それぞれのスクリーン５８をプロジェクタ１００の光軸上に順次案内するべく、間欠回転させることにより、プロジェクタ１００から支持部５５の先端に接続されたスクリーン５８までの投写距離は、Ｌ１とＬ２との差分の距離だけ変動する。
【００１５】
コンピュータ１０は、プロジェクタ１００に対して投写すべき画像のデータと制御信号を送ると共に、回転部５６に対して、所定の回転数で間欠回転すべく制御信号を送る。プロジェクタ１００は、コンピュータ１０からの指示に従い、間欠回転する複数のスクリーン５８の中から、プロジェクタ１００の投写光軸上に間欠回転により案内されたスクリーン５８ａに対して、このスクリーン５８ａまでの距離を算出すると共に、画像を所定の大きさで投写すべくズーム倍率と焦点位置を調整して画像をこのスクリーン５８ａ上に投写する。このような動作を繰返すことにより、それぞれのスクリーン５８上には、間欠回転に従いプロジェクタ１００から投写される画像が順次投写される。
【００１６】
図１（ｂ）は、スクリーン５８に投写される２次元の画像から立体画像を形成する方法を説明する図である。この図１（ｂ）に示すように、支持部５５の長さに応じたスクリーン５８の投写位置に応じて、３次元イメージを一定の方向に沿って切断した切断面を示す複数の投写画像（６０ａ，６０ｂ，６０ｃ）を、一定の方向（６０ｃ→６０ｂ→６０ａ）に掃引する空間に順次分配することにより、スクリーン５８に投写される２次元の画像は、観察者の目の中では、残像効果によって円柱体画像のような３次元のイメージが形成される。
【００１７】
図２は、画像投写システム１のハードウェア構成を示す図である。この中で、コンピュータ１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１４と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１６と、データ入力Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１８と、画像メモリ２０と、ランプ制御回路２４と、ビデオデコーダ２６と、ビデオプロセッサ２８と、パルスコントローラ３０と、Ａ／Ｄ変換回路３２と、超音波モータコントローラ３４と、ライトバルブ駆動回路３６とを備える。尚、これらのハードウェアは、バスにより各信号が授受可能に接続されている。また、スクリーン回転装置５０は、ステップモータ５２と距離センサ５４とを備える。更に、プロジェクタ１００は、光学ユニット１０５、この光学ユニット１０５に組み込まれた超音波モータ１６４、および図示を略す冷却装置や電源装置等を備える。
【００１８】
ＣＰＵ１２は、ＲＯＭ１６に格納された基本制御プログラムなどの各種プログラム及びデータを読み込み、これらの各種プログラム及びデータをＲＡＭ１４内に設けられるメインメモリ領域に展開して実行し、画像投写システム１の各部を制御する。
【００１９】
データ入力Ｉ／Ｆ１８には、メモリカード読み取り装置４０が接続されている。このメモリカード読み取り装置４０は、ＳＤメモリカード（登録商標）のようにフラッシュメモリを内部に備えたメモリカードを装着することで、メモリカードに記憶された画像データ等を読み込むことができる。
【００２０】
ビデオデコーダ２６は、メモリカード読み取り装置４０を介して入力された画像データのアナログ画像信号に対してＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ）変換を行い、ビデオプロセッサ２８に入力可能なデジタル画像信号に変換する。また、ビデオプロセッサ２８は、ビデオデコーダ２６で変換されたデジタル画像信号を入力して、種々の画像処理を実行する。この画像処理により、例えば、デジタル画像の各画素は赤、緑、青の各色光に分解されて、各色光毎に画像信号が生成される。更に、画像メモリ２０は、これらの画像処理を行うために、デジタル画像信号を一時的に保管するためのメモリである。
【００２１】
パルスコントローラ３０は、スクリーン回転装置５０のステップモータ５２を回転させるためのパルス信号を発生する。ここで発生されるパルス信号に従い、回転部５６は精密に回転すると共に、前記した回転部５６と支持部５５により、プロジェクタ１００からスクリーン５８までの投写距離が変動する。
Ａ／Ｄ変換回路３２は、スクリーン回転装置５０の距離センサ５４から出力されるアナログ信号を入力して、デジタルデータに変換して出力する。距離センサ５４は、スクリーン５８が光軸方向に移動する距離を検出するセンサであり、光センサや超音波センサを採用できる。
【００２２】
ランプ制御回路２４は、プロジェクタ１００の光源ランプ１１１に供給する電力を制御することにより、光源ランプ１１１の点灯や消灯、および投写される画像の照度等を調整すると共に、移動中のスクリーン５８に対して投写光を遮断するシャッタ１１６（図３）の開閉を制御する。
【００２３】
ライトバルブ駆動回路３６は、ビデオプロセッサ２８により生成された各色光ごとの画像信号に従い、赤、緑、青の各色光毎に構成されるプロジェクタ１００の液晶ライトバルブ１４０の画素に駆動電圧を供給する。
【００２４】
超音波モータコントローラ３４は、プロジェクタ１００のズームレンズ１６２内部に配置された超音波モータ１６４を駆動させる。この超音波モータ１６４が駆動することにより、スクリーン５８に投写される画像の大きさや焦点位置が変動する。
【００２５】
ここで、画像を投写する投写部の一例として、プロジェクタ１００の光学ユニット１０５について、図３のプロジェクタ１００の光学系を説明する構成図を参照して概説する。この図３に示すように、光学ユニット１０５は、光源部１１０と、投写画像生成部１７０と、投写光学系１６０とに大別できる。
【００２６】
光源部１１０は、光源ランプ１１１と、第１のレンズアレイ１１２と、第２のレンズアレイ１１３と、偏光変換素子１１４と、重畳レンズ１１５と、シャッタ１１６とを備えており、光源ランプ１１１から射出された光線束は、微小なレンズ１１２ａがマトリクス状に配置された第１のレンズアレイ１１２によって多数の微小な光線束に分割される。第２のレンズアレイ１１３及び重畳レンズ１１５は、分割された光線束のそれぞれが、照明対象である３つの液晶ライトバルブ（１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂ）の全体を照射するように備えられている。このため、各光線束が液晶ライトバルブ（１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂ）で重畳され、液晶ライトバルブ（１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂ）の全体がほぼ均一に照射される。シャッタ１１６は、ランプ制御回路２４から出力される制御信号に従い高速で開閉することで、光源部１１０からの光束の射出を制御する。尚、このようなシャッタ１１６は、光源部１１０に限定されず、投写光学系１６０や投写画像生成部１７０に配置されても良い。
【００２７】
偏光変換素子１１４は、光源ランプ１１１からの非偏光な光を液晶ライトバルブ（１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂ）で効率よく利用可能とするため、特定の偏光方向を有する光に揃える機能を有している。光源部１１０を射出した光は、色光分離光学系１２０に入射する。
【００２８】
投写画像生成部１７０は、色光分離光学系１２０と、リレー光学系１３０と、光変調装置としての３つの液晶ライトバルブ（１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂ）と、クロスダイクロイックプリズム１５０とを備える。この投写画像生成部１７０は、画像信号生成部７６（図４）から入力された映像信号から光学像を投写可能に生成する。
【００２９】
色光分離光学系１２０は、光源部１１０から射出された光を、波長域の異なる３色の光に分離する。第１のダイクロイックミラー１２１は、略赤色の光を透過させるとともに、透過する光よりも短波長の光を反射する。第１のダイクロイックミラー１２１を透過した赤色光Ｒは、反射ミラー１２２で反射されて赤色光用の液晶ライトバルブ１４０Ｒを照射する。
【００３０】
第１のダイクロイックミラー１２１で反射された光のうち、緑色光Ｇは、第２のダイクロイックミラー１２３によって反射されて緑色光用の液晶ライトバルブ１４０Ｇを照射する。また、青色光Ｂは、第２のダイクロイックミラー１２３を透過し、リレー光学系１３０を通過して、青色光用の液晶ライトバルブ１４０Ｂを照射する。
【００３１】
なお、青色光Ｂの経路は、他の色光の経路に比べて長くなることから、光線束の発散によって青色光用の液晶ライトバルブ１４０Ｂへの照明効率が低下するのを抑制するために、青色光Ｂの経路には、リレー光学系１３０が設けられている。
【００３２】
リレー光学系１３０は、入射側レンズ１３１と、第１の反射ミラー１３２と、リレーレンズ１３３と、第２の反射ミラー１３４と、射出側レンズ１３５とを備えている。色光分離光学系１２０から射出した青色光Ｂは、入射側レンズ１３１によってリレーレンズ１３３の近傍で収束し、射出側レンズ１３５に向けて発散する。
【００３３】
液晶ライトバルブ（１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂ）のそれぞれは、液晶パネル１４１と、入射側偏光板１４２と、射出側偏光板１４３とを備えており、入射した光を変調して画像（光学像）を形成する。
【００３４】
液晶パネル１４１の入射側表面及び射出側表面には、それぞれ入射側偏光板１４２及び射出側偏光板１４３が貼り付けられている。入射側偏光板１４２及び射出側偏光板１４３は、それぞれ特定の方向に偏光した光のみを透過可能とし、入射側偏光板１４２は、偏光変換素子１１４によって揃えられた方向に偏光した光を透過可能としている。このため、各液晶ライトバルブ（１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂ）に入射する各色光の大部分は入射側偏光板１４２を透過して、液晶パネル１４１に入射する。
【００３５】
ここで、液晶パネル１４１の各画素に、画像信号に応じた駆動電圧が印加されると、液晶パネル１４１の画素領域に入射した光は、駆動電圧に応じて変調され、画素毎に異なる偏光方向を有した光となる。この光のうち、射出側偏光板１４３を透過可能な偏光成分のみが液晶ライトバルブ（１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂ）から射出される。つまり、液晶ライトバルブ（１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂ）が、画像信号に応じて、画素毎に異なる透過率で入射光を透過させることによって、階調を有する光学像が色光毎に形成される。液晶ライトバルブ（１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂ）から射出した各色光からなる光学像は、クロスダイクロイックプリズム１５０に入射する。
【００３６】
クロスダイクロイックプリズム１５０は、各液晶ライトバルブ（１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂ）から射出された各色の光学像を、画素毎に合成してカラー画像を表す光学像を形成する。クロスダイクロイックプリズム１５０によって合成された光学像は、投写光学系１６０に入射する。
【００３７】
投写光学系１６０は、入射された光学像を拡大して投写することで、スクリーン５８に画像を表示する。尚、本実施形態１では、投写光学系１６０にズームレンズ１６２を適用する。このズームレンズ１６２は、例えば、超音波モータ１６４を駆動源として、ズームレンズのズーム比を制御するレンズ移動手段（図示は略す）の駆動に伴い、光学系を構成する所定のレンズが高速で移動する。この結果、結像位置を同一面に保ちつつ、このズームレンズ１６２で投写される画像の大きさが移動に応じて瞬時に変動する。更に、このレンズ移動手段は、ズームレンズ１６２の各位置における合焦位置を算出して、算出した位置まで所定のレンズを高速に移動させることにより、スクリーン５８に投写される画像のピントを瞬時に合わせることができるように構成されている。
【００３８】
図４は、画像投写システム１の機能構成を示す図である。この図に示すように、画像投写システム１は、画像データ入力部７０と、画像データ解析部７２と、画像選択部７４と、画像信号生成部７６と、投写レンズ制御部７８と、投写距離取得部８０と、投写距離変動部８５とを有する。
【００３９】
画像データ入力部７０は、３次元イメージを一定の方向に沿って切断した切断面を示す複数の２次元の画像データが入力される。具体的には、立体形状の３次元イメージは、視点からの距離毎に複数の面で切断され、この切断の結果得られるそれぞれの２次元イメージの画像データが、視点からの距離情報と共に入力される。尚、本実施形態１では、入力されるデータはメモリカード等を介して入力されるが、このような方法には限定されず、例えばネットワークや通信を介して入力されても良い。また、３次元イメージのデータ形式で入力され、画像投写システム１で２次元の画像データに変換しても良い。この画像データ入力部７０に入力された２次元の画像データは、画像選択部７４に送られる。また、入力された視点からの距離情報は、画像データ解析部７２に送られる。
【００４０】
画像データ解析部７２は、画像データ入力部７０から送られる視点からの距離情報に基き、投写距離の変動量を算出すると共に、スクリーン５８を回転させる適切な回転速度を算出する。画像データ解析部７２で算出された投写距離の変動量に関する情報は、画像選択部７４に送られる。また、画像データ解析部７２により算出された回転速度に関する情報は、投写距離変動部８５に送られる。
【００４１】
投写距離変動部８５は、少なくとも１つ以上のスクリーンのそれぞれを、投写方向に平行な一方向に一定の間隔で繰返し移動させるか、または楕円状の回転体に一定の間隔で外接させ当該回転体を一定の方向に繰返し回転させることにより、投写レンズから投写可能な１つの前記スクリーンまでの投写距離を一定の周期で変化させる。具体的には、本実施形態１では、画像データ解析部７２から送られる回転速度に関する情報に従い、スクリーン回転装置５０の回転部５６がステップモータ５２により制御されて間欠回転すると共に、このスクリーン回転装置５０が有する複数のスクリーン５８が間欠回転により順次案内されることで、投写可能なスクリーン５８は、見かけ上、投写する光軸に沿って往復移動するため、投写距離は周期的に変動される。
【００４２】
加えて、投写距離変動部８５は、回転するステップモータ５２の位相からスクリーン５８が投写可能な位置に来たか、否かの情報を生成し、光源部１１０と投写距離取得部８０に送る。この情報を受けた光源部１１０は、スクリーン５８が投写可能な位置に来たときに限り、光源部１１０から光束を射出するべく、シャッタ１１６を開閉する。尚、本実施形態１では、回転部５６は間欠回転するが、プロジェクタ１００や各機能部の処理速度に応じて、連続回転しても良い。
【００４３】
投写距離取得部８０は、投写距離変動部８５から送られる前記情報を契機に、スクリーン回転装置５０が駆動することで変動する投写距離を取得する。本実施形態１では、距離センサ５４により検出されるスクリーン５８の移動距離と、ズームレンズ１６２の合焦位置とから投写距離を算出して取得する。この投写距離取得部８０で取得された投写距離に関する情報は、画像選択部７４に送られる。
【００４４】
画像選択部７４は、画像データ入力部７０から送られる２次元の画像データの中から、画像データ解析部７２で算出された投写距離の変動量に関する情報と、投写距離取得部８０で検出された現在の投写距離に関する情報とに基き、画像データ入力部７０から送られる２次元の画像データの中から、最適な２次元の画像データを選択する。この画像選択部７４で選択された２次元の画像データは、画像信号生成部７６に送られ、投写可能な光学像が生成される。また、投写距離の変動量に関する情報と現在の投写距離に関する情報とは、投写レンズ制御部７８に送られる。
【００４５】
画像信号生成部７６は、画像選択部７４から送られる２次元の画像データに基いて、プロジェクタ１００に入力可能な映像信号を生成する。生成された映像信号は、プロジェクタ１００の投写画像生成部１７０に送られる。
【００４６】
投写レンズ制御部７８は、画像選択部７４で選択された２次元の画像データが示す光学像を、一定の大きさで投写可能な１つのスクリーン５８に表示するべく、投写光学系１６０のズームレンズ１６２を制御する。具体的には、常にスクリーン５８上に焦点の合った同一サイズの画面を投写するべく、スクリーン５８が最短投写距離にある場合は、焦点位置を手前にし画面サイズを大きくする。また、スクリーン５８が最長投写距離にある場合は、焦点位置を奥にし、画面サイズを小さくする。
【００４７】
以上、画像投写システム１の各機能部を説明したが、これらの機能は、前記したハードウェア資源と、ソフトウェアとが有機的に協働することで実現される。
【００４８】
図５は、画像投写システム１における処理の流れを示すフローチャートであり、このフローチャートに従い説明する。
【００４９】
最初に処理が開始されると、入力工程が実行され、画像データ入力部７０により、奥行きを持つ３次元イメージをそれぞれにより構成する複数の２次元の画像データが入力される（ステップＳ２００）。
【００５０】
続いて、投写距離変動工程が実行され、投写距離変動部８５により、スクリーン５８の移動が開始され（ステップＳ２０２）、スクリーン５８の移動により、投写距離が周期的に変動する（ステップＳ２０４）。
【００５１】
スクリーン５８の１つが投写可能な位置に来たのを契機として、投写距離取得部８０により投写距離が取得される（ステップＳ２０６）。
【００５２】
ここで、取得された投写距離が、最長の投写距離か、または最短の投写距離であるか、否か判定される（ステップＳ２０８）。ここで、取得された投写距離が最長距離でも最短距離でもない場合（ステップＳ２０８でＮｏ）、投写距離が取得される工程（ステップＳ２０６）に戻る。
【００５３】
他方で、取得された投写距離が最長距離、または最短距離である場合（ステップＳ２０８でＹｅｓ）、２次元の画像データの選択工程が実行され、画像選択部７４により、投写距離に応じた２次元の画像データが選択される（ステップＳ２１０）。
【００５４】
続いて、投写レンズを制御する制御工程が実行され、投写レンズ制御部７８により、取得された投写距離に合わせるべく、ズームレンズ１６２の投写倍率と焦点位置が制御される（ステップＳ２１２）。
【００５５】
更に、画像信号生成部７６により、２次元の画像データから映像信号が生成された後、生成された映像信号はプロジェクタ１００に送られると共に、スクリーン５８が投写可能な位置に来たのに合わせて光源部１１０のシャッタ１１６が開くことにより、映像信号が示す画像がスクリーン５８に投写される（ステップＳ２１４）。
【００５６】
続いて、投写距離取得部８０により投写距離が取得される（ステップＳ２１６）。ここで、取得された投写距離が、最長の投写距離か、または最短の投写距離であるか、否か判定される（ステップＳ２１８）。ここで、取得された投写距離が最長距離でも最短距離でもない場合（ステップＳ２１８でＮｏ）、３次元のイメージを目の中で生成させるべく、画像掃引の途中であると判断し、投写された画像に続く画像を選択すべく、投写距離に応じた２次元の画像データが選択される工程（ステップＳ２１０）に戻る。
【００５７】
他方で、前記ステップＳ２０８で投写距離が最長距離であって、今回取得された投写距離が最短距離である場合、または、前記ステップＳ２０８で投写距離が最短距離であって、今回取得された投写距離が最長距離である場合（ステップＳ２１８でＹｅｓ）、３次元イメージを生成するための画像掃引が終了し、ユーザは残像効果により３次元イメージを視認できたと判断し、ユーザにより投写終了指示が出されたか、否か判定される（ステップＳ２２０）。
【００５８】
ここで、ユーザにより投写終了指示が出されていないと判定された場合（ステップＳ２２０でＮｏ）、ズームレンズ１６２の投写倍率と焦点位置を初期位置に戻し（ステップＳ２２２）、３次元のイメージを目の中で再度生成させるべく、投写距離が取得される工程（ステップＳ２０６）に戻る。他方で、ユーザにより投写終了指示が出されていると判定された場合（ステップＳ２２０でＹｅｓ）、投写距離変動部８５によるスクリーン５８の移動を停止して（ステップＳ２２４）、一連の処理が終了する。尚、本実施形態１では、スクリーン５８が最長距離から最短距離、または最短距離から最長距離に移動する度にズームレンズ１６２の倍率と焦点位置を初期状態に戻した（ステップＳ２２２）が、スクリーン５８が最長距離→最短距離→最長距離・・・のように連続して移動するのに合わせて、ズームレンズ１６２を都度初期設定することなく、連続して投写することも想定できる。
【００５９】
以上述べた実施形態１によれば、以下のような効果を奏する。
（１）プロジェクタ１００の光源部１１０にシャッタ１１６を設けることで、移動中のスクリーン５８に対する画像の投写光を確実に遮断できるため、残像効果による３次元イメージがより鮮明になる。
（２）回転部５６をステップモータ５２により回転させるため、回転の速度や位相を精度良く制御できる。
（実施形態２）
【００６０】
次に、本発明の実施形態２について、図６を参照して説明する。尚、以下の説明では、既に説明した部分と同じ部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００６１】
図６は、本実施形態２の画像投写システム１の概略構成図である。前記の実施形態１におけるスクリーン５８は、スクリーン回転装置５０により楕円状に間欠回転されたが、本実施形態２におけるスクリーン５８は、スクリーン直線移動装置９５により、一方向に直線移動される。具体的には、この直線移動は回転運動を直線移動に変換するベルト駆動部９０により実現され、このベルト駆動部９０は、実施形態１と同様にステップモータ５２により回転が制御される回転部５６と、回転プーリ９２ａと、従動プーリ９２ｂと、ベルト９４とで構成される。
【００６２】
複数のスクリーン（５８ａ，５８ｂ）は、立てられた状態でそれぞれの１つの側面がベルト９４の外側面に所定の間隔を置いて固定され、回転部５６の回転が伝達される回転プーリ９２ａと、この回転プーリ９２ａから一定の距離を隔てて設置される従動プーリ９２ｂとの間に、このベルト９４が掛架される。従って、複数のスクリーン（５８ａ，５８ｂ）は、回転部５６が一方向に回転することにより、前記した一定の距離に渡って投写方向と平行な一方向に直線移動する。本実施形態２では、スクリーン（５８ａ，５８ｂ）の１つがベルト９４の上面で直線移動する際に、複数のプロジェクタ（１００ａ，１００ｂ）の何れかにより画像が投写されるように構成されている。
【００６３】
複数のプロジェクタ（１００ａ，１００ｂ）は、それぞれのケーブル４５によりコンピュータ１０と接続され、画像信号生成部７６で生成された映像信号は、それぞれのプロジェクタ（１００ａ，１００ｂ）に送られる。また、投写距離変動部８５は、回転するステップモータ５２の位相から、一方のプロジェクタ１００ａが一方のスクリーン５８ａを投写すると共に、他方のプロジェクタ１００ｂが他方のスクリーン５８ｂを投写するべく、投写可能な位置にあるスクリーン５８の情報を、それぞれの光源部１１０に送る。この情報を受けた各光源部１１０は、対応するスクリーン５８が投写可能な位置にある場合、シャッタ１１６を開いて画像をスクリーン５８に投写すると共に、対応するスクリーン５８が投写可能な位置にない場合、シャッタ１１６を閉じる。更に、シャッタ１１６が、開いた状態から閉じた状態に遷移した場合、ズームレンズ１６２の投写倍率と焦点位置が初期位置に戻るように構成されている。尚、本実施形態２では、回転部５６は連続して回転するが、プロジェクタ１００の処理速度等に応じて間欠移動されても良い。また、本実施形態２では、１つのプロジェクタ１００には、１つの光学ユニット１０５が具備されているが、１つのプロジェクタ１００に複数の光学ユニット１０５が具備されている様態も想定できる。
【００６４】
このような実施形態２においても、実施形態１の（１）〜（２）と同様な効果を奏することができる。
【００６５】
以上、本発明を図示した実施形態に基づいて説明したが、本発明は、本実施形態に限定されるものではなく、以下に述べるような変形例も想定できる。
（１）回転部５６の回転手段をステップモータ５２に代えて、サーボモータとロータリエンコーダとを採用し、回転速度や位相をクローズドループで制御しても良い。
（２）プロジェクタ１００は、液晶ライトバルブ１４０により各色光を変調する方法に限定されず、反射型の液晶表示素子およびマイクロミラー型光変調装置のような微小ミラーアレイ素子などの光変調デバイスを用いた方式の投写装置でも良い。
（３）上述の実施形態では、シャッタ１１６により、プロジェクタからの光の射出を遮っていたが、シャッタ１１６を用いずに、液晶ライトバルブにて黒表示をすることにより、プロジェクタからの光の射出を遮っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】（ａ）は、本発明の実施形態１に係る画像投写システムの概略構成図を示し、（ｂ）は、スクリーンに投写される２次元の画像から立体画像を形成する方法を示す図。
【図２】本発明の実施形態１に係る画像投写システムのハードウェア構成を示す図。
【図３】本発明の実施形態１に係るプロジェクタの光学系を説明する構成図。
【図４】本発明の実施形態１に係る画像投写システムの機能構成を示す図。
【図５】本発明の実施形態１に係る画像投写システムにおける処理の流れを示すフローチャート。
【図６】本発明の実施形態２に係る画像投写システムの概略構成図。
【符号の説明】
【００６７】
１…画像投写システム、１０…コンピュータ、１２…ＣＰＵ、１４…ＲＡＭ、１６…ＲＯＭ、１８…データ入力Ｉ／Ｆ、２０…画像メモリ、２４…ランプ制御回路、２６…ビデオデコーダ、２８…ビデオプロセッサ、３０…パルスコントローラ、３２…Ａ／Ｄ変換回路、３４…超音波モータコントローラ、３６…ライトバルブ駆動回路、４０…メモリカード読み取り装置、５０…スクリーン回転装置、５４…距離センサ、５５…支持部、５６…回転部、５８，５８ａ〜５８ｐ…スクリーン、６０ａ，６０ｂ，６０ｃ…投写画像、７０…画像データ入力部、７２…画像データ解析部、７４…画像選択部、７６…画像信号生成部、７８…投写レンズ制御部、８０…投写距離取得部、８５…投写距離変動部、９０…ベルト駆動部、１００…プロジェクタ、１０５…光学ユニット、１１０…光源部、１１１…光源ランプ、１１２…第１のレンズアレイ、１１２ａ…レンズ、１１３…第２のレンズアレイ、１１４…偏光変換素子、１１５…重畳レンズ、１１６…シャッタ、１２０…色光分離光学系、１２１…第１のダイクロイックミラー、１２２…反射ミラー、１２３…第２のダイクロイックミラー、１３０…リレー光学系、１３１…入射側レンズ、１３２…第１の反射ミラー、１３３…リレーレンズ、１３４…第２の反射ミラー、１３５…射出側レンズ、１４０…液晶ライトバルブ、１４０Ｂ…青色光用の液晶ライトバルブ、１４０Ｇ…緑色光用の液晶ライトバルブ、１４０Ｒ…赤色光用の液晶ライトバルブ、１４１…液晶パネル、１４２…入射側偏光板、１４３…射出側偏光板、１５０…クロスダイクロイックプリズム、１６０…投写光学系、１６２…ズームレンズ、１６４…超音波モータ、１７０…投写画像生成部。
【図１】
2007248822.tif 000003
【図２】
2007248822.tif 000004
【図３】
2007248822.tif 000005
【図４】
2007248822.tif 000006
【図５】
2007248822.tif 000007
【図６】
2007248822.tif 000008