Image mover

【発明の詳細な説明】 イメージムーバ発明の分野 この発明は、一般的にはライトプロジェクション装置に関し、具体的には、テレビ画像又はビデオ画像、及びコンピュータが作成する同様な像又はその他視覚情報の観察表面への投影に使用される装置に関するが、これらに限定されるものではない。 この発明は、より具体的には、プロジェクタの最終出力に取り付けられて、プロジェクタに関してサイズ、輪郭及び方向が異なる像を、単一又は複数の観察表面に投影する光学システムに関する。 発明の背景従来のレーザビデオプロジェクタでは、赤、緑及び青の全ての光ビーム成分は、水平スキャナつまり所定個数の面を有する回転ポリゴンミラーに送られ、次に、３つのレンズ、望ましくは、454−640nm ARでコーティングされたハイパワーアクロマートを通り、フレームスキャナつまり走査ミラーに送られる。 回転ポリゴンミラーと走査ミラーの間に配置される３つのレンズは、夫々、55mm、25mmシリンドリカル、及び55mm〜160mmである。 このようなプロジェクタは、本発明の譲受人に付与された米国特許第5,136,426号に開示されており、この文献の引用を以て本願への記載加入とする。 走査ミラーの像は、次に、固定されたステアリングミラー（steering mirror）に進み、観察表面（viewing surface）に送られる。 この観察表面は、従来のプロジェクタスクリーン又は壁の如き固体表面であってよい。 その他の従来の走査手段、例えば米国特許第4,613,201号、第4,6 11,245号、第4,979,030号又は第4,978,202号に開示された手段も本発明に用いることは可能であり、これら文献の引用を以て本願への記載加入とする。 回転ステアリングミラーによって、像が水平方向に移動させられるとき、像の右側を上に維持するために、像はこの水平移動に応答して回転させる必要がある。 水平移動に応答して像を回転させるための従来のローテータ手段として、ドーブプリズム（dove prism）、Ｋミラー又はペカンプリズム（pechan prism）を挙げることができる。 しかしながら、像の拡大性ゆえに、換言すればプロジェクタの走査ミラーから送られる像は発散する性質を有するため、ローテータ装置とステアリングミラーは、必要以上に大きなサイズとなるから、このステアリングミラーとローテータ装置を移動させるために大きなモータを必要とする。 ドーブプリズムは、これまでにも、水平移動に応答して像を回転させる手段として用いられてきた。 米国特許第2,966,096号、第3,894,798号、第4,235,535号及び第4, 645,318号は、従来のドーブプリズムの実例であり、これら文献の引用を以て本願への記載加入とする。 水平移動に応答してレーザー像を回転させるために使用される従来のドーブプリズムの別の実例として、プリズムのコーナーカットが55 度の2"×2"×6.5"のドーブプリズムがあり、ガラス原料（glass stock）の屈折インデックスはｎ＝1.51である。このドーブプリズムは、重さが約1150グラム（ 2.51bs.）で5"×5"のステアリングミラーを必要とし、中心アパーチャが3"以上の回転ステージを必要とする。 米国特許第4,235,535号は、船のシミュレータの船の外観をシミュレートすることを目的として、円筒スクリーンの上に像を投射するプロジェクタを開示している。 像の水平移動に応答して回転させるために、 像はドーブプリズム（13）の上に投射される。 像の水平移動及び垂直移動は、ステッピングモータにより制御される。 これらのステッピングモータは、手動又はコンピュータにより、互いに独立して操作することができる。 ドーブプリズム（ 13）の回転速度は、水平移動の２分の１である。 ミラーは、これまで像を回転させるために用いられてきた。 米国特許第3,326,077号の図１に最も良く示される如く、ランプ（52）は、光電管（54）の下方で、集光レンズ系（56）のすぐ背後に配置されている。 集光レンズ系は、ランプから発せられた光が、僅かに内向きテーパ状で底部スリットパターン（50a）を照明するビーム上でコリメートするように構成されている（第３欄、第15〜20行）。 さらに、ミラー（32） （36）（60）も開示されている（第４欄、第7〜11行）。 米国特許第3,326,077号はその引用を以て記載加入とする。 本発明の図１は、従来のＫミラー装置を示している。 このＫミラーでは、走査ミラーＭ1は発散像（divergingimage）を1"×1"のミラーＭ2上に投射し、次に2" ×2"のミラーＭ3の上に反射させ、次に4"×5"のミラーＭ4の上に反射させて像を回転させる。 このＫミラー装置は、次に、その像を7"×6"のステアリングミラーＭ5に送り、ここで完全な像を適切な方向にする。 像を回転させるためのペカンミラーは、米国特許第4,645,318号に記載されている。 ドーブプリズム及びペカンプリズムの如き従来のプリズムは、一般には、 光学素子製造所で注文製作されるもので、その製造所として、ニューメキシコ州アルブカーキーのＣＶＩ、コロラド州ロングモントのロッキー・マウンティン・ インスツルメント・カンパニー、及びマサチューセッツ州ノーサンプトンのコルモーセン・コーポレイションがある。 像をコリメートするために、つまり平行に揃えるために、レンズ等の光学素子を用いることは、米国特許第4,294,506号及び第4,906,061号に開示されている。 しかしながら、コリメートされた像は、ステアリングミラーの水平移動に応答して像を回転させるために、ローテータ装置、例えばＫミラー、ペカンプリズム、ドーブプリズム等の装置を通して投射されるものでなかった。 さらに、コリメート像の角度情報（angular informatio n）は、ローテータ装置を通じて送られた後、復元されていないから、像は発散し続ける。 米国特許第4,294,506号は、アルゴンレーザ（36）を開示しており、その図４ に最も良く示されるように、像は、凸レンズ（39a）と凹レンズ（39b）からなるエクスパンダーレンズ（39）の中を通り、コリメート像に変換される。 光は回転ポリゴンミラー（32）の面（32a）に衝突した後、コリメートされたビームは走査表面（34）に向かって反射される。 凸状の第１のシリンドリカルレンズ（37） と集光レンズ（33）から構成されるアナモルフィック光学系が、回転ポリゴンミラー（32）と走査表面（34）の中間に配置され、コリメートされた像を収束像（ converging image）に変換する（第３欄、第22〜40行）。 米国特許第4,906,061号は、レーザ光ビームで表面を走査することを開示している。 光ビームは、コリメータレンズ（2）を通して回転ミラー（3）に投射され、光ビームはミラー（3）で偏向され、ｆθレンズ（4）を通過して、走査されるべき表面の上に集められる。 図１に示される如く、回転ミラー（3）は回転ポリゴンミラー又はピラミッド状ミラーでもよい。 図２Ａ及び図２Ｂに最も良く示されるように、コリメータレンズ（2）は、像面湾曲（curvat ure of field）を修正するために、光軸に沿って移動可能である。 ライトプロジェクタ用のイメージムーバは、ステアリングミラー、ローテータ装置並びにそれらの関連部品及びモータのサイズを小さくする場合に好ましかった。 ステアリングミラー及びローテータ装置のサイズが小さいと、より小さいモータで像の加速及び速度移動を速めることができる。 発明の要旨本発明は、角度情報をもったレーザ光線像と共に使用できるようにしたイメージムーバを提供する。 イメージムーバは、プロジェクタの走査ミラーから像の角度情報をコリメートして伝達するための第１のリレーレンズを具えている。 Ｋミラー、ペカンプリズム又はドーブプリズムの如きローテータ装置は、コリメートされた像を、ステアリングミラーの水平移動に応答して回転させるために用いられる。 第２の修正レンズ（restoring lens）は、焦点距離固定レンズ又はズームレンズのどちらでもよく、コリメートされた光像を、プロジェクタの走査ミラーからの像の角度情報に比例した大きさに復元する。 復元された像は、次に、ステアリングミラーに投射され、リアルタイムで観察表面上に進む。 さらに、ローテータ装置とステアリングミラーは、独立して動くこともできるし、互いに比例関係を以て動くこともできる。 単一又は複数の観察表面への投射はコンピュータ制御により行なわれる。 これら一連のリレーレンズ、修正レンズ及びローテータ装置は、単独で、又は光ファイバーの束と共に用いられ、プロジェクタから離れた観察表面の上に像を位置決めすることができる。 図面の簡単な説明発明の目的、利点及び特徴は、添付の図面を参照することにより一層明らかなものとなるであろう。 なお、図面は発明の実施例を示しており、図面中、同様な部品については同様な番号を付している。 図１は、発散像に関して、従来のＫミラー装置とステアリングミラーを示す図である。 図２は、リレーレンズと修正レンズの間に配備されたローテータ装置の略説明図であり、レンズは、夫々、走査ミラーとステアリングミラーの間に配備されている。 図３は、本発明の望ましい実施例の断面正面図である。 図４は、本発明の走査ミラー、リレーレンズ及び中間像平面の斜視図である。 図５は、無限共役（infinite conjugate）を有する従来の像形成を示す立面図である。 図６は、走査ミラーから本発明のリレーレンズに送られる角度情報を示す立面図である。 望ましい実施例の説明イメージムーバは、その全体を符号（10）で示しており、 どんなライトプロジェクタとも使用できるが、特に、米国特許第5,136,426号に開示されたレーザ光のプロジェクタと共に用いられるようにしている。 本発明のイメージムーバ（10）は、イメージムーバ（10）の中心軸（12）が垂直走査ミラー（16）の光軸（14）と同一線上に揃うように、プロジェクタの上方に配置することが望ましい。 レーザ光線プロジェクタは、本発明と共に使用するのが特に望ましいが、それは、プロジェクタから任意距離離れた位置、つまり走査ミラー（ 16）から無限遠まで、像はフォーカス状態を維持するからである。 走査ミラー（16）は、米国特許第5,136,426号の図１、図３及び図７に示されるフレームスキャナーＳ2、つまり図４の符号（104）のものと同様である。 米国特許第5,136,426号の第５欄、第29〜48行に説明されているように、また本発明の図２及び図３に示されるように、プロジェクタＰは55mmレンズＬ5、その力（p ower）が垂直方向である25mmのシリンドリカルレンズＬ6を含んでいるが、本発明と共に使用する場合、レンズＬ7は、イメージムーバに対して所望の照射距離（throw distance）をもたらすために、120〜125mmレンズが望ましく、これについては後で詳細に説明する。 一般的に、像は、最初に、垂直走査ミラー（16）に投射される。 像は次に、第１のリレーレンズ（16）を通過する。 リレーレンズ（18）は、走査ミラー（16） から供給される角度情報をコリメートするために、アクロマットレンズが望ましい。 本発明のリレーレンズ（18）を、走査ミラー（16）の近傍、望ましくはレンズ（18）の焦点距離に配置することにより、リレーレンズ（18）は、走査された像が大領域に発散される前に、走査された像をさえぎる。 大領域では、走査された像を動かすためのモータと共に、大きなローテータ装置及びミラーが必要である。 コリメートされた像は、次に、例えばＫミラー装置の如きローテータ装置（図２及び図３の中で符号（20）で示す）の中を通される。 なお、ローテータ装置は、前述のように、ドーブプリズム又はペカンプリズムでもよい。 コリメートされた像は、次に、 符号（22）で示される第２の修正レンズに送られ、像の発散角度情報を復元する。 この復元された像は、次に、観察表面（26）に投射するために、ステアリングミラー（24）に送られる。 観察表面（26）は、プロジェクタスクリーン又は壁等のようにどんな固体表面（26A）でもよいし、煙その他の気体又は液体の如く流体表面（26B）でもよい。 当該分野の専門家には知られているように、レーザプロジェクションと従来のプロジェクションとは、投射像の角度情報が全て、レーザが走査ミラー（16）に反射した時から存在する点において相違する。 しかしながら、従来のプロジェクションでは、それがフィルム、スライド、陰極線管、液晶、液晶光弁又は油膜光弁ブプロジェクタであれ、所望の像は一の平面上で作り出され、対物レンズの如き光学素子の組合せを用いて、この像は観察表面にリレーされる。 レーザビデオプロジェクションでは、イメージ平面は用いられない。 その代わりに、色と強度情報を含む合成レーザビームが水平スキャナーにより水平方向に走査されて、ＴＶラインが作られる。 各ラインは、米国特許第5,136,426 号に開示された如く、垂直走査ミラー（16）によって垂直方向に位置決めされる。 このように、レーザビデオピクチャーは、直交する２つの方向にビデオ情報と角度情報を含んでいる。 この発散するレーザビームの組合せが観察表面をさえぎるときにのみ、像が作り出される。 従って、レーザビデオプロジェクション産業における像は、従来の光学的意味での像ではなく、像は、ここでは、走査ミラー（16）により送られた情報として定義される。 図６を参照すると、リレーレンズ（18）からｆ離れた焦点距離の位置で、中間像平面（28）が形成される。 光軸（14）から変位した位置にビームウエストが形成される。 この位置は、図６に最も良く示されるように、リレーレンズ（18）と、レーザビデオ像の水平及び垂直走査角度のベクトル和の積によって与えられる。 それゆえ、平面（28）の位置、つまりリレーレンズ（18）から光軸（14）に沿って焦点距離ｆの位置では、走査されたレーザ像はガウスのビームウエストにフォーカスされる。 走査ミラー（16）から水平方向及び垂直方向に走査された像のマトリックスは、ビデオ像の表現を平面（28）に形成する。 ビームウエストの直径は、平面（28）のビデオラインの幅よりも大きいため、この表現は、全ての実例における像の詳細を示していない。 修正レンズ（22）は、その無限共役焦点位置が平面（28）と一致するように位置決めされる。 次に、平面（28）内の各位置、例えば図４の位置（30B）は、レーザビデオ像の画素（30A）の如く、リレーレンズ（18）から伝達された時の固有の水平及び垂直角度に対応している。 従って、修正レンズ（22）の各角度は、修正レンズ（22）の光軸（14）と焦点距離（ｆ ₂₂ ）から、平面（28）上における位置の変位に比例する。 このように、レーザビデオ像を作成する角度情報はリレーレンズ（18）によって捕獲され、コリメートされ、合成レンズ（resulting lens）（22）にリレーされる。 そしてそれによって、水平走査及び垂直走査を復元するために逆プロセスが施される。 レーザ像は、元の角度に走査された状態に復元され、３色ビームは、レーザビデオに特有のフィールドの無限深さを保存できるようにコリメートされる。 換言すれば、リレーレンズ（18）はレーザビデオ像の角度情報を格納し、該情報は、ローテータ装置（20）から次に修正レンズ（22）に移され、走査された投射像を復元する。 修正レンズ（22）をその後部焦点面が中間像平面（28）と一致するように位置決めすることにより、走査された投射像は復元され、走査された角度は、修正レンズ（ｆ _{2 2} ）に対するリレーレンズの焦点距離（ｆ ₁₈ ）の比に比例する。 これについては、後でより詳しく説明する。 図６に最も良く示されるように、リレーレンズ（18）の最小のアパーチャは、 走査ミラー（16）からの像の最大フル走査角度φとリレーレンズ（18）の焦点距離ｆの積である。 換言すれば、リレーレンズ（18）が走査ミラー（16）の焦点距離（ｆ ₁₈ ）の位置に置かれるとき、リレーレンズ（18）は、その位置でレーザ像のファン（fan）全体を捕獲するのに十分な大きさの透明アパーチャを有しなければならない。 望ましい実施例において、リレーレンズ（18）の直径は31.5mmである。 図３に、イメージムーバ（10）の望ましい実施例を示している。 プロジェクタＰの水平スキャナー又は回転ポリゴンミラーは、前述したように、光ビームをレンズＬ5、Ｌ6及びＬ7から、垂直走査ミラー（16）に送る。 プロジェクタＰの走査ミラー（16）は、米国特許第5,136,426号に開示されたガルバノメータ又は同様な装置に取り付けられ、プロジェクタＰからリレーレンズ（18）までビデオ画又はビデオ像を垂直方向に走査する。 リレーレンズ（18）は、投射像の角度情報を伝達する効果を有しており、前述したように、光軸（14）から下流側でリレーレンズ（18）の焦点距離Ｆの正確な位置のビームウエストに、先にコリメートされたレーザビームをフォーカスする。 リレーレンズ（18）は、直径31.50mm、焦点距離100mmのアクロマットが望ましい。 このリレーレンズは、カリフォルニア州アービンのメレス・グリオット（部品番号φ1LAO126）、又は、カリフォルニア州アービンのニューポート（部品番号PACO73）から入手可能である。 中間像平面（28）は、図２及び図３に示される如く、像ローテータ装置、望ましくはＫミラー装置（20）を用いて回転軸の周りを回転される。 Ｋミラー装置（20）は、1.4"×2.15"の２面と、0.7 5"×1.6"の１面で前面強調されたアルミニウムミラーを含んでおり、光軸（14） の変位は起こらない。 ミラー装置は、カリフォルニア州アービンのニューポート（部品番号75J00ER.3）から入手できるミラー原料から作ることができる。 ミラー（20B）は、長さは1.6"が望ましく、回転テーブル（32）の内径面（32A）に直接取り付けられる。ミラー（20A）（20C）は、夫々、長さは2.15"が望ましく、 精密機械ブロック（34）の上に、両者が120度の角度を形成するように取り付けられる。 機械ブロック（34）もまた、テーブル（32）に取り付けられ、長さ3.60 0"である。ミラー（20A）（20C）の頂点（20D）は、典型的厚さが.118"のミラー（20B）から.893"離れた位置が望ましい。回転テーブル（32）の内径は、3.00" である。 前述したように、テーブル（32）の回転により、像は光軸（14）の周りで回転又は「フリッピング（flipping）」する。 修正レンズのマウント（36）が、回転テーブル（38）の上に配置される。 テーブル（32）（36）は、イメージムーバの中心軸（12）の周りで360度連続回転するような構造である。 テーブル（32）（3 6）は、コンピュータ（46）が発生する信号に応答し、互いに独立して回転できるし、又は各テーブル（32）（36）に相関して回転できる。 望ましくは、修正レンズ（22）は、ステッピングモータ（52）によって駆動されるモータ付のズームレンズであり、ズームレンズを遠くに移動させることにより、投射像のサイズを変えることができる。 このように、ズームレンズの焦点距離が調節されるので、 投射像のサイズが変化しても、像の焦点は影響を受けない。 望ましい実施例に示されるズームレンズは、ニューヨーク州ウッドベリーのシュナイダーコーポレイション製の85−210mmモータ付ズームレンズである。 像がズームレンズを進んだ後、像は、ステアリングミラー（24）に対するズームレンズの焦点距離によって設定された割合で発散する。 角度情報のリレーレンズ（18）は、従来のスライドプロジェクタ又はビデオカメラレンズを、合成レンズ（22）に使用されるように選択できる。 しかしながら、収差、像面湾曲及び歪曲が入り込まないように注意を要する。 ステアリングミラー（24）は、ピボット式マウント（40）の中に保持されることが望ましく、ミラー（24）を傾けるために取り付けられた線形ステッピングモータ（42）によって動かされ、投射像は垂直方向に移動する。 望ましい実施例のステアリングミラー（24）は、3.5"×4.0"であり、 Ｋミラー装置と同じミラー原料からカットすることができる。 像の垂直移動は、 ステアリングミラー（24）に取り付けられたステッピングモータ（42）のアーム（44）を前進又は後退させることにより行なわれる。 像の水平移動は、ステアリングミラー（24）をテーブル（38）上で回転させることにより行なわれる。 テーブル（32）（38）、ズームレンズ（22）及びステアリングミラー（24）を移動させるためにステッピングモータを用いることが望ましい。 その理由は、繰返し運動、高い保持トルク及び位置安定性を達成できる能力を有しているためである。 マイクロステッピングの場合、水平角度の分解能は1/1000度以下が可能となる。 望ましい実施例では、150oz-インチのステッピングモータが用いられ、これはマサチューセッツ州ローレンスのニューイングランド・アフィリエイテッド・テクノロジーズ（部品番号2198350）から入手できる。 或はまた、ニューイングランド・アフィリエイテッド・テクノロジーズ製のブラシレスサーボモータの如きサーボモータを用いることもできる。 サーボモータが用いられる場合、デジタルアブソリュートエンコーダの如き電子要素を駆動させるために、位置決めフィードバック手段を用いることができる。 最も良い分解能（１度の1/20）を得るために、エンコーダは少なくとも16ビット、１回転当たり65536を必要とする。 或はまた、相対位置エンコーダとカウンターを用いることもできる。 ステッピングモータ（48）（50）は、夫々、テーブル（32）（38）をイメージムーバの軸（12）の周りで回転させるために使用される。 これについては、後で詳しく説明する。 前述したように、リレーレンズ（18）（ｆ ₁₈ ）の焦点距離と修正レンズ（22） （ｆ ₂₂ ）の比は、投射像の照射比（throw ratio）を決定する。 例えば、31.5mm のリレーレンズ（18）の焦点距離が100mmであり、修正レンズ（22）の焦点距離が85mmのとき、4.8：１の照射比（像幅：観察表面への距離）が得られる。 レンズ（22）の焦点距離が210mmのとき、11.86：１の照射比が得られる。 リレーレンズ（18）の焦点距離が50mm（望ましい実施例の焦点距離の半分）のとき、中間像平面（28）は半分の大きさになり、照射比は修正レンズ（22）の同じ焦点距離の２倍になる： ｆ ₂₂ ＝85mm：照射比＝9.6：１ ｆ ₂₂ ＝210mm：照射比＝23.7：１ 修正レンズ（22）は、焦点距離が十分に短いものが選択される場合、例えば、 望ましい実施例の85−210mmレンズに代えて22.8mmレンズが用いられる場合、プロジェクションの照射比は1.1：１のように低くなる。 リレーレンズ（18）の焦点距離を長くすることにより、回転ポリゴンミラーに用いられる面の個数を増やすことができる。 回転ポリゴンミラーの面の数が多くなると、走査角度φは小さくなる。 本発明のイメージムーバ（10） を用いることにより、走査角度φの小さくなった分は、焦点距離の長いリレーレンズ（18）によって、中間像平面（28）のサイズが大きくなるように補正することができる。 これによって、修正レンズ（22）を通過した後の像の角度サイズを大きくすることができる。 従って、高精細度プロジェクションＴＶ、又は短い照射比では高走査速度を必要とするその他のフォーマットを、回転ポリゴンミラーの速度を速くせずに作ることができる。 水平走査速度をより速くすることは高精細度ＴＶにとって非常に重要であること、また、高速ではポリゴンミラーの製造が困難で高価になることから、これは、短距離から大きな像を投射できる能力を犠牲にすることなく、ＨＤＴＶビデオ性能を得るための経済的な方法である。 走査角度を小さくしたことに対する同様な補正は、レーザビデオプロジェクタのレンズＬ7の焦点距離を短くすることによって得ることもできる。 イメージムーバ（10）は、アフォーカル望遠鏡（正しくフォーカスされたときのレンズ（18）とレンズ（22）の組合せ）であり、ビームエクスパンダーとしての機能も果たす。 レーザビームが拡大されると、その直径は、望遠鏡の倍率（レーザ（18）と（22）の焦点距離の比、つまりｆ ₂₂ ／ｆ ₁₁ ）だけ大きくなり、その発散（divergence）は同じ比率だけ小さくなる。 このように、照射比が長いものが用いられると、機械から出て行くビームは、走査角度が小さく（従って、画像は小さくなる）、ビーム直径は大きく、ビーム発散は小さくなる。 プロジェクタから遠ざかると、ビームは大きくなり、画像は小さくなるから、あまり精細でない。 もっと遠ざかると、ビームは、照射比が小さいときほど多くは発散せず、画像も小さい。 レーザビームの直径が走査線よりも小さい限り、画像の品質は十分である。 例えば、ｆ ₁₈ ＝100、ｆ ₂₂ ＝200のとき、倍率は2.0である。 画像は、投射表面をさえぎるとき、イメージムーバがなかった場合の大きさの半分になる。 レンズ（22）を出て行くビームの直径は、イメージムーバがないときの直径の２倍であり、その発散は半分になる。 画像のサイズを二等分し、ビーム発散（距離が長い場合、これは、プロジェクタを出て行くときのビーム直径よりもむしろ重要である）を二等分することにより、長い距離における像の品質は維持される。 しかしながら、プロジェクタから数フィート離れるまでは十分な品質の画像は形成されないかもしれない。 この理由は、プロジェクタの近傍では、ビーム直径がビデオラインよりも大きく、画像はぼけて見えるからである。 従来、７：１以上の照射比を達成することは難しかったが、本発明ではｆ ₁₈ ＝50mm、ｆ ₂₂ ＝210mmを用いることにより、23.7：１の照射比を、前述の如く達成できた。 これはまた、前述したように、1.1：１の照射比を達成するために逆に働く。 1.1：１の照射比は、焦点距離100mmのリレーレンズ（18）と、焦点距離22.8mmの修正レンズ（22）を用いることにより得られる。所定品質の画像は、ステアリングミラー（24）から１フィート未満離れた位置に形成され、プロジェクタＰから60フィート以上離れた観察表面に投射されたとき、所定品質の画像が維持される。図２に示される如く、一連のリレーレンズ、ローテータ装置及び合成レンズを用いることにより、例えば米国特許第5,136,426号に示される如きプロジェクタを、観察表面から離れた場所に位置決めできる。例えば、プロジェクタは建物の一室に配置されることができ、像は、上の部屋のフロアの中の穴を通じて上方に、プロジェクタより上の部屋にある観察表面上にリレーされる。さらにまた、中間像平面（28）は、光ファイバーの束の上に投射されることができ、前記束の他端は合成レンズ（22）への入力として供される。これは、像の位置決めの自由度を大きくするが、明るさ（brightness）又は分解能（resoluti on）を低下する可能性がある。光ファイバーの束は、例えばマサチューセッツ州スターブリッジのガリレオ・エレクトロ・オプティクス製のものを例示することができる。 像のデローテーション （IMAGE DE-ROTATION） ローテータ装置（20）をステアリングミラー（24）と共に用いるとき、装置（ 20）とミラー（24）の回転は、これまで、 通常はリンクされていたから、回転テーブル（38）により左右に回転される（pa nned）とき、ローテータ装置の変位、速度及び加速は、ステアリングミラー（24 ）の丁度半分である。例えばモータ（42）（48）（50）（52）の如きステップモータが互いに機械的リンクせずに使用されるとき、移動の速度プロフィールの中に見られる非ゼロ初期速度（nonzero initial velocity）を考慮する必要がある。ステップモータのコントローラが移動を実行するとき、初期速度をＶｉ、次に、加速Ａで最終速度Ｖｆまで加速するように、モータの動きを直ちにセットする。目的に接近すると、モータは−Ａの減速を行ない、再びＶｉの速度となり、その時にモータは停止する。速度及び加速の通例の測定単位は、夫々、ステップ数／秒及びステップ数／秒／秒である。ステアリングミラー（24）が加速を停止し、一定の速度運動を始める時、ローテータ装置（20）はステアリングミラー（24）の丁度半分の角度だけ移動したことになるように、ローテータ装置（20）の加速を調節することが望ましい。このように、両方とも、それら夫々の回転が整合して、一定の速度運動を同時に始めるから、移動中、像の回転は行なわれない。ステアリングミラー（24）は、初期速度がＶｉ ₁ 、最終速度がＶｆ ₁ 、加速がＡ ₁である。ローテータ装置（20）は初期速度がＶｉ ₂ 、最終速度Ｖｆ ₂ ＝（Ｖｆ ₁ ）／２であり、加速Ａ ₂の値が求められる。ステアリングミラー（24）に対する加速時間ｔは次のようになる。 ｔ＝（Ｖｆ ₁ −Ｖｉ ₁ ）／Ａ ₁ ステアリングミラー（24）の加速終了時の移動距離は、次式で与えられる。 ｘ＝Ｖｉ ₁ （ｔ）＋（1/2）（Ａ ₁ ）ｔ ² ローテータ装置（20）が時間ｔで移動しなければならない距離は、上記ｘの値の半分であり、次式で与えられる。 ｘ／２＝Ｖｉ ₂ （ｔ）＋（1/2）（Ａ ₂ ）ｔ ² Ａ ₂の解を求めると、

実施例：図３に示されるテーブル（32）（38）が移動させられ、像回転は観察されない。 テーブル（38）初期速度：400ステップ／秒 テーブル（38）最終速度：10000ステップ／秒 テーブル（38）加速：10000ステップ／秒／秒 テーブル（32）初期速度：400ステップ／秒 ｔ＝（10000−400）／10000＝.96秒 ｘ＝400（.96）＋（1/2）（10000）（.96）

² ＝4992ステップ ［これは加速終了時点におけるステップ数で、テーブル（38）による移動距離を示す］ 従って、テーブル（32）上のローテータ装置（20）の加速の解を求めると、 Ａ

₂ ＝4583.3ステップ／秒／秒 テーブル（38）の加速が10,000ステップ／秒／秒、テーブル（32）の加速が45 83.3ステップ／秒／秒のとき、ローテータ装置（20）はステアリングミラー（24 ）の加速の約半分である。 この発明の望ましい実施例を運転するためのコンピュータ（46）は、マサチューセッツ州ボックスボロのＮＥＣから購入できるＩＢＭのコンパチブル80386SX であるが、同様な特徴を有するものであれば他のコンピュータを使用することもできる。 前記した本発明の開示及び記載は例示であって、サイズ、形状及び材料については、例示的構造の詳細と同じ様に、発明の精神から逸脱することなく種々の変形をなすことはできる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，Ｈ Ｕ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＧ ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ， ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 リンデン，ポール エイ. アメリカ合衆国 66214―2147 カンザス, ショーニー ミッション，ウェスト ナイ ンティサード テラス 10409