映写装置およびこれを用いた３次元映像映写システム
【課題】 長期に円滑な間欠動作でフィルムのコマ送り動作を実行することができる映写装置およびこれを用いた３次元映像映写システムを提供する。
【解決手段】 ビーム光発生手段１１と、シャッタ部材９と、シャッタ駆動手段１２と、フィルム１３が張架される一対の第１案内リール１４，１５と、送り方向Ｄの下流側に配置される一方の第１案内リール１４のさらに下流側に配置されて間欠的に回転駆動する間欠案内リール１６と、間欠案内リールを、１コマ毎に間欠的に回転駆動するパラレルカム機構から成る第１リール駆動手段１７と、間欠案内リールよりも下流側および他方の第１案内リール１５よりも上流側に設けられる一対の第２案内リール１８，１９と、一対の第２案内リールを、シャッタ駆動手段および第１リール駆動手段に同期して、回転方向に連続的に回転駆動する第２駆動手段２０とによって、映写装置を構成する。
【解決手段】 ビーム光発生手段１１と、シャッタ部材９と、シャッタ駆動手段１２と、フィルム１３が張架される一対の第１案内リール１４，１５と、送り方向Ｄの下流側に配置される一方の第１案内リール１４のさらに下流側に配置されて間欠的に回転駆動する間欠案内リール１６と、間欠案内リールを、１コマ毎に間欠的に回転駆動するパラレルカム機構から成る第１リール駆動手段１７と、間欠案内リールよりも下流側および他方の第１案内リール１５よりも上流側に設けられる一対の第２案内リール１８，１９と、一対の第２案内リールを、シャッタ駆動手段および第１リール駆動手段に同期して、回転方向に連続的に回転駆動する第２駆動手段２０とによって、映写装置を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光透過開口を有するシャッタを連続回転させるシャッタ部と、フィルムを間欠的に送り駆動するフィルム間欠送り部と、フィルムを送り方向に連続的に送り駆動するフィルム連続送り部とが、独立した３つの駆動系によって同期して駆動される３軸独立駆動の映写装置およびこれを用いた３次元映像映写システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
遊園地やテーマパークなどには、３次元立体映像を用いたアトラクション施設が設けられている。３次元立体映像を実現する方法としては、様々な方法が発案されているが、一例として次のような方法によって実現することができる。
【０００３】
この方法では、右目用の映像を投影する右目用映写装置と、左目用の映像を投影する左目用映写装置とを設け、これらの映写装置を同期運転させて、右目用の映像と左目用の映像とをスクリーンに同時に投影し、この投影された映像を、看者が偏光めがねを装着した状態で視認することによって、３次元立体映像を看取することができる。
【０００４】
３次元立体映像を投影する映写装置は、光透過開口を有するシャッタを連続回転させるシャッタ部と、フィルムを間欠的に送り駆動するフィルム間欠送り部と、フィルムを送り方向に連続的に送り駆動するフィルム連続送り部とを備え、これらが独立した３つの駆動系によって同期して駆動される３軸独立駆動の映写機が用いられている。
【０００５】
このような映写装置では、各駆動部を独立した電動機によって運転している。映写フィルムのコマ送りは、「間欠送り」であるために、フィルム間欠送り部の駆動部に備えられる電動機は一コマの投影中はフィルムの送りを停止し、一定時間経過後に次の一コマまでフィルムを送るように制御される。たとえば、静止映像を３０コマ／秒で投影して動画を映写する場合、電動機は１／３０秒周期で断続運転制御される。
【０００６】
前記断続運転制御においては、具体的には、フィルム間欠送りを実現する駆動部に接続される電動機に、フィルム送りの瞬時に過負荷状態になる起動電流を流し、停止制動時に起動電流とは逆の電流を流すことによって、電動機を間欠駆動運転させ、これを繰り返すことでフィルム間欠送りを行なっている。
【０００７】
しかしながら、このような運転状態を長時間続けると、電動機は発熱して高温になり、絶縁材の性能が低下して、絶縁不良が発生してしまうという問題がある。また電動機が直流電動機の場合には、整流子やブラシに過度な電流が流れることになり、整流子部の焼損やブラシの異常磨耗が発生してしまうという問題もある。さらに電動機に、短時間での起動および停止を繰り返し要求するため、通常の回転子を持った直流電動機または交流電動機を、フィルム間欠送り部分に用いることができず、該部分には、回転する慣性モーメント（イナーシャー）が極度に低い特殊な電動機を使用する必要がある、といった問題も生じる。
【０００８】
このような問題を解消するために、電動機の出力軸にゼネバ歯車機構を取付けて、電動機を連続運転し、このゼネバ歯車機構によって、フィルムの間欠送りを実現する映写装置が提案されている（たとえば特許文献１参照）。この従来技術に係る映写装置では、電動機を一定速度で回転制御をすることによって、フィルムの間欠送り動作を実現することができるので、前述した映写装置の問題点を解消することができる。
【０００９】
図１１は、従来技術に係る映写装置が備えるゼネバ歯車機構の構成を示す図である。従来技術の映写装置に用いられるゼネバ歯車機構は、ホロア３０１とカム３１０とによって構成される。ホロア３０１は、円盤状のホロア本体３０２と、ホロア本体３０２の一表面にホロア本体３０２から突出して形成され、角度θ１に亘って周方向に分断された直円筒状の一部を成す案内面３０３を有する案内突条３０４と、前記一表面の半径方向外方の位置にホロア本体３０２から突出して形成される円柱状のピン３０５とを有する。ホロア本体３０２の中心には、軸孔３０６が形成され、この軸孔３０６には、入力軸３０７が嵌まり込んで固定されている。
【００１０】
案内突条３０４の回転方向Ａの上流に臨む端面３０８と、案内突条３０４の回転方向Ａの下流に臨む端面３０９とは、角度θ１をあけて周方向に離間している。ピン３０５は、各端面３０８，３０９の周方向中央位置に形成される。具体的に説明すると、ピン３０５は、図１１において、各端面３０８，３０９が回転軸線Ｌ１に関して成す角度θ１の１／２の角度位置、すなわちθ１／２＝θ２＝θ３を成す位置で、かつ回転軸線Ｌ１を含む一半径線に直交する中心軸線Ｌ２上の位置に形成される。
【００１１】
カム３１０は、中心軸線Ｌ３に関して半径方向外方に放射状に、かつ、周方向に角度θ４（１２０°）をなして突出する複数（３つ)の案内凸部３１１と、各案内凸部３１１の基端部が同一平面上で一体的に連なり、出力軸３１３が嵌まり込んで固定される軸孔３１４が形成される基部３１２とを有する。
【００１２】
各案内凸部３１１は、互いに隣接する各一対の案内部分３１５ａ，３１５ｂを有し、各案内部分３１５ａ，３１５ｂ間には、Ｕ字状の第１カム溝３１６が形成される。各案内部分３１５ａ，３１５ｂの周方向に隣接する案内部分３１５ａ，３１５ｂ間には、円弧状の第２カム溝３１７が形成される。各第１カム溝３１６の幅ΔＬ１は、ピン３０５の直径とほぼ同一もしくはやや大きく形成される。
【００１３】
ホロア３０１が回転方向Ａに回転すると、ピン３０５は、カム３１０の第１カム溝３１６の先端から基部に向かって案内される。このときピン３０５の外周面と、第１カム溝３１６の内周面である第１カム面３１８とは当接しまたこのとき案内突条３０４の案内面３０３と、カム３１０の外周面の一部である第２カム面３１９とは当接する。そして、ホロア３０１がさらに回転方向Ａに回転すると、ピン３０５は、第１カム溝３１６の基部側に案内され、これに伴なってカム３１０は、回転方向Ｂに回転する。
【００１４】
カム３１０が回転方向Ｂに４５°回転したとき、ピン３０５は、カム３１０の回転軸線Ｌ３に最も近接する。そして、さらにホロア３０１が回転方向Ａに回転すると、ピン３０５は、カム溝３１６の基部から先端に向かって案内される。カム３１０が回転方向Ｂに１２０°回転すると、ピン３０５と第１カム面３１８との接触はなくなり、カム３１０の回転は中断する。
【００１５】
ホロア３０１の回転方向Ａへの回転は、その後も継続されるが、ピン３０５と第１カム面３１８との接触がなくなった状態でこの回転が継続されるから、カム３１０の回転は停止した状態に維持される。この間、案内突条３０４の案内面３０３は、カム３１０の第２カム面３１９に接触した状態で回転軸線Ｌ１のまわりに回転移動する。そして、ホロア３０１がさらに２４０°回転すると、ピン３０５が、カム３１０の前記とは１２０°下流側に位置するカム溝３１６内に進入してゆく。この進入にともない、ピン３０５は、前記と同様にカム３１０の第１カム溝３１６の先端から基部に向かって案内され、さらに、基部から先端に向かって案内され、これによって、カム３１０は、回転方向Ｂに１２０°回転する。その後、ピン３０５と第１カム面３１８との接触はなくなり、カム３１０の回転は再度中断する。この中断はホロア３０１が２４０°回転する間、継続される。
【００１６】
このように、ホロア３０１の回転軸線Ｌ１まわりの連続回転において、ホロア３０１の１２０°回転に同期してカム３１０も回転軸線Ｌ３まわりに１２０°回転するが、その後のホロア３０１の２４０°回転の間はカム３１０が停止状態に維持される。以上の動作を繰り返えすことによって、カム３１０の間欠回転を実現し、これによってフィルムの間欠送りを実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開平１０−７８６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、映写装置では、３０コマ／秒での間欠送り動作が要求されるので、前述したゼネバ歯車機構によって間欠動作を実現すると、ピン３０５は、案内凸部３１１内を高速で揺動することになり、そのためピン３０５が、第１カム面３１８との摩擦によって磨耗してしまう。そしてピン３０５が磨耗すると、間欠送り動作にばらつきが生じ、これによって各フィルムの同期状態を維持できなくなる。したがって、従来技術では、長期間にわたって３Ｄ立体映像を実現することはできず、また２台の映写装置の同期状態を維持するために、ゼネバ歯車機構を頻繁に交換する必要が生じるという問題がある。
【００１９】
本発明の目的は、長期間にわたって安定した間欠動作でフィルムをコマ送りすることができる映写装置、およびこれを用いた３次元映像映写システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の映写装置は、投影用ビーム光を発生するビーム光発生手段と、
前記ビーム光発生手段から投射される前記投影用ビーム光が通過可能な開口が周方向に等間隔をあけて形成され、各開口が投影用ビーム光の通過経路を順次的に横切る位置に配置されるシャッタ部材と、
前記シャッタ部材を回転駆動するシャッタ駆動手段と、
前記投影用ビーム光の光軸に交差するフィルム送り経路に沿ってフィルムが巻き掛けられて張架される一対の第１案内リールと、
前記一対の第１案内リールのうち予め定める送り方向の下流側に配置される一方の第１案内リールのさらに下流側に配置されて間欠的に回転駆動する間欠案内リールと、
前記間欠案内リールを、１コマ毎に間欠的に回転駆動する第１リール駆動手段と、
前記間欠案内リールよりも前記予め定める送り方向下流側および前記他方の第１案内リールよりも前記予め定める送り方向上流側に設けられる一対の第２案内リールと、
前記一対の第２案内リールを、前記シャッタ駆動手段および前記第１リール駆動手段に同期して、前記送り方向に従う回転方向に連続的に回転駆動する第２駆動手段とを含み、
前記第１リール駆動手段は、
連続的な回転力が入力される入力軸と、
前記入力軸に固定され、第１カム面を有する第１カム部材と、
前記入力軸に固定され、前記第１カム部材の第１カム面とは位相が異なる第２カム面を有する第２カム部材と、
前記第１カム部材の第１カム面によって案内される複数の第１ホロアが周方向に等間隔に設けられる第１回転体と、
前記各第１ホロアとは周方向にずれた角度位置に設けられ、第２カム部材の第２カム面によって案内される複数の第２ホロアを有する第２回転体と、
第１および第２回転体が固定される出力軸とを備え、
前記第１カム面による第１ホロアの運動と、第２カム面による第２ホロアの運動とによって、前記出力軸に間欠的な回転運動が出力されることを特徴とする映写装置である。
【００２１】
本発明に従えば、ビーム光発生手段によって投影用ビーム光が発生される。このビーム光発生手段から投射される前記投影用ビーム光は、シャッタ駆動手段によって回転駆動されるシャッタ部材によって、通過あるいは遮断が成される。前記投影用ビーム光の光軸に交差するフィルム送り経路に沿って送られるフィルムに、通過したビーム光が投射される。このフィルムは、一対の第１案内リールにフィルム送り経路に沿うよう巻き掛けられて張架されており、第１リール駆動手段によって間欠的に回転駆動する間欠案内リールの送り作用を受け、一対の第１案内リールにガイドされて１コマ毎に間欠的に送られる。フィルムの送りが停止しているときにビーム光がフィルムに投射され、フィルムが送られるときにはビーム光が遮断されるように、第１リール駆動手段と同期して、シャッタ部材がシャッタ駆動手段によって回転駆動される。また、前記間欠案内リールよりも前記予め定める送り方向下流側および前記他方の第１案内リールよりも前記予め定める送り方向上流側には、一対の第２案内リールが設けられており、この一対の第２案内リールは、第２駆動手段によって、前記シャッタ駆動手段および前記第１リール駆動手段に同期して、前記送り方向に従う回転方向に連続的に回転駆動される。
【００２２】
そして、前記第１リール駆動手段によって、連続的な回転力が入力される入力軸に固定される第１カム部材および第２カム部材の連続的回転に伴い、第１カム部材の第１カム面による第１回転体の第１ホロアの運動と、第２カム部材の第２カム面による第２回転体の第２ホロアの運動とによって、第１および第２回転体が固定される出力軸に間欠的な回転運動が出力される。この出力軸の間欠的な回転運動によって、フィルムが１コマ毎に間欠的に送られる。
【００２３】
さらに、本発明の映写装置は、前記間欠案内リールと前記一対の第２案内リールのうち前記送り方向の下流側に配置される一方の第２案内リールとの間および前記他方の第１案内リールと前記他方の第２案内リールとの間には、前記フィルムが弛緩させた状態で介在されることを特徴とする。
【００２４】
本発明に従えば、第２案内リールが第２リール駆動手段によって、フィルムの送り方向に従う回転方向に連続的に回転駆動され、前記第１リール駆動手段によるフィルムの間欠送りがなされても、第２リール駆動手段によるフィルム送り力がフィルムの弛緩部分で吸収されるから、光ビームの投射部分においては、フィルムが所定の間欠パターンに確実に倣った状態で安定したコマ送りが実現され、映像の乱れ等が生じるおそれがない。また、フィルムに過重な張力がかからず、フィルムに破断等の毀損が生じるおそれもない。
【００２５】
また、本発明の３次元映像映写システムは、前記いずれかの映写装置から成り、右目用画像が記録された右目用フィルムの画像を、予め定める設置位置に設けられるスクリーン上に投影する右目用映写装置と、
前記いずれかの映写装置から成り、左目用画像が記録された左目用フィルムの画像を、前記スクリーン上に投影する左目用映写装置と、
前記右目用映写装置および左目用映写装置を、投影動作が同期するように制御する制御手段とを含むことを特徴とする３次元映像映写システムである。
【００２６】
本発明に従えば、右目用画像が記録された右目用フィルムの画像をスクリーン上に投影する右目用映写装置および左目用画像が記録された左目用フィルムの画像を同一のスクリーン上に投影する左目用映写装置が、投影動作が同期するよう、制御手段によって制御され、これによって、スクリーン上には３次元の映像が映写される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、第１リール駆動手段によって第１リールが間欠駆動されるので、ゼネバ歯車機構のような断続的な間欠アクション時における機構上の衝撃が少なく、衝撃荷重が大きく発現することによって部品の短寿命化に繋がるような不具合が生じない。
【００２８】
また、フィルムの間欠送り動作が、第１リール駆動手段を構成する連続した接触状態の機構によって成されるから、断続的な間欠動作時における機構上の衝撃の発生が極めて少なく円滑に運転され、振動による影響がなく、画質低下を生じない。また、第１リール駆動手段の駆動源としての電動機自体が間欠動作をしないため、設計上必要なトルクと出力を持ったサーボ型電動機であれば適用が可能であり、汎用性があり、設計上の自由度が向上される。
【００２９】
このような映写装置を用いて構成される３次元映像映写システムにおいては、その制御手段として、電動機電源増幅器や電動機制御器などの専用の制御手段を不要とし、汎用で多軸制御が可能なものを使用することができる。一制御手段で多軸制御が可能なことから、右目用映写装置および左目用映写装置で使用する電動機を一括で制御することができ、立ち上がり速度等を同期させて、従来発生していた左右のコマズレの抑制を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態の映写装置２の概略的構成を示す系統図である。
【図２】図１に示す映写装置２を右目用映写装置として用い、映写装置３を左目用映写装置として用いた３次元映像映写システム１による３次元映像の映写原理を説明するための図である。
【図３】図１に示す映写装置２の概略的構成を示す斜視図である。
【図４】映写装置２に採用される第１リール駆動手段１７の側面図である。
【図５】第１リール駆動手段１７を図４の左側から見た正面図である。
【図６】図５の切断面線ＶＩ−ＶＩから見た第１リール駆動手段１７の断面図である。
【図７】図６の切断面線ＶＩＩ−ＶＩＩから見た第１リール駆動手段１７の断面図である。
【図８】第１リール駆動手段１７における入力軸２５の回転に伴う出力軸３０の回転状態を示すシフト線図である。
【図９】３次元映像映写システム１の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図１０】図１０（ａ）は第２リール駆動手段２０用電動機２１の回転速度のタイムチャートを示し、図１０（ｂ）はシャッタ駆動手段１２の回転速度のタイムチャートを示し、図１０（ｃ）は第１リール駆動手段１７における電動機１７０の回転速度のタイムチャートを示し、図１０（ｄ）は第１リール駆動手段１７における出力軸３０の回転速度のタイムチャート図を示す。
【図１１】従来の間欠運動変換手段の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は本発明の一実施形態の映写装置の概略的構成を示す系統図であり、図２は図１に示す映写装置２を右目用映写装置として用い、この映写装置２と同様に構成される映写装置３を左目用映写装置として用いた３次元映像映写システム１による３次元映像の映写原理を説明するための図である。なお、右目用映写装置２は左目用映写装置３と同様に構成されるため、主として右目用映写装置２の構成について説明し、左目用映写装置３の構成については重複する説明は省略する。
【００３２】
まず、図２を参照して、本実施形態の映写装置が適用される３次元映像映写システムを、その前提となる３次元映像撮像システムとともに説明する。この３次元映像映写システム１においては、右目用の映像を投影する右目用映写装置２と、左目用の映像を投影する左目用映写装置３とを設け、２台の映写装置２，３を同期運転させて、右目用の映像４と左目用の映像５とをスクリーン６に同時に投影し、この投影された映像７を、偏光めがね８を装着した看者８０が視認することによって、３次元の立体映像７０として認識することができるよう構成されている。
【００３３】
各映写装置２，３は、間欠的にコマ送りされる画像フィルムの送り動作に同期してビーム光発生手段から発せられるビーム光を遮断および通過させてフィルム１３に投射させるシャッタ部材９，１０を備えている（図１参照）。また、フィルム１３を透過した投影光を偏光する偏光フィルタ４１，５１が、各映写装置２，３の前方に設置されている。右目用の映像４および左目用の映像５は、３次元映像撮像システム１００において、右目用および左目用偏光フィルタ１０３，１０４をそれぞれ取付けた右目映像用および左目映像用撮影カメラ１０１，１０２で、被写体１０５を、被写体１０５の中心軸線に関して両側から撮影し、フィルム１３（図１参照）に記録することによって得ることができる。
【００３４】
このような３次元映像映写システム１においては、フィルム送り、シャッタ駆動、フィルム間欠送りの駆動部を有し、それぞれを電動機（モータ）によって駆動している。フィルムで動画を投影する場合は、静止映像の一コマを連続して投影するために、一コマの投影中はフィルムを送ることを停止し、一定時間経過後に、次の一コマまでフィルムを送る「フィルム間欠送り」をしている。そのため、フィルムの移動中の映像は、「シャッタ機構」によってブロックされて投影されない仕組みとなっている。フィルムの一コマの投影は、滑らかな動画になるほど時間あたりのコマ数が増えるが、世界的な動画の規格から、３０コマ／秒等になっている。一例として、３０コマ／秒の動画映写装置では、「分割フィルム送り装置」が、１／３０秒の断続運転を繰り返して静止映像を３０コマ／秒で投影している。このために、「間欠フィルム送り装置」に吸い込まれるフィルムは、瞬間的な断続運転を円滑にかつ継続的に実施するために、フィルムの映写対象とする複数コマよりも送り方向上流側の領域には、急激な送り移動による過剰な張力増加を抑制するための「余裕」が必要であり、常に弛みをもって「フィルム送り装置」から連続した状態で供給される。
【００３５】
シャッタは等速回転し、パーフォレーションを有するフィルムの１コマに相当する大きさの開口部が形成され、光源から照射された光を開口部を通過させ、開口部に位置決めされたフィルムの１コマの画像をスクリーン６に投影する。
【００３６】
次に、前記右目用および左目用映写装置２，３の構成について説明する。図３は、図１に示す映写装置２の概略的構成を示す斜視図である。本実施形態の映写装置２は、ビーム光発生手段１１と、シャッタ部材９と、シャッタ駆動手段１２と、一対の第１案内リール１４，１５と、間欠案内リール１６と、第１リール駆動手段１７と、第２案内リール１８，１９と、第２駆動手段２０とを含む。
【００３７】
前記ビーム光発生手段１１は投影用ビーム光１１ｃを発生するよう構成される。前記シャッタ部材９は、前記ビーム光発生手段１１から投射される前記投影用ビーム光１１ｃが通過可能な開口９１が周方向に等間隔をあけて形成され、各開口９１が投影用ビーム光１１ｃの通過経路を順次的に通過する位置に配置される。前記シャッタ駆動手段１２は前記シャッタ部材９を連続回転駆動する。前記一対の第１案内リール１４，１５は、前記投影用ビーム光１１ｃの光軸に交差するフィルム送り経路Ｆに沿ってフィルム１３が巻き掛けられて張架されている。前記間欠案内リール１６は、前記一対の第１案内リール１４，１５のうち予め定めるフィルム１３の送り方向Ｄの下流側に配置される一方の第１案内リール１４のさらに下流側に配置されて間欠的に回転駆動する。
【００３８】
前記第１リール駆動手段１７は、前記間欠案内リール１６を１コマ毎に間欠的に回転駆動するよう構成される。前記一対の第２案内リール１８，１９は、前記間欠案内リール１５よりも前記予め定める送り方向Ｄの下流側および前記他方の第１案内リール１５よりも前記予め定める送り方向Ｄの上流側に設けられる。前記第２駆動手段２０は、前記一対の第２案内リール１８，１９を、前記シャッタ駆動手段１２および前記第１リール駆動手段１７に同期して、前記送り方向Ｄに従う回転方向に連続的に回転駆動する。前記フィルム１３には、前記右目用の映像４が記録されている。
【００３９】
前記ビーム光発生手段１１は、光源ランプ１１ａと、この光源ランプ１１ａからの光を集光して投影用ビーム光１１ｃとする集光レンズ１１ｂとを備える。前記シャッタ部材９は、連続回転する電動機からなるシャッタ駆動手段１２の出力軸に固着された回転円板９０からなり、前記開口９１は、この回転円板９０を周方向に６０°毎に間隔をあけて切欠き、６０°の開き角を成す扇形に形成されている。第２駆動手段２０は、連続回転する電動機２１と、この電動機２１の出力軸に固着された駆動用プーリ２２と、前記一対の第２案内リール１８，１９に同軸に固着された従動用プーリ１８ａ，１９ａおよび駆動用プーリ２２にそれぞれ巻きかけられたタイミングベルト２３，２４とを備える。
【００４０】
電動機２１の回転によって、一対の第２案内リール１８，１９が前記送り方向Ｄに従う回転方向ｂ、ｃに連続的に回転駆動される。一対の第１案内リール１４，１５には、送られるフィルム１３をガイドするガイドリール１４ａ、１５ａがそれぞれと対を成すよう設けられている。この一対の第１案内リール１４，１５とこれらに対を成すよう設けられるガイドリール１４ａ、１５ａとにより、投影用ビーム光１１ｃの投影位置においてフィルム１３がばた付くことなく走行する。また、間欠案内リール１６には、送られるフィルム１３をその周面に沿うようガイドするフィルム押さえ部材１６ａが設けられている。さらに、前記一対の第２案内リール１８，１９には、送られるフィルム１３をその周面に沿うようガイドするフィルム押さえ部材１８ｂ、１９ｂが設けられている。一方の第２案内リール１８に設けられるフィルム押さえ部材１８ｂは、支持軸１８ｃを支点として矢印ｅのように揺動自在に支持され、第２案内リール１８の周面に対して接離可能とされている。前記間欠案内リール１６および一対の第２案内リール１８，１９のそれぞれには、それぞれの軸線方向両端部の周方向に沿って、フィルム１３の幅方向両端部に長手方向に沿って形成される図示しないパーフォレーションに嵌まり込む多数の爪（図示を省略）が等間隔で形成されている。
【００４１】
前記第２リール駆動手段２０の駆動用プーリ２２は、電動機２１の連続回転によって、矢印a方向に回転し、これによって、前記一対の第２案内リール１８，１９は、フィルム１３を前記Ｄ方向に送るよう、それぞれ矢印ｂ，ｃ方向に回転する。また、間欠案内リール１６は、第１リール駆動手段１７の間欠駆動により、フィルム１３を前記Ｄ方向に間欠送りするよう矢印ｄ方向に間欠回転する。このように、一対の第２案内リール１８，１９は連続回転するが、間欠案内リール１６は間欠回転するので、フィルム１３の送り量に時間的な差が生じ、前記他方の第１案内リール１５と他方の第２案内リール１９との間にはフィルム１３の弛緩部１３ａが形成される。また、間欠案内リール１６と前記一方の第２案内リール１８との間に、弛緩部１３ｂを形成するとともに、間欠案内リール１６が停止しているときに、前記フィルム押さえ部材１８ｂを退避させて、フィルム１３に対する送り力が付与されないようにしている。これによって、間欠案内リール１６と前記一方の第２案内リール１８との回転動作の違いによって、フィルム１３に過重な張力がかからず、間欠案内リール１６によるフィルム１３の間欠送りが円滑になされる。
【００４２】
このような構成の映写装置２において、ビーム光発生手段１１からの投影用ビーム光１１ｃはシャッタ部材９に投射される。そして、一コマの投影中はフィルム１３を送ることを停止し、投影用ビーム光１１ｃは、シャッタ部材９の開口９１を通過してフィルム１３に投影される。開口９１を通過しフィルム１３の１コマの映像が反映された投影光１１ｄはスクリーン６（図２参照）に投影されて映写され、この映写は左右の映写装置２，３によって同時に成され、前記のように偏光めがね８によって看者８０をして３次元の立体映像７０が視聴し得る映像７として映写される。そして、一定時間経過後には、次の一コマまでフィルム１３を送るフィルム分割送りがなされる。そのために、フィルム１３の移動中の映像は、シャッタ部材９の回転円板９０によってブロックされて投影されないようシャッタ駆動手段１２が、間欠案内リール１６の動作と同期して回転駆動するよう構成されている。
【００４３】
図４は映写装置２に採用される第１リール駆動手段１７の側面図であり、図５は第１リール駆動手段１７を図４の左側から見た正面図であり、図６は図５の切断面積ＶＩ−ＶＩから見た第１リール駆動手段１７の断面図であり、図７は図６の切断面積ＶＩＩ−ＶＩＩから前記第１リール駆動手段１７の断面図である。第１リール駆動手段１７について、図４〜図７を参照して説明する。本実施形態の第１リール駆動手段１７は、連続回転する電動機１７０と、パラレルカム機構を内装するカムハウジング１７１と、出力軸ハウジング１７２とを連接した状態で備えている。電動機１７０の出力軸にはその連続的な回転力が入力される入力軸２５が連結され、該入力軸２５は、前記カムハウジング１７１にベアリング２５ａ、２５ｂを介して軸回転可能に支持されている。カムハウジング１７１内において、前記入力軸２５には、２枚の板カムからなる第１カム部材２６および第２カム部材２７が、入力軸２５の軸線に直交するよう固定されている。第１カム部材２６および第２カム部材２７は、いずれも遠心方向に膨出する第１カム面２６１および第２カム面２７１を有しており、該第１カム面２６１および第２カム面２７１の周方向の位相が互いに異なるように入力軸２５に固定されている。また、第１カム面２６１および第２カム面２７１の形状は、入力軸２５の径線を中心に線対称の形状とされている。
【００４４】
前記カムハウジング１７１内の上半部には、前記第１カム部材２６の第１カム面２６１によって案内される３個の第１ホロア２８１，２８２，２８３が周方向に等間隔（１２０°ピッチ）に設けられる第１回転体２８と、前記各第１ホロア２８１，２８２，２８３とは周方向に６０°ずれた角度位置に設けられ、第２カム部材２７の第２カム面２７１によって案内される３個の第２ホロア２９１，２９２，２９３を有する第２回転体２９とが、出力軸３０とともに軸回転可能に備えられている。第１および第２回転体２８，２９は、図示では一体物からなり、出力軸３０に直交するよう一体に固定されている。出力軸３０は前記入力軸２５に平行とされ、前記カムハウジング１７１にベアリング３０ａ，３０ｂによって軸回転可能に支持されている。第１ホロア２８１，２８２，２８３および第２ホロア２９１，２９２，２９３は、前記一体の第１および第２回転体２８，２９の表裏に設けられ、いずれも同径のローラ形状とされている。このローラ形状の第１ホロア２８１，２８２，２８３および第２ホロア２９１，２９２，２９３の軸線は入力軸２５および出力軸３０の軸線と平行とされている。これらの機構は、パラレルカム機構を構成し、前記カムハウジング１７１内に、図示を省略する潤滑油とともに収納されている。
【００４５】
なお、図６では、便宜上第１ホロア２８１，２８２，２８３および第２ホロア２９１，２９２，２９３のうち一部の図示を省略している。
【００４６】
前記のように構成される第１リール駆動手段１７は、前述の通り公知のパラレルカム機構に相当し、図示の例では入力軸２５の１回転で出力軸３０が１／３回転（１２０°）ずつ断続回転するよう構成されたものである。この動作を、図７および図８を参照して説明する。
【００４７】
図７において、第１カム面２６１のカム作用起点となる裾部２６１ａに第１ホロア２８１が接しており、この状態で入力軸２５が矢印ｘ方向に回転すると、第１カム面２６１の斜面２６１ｂの第１ホロア２８１に対する作用によって、第１ホロア２８１が図７の右上方に押出され、第１回転体２８が第２回転体２９とともに矢印ｙ方向に回転し、出力軸３０も矢印ｙ方向に回転する。この回転作用に伴い、第２ホロア２９１が、第２カム面２７１の立ち上がり基部２７１ａの回転方向上流側に近接して設けられた凹部２７２に嵌り込む。第１ホロア２８１が、図７の２点鎖線位置に示すように前記斜面２６１ｂの終端部２６２ｃに達すると、第２ホロア２９１が第２カム面２７１の立ち上がり基部２７１ａに当接する。前記終端部２６２ｃに連続する第１カム面２６１の頂部２６１ｄは、入力軸２５の軸線からの距離が増大しない平坦面とされ、したがって、入力軸２５の回転がさらに継続しても、この頂部２６１ｄは第１ホロア２８１に対してさらに右上方に押出すような力は作用しない。
【００４８】
第２カム面２７１の立ち上がり基部２７１ａに連続する凸曲状斜面２７１ｂは第２ホロア２９１に作用し、第２ホロア２９１が右上方に押出され、第２回転体２９が第１回転体２８とともに矢印ｙ方向に回転し、出力軸３０も矢印ｙ方向に引続き回転する。第２カム面２７１の斜面２７１ｂが第２ホロア２９１に作用する過程で、第１回転体２８の次の第１ホロア２８２が、前記第１カム面２６１の頂部２６１ｄから凸曲状斜面２６１ｅを経て連続的に形成された凹部２６２に嵌り込む。そして、第２ホロア２９１が前記傾斜面２７１ｂの終端部２７１ｃに達し、該終端部２７１ｃを過ぎると第２カム面２７１の頂部２７１ｄに第２ホロア２９１が至る。第２カム面２７１の頂部２７１ｄは、第１カム面２６１の頂部２６１ｄと同様に入力軸２５の軸線からの距離が増大しない平坦面とされているから、引き続き入力軸２５がｘ方向に回転しても第１カム面２６１が第２ホロア２９１に対して作用せず、この状態で第１回転体２８および第２回転体２９が前記初期の状態から１２０°回転した位置で静止する。その後の引続く入力軸２５の回転の間、１２０°位置移動した第１ホロア２８２および第２ホロア２９２が、図７に示す第１ホロア２８１および第２ホロア２９１と同じ位置で静止した状態で、第１カム部材２６および第２カム部材２７の入力軸２５の軸線を曲率中心とする非作用曲面２６３，２７３を相対摺接する。
【００４９】
引続く入力軸２５のｘ方向の回転により、１回転した第１カム部材２６および第２カム部材２７のそれぞれのカム面２６１，２７１は、第１ホロア２８２および第２ホロア２９２に同様に作用し、第１回転体２８、第２回転体２９および出力軸３０が１２０°回転し、その後停止する。さらに、引続く入力軸２５のｘ方向の回転により、第１カム部材２６および第２カム部材２７のそれぞれのカム面２６１，２７１は、第１ホロア２８３および第２ホロア２９３に同様に作用し、第１回転体２８、第２回転体２９および出力軸３０がさらに１２０°回転し、その後停止する。このようにして、入力軸２５の１回転毎に、出力軸３０が１２０°回転した後静止し、入力軸２５の連続的な回転によってこれが繰り返され、出力軸３０の一定間隔の間欠回転が実現される。
【００５０】
このような構成のパラレルカム機構においては、第１カム部材２６のカム面２６１が第１ホロア２８１，２８２，２８３のいずれかに作用して出力軸３０を所定角度回転させた後、第２カム部材２７のカム面２７１が第２ホロア２９１，２９２，２９３のいずれかに作用して出力軸３０をさらに所定角度回転させ、この複合作用によって出力軸３０を１２０°回転させるよう機能する。したがって、連続回転を断続的な回転に変換する場合における機構的な衝撃が少なく、構成部品の長寿命化が図られるとともに、所定間隔ごとのフィルム１３の間欠送りが的確に成される。
【００５１】
図８は入力軸２５の連続回転に伴う出力軸３０のシフト量（角変化）を示している。第１カム部材２６および第２カム部材２７の第１カム面２６１および第２カム面２７１が、第１ホロア２８１，２８２，２８３および第２ホロア２９１，２９２，２９３のいずれかに作用している間は、出力軸３０が回転する。出力軸３０が１２０°回転して第１カム部材２６および第２カム部材２７が作用域から外れると、出力軸３０がこの１２０°シフトした位置に静止する。入力軸２５が３６０°回転すると、再度第１カム面２６１および第２カム面２７１が、第１ホロア２８１，２８２，２８３および第２ホロア２９１，２９２，２９３のいずれかに作用し、出力軸３０は１２０°回転する。第１カム面２６１および第２カム面２７１の第１ホロア２８１，２８２，２８３および第２ホロア２９１，２９２，２９３のいずれかに対する作用域は、両カム面２６１，２７１の位置関係および形状によって定められ、本実施形態では約６０°とされている。
【００５２】
このような第１リール駆動手段１７の作用により、前記出力軸３０に固着された間欠案内リール１６が矢印ｄ方向に間欠回転し、これに伴い、フィルム１３が矢印Ｄ方向に間欠送りされる。フィルム１３が停止しているときは、前記シャッタ部材９の開口部７１が前記投影用ビーム光１１ｃが通過し得る位置になるよう、また、フィルム１３が矢印Ｄ方向に送られているときは、投影用ビーム光１１ｃがシャッタ部材９の回転円板９０によってブロックされてフィルム１３に投影されないよう、前記シャッタ駆動手段１２が同期駆動制御される。第１リール駆動手段の前記電動機１７０は、たとえば１／６００００ｓｅｃのパルス幅のパルスによってパルス幅制御（略称ＰＷＭ）され、投影用ビーム光１１ｃのフィルム１３に対する投影は５〜１５秒／１シーンの映写となるよう設定される。そして、第１リール駆動手段１７によるフィルム１３の所定間隔ごとの間欠送りが的確に成されることによって、左右の映像のコマの不同調の発生を低減でき、映像品質の高い３次元映像映写を実施することができる。
【００５３】
図９は、本実施形態の３次元映像映写システム１の電気的構成を説明するためのブロック図である。右目用映写装置２および左目用映写装置３の各電動機１２，２１，１７０は、ＡＣ電源３１に接続され、このＡＣ電源３１を動力源としている。ここでは、左目用映写装置３の各電動機も、便宜上右目用映写装置２の対応する電動機１２，２１，１７０と同一の参照符を付している。また、システム全体制御部３２、システム映像制御部３３およびプロジェクタ制御部３４を備え、それぞれのシステムの制御がなされる。以下、さらに具体的に説明する。前記各電動機１２，２１，１７０は、それぞれオペアンプ１２Ａ，２１Ａ，１７０Ａを介してＡＣ電源３１に接続され、プロジェクタ制御部３４によってその回転制御がなされる。
【００５４】
システム全体制御部３２は、たとえば、本システム１が採用されるアトラクション等において、ゲスト（図２の看者８０）が乗物に乗って前記映像を視認するよう構成されている場合、この乗物の走行制御等を行う。また、システム映像制御部３３は、右目用映写装置２および左目用映写装置３による前記投影動作が同期するよう制御し、プロジェクタ制御部３４において、各電動機１２，２１，１７０の回転制御と、前記ビーム光発生手段１１の発光制御が同期するように実行される。前記システム全体制御部３２、システム映像制御部３３およびプロジェクタ制御部３４は、コンピュータによって実現される。
【００５５】
図１０は、前記のように制御される各電動機１２，２１，１７０の回転速度の変化を示すタイムチャート図と、電動機１７０によって出力される出力軸３０の回転速度の変化を示すタイムチャート図である。図１０（ａ）は、第２リール駆動手段２０の電動機２１の回転速度の変化を示しており、一定速度に維持される。また、図１０（ｂ）はシャッタ駆動手段（電動機）１２の回転速度の変化を示しており、一定速度に維持される。さらに、図１０（ｃ）は第１リール駆動手段１７の電動機１７０、すなわち、入力軸２５の回転速度の変化を示しており、一定速度に維持される。これらは、いずれも同期するよう前記プロジェクタ制御部３４によって制御される。そして、図１０（ｄ）は第１リール駆動手段１７における出力軸３０の回転速度の変化を示しており、第１リール駆動手段１７を構成する前記パラレルカム機構の作用によって、一定速度で連続回転する入力軸２５の回転が間欠回転に変換されて出力軸３０に出力されることを示している。
【００５６】
このように、電動機１７０は一定速度で連続回転し、電動機自体を間欠回転するよう制御するものではないから、３種の電動機１２，２１，１７０の同期制御が極めて簡易で、電動機電源増幅器や電動機制御機などの複雑な制御装置を要さず、多軸制御可能な汎用の制御装置を使用することができ、電動機としてもサーボモータなどの安価な交流モータを使用することができる。さらに、一台の制御装置で多軸制御が可能となることにより、右目用および左目用映写装置２，３に使用している全ての電動機を一括で制御でき、立ち上がり速度を同期させて、左右の映像のコマズレの発生を効果的に抑制することができる。
【００５７】
なお、本実施形態の第１リール駆動手段１７では、入力軸２５の１回転で、出力軸３０が１／３回転するパラレルカム機構を採用しているが、これに限定されず、たとえば、１／２回転あるいは１／４回転するようなパラレルカム機構も採用することができる。これらは、第１ホロアおよび第２ホロアの数および配置の設定などによって実現される。また、シャッタ部材９の開口９１の数を３個としたが、これに限定されず、たとえば、２個あるいは４個とすることも可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１ ３次元映像映写システム
２ 右目用映写装置
３ 左目用映写装置
６ スクリーン
９，１０ シャッタ部材
１１ ビーム光発生手段
１１ｃ 投影用ビーム光
１２ シャッタ駆動手段
１３ フィルム
１４ 一方の第１案内リール
１５ 他方の第１案内リール
１６ 間欠案内リール
１７ 第１リール駆動手段
１８ 一方の第２案内リール
１９ 他方の第２案内リール
２０ 第２リール駆動手段
２５ 入力軸
２６ 第１カム部材
２７ 第２カム部材
２８ 第１回転体
２９ 第２回転体
３０ 出力軸
３４ 制御手段
２６１ 第１カム面
２７１ 第２カム面
２８１，２８２，２８３ 第１ホロア
２９１，２９２，２９３ 第２ホロア
Ｄ フィルム送り方向
Ｆ フィルム送り経路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光透過開口を有するシャッタを連続回転させるシャッタ部と、フィルムを間欠的に送り駆動するフィルム間欠送り部と、フィルムを送り方向に連続的に送り駆動するフィルム連続送り部とが、独立した３つの駆動系によって同期して駆動される３軸独立駆動の映写装置およびこれを用いた３次元映像映写システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
遊園地やテーマパークなどには、３次元立体映像を用いたアトラクション施設が設けられている。３次元立体映像を実現する方法としては、様々な方法が発案されているが、一例として次のような方法によって実現することができる。
【０００３】
この方法では、右目用の映像を投影する右目用映写装置と、左目用の映像を投影する左目用映写装置とを設け、これらの映写装置を同期運転させて、右目用の映像と左目用の映像とをスクリーンに同時に投影し、この投影された映像を、看者が偏光めがねを装着した状態で視認することによって、３次元立体映像を看取することができる。
【０００４】
３次元立体映像を投影する映写装置は、光透過開口を有するシャッタを連続回転させるシャッタ部と、フィルムを間欠的に送り駆動するフィルム間欠送り部と、フィルムを送り方向に連続的に送り駆動するフィルム連続送り部とを備え、これらが独立した３つの駆動系によって同期して駆動される３軸独立駆動の映写機が用いられている。
【０００５】
このような映写装置では、各駆動部を独立した電動機によって運転している。映写フィルムのコマ送りは、「間欠送り」であるために、フィルム間欠送り部の駆動部に備えられる電動機は一コマの投影中はフィルムの送りを停止し、一定時間経過後に次の一コマまでフィルムを送るように制御される。たとえば、静止映像を３０コマ／秒で投影して動画を映写する場合、電動機は１／３０秒周期で断続運転制御される。
【０００６】
前記断続運転制御においては、具体的には、フィルム間欠送りを実現する駆動部に接続される電動機に、フィルム送りの瞬時に過負荷状態になる起動電流を流し、停止制動時に起動電流とは逆の電流を流すことによって、電動機を間欠駆動運転させ、これを繰り返すことでフィルム間欠送りを行なっている。
【０００７】
しかしながら、このような運転状態を長時間続けると、電動機は発熱して高温になり、絶縁材の性能が低下して、絶縁不良が発生してしまうという問題がある。また電動機が直流電動機の場合には、整流子やブラシに過度な電流が流れることになり、整流子部の焼損やブラシの異常磨耗が発生してしまうという問題もある。さらに電動機に、短時間での起動および停止を繰り返し要求するため、通常の回転子を持った直流電動機または交流電動機を、フィルム間欠送り部分に用いることができず、該部分には、回転する慣性モーメント（イナーシャー）が極度に低い特殊な電動機を使用する必要がある、といった問題も生じる。
【０００８】
このような問題を解消するために、電動機の出力軸にゼネバ歯車機構を取付けて、電動機を連続運転し、このゼネバ歯車機構によって、フィルムの間欠送りを実現する映写装置が提案されている（たとえば特許文献１参照）。この従来技術に係る映写装置では、電動機を一定速度で回転制御をすることによって、フィルムの間欠送り動作を実現することができるので、前述した映写装置の問題点を解消することができる。
【０００９】
図１１は、従来技術に係る映写装置が備えるゼネバ歯車機構の構成を示す図である。従来技術の映写装置に用いられるゼネバ歯車機構は、ホロア３０１とカム３１０とによって構成される。ホロア３０１は、円盤状のホロア本体３０２と、ホロア本体３０２の一表面にホロア本体３０２から突出して形成され、角度θ１に亘って周方向に分断された直円筒状の一部を成す案内面３０３を有する案内突条３０４と、前記一表面の半径方向外方の位置にホロア本体３０２から突出して形成される円柱状のピン３０５とを有する。ホロア本体３０２の中心には、軸孔３０６が形成され、この軸孔３０６には、入力軸３０７が嵌まり込んで固定されている。
【００１０】
案内突条３０４の回転方向Ａの上流に臨む端面３０８と、案内突条３０４の回転方向Ａの下流に臨む端面３０９とは、角度θ１をあけて周方向に離間している。ピン３０５は、各端面３０８，３０９の周方向中央位置に形成される。具体的に説明すると、ピン３０５は、図１１において、各端面３０８，３０９が回転軸線Ｌ１に関して成す角度θ１の１／２の角度位置、すなわちθ１／２＝θ２＝θ３を成す位置で、かつ回転軸線Ｌ１を含む一半径線に直交する中心軸線Ｌ２上の位置に形成される。
【００１１】
カム３１０は、中心軸線Ｌ３に関して半径方向外方に放射状に、かつ、周方向に角度θ４（１２０°）をなして突出する複数（３つ)の案内凸部３１１と、各案内凸部３１１の基端部が同一平面上で一体的に連なり、出力軸３１３が嵌まり込んで固定される軸孔３１４が形成される基部３１２とを有する。
【００１２】
各案内凸部３１１は、互いに隣接する各一対の案内部分３１５ａ，３１５ｂを有し、各案内部分３１５ａ，３１５ｂ間には、Ｕ字状の第１カム溝３１６が形成される。各案内部分３１５ａ，３１５ｂの周方向に隣接する案内部分３１５ａ，３１５ｂ間には、円弧状の第２カム溝３１７が形成される。各第１カム溝３１６の幅ΔＬ１は、ピン３０５の直径とほぼ同一もしくはやや大きく形成される。
【００１３】
ホロア３０１が回転方向Ａに回転すると、ピン３０５は、カム３１０の第１カム溝３１６の先端から基部に向かって案内される。このときピン３０５の外周面と、第１カム溝３１６の内周面である第１カム面３１８とは当接しまたこのとき案内突条３０４の案内面３０３と、カム３１０の外周面の一部である第２カム面３１９とは当接する。そして、ホロア３０１がさらに回転方向Ａに回転すると、ピン３０５は、第１カム溝３１６の基部側に案内され、これに伴なってカム３１０は、回転方向Ｂに回転する。
【００１４】
カム３１０が回転方向Ｂに４５°回転したとき、ピン３０５は、カム３１０の回転軸線Ｌ３に最も近接する。そして、さらにホロア３０１が回転方向Ａに回転すると、ピン３０５は、カム溝３１６の基部から先端に向かって案内される。カム３１０が回転方向Ｂに１２０°回転すると、ピン３０５と第１カム面３１８との接触はなくなり、カム３１０の回転は中断する。
【００１５】
ホロア３０１の回転方向Ａへの回転は、その後も継続されるが、ピン３０５と第１カム面３１８との接触がなくなった状態でこの回転が継続されるから、カム３１０の回転は停止した状態に維持される。この間、案内突条３０４の案内面３０３は、カム３１０の第２カム面３１９に接触した状態で回転軸線Ｌ１のまわりに回転移動する。そして、ホロア３０１がさらに２４０°回転すると、ピン３０５が、カム３１０の前記とは１２０°下流側に位置するカム溝３１６内に進入してゆく。この進入にともない、ピン３０５は、前記と同様にカム３１０の第１カム溝３１６の先端から基部に向かって案内され、さらに、基部から先端に向かって案内され、これによって、カム３１０は、回転方向Ｂに１２０°回転する。その後、ピン３０５と第１カム面３１８との接触はなくなり、カム３１０の回転は再度中断する。この中断はホロア３０１が２４０°回転する間、継続される。
【００１６】
このように、ホロア３０１の回転軸線Ｌ１まわりの連続回転において、ホロア３０１の１２０°回転に同期してカム３１０も回転軸線Ｌ３まわりに１２０°回転するが、その後のホロア３０１の２４０°回転の間はカム３１０が停止状態に維持される。以上の動作を繰り返えすことによって、カム３１０の間欠回転を実現し、これによってフィルムの間欠送りを実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開平１０−７８６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、映写装置では、３０コマ／秒での間欠送り動作が要求されるので、前述したゼネバ歯車機構によって間欠動作を実現すると、ピン３０５は、案内凸部３１１内を高速で揺動することになり、そのためピン３０５が、第１カム面３１８との摩擦によって磨耗してしまう。そしてピン３０５が磨耗すると、間欠送り動作にばらつきが生じ、これによって各フィルムの同期状態を維持できなくなる。したがって、従来技術では、長期間にわたって３Ｄ立体映像を実現することはできず、また２台の映写装置の同期状態を維持するために、ゼネバ歯車機構を頻繁に交換する必要が生じるという問題がある。
【００１９】
本発明の目的は、長期間にわたって安定した間欠動作でフィルムをコマ送りすることができる映写装置、およびこれを用いた３次元映像映写システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の映写装置は、投影用ビーム光を発生するビーム光発生手段と、
前記ビーム光発生手段から投射される前記投影用ビーム光が通過可能な開口が周方向に等間隔をあけて形成され、各開口が投影用ビーム光の通過経路を順次的に横切る位置に配置されるシャッタ部材と、
前記シャッタ部材を回転駆動するシャッタ駆動手段と、
前記投影用ビーム光の光軸に交差するフィルム送り経路に沿ってフィルムが巻き掛けられて張架される一対の第１案内リールと、
前記一対の第１案内リールのうち予め定める送り方向の下流側に配置される一方の第１案内リールのさらに下流側に配置されて間欠的に回転駆動する間欠案内リールと、
前記間欠案内リールを、１コマ毎に間欠的に回転駆動する第１リール駆動手段と、
前記間欠案内リールよりも前記予め定める送り方向下流側および前記他方の第１案内リールよりも前記予め定める送り方向上流側に設けられる一対の第２案内リールと、
前記一対の第２案内リールを、前記シャッタ駆動手段および前記第１リール駆動手段に同期して、前記送り方向に従う回転方向に連続的に回転駆動する第２駆動手段とを含み、
前記第１リール駆動手段は、
連続的な回転力が入力される入力軸と、
前記入力軸に固定され、第１カム面を有する第１カム部材と、
前記入力軸に固定され、前記第１カム部材の第１カム面とは位相が異なる第２カム面を有する第２カム部材と、
前記第１カム部材の第１カム面によって案内される複数の第１ホロアが周方向に等間隔に設けられる第１回転体と、
前記各第１ホロアとは周方向にずれた角度位置に設けられ、第２カム部材の第２カム面によって案内される複数の第２ホロアを有する第２回転体と、
第１および第２回転体が固定される出力軸とを備え、
前記第１カム面による第１ホロアの運動と、第２カム面による第２ホロアの運動とによって、前記出力軸に間欠的な回転運動が出力されることを特徴とする映写装置である。
【００２１】
本発明に従えば、ビーム光発生手段によって投影用ビーム光が発生される。このビーム光発生手段から投射される前記投影用ビーム光は、シャッタ駆動手段によって回転駆動されるシャッタ部材によって、通過あるいは遮断が成される。前記投影用ビーム光の光軸に交差するフィルム送り経路に沿って送られるフィルムに、通過したビーム光が投射される。このフィルムは、一対の第１案内リールにフィルム送り経路に沿うよう巻き掛けられて張架されており、第１リール駆動手段によって間欠的に回転駆動する間欠案内リールの送り作用を受け、一対の第１案内リールにガイドされて１コマ毎に間欠的に送られる。フィルムの送りが停止しているときにビーム光がフィルムに投射され、フィルムが送られるときにはビーム光が遮断されるように、第１リール駆動手段と同期して、シャッタ部材がシャッタ駆動手段によって回転駆動される。また、前記間欠案内リールよりも前記予め定める送り方向下流側および前記他方の第１案内リールよりも前記予め定める送り方向上流側には、一対の第２案内リールが設けられており、この一対の第２案内リールは、第２駆動手段によって、前記シャッタ駆動手段および前記第１リール駆動手段に同期して、前記送り方向に従う回転方向に連続的に回転駆動される。
【００２２】
そして、前記第１リール駆動手段によって、連続的な回転力が入力される入力軸に固定される第１カム部材および第２カム部材の連続的回転に伴い、第１カム部材の第１カム面による第１回転体の第１ホロアの運動と、第２カム部材の第２カム面による第２回転体の第２ホロアの運動とによって、第１および第２回転体が固定される出力軸に間欠的な回転運動が出力される。この出力軸の間欠的な回転運動によって、フィルムが１コマ毎に間欠的に送られる。
【００２３】
さらに、本発明の映写装置は、前記間欠案内リールと前記一対の第２案内リールのうち前記送り方向の下流側に配置される一方の第２案内リールとの間および前記他方の第１案内リールと前記他方の第２案内リールとの間には、前記フィルムが弛緩させた状態で介在されることを特徴とする。
【００２４】
本発明に従えば、第２案内リールが第２リール駆動手段によって、フィルムの送り方向に従う回転方向に連続的に回転駆動され、前記第１リール駆動手段によるフィルムの間欠送りがなされても、第２リール駆動手段によるフィルム送り力がフィルムの弛緩部分で吸収されるから、光ビームの投射部分においては、フィルムが所定の間欠パターンに確実に倣った状態で安定したコマ送りが実現され、映像の乱れ等が生じるおそれがない。また、フィルムに過重な張力がかからず、フィルムに破断等の毀損が生じるおそれもない。
【００２５】
また、本発明の３次元映像映写システムは、前記いずれかの映写装置から成り、右目用画像が記録された右目用フィルムの画像を、予め定める設置位置に設けられるスクリーン上に投影する右目用映写装置と、
前記いずれかの映写装置から成り、左目用画像が記録された左目用フィルムの画像を、前記スクリーン上に投影する左目用映写装置と、
前記右目用映写装置および左目用映写装置を、投影動作が同期するように制御する制御手段とを含むことを特徴とする３次元映像映写システムである。
【００２６】
本発明に従えば、右目用画像が記録された右目用フィルムの画像をスクリーン上に投影する右目用映写装置および左目用画像が記録された左目用フィルムの画像を同一のスクリーン上に投影する左目用映写装置が、投影動作が同期するよう、制御手段によって制御され、これによって、スクリーン上には３次元の映像が映写される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、第１リール駆動手段によって第１リールが間欠駆動されるので、ゼネバ歯車機構のような断続的な間欠アクション時における機構上の衝撃が少なく、衝撃荷重が大きく発現することによって部品の短寿命化に繋がるような不具合が生じない。
【００２８】
また、フィルムの間欠送り動作が、第１リール駆動手段を構成する連続した接触状態の機構によって成されるから、断続的な間欠動作時における機構上の衝撃の発生が極めて少なく円滑に運転され、振動による影響がなく、画質低下を生じない。また、第１リール駆動手段の駆動源としての電動機自体が間欠動作をしないため、設計上必要なトルクと出力を持ったサーボ型電動機であれば適用が可能であり、汎用性があり、設計上の自由度が向上される。
【００２９】
このような映写装置を用いて構成される３次元映像映写システムにおいては、その制御手段として、電動機電源増幅器や電動機制御器などの専用の制御手段を不要とし、汎用で多軸制御が可能なものを使用することができる。一制御手段で多軸制御が可能なことから、右目用映写装置および左目用映写装置で使用する電動機を一括で制御することができ、立ち上がり速度等を同期させて、従来発生していた左右のコマズレの抑制を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態の映写装置２の概略的構成を示す系統図である。
【図２】図１に示す映写装置２を右目用映写装置として用い、映写装置３を左目用映写装置として用いた３次元映像映写システム１による３次元映像の映写原理を説明するための図である。
【図３】図１に示す映写装置２の概略的構成を示す斜視図である。
【図４】映写装置２に採用される第１リール駆動手段１７の側面図である。
【図５】第１リール駆動手段１７を図４の左側から見た正面図である。
【図６】図５の切断面線ＶＩ−ＶＩから見た第１リール駆動手段１７の断面図である。
【図７】図６の切断面線ＶＩＩ−ＶＩＩから見た第１リール駆動手段１７の断面図である。
【図８】第１リール駆動手段１７における入力軸２５の回転に伴う出力軸３０の回転状態を示すシフト線図である。
【図９】３次元映像映写システム１の電気的構成を説明するためのブロック図である。
【図１０】図１０（ａ）は第２リール駆動手段２０用電動機２１の回転速度のタイムチャートを示し、図１０（ｂ）はシャッタ駆動手段１２の回転速度のタイムチャートを示し、図１０（ｃ）は第１リール駆動手段１７における電動機１７０の回転速度のタイムチャートを示し、図１０（ｄ）は第１リール駆動手段１７における出力軸３０の回転速度のタイムチャート図を示す。
【図１１】従来の間欠運動変換手段の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は本発明の一実施形態の映写装置の概略的構成を示す系統図であり、図２は図１に示す映写装置２を右目用映写装置として用い、この映写装置２と同様に構成される映写装置３を左目用映写装置として用いた３次元映像映写システム１による３次元映像の映写原理を説明するための図である。なお、右目用映写装置２は左目用映写装置３と同様に構成されるため、主として右目用映写装置２の構成について説明し、左目用映写装置３の構成については重複する説明は省略する。
【００３２】
まず、図２を参照して、本実施形態の映写装置が適用される３次元映像映写システムを、その前提となる３次元映像撮像システムとともに説明する。この３次元映像映写システム１においては、右目用の映像を投影する右目用映写装置２と、左目用の映像を投影する左目用映写装置３とを設け、２台の映写装置２，３を同期運転させて、右目用の映像４と左目用の映像５とをスクリーン６に同時に投影し、この投影された映像７を、偏光めがね８を装着した看者８０が視認することによって、３次元の立体映像７０として認識することができるよう構成されている。
【００３３】
各映写装置２，３は、間欠的にコマ送りされる画像フィルムの送り動作に同期してビーム光発生手段から発せられるビーム光を遮断および通過させてフィルム１３に投射させるシャッタ部材９，１０を備えている（図１参照）。また、フィルム１３を透過した投影光を偏光する偏光フィルタ４１，５１が、各映写装置２，３の前方に設置されている。右目用の映像４および左目用の映像５は、３次元映像撮像システム１００において、右目用および左目用偏光フィルタ１０３，１０４をそれぞれ取付けた右目映像用および左目映像用撮影カメラ１０１，１０２で、被写体１０５を、被写体１０５の中心軸線に関して両側から撮影し、フィルム１３（図１参照）に記録することによって得ることができる。
【００３４】
このような３次元映像映写システム１においては、フィルム送り、シャッタ駆動、フィルム間欠送りの駆動部を有し、それぞれを電動機（モータ）によって駆動している。フィルムで動画を投影する場合は、静止映像の一コマを連続して投影するために、一コマの投影中はフィルムを送ることを停止し、一定時間経過後に、次の一コマまでフィルムを送る「フィルム間欠送り」をしている。そのため、フィルムの移動中の映像は、「シャッタ機構」によってブロックされて投影されない仕組みとなっている。フィルムの一コマの投影は、滑らかな動画になるほど時間あたりのコマ数が増えるが、世界的な動画の規格から、３０コマ／秒等になっている。一例として、３０コマ／秒の動画映写装置では、「分割フィルム送り装置」が、１／３０秒の断続運転を繰り返して静止映像を３０コマ／秒で投影している。このために、「間欠フィルム送り装置」に吸い込まれるフィルムは、瞬間的な断続運転を円滑にかつ継続的に実施するために、フィルムの映写対象とする複数コマよりも送り方向上流側の領域には、急激な送り移動による過剰な張力増加を抑制するための「余裕」が必要であり、常に弛みをもって「フィルム送り装置」から連続した状態で供給される。
【００３５】
シャッタは等速回転し、パーフォレーションを有するフィルムの１コマに相当する大きさの開口部が形成され、光源から照射された光を開口部を通過させ、開口部に位置決めされたフィルムの１コマの画像をスクリーン６に投影する。
【００３６】
次に、前記右目用および左目用映写装置２，３の構成について説明する。図３は、図１に示す映写装置２の概略的構成を示す斜視図である。本実施形態の映写装置２は、ビーム光発生手段１１と、シャッタ部材９と、シャッタ駆動手段１２と、一対の第１案内リール１４，１５と、間欠案内リール１６と、第１リール駆動手段１７と、第２案内リール１８，１９と、第２駆動手段２０とを含む。
【００３７】
前記ビーム光発生手段１１は投影用ビーム光１１ｃを発生するよう構成される。前記シャッタ部材９は、前記ビーム光発生手段１１から投射される前記投影用ビーム光１１ｃが通過可能な開口９１が周方向に等間隔をあけて形成され、各開口９１が投影用ビーム光１１ｃの通過経路を順次的に通過する位置に配置される。前記シャッタ駆動手段１２は前記シャッタ部材９を連続回転駆動する。前記一対の第１案内リール１４，１５は、前記投影用ビーム光１１ｃの光軸に交差するフィルム送り経路Ｆに沿ってフィルム１３が巻き掛けられて張架されている。前記間欠案内リール１６は、前記一対の第１案内リール１４，１５のうち予め定めるフィルム１３の送り方向Ｄの下流側に配置される一方の第１案内リール１４のさらに下流側に配置されて間欠的に回転駆動する。
【００３８】
前記第１リール駆動手段１７は、前記間欠案内リール１６を１コマ毎に間欠的に回転駆動するよう構成される。前記一対の第２案内リール１８，１９は、前記間欠案内リール１５よりも前記予め定める送り方向Ｄの下流側および前記他方の第１案内リール１５よりも前記予め定める送り方向Ｄの上流側に設けられる。前記第２駆動手段２０は、前記一対の第２案内リール１８，１９を、前記シャッタ駆動手段１２および前記第１リール駆動手段１７に同期して、前記送り方向Ｄに従う回転方向に連続的に回転駆動する。前記フィルム１３には、前記右目用の映像４が記録されている。
【００３９】
前記ビーム光発生手段１１は、光源ランプ１１ａと、この光源ランプ１１ａからの光を集光して投影用ビーム光１１ｃとする集光レンズ１１ｂとを備える。前記シャッタ部材９は、連続回転する電動機からなるシャッタ駆動手段１２の出力軸に固着された回転円板９０からなり、前記開口９１は、この回転円板９０を周方向に６０°毎に間隔をあけて切欠き、６０°の開き角を成す扇形に形成されている。第２駆動手段２０は、連続回転する電動機２１と、この電動機２１の出力軸に固着された駆動用プーリ２２と、前記一対の第２案内リール１８，１９に同軸に固着された従動用プーリ１８ａ，１９ａおよび駆動用プーリ２２にそれぞれ巻きかけられたタイミングベルト２３，２４とを備える。
【００４０】
電動機２１の回転によって、一対の第２案内リール１８，１９が前記送り方向Ｄに従う回転方向ｂ、ｃに連続的に回転駆動される。一対の第１案内リール１４，１５には、送られるフィルム１３をガイドするガイドリール１４ａ、１５ａがそれぞれと対を成すよう設けられている。この一対の第１案内リール１４，１５とこれらに対を成すよう設けられるガイドリール１４ａ、１５ａとにより、投影用ビーム光１１ｃの投影位置においてフィルム１３がばた付くことなく走行する。また、間欠案内リール１６には、送られるフィルム１３をその周面に沿うようガイドするフィルム押さえ部材１６ａが設けられている。さらに、前記一対の第２案内リール１８，１９には、送られるフィルム１３をその周面に沿うようガイドするフィルム押さえ部材１８ｂ、１９ｂが設けられている。一方の第２案内リール１８に設けられるフィルム押さえ部材１８ｂは、支持軸１８ｃを支点として矢印ｅのように揺動自在に支持され、第２案内リール１８の周面に対して接離可能とされている。前記間欠案内リール１６および一対の第２案内リール１８，１９のそれぞれには、それぞれの軸線方向両端部の周方向に沿って、フィルム１３の幅方向両端部に長手方向に沿って形成される図示しないパーフォレーションに嵌まり込む多数の爪（図示を省略）が等間隔で形成されている。
【００４１】
前記第２リール駆動手段２０の駆動用プーリ２２は、電動機２１の連続回転によって、矢印a方向に回転し、これによって、前記一対の第２案内リール１８，１９は、フィルム１３を前記Ｄ方向に送るよう、それぞれ矢印ｂ，ｃ方向に回転する。また、間欠案内リール１６は、第１リール駆動手段１７の間欠駆動により、フィルム１３を前記Ｄ方向に間欠送りするよう矢印ｄ方向に間欠回転する。このように、一対の第２案内リール１８，１９は連続回転するが、間欠案内リール１６は間欠回転するので、フィルム１３の送り量に時間的な差が生じ、前記他方の第１案内リール１５と他方の第２案内リール１９との間にはフィルム１３の弛緩部１３ａが形成される。また、間欠案内リール１６と前記一方の第２案内リール１８との間に、弛緩部１３ｂを形成するとともに、間欠案内リール１６が停止しているときに、前記フィルム押さえ部材１８ｂを退避させて、フィルム１３に対する送り力が付与されないようにしている。これによって、間欠案内リール１６と前記一方の第２案内リール１８との回転動作の違いによって、フィルム１３に過重な張力がかからず、間欠案内リール１６によるフィルム１３の間欠送りが円滑になされる。
【００４２】
このような構成の映写装置２において、ビーム光発生手段１１からの投影用ビーム光１１ｃはシャッタ部材９に投射される。そして、一コマの投影中はフィルム１３を送ることを停止し、投影用ビーム光１１ｃは、シャッタ部材９の開口９１を通過してフィルム１３に投影される。開口９１を通過しフィルム１３の１コマの映像が反映された投影光１１ｄはスクリーン６（図２参照）に投影されて映写され、この映写は左右の映写装置２，３によって同時に成され、前記のように偏光めがね８によって看者８０をして３次元の立体映像７０が視聴し得る映像７として映写される。そして、一定時間経過後には、次の一コマまでフィルム１３を送るフィルム分割送りがなされる。そのために、フィルム１３の移動中の映像は、シャッタ部材９の回転円板９０によってブロックされて投影されないようシャッタ駆動手段１２が、間欠案内リール１６の動作と同期して回転駆動するよう構成されている。
【００４３】
図４は映写装置２に採用される第１リール駆動手段１７の側面図であり、図５は第１リール駆動手段１７を図４の左側から見た正面図であり、図６は図５の切断面積ＶＩ−ＶＩから見た第１リール駆動手段１７の断面図であり、図７は図６の切断面積ＶＩＩ−ＶＩＩから前記第１リール駆動手段１７の断面図である。第１リール駆動手段１７について、図４〜図７を参照して説明する。本実施形態の第１リール駆動手段１７は、連続回転する電動機１７０と、パラレルカム機構を内装するカムハウジング１７１と、出力軸ハウジング１７２とを連接した状態で備えている。電動機１７０の出力軸にはその連続的な回転力が入力される入力軸２５が連結され、該入力軸２５は、前記カムハウジング１７１にベアリング２５ａ、２５ｂを介して軸回転可能に支持されている。カムハウジング１７１内において、前記入力軸２５には、２枚の板カムからなる第１カム部材２６および第２カム部材２７が、入力軸２５の軸線に直交するよう固定されている。第１カム部材２６および第２カム部材２７は、いずれも遠心方向に膨出する第１カム面２６１および第２カム面２７１を有しており、該第１カム面２６１および第２カム面２７１の周方向の位相が互いに異なるように入力軸２５に固定されている。また、第１カム面２６１および第２カム面２７１の形状は、入力軸２５の径線を中心に線対称の形状とされている。
【００４４】
前記カムハウジング１７１内の上半部には、前記第１カム部材２６の第１カム面２６１によって案内される３個の第１ホロア２８１，２８２，２８３が周方向に等間隔（１２０°ピッチ）に設けられる第１回転体２８と、前記各第１ホロア２８１，２８２，２８３とは周方向に６０°ずれた角度位置に設けられ、第２カム部材２７の第２カム面２７１によって案内される３個の第２ホロア２９１，２９２，２９３を有する第２回転体２９とが、出力軸３０とともに軸回転可能に備えられている。第１および第２回転体２８，２９は、図示では一体物からなり、出力軸３０に直交するよう一体に固定されている。出力軸３０は前記入力軸２５に平行とされ、前記カムハウジング１７１にベアリング３０ａ，３０ｂによって軸回転可能に支持されている。第１ホロア２８１，２８２，２８３および第２ホロア２９１，２９２，２９３は、前記一体の第１および第２回転体２８，２９の表裏に設けられ、いずれも同径のローラ形状とされている。このローラ形状の第１ホロア２８１，２８２，２８３および第２ホロア２９１，２９２，２９３の軸線は入力軸２５および出力軸３０の軸線と平行とされている。これらの機構は、パラレルカム機構を構成し、前記カムハウジング１７１内に、図示を省略する潤滑油とともに収納されている。
【００４５】
なお、図６では、便宜上第１ホロア２８１，２８２，２８３および第２ホロア２９１，２９２，２９３のうち一部の図示を省略している。
【００４６】
前記のように構成される第１リール駆動手段１７は、前述の通り公知のパラレルカム機構に相当し、図示の例では入力軸２５の１回転で出力軸３０が１／３回転（１２０°）ずつ断続回転するよう構成されたものである。この動作を、図７および図８を参照して説明する。
【００４７】
図７において、第１カム面２６１のカム作用起点となる裾部２６１ａに第１ホロア２８１が接しており、この状態で入力軸２５が矢印ｘ方向に回転すると、第１カム面２６１の斜面２６１ｂの第１ホロア２８１に対する作用によって、第１ホロア２８１が図７の右上方に押出され、第１回転体２８が第２回転体２９とともに矢印ｙ方向に回転し、出力軸３０も矢印ｙ方向に回転する。この回転作用に伴い、第２ホロア２９１が、第２カム面２７１の立ち上がり基部２７１ａの回転方向上流側に近接して設けられた凹部２７２に嵌り込む。第１ホロア２８１が、図７の２点鎖線位置に示すように前記斜面２６１ｂの終端部２６２ｃに達すると、第２ホロア２９１が第２カム面２７１の立ち上がり基部２７１ａに当接する。前記終端部２６２ｃに連続する第１カム面２６１の頂部２６１ｄは、入力軸２５の軸線からの距離が増大しない平坦面とされ、したがって、入力軸２５の回転がさらに継続しても、この頂部２６１ｄは第１ホロア２８１に対してさらに右上方に押出すような力は作用しない。
【００４８】
第２カム面２７１の立ち上がり基部２７１ａに連続する凸曲状斜面２７１ｂは第２ホロア２９１に作用し、第２ホロア２９１が右上方に押出され、第２回転体２９が第１回転体２８とともに矢印ｙ方向に回転し、出力軸３０も矢印ｙ方向に引続き回転する。第２カム面２７１の斜面２７１ｂが第２ホロア２９１に作用する過程で、第１回転体２８の次の第１ホロア２８２が、前記第１カム面２６１の頂部２６１ｄから凸曲状斜面２６１ｅを経て連続的に形成された凹部２６２に嵌り込む。そして、第２ホロア２９１が前記傾斜面２７１ｂの終端部２７１ｃに達し、該終端部２７１ｃを過ぎると第２カム面２７１の頂部２７１ｄに第２ホロア２９１が至る。第２カム面２７１の頂部２７１ｄは、第１カム面２６１の頂部２６１ｄと同様に入力軸２５の軸線からの距離が増大しない平坦面とされているから、引き続き入力軸２５がｘ方向に回転しても第１カム面２６１が第２ホロア２９１に対して作用せず、この状態で第１回転体２８および第２回転体２９が前記初期の状態から１２０°回転した位置で静止する。その後の引続く入力軸２５の回転の間、１２０°位置移動した第１ホロア２８２および第２ホロア２９２が、図７に示す第１ホロア２８１および第２ホロア２９１と同じ位置で静止した状態で、第１カム部材２６および第２カム部材２７の入力軸２５の軸線を曲率中心とする非作用曲面２６３，２７３を相対摺接する。
【００４９】
引続く入力軸２５のｘ方向の回転により、１回転した第１カム部材２６および第２カム部材２７のそれぞれのカム面２６１，２７１は、第１ホロア２８２および第２ホロア２９２に同様に作用し、第１回転体２８、第２回転体２９および出力軸３０が１２０°回転し、その後停止する。さらに、引続く入力軸２５のｘ方向の回転により、第１カム部材２６および第２カム部材２７のそれぞれのカム面２６１，２７１は、第１ホロア２８３および第２ホロア２９３に同様に作用し、第１回転体２８、第２回転体２９および出力軸３０がさらに１２０°回転し、その後停止する。このようにして、入力軸２５の１回転毎に、出力軸３０が１２０°回転した後静止し、入力軸２５の連続的な回転によってこれが繰り返され、出力軸３０の一定間隔の間欠回転が実現される。
【００５０】
このような構成のパラレルカム機構においては、第１カム部材２６のカム面２６１が第１ホロア２８１，２８２，２８３のいずれかに作用して出力軸３０を所定角度回転させた後、第２カム部材２７のカム面２７１が第２ホロア２９１，２９２，２９３のいずれかに作用して出力軸３０をさらに所定角度回転させ、この複合作用によって出力軸３０を１２０°回転させるよう機能する。したがって、連続回転を断続的な回転に変換する場合における機構的な衝撃が少なく、構成部品の長寿命化が図られるとともに、所定間隔ごとのフィルム１３の間欠送りが的確に成される。
【００５１】
図８は入力軸２５の連続回転に伴う出力軸３０のシフト量（角変化）を示している。第１カム部材２６および第２カム部材２７の第１カム面２６１および第２カム面２７１が、第１ホロア２８１，２８２，２８３および第２ホロア２９１，２９２，２９３のいずれかに作用している間は、出力軸３０が回転する。出力軸３０が１２０°回転して第１カム部材２６および第２カム部材２７が作用域から外れると、出力軸３０がこの１２０°シフトした位置に静止する。入力軸２５が３６０°回転すると、再度第１カム面２６１および第２カム面２７１が、第１ホロア２８１，２８２，２８３および第２ホロア２９１，２９２，２９３のいずれかに作用し、出力軸３０は１２０°回転する。第１カム面２６１および第２カム面２７１の第１ホロア２８１，２８２，２８３および第２ホロア２９１，２９２，２９３のいずれかに対する作用域は、両カム面２６１，２７１の位置関係および形状によって定められ、本実施形態では約６０°とされている。
【００５２】
このような第１リール駆動手段１７の作用により、前記出力軸３０に固着された間欠案内リール１６が矢印ｄ方向に間欠回転し、これに伴い、フィルム１３が矢印Ｄ方向に間欠送りされる。フィルム１３が停止しているときは、前記シャッタ部材９の開口部７１が前記投影用ビーム光１１ｃが通過し得る位置になるよう、また、フィルム１３が矢印Ｄ方向に送られているときは、投影用ビーム光１１ｃがシャッタ部材９の回転円板９０によってブロックされてフィルム１３に投影されないよう、前記シャッタ駆動手段１２が同期駆動制御される。第１リール駆動手段の前記電動機１７０は、たとえば１／６００００ｓｅｃのパルス幅のパルスによってパルス幅制御（略称ＰＷＭ）され、投影用ビーム光１１ｃのフィルム１３に対する投影は５〜１５秒／１シーンの映写となるよう設定される。そして、第１リール駆動手段１７によるフィルム１３の所定間隔ごとの間欠送りが的確に成されることによって、左右の映像のコマの不同調の発生を低減でき、映像品質の高い３次元映像映写を実施することができる。
【００５３】
図９は、本実施形態の３次元映像映写システム１の電気的構成を説明するためのブロック図である。右目用映写装置２および左目用映写装置３の各電動機１２，２１，１７０は、ＡＣ電源３１に接続され、このＡＣ電源３１を動力源としている。ここでは、左目用映写装置３の各電動機も、便宜上右目用映写装置２の対応する電動機１２，２１，１７０と同一の参照符を付している。また、システム全体制御部３２、システム映像制御部３３およびプロジェクタ制御部３４を備え、それぞれのシステムの制御がなされる。以下、さらに具体的に説明する。前記各電動機１２，２１，１７０は、それぞれオペアンプ１２Ａ，２１Ａ，１７０Ａを介してＡＣ電源３１に接続され、プロジェクタ制御部３４によってその回転制御がなされる。
【００５４】
システム全体制御部３２は、たとえば、本システム１が採用されるアトラクション等において、ゲスト（図２の看者８０）が乗物に乗って前記映像を視認するよう構成されている場合、この乗物の走行制御等を行う。また、システム映像制御部３３は、右目用映写装置２および左目用映写装置３による前記投影動作が同期するよう制御し、プロジェクタ制御部３４において、各電動機１２，２１，１７０の回転制御と、前記ビーム光発生手段１１の発光制御が同期するように実行される。前記システム全体制御部３２、システム映像制御部３３およびプロジェクタ制御部３４は、コンピュータによって実現される。
【００５５】
図１０は、前記のように制御される各電動機１２，２１，１７０の回転速度の変化を示すタイムチャート図と、電動機１７０によって出力される出力軸３０の回転速度の変化を示すタイムチャート図である。図１０（ａ）は、第２リール駆動手段２０の電動機２１の回転速度の変化を示しており、一定速度に維持される。また、図１０（ｂ）はシャッタ駆動手段（電動機）１２の回転速度の変化を示しており、一定速度に維持される。さらに、図１０（ｃ）は第１リール駆動手段１７の電動機１７０、すなわち、入力軸２５の回転速度の変化を示しており、一定速度に維持される。これらは、いずれも同期するよう前記プロジェクタ制御部３４によって制御される。そして、図１０（ｄ）は第１リール駆動手段１７における出力軸３０の回転速度の変化を示しており、第１リール駆動手段１７を構成する前記パラレルカム機構の作用によって、一定速度で連続回転する入力軸２５の回転が間欠回転に変換されて出力軸３０に出力されることを示している。
【００５６】
このように、電動機１７０は一定速度で連続回転し、電動機自体を間欠回転するよう制御するものではないから、３種の電動機１２，２１，１７０の同期制御が極めて簡易で、電動機電源増幅器や電動機制御機などの複雑な制御装置を要さず、多軸制御可能な汎用の制御装置を使用することができ、電動機としてもサーボモータなどの安価な交流モータを使用することができる。さらに、一台の制御装置で多軸制御が可能となることにより、右目用および左目用映写装置２，３に使用している全ての電動機を一括で制御でき、立ち上がり速度を同期させて、左右の映像のコマズレの発生を効果的に抑制することができる。
【００５７】
なお、本実施形態の第１リール駆動手段１７では、入力軸２５の１回転で、出力軸３０が１／３回転するパラレルカム機構を採用しているが、これに限定されず、たとえば、１／２回転あるいは１／４回転するようなパラレルカム機構も採用することができる。これらは、第１ホロアおよび第２ホロアの数および配置の設定などによって実現される。また、シャッタ部材９の開口９１の数を３個としたが、これに限定されず、たとえば、２個あるいは４個とすることも可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１ ３次元映像映写システム
２ 右目用映写装置
３ 左目用映写装置
６ スクリーン
９，１０ シャッタ部材
１１ ビーム光発生手段
１１ｃ 投影用ビーム光
１２ シャッタ駆動手段
１３ フィルム
１４ 一方の第１案内リール
１５ 他方の第１案内リール
１６ 間欠案内リール
１７ 第１リール駆動手段
１８ 一方の第２案内リール
１９ 他方の第２案内リール
２０ 第２リール駆動手段
２５ 入力軸
２６ 第１カム部材
２７ 第２カム部材
２８ 第１回転体
２９ 第２回転体
３０ 出力軸
３４ 制御手段
２６１ 第１カム面
２７１ 第２カム面
２８１，２８２，２８３ 第１ホロア
２９１，２９２，２９３ 第２ホロア
Ｄ フィルム送り方向
Ｆ フィルム送り経路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影用ビーム光を発生するビーム光発生手段と、
前記ビーム光発生手段から投射される前記投影用ビーム光が通過可能な開口が周方向に等間隔をあけて形成され、各開口が投影用ビーム光の通過経路を順次的に通過する位置に配置されるシャッタ部材と、
前記シャッタ部材を回転駆動するシャッタ駆動手段と、
前記投影用ビーム光の光軸に交差するフィルム送り経路に沿ってフィルムが巻き掛けられて張架される一対の第１案内リールと、
前記一対の第１案内リールのうち予め定める送り方向の下流側に配置される一方の第１案内リールのさらに下流側に配置されて間欠的に回転駆動する間欠案内リールと、
前記間欠案内リールを、１コマ毎に間欠的に回転駆動する第１リール駆動手段と、
前記間欠案内リールよりも前記予め定める送り方向下流側および前記他方の第１案内リールよりも前記予め定める送り方向上流側に設けられる一対の第２案内リールと、
前記一対の第２案内リールを、前記シャッタ駆動手段および前記第１リール駆動手段に同期して、前記送り方向に従う回転方向に連続的に回転駆動する第２駆動手段とを含み、
前記第１リール駆動手段は、
連続的な回転力が入力される入力軸と、
前記入力軸に固定され、第１カム面を有する第１カム部材と、
前記入力軸に固定され、前記第１カム部材の第１カム面とは位相が異なる第２カム面を有する第２カム部材と、
前記第１カム部材の第１カム面によって案内される複数の第１ホロアが周方向に等間隔に設けられる第１回転体と、
前記各第１ホロアとは周方向にずれた角度位置に設けられ、第２カム部材の第２カム面によって案内される複数の第２ホロアを有する第２回転体と、
第１および第２回転体が固定される出力軸とを備え、
前記第１カム面による第１ホロアの運動と、第２カム面による第２ホロアの運動とによって、前記出力軸に間欠的な回転運動が出力されることを特徴とする映写装置。
【請求項２】
前記間欠案内リールと前記一対の第２案内リールのうち前記送り方向の下流側に配置される一方の第２案内リールとの間および前記他方の第１案内リールと前記他方の第２案内リールとの間には、前記フィルムが弛緩させた状態で介在されることを特徴とする請求項１に記載の映写装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の映写装置から成り、右目用画像が記録された右目用フィルムの画像を、予め定める設置位置に設けられるスクリーン上に投影する右目用映写装置と、
請求項１または２に記載の映写装置から成り、左目用画像が記録された左目用フィルムの画像を、前記スクリーン上に投影する左目用映写装置と、
前記右目用映写装置および左目用映写装置を、投影動作が同期するように制御する制御手段とを含むことを特徴とする３次元映像映写システム。
【請求項１】
投影用ビーム光を発生するビーム光発生手段と、
前記ビーム光発生手段から投射される前記投影用ビーム光が通過可能な開口が周方向に等間隔をあけて形成され、各開口が投影用ビーム光の通過経路を順次的に通過する位置に配置されるシャッタ部材と、
前記シャッタ部材を回転駆動するシャッタ駆動手段と、
前記投影用ビーム光の光軸に交差するフィルム送り経路に沿ってフィルムが巻き掛けられて張架される一対の第１案内リールと、
前記一対の第１案内リールのうち予め定める送り方向の下流側に配置される一方の第１案内リールのさらに下流側に配置されて間欠的に回転駆動する間欠案内リールと、
前記間欠案内リールを、１コマ毎に間欠的に回転駆動する第１リール駆動手段と、
前記間欠案内リールよりも前記予め定める送り方向下流側および前記他方の第１案内リールよりも前記予め定める送り方向上流側に設けられる一対の第２案内リールと、
前記一対の第２案内リールを、前記シャッタ駆動手段および前記第１リール駆動手段に同期して、前記送り方向に従う回転方向に連続的に回転駆動する第２駆動手段とを含み、
前記第１リール駆動手段は、
連続的な回転力が入力される入力軸と、
前記入力軸に固定され、第１カム面を有する第１カム部材と、
前記入力軸に固定され、前記第１カム部材の第１カム面とは位相が異なる第２カム面を有する第２カム部材と、
前記第１カム部材の第１カム面によって案内される複数の第１ホロアが周方向に等間隔に設けられる第１回転体と、
前記各第１ホロアとは周方向にずれた角度位置に設けられ、第２カム部材の第２カム面によって案内される複数の第２ホロアを有する第２回転体と、
第１および第２回転体が固定される出力軸とを備え、
前記第１カム面による第１ホロアの運動と、第２カム面による第２ホロアの運動とによって、前記出力軸に間欠的な回転運動が出力されることを特徴とする映写装置。
【請求項２】
前記間欠案内リールと前記一対の第２案内リールのうち前記送り方向の下流側に配置される一方の第２案内リールとの間および前記他方の第１案内リールと前記他方の第２案内リールとの間には、前記フィルムが弛緩させた状態で介在されることを特徴とする請求項１に記載の映写装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の映写装置から成り、右目用画像が記録された右目用フィルムの画像を、予め定める設置位置に設けられるスクリーン上に投影する右目用映写装置と、
請求項１または２に記載の映写装置から成り、左目用画像が記録された左目用フィルムの画像を、前記スクリーン上に投影する左目用映写装置と、
前記右目用映写装置および左目用映写装置を、投影動作が同期するように制御する制御手段とを含むことを特徴とする３次元映像映写システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−３４００３（Ｐ２０１１−３４００３Ａ）
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８２８１８（Ｐ２００９−１８２８１８）
【出願日】平成２１年８月５日（２００９．８．５）
【出願人】（５００４０３８６０）株式会社ユー・エス・ジェイ (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月５日（２００９．８．５）
【出願人】（５００４０３８６０）株式会社ユー・エス・ジェイ (3)
【Ｆターム（参考）】
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