JP2001036837A - 複数画像合成装置 - Google Patents
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- G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
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- G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
- G02B30/50—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images the image being built up from image elements distributed over a 3D volume, e.g. voxels
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- Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
- Display Devices Of Pinball Game Machines (AREA)
- Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
- Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
三次元空間の画定された容積内に複数の画像／可視事象
の合成体を生成するための画像合成装置および方法であ
って、(a)前後に、(b)並んで、(c)重ね合わせおよび交
差させて配される隣接形式で表示される少なくとも一つ
の投影された実像を具備している。装置は、視覚的ソー
ス（１１０，１１２）および凹面鏡（１１４）、ビーム
・スプリッター（１１６）およびスクリム／スクリーン
構造体とからなる光学的要素の異なる唯一の配列を組み
入れている。システムの重要な変形は、投影された実像
が、影、閉塞、遠近、動作視差、大きさ対深さ、明るさ
（彩度）対深さ、鮮明度対深さよりなる群から選択され
る三次元画像合図を含む画像生成データストリームから
供給されることである。この発明のさらに重要な変形
は、システムが、画像の一以上の特性あるいは外観を操
作させるようにして、観者／ユーザに投影された実像へ
の直接的な相互作用を可能とすることである。
の合成体を生成するための画像合成装置および方法であ
って、(a)前後に、(b)並んで、(c)重ね合わせおよび交
差させて配される隣接形式で表示される少なくとも一つ
の投影された実像を具備している。装置は、視覚的ソー
ス（１１０，１１２）および凹面鏡（１１４）、ビーム
・スプリッター（１１６）およびスクリム／スクリーン
構造体とからなる光学的要素の異なる唯一の配列を組み
入れている。システムの重要な変形は、投影された実像
が、影、閉塞、遠近、動作視差、大きさ対深さ、明るさ
（彩度）対深さ、鮮明度対深さよりなる群から選択され
る三次元画像合図を含む画像生成データストリームから
供給されることである。この発明のさらに重要な変形
は、システムが、画像の一以上の特性あるいは外観を操
作させるようにして、観者／ユーザに投影された実像へ
の直接的な相互作用を可能とすることである。
Description
【０００１】関連出願への言及と他の資料の参照による
編入 この出願は、１９９２年１２月３日にスーザン・ケイス
ン・サマー（Suzan Kasen Summer）およびバーカード・
カッツ（Burkhard Katz）によって三次元画像の生成装
置として出願された米国特許第５３１１３５７号の一部
継続出願である、係属中の米国特許出願第０８／１８３
２７８号の一部継続出願であって、前記米国特許は、１
９９２年２月１８日にバーカード・カッツによって出願
されたＰ４２０４８２１．４、１９９２年１月２８日に
バーカード・カッツおよびスーザン・ケイスン・サマー
によって出願されたＰ４２０２３０３．３および１９９
２年８月２６日にバーカード・カッツによって出願され
たＰ４２２８４５１．１の３つの独国特許出願に基づく
優先権を請求している。米国特許’３５７および上述し
た３つの独国優先権主張出願の全内容（すなわち、明細
書、請求の範囲および図面）は、参照によって、この出
願に組み入れられている。これら３つの独国優先権主張
出願は、特許’３５７の公式包袋の一部を構成しかつ含
まれている。また、参照によりここに明確に組み込まれ
ているのは、ウェルク（Welck）の「相互の頂点が他の
焦点に一致する２つの湾曲した回転形状の放物面の反射
体を有する実像投影システム」と題される米国特許第４
８０２７５０号、モンロー（Monroe）の「実像幻影の生
成装置および方法」と題される米国特許第５２５７１３
０号、および、「物体の投影装置」と題されるスイス国
特許第ＣＨ６７９３４２Ａ５号である。
編入 この出願は、１９９２年１２月３日にスーザン・ケイス
ン・サマー（Suzan Kasen Summer）およびバーカード・
カッツ（Burkhard Katz）によって三次元画像の生成装
置として出願された米国特許第５３１１３５７号の一部
継続出願である、係属中の米国特許出願第０８／１８３
２７８号の一部継続出願であって、前記米国特許は、１
９９２年２月１８日にバーカード・カッツによって出願
されたＰ４２０４８２１．４、１９９２年１月２８日に
バーカード・カッツおよびスーザン・ケイスン・サマー
によって出願されたＰ４２０２３０３．３および１９９
２年８月２６日にバーカード・カッツによって出願され
たＰ４２２８４５１．１の３つの独国特許出願に基づく
優先権を請求している。米国特許’３５７および上述し
た３つの独国優先権主張出願の全内容（すなわち、明細
書、請求の範囲および図面）は、参照によって、この出
願に組み入れられている。これら３つの独国優先権主張
出願は、特許’３５７の公式包袋の一部を構成しかつ含
まれている。また、参照によりここに明確に組み込まれ
ているのは、ウェルク（Welck）の「相互の頂点が他の
焦点に一致する２つの湾曲した回転形状の放物面の反射
体を有する実像投影システム」と題される米国特許第４
８０２７５０号、モンロー（Monroe）の「実像幻影の生
成装置および方法」と題される米国特許第５２５７１３
０号、および、「物体の投影装置」と題されるスイス国
特許第ＣＨ６７９３４２Ａ５号である。
【０００２】発明の背景と概要 この発明は、複数の画像あるいは現実の物体のような複
数の可視事象／視覚刺激体を合成するための装置および
方法論に関し、特に、少なくとも１つの投影された実像
のそのような合成形態に結合することを含む装置および
方法論に関するものである。
数の可視事象／視覚刺激体を合成するための装置および
方法論に関し、特に、少なくとも１つの投影された実像
のそのような合成形態に結合することを含む装置および
方法論に関するものである。
【０００３】視覚的イメージの可能性は、数十年の間、
人々を魅了し捕らえてきており、近年、新たな視覚的イ
メージ技術が現れてくると、驚くべき劇的な視覚的事象
を提供する可能性が、力強く、注意を惹きつける大胆さ
で現れてきた。例えば、テレビや、三次元グラフィクス
および三次元表示、宙に浮いた不思議な画像、その他の
動画の、印象的な注意を惹きつける力は、長い間認めら
れており、かつ、この注意を惹きつける力は、娯楽、宣
伝広告、基本情報伝達、可視化以外の方法では困難な事
象および関係の明確化、医学的診断法およびその他、非
常に多くの創造的な情報伝達を「演ずる」分野における
強力なツールとして広く認識されている。
人々を魅了し捕らえてきており、近年、新たな視覚的イ
メージ技術が現れてくると、驚くべき劇的な視覚的事象
を提供する可能性が、力強く、注意を惹きつける大胆さ
で現れてきた。例えば、テレビや、三次元グラフィクス
および三次元表示、宙に浮いた不思議な画像、その他の
動画の、印象的な注意を惹きつける力は、長い間認めら
れており、かつ、この注意を惹きつける力は、娯楽、宣
伝広告、基本情報伝達、可視化以外の方法では困難な事
象および関係の明確化、医学的診断法およびその他、非
常に多くの創造的な情報伝達を「演ずる」分野における
強力なツールとして広く認識されている。
【０００４】このような環境で、この発明は、画定され
た可視空間内に少なくとも１つの三次元実像を含む非常
に革新的な、多層の調整可能に位置決めできる合成画像
を選択的に合成し得る高度に革新的かつ先進のシステマ
ティックな装置および方法によって、「情報伝達の舞
台」に踏み出しており、そのような進歩は、上述した全
ての分野において（他の多くの分野においても）、従来
技術では開けることも近づくこともできなかった重要な
扉を開くものである。
た可視空間内に少なくとも１つの三次元実像を含む非常
に革新的な、多層の調整可能に位置決めできる合成画像
を選択的に合成し得る高度に革新的かつ先進のシステマ
ティックな装置および方法によって、「情報伝達の舞
台」に踏み出しており、そのような進歩は、上述した全
ての分野において（他の多くの分野においても）、従来
技術では開けることも近づくこともできなかった重要な
扉を開くものである。
【０００５】以下に記述されかつこの発明の一部を構成
する図面に示されているものは、この発明のシステムお
よび方法の多くの主要な実施形態であり、全ての実施形
態は、三次元空間内において、少なくとも１つの実像を
含む多数の画像を合成する核心の能力を提示している。
そこでは、隣接する任意の２つの画像（あるいは可視事
象）が任意の所定の時点において、（ａ）前後に、
（ｂ）並んで、（ｃ）重ね合わせかつ交差させて配され
る形式の内の少なくとも１つによってまとめ上げられ
る。所望であれば、これらの形式は、別の方法で組み合
わせられてもよい。これら形式の各々は、もちろん、観
者の特定の視点に関して採用される。したがって、例え
ば、前後に配される隣接形式は、生成された合成画像を
概略水平線に沿って見ている者だけでなく、より直立す
る軸に沿って合成画像を見ている者についても存在す
る。画像あるいはその任意の構成は、関連するソースが
移動するものであるという事実あるいは合成体を生成す
る役割を果たす移動可能な光学的構造を提供することの
どちらかによって、合成環境において移動可能とされ
る。
する図面に示されているものは、この発明のシステムお
よび方法の多くの主要な実施形態であり、全ての実施形
態は、三次元空間内において、少なくとも１つの実像を
含む多数の画像を合成する核心の能力を提示している。
そこでは、隣接する任意の２つの画像（あるいは可視事
象）が任意の所定の時点において、（ａ）前後に、
（ｂ）並んで、（ｃ）重ね合わせかつ交差させて配され
る形式の内の少なくとも１つによってまとめ上げられ
る。所望であれば、これらの形式は、別の方法で組み合
わせられてもよい。これら形式の各々は、もちろん、観
者の特定の視点に関して採用される。したがって、例え
ば、前後に配される隣接形式は、生成された合成画像を
概略水平線に沿って見ている者だけでなく、より直立す
る軸に沿って合成画像を見ている者についても存在す
る。画像あるいはその任意の構成は、関連するソースが
移動するものであるという事実あるいは合成体を生成す
る役割を果たす移動可能な光学的構造を提供することの
どちらかによって、合成環境において移動可能とされ
る。
【０００６】この発明の特殊な特徴は、例えば、（ａ）
現実の三次元性の知覚を劇的に促進する「同伴する」心
理的な光学的合図（cue）を含む可視画像データベース
自体よりなる三次元画像ソース（現実の物体ソース以
外）と、（ｂ）関連した三次元的な合図を含む関連のあ
る画像（移動あるいは静止）を、このデータベースによ
って提供されるデータストリームから形成するビデオモ
ニタのような二次元スクリーン装置と、（ｃ）そのよう
なスクリーン装置に支持された画像（スクリーン画像）
を獲得し、それを投影された実像の明白な現実の三次元
性から損なわれる骨格や境界のような生理学的な障害に
よっては制限されることのない（妨害されない）設定さ
れた空間内に投影する実像光学投影システムとの間の協
働関係を含んでいる。
現実の三次元性の知覚を劇的に促進する「同伴する」心
理的な光学的合図（cue）を含む可視画像データベース
自体よりなる三次元画像ソース（現実の物体ソース以
外）と、（ｂ）関連した三次元的な合図を含む関連のあ
る画像（移動あるいは静止）を、このデータベースによ
って提供されるデータストリームから形成するビデオモ
ニタのような二次元スクリーン装置と、（ｃ）そのよう
なスクリーン装置に支持された画像（スクリーン画像）
を獲得し、それを投影された実像の明白な現実の三次元
性から損なわれる骨格や境界のような生理学的な障害に
よっては制限されることのない（妨害されない）設定さ
れた空間内に投影する実像光学投影システムとの間の協
働関係を含んでいる。
【０００７】さらに、ここに記載されかつ請求されてい
るこの発明の他の重要な特徴は、ある具体例において、
観者／ユーザが直接的に投影された実像と相互作用し、
実際には、画像の一以上の特性あるいは外観を操作する
ことができるシステムを構築することである。例えば、
この概念を示すために、梨のような果物の一片の実像
を、観者／ユーザが該梨を「把持」することができ、そ
れを、例えば、回転しあるいはその他の移動を行うこと
ができる環境において、空間内に投影することを想像す
ることができる。
るこの発明の他の重要な特徴は、ある具体例において、
観者／ユーザが直接的に投影された実像と相互作用し、
実際には、画像の一以上の特性あるいは外観を操作する
ことができるシステムを構築することである。例えば、
この概念を示すために、梨のような果物の一片の実像
を、観者／ユーザが該梨を「把持」することができ、そ
れを、例えば、回転しあるいはその他の移動を行うこと
ができる環境において、空間内に投影することを想像す
ることができる。
【０００８】この発明のシステムの特別な可能性の１つ
は、以下にさらに詳細に記載されかつ図示されるよう
に、基本的にあるいは概略的に単一の、微少に千鳥状／
斜めに画素化あるいはラスタ化（raster）された平面に
おいて、例えば、ビデオソースから得られるような画像
を、極めて高い解像度を有する投影された実像に合成さ
せる方法で合成することができることである。そのよう
な適用例においては、勿論、最終的な合成画像に帰結す
る数多くのソースが、同一の基礎画像ソースデータから
正確に引き出される。言い換えると、例えば、各ビデオ
画像はこの方式で合成され、この目的のために、同一画
像データが、３つのオリジナルビデオソースの全てにお
いて同時刻に発生していることになる。
は、以下にさらに詳細に記載されかつ図示されるよう
に、基本的にあるいは概略的に単一の、微少に千鳥状／
斜めに画素化あるいはラスタ化（raster）された平面に
おいて、例えば、ビデオソースから得られるような画像
を、極めて高い解像度を有する投影された実像に合成さ
せる方法で合成することができることである。そのよう
な適用例においては、勿論、最終的な合成画像に帰結す
る数多くのソースが、同一の基礎画像ソースデータから
正確に引き出される。言い換えると、例えば、各ビデオ
画像はこの方式で合成され、この目的のために、同一画
像データが、３つのオリジナルビデオソースの全てにお
いて同時刻に発生していることになる。
【０００９】以下の記載により明らかなように、それぞ
れの異なる図面を見ていくと、ここに記載されている各
システムは、その一部が可視化構造として言及されてい
るように、他の開示されたシステムに共通する１以上の
光学部材を有しており、ここに明確に示されている各シ
ステムを通じて、概略、他のシステムの装置とは厳密に
異なる１つの光学装置あるいは機構を有している。ま
た、図示されかつ記載されたシステムに関して、適当な
位置を占め究極的に見ることのできる画像の種々のソー
ス（画像発生ソース、視覚刺激体発生ソース）は他の１
つのシステムと共通であるが、関連する光学部材（シス
テム光学構造）と適当に協働するように、いくらか異な
って配列されている。上述したシステムに結合される異
なる光学部材（装置）は、光学の世界では、個別に知ら
れかつ理解されており、したがって、当業者に周知のこ
れらの部材の位置決め、大きさおよび相対配置について
の詳細な言及は省略する。上記言及によりこの文書に明
確に組み込まれ、図面および記載とともにここに採用さ
れた資料は、一当業者が、開示されかつ議論された多く
のシステムのそれぞれの動作を十分に評価するのみなら
ず、この発明により企図されているような複数の画像の
空間的な合成を可能とするこの発明の核心的貢献（core
contribution）のための多くの可能性を理解するため
の情報の豊富な基礎としても差し支えがない。
れの異なる図面を見ていくと、ここに記載されている各
システムは、その一部が可視化構造として言及されてい
るように、他の開示されたシステムに共通する１以上の
光学部材を有しており、ここに明確に示されている各シ
ステムを通じて、概略、他のシステムの装置とは厳密に
異なる１つの光学装置あるいは機構を有している。ま
た、図示されかつ記載されたシステムに関して、適当な
位置を占め究極的に見ることのできる画像の種々のソー
ス（画像発生ソース、視覚刺激体発生ソース）は他の１
つのシステムと共通であるが、関連する光学部材（シス
テム光学構造）と適当に協働するように、いくらか異な
って配列されている。上述したシステムに結合される異
なる光学部材（装置）は、光学の世界では、個別に知ら
れかつ理解されており、したがって、当業者に周知のこ
れらの部材の位置決め、大きさおよび相対配置について
の詳細な言及は省略する。上記言及によりこの文書に明
確に組み込まれ、図面および記載とともにここに採用さ
れた資料は、一当業者が、開示されかつ議論された多く
のシステムのそれぞれの動作を十分に評価するのみなら
ず、この発明により企図されているような複数の画像の
空間的な合成を可能とするこの発明の核心的貢献（core
contribution）のための多くの可能性を理解するため
の情報の豊富な基礎としても差し支えがない。
【００１０】これから説明しようとする装置に関して,
さらに概略的にいくつか説明すると、種々の光学部材お
よび開示された各システムにおける画像ソースは、各々
の相対的な位置が、観者によって容易に見ることのでき
る空間（可視舞台）内における画像の配置および合成に
帰結するように、相互に作用し、かつ、操作できるよう
に、相互に一体化されなければならず、あるいは、され
ていることはきわめて明白である。いくつかの場合、こ
のシステム統合構造体の性質が、台車、ハウジングある
いは他の明白な種類の骨組の形態をとっているが、他の
システムの実施形態では、特定のシステム統合構造体の
詳細は、そのような構造の存在を特別に表すために提供
される図におけるブラケットによって省略されているこ
とは、図面からきわめて明白である。
さらに概略的にいくつか説明すると、種々の光学部材お
よび開示された各システムにおける画像ソースは、各々
の相対的な位置が、観者によって容易に見ることのでき
る空間（可視舞台）内における画像の配置および合成に
帰結するように、相互に作用し、かつ、操作できるよう
に、相互に一体化されなければならず、あるいは、され
ていることはきわめて明白である。いくつかの場合、こ
のシステム統合構造体の性質が、台車、ハウジングある
いは他の明白な種類の骨組の形態をとっているが、他の
システムの実施形態では、特定のシステム統合構造体の
詳細は、そのような構造の存在を特別に表すために提供
される図におけるブラケットによって省略されているこ
とは、図面からきわめて明白である。
【００１１】上記において示唆された、この発明の装置
および方法によって要求されかつ提供される種々の物体
および重要な利点は、添付図面と関連した以下の記載に
よって、明白なものとなる。
および方法によって要求されかつ提供される種々の物体
および重要な利点は、添付図面と関連した以下の記載に
よって、明白なものとなる。
【００１２】図面の説明 この記載の部分を形成する多くの図面は、性質における
概要であり、正確な大きさあるいは厳密な要素間の相対
的な寸法的関係で表されているものではない。
概要であり、正確な大きさあるいは厳密な要素間の相対
的な寸法的関係で表されているものではない。
【００１３】図１は、この発明にしたがって構成される
画像合成システムの一実施形態を示す概要図であり、投
影された前景実像と背景虚像とを有する合成画像を生成
するために、２つのビデオソースとともに、双扇形実像
プロジェクタおよびプラノ（plano）ビーム・スプリッ
ターを具備している。
画像合成システムの一実施形態を示す概要図であり、投
影された前景実像と背景虚像とを有する合成画像を生成
するために、２つのビデオソースとともに、双扇形実像
プロジェクタおよびプラノ（plano）ビーム・スプリッ
ターを具備している。
【００１４】図２は、この発明の他の実施形態の概要を
示しており、前景の投影された実像と背景虚像とを含む
合成画像を生成するために、ビデオソースに加えて、双
扇形実像プロジェクタと、プラノ型ビーム・スプリッタ
ーと、スクリーン投影ソースとを用いている。
示しており、前景の投影された実像と背景虚像とを含む
合成画像を生成するために、ビデオソースに加えて、双
扇形実像プロジェクタと、プラノ型ビーム・スプリッタ
ーと、スクリーン投影ソースとを用いている。
【００１５】図３は、この発明の他の実施形態を概略的
に示しており、実体表示と投影された実像の重ね合わせ
との間の合成を生成するために、ビデオソースに加え
て、双扇形実像プロジェクタと、三次元物体ディスプレ
イを用いている。
に示しており、実体表示と投影された実像の重ね合わせ
との間の合成を生成するために、ビデオソースに加え
て、双扇形実像プロジェクタと、三次元物体ディスプレ
イを用いている。
【００１６】図４は、この発明の他の実施形態を示して
おり、投影された実像前景および虚像背景を含む合成画
像を生成するために、２つのビデオソースに加えて、双
扇形実像プロジェクタと、プラノ型ビーム・スプリッタ
ーとを用いている。
おり、投影された実像前景および虚像背景を含む合成画
像を生成するために、２つのビデオソースに加えて、双
扇形実像プロジェクタと、プラノ型ビーム・スプリッタ
ーとを用いている。
【００１７】図５は、図４に示されたこの発明をいくら
か変形したものであり、投影された実像前景および背景
虚像よりなる合成画像を生成するために、プラノ型ビー
ム・スプリッターおよび２つのビデオソースに加えて、
実像プロジェクタの単一の扇形状光学部分の協働的な使
用を示している。
か変形したものであり、投影された実像前景および背景
虚像よりなる合成画像を生成するために、プラノ型ビー
ム・スプリッターおよび２つのビデオソースに加えて、
実像プロジェクタの単一の扇形状光学部分の協働的な使
用を示している。
【００１８】図６は、この発明の他の実施形態を示して
おり、投影された実像および２つのビデオソースの内の
１つを表す基調スクリーン画像の合成画像を生成するた
めに、双扇形実像プロジェクタと２つのビデオソースと
を用いている。
おり、投影された実像および２つのビデオソースの内の
１つを表す基調スクリーン画像の合成画像を生成するた
めに、双扇形実像プロジェクタと２つのビデオソースと
を用いている。
【００１９】図７は、図６の実施形態に関連して上記に
記載したものと同種の合成画像を生成するために、プラ
ノ型ビーム・スプリッターに加えて、実像プロジェクタ
の単一の扇形状光学部分を用いている点を除いて、図６
に示したものといくらか類似している本発明の他の実施
形態を示している。
記載したものと同種の合成画像を生成するために、プラ
ノ型ビーム・スプリッターに加えて、実像プロジェクタ
の単一の扇形状光学部分を用いている点を除いて、図６
に示したものといくらか類似している本発明の他の実施
形態を示している。
【００２０】図８は、図６の実施形態に対して図７の実
施形態が異なっているのと同様の構造的方法において図
２の実施形態と相違している点を除いて、図２に示され
た実施形態に関連する他の発明の変形した実施形態を示
している。このシステムは、図２のシステムと同様に、
前景投影実像と背景虚像とからなる合成画像を生成す
る。
施形態が異なっているのと同様の構造的方法において図
２の実施形態と相違している点を除いて、図２に示され
た実施形態に関連する他の発明の変形した実施形態を示
している。このシステムは、図２のシステムと同様に、
前景投影実像と背景虚像とからなる合成画像を生成す
る。
【００２１】図９は、この発明の他の実施形態を示して
おり、前景投影実像と背景の引き伸ばされ／平行にされ
た虚像とを含む合成画像を生成するために、双扇形実像
プロジェクタと、球面鏡と、一対のプラノ型ビーム・ス
プリッターとを使用している。
おり、前景投影実像と背景の引き伸ばされ／平行にされ
た虚像とを含む合成画像を生成するために、双扇形実像
プロジェクタと、球面鏡と、一対のプラノ型ビーム・ス
プリッターとを使用している。
【００２２】図１０は、図９にいくらか類似したこの発
明の一実施形態を示している。ここでは、前景投影実像
と、引き伸ばされ／平行にされた虚像を含む２つの前後
に分割された背景虚像とを具備する合成画像を生成する
ために、双扇形実像プロジェクタ、球面鏡および一対の
プラノ型ビーム・スプリッターに加えて、３つのビデオ
ソースを具備している。
明の一実施形態を示している。ここでは、前景投影実像
と、引き伸ばされ／平行にされた虚像を含む２つの前後
に分割された背景虚像とを具備する合成画像を生成する
ために、双扇形実像プロジェクタ、球面鏡および一対の
プラノ型ビーム・スプリッターに加えて、３つのビデオ
ソースを具備している。
【００２３】図１１は、図９に示された実施形態の変形
として捕らえることのできるこの発明の他の実施形態を
示しており、プラノ型ビーム・スプリッターおよび前景
投影実像と背景の引き伸ばされ／平行にされた虚像とか
らなる合成画像を生成する全体システムと結合される実
像プロジェクタ構造の単一の扇形状光学部分を用いると
いう事実に関して相違している。
として捕らえることのできるこの発明の他の実施形態を
示しており、プラノ型ビーム・スプリッターおよび前景
投影実像と背景の引き伸ばされ／平行にされた虚像とか
らなる合成画像を生成する全体システムと結合される実
像プロジェクタ構造の単一の扇形状光学部分を用いると
いう事実に関して相違している。
【００２４】図１２は、さらに、図１０に示された実施
形態の変形として捕らえることのできるこの発明のシス
テムの他の実施形態を示している。この変形は、図１１
に示された構造が図９に示された構造と異なるのと同じ
ように図１０の構造に対して相違しているものであり、
図１２のシステム構成は、背景虚像に対して、２つの前
後相対変位させられ投影された実像を有する合成画像を
生成することにおいて、さらに相違している。
形態の変形として捕らえることのできるこの発明のシス
テムの他の実施形態を示している。この変形は、図１１
に示された構造が図９に示された構造と異なるのと同じ
ように図１０の構造に対して相違しているものであり、
図１２のシステム構成は、背景虚像に対して、２つの前
後相対変位させられ投影された実像を有する合成画像を
生成することにおいて、さらに相違している。
【００２５】図１３は、図１２に示されたシステムによ
り生成されたものと同様の合成画像構成を生成するシス
テムの変形例を示しており、この図１３のシステムに
は、３つのビデオソースに加えて、各々がそれぞれのプ
ラノ型ビーム・スプリッターに結合されている一対の実
像プロジェクタの単一の扇形状の光学部分が含まれてい
る。
り生成されたものと同様の合成画像構成を生成するシス
テムの変形例を示しており、この図１３のシステムに
は、３つのビデオソースに加えて、各々がそれぞれのプ
ラノ型ビーム・スプリッターに結合されている一対の実
像プロジェクタの単一の扇形状の光学部分が含まれてい
る。
【００２６】図１４および図１５は、この発明に関連し
て構成された劇場環境システムの一形態の概略的な図面
に直接関連しており、図１４は平面図、図１５は側断面
図を示している。図１４および図１５のシステムは、投
影された実像に加えて５つまでの他の分配された画像を
具備する合成画像を生成するために、２つのプラノ型ビ
ーム・スプリッターと、２つの画像プロジェクタとを具
備するカスケード接続された間に挟まれる構造と協働し
て、３つの投影ソースに加えて３つの追加のビデオソー
スを具備している。
て構成された劇場環境システムの一形態の概略的な図面
に直接関連しており、図１４は平面図、図１５は側断面
図を示している。図１４および図１５のシステムは、投
影された実像に加えて５つまでの他の分配された画像を
具備する合成画像を生成するために、２つのプラノ型ビ
ーム・スプリッターと、２つの画像プロジェクタとを具
備するカスケード接続された間に挟まれる構造と協働し
て、３つの投影ソースに加えて３つの追加のビデオソー
スを具備している。
【００２７】図１６および図１７は、相互に関連してお
り、この発明に関連して構成された劇場環境システムの
他の形態を示している。このシステムも、図１４および
図１５に示されるシステムにより生成し得るものといく
らか類似する他の種類の多層合成画像を生成するため
に、３つの投影ソースに加えて３つの追加のビデオソー
スを用いており、かつ、カスケード接続され間に挟まれ
たビーム・スプリッターおよびスクリーン／スクリム構
造体に加えて球面鏡の配置においていくらか相違してい
る。
り、この発明に関連して構成された劇場環境システムの
他の形態を示している。このシステムも、図１４および
図１５に示されるシステムにより生成し得るものといく
らか類似する他の種類の多層合成画像を生成するため
に、３つの投影ソースに加えて３つの追加のビデオソー
スを用いており、かつ、カスケード接続され間に挟まれ
たビーム・スプリッターおよびスクリーン／スクリム構
造体に加えて球面鏡の配置においていくらか相違してい
る。
【００２８】図１８は、さらに、この発明のシステムの
他の実施形態を示しており、一対の投影された実像と、
その２つの実像の下のスクリーン画像と、全ての他の画
像の下の虚像とからなる合成画像を生成するために、４
つのビデオソースに加えて、２つの双扇形実像プロジェ
クタおよびプラノ型ビーム・スプリッターを具備してい
る。
他の実施形態を示しており、一対の投影された実像と、
その２つの実像の下のスクリーン画像と、全ての他の画
像の下の虚像とからなる合成画像を生成するために、４
つのビデオソースに加えて、２つの双扇形実像プロジェ
クタおよびプラノ型ビーム・スプリッターを具備してい
る。
【００２９】図１９は、さらに、この発明の他の参考例
を示しており、ここでは、各プロジェクタのための物体
ソースおよび１つの追加のビデオソースに構成された双
扇形実像プロジェクタの分配された領域の形態が取られ
ている。この実施形態によれば、ビデオソースによって
発生させられたスクリーン支持の可視画像と重ね合わせ
て合成されるの生成を可能とする各ソースごとに１つの
実像の合成積重ねを生成することができる。
を示しており、ここでは、各プロジェクタのための物体
ソースおよび１つの追加のビデオソースに構成された双
扇形実像プロジェクタの分配された領域の形態が取られ
ている。この実施形態によれば、ビデオソースによって
発生させられたスクリーン支持の可視画像と重ね合わせ
て合成されるの生成を可能とする各ソースごとに１つの
実像の合成積重ねを生成することができる。
【００３０】図２０は、さらに、この発明の他の実施形
態を示しており、「画面」、つまりスクリーン／スクリ
ム構造体の画像形成側に投影される背景画像に対して表
示される（スクリーン／スクリム構造体を通して投影さ
れる）前景投影実像よりなる合成画像を生成するため
に、全てが協働させられる、スクリーン／スクリム構造
体の一側に配される双扇形実像プロジェクタと、ビデオ
ソースおよびプロジェクタよりなる一対のソースとを具
備している。
態を示しており、「画面」、つまりスクリーン／スクリ
ム構造体の画像形成側に投影される背景画像に対して表
示される（スクリーン／スクリム構造体を通して投影さ
れる）前景投影実像よりなる合成画像を生成するため
に、全てが協働させられる、スクリーン／スクリム構造
体の一側に配される双扇形実像プロジェクタと、ビデオ
ソースおよびプロジェクタよりなる一対のソースとを具
備している。
【００３１】図２１は、この発明の他の実施形態を示し
ており、双要素と、球面部品と、実像プロジェクタと、
少なくとも部分的に光を透過するプロジェクタ内の要素
の内の１つの背後のスクリーン画像を提供するビデオソ
ースとを具備している。この協働する構造の全てが、投
影された実像を生成するのに効果的な実像プロジェクタ
内の光学要素の１つを通して見ることができる背景スク
リーン画像に対して表示される前景投影実像を具備する
合成画像を生成する。
ており、双要素と、球面部品と、実像プロジェクタと、
少なくとも部分的に光を透過するプロジェクタ内の要素
の内の１つの背後のスクリーン画像を提供するビデオソ
ースとを具備している。この協働する構造の全てが、投
影された実像を生成するのに効果的な実像プロジェクタ
内の光学要素の１つを通して見ることができる背景スク
リーン画像に対して表示される前景投影実像を具備する
合成画像を生成する。
【００３２】図２２は、さらに、示されたものと構造に
おいていくらか類似しているこの発明の他の参考例を示
している。この図２２の構造は、双扇形実像プロジェク
タと、それを通して実像が投影されるスクリム／スクリ
ーン構造体と、そのスクリム／スクリーン構造体の「画
面」側にスクリーン画像を投影しかつ生成するためのプ
ロジェクタとを具備している。この実施形態によれば、
背景のスクリーンに投影された（スクリーン支持）画像
に対して前景投影実像からなる合成画像が生成されるこ
とになる。
おいていくらか類似しているこの発明の他の参考例を示
している。この図２２の構造は、双扇形実像プロジェク
タと、それを通して実像が投影されるスクリム／スクリ
ーン構造体と、そのスクリム／スクリーン構造体の「画
面」側にスクリーン画像を投影しかつ生成するためのプ
ロジェクタとを具備している。この実施形態によれば、
背景のスクリーンに投影された（スクリーン支持）画像
に対して前景投影実像からなる合成画像が生成されるこ
とになる。
【００３３】図２３は、この発明の他の形態を示してお
り、前景投影実像と背景虚像とからなる合成画像を生成
するために両者が一緒に作動する、単一要素の球面鏡の
形態をした実像プロジェクタと、協働するプラノ型ビー
ム・スプリッターとを具備している。
り、前景投影実像と背景虚像とからなる合成画像を生成
するために両者が一緒に作動する、単一要素の球面鏡の
形態をした実像プロジェクタと、協働するプラノ型ビー
ム・スプリッターとを具備している。
【００３４】図２４は、乗車経路に沿って、他の図面に
詳細に示された具体例のいずれか１つに従って構築され
た画像合成システムが複数（図には３つ）分布させられ
た娯楽用乗用車により特徴付けられる娯楽システムの断
片的な平面図を示している。
詳細に示された具体例のいずれか１つに従って構築され
た画像合成システムが複数（図には３つ）分布させられ
た娯楽用乗用車により特徴付けられる娯楽システムの断
片的な平面図を示している。
【００３５】図２５は、図２４を回転して見た図であ
り、図２４に示された画像合成システムの内の１つに近
づく乗り物に乗った観者を、側面の概略的な形態で示し
ている。図２５に示される特定の種類の合成システム
は、後方投影スクリーンから供与されるときに、スクリ
ーン／スクリム構造体の「画面」側に配置されたプロジ
ェクタから供与されるスクリーン画像が投影されたスク
リーン／スクリム構造体を通して、前景実像を投影する
双扇形実像プロジェクタを具備している。
り、図２４に示された画像合成システムの内の１つに近
づく乗り物に乗った観者を、側面の概略的な形態で示し
ている。図２５に示される特定の種類の合成システム
は、後方投影スクリーンから供与されるときに、スクリ
ーン／スクリム構造体の「画面」側に配置されたプロジ
ェクタから供与されるスクリーン画像が投影されたスク
リーン／スクリム構造体を通して、前景実像を投影する
双扇形実像プロジェクタを具備している。
【００３６】図２６は、図１９に示されているものとき
わめてよく似たシステムを示している。しかし、ここで
は、間隔を空けた２つのビデオモニタの各々から同時に
供給されるきわめて高解像度のビデオ画像のためのシス
テムを示している点で相違している。この装置によれ
ば、最終的な解像度を大幅に向上するために、３つのビ
デオソースの各々から特別に得られた画像の有効な千鳥
状のズレによって形成される略単層の投影された実像で
ある合成を得ることができる。この図を明確化するため
に、最終的な投影された実像の３つの構成要素は、実際
には、このシステムの動作において何が起こっているの
かを明確に理解するために、意味ありげに、単一平面の
外に表す方法で示されている。
わめてよく似たシステムを示している。しかし、ここで
は、間隔を空けた２つのビデオモニタの各々から同時に
供給されるきわめて高解像度のビデオ画像のためのシス
テムを示している点で相違している。この装置によれ
ば、最終的な解像度を大幅に向上するために、３つのビ
デオソースの各々から特別に得られた画像の有効な千鳥
状のズレによって形成される略単層の投影された実像で
ある合成を得ることができる。この図を明確化するため
に、最終的な投影された実像の３つの構成要素は、実際
には、このシステムの動作において何が起こっているの
かを明確に理解するために、意味ありげに、単一平面の
外に表す方法で示されている。
【００３７】図２７は、システムの変形された形態の概
略／ブロック図であって、空中に浮遊する三次元的に現
れる画像が、いろいろな心理的に刺激する三次元画像合
図のうちの１つ以上を含む視覚的ソースデータに基づく
実像として投影されている。
略／ブロック図であって、空中に浮遊する三次元的に現
れる画像が、いろいろな心理的に刺激する三次元画像合
図のうちの１つ以上を含む視覚的ソースデータに基づく
実像として投影されている。
【００３８】図２８は、観者／ユーザが、画像の位置に
隣接した領域内において追跡可能な手袋を使用する環境
内において、該ユーザが画像と相互作用することができ
るシステムを表す斜視図である。
隣接した領域内において追跡可能な手袋を使用する環境
内において、該ユーザが画像と相互作用することができ
るシステムを表す斜視図である。
【００３９】図２９は、図２８に示されたものといくら
か似ているシステムを示す概略図であり、これにおいて
は、追跡可能な手袋を身につけたユーザは、洋梨の画像
のような投影された実像と相互作用している。
か似ているシステムを示す概略図であり、これにおいて
は、追跡可能な手袋を身につけたユーザは、洋梨の画像
のような投影された実像と相互作用している。
【００４０】図３０は、図２９に示されたものといくら
か似ているシステムの概要図であり、これにおいては、
ユーザは、追跡可能な手袋を使用しないで、投影された
実像の方向および位置を操作するために、例えば、その
投影された実像をつかむことにより、直接相互作用する
ことができる。
か似ているシステムの概要図であり、これにおいては、
ユーザは、追跡可能な手袋を使用しないで、投影された
実像の方向および位置を操作するために、例えば、その
投影された実像をつかむことにより、直接相互作用する
ことができる。
【００４１】図３１は、ゲーム盤の投影された実像の概
略図であり、これに対して、ユーザは、垂直および水平
な矢印によって図示されているように、ゲームの一部を
構成するプレーヤ、小片等を動かすような方法で相互作
用することを許容されている。
略図であり、これに対して、ユーザは、垂直および水平
な矢印によって図示されているように、ゲームの一部を
構成するプレーヤ、小片等を動かすような方法で相互作
用することを許容されている。
【００４２】発明の詳細な説明 ここで、図面に注目して、まず第一に図１を参照する
と、全体的に符号１００で示されているものは、この発
明に関連して構築された視覚的表示装置の一形態であ
る。この装置１００は、以下に説明するように、可視空
間の画定された容積を占有する符号１０２で全体的に示
される視覚的舞台内に、多数の可視事象、特に、ここで
は、前景の実像１０４と背景の虚像１０６とからなる一
対の画像の合成体を生成するように作動する。観者の視
点は、この図に示されている装置の左側に横向きに配置
されている。
と、全体的に符号１００で示されているものは、この発
明に関連して構築された視覚的表示装置の一形態であ
る。この装置１００は、以下に説明するように、可視空
間の画定された容積を占有する符号１０２で全体的に示
される視覚的舞台内に、多数の可視事象、特に、ここで
は、前景の実像１０４と背景の虚像１０６とからなる一
対の画像の合成体を生成するように作動する。観者の視
点は、この図に示されている装置の左側に横向きに配置
されている。
【００４３】この同一の専門用語（「視覚的舞台」、
「可視空間の画定された容積」および「多数の可視事象
の合成体」）および全体構成は、他の図面に示されてい
る他の全ての特定のシステムの実施形態を特徴付けてい
る。したがって、この専門用語の全ては、他の図面の個
々の説明においては、必ずしも繰り返さないものとす
る。ここで開示される他のシステム装置においてもそう
であるように、装置１００も、視覚刺激体の可視化を達
成するためのシステムとして、さらに、多数の画像の合
成体を生成するためのシステムとして言及されている。
ここで、可視事象および視覚刺激体の語句が使用されて
いるが、これらの文言は、現実の、三次元物体のみなら
ず画像をも含んでいるものと理解されていると解され
る。画像の語句が使用されているが、これは、実像、ス
クリーン画像（すなわち、フィルムプロジェクタ、スラ
イドプロジェクタ、ビデオユニットからのような投影基
準の画像）および虚像を含んでいるものと解される。
「可視空間の画定された容積」および「多数の可視事象
の合成体」）および全体構成は、他の図面に示されてい
る他の全ての特定のシステムの実施形態を特徴付けてい
る。したがって、この専門用語の全ては、他の図面の個
々の説明においては、必ずしも繰り返さないものとす
る。ここで開示される他のシステム装置においてもそう
であるように、装置１００も、視覚刺激体の可視化を達
成するためのシステムとして、さらに、多数の画像の合
成体を生成するためのシステムとして言及されている。
ここで、可視事象および視覚刺激体の語句が使用されて
いるが、これらの文言は、現実の、三次元物体のみなら
ず画像をも含んでいるものと理解されていると解され
る。画像の語句が使用されているが、これは、実像、ス
クリーン画像（すなわち、フィルムプロジェクタ、スラ
イドプロジェクタ、ビデオユニットからのような投影基
準の画像）および虚像を含んでいるものと解される。
【００４４】装置１００を構成する重要な作動可能な構
成要素は、適切に固定され、かつ、ここでシステム統合
構造体としても言及される台車のフレーム１０８内に格
納されている。
成要素は、適切に固定され、かつ、ここでシステム統合
構造体としても言及される台車のフレーム１０８内に格
納されている。
【００４５】装置１００には２つの画像ソースが含まれ
ており、これらは、図１にほぼ真っ直ぐに下方に向かう
大型スクリーンの後方投影ビデオユニット１１０と、図
１において上方に向かう他の小型スクリーンビデオソー
ス１１２である。これら２つのソースの中間位置に配置
されているのは、双扇形放物状の凹面実像プロジェクタ
１１４と、プラノ反射ビーム・スプリッター１１６であ
り、図１に示されるように、相互方向に、かつ、２つの
画像ソースの方向に向かって配置されている。
ており、これらは、図１にほぼ真っ直ぐに下方に向かう
大型スクリーンの後方投影ビデオユニット１１０と、図
１において上方に向かう他の小型スクリーンビデオソー
ス１１２である。これら２つのソースの中間位置に配置
されているのは、双扇形放物状の凹面実像プロジェクタ
１１４と、プラノ反射ビーム・スプリッター１１６であ
り、図１に示されるように、相互方向に、かつ、２つの
画像ソースの方向に向かって配置されている。
【００４６】プロジェクタ１１４は、参照によって組み
入れられているウェルクの特許文献に従って正確に構成
されており、この特許文献に記載されているように正確
に稼動する。このプロジェクタは、光学的に対面する２
つの凹状の反射面を具備しており、これらの反射面は、
相互に不連続に（すなわち、それらの延長面が交差する
ように）空間内に延びている。多くの場合、実像プロジ
ェクタとして、図１の構造内に示されるような放物状の
光学要素に基づく構造を使用することが好ましく、球面
構造、楕円面構造およびその他のような他の凹状の反射
面構造を使用することができる。
入れられているウェルクの特許文献に従って正確に構成
されており、この特許文献に記載されているように正確
に稼動する。このプロジェクタは、光学的に対面する２
つの凹状の反射面を具備しており、これらの反射面は、
相互に不連続に（すなわち、それらの延長面が交差する
ように）空間内に延びている。多くの場合、実像プロジ
ェクタとして、図１の構造内に示されるような放物状の
光学要素に基づく構造を使用することが好ましく、球面
構造、楕円面構造およびその他のような他の凹状の反射
面構造を使用することができる。
【００４７】ビーム・スプリッター１１６は、反射する
ように被覆されたガラス板（あるいはその他同様のも
の）であり、それを通して光を透過することができる。
ように被覆されたガラス板（あるいはその他同様のも
の）であり、それを通して光を透過することができる。
【００４８】図１に示されるシステムの操作において、
プロジェクタ１１４は、ソース１１２の画面から実像１
０４を生成し、ビーム・スプリッター１１６は、ソース
１１０の画面に現れる画像から虚像１０６を生成する。
観者の視点（前述）からは、実像１０４は前景にあり、
虚像１０６は背景にある。
プロジェクタ１１４は、ソース１１２の画面から実像１
０４を生成し、ビーム・スプリッター１１６は、ソース
１１０の画面に現れる画像から虚像１０６を生成する。
観者の視点（前述）からは、実像１０４は前景にあり、
虚像１０６は背景にある。
【００４９】図２は、符号１１８によって、この発明に
関連して構成された視覚的表示装置の他の形態を示して
おり、このシステムによれば、前述した視覚的舞台１０
２にいくらか類似している視覚的舞台１２０内に、前景
の実像１２２と背景の虚像１２４とからなる多数画像の
合成が生成される。
関連して構成された視覚的表示装置の他の形態を示して
おり、このシステムによれば、前述した視覚的舞台１０
２にいくらか類似している視覚的舞台１２０内に、前景
の実像１２２と背景の虚像１２４とからなる多数画像の
合成が生成される。
【００５０】装置１１８の構成部分は、ビデオソース１
２６とプロジェクタ１２８および天井スクリーン１３０
とからなる投影された画像ソースを具備する２つの画像
ソースである。また、装置１１８には、前述したプロジ
ェクタ１１４のような、双扇形実像プロジェクタ１３２
と、前述したビーム・スプリッター１１６と同様のプラ
ノ型ビーム・スプリッター１３４とが含まれている。以
降では、双扇形実像プロジェクタおよびプラノ型ビーム
・スプリッターについて言及するが、これらの個々の構
造は、それぞれ、プロジェクタ１１４，１３２およびビ
ーム・スプリッター１１６，１３４と同様の特徴を有し
ているものと理解される。
２６とプロジェクタ１２８および天井スクリーン１３０
とからなる投影された画像ソースを具備する２つの画像
ソースである。また、装置１１８には、前述したプロジ
ェクタ１１４のような、双扇形実像プロジェクタ１３２
と、前述したビーム・スプリッター１１６と同様のプラ
ノ型ビーム・スプリッター１３４とが含まれている。以
降では、双扇形実像プロジェクタおよびプラノ型ビーム
・スプリッターについて言及するが、これらの個々の構
造は、それぞれ、プロジェクタ１１４，１３２およびビ
ーム・スプリッター１１６，１３４と同様の特徴を有し
ているものと理解される。
【００５１】プロジェクタ１２８からの光はスクリーン
１３０上に画像を形成するようにビーム・スプリッター
１３４を通過し、このスクリーン上の画像は、虚像１２
４を生成するようにビーム・スプリッター１３４を介し
て観者に反射される。図２における観者の視点は、この
図に示される構造の右側に横向きに配置されている。
１３０上に画像を形成するようにビーム・スプリッター
１３４を通過し、このスクリーン上の画像は、虚像１２
４を生成するようにビーム・スプリッター１３４を介し
て観者に反射される。図２における観者の視点は、この
図に示される構造の右側に横向きに配置されている。
【００５２】ビデオソース１２６内に現れる画像から、
プロジェクタ１３２は、前景の実像１２２を生成する。
プロジェクタ１３２は、前景の実像１２２を生成する。
【００５３】ここで、図３に注意を向けると、そこに
は、この発明を具体化する他の視覚的表示システムが示
されている。このシステムは、双扇形実状プロジェクタ
１４０と、ビデオソース１４２と、仮想運動場の形態を
した実物表示１４４と、この物体組織化運動場の上に直
接横たえられるプラノ型ビーム・スプリッター１４６と
が備え付けられたハウジング１３８を具備している。
は、この発明を具体化する他の視覚的表示システムが示
されている。このシステムは、双扇形実状プロジェクタ
１４０と、ビデオソース１４２と、仮想運動場の形態を
した実物表示１４４と、この物体組織化運動場の上に直
接横たえられるプラノ型ビーム・スプリッター１４６と
が備え付けられたハウジング１３８を具備している。
【００５４】このシステム１３６を作動させると、ビデ
オソース１４２から情報を供給されるプロジェクタは、
背景の視覚的イメージあるいは運動場１４４内の物体に
よる事象と視覚的に合成される前景実像１４８を投影す
る。図３の装置に対する観者の視点は、画像１４８およ
び運動場１４４に向かって下向きである。
オソース１４２から情報を供給されるプロジェクタは、
背景の視覚的イメージあるいは運動場１４４内の物体に
よる事象と視覚的に合成される前景実像１４８を投影す
る。図３の装置に対する観者の視点は、画像１４８およ
び運動場１４４に向かって下向きである。
【００５５】図４には、符号１５０によって、２つのビ
デオソース１５２，１５４と、双扇形実像プロジェクタ
１５６と、プラノ型ビーム・スプリッター１５８とを具
備する視覚的表示装置が示されている。
デオソース１５２，１５４と、双扇形実像プロジェクタ
１５６と、プラノ型ビーム・スプリッター１５８とを具
備する視覚的表示装置が示されている。
【００５６】このシステムは、作動させられると、視覚
的舞台１６０内に、前景実像１６２と、背景虚像１６４
とを生成する。実像１６２は、ソース１５４の表示から
供給され、プロジェクタ１５６によって示される位置に
向けて投影される。虚像１６４は、ビデオソース１５２
に現れるもののビーム・スプリッター１５８からの反射
によって生成される。観者の視点は、図４の装置の右側
に横向きである。
的舞台１６０内に、前景実像１６２と、背景虚像１６４
とを生成する。実像１６２は、ソース１５４の表示から
供給され、プロジェクタ１５６によって示される位置に
向けて投影される。虚像１６４は、ビデオソース１５２
に現れるもののビーム・スプリッター１５８からの反射
によって生成される。観者の視点は、図４の装置の右側
に横向きである。
【００５７】図５に示されるシステムは、観者の視点
（図５の装置の左側に横向き）から視覚的舞台１６６内
に多数画像の合成を生成する。この画像合成体は、図４
の装置により生成されるものと同様であるが、きわめて
異なる光学的かつイメージソース構造的組織によって達
成される。
（図５の装置の左側に横向き）から視覚的舞台１６６内
に多数画像の合成を生成する。この画像合成体は、図４
の装置により生成されるものと同様であるが、きわめて
異なる光学的かつイメージソース構造的組織によって達
成される。
【００５８】図５の装置には、下向きに配されるビデオ
ソース１６８と上向きに配されるビデオソース１７０と
が含まれている。
ソース１６８と上向きに配されるビデオソース１７０と
が含まれている。
【００５９】これら２つのソースの間には、図５に見ら
れるように、プラノ型ビーム・スプリッター１７２が直
接挿入されている。また、図５のシステムの光学的構造
には、実像プロジェクタの単一の扇形状光学的（あるい
は視覚的）部分１７４も含まれている。この部分は、基
本的に、上述した実像プロジェクタの半分の構造の形態
をしている。この光学的部分１７４は、図示されている
ようにビーム・スプリッター１７２と組み合わせられ
て、協働して符号１７４ａで示される仮想の対面する反
射面を生成する。この反射面は、光学的部分１７４とと
もに効果的な全実像プロジェクタを生成するように協働
する。これと全く同種の構造は、参照しているウェルク
の特許文献に十分に開示されかつ説明されている。
れるように、プラノ型ビーム・スプリッター１７２が直
接挿入されている。また、図５のシステムの光学的構造
には、実像プロジェクタの単一の扇形状光学的（あるい
は視覚的）部分１７４も含まれている。この部分は、基
本的に、上述した実像プロジェクタの半分の構造の形態
をしている。この光学的部分１７４は、図示されている
ようにビーム・スプリッター１７２と組み合わせられ
て、協働して符号１７４ａで示される仮想の対面する反
射面を生成する。この反射面は、光学的部分１７４とと
もに効果的な全実像プロジェクタを生成するように協働
する。これと全く同種の構造は、参照しているウェルク
の特許文献に十分に開示されかつ説明されている。
【００６０】ソース１６８，１７０を作動させると、協
働して相互作用するビーム・スプリッター１７２と光学
的部分１７４とが、ソース１７０から供給される実像１
７６を生成する。ビーム・スプリッターは、ビデオソー
ス１６８の位置に現れるものから背景虚像１７８を生成
する。図５における観者の視点は、そこに示されている
装置の左側において横向きである。
働して相互作用するビーム・スプリッター１７２と光学
的部分１７４とが、ソース１７０から供給される実像１
７６を生成する。ビーム・スプリッターは、ビデオソー
ス１６８の位置に現れるものから背景虚像１７８を生成
する。図５における観者の視点は、そこに示されている
装置の左側において横向きである。
【００６１】図６のシステムは、投影された実像と背景
のスクリーン画像とから合成画像を形成するものであ
る。符号１８０で示されるこの装置は、２つのビデオソ
ース１８２，１８４と、前記ソース１８４の面上に実質
的に直接横たえられるプラノ型ビーム・スプリッター１
８６と、双扇形実像プロジェクタ１８８とを具備してい
る。
のスクリーン画像とから合成画像を形成するものであ
る。符号１８０で示されるこの装置は、２つのビデオソ
ース１８２，１８４と、前記ソース１８４の面上に実質
的に直接横たえられるプラノ型ビーム・スプリッター１
８６と、双扇形実像プロジェクタ１８８とを具備してい
る。
【００６２】図６の装置に関して、観者の視点は符号１
９０により示されている。観者は、ビーム・スプリッタ
ー１８６を通して、ソース１８４により生成されたスク
リーン画像の直接の光景を提供され、この光景は、ソー
ス１８２から供給されるときにプロジェクタ１８８によ
って投影される実像１９２の背景として存在する。
９０により示されている。観者は、ビーム・スプリッタ
ー１８６を通して、ソース１８４により生成されたスク
リーン画像の直接の光景を提供され、この光景は、ソー
ス１８２から供給されるときにプロジェクタ１８８によ
って投影される実像１９２の背景として存在する。
【００６３】図７に示される表示装置は、図６に示され
るものと多くの点において、きわめてよく似ている。符
号１９４によって示されるこの装置は、一対のビデオソ
ース１９６，１９８と、一対のプラノ型ビーム・スプリ
ッター２００，２０２と、実像プロジェクタの単一の扇
形状の光学的部分２０４とを具備している。扇形鏡２０
４は、図５の装置において上述した鏡部分１７４がビー
ム・スプリッター１７２と協働するのと同様にビーム・
スプリッター２００と協働する。ビーム・スプリッター
２０２は、ビデオソース１９８の面に直接横たえられて
おり、このソースは、視点を図６に示されたものと実質
的に同様に配する観者によってこのビーム・スプリッタ
ーを通して直接見ることができる。このスクリーン画像
と合成されるものは、ビデオソース１９６から情報が提
供されるときにビーム・スプリッター２００と扇形鏡２
０４との間の協働により投影される前景実像２０６であ
る。
るものと多くの点において、きわめてよく似ている。符
号１９４によって示されるこの装置は、一対のビデオソ
ース１９６，１９８と、一対のプラノ型ビーム・スプリ
ッター２００，２０２と、実像プロジェクタの単一の扇
形状の光学的部分２０４とを具備している。扇形鏡２０
４は、図５の装置において上述した鏡部分１７４がビー
ム・スプリッター１７２と協働するのと同様にビーム・
スプリッター２００と協働する。ビーム・スプリッター
２０２は、ビデオソース１９８の面に直接横たえられて
おり、このソースは、視点を図６に示されたものと実質
的に同様に配する観者によってこのビーム・スプリッタ
ーを通して直接見ることができる。このスクリーン画像
と合成されるものは、ビデオソース１９６から情報が提
供されるときにビーム・スプリッター２００と扇形鏡２
０４との間の協働により投影される前景実像２０６であ
る。
【００６４】図８を見ると、符号２０８によって全体的
に指し示されている視覚的表示装置は、１つの画像ソー
スとしてのビデオソース２１０と、他の画像ソースとし
てのプロジェクタ２１２および天井スクリーン２１４と
を具備している。さらに、装置２０８は、プラノ型ビー
ム・スプリッター２１６と、上述したようにこれと協働
する実像プロジェクタの単一の扇形鏡部分２１８とを具
備している。
に指し示されている視覚的表示装置は、１つの画像ソー
スとしてのビデオソース２１０と、他の画像ソースとし
てのプロジェクタ２１２および天井スクリーン２１４と
を具備している。さらに、装置２０８は、プラノ型ビー
ム・スプリッター２１６と、上述したようにこれと協働
する実像プロジェクタの単一の扇形鏡部分２１８とを具
備している。
【００６５】表示装置２０８が作動すると、プロジェク
タ２１２によってスクリーン２１４上に投影された画像
は、（図８の装置のすぐ右側に横向きに配される観者の
視点に対して）背景虚像２２０となる。ビーム・スプリ
ッター２１６と扇形鏡２１８との協働により、前景実像
２２２が投影されることになる。
タ２１２によってスクリーン２１４上に投影された画像
は、（図８の装置のすぐ右側に横向きに配される観者の
視点に対して）背景虚像２２０となる。ビーム・スプリ
ッター２１６と扇形鏡２１８との協働により、前景実像
２２２が投影されることになる。
【００６６】図９には、符号２２４によって、この発明
の実施形態に係るさらに他の装置が示されている。この
装置２２４は、２つのビデオソース２２６，２２８と、
双扇形実像プロジェクタ２３０と、２つのほぼ直角に配
置されるプラノ型ビーム・スプリッター２３２，２３４
と、球面鏡２３６とを具備している。
の実施形態に係るさらに他の装置が示されている。この
装置２２４は、２つのビデオソース２２６，２２８と、
双扇形実像プロジェクタ２３０と、２つのほぼ直角に配
置されるプラノ型ビーム・スプリッター２３２，２３４
と、球面鏡２３６とを具備している。
【００６７】図９における観者の視点は、この図に示さ
れる装置のすぐ左側に配されている。
れる装置のすぐ左側に配されている。
【００６８】その視点から見ると、プロジェクタ２３０
は、ビデオソース２２８から供給される投影された前景
実像２３８を生成し、ビーム・スプリッター２３２，２
３４と鏡２３６との協働により、ビデオソース２４０か
ら供給された、背景の、合成された、拡大され／平行に
された虚像２４０が生成される。
は、ビデオソース２２８から供給される投影された前景
実像２３８を生成し、ビーム・スプリッター２３２，２
３４と鏡２３６との協働により、ビデオソース２４０か
ら供給された、背景の、合成された、拡大され／平行に
された虚像２４０が生成される。
【００６９】図１０に示される表示装置２４２は、３つ
の画像ソースを具備する点および図１０の装置の左側に
横向きに視点を配する観者のために、背景実像２４４
と、２つの深さ方向にずれた背景虚像２４６，２４８と
を含む多層合成画像を生成する点を除き、図９に示され
る装置と多くの部分において共通している。画像２４８
は引き伸ばされ／平行にされている。
の画像ソースを具備する点および図１０の装置の左側に
横向きに視点を配する観者のために、背景実像２４４
と、２つの深さ方向にずれた背景虚像２４６，２４８と
を含む多層合成画像を生成する点を除き、図９に示され
る装置と多くの部分において共通している。画像２４８
は引き伸ばされ／平行にされている。
【００７０】したがって、装置２４２には、ビデオソー
ス２５０，２５２，２５４と、双扇形実像プロジェクタ
２５６と、一対のプラノ型ビーム・スプリッター２５
８，２６０と、球面鏡２６２とが含まれている。
ス２５０，２５２，２５４と、双扇形実像プロジェクタ
２５６と、一対のプラノ型ビーム・スプリッター２５
８，２６０と、球面鏡２６２とが含まれている。
【００７１】装置２４２が作動すると、画像２４４，２
４６が以下のように合成される。鏡２６２は、ビデオソ
ース２５０から供給される最も遠い背景虚像２４８を生
成するようにビーム・スプリッター２５８，２６０と協
働する。２つのビーム・スプリッターは、中間の背景虚
像２４６を生成するように、ソース２５４の位置におけ
る画像と協働する。プロジェクタ２５６は、前景実像２
４４を生成するようにビデオソース２５２からの情報を
供給する。
４６が以下のように合成される。鏡２６２は、ビデオソ
ース２５０から供給される最も遠い背景虚像２４８を生
成するようにビーム・スプリッター２５８，２６０と協
働する。２つのビーム・スプリッターは、中間の背景虚
像２４６を生成するように、ソース２５４の位置におけ
る画像と協働する。プロジェクタ２５６は、前景実像２
４４を生成するようにビデオソース２５２からの情報を
供給する。
【００７２】図１１は、符号２６４によって、２つのビ
デオソース２６６，２６８と２つのプラノ型ビーム・ス
プリッター２７０，２７２と、ビーム・スプリッター２
７２と協働する実像プロジェクタ２７４の単一の扇形鏡
部分と、球面鏡２７６とを具備する表示装置を示してい
る。
デオソース２６６，２６８と２つのプラノ型ビーム・ス
プリッター２７０，２７２と、ビーム・スプリッター２
７２と協働する実像プロジェクタ２７４の単一の扇形鏡
部分と、球面鏡２７６とを具備する表示装置を示してい
る。
【００７３】図１１の装置を作動させ、図１１の装置の
すぐ左側に観察点を配した観者の視点から見ると、上述
した視覚的舞台と同種のものに、背景の引き伸ばされ／
平行にされた虚像２７８と、投影された前景実像２８０
とを含む合成された多数画像表示が生成される。ビーム
・スプリッター２７２と扇形鏡２７４との協働により、
ビデオソース２６８から供給される情報から、実像２８
０が投影される。球面鏡２７６と協働する２つのビーム
・スプリッターは、ビデオソース２６６から供給される
もとになる資料から虚像２７８を生成する。
すぐ左側に観察点を配した観者の視点から見ると、上述
した視覚的舞台と同種のものに、背景の引き伸ばされ／
平行にされた虚像２７８と、投影された前景実像２８０
とを含む合成された多数画像表示が生成される。ビーム
・スプリッター２７２と扇形鏡２７４との協働により、
ビデオソース２６８から供給される情報から、実像２８
０が投影される。球面鏡２７６と協働する２つのビーム
・スプリッターは、ビデオソース２６６から供給される
もとになる資料から虚像２７８を生成する。
【００７４】図１２には、符号２８２によって、この発
明の他の実施形態が示されており、この実施形態は、図
１１に示される実施形態に構造的に酷似している。構造
的には、図１２の実施形態は、第３のビデオソースの存
在によって、図１１の実施形態と相違している。機能的
には、そして、図１２の装置の左に配されている観者の
視点からは、外側の前景実像２８４と、中間の前景実像
２８６と、背景虚像２８８とからなる３段階の合成画像
が生成される。
明の他の実施形態が示されており、この実施形態は、図
１１に示される実施形態に構造的に酷似している。構造
的には、図１２の実施形態は、第３のビデオソースの存
在によって、図１１の実施形態と相違している。機能的
には、そして、図１２の装置の左に配されている観者の
視点からは、外側の前景実像２８４と、中間の前景実像
２８６と、背景虚像２８８とからなる３段階の合成画像
が生成される。
【００７５】図１２の装置に含まれる３つのビデオソー
スは、符号２９０，２９２，２９４によって示されてい
る。これら３つのビデオソースは、２つのプラノ型ビー
ム・スプリッター２９６，２９８と、ビーム・スプリッ
ター２９８と協働する実像プロジェクタの単扇形鏡部分
３００と、球面鏡３０２と協働する。
スは、符号２９０，２９２，２９４によって示されてい
る。これら３つのビデオソースは、２つのプラノ型ビー
ム・スプリッター２９６，２９８と、ビーム・スプリッ
ター２９８と協働する実像プロジェクタの単扇形鏡部分
３００と、球面鏡３０２と協働する。
【００７６】ビデオソース２９２から画像を供給される
ビーム・スプリッター２９８および扇形鏡３００は、外
側の前景の投影された実像２８４を生成する。ビデオソ
ース２９０から画像を供給される２つのビーム・スプリ
ッターと球面鏡との協働により、背景虚像２８８が生成
される。２つのビーム・スプリッターとビデオソース２
９４との協働的な相互作用により、中間の前景の投影さ
れた実像２８６が生成される。
ビーム・スプリッター２９８および扇形鏡３００は、外
側の前景の投影された実像２８４を生成する。ビデオソ
ース２９０から画像を供給される２つのビーム・スプリ
ッターと球面鏡との協働により、背景虚像２８８が生成
される。２つのビーム・スプリッターとビデオソース２
９４との協働的な相互作用により、中間の前景の投影さ
れた実像２８６が生成される。
【００７７】次に、図１３を見ると、この発明に関連し
て構成された視覚的表示装置の他の実施形態が、符号３
０４によって全体的に示されている。図１３の装置に対
する観者の視点は、この装置のすぐ左側である。この装
置３０４の作動により生ずる合成画像は、図１２の装置
の作動により生成されるものときわめてよく似ている。
したがって、この合成画像は、上述した観者の視点か
ら、外側の前景実像３０６と、中間前景実像３０８と、
背景虚像３１０とを含んでいる。
て構成された視覚的表示装置の他の実施形態が、符号３
０４によって全体的に示されている。図１３の装置に対
する観者の視点は、この装置のすぐ左側である。この装
置３０４の作動により生ずる合成画像は、図１２の装置
の作動により生成されるものときわめてよく似ている。
したがって、この合成画像は、上述した観者の視点か
ら、外側の前景実像３０６と、中間前景実像３０８と、
背景虚像３１０とを含んでいる。
【００７８】この装置３０４には３つのビデオソース３
１２，３１４，３１６と、図示されているように配置さ
れている２つのプラノ型ビーム・スプリッター３１８，
３２０と、該ビーム・スプリッター３３１８，３２０と
直接的にそれぞれ協働する実像プロジェクタの２つの単
一の扇形鏡部分３２２，３２４とを具備している。
１２，３１４，３１６と、図示されているように配置さ
れている２つのプラノ型ビーム・スプリッター３１８，
３２０と、該ビーム・スプリッター３３１８，３２０と
直接的にそれぞれ協働する実像プロジェクタの２つの単
一の扇形鏡部分３２２，３２４とを具備している。
【００７９】ビデオソース３１４は、最も外側の前景投
影実像３０６を生成するように、関連するソース情報
を、扇形鏡３２４と協働するビーム・スプリッターに供
給する。ビデオソース３１２、２つのビーム・スプリッ
ターと協働する扇形鏡３２２から供給された情報は、中
間の前景の投影された実像３０８を生成する。ビデオソ
ース３１６からの情報を提供する２つのビーム・スプリ
ッターの相互作用的な協働により、背景虚像３１０が生
成される。
影実像３０６を生成するように、関連するソース情報
を、扇形鏡３２４と協働するビーム・スプリッターに供
給する。ビデオソース３１２、２つのビーム・スプリッ
ターと協働する扇形鏡３２２から供給された情報は、中
間の前景の投影された実像３０８を生成する。ビデオソ
ース３１６からの情報を提供する２つのビーム・スプリ
ッターの相互作用的な協働により、背景虚像３１０が生
成される。
【００８０】次に、図１４と図１５とを一緒に見ると、
この発明の他の重要な実施形態に関連して構成された劇
場のようなシステムが符号３２６によって全体的に示さ
れている。図１４は、このシステムの上からの概略的な
平面図を表しており、図１５は、このシステムの側断面
を概略的に示している。図１５を見ると、符号３２８に
よって示されているものは、聴衆エンベロープ、すなわ
ち、システム３２６内の構造により生成された合成画像
を（図１４および図１５において左に向かって）見るた
めに聴衆が座ることができあるいは位置させられること
のできる空間としてここに参照されているものである。
また図１５のみを参照すると、聴衆エンベロープの前
に、符号３３０によって示されているものは、所望によ
り、実演動作を伴う三次元物体を支持することのできる
舞台である。
この発明の他の重要な実施形態に関連して構成された劇
場のようなシステムが符号３２６によって全体的に示さ
れている。図１４は、このシステムの上からの概略的な
平面図を表しており、図１５は、このシステムの側断面
を概略的に示している。図１５を見ると、符号３２８に
よって示されているものは、聴衆エンベロープ、すなわ
ち、システム３２６内の構造により生成された合成画像
を（図１４および図１５において左に向かって）見るた
めに聴衆が座ることができあるいは位置させられること
のできる空間としてここに参照されているものである。
また図１５のみを参照すると、聴衆エンベロープの前
に、符号３３０によって示されているものは、所望によ
り、実演動作を伴う三次元物体を支持することのできる
舞台である。
【００８１】図１４および図１５を、左から右に全体的
に見ながらシステム３２６の構成要素に注意を向ける
と、これらは、双扇形実像プロジェクタ３３２と、一対
のスクリーン／スクリム構造体３３４，３３６と、プラ
ノ型ビーム・スプリッター３３８と、他のスクリーン／
スクリム構造体３４０と、他のプラノ型ビーム・スプリ
ッター３４２と、聴衆エンベロープのいくらか上方で微
少に後側に、あるいは、少なくとも聴衆エンベロープの
後部に向かう３つのプロジェクタ３４４，３４６，３４
８（特に図１４参照）とを具備している。これらのプロ
ジェクタは、例えば、スライドやフィルムその他から与
えられるように、画像を投影するためのものである。ま
た、システム３２６の構造内には、３つのビデオソース
３５０，３５２，３５４が含まれており、ビデオソース
３５０は、スクリーン／スクリム構造体３４０の（聴衆
エンベロープから見て）ちょうど背後に下向きに配さ
れ、ビデオソース３５２は、ビーム・スプリッター３４
２の直下に上向きに配され、ビデオソース３５４は、プ
ロジェクタ３３２の下に上向きに配されている。このシ
ステム３２６のスクリーン／スクリム構造体は、プラノ
型ビーム・スプリッターと同様に、それらを通した透視
を可能としている。加えて、それらは、以下に記載され
るように、プロジェクタ３４４，３４６，３４８からの
投影に関する画像形成表面構造としても機能する。
に見ながらシステム３２６の構成要素に注意を向ける
と、これらは、双扇形実像プロジェクタ３３２と、一対
のスクリーン／スクリム構造体３３４，３３６と、プラ
ノ型ビーム・スプリッター３３８と、他のスクリーン／
スクリム構造体３４０と、他のプラノ型ビーム・スプリ
ッター３４２と、聴衆エンベロープのいくらか上方で微
少に後側に、あるいは、少なくとも聴衆エンベロープの
後部に向かう３つのプロジェクタ３４４，３４６，３４
８（特に図１４参照）とを具備している。これらのプロ
ジェクタは、例えば、スライドやフィルムその他から与
えられるように、画像を投影するためのものである。ま
た、システム３２６の構造内には、３つのビデオソース
３５０，３５２，３５４が含まれており、ビデオソース
３５０は、スクリーン／スクリム構造体３４０の（聴衆
エンベロープから見て）ちょうど背後に下向きに配さ
れ、ビデオソース３５２は、ビーム・スプリッター３４
２の直下に上向きに配され、ビデオソース３５４は、プ
ロジェクタ３３２の下に上向きに配されている。このシ
ステム３２６のスクリーン／スクリム構造体は、プラノ
型ビーム・スプリッターと同様に、それらを通した透視
を可能としている。加えて、それらは、以下に記載され
るように、プロジェクタ３４４，３４６，３４８からの
投影に関する画像形成表面構造としても機能する。
【００８２】システム３２６は、実像を含む、いわば、
視覚的情報の６層までの多数の画像のきわめて複雑な合
成を可能とするものである。さらに詳細には、プロジェ
クタ３４４からの投影は、スクリーン／スクリム構造体
３３４の見る側に、聴衆が見ることのできる画像を形成
するものである。同様に、プロジェクタ３４６からの投
影は、スクリーン／スクリム構造体３４０上に、可視画
像を形成する。プロジェクタ３４８からの投影は、スク
リーン／スクリム構造体３３６の視点側に表面可視画像
を形成する。
視覚的情報の６層までの多数の画像のきわめて複雑な合
成を可能とするものである。さらに詳細には、プロジェ
クタ３４４からの投影は、スクリーン／スクリム構造体
３３４の見る側に、聴衆が見ることのできる画像を形成
するものである。同様に、プロジェクタ３４６からの投
影は、スクリーン／スクリム構造体３４０上に、可視画
像を形成する。プロジェクタ３４８からの投影は、スク
リーン／スクリム構造体３３６の視点側に表面可視画像
を形成する。
【００８３】ビデオソース３５４から供給される画像
は、前景の投影された実像３５６を形成するように、プ
ロジェクタ３３２によって投影される。ビデオソース３
５２から供給される画像は、ビーム・スプリッター３４
２の光学的な動作を介して虚像３５８を生成する。ビー
ム・スプリッター３３８は、ビデオソース３５０から供
給されるときに、虚像３６０を生成する。
は、前景の投影された実像３５６を形成するように、プ
ロジェクタ３３２によって投影される。ビデオソース３
５２から供給される画像は、ビーム・スプリッター３４
２の光学的な動作を介して虚像３５８を生成する。ビー
ム・スプリッター３３８は、ビデオソース３５０から供
給されるときに、虚像３６０を生成する。
【００８４】図１４および図１５に、そして、これに関
連して示されかつ説明されているシステムは、きわめて
深くかつ複雑な多数の画像であって、それらの全てが、
舞台３３０上の実演動作を伴う固体物体の外観と結合
（合成）される得る画像を合成することを可能とするも
のである。このシステム３２６の範囲内には、プロジェ
クタ３３２とプロジェクタ３４４，３４６，３４８との
間に、カスケード接続されかつ間に挟まれた構造として
見ることのできるシステムの構造的な構成要素が配置さ
れている。これらの構成要素は、一対の画像形成表面構
造（スクリーン／スクリム構造体）の間に挿入される少
なくとも１つのビーム・スプリッターと、一対のビーム
・スプリッターの間に挿入される少なくとも１つの画像
形成表面構造とを含んでいる。
連して示されかつ説明されているシステムは、きわめて
深くかつ複雑な多数の画像であって、それらの全てが、
舞台３３０上の実演動作を伴う固体物体の外観と結合
（合成）される得る画像を合成することを可能とするも
のである。このシステム３２６の範囲内には、プロジェ
クタ３３２とプロジェクタ３４４，３４６，３４８との
間に、カスケード接続されかつ間に挟まれた構造として
見ることのできるシステムの構造的な構成要素が配置さ
れている。これらの構成要素は、一対の画像形成表面構
造（スクリーン／スクリム構造体）の間に挿入される少
なくとも１つのビーム・スプリッターと、一対のビーム
・スプリッターの間に挿入される少なくとも１つの画像
形成表面構造とを含んでいる。
【００８５】図１６および図１７は、この発明の特徴に
従って構成された他の劇場状構造を符号３６２によって
示している。図１６は、このシステムの上方からの概略
的な平面図を示し、図１７は、その側断面図を示してい
る。図１７には、上述した聴衆エンベロープ３２８と同
様の聴衆エンベロープ３６４および上述した舞台３３０
と同様の舞台３６６が示されている。
従って構成された他の劇場状構造を符号３６２によって
示している。図１６は、このシステムの上方からの概略
的な平面図を示し、図１７は、その側断面図を示してい
る。図１７には、上述した聴衆エンベロープ３２８と同
様の聴衆エンベロープ３６４および上述した舞台３３０
と同様の舞台３６６が示されている。
【００８６】図１６および図１７を左から右に全体的に
進みながら、システム３６２を構成している種々の構成
要素を見ていくと、球面鏡３６８と、プラノ型ビーム・
スプリッター３７０と、一対のスクリーン／スクリム構
造体３７２，３７４と、他のプラノ型ビーム・スプリッ
ター３７０と、さらにもう１つのスクリーン／スクリム
構造体３７８とが含まれている。聴衆エンベロープの若
干上方には、その背面に向かって、それぞれが上述した
プロジェクタ３４４，３４６，３４８と同様の３つのプ
ロジェクタ３８０，３８２，３８４（特に図１６参照）
が配置されている。また、システム３６２には、３つの
ビデオソース３８６，３８８，３９０が含まれている
（特に図１７参照）。ソース３８６は、ビーム・スプリ
ッター３７０の下側に上向きに配置され、ソース３８８
は、まさにそのビーム・スプリッターの表面の上側に下
向きに配置されている。ビデオソース３９０は、ビーム
・スプリッター３７６の表面の上側に下向きに配置され
ている。
進みながら、システム３６２を構成している種々の構成
要素を見ていくと、球面鏡３６８と、プラノ型ビーム・
スプリッター３７０と、一対のスクリーン／スクリム構
造体３７２，３７４と、他のプラノ型ビーム・スプリッ
ター３７０と、さらにもう１つのスクリーン／スクリム
構造体３７８とが含まれている。聴衆エンベロープの若
干上方には、その背面に向かって、それぞれが上述した
プロジェクタ３４４，３４６，３４８と同様の３つのプ
ロジェクタ３８０，３８２，３８４（特に図１６参照）
が配置されている。また、システム３６２には、３つの
ビデオソース３８６，３８８，３９０が含まれている
（特に図１７参照）。ソース３８６は、ビーム・スプリ
ッター３７０の下側に上向きに配置され、ソース３８８
は、まさにそのビーム・スプリッターの表面の上側に下
向きに配置されている。ビデオソース３９０は、ビーム
・スプリッター３７６の表面の上側に下向きに配置され
ている。
【００８７】システム３６２は、上述したシステム３２
６と同様に、深い容積において、投影された実像を含む
６個までの画像を合成することができる。プロジェクタ
３８０，３８２，３８４からの投影は、聴衆が見ること
のできる表面形成画像を、それぞれ、スクリーン／スク
リム構造体３７２，３７８，３７４の見る側に形成す
る。球面鏡３６８と隣接するビーム・スプリッター３７
０とが協働することにより、前景の投影された実像３９
２を生成するように、ビデオソース３８８からの画像が
供給される。ビーム・スプリッター３７０の下面は、背
景虚像３９４を生成するようにソース３８６と協働す
る。ビーム・スプリッター３７６の上面は、中間虚像３
９６を生成するようにビデオソース３９０と協働する。
６と同様に、深い容積において、投影された実像を含む
６個までの画像を合成することができる。プロジェクタ
３８０，３８２，３８４からの投影は、聴衆が見ること
のできる表面形成画像を、それぞれ、スクリーン／スク
リム構造体３７２，３７８，３７４の見る側に形成す
る。球面鏡３６８と隣接するビーム・スプリッター３７
０とが協働することにより、前景の投影された実像３９
２を生成するように、ビデオソース３８８からの画像が
供給される。ビーム・スプリッター３７０の下面は、背
景虚像３９４を生成するようにソース３８６と協働す
る。ビーム・スプリッター３７６の上面は、中間虚像３
９６を生成するようにビデオソース３９０と協働する。
【００８８】上述したシステム３２６の場合と同様に、
システム３６２に生成される画像は、舞台３６６上の実
際の三次元物体および実演動作と合成され得る。
システム３６２に生成される画像は、舞台３６６上の実
際の三次元物体および実演動作と合成され得る。
【００８９】図１８には、この発明の他の実施形態が、
符号３９８によって示されている。この実施形態は、４
つのビデオソース４００，４０２，４０４，４０６と２
つの双扇形実像プロジェクタ４０８，４１０と、ソース
４０２，４０４の画像形成表面上にそれぞれ直接横たえ
られる２つのプラノ型ビーム・スプリッター４１２，４
１４とを具備している。
符号３９８によって示されている。この実施形態は、４
つのビデオソース４００，４０２，４０４，４０６と２
つの双扇形実像プロジェクタ４０８，４１０と、ソース
４０２，４０４の画像形成表面上にそれぞれ直接横たえ
られる２つのプラノ型ビーム・スプリッター４１２，４
１４とを具備している。
【００９０】図１８の装置を作動させ、符号４１６によ
り示される観者の視点から見ると、２つの実像プロジェ
クタおよび２つのビーム・スプリッターは、近い前景の
投影された実像４１８を生成するように、ソース４００
から供給される画像と協働する。２つのビーム・スプリ
ッターおよび実像プロジェクタ４１０は、中間の前景の
投影された実像４２０を生成するように協働させられ
る。画像４２０の直下において、ビーム・スプリッター
４１４は、ビデオソース４０４から現れる表面スクリー
ン形成画像を直接見ることを可能とする。ビーム・スプ
リッター４１４とビデオソース４０６との協働により、
背景虚像４２２が生成される。
り示される観者の視点から見ると、２つの実像プロジェ
クタおよび２つのビーム・スプリッターは、近い前景の
投影された実像４１８を生成するように、ソース４００
から供給される画像と協働する。２つのビーム・スプリ
ッターおよび実像プロジェクタ４１０は、中間の前景の
投影された実像４２０を生成するように協働させられ
る。画像４２０の直下において、ビーム・スプリッター
４１４は、ビデオソース４０４から現れる表面スクリー
ン形成画像を直接見ることを可能とする。ビーム・スプ
リッター４１４とビデオソース４０６との協働により、
背景虚像４２２が生成される。
【００９１】図１９は、この発明の分布された配列形態
として考えることができ、ここに、符号４２４によって
全体的に示されているように、６個の双扇形実像プロジ
ェクタ４２６，４２８，４３０，４３２，４３４，４３
６の配列と、固体物体のような６個の非活動的な視覚的
ソース４３８，４４０，４４２，４４４，４４６，４４
８と、それぞれ物体４４０，４４２，４４４，４４６，
４４８上に重ねられる５個のプラノ型ビーム・スプリッ
ター４５２，４５４，４５６，４５８，４６０とを具備
している。また、図１９に示される構造の右側に向かっ
て、ビデオソース４６２と、このソースにスクリーンを
直接重ね合わせたプラノ型ビーム・スプリッター４６４
とが含まれている。
として考えることができ、ここに、符号４２４によって
全体的に示されているように、６個の双扇形実像プロジ
ェクタ４２６，４２８，４３０，４３２，４３４，４３
６の配列と、固体物体のような６個の非活動的な視覚的
ソース４３８，４４０，４４２，４４４，４４６，４４
８と、それぞれ物体４４０，４４２，４４４，４４６，
４４８上に重ねられる５個のプラノ型ビーム・スプリッ
ター４５２，４５４，４５６，４５８，４６０とを具備
している。また、図１９に示される構造の右側に向かっ
て、ビデオソース４６２と、このソースにスクリーンを
直接重ね合わせたプラノ型ビーム・スプリッター４６４
とが含まれている。
【００９２】図１９のシステムにおける観者の視点は、
この図の配列の右端に隣接して下向きに選択されてい
る。これによれば、積重ねとして現れる７つの画像を垂
直方向に合成したものを見ることができる。この積重ね
を下方に向かって進んでいくと、符号４６６，４６８，
４７０，４７２，４７４，４７６で示されるものは、そ
れぞれソース４３８，４４０，４４２，４４４，４４
６，４４８から供給される投影された実像である。この
「積重ね」の下には、直接見ることのできるビデオソー
ス４６２の表面（スクリーン）上に現れるスクリーン形
成画像が合成される。
この図の配列の右端に隣接して下向きに選択されてい
る。これによれば、積重ねとして現れる７つの画像を垂
直方向に合成したものを見ることができる。この積重ね
を下方に向かって進んでいくと、符号４６６，４６８，
４７０，４７２，４７４，４７６で示されるものは、そ
れぞれソース４３８，４４０，４４２，４４４，４４
６，４４８から供給される投影された実像である。この
「積重ね」の下には、直接見ることのできるビデオソー
ス４６２の表面（スクリーン）上に現れるスクリーン形
成画像が合成される。
【００９３】図２０は、この発明の参考例として構成さ
れる装置が符号４７８によって示されており、この装置
は、スクリーン／スクリム構造体４８０と、（符号４８
２により示される観者の視点から見て）その後側に配さ
れる双扇形実像プロジェクタ４８４とを具備している。
構造４８０の視点側には、この視点側における静止した
あるいは移動する画像の投影のためのソースとして機能
するプロジェクタ４８６が配置されている。実像プロジ
ェクタ４８４は、（プロジェクタ４８６による投影によ
り供給されるときに）構造４８０の視覚的表面上に現れ
る背景の表面形成画像と合成される前景の投影された実
像４９０を生成するように、例えば、符号４８８により
示されるビデオソースと協働する。
れる装置が符号４７８によって示されており、この装置
は、スクリーン／スクリム構造体４８０と、（符号４８
２により示される観者の視点から見て）その後側に配さ
れる双扇形実像プロジェクタ４８４とを具備している。
構造４８０の視点側には、この視点側における静止した
あるいは移動する画像の投影のためのソースとして機能
するプロジェクタ４８６が配置されている。実像プロジ
ェクタ４８４は、（プロジェクタ４８６による投影によ
り供給されるときに）構造４８０の視覚的表面上に現れ
る背景の表面形成画像と合成される前景の投影された実
像４９０を生成するように、例えば、符号４８８により
示されるビデオソースと協働する。
【００９４】図２１は、この発明に係る他の実施形態
が、符号４９２によって全体的に示されている。この実
施形態は、光学的に対面させられる反射要素４９４ａ，
４９４ｂを含む２つの部分からなる球面要素の実像プロ
ジェクタ４９４を具備している。観者の視点は、図２１
の装置の左側に配置されている。この視点に対して、光
の一部を透過する要素４９４ｂの背後に配置されている
のは、ビデオソース４９６である。装置４９２内の符号
４９８は、現実の物体の形態をした視覚的ソースであ
る。
が、符号４９２によって全体的に示されている。この実
施形態は、光学的に対面させられる反射要素４９４ａ，
４９４ｂを含む２つの部分からなる球面要素の実像プロ
ジェクタ４９４を具備している。観者の視点は、図２１
の装置の左側に配置されている。この視点に対して、光
の一部を透過する要素４９４ｂの背後に配置されている
のは、ビデオソース４９６である。装置４９２内の符号
４９８は、現実の物体の形態をした視覚的ソースであ
る。
【００９５】この図２１のシステム／装置が作動させら
れると、実像プロジェクタ４９４は前景実像５００を投
影する。この実像は、プロジェクタ要素４９４ｂを透過
させられるときに、ソース４９６の表面（スクリーン）
４９６ａに現れる背景のスクリーン画像に対して合成さ
れる。
れると、実像プロジェクタ４９４は前景実像５００を投
影する。この実像は、プロジェクタ要素４９４ｂを透過
させられるときに、ソース４９６の表面（スクリーン）
４９６ａに現れる背景のスクリーン画像に対して合成さ
れる。
【００９６】図２２には、この発明の他の参考例が、符
号５０２によって全体的に示されている。この装置５０
２は、（調節可能に）関節接続された双扇形実像プロジ
ェクタ５０４と、スクリム／スクリーン構造体５０６
と、静止あるいは移動画像を構造５０６の画像形成表面
上に投影するのに用いることのできるプロジェクタ５０
８とを具備している。この画像形成表面は、図２２にお
いて右側に向かっている。このシステムが作動させられ
ると、プロジェクタ５０４は、適当な視覚的画像ソース
から、プロジェクタ５０８からの投影により生ずる背景
の表面形成画像に対して合成される、前景投影実像５１
０を生成する。
号５０２によって全体的に示されている。この装置５０
２は、（調節可能に）関節接続された双扇形実像プロジ
ェクタ５０４と、スクリム／スクリーン構造体５０６
と、静止あるいは移動画像を構造５０６の画像形成表面
上に投影するのに用いることのできるプロジェクタ５０
８とを具備している。この画像形成表面は、図２２にお
いて右側に向かっている。このシステムが作動させられ
ると、プロジェクタ５０４は、適当な視覚的画像ソース
から、プロジェクタ５０８からの投影により生ずる背景
の表面形成画像に対して合成される、前景投影実像５１
０を生成する。
【００９７】図２３では、符号５１２によって、この発
明の重要な特徴を具体化する他の構造を示している。ハ
ウジング５１４内には、球面鏡５１６と、プラノ型ビー
ム・スプリッター５１８と、三次元物体５２０を含む２
つの視覚的画像ソースと、２次元画像の配列５２２とが
配置されている。
明の重要な特徴を具体化する他の構造を示している。ハ
ウジング５１４内には、球面鏡５１６と、プラノ型ビー
ム・スプリッター５１８と、三次元物体５２０を含む２
つの視覚的画像ソースと、２次元画像の配列５２２とが
配置されている。
【００９８】図２３のシステムが作動すると、鏡５１６
は、符号５２４によって示される位置に、ハウジング５
１４の表示窓５１４ａを通して前景の投影された実像を
生成するように、ビーム・スプリッター５１８と協働す
る。プラノ型ビーム・スプリッターは、符号５２６の位
置に、配列５２２から提供された背景の合成された虚像
を形成する。
は、符号５２４によって示される位置に、ハウジング５
１４の表示窓５１４ａを通して前景の投影された実像を
生成するように、ビーム・スプリッター５１８と協働す
る。プラノ型ビーム・スプリッターは、符号５２６の位
置に、配列５２２から提供された背景の合成された虚像
を形成する。
【００９９】図２４および図２５の両方を見ると、ま
ず、図２４には、この発明の実施形態である娯楽施設の
乗り物システムの適用例が示されている。例えば、図２
４に示されているものは、この発明に従って３つの視覚
的表示ユニット５３４，５３６，５３８により与えれら
れる３つの視覚的舞台を越えて乗車している観者を搬送
するために、概略乗車経路５３２に沿う矢印の方向に移
動する乗り物の車あるいは乗用車５２８である。これら
の表示ユニットは、上記において説明した特定のシステ
ムの実施形態のいずれか１つに従って構成されている。
ず、図２４には、この発明の実施形態である娯楽施設の
乗り物システムの適用例が示されている。例えば、図２
４に示されているものは、この発明に従って３つの視覚
的表示ユニット５３４，５３６，５３８により与えれら
れる３つの視覚的舞台を越えて乗車している観者を搬送
するために、概略乗車経路５３２に沿う矢印の方向に移
動する乗り物の車あるいは乗用車５２８である。これら
の表示ユニットは、上記において説明した特定のシステ
ムの実施形態のいずれか１つに従って構成されている。
【０１００】図２５は、これらの表示ユニットの内の１
つ、例えば、表示ユニット５３４であって、双扇形実像
プロジェクタ５４０と、後部投影スクリーン５４２と、
視覚的画像ソースとしての後部プロジェクタ５４４と、
スクリーン／スクリム構造体５４６と、視点側構造５４
６およびプロジェクタ５４８とを具備しているものを示
している。
つ、例えば、表示ユニット５３４であって、双扇形実像
プロジェクタ５４０と、後部投影スクリーン５４２と、
視覚的画像ソースとしての後部プロジェクタ５４４と、
スクリーン／スクリム構造体５４６と、視点側構造５４
６およびプロジェクタ５４８とを具備しているものを示
している。
【０１０１】図２５に示されるシステムが作動させられ
ると、このシステムにより提供される画像視覚的ステー
ションを通過する乗用車５２８によって搬送される乗り
手は、後部投影スクリーン５４２から供給され、プロジ
ェクタ５４８による構造５４６の視点側への投影により
生ずる背景のスクリーン画像に対して表示される前景投
影実像５５０を含む多数画像の合成を見ることになる。
所望であれば、システムは、プロジェクタ５４８が常に
オンされていないような状態で作動されることもでき、
この場合には、搬送されて上述されたシステムを通過す
るところで、観者が、スクリーン／スクリム構造体自体
の背景画像に対する投影された実像５５０を含む合成画
像を見ることになる。
ると、このシステムにより提供される画像視覚的ステー
ションを通過する乗用車５２８によって搬送される乗り
手は、後部投影スクリーン５４２から供給され、プロジ
ェクタ５４８による構造５４６の視点側への投影により
生ずる背景のスクリーン画像に対して表示される前景投
影実像５５０を含む多数画像の合成を見ることになる。
所望であれば、システムは、プロジェクタ５４８が常に
オンされていないような状態で作動されることもでき、
この場合には、搬送されて上述されたシステムを通過す
るところで、観者が、スクリーン／スクリム構造体自体
の背景画像に対する投影された実像５５０を含む合成画
像を見ることになる。
【０１０２】次に、図２６を見ると、符号５５２によっ
て全体的に示されるこの発明の他の分布配列形態が示さ
れている。この形態には、３つの双扇形実像プロジェク
タ５５４，５５６，５５８と、３つのビデオソース５６
０，５６２，５６４と、３つのプラノ型ビーム・スプリ
ッター５６６，５６８，５７０が含まれている。ビーム
・スプリッター５６６，５６８は、それぞれ、ビデオソ
ース５６２，５６４のスクリーンに直接重ねられてお
り、ビーム・スプリッター５７０は、図１９の構造にお
けるプロジェクタ４３６に対して配置された上述したビ
ーム・スプリッター４６４とほぼ同様の関係となるよう
に、図２６のプロジェクタ５５８に対して配置されてい
る。
て全体的に示されるこの発明の他の分布配列形態が示さ
れている。この形態には、３つの双扇形実像プロジェク
タ５５４，５５６，５５８と、３つのビデオソース５６
０，５６２，５６４と、３つのプラノ型ビーム・スプリ
ッター５６６，５６８，５７０が含まれている。ビーム
・スプリッター５６６，５６８は、それぞれ、ビデオソ
ース５６２，５６４のスクリーンに直接重ねられてお
り、ビーム・スプリッター５７０は、図１９の構造にお
けるプロジェクタ４３６に対して配置された上述したビ
ーム・スプリッター４６４とほぼ同様の関係となるよう
に、図２６のプロジェクタ５５８に対して配置されてい
る。
【０１０３】システム５５２が作動させられると、３つ
のビデオソースのそれぞれには、全く同一のビデオ情報
が供給される。これら３つのソースおよびそれらに対応
する投影鏡は、投影された合成実像がビーム・スプリッ
ター５７０のすぐ上に、ほぼ単一平面内に横たえられる
ように配置されている。しかし、３つの構成画像は、３
つのビデオソースの面上に現れる画像のいずれか１つを
特徴付けるものよりもかなり高い解像度を達成するよう
に、これらの画像内の画素、ラスタ線その他これに類す
るものが、空間を「埋める」ように、相互に平面内で微
妙にずらされている。この合成実像は、ビデオソース５
６０，５６２，５６４からそれぞれ提供される３つの画
像要素５７２，５７４，５７６を含んでいる。
のビデオソースのそれぞれには、全く同一のビデオ情報
が供給される。これら３つのソースおよびそれらに対応
する投影鏡は、投影された合成実像がビーム・スプリッ
ター５７０のすぐ上に、ほぼ単一平面内に横たえられる
ように配置されている。しかし、３つの構成画像は、３
つのビデオソースの面上に現れる画像のいずれか１つを
特徴付けるものよりもかなり高い解像度を達成するよう
に、これらの画像内の画素、ラスタ線その他これに類す
るものが、空間を「埋める」ように、相互に平面内で微
妙にずらされている。この合成実像は、ビデオソース５
６０，５６２，５６４からそれぞれ提供される３つの画
像要素５７２，５７４，５７６を含んでいる。
【０１０４】システム５２２の動作の「ストーリー」を
明確にするために、結果物としての投影された合成実像
は、上述した３つの画像要素の各々を相互に垂直方向に
配置して（すなわち、平面からかなり外れて）、かつ、
誇張した方法で横にずらして示されている。図２６の観
者の視点から、利用されるズレは、この図面の左から右
まで全体に延びかつ図２６の平面に垂直な平面内におい
て生ずる。
明確にするために、結果物としての投影された合成実像
は、上述した３つの画像要素の各々を相互に垂直方向に
配置して（すなわち、平面からかなり外れて）、かつ、
誇張した方法で横にずらして示されている。図２６の観
者の視点から、利用されるズレは、この図面の左から右
まで全体に延びかつ図２６の平面に垂直な平面内におい
て生ずる。
【０１０５】勿論、解像度を向上するために、２以上の
任意の適当な数の投影された画像を用いたシステム５５
２のようなシステムを利用してもよい。
任意の適当な数の投影された画像を用いたシステム５５
２のようなシステムを利用してもよい。
【０１０６】次に、図２７を見ると、この発明のきわめ
て刺激的なシステムの変形例が符号５８０によって概略
的に示されている。このシステムは、多数画像合成を伴
ってあるいは伴わずに用いられ、空間的に浮遊する実像
の投影のために供給する画像データの概念に基づいてお
り、データは、１つ以上の心理的に刺激する３次元画像
合図を含んでいる。言い換えれば、フィルム、ビデオテ
ープ、ビデオレーザディスク、磁気画像格納ディスク、
光データストリーム、電子データストリームあるいはそ
の他の形態をしたソースデータは、自分が実際に現実の
三次元的な、すなわち、現実に空間を占有している画像
を見ていると観者に強烈に示唆する画像を生成するこれ
らの合図の１つ以上をその中に組み込んでいる。このシ
ステムによれば、これらのデータ合図は、影、閉塞、遠
近、動作視差、深さに対する大きさ、深さに対する明る
さ（あるいは彩度値）、および深さに対する鮮明度より
なる群のような周知の合図の群から選択される。そのよ
うなソースデータは、図２７の符号５８２にブロックの
形態で示されている。
て刺激的なシステムの変形例が符号５８０によって概略
的に示されている。このシステムは、多数画像合成を伴
ってあるいは伴わずに用いられ、空間的に浮遊する実像
の投影のために供給する画像データの概念に基づいてお
り、データは、１つ以上の心理的に刺激する３次元画像
合図を含んでいる。言い換えれば、フィルム、ビデオテ
ープ、ビデオレーザディスク、磁気画像格納ディスク、
光データストリーム、電子データストリームあるいはそ
の他の形態をしたソースデータは、自分が実際に現実の
三次元的な、すなわち、現実に空間を占有している画像
を見ていると観者に強烈に示唆する画像を生成するこれ
らの合図の１つ以上をその中に組み込んでいる。このシ
ステムによれば、これらのデータ合図は、影、閉塞、遠
近、動作視差、深さに対する大きさ、深さに対する明る
さ（あるいは彩度値）、および深さに対する鮮明度より
なる群のような周知の合図の群から選択される。そのよ
うなソースデータは、図２７の符号５８２にブロックの
形態で示されている。
【０１０７】そのような画像合図を、デジタル形式のデ
ータベースで生成するために利用できるソフトウェア
は、例えば、フレーム（Flame）、フリント（Flint）、
ソフトイメージ（Soft Image）、エレクトリックイメー
ジ（Electric Image）、スイベル３−Ｄ（Swibel 3-
D）、スペクトラビジョン（Spectra Vision）、エラス
ティックリアリティ（Elastic Reality）およびクラス
タアフタエフェクツ（ClusterAfter Effects）の名前で
販売されている製品を含んでいる。
ータベースで生成するために利用できるソフトウェア
は、例えば、フレーム（Flame）、フリント（Flint）、
ソフトイメージ（Soft Image）、エレクトリックイメー
ジ（Electric Image）、スイベル３−Ｄ（Swibel 3-
D）、スペクトラビジョン（Spectra Vision）、エラス
ティックリアリティ（Elastic Reality）およびクラス
タアフタエフェクツ（ClusterAfter Effects）の名前で
販売されている製品を含んでいる。
【０１０８】ソースデータ５８２からの画像生成情報
は、矢印５８４によって示されるように、任意の適当な
方式で、ビデオモニタ５８６のような二次元的な（２−
Ｄ）スクリーン装置（視覚的画像ソース）に供給され
る。このスクリーン装置では、供給された画像促進デー
タストリームから、観者に自分が現実に空間を占める３
次元画像を見ているものと強烈に示唆するような心理的
に知覚される刺激合図の存在によって特徴付けられる２
次元的な画像を生成する。
は、矢印５８４によって示されるように、任意の適当な
方式で、ビデオモニタ５８６のような二次元的な（２−
Ｄ）スクリーン装置（視覚的画像ソース）に供給され
る。このスクリーン装置では、供給された画像促進デー
タストリームから、観者に自分が現実に空間を占める３
次元画像を見ているものと強烈に示唆するような心理的
に知覚される刺激合図の存在によって特徴付けられる２
次元的な画像を生成する。
【０１０９】符号５８０によって示されるシステムをさ
らに進んでいくと、モニタ５８６は、矢印５８８によっ
て示されているように、上述した画像システムのいずれ
か１つを含む任意の公知形式の実像投影システムの形態
を採り得る実像投影システム５９０（あるいは実像投影
鏡）にとっての視覚的ソースとして機能する。矢印５９
２により概略的に示されているように、システム５９０
は、スクリーン装置５８６から発せられる光線を介して
ソースデータ５８２から供給される投影された実像を、
視覚的舞台５９４に投影する。符号５９６により、ステ
ーション５９４では、驚くべき、現実的な、３次元外観
の、妨げられない、投影された実像を知覚する観者の目
がブロック形式で示されている。実像は、１以上のソー
スデータの三次元的画像合図の存在により、完全に、現
実に空間を占有する三次元画像として知覚される。
らに進んでいくと、モニタ５８６は、矢印５８８によっ
て示されているように、上述した画像システムのいずれ
か１つを含む任意の公知形式の実像投影システムの形態
を採り得る実像投影システム５９０（あるいは実像投影
鏡）にとっての視覚的ソースとして機能する。矢印５９
２により概略的に示されているように、システム５９０
は、スクリーン装置５８６から発せられる光線を介して
ソースデータ５８２から供給される投影された実像を、
視覚的舞台５９４に投影する。符号５９６により、ステ
ーション５９４では、驚くべき、現実的な、３次元外観
の、妨げられない、投影された実像を知覚する観者の目
がブロック形式で示されている。実像は、１以上のソー
スデータの三次元的画像合図の存在により、完全に、現
実に空間を占有する三次元画像として知覚される。
【０１１０】重要な結合されたソースデータの三次元的
な合図の存在および、選択された合図により特徴付けら
れる妨げられない画像の究極の空間的な浮遊により、現
実には、空間における（厚さの観点から）やや無限の平
面により近接して横たわる画像である、すばらしい、妨
げられない、真実味のある三次元画像が与えられる。
な合図の存在および、選択された合図により特徴付けら
れる妨げられない画像の究極の空間的な浮遊により、現
実には、空間における（厚さの観点から）やや無限の平
面により近接して横たわる画像である、すばらしい、妨
げられない、真実味のある三次元画像が与えられる。
【０１１１】さらに、図２７には、観者の目が視覚的舞
台５９４内に、向きを変えて観者の方に向けて近づくよ
うに歩く、回転しかつ移動する一対のブーツを知覚して
いるところ描いた例が示されている。これらのブーツの
（観者に向かって）前進する４段階の動作が、符号５９
８ａ，５９８ｂ，５９８ｃ，５９８ｄにより示されてい
る。矢印５９９は、ブーツが観者に近づくときの時間の
進行を概略的に示している。これらのブーツの明らかな
三次元画像は、前に述べたように発生するソースデータ
ストリームに組み込まれた知覚的に刺激するある種の三
次元的な合図とともに組込まれており、観者に、特定の
与えられた実例の中で、影、閉塞、遠近、動作視差、深
さに対する大きさ、深さに対する彩度値（明るさ）、深
さに対する鮮明度合図により特徴付けられる動く画像を
見させるものである。
台５９４内に、向きを変えて観者の方に向けて近づくよ
うに歩く、回転しかつ移動する一対のブーツを知覚して
いるところ描いた例が示されている。これらのブーツの
（観者に向かって）前進する４段階の動作が、符号５９
８ａ，５９８ｂ，５９８ｃ，５９８ｄにより示されてい
る。矢印５９９は、ブーツが観者に近づくときの時間の
進行を概略的に示している。これらのブーツの明らかな
三次元画像は、前に述べたように発生するソースデータ
ストリームに組み込まれた知覚的に刺激するある種の三
次元的な合図とともに組込まれており、観者に、特定の
与えられた実例の中で、影、閉塞、遠近、動作視差、深
さに対する大きさ、深さに対する彩度値（明るさ）、深
さに対する鮮明度合図により特徴付けられる動く画像を
見させるものである。
【０１１２】観者の視点から見れば、システム５８０
は、たとえ画像が実際には二次元に基づくデータから供
給されるものであっても、疑いなく三次元的空間を占
め、妨げられない、投影された実像を与えるものであ
る。
は、たとえ画像が実際には二次元に基づくデータから供
給されるものであっても、疑いなく三次元的空間を占
め、妨げられない、投影された実像を与えるものであ
る。
【０１１３】浮遊画像相互作用 この発明に係る実像生成システムの重要な拡張は、観者
に、吊り下げられたあるいは明らかに浮かんでいる実像
との相互作用を許容する能力に関連している。多量の公
開された情報により、当業者であれば、ユーザに、（例
えば、センサを含むデータグローブを介した）操作ある
いは二次元的なコンピュータの表示画面上に表示されて
いる画像内において旅行を経験させることは可能であ
る。例えば、参照によりここに組み入れられている以下
の米国特許第４９８８９８１号、第４９３７４４４号、
第５０９７２５２号、第４５４２２９１号を参照する
（まとめて「ジマーマン（Zimmerman）の特許」として
参照する）。このジマーマンの特許のみならず他の多く
の刊行物および製品は、現在では、一般に「バーチャル
リアリティ」として知られる技術に関連して市販されて
いる。図２８は、ジマーマンの特許’９８１に開示され
ている基本的なバーチャルリアリティシステム６００を
示している。このシステム６００は、二次元的なあるい
はほぼ平坦な表示画面６０６上に画像を生成するために
コンピュータ６０２を利用している。ケーブル６０８は
コンピュータ６０２に接続されたインターフェース電子
部品６１１にデータグローブ６１０を接続している。信
号発生器、例えば、超音波変換器６１２が、グローブ６
１０に取り付けられている。超音波受信器６１４ａ，６
１４ｂ，６１４ｃは、表示画面６０６の周囲に配置され
かつインターフェース電子部品６１１に接続されてい
る。信号データは、超音波変換器１７の位置およびグロ
ーブ６１０内のユーザの１以上の指の曲げ角度および／
または向きに関連して収集される。そして、コンピュー
タ６０２は、データグローブ６１０すなわちユーザの手
の動きに対応して、表示された画像６０４を変化させ
る。
に、吊り下げられたあるいは明らかに浮かんでいる実像
との相互作用を許容する能力に関連している。多量の公
開された情報により、当業者であれば、ユーザに、（例
えば、センサを含むデータグローブを介した）操作ある
いは二次元的なコンピュータの表示画面上に表示されて
いる画像内において旅行を経験させることは可能であ
る。例えば、参照によりここに組み入れられている以下
の米国特許第４９８８９８１号、第４９３７４４４号、
第５０９７２５２号、第４５４２２９１号を参照する
（まとめて「ジマーマン（Zimmerman）の特許」として
参照する）。このジマーマンの特許のみならず他の多く
の刊行物および製品は、現在では、一般に「バーチャル
リアリティ」として知られる技術に関連して市販されて
いる。図２８は、ジマーマンの特許’９８１に開示され
ている基本的なバーチャルリアリティシステム６００を
示している。このシステム６００は、二次元的なあるい
はほぼ平坦な表示画面６０６上に画像を生成するために
コンピュータ６０２を利用している。ケーブル６０８は
コンピュータ６０２に接続されたインターフェース電子
部品６１１にデータグローブ６１０を接続している。信
号発生器、例えば、超音波変換器６１２が、グローブ６
１０に取り付けられている。超音波受信器６１４ａ，６
１４ｂ，６１４ｃは、表示画面６０６の周囲に配置され
かつインターフェース電子部品６１１に接続されてい
る。信号データは、超音波変換器１７の位置およびグロ
ーブ６１０内のユーザの１以上の指の曲げ角度および／
または向きに関連して収集される。そして、コンピュー
タ６０２は、データグローブ６１０すなわちユーザの手
の動きに対応して、表示された画像６０４を変化させ
る。
【０１１４】この発明は、観者が相互作用することがで
きる実像を浮遊させる技術を提供することによりバーチ
ャルリアリティ技術のきわめて重要かつ強力な拡大を可
能とするものである。図２９はそのようなシステムを概
略的に示している。相互作用可能な浮遊画像システム６
２０は、二次元表示画面６２４上に画像を生成すること
のできるコンピュータ９２２を具備している。コンピュ
ータ６２２および表示画面６２４は、画像ソースとして
ひとまとめに言及される。例えば、米国特許第４８０２
７５０号に示されるような実像生成鏡（実像供給／提供
構造）６２６が、表示画面６２４からの画像を受け止め
て、観者の目６３１の前の上演領域６３０に対応する実
像６２８を形成しかつ投影するために配置されている。
配線６３２は、ユーザの腕６３４の先端の手に装着され
たデータグローブ６３３にコンピュータ６２２を接続し
ている。データグローブ６３３も、超音波受信器６３８
に信号を送る超音波変換器のような信号発生器を有して
いる。
きる実像を浮遊させる技術を提供することによりバーチ
ャルリアリティ技術のきわめて重要かつ強力な拡大を可
能とするものである。図２９はそのようなシステムを概
略的に示している。相互作用可能な浮遊画像システム６
２０は、二次元表示画面６２４上に画像を生成すること
のできるコンピュータ９２２を具備している。コンピュ
ータ６２２および表示画面６２４は、画像ソースとして
ひとまとめに言及される。例えば、米国特許第４８０２
７５０号に示されるような実像生成鏡（実像供給／提供
構造）６２６が、表示画面６２４からの画像を受け止め
て、観者の目６３１の前の上演領域６３０に対応する実
像６２８を形成しかつ投影するために配置されている。
配線６３２は、ユーザの腕６３４の先端の手に装着され
たデータグローブ６３３にコンピュータ６２２を接続し
ている。データグローブ６３３も、超音波受信器６３８
に信号を送る超音波変換器のような信号発生器を有して
いる。
【０１１５】図２９に示されるシステムでは、相互作用
データは、ジマーマン特許に開示されているもののよう
に、センサおよび信号発生器を通じて生成される。しか
しながら、データグローブを用いることなく、ユーザと
浮遊画像との間の相互作用を容易にする別の方法があ
る。例えば、図３０では、洋梨６５０の実像が上演領域
６５２に投影されている。ユーザは、上演領域内におい
て手６５３の一部を移動させることにより、洋梨との相
互作用を達成することができる。米国特許第５２４８８
５６号に開示されているもの（走査レーザシステム）の
ような光照射および検知装置６５４が指の位置を示す信
号を発生する。信号は、信号処理装置に伝送され、それ
によって、洋梨６５０の所望の移動あるいは変化に影響
を及ぼす。
データは、ジマーマン特許に開示されているもののよう
に、センサおよび信号発生器を通じて生成される。しか
しながら、データグローブを用いることなく、ユーザと
浮遊画像との間の相互作用を容易にする別の方法があ
る。例えば、図３０では、洋梨６５０の実像が上演領域
６５２に投影されている。ユーザは、上演領域内におい
て手６５３の一部を移動させることにより、洋梨との相
互作用を達成することができる。米国特許第５２４８８
５６号に開示されているもの（走査レーザシステム）の
ような光照射および検知装置６５４が指の位置を示す信
号を発生する。信号は、信号処理装置に伝送され、それ
によって、洋梨６５０の所望の移動あるいは変化に影響
を及ぼす。
【０１１６】図３１に示されるように、この発明は、浮
遊画面、すなわち、画面の実像上において行われるゲー
ムの形態を採ることもできる。迷路６６０が上演領域６
６２内に浮遊している。プレーヤのカーソル６６４は、
迷路６６０内を移動することができる。ユーザは、カー
ソル６６４をスタート６６６からゴール６６８まで進め
ることを試みる。ユーザは、浮遊している実像矢印６７
０に接触しあるいはこれを貫くことによりカーソル６６
４の進行方向を定めることができる。ユーザの指の位置
は、例えば、米国特許第５２４８８５６号に開示されて
いるシステムにおいて用いられているような走査レーザ
によって検知され得る。相互作用プロセスを容易にする
ために、ユーザの指に指輪、鏡、光あるいは音の放射体
等を取り付けることも有用である。したがって、局部指
令によりユーザが浮遊画像と相互作用することを可能に
するために、音検知機構を用いることもできる。図３１
に示されるゲームを生成するために用いられるようなシ
ステムは、従来のコンピュータの画面およびキーボード
に類似した画面やキーボードの実像を投影することもで
きる。
遊画面、すなわち、画面の実像上において行われるゲー
ムの形態を採ることもできる。迷路６６０が上演領域６
６２内に浮遊している。プレーヤのカーソル６６４は、
迷路６６０内を移動することができる。ユーザは、カー
ソル６６４をスタート６６６からゴール６６８まで進め
ることを試みる。ユーザは、浮遊している実像矢印６７
０に接触しあるいはこれを貫くことによりカーソル６６
４の進行方向を定めることができる。ユーザの指の位置
は、例えば、米国特許第５２４８８５６号に開示されて
いるシステムにおいて用いられているような走査レーザ
によって検知され得る。相互作用プロセスを容易にする
ために、ユーザの指に指輪、鏡、光あるいは音の放射体
等を取り付けることも有用である。したがって、局部指
令によりユーザが浮遊画像と相互作用することを可能に
するために、音検知機構を用いることもできる。図３１
に示されるゲームを生成するために用いられるようなシ
ステムは、従来のコンピュータの画面およびキーボード
に類似した画面やキーボードの実像を投影することもで
きる。
【０１１７】以上のように、この発明に係るシステムお
よび方法が、少なくとも１つの投影された実像を含む刺
激的で視覚的に印象的かつ見晴らしのよい空間を占める
合成された画像その他を生成するために上記において言
及された「重要な扉」を、どのようにして開くのかにつ
いては、きわめて明白である。潜在的な適用例と利用分
野は、創造的な想像力と同じだけ広い。ここに開示され
かつ議論されている多くの実施形態は、この発明を中心
としたある種の合成を得るために、この発明に従って、
光学要素および視覚的ソースを結合し得る種々の方法を
示しかつ示唆している。したがって、そのような要素の
他の特定の装置は、関連する技術分野の当業者であれ
ば、この発明の範囲内において思いつくものであると考
えられる。
よび方法が、少なくとも１つの投影された実像を含む刺
激的で視覚的に印象的かつ見晴らしのよい空間を占める
合成された画像その他を生成するために上記において言
及された「重要な扉」を、どのようにして開くのかにつ
いては、きわめて明白である。潜在的な適用例と利用分
野は、創造的な想像力と同じだけ広い。ここに開示され
かつ議論されている多くの実施形態は、この発明を中心
としたある種の合成を得るために、この発明に従って、
光学要素および視覚的ソースを結合し得る種々の方法を
示しかつ示唆している。したがって、そのような要素の
他の特定の装置は、関連する技術分野の当業者であれ
ば、この発明の範囲内において思いつくものであると考
えられる。
【図１】この発明にしたがって構成される画像合成シス
テムの一実施形態を示す概要図である。
テムの一実施形態を示す概要図である。
【図２】この発明の他の実施形態の概要を示す図であ
る。
る。
【図３】この発明の他の実施形態を概略的に示す図であ
る。
る。
【図４】この発明の他の実施形態を示す図である。
【図５】図４に示されたこの発明をいくらか変形した図
である。
である。
【図６】この発明の他の実施形態を示す図である。
【図７】図６に示したものといくらか類似している本発
明の他の実施形態を示す図である。
明の他の実施形態を示す図である。
【図８】図２に示された実施形態に関連する他の発明の
変形した実施形態を示す図である。
変形した実施形態を示す図である。
【図９】この発明の他の実施形態を示す図である。
【図１０】図９にいくらか類似したこの発明の一実施形
態を示す図である。
態を示す図である。
【図１１】図９に示された実施形態の変形として捕らえ
ることのできるこの発明の他の実施形態を示す図であ
る。
ることのできるこの発明の他の実施形態を示す図であ
る。
【図１２】図１０に示された実施形態の変形として捕ら
えることのできるこの発明のシステムの他の実施形態を
示す図である。
えることのできるこの発明のシステムの他の実施形態を
示す図である。
【図１３】図１２に示されたシステムにより生成された
ものと同様の合成画像構成を生成するシステムの変形例
を示す図である。
ものと同様の合成画像構成を生成するシステムの変形例
を示す図である。
【図１４】この発明に関連して構成された劇場環境シス
テムの一形態の概略的な平面図である。
テムの一形態の概略的な平面図である。
【図１５】この発明に関連して構成された劇場環境シス
テムの一形態の概略的な側断面図である。
テムの一形態の概略的な側断面図である。
【図１６】この発明に関連して構成された劇場環境シス
テムの他の形態を示す図である。
テムの他の形態を示す図である。
【図１７】この発明に関連して構成された劇場環境シス
テムの他の形態を示す図である。
テムの他の形態を示す図である。
【図１８】この発明のシステムの他の実施形態を示す図
である。
である。
【図１９】この発明の他の参考例を示す図である。
【図２０】この発明の他の実施形態を示す図である。
【図２１】この発明の他の実施形態を示す図である。
【図２２】図２０に示されたものと構造においていくら
か類似しているこの発明の他の参考例を示す図である。
か類似しているこの発明の他の参考例を示す図である。
【図２３】この発明の他の形態を示す図である。
【図２４】他の図面に示された具体例のいずれか１つに
従って構築された画像合成システムが複数（図には３
つ）分布させられた娯楽用乗用車により特徴付けられる
娯楽システムの断片的な平面図である。
従って構築された画像合成システムが複数（図には３
つ）分布させられた娯楽用乗用車により特徴付けられる
娯楽システムの断片的な平面図である。
【図２５】図２４を回転して見た図である。
【図２６】図１９に示されたこの発明の他の参考例とき
わめてよく似たシステムを示す図である。
わめてよく似たシステムを示す図である。
【図２７】システムの変形された形態の概略／ブロック
図である。
図である。
【図２８】観者／ユーザが、画像の位置に隣接した領域
内において追跡可能な手袋を使用する環境内において、
該ユーザが画像と相互作用することができるシステムを
表す斜視図である。
内において追跡可能な手袋を使用する環境内において、
該ユーザが画像と相互作用することができるシステムを
表す斜視図である。
【図２９】図２８に示されたものといくらか似ているシ
ステムを示す概略図である。
ステムを示す概略図である。
【図３０】図２９に示されたものといくらか似ているシ
ステムの概要図である。
ステムの概要図である。
【図３１】ゲーム盤の投影された実像の概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スティーヴ エイ ウェルク アメリカ合衆国 ハワイ 96761 マウイ ラハイナ ＃3501 プーウ アノ アノ ストリート 50 (72)発明者 バークハードディキンソン ジョン エム カッツ アメリカ合衆国 オレゴン 97202 ポー トランド エス．イー．31スト アヴェニ ュー 8015 (72)発明者 ピエール シー ヴァン ライセルバーゲ ー アメリカ合衆国 オレゴン 97201 ポー トランド エス．ダヴリュー．ハンプシャ ー ストリート 3043
Claims (10)
- 【請求項１】 視界軸に沿った視点から画像を見るため
の空間を規定する視覚的上演舞台、前記空間における視
界軸に沿って配置され、視界軸に部分的に面した前方部
および前方部の反対側の後方部を有するビーム・スプリ
ッター、ここにおいて、ビーム・スプリッターは視界軸
に対して傾斜して配向されている、 ビーム・スプリッターの前方部に向けられた第１画像を
表示するために装備され且つ配置された第１画像ソー
ス、したがって、上演舞台を視点から見る観客に対し
て、第１画像は実質的に視界軸に沿ったビーム・スプリ
ッターの背後に配置された背景画像として現れる、 視点方向の視界軸に沿ったビーム・スプリッターの背後
に向けられ且つこれを通して導く経路に沿って向けられ
た第２画像を表示するために装備され且つ配置された第
２画像ソース、および、 第２画像ソースとビーム・スプリッターとの間の経路に
沿って配置された光学的構造、ここにおいて、光学的構
造は、第２画像から発散する光線を生じさせ、この光線
はビーム・スプリッターの前方における視界軸に実質的
に沿って収束し、したがって、上演舞台を視点から見る
観客に対して、 第２画像はビーム・スプリッターと背景画像の両者の前
方における浮揚している実画像として現れる、 より成る視覚的表示装置。 - 【請求項２】 光学的構造が少なくとも１つの曲面鏡を
包含する、請求項１に記載の前記表示装置。 - 【請求項３】 光学的構造が複数の鏡を包含する、請求
項１に記載の前記表示装置。 - 【請求項４】 光学的構造が少なくとも１つの放物面鏡
を包含する、請求項１に記載の前記表示装置。 - 【請求項５】 ビーム・スプリッターが視界軸に対して
約４５度の角度を形成する、請求項１に記載の前記表示
装置。 - 【請求項６】 第１画像ソースが視界軸に対して実質的
に垂直な方向に面している、請求項１に記載の前記表示
装置。 - 【請求項７】 光学的構造が少なくとも部分的に光透過
性の部材を包含する、請求項１に記載の前記表示装置。 - 【請求項８】 画像ソースおよび光学的構造を実質的に
収容するためのハウジングから更に成る、請求項１に記
載の前記表示装置。 - 【請求項９】 第２画像ソースが、明暗、閉塞、遠近、
運動変位、寸法対深さ、明対深さ、鮮明度対深さ、およ
びこれらの組み合わせよりなる群から選択された三次元
画像信号を有するデータ・ストリームを具備している、
請求項１に記載の前記表示装置。 - 【請求項１０】 観客がビーム・スプリッター前方の浮
揚実画像と相互作用し得る制御メカニズムより更に成
る、請求項１に記載の前記表示装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US18327894A | 1994-01-14 | 1994-01-14 | |
| US08/333,497 | 1994-11-02 | ||
| US08/333,497 US5886818A (en) | 1992-12-03 | 1994-11-02 | Multi-image compositing |
| US08/183,278 | 1994-11-02 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001036837A true JP2001036837A (ja) | 2001-02-09 |
Family
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Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07519148A Expired - Fee Related JP3092162B2 (ja) | 1994-01-14 | 1995-01-13 | 複数画像合成装置 |
| JP2000181829A Pending JP2001036837A (ja) | 1994-01-14 | 2000-06-16 | 複数画像合成装置 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07519148A Expired - Fee Related JP3092162B2 (ja) | 1994-01-14 | 1995-01-13 | 複数画像合成装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0739497B1 (ja) |
| JP (2) | JP3092162B2 (ja) |
| KR (1) | KR100302428B1 (ja) |
| AT (1) | ATE196551T1 (ja) |
| AU (1) | AU697239B2 (ja) |
| CA (1) | CA2180964C (ja) |
| DE (1) | DE69518907T2 (ja) |
| DK (1) | DK0739497T3 (ja) |
| ES (1) | ES2153029T3 (ja) |
| GR (1) | GR3035057T3 (ja) |
| PT (1) | PT739497E (ja) |
| WO (1) | WO1995019584A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| WO2007018111A1 (ja) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Pioneer Corporation | 画像表示装置 |
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|---|---|---|---|---|
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