JP2008536159A

JP2008536159A - 三次元画像撮像カメラ及び眼鏡を必要としない非立体三次元観察装置

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Publication number: JP2008536159A
Application number: JP2008500219A
Authority: JP
Inventors: ミゲル・ガルシア・ガララガ
Original assignee: ミゲル・ガルシア・ガララガ
Priority date: 2005-03-10
Filing date: 2006-03-09
Publication date: 2008-09-04
Also published as: BRPI0608834A2; IL185720A0; AU2006221912A1; ES2281238A1; WO2006095040A2; ES2281238B1; ZA200708546B; CN101137925A; EP1892558A4; WO2006095040B1; EP1892558A2; RU2397524C2; RU2007137092A; WO2006095040A3; KR20070117568A; CA2600992A1; US20080024595A1

Abstract

本発明は、三次元画像をが眼鏡なしで見られ得るように、三次元画像を撮像及び再生するために使用されるシステムに関する。本発明のシステムは、単純な多面レンズの特性を使用して、多数の視点からの取得及び再生の問題を解決する。異なる画像は、高速シャッターの使用により時間について順次的に多重化することにより統合される。眼鏡を必要とせず、かつ画像がぼやける中間領域を備えることなく、まるで実在するかのようにそれぞれの目に到達する画像が異なるよう、観察者の目が横方向に移動すると画像は一つの点から別の点に変化する。本発明は、両方の構成要素の組み合わされた動作が三次元画像の撮像及び再生を可能にするように、再生機が光の軌跡の連続を作成するシステムを含む。前記システムは、撮像カメラと再生装置を備えている。本発明はテレビジョン伝送と、映画撮影と、三次元映像フィルムの鑑賞における使用に適している。

Description

ａ）技術的背景
本発明は、テレビジョン及び映像記録を含むオーディオビジュアルの領域の範囲内に入り、その原理は動画及び写真の領域への適用にも適応し得る。その基本原理は、画像撮像及び再生についての光学及び光エレクトロニクスに基づいている。

ｂ）技術の状態
画像が三次元により見られ得ることを可能にする多数の特許及び装置が存在する。現在、観察者について三次元効果を生成する異なるシステムが存在する。

既存のシステムは三つのカテゴリーに分類され得る。

ａ）眼鏡の使用を必要とするシステム。これらのシステムは立体視システムと呼ばれ得る。これらは、例えば互いに対して僅かに横に移動した二つの写真、映像又は動画カメラを使用して取得された、二つの僅かに異なる画像をスーパーインポーズし、前記画像を同一の相対的変位により投射することから構成される。観察者による眼鏡の使用は、二つのスーパーインポーズされた画像のそれぞれの一つが左目及び右目に選択的に到達することをもたらし、三次元効果を生成する。

ｂ）同様に異なる二つの画像により目と画面の相対的位置を使用して効果を生成するシステム。前記二つの画像は、目の横の変位に依存して二者択一的に見られる。前記システムの欠点は、三次元効果が生成されず画像が鮮明でない空間的位置が存在することである。

ｃ）観察者の空間から見て、観察者が物体を囲む空間において移動しているかのように画像が一つの点から別の点に変化するホログラフィックシステム。前記システムは、通常レーザー技術を使用して生成された単色のホログラムである。

前二者だけが、テレビジョンシステムを使用した伝送のために使用され得る実用可能性を有する。

第一の既知の装置は、レンズとディスクを装備した眼鏡から構成される玩具であり、前記玩具上には立体写真システムにより得られる正反対に対向する一対のスライドが搭載される。

前記装置の全ては立体視効果に基づいており、立体視効果は距離の正しい認識を伝えるために、一つの画像が片目のためのものである二つの異なる画像を使用する。

同様に久しい以前に開発され動画において周知である他のシステムは偏光用の眼鏡を使用することにより、片目が一つの画像のみを認識するように９０°だけ異なる角度により偏向した光のためのフィルタによって、レンズの僅かな水平移動を伴って行われた二つのショットから画像が画面上に投射される。他の類似の動画及び写真システム、並びに後の映像システムは、一つの目と他方の目のための赤色及び青色のフィルタを使用しており、同様にカメラ又は光学システムのそれぞれ一つからの画像の異なる認識を生成する。

以下の表は、関連する発明として同一の主題を有する公開された特許の現在の状態を決定するための調査の結果を示す。

上記表は、三次元表示に関連した国内及び世界的データベースにおいて識別された全ての記述の範囲に亘る。それらのほとんどは、視差配列を有する立体視といくつかの追加の方法に基づいている。

より以前の発明を越える本発明の利点は、本発明が単一の多面でないレンズの特性の使用を行って、複数の視点からの画像を取得し再生する問題を解決することである。異なる画像は、高速シャッターを使用して時間について順次的に多重化されることにより統合される。三次元認識は、画面の中央の垂直軸の周囲約５０°の弧内の全ての点において生成される。

ｃ）詳細な説明
本発明は、画像が眼鏡を使用せずに見られ得るように、三次元により画像を捕捉及び再生するためのシステムにより構成される。

（機能の説明）
本技術がどのように機能するかを理解する最良の方法は、これを窓として考えることである。人は窓のガラスを通じて見る時、三次元認識により画像を取得する。部屋の窓を通じて見ていると仮定すると、光線は外側から窓に到達して部屋に入る。窓の別の側において全ての方向から来る数千の光線が、各光線の各点において、かつその方向に依存して同一の強度及び色を保存しながら、窓ガラスの各点に対応する光の情報を持って通過するように、光線が部屋の窓を通じて来て投射機の窓又は画面を通じて出るようにすることが出来れば、我々は現実の真実かつ同一の再現を持つであろう。

写真家が暗箱カメラにより画像に焦点を絞ることを試みるとき、レンズから特定の距離だけ離れた物体について画像が最も明瞭である距離が見付かるまで、レンズは投射平面からより近く又はより遠くに動かされる。

例えば巨大暗箱カメラ内において、２メートルの直径を有するレンズを想像した場合、特定の物体平面が最適に焦点を絞られる距離も存在するであろう。この点において、レンズの表面上の全ての点を通じて前記レンズを通過する物体平面上の点からの異なる光線は単一の点に位置し、前記単一の点はカメラのセンサの平面に対応する。

小さな開口部を有する不透明な画面によりレンズを覆う場合、焦点を絞られた画像は前記小さな開口部を通じてのみ入る。レンズのちょうど正面のレンズの水平の直径に平行な線に沿って開口部が移動する場合、カメラ平面上に投射される画像は、実質的にまさに同一の点から観察者の目によって見られるであろう画像である。

画像は焦点を絞られた物体のために焦点を絞られているため、物体はプレートの表面上においていかなる変位も経ない。前記プレートにおいては、物体が焦点を絞られるため、開口部が左から右又は右から左に移動するときに暗箱カメラにおいて画像が形成される。焦点を絞られた物体上の点からレンズを通過する全ての光線は、前記画像の単一の点において一致する。このことは、図１に示される。

しかしながら、開口部が右から左に移動するときにその画像が移動する物体は焦点を絞られていない物体であり、これらは故にぼやけている。家の前の人の焦点を絞られていない図である図１を参照されたい。

三次元画像を再生するために、焦点を絞られた物体からの光線は、観察者の前の画面上に現実又は仮想の画像を生成する。また、焦点を絞られていない物体は、それらがどこから見られているかに依存して、異なる点に現れなければならない。

図２に示されるように、三次元の感覚を生成するために、投射装置においては二つの目的が達成されなければならない
― まず第一に、完全な三次元認識を有するために、観察者から実際の距離とほぼ同一の特定の距離において画像が形成されなければならない。前記実際の距離は画面自体よりも近くあり得て、観察者により近い空間内に、またさらに１０、２０メートル離れて、あるいは数キロメートル離れて作成される。
― 第二に、焦点を絞られていない周囲は、焦点を絞られた物体の後ろに位置する要素と焦点を絞られた物体より近い要素の両方が、それぞれの目が僅かに異なる情報を受け取るように、観察者の目の位置が移動するときに変更されなければならない。前記情報は、観察者の位置に依存する。

信号がカメラ内に捕捉されるまさにその瞬間に始まる情報を削減するために、視覚的情報を感覚的重要性を有する最小値まで単純化する削減を行うことは有用である。前記単純化の例は、音声及び画像再生において共通である。
― 立体視信号を伝送するために二つのスピーカを使用すること。
― 自然に存在する無限の色のうち、三つだけが基本色として使用され、これらは色の認識を伝達するために組み合わされる。
― 現実の無限の事実のうち、移動の画像を作成するために毎秒２０又は３０フレームのみが伝送される。
― 画面の表面領域の単位ごとの情報の量は、カラーテレビジョンにおける白黒信号の４分の１だけ、三つの色信号について濃密である。

同様に、「窓」からの全ての情報が「正しい三次元画像」を伝達するために必要とされるわけではない。以下の単純化は、画像を捕捉し、見る者に画像を再生する際に使用される。
― １．全体の窓を伝達する代わりに、我々は「目隠しを低くして」水平スリットのみを残した。観察者の垂直の変位による画像の変化は無視される。
― ２．全ての物体の鮮明かつ正確な画像を伝達する代わりに、焦点を絞られた物体のみが明確に伝達される。我々は、焦点を絞られていない物体がより低い解像度を有するぼやけた画像を与えることに慣れている。
― ３．本発明のシステムは、焦点を絞られた画像がカメラが伝達する全ての視点について実質的に同一であるとの事実を加える。一つの視点から別の視点への画像は、焦点を絞られていない物体から異なる（「焦点」距離においてはそうではない）。観察者により横への移動において得られた異なる画像は、焦点を絞られた物体に対してより大きく又はより小さく離れた物体の位置において異なる。焦点を絞られた物体が焦点を絞られた平面上において固定されていると考えた場合、換言すればカメラの感光性の表面に平行な平面上において最大の鮮明さにて見られる場合、左から右への移動があるときに対応する画像は移動せず、最も遠く離れた物体は左から右に移動するように見え、最も近い物体は右から左に移動するように見える。

本発明のシステムは、観察者の目が横に移動すると、実際にそこにいるかのように、それぞれの目に到達する画像が異なるよう、画像が一つの点から別の点に変化するシステムである。眼鏡は必要とされず、画像が不鮮明である中間領域は存在しない。これは投射機がカメラに到達する光の経路の連続を作成するシステムであるため、両方の機能はセットとして三次元の画像の捕捉及び再生を可能にする。換言すれば、投射機はカメラにより準備された信号から来る三次元画像を与えることができる。他の再生システム、例えば単一の観察者又は複数の観察者のための、眼鏡を有し又は有しない立体視システムが存在し、その画像はスリット上における二つの位置又は一対の位置を選択する特定の処理によって、本発明において提案されたカメラにより生成される画像から取得され得る。カメラを使用せずにコンピュータにより信号を生成することも論理的に可能であるが、これらは「現実の」画像ではないであろう。

本発明の最も特徴的な要素はスリットレンズと、一連のシャッターと、高速光センサである。

スリットは、観察者の目の可能な位置の線形の範囲を可能にする。全ての焦点を絞られた物体の画像は単一の画像と一致し、そのため位置の選択が離散的かつ非連続的であったとしても、このことは焦点を絞られた画像内においては知覚されない。しかしながら、焦点を絞られていない物体は、当該物体が観察されるスリット上の点に依存して、異なる位置に位置付けられる。これらの物体は焦点を絞られていないため拡散された輪郭を有し、そのため離散した位置は知覚可能な効果を有しない。

一連のシャッターに関しては、一連のシャッターは選択的にシャッターを開くことによってスリット上の離散した位置の選択を可能にする。高速、柔軟かつ信頼性のある制御を可能にするために、スイッチは電子光学的なものでなければならない。必要とされる機能に適応し得る磁気‐光及び光‐電気現象に基づくシャッターのラインが存在する。

高速感光性素子は、電子光学シャッターの開口時間において画像を取得することが可能でなければならない。

以下の部分は、本発明の構成要素であるカメラ及び投射機を説明する。

（カメラ、図３〜）
カメラは、スリットとレンズを含む。レンズは、互いに平行かつレンズの軸に平行な二つの平面の間のレンズ内の切り込みに縮減され得る。レンズは、レンズの縁により生成される画像内の収差の生成を避けるために、長い焦点距離をも有しなければならない。しかしながら、水平スリットを通過する光のみが通過するため、レンズの高さは小さく、高さに対する焦点距離はより大きくさえある。この理由により、垂直方向における表面曲率に関する要件は水平方向における要件より厳しくなく、このことは前面の水平母線又は放物線の準線を使用して生産コストを低減する。一方この場合において、母線は球面又は放物線の準線と共に、後面において垂直である。

シャッターはレンズの前に置かれ、光が入ることを可能にする不透明な画面内の空隙を開く。また、光はスリットの一つの終端から他の終端に移動して再度戻る。これらの位置のそれぞれ一つにおいて、生成された画像は、焦点を絞られる画像が投射される装置の画面内の穴を光が通過した時の以前の画像と僅かに異なる。処理される画像は検出平面上に焦点を絞られた画像であり、前記検出平面はカメラから焦点を絞られた物体への特定の距離に対応する。焦点距離についての情報は、開口角又はズーム角と共に画像の位置決めのための投射装置コントローラに伝達される。カメラには、スリットのサイズと所望の三次元効果の正確さに依存して、毎秒１０００から１０００００画像のオーダーにて高速画像を取得するための装置が装備されていなければならない。

（投射機）
再生システムは、画像を生成するための画面（例えば「テレビジョンモニタ」）と、一群のレンズと、焦点を調整するためのシステムと共に、焦点位置及び開口角を制御するためのサーボ制御と、一群の直線上のシャッターを含む。映像又は陰極線上に再生された平面画像は、理論的にはカメラにより撮像されたフレームの反復と同じだけ多くの回数、毎秒１０００から１０００００画像、一般には一つのフレームから次のフレームが非常に類似している画像により、再生されなければならない。しかしながら、一秒毎の画像の数は、補間が使用される場合にはより大きく、情報が失われる場合にはより小さくなり得る。画像は収集され、画面の現実の画像を形成するレンズにより反転される。この現実の画像は第二のレンズにより収集され、複数のレンズと画面の間の相対的距離に依存して、観察者から無限又は任意の距離の任意の平面に位置する仮想の画像を形成する。光線が第二のレンズを通過すると、光線はカメラ内のスリットに到達したときに有していたが観察窓の小さい窓のみのためのものである方向を回復するであろう。

現実に我々が一つの側から他の側に移動して物体の配置の変化を見ることが起こるように、観察者が動くときに観察者が異なる風景を見るよう、一つの目により見られる画像が他の目により見られる画像と異なるようにするためには、カメラの開放シャッターの各位置について異なる投射が存在しなければならない。これは、一つの画像が点から不透明なシート内の穴を通過することのみを可能にする空隙を開けるシャッターにより達成される。前記不透明なシートは、カメラ内のシャッター穴の移動に対応して横方向に移動する。ここでその違いは、直径数センチメートルの類似の高さと幅を有する穴である代わりに、穴が垂直のスリットであり得て、これにより観察錐体内において同一の画像が異なる高さから観察され得ることである。前記錐体内において、画像は観察者の高さを変えることにより変更されず、観察者の位置が左又は右により多く変更される時に変更される。観察者が前方又は後方に移動する場合、観察者は自分が画像に近づいていることを知覚するであろう。前記画像は、観察者にとって現実に見えるであろう。

（代替例）
放物面鏡は、レンズに対する代替物として使用され得て、固定された位置上の異なる画像の焦点合わせを可能にするであろう。

連続した絞りを有する一連のシャッターの配置は、数個の代替例を可能にする。最も説明が容易なものは上記に示されたものであり、第一のレンズの前、スリットの右、カメラ内、及びこれらに対応してレンズの右隣と、観察者により近い投射機のケース内である。他の代替的位置は、第一のレンズの焦点面上と、投射機のケース内と、第一のレンズの焦点面上と、焦点と画面の間のようないくつかの中間位置である。外側のレンズの中間にも、シャッターが挿入される。異なる位置にシャッターを配置する効果は、図８に示される。

一連のシャッターが外側のレンズの焦点面上に位置する場合（図８Ｂ）、投射機の機能は別の方法に分析され得る。前記焦点面は、現実に形成された画像が無限遠に存在する点のセットに対応する。例えば遠くからの山岳地帯、月又は夜空のような離れた風景を観察している場合、再生時に画像は無限遠に離れて現れるように焦点面上に生成されなければならない。この場合に焦点を合わされた画像には、カメラスリットの一つの点から別の点に、実際に顕著な変化は存在しない。焦点面上に発見されるものは角張った断片であり、各断片はその画像と同一である。一連のシャッターの位置について焦点面を使用する場合、一連の垂直な線が遠方に存在した印象を与えるであろう。そのため、離れた物体に焦点を合わせる時に、シャッターは外側のレンズの焦点面上においては使用されるべきでない。投射機又はカメラが焦点面上のシャッターに装備された場合、所与の距離より遠い物体に焦点を合わせる時に、前記投射機又はカメラは焦点面から移動させられなければならない。

しかしながら、近傍の物体に焦点を合わせる時に、外側のレンズのシャッターは観察者の目の焦点距離にも近くなるであろう。また、投射機カメラ装置の組み合わせを使用する結果として生成されるであろう、所望されない一連の垂直な線が可視となり得る。焦点面上の一連のシャッターには焦点を合わされず、観察者によって容易に区別可能ではないであろうことから、焦点面上において一連のシャッターを使用することは賢明であり得る。焦点面上の一連のシャッターの機能の解釈は、カメラ内において選択されるスリットの位置ではなく、むしろ空港及び船上におけるレーダーアンテナを回転させることにより行われる湾曲運動に類似して主要な角方向が選択される方法のように理解され得る。

焦点を合わされた物体が非常に近いとき、横方向の変位に関して、又は換言すれば異なるスリットシャッターについて、非常に近い位置から得られる画像には非常に大きい変化が存在する。異なるスリットシャッターは、シャッターの数の増加を必要とするであろう。焦点面上及び外側のレンズ上のシャッターの組み合わされた使用は、外側のレンズの焦点面上のｎ個のシャッターと、外側のレンズに隣接するｍ個のシャッターであるｎ×ｍ個のシャッターの等価物を有することが可能であるため、装置の構成を単純化する。

（画像の処理及び伝送）
画像の処理は、情報を圧縮するための方法を必要とするので、使用されるシャッターの数と同一の一からの回数の情報に相当する情報の流れは必要とされない。

デジタル圧縮技術の使用は、時間について若しくは特定の方向において、又はフレームの反復若しくは他の原則における均一性に基づいて、さらに単位時間毎の情報量を削減する。

提案されたカメラにより得られた画像の特徴は、以下の理由により情報を単純化することを可能にする。
― カメラと平行な（レンズの軸に垂直な）平面に対応する画像は、焦点面上に正確に位置付けられる際に、シャッターを通じた光の透過の絞りを一つの位置から他の位置まで不変にする（焦点を合わせられた対象物の一致）。
― 焦点面と一致しないが近接する平面上の物体の画像は、開いたシャッターの二つの位置についてその間の僅かな移動を示し、前記移動は、開いたシャッターの前記二つの位置の間のより大きい距離より大きい（焦点面への近接性における明確な変位）。
― 焦点面に近接していない物体の画像は、明確な輪郭のない画像であり、二つの分離したシャッターが比較される時、画像に対して位置を変化させ得る。これらの相対的な位置における違いは、物体から焦点面までの距離より大幅に大きく、開いたシャッターの開口部の二つの位置の間の距離より大幅に大きく、ほぼ両方に比例している。物体が焦点面より遠い場合には相対的変位は一つの方向にあり、物体が焦点面より遠い場合には相対的変位は反対の方向にある（ぼやけた変位）。

ｄ）図面の説明
（図１）
図１は、その前に一人の人物を有する家の図を示す。我々は、一連のシャッター、レンズ及び画像検出プレートを備えたカメラを理解する。我々は、焦点を合わせられた物体が家にあること、及び前記人が家よりカメラに近いことを理解し得る。我々は屋根の頂点にある家の一点から来る光線がどのように前記プレートの一点上と一致するかを理解し得る。しかしながら、家の前にいる前記人物の画像は、二つの異なるシャッター、言い換えると、二つの異なる視点について二つの異なる画像を生成する。

（図２）
図２は、二つの部分Ａ及びＢを示す。Ａにおいては、３つの物体（１）（２）及び（３）と、プレート（５）上の画像を形成するレンズ（４）と、二つの目（６）及び（７）による可能な配置が見られる。物体（１）は、プレート（５）自体の上に位置づけられた、（８）上のレンズ（４）による画像を生成する。物体（３）は、プレート（５）上にはない（１０）上に画像を生成し、このことは二つの異なるシャッターにより、二つの異なる画像がプレート上に生成され得ることを意味する。同様に、物体（２）は（９）上に実際の画像を生成し、プレートとの交差が二つの異なる画像を生成する。

さてＢに移ると、（１６）及び（１７）における観察者が画像投射機を見ている時に得られる画像が見られる。二つのレンズ（２１）及び（１４）が見られる。点（１８）において、明確な画像が画面（１５）上に形成される。それは、プレート（５）からの情報の伝送によって生成される画像である。レンズ（２１）は、反転された現実の画像を生成し得る。（１４）と（１７）の間に光線を延長することによって、レンズ（１４）により仮想の画像が観察者（１６）及び（１７）のために生成される。（１１）において（１８）の仮想の画像が見られ、一方でこれは現実の物体（１）に対応する。（１５）において現れる他の点は、（１９）及び（２０）上のレンズ（２１）により、現実の画像を生成する。これらの画像は二重であって同時に存在せず、、レンズ（１４）により、画像が（１１）であるプレート上に仮想の画像を与える。（２３）上の画像は、観察者（１７）に対応するシャッターが開いた時に現れ、同様に（２５）上の画像は（１６）の観察者のためのシャッターが開いた時に現れる。（１６）及び（１７）上の目を有する観察者のための視覚的印象は、（２３）及び（２５）が二つの視点からの（１３）の認識であることである。

このことは画像（２４）及び（２２）によっても生じ、画像（２４）及び（２２）は（１６）及び（１７）からのみ可視であり、観察者に対してそれらが物体（１２）に対応するとの印象を与える。仮想の物体（１１）、（１２）及び（１３）は、現実の物体（１）、（２）及び（３）に対応することが分かる。

（図３）
図３においては、二つの断面図におけるカメラが見られる。レンズ及びスリットは、それらの高さよりかなり長いことに注意されたい。我々は、レンズ（２）及び（３）の間に位置づけられる、（１）により特定されるシャッターの列を理解する。モーター（６）を備えた焦点のために働くレンズ（４）が存在する。（５）においては、画像を捕捉するためのプレートが見られる。

（図４）
図４には、画像投射機が見られる。平らな二次元の画面は（５）である。レンズ（４）は、レンズ（２）及び（３）を通して外側から見られる現実の反転された画像を生成する。シャッター（１）は、レンズ（２）及び（３）の間に位置づけられる。仮想の画像の位置決めは、画面（５）を位置決めするモーター（６）により制御される。

（図５及び図６）
図５において、我々はカメラシャッターの列を理解し、図６において、投射機のシャッターの列を理解する。

（図７）
図７は、カメラ及び異なる投射機の機能を示す。図の右の方向に向かって、我々は観察者の右目Ｒｅ及び左目Ｌｅという目を理解する。シャッターのカメラの列は、文字Ｌと印の付けられた図において示される。文字Ｎ及びＭは、二つの投射機の窓を表す。ローマ数字Ｉ、II、III、IV及びIV´は、生成された画像の異なる予定される位置を表す。Ｉによって表示された位置は、同時に、カメラＬによって観察された対象物を表す。我々はカメラから距離ｄに所在する物体Ａ_１を見ることができ、前記物体Ａ_１は焦点を合わされた物体である。我々は、点Ｂ_１が焦点を合わされた物体でないため、いずれのシャッターが開くかに依存して変化する画像を有するであろうことを理解することができる。図７は、焦点面を表す点Ａ_１のライン上の二つのシャッターからの風景の拡散した投射を示す。結果として、点Ｂ_１が焦点を合わされた物体ではないため、Ｂ_Ｚとして印を付けられるＢ_１の明白な位置は不明確な位置である。

点Ａ_１及びＢ_１は、投射機とＲｅ‐Ｌｅ観察者の間の、投射機の外側の画像である、投射機Ｍにより見られ得る画像をも表す。Ａ_１は、モニターの画像から投射機のレンズにより生成された現実の画像である。画像Ｂ_１もまた、Ａ_１の平面上に現れるが、開いた各シャッターのための画像の異なる位置に現れるため、それぞれの目Ｒｅ‐Ｌｅに異なる位置において到達し、そのため僅かに不正確な位置にぼやけた物体として現れるが、良好な三次元の印象を与える。投射機Ｍにより生成された画像を投射機より近くするために、投射機のシャッターは、その画像、換言すれば投射機Ｍの外側のレンズにより生成されたシャッターの画像がＬに位置するように位置付けられなければならない。投射機のシャッターは投射機の外側にあるため、投射機のシャッターはＬに位置することができないが、画像がＬにあるような位置に位置付けられ得る。この領域Ｉにおいて、画像Ａ_１は線ｋにより輪郭を描かれる縞模様の領域から観察されるのみである。目ＲｅはＡ_１を見ることができるが、目ＬｅはＡ_１を見ることができない。

さて、画像領域IIに進んで、画像領域IIは２分の１の縮尺にて投射機Ｍにより生成された画像であり、ここで距離ｅはｄの半分であろう。観察者は、同一の位置Ｒｅ‐Ｌｅにいる。シャッターは、Ｌの長さの半分の長さであるＭの長さに沿って分散されている。以前の場合におけるように、現実の画像はＡ_２であるが、目Ｒｅ‐Ｌｅに到達する異なる画像の結果として、Ｂ_２がＡ_２の位置において知覚される。この場合、投射機のシャッターは投射機の外側であって外側のレンズに隣接して位置付けられなければならない。

さて、画像領域IIIに進んで、画像領域IIIは投射機Ｍにより１：１の縮尺において生成された画像であり、ここで距離ｃはｄに等しいであろう。観察者は、同一の位置Ｒｅ‐Ｌｅにいる。シャッターは、Ｌの長さの半分の長さであるＭの長さに沿って分散されている。しかし同一の密度又は独立したシャッターの長さにより、Lにおけるよりは半分の多さのシャッターのみが存在するであろう。以前の場合におけるように、現実の画像はＡ_３であるが、目Ｒｅ‐Ｌｅに到達する異なる画像の結果として、Ｂ_３がＡ_３の位置において知覚される。この場合、同様に投射機のシャッターは投射機の外側であって外側のレンズに隣接して位置付けられなければならない。しかしこの領域IIIにおける画像は、投射機Ｎによっても生成され得て、投射機Ｎ内の最後のレンズにより生成されたシャッターからの現実の画像が線Ｍ上に位置するように、投射機のシャッターを配列上に位置付ける。

さて、画像領域IVに移動する。画像は投射機Ｎにより１：１の縮尺において生成され、ここで距離ｂはｄに等しい。観察者は、同一の位置Ｒｅ‐Ｌｅにいる。シャッターは、Ｎの長さに沿って一つずつ分散されており、同一の独立したシャッターの長さは、Ｌにおけるシャッターの長さに等しい。以前の場合におけるように、現実の画像はＡ_４であるが、目Ｒｅ‐Ｌｅに到達する異なる画像の結果として、Ｂ_４がＡ_４の位置において知覚される。この場合、同様に投射機のシャッターは投射機の外側であって外側のレンズに隣接して位置付けられなければならない。

しかしこの領域IVにおける画像は、同様に投射機Ｎによって生成され得て、投射機Ｍ内の最後のレンズにより生成されたシャッターからの仮想の画像が線Ｎ上に位置するように、投射機のシャッターを配列上に位置付ける。

領域IV´においては、投射機Ｎにより生成されたより小さい画像が表示される。前記画像は、縮尺計数により縮小されている。位置Ａ´は、投射機Ｎの外側のレンズにより生成された仮想の画像により与えられる。各シャッターを通過する画像における違いは同一の縮尺係数によっても影響を受けるため、画像Ｂ´´はＢ´に変化する。

（図８）
図８は、投射機の位置におけるシャッターの配置の効果を示す。

部分Ａは、距離ｄ＞ｆにおける一連のシャッターＳｈを示す。ここで、ｆは投射機の外側のレンズの焦点距離である。開いたシャッターは、示されたカメラのように、カメラが同一のシャッターを通じて光が入ることを可能にするだけであれば、開いたシャッターＳｈ，Ｓｈ´の現実の画像に対応する点において収束する光線のみが画面Ｓを通過するようにＳｈ´における画像を生成する。この画像において表されたようなシャッターの位置は、投射機自体より観察者に近い、投射機の画面の「外側」の物体を見るのに適切である。

部分Ｂは、一連のシャッターを含む平面が投射機の外側のレンズの焦点面上に正確に位置する場合を示す。この場合においては、特定の方向にて画面Ｓの外に来る光のみが通過することが分かる。そのため、投射機によって焦点を合わされた平面の画像が無限遠に位置する場合、単一の色と当該方向の光の強度のみが可視であり、一つの開いたシャッターから別のシャッターに変化すると、方向の範囲が観察されるであろう。平面の画像が観察者にとって無限遠に位置しない場合、換言すれば、投射機の最後のレンズの焦点面上の現実の焦点を合わされた画像が存在しない場合、いずれの画像が開いたシャッターに対応するかに依存して画像が変化するであろう。

最後に、Ｃはちょうど外側又は外側のレンズ自体の中にある可能な位置の最初のものを示す。

（図９）
図９は、スリットレンズからの斜視図を示す。

ｅ）少なくとも一つの実行の方法の詳細な説明
ｆ１‐カメラ（スリット）
最も単純なカメラは以下のように構築され得る。

幅８５ｃｍ及び奥行１．５メートル並びに高さ４５ｃｍより大きい暗箱カメラである。前面には、箱の一つの側面から他の側面に向かって、５×８０ｃｍと測定される長方形を形成する、幅８０ｃｍ、高さ５ｃｍの水平スリットが備えられている。スリットの後方の箱の中には、２．６７×５ｃｍと測定される３０個の長方形のシャッターから構成されるシャッターがある。一つのシャッターは他のシャッターに隣接し、全体のスリットを覆う。二以上のシャッターが同時に開き得るが、シャッターは開口部がスリットに沿って移動するような方法により開閉する。シャッターの後方には直径１ｍの集束レンズがあり、箱の長方形の寸法にカットされている。一つのスリットのみが光のために使用されるため、レンズの焦点軸に対して対称に配置された二つの水平かつ平行な平面の制限に対応するレンズの断片のみが必要とされる。レンズは１ｍの焦点距離を有し、反転された画像を形成するための画面は高さ０．４ｍ、幅０．７１ｍと測定される。画面上において形成される画像は、毎秒約７５０画像を取得する高速カメラによって読み取られ、各画像は開いたシャッターに対応し、残りのシャッターは閉じている。装置は、カメラから焦点を合わされた物体への焦点距離を測定する。

ｆ２‐投射機（窓）
投射機は、高さ０．４ｍで幅０．７１ｍの陰極線管により構成される。前記陰極線管は、２．６７ｃｍ移動された３０枚のショットに対応する毎秒７５０画像を投射し、全てのショットは毎秒２５回の速度により画面上に焦点を合わされる。画像は、上から下に、また左から右に、反転して投射される。陰極線モニターの前には、シャッターとレンズが存在する。同様に、シャッターは、２個より多いシャッターが決して同時に開かないように一度に開閉する３０個のシャッターから構成されている。個々のシャッターは全て等しく、モニターの高さに等しい適切な高さを有する。前記シャッターは、一つの側面から他の側面に配置され、約８０ｃｍの水平長を占める。シャッターは枠組みされ、モニターから来る光が開いたシャッターを通過することを可能にするだけである。シャッターの後方は、直径約２メートルのレンズである。焦点距離は１ｍであり、これによりレンズは、レンズから約１メートルの距離に、モニターの焦点を合わされた同一のサイズの画像を生成する。反転して投射された陰極線画面からの画像は反転されるため、前記同一のサイズの画像は反転されていない画像である。第二のレンズは直径約２メートルであり、約５ｍの焦点距離により、第一のレンズにより形成された反転されていない画像の位置に依存した距離において、モニターの現実の画像を見ることを可能にする。前記複数のレンズは、カメラによって照射される、焦点面からの距離の信号を使用して位置決めされる。

ｆ）可能な用途
用途は、被写体が鑑賞者の部屋、並びに離れて見られる風景及び開放空間の内部にある映画撮影、映像動画の鑑賞、接近を有する番組、テレビジョンの伝送である。カメラにより取得された画像は既存の立体視システムを使用して見られることができ、そのためこの余分な情報は無視される。

前に一人の人物を有する家の図を示す。二つの部分Ａ及びＢを示す。二つの断面図におけるカメラを示す。画像投射機を示す。カメラシャッターの列を示す。投射機のシャッターの列を示す。カメラ及び異なる投射機の機能を示す。投射機の位置におけるシャッターの配置の効果を示す。スリットレンズからの斜視図を示す。

Claims

暗箱写真機により構成された画像を捕捉するためのカメラであって、
その高さよりも水平に長いスリットの形状の絞りと、
前記スリットの長辺に沿って移動して光が通過することが可能となるように不透明な要素により作られたギャップにより構成されたシャッターと、
一つ又は数個のレンズ又は鏡、及び前記レンズを前方又は後方に移動させることにより焦点を調整するための機構から作られた集束系と、
焦点を合わされた物体が位置する焦点距離、及びカメラの開口角度を表す信号を生成する焦点位置センサと、
高速画像センサ
を含むカメラ。
前記カメラがシャッターの移動により取得された異なる視点の位置に対応する一連の画像を取得し、焦点を合わされた物体がシャッター開口部の位置及びこれに対応する視点に変更があるときに変更しない位置を占め、焦点を合わされない物体が異なる視点に対応した異なる位置を占める、請求項１に記載の三次元において画像を捕捉するためのカメラ。
前記カメラが二つの異なる平面上のシャッター絞りの組み合わせを使用することにより、特に前記カメラにより近い画像を捕捉するときにより大きな解像度を得る、請求項１に記載の三次元において画像を捕捉するためのカメラ。
前記レンズが、前記レンズの中心に対して対称的に配置された前記レンズの軸に平行かつ互いに平行な二つの平面の間に円形の断面を有するレンズの小部分である、請求項１に記載の画像を捕捉するためのカメラ。
前記カメラが請求項４において特定されたような複数のレンズを有し、前記レンズは両方とも直線の母線を有する表面により定義された光屈折面を有し、一つの側面の光屈折は他の側面に対して直交する、換言すれば二つの円筒が交差する軸を有する、請求項１に記載の画像を捕捉するためのカメラ。
陰極線管のような画像を生成する発光画面と、
位置決め、焦点合わせ並びに色及び他の光学収差の補正のためのレンズ又は鏡のグループと、
仮想又は現実の画像を焦点合わせ又は位置決めに適応させるためのレンズの系と、
それぞれ独立したシャッターの列により構成された一つ又は数個の移動シャッター絞り、又は多数のシャッターの数個の列であって、全ての前記移動シャッター絞り又は前記列が連続した開口部が前記画面から来る光の通過のための完全な窓を定義する、シャッター絞り又は列
を含む、三次元により画像を再生するための装置。
表示される画像が光線の延長により形成された仮想の画像、又は、発光画面から来る光線を遮断することにより形成された現実の画像であり、前記表示される画像が背景からより大きい若しくはより小さい距離において、又は観察者により近く平面の画像を作成する、請求項６に記載の三次元により画像を再生するための装置。
前記現実又は仮想の画像が観察者により観察される位置が位置決めサーボ機構により制御され、一方請求項１に記載のカメラ内における焦点距離を表す信号により前記位置決めサーボ機構が管理される、請求項６に記載の三次元により画像を再生するための装置。
さらに右方又は左方の（further to the left or further to the right）各観察者の位置において可視の画像が水平の列に配置されたシャッターの動作の結果として選択される、請求項６に記載の三次元により画像を再生するための装置。
前記シャッターの列が、最も外側のレンズの内部焦点面上、外側のレンズによりシャッターの仮想の画像を生成する内部平面上、又はレンズの外側にあるシャッターの現実の画像を生成する内部平面上のいずれかに位置し、
非常に遠い距離、中間距離又は前記観察者の近くに位置する画像が見られ得るように前記観察者又は二人若しくは三人の観察者の組み合わせの地点が位置しなければならない、請求項６に記載の三次元により画像を再生するための装置。
特に近傍の物体の焦点において、画像の解像度を増加させるために、二つの異なる平面上に位置するシャッターの絞りの組み合わせを使用する、請求項６に記載の三次元により画像を再生するための装置。