JP2020024423A - 調節可能光学立体メガネ - Google Patents
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Abstract
Description
人間の頭脳が両眼それぞれの視網膜に映った偏移映像(offset Image)を一つに融合することは通常「視覚」と呼ばれる。図1(a)、1(d)、1(e)が示したように、人間の両眼が瞳(左目はL、右目はRでそれぞれ表示される)の間隔1(成人なら通常60〜65mm程度のもの)を隔てて水平に対称し、ものを見る際の極小の視角差により、それぞれの視網膜に映像偏移(images offset)、即ち「視差」を形成する。二つの偏移映像はほぼ一様であるが差異があり、それは片目が見た視覚情報が別の片目に全部捉えていないからである。
頭脳は二つの偏移映像を融合する際にその共通の部分を採択すると共に、極小の差異を添加する。人間が映画やテレビを見る際の3D視覚は正にこの極小の差異から生まれたものである。要するに、両眼の視差があるからこそ、頭脳は真実の3D空間の景物の相対的位置と立体感を感知できたのである。
マイナス視差効果の景物はクリーンの平面から浮き上がる感じで、プラス視差効果の景物はスクリーンの平面に陥る感じである。
映像の立体的視覚を感じるため、特殊的3D立体メガネ(i)か3D立体スクリーン(ii)を利用しなければならない。前者の場合は分色(anaglyph)メガネ、偏振光(polarized)メガネ、LEDメガネ、シャッターメガネ(shuttered)、映像分離(split image=スクリーンに隣り合う二つの映像が移される)メガネなどがあり、後者の場合はレンズ状(lenticular)スクリーン、交錯画面(interleaved)スクリーン、流程分離スクリーン、自適応立体テレビなどがある。
真実空間300においては、撮影機L1とR1との間隔が変化可能な立体基準間隔2で、被撮景物は10、11、12としている。二台の撮影機(L1、R1)を調節し、それぞれ水平軸線と60、61の夾角を挟み、且つ景物11に集光するようにする。
なお、視覚空間400においては、撮影機(L1、R1)が撮った景物10、11、12の偏移映像を映す。この際に、両眼の間隔は1とし、景物11の像点は平面スクリーン4に位置する(これは撮影機L1、R1が集光し、且つ真実空間300の景物11に集合しているからである)ので、ゼロ視差を形成する。
このような観察の様式はゼロ視差観察モード30と定義される。景物10の偏移映像(10L、10R)がスクリーン4の前方に位置すれば、左目Lの偏移映像10Lが右側にあり、右目Rの偏移映像10Rが左側にある状況になる。この状況では両眼(L、R)の視線がそれぞれ内側に斜視しなければ集合できない。
この偏移映像(10L、10R)がスクリーン4の前方に位置する際の観察様式はマイナス視差観察モード31と定義される。特別な説明がない限り、以下は縦向を目の視線方向(Z軸)と定義する。
景物12の偏移映像(12L、12R)がスクリーン4の後方に位置すれば、左目Lの偏移映像12Lが左側に、右目Rの偏移映像12Rが右側に位置し、この状況においては両眼(L、R)の視線がそれぞれ外側に斜視しなければ集合できない。この偏移映像(12L、12R)がスクリーン4の後方に位置する観察の様式はプラス視差観察モード32と定義される。
但し、通常の立体映像を見る場合、時々過度視差、過度集合、過度拡散、及び両眼の視差融合限界を超過する原因で、目の疲労(eyestrain)、目まい(dizziness)、頭痛(headache)、嘔吐(vomiting)などの不具合が起される。なお、集合と拡散の頻繁な切換えが映像の変形(deformity)や失真(distortion)、二重像(ghosting)の原因にともなる。
本発明が提案した調節可能な光学立体メガネは本体、左右のレンズコンポーネントからなり、レンズを通して平面スクリーンに映る2D映像を見る際に、
(a)左側のレンズコンポーネントの働きで左目が見取った左目の偏移映像が平面スクリーンに映る2D映像と位置が違う。
(b)右側のレンズコンポーネントの働きで右目が見取った右目の偏移映像が平面スクリーンに映る2D映像と位置が違う。
(c)左右の目が感知した左右の偏移映像の位置に空間的差異がある。
(d)本発明のメガネを使って見取った左右両眼の偏移映像により、プラス視差ハイ立体、プラス視差ロー立体、マイナス視差ハイ立体及びマイナス視差ロー立体と計4種の観察モードが形成され、これらの観察モードの効用によって平面スクリーンに映る2D画面を見る際に、3Dの立体的視覚が感じられる。
ここで特にご注意頂きたいのは、本発明の光学立体メガネでみる平面スクリーンの2D映像は普通の2D画面であり、通常の3D化への転換と処理が一切必要としないことである。
図2(a)は真実空間(300、301、302)及びそれと相対応する視覚空間(400、401、402)の観察モードを示した。真実空間(300、301、302)においては、二台の撮影機(L1、R1)が変化可能な立体基準間隔2に設置されて三つの空間景物(10、11、12)を撮影し、両眼(L、R)は光学立体メガネ5を通して平面スクリーン4に映るこれらの景物(10、11、12)を見る際の視覚空間(400、401、402)における成像及びその時の観察モードを説明した。
図2(a)が示したように、変化可能な立体基準間隔2の長さは視覚立体空間の三つの景物(10、11、12)の空間的奥行きと直接の関連がある。
例えば、真実空間(300)にある二台の撮影機(L1、R1)の変化可能な立体基準間隔2が真実空間(301)にある二台の撮影機(L1、R1)の変化可能な立体基準間隔2より小さければ、三つの景物(10、11、12)の視覚空間(400、401)における空間的奥行きが同様の関係を有するが、視覚空間(401)における三つの景物(10、11、12)の空間的奥行きと比べ、視覚空間(400)における三つの景物(10、11、12)の空間的奥行きが更に小さい。
三つの景物(10、11、12)の変化可能な立体基準間隔2と空間的奥行きのこのような直接的関係が真実空間(301、302)と対応する視覚空間(401、402)にも現れている。だから、真実空間において変化可能な立体基準間隔2を増やせば、視覚空間の景物成像の空間的深度も増えると分かる。
(i)真実空間(303、304、305)で同じ変化可能な立体基準間隔2を有する二台の撮影機(L1、R1)で二つの空間景物(10、12)を撮影する。
(ii)両眼(L、R)がメガネ5を通してスクリーン4に映る二つの景物(10、12)を見る際の視覚空間(403、404、405)における成像及びその観察モード。
二台の撮影機(L1、R1)と水平軸との挟角(60、61)を調整して集合点を変える。図2(b)が示したように、集合を増やすことで(例えば真実空間において二台の撮影機(L1、R1)と水平軸との挟角(60、61)を拡大する)、景物(10、12)の成像を平面スクリーン4の前方からその後方に移す。
真実空間303においては、二台の撮影機(L1、R1)が互いに平行し且つ水平軸との挟角が90°とし、視覚空間403における景物(10、12)が平面スクリーン4の前方に成像する。
真実空間304においては、撮影機(L1、R1)と水平軸との挟角が(60、61)とし、且つ景物12の前方に集合するが、視覚空間404中において景物(10、12)が平面スクリーン4の近くに成像する。
真実空間305においては、撮影機(L1、R1)が真実空間304の挟角(60、61)より大きい挟角に設置され、且つ景物(10、12)の前方に集合する。視覚空間405においては景物(10、12)が平面スクリーン4の後方に成像する。
本発明の光学立体メガネは二次元平面の表面(以下、「平面スクリーン」と称す。例えば映画スクリーンや、テレビとコンピュータのディスプレー、ゲームプレーヤーや平面PC、携帯電話の液晶表示部など)に映る2D画面が3D立体映像に見えるような観察手段を提案した。本発明のメガネを通して平面スクリーンに映る2D画面を見れば、両眼の空間的立体感知を喚起し、空間の連続を自然に延長させ、脳裏で3Dの立体的視覚と空間的奥行き、即ち3Dの立体観察が実現できる。本発明の光学立体メガネは通常3D立体映像を見る際に、空間的層分感を解消するだけでなく、2D画面を3D立体映像にする転換と製作の手間がすべて省かる。
光学立体メガネ5は両眼が平面スクリーンに集光する際のゼロ視差による3D立体視覚への影響を消除できる。光学立体メガネ5で平面スクリーン4の2D映像を見る際に、両眼が空間の位移による偏移映像を感知し、それぞれ左右の視網膜に成像し、頭脳の連続融合によって空間差異を有する二つの偏移映像を生成する。その空間的視差によって両眼が3Dの立体視覚を感知し、そして連続の立体視覚空間を形成する。
3D立体映像は、平面スクリーン4の2D映像の観察にない空間の奥行き、又は立体の透視(即ち縦向軸坐標の変量)が存在する。
真実空間の景物の立体的視覚は、両眼の集合点と焦点が共に景物に集光し、両眼の視差によって空間景物の3D坐標に対する頭脳の感知に表現される。
平面スクリーン4の2D画面に対する観察は、両眼の集合点と焦点が共に平面スクリーンの表面に集光し、そのゼロ視差によって頭脳が平面景物の二次元坐標しか感知されず、たとえ頭脳が空間透視、相対運動、運動視差など他の空間的情報を感知したとしても、ゼロ視差から生まれた強烈な平面感受が完全に塗り潰し切れない。
通常、ゼロ視差の存在で、頭脳がスクリーン4の2D映像を3D立体映像に感知することを拒み勝ちで、言わば「平面観察效用」と言いう現象がある。ところが何か補助道具を介して平面スクリーン4の二次元映像を見る際に、空間的視差が発生し、平面観察效用が軽減乃至消除される。図3が示すように、レンズコンポーネント(5L、5R)の光学キッドの作用で、ガリレイ望遠鏡を使用する際と似通う観察効果が生じ、光学キッドが所要するフィクションの成像が生まれ、平面観察效用が軽減又は消除され、3Dの立体的視覚が感知されてくる。
なお、理想的レンズコンポーネント(5L、5R)としては、両眼を最適の調節範囲内に集合させ、程度まちまちの視差を提供して様々な観察ニーズを満足させると共に、図1(d)が示す過度拡散による目の外側への過度の斜視、又は図1(e)が示す過度集合による目の内側への斜視が防げるようなものでなければならない。
左レンズコンポーネント5Lの光学キッドが外部三プリズム102、中間三プリズム101と内部三プリズム100をそれぞれ一つ有し、相互の間隔が90、96とされる。
一方、右レンズコンポーネント5Rの光学キッドも外部三プリズム112、中間三プリズム111と内部三プリズム110をそれぞれ一つ有し、相互の間隔が91と97とされる。
他に間隔96、97の空間調節に用いるオプション装置38と、光学キッド102、112の挟角60、61を調節するオプション装置39がある。
これらの装置で立体メガネ5の水平視差と垂直視差を最適に調節し、2D画面を見る際のゼロ視差による影響を軽減若しくは完全消除ができる。
調節装置39はメガネの本台7に設置され、一つの軸に沿って移動(例えば前後の移動)してレンズコンポーネント(5L、5R)の外側三プリズム(102、112)の角度(60、61)を調節し、スクリーンの空間的位移と集合点を最適にする。
中間と内側の三プリズム(100、101)と(110、111)の空間的間隔(96、97)が調節装置38によってゼロに調節された時、三プリズム(100、101)と(110、111)との組合わせが矩形のプリズム構造に変わる。この状態においては、外側三プリズム(102、112)の変化可能な角度(60、61)を微調整することでも成像スクリーンの空間的位移と集合点の調節が実現できる。
像点20〜21は、左レンズコンポーネント5Lを通して対応の像点10と11を見る際に左目視網膜6に定着したものであり、像点22〜23は右レンズコンポーネント5Rを通して対応の像点12と13を見る際に右目視網膜7に定着したものである。
なお、左目Lがスクリーン4の像点10と11を見る際に、左目の視網膜6に定着する像点20と21が右への水平位移が発生し、右目Rがスクリーン4の像点12と13を見る際に、右目の視網膜7に定着する像点22と23が左への水平位移が発生する。
なお、左目Lがスクリーン4の像点10と11を見る際に、左目の視網膜6に定着する像点20と21が右への水平位移が発生し、右目Rがスクリーン4の像点12と13を見る際に、右目の視網膜7に定着する像点22と23が左への水平位移が発生する。
なお、左目Lがスクリーン4の像点10と11を見る際に、左目の視網膜6に定着する像点20と21が左への水平位移が発生し、右目Rがスクリーン4の像点12と13を見る際に、右目の視網膜7に定着する像点22と23が右への水平位移が発生する。
なお、左目Lがスクリーン4の像点10と11を見る際に、左目の視網膜6に定着する像点20と21が左への水平位移が発生し、右目Rがスクリーン4の像点12と13を見る際に、右目の視網膜7に定着する像点22と23が右への水平位移が発生する。
図8(b)が示すマイナス視差ハイ立体視覚は、図8(c)のプラス視差ロー立体観察モードの候補として、画面が極少の近距離景物に制限されたときに限って使用する。でなければ、図1(e)が示す視覚集合による目の内側への過度な斜視が発生し兼ねない。
図8(d)が示すマイナス視差弱立体視覚はビリの観察モードとして、画面の寸法と近距離景物が全て制限されたときしか使用しない。でなければ、図1(d)が示す視覚拡散による目の外側への過度な斜視と図1(e)が示す視覚集合による目の内側への過度な斜視が発生し兼ねない。
同様に、右レンズコンポーネントが希望の観察モードとなり、或いは左目に見える像点10、11と像点20、21と重合して、左目がゼロ視差となる時に使用する観察モードである。この時、右目が右レンズコンポーネントを通して正常に観察できるが、左目が裸眼同様で、即ち左レンズを使用せずに観察することになる。
光学キッド100、101を通して空間の像点10、11、12を見る際に、光学キッドの屈折作用によって視線経路40、41、42に偏移が生じ、対応の像点20、21、22の空間位移が発生する。その空間的位移は水平的位移720と垂直的位移820を含む。だからと言って、傾角に放置する矩形プリズム100は空間位移の成像を生成でき、且つ光学立体メガネのレンズコンポーネント(5R、5L)において光学キッドとして図8(a)〜8(d)の観察モードの実現に役立つ。他に説明がない限り、以下は矩形プリズムを二つのメイン光学平面が互いに平行するプリズムと定義している。
レンズコンポーネント(5L、5R)を通して平面スクリーン4の2D映像を見る際に、左目Lに見えた像点10、11が右への水平位移(720、721)が発生し、像点20、21が視網膜6に定着する。右目Rに見えた像点12、13が左への水平位移(722、723)が発生し、像点22、23が視網膜7に定着する。
左目視網膜6と右目視網膜7が全てスクリーン4の後方に位置すれば、後向きの垂直位移820、822が発生する。だから、本実施例が図8(a)が示すプラス視差ハイ立体観察モードに表現される。
レンズコンポーネント(5L、5R)を通して平面スクリーン4の2D映像を見る際に、左目Lに見えた像点10、11が右への水平位移(720、721)が発生し、像点20、21が視網膜6に定着する。右目Rに見えた像点12、13が左への水平位移(722、723)が発生し、像点22、23が視網膜7に定着する。
左目視網膜6と右目視網膜7が全てスクリーン4の後方に位置すれば、後向きの垂直位移820、822が発生する。だから、本実施例が図8(c) が示すプラス視差ロー立体観察モードに表現される。
図12と図13が示した三プリズム100の像点の空間位移は、三プリズムが立体メガネ5レンズコンポーネント(5L、5R)の光学キッドに用いられて図8(a)〜8(d)の観察モードが実現できることを表明した。
光学の原理に基づき、三プリズム100を通して景物を見る際に、以下の情景が発生し得る。水平軸から反時計回りに回転する頂角70が0°又は180°に接近し、且つ入射する視線光路が三プリズム100の底面と垂直する際には、屈折が発生しない。
だが、図12が示すように、水平軸から反時計回りに回転する頂角70が、0°<頂角70<90°となる場合に、屈折作用によって水平位移が左への偏移、垂直位移が後への偏移が発生する。
図13が示すように、水平軸から反時計回りに回転する頂角70が、90°<頂角70<180°となる場合に、屈折作用によって水平位移が右への偏移、垂直位移が後への偏移が発生する。
だから、水平軸線の頂角に対する三プリズム100の変化で空間位移の変更が実現できると分かる。
光学キッド100と101を通して像点10、11を見る際に、屈折作用によって視線経路40、41に空間的偏移が発生し、対応の像点が20、21である。空間的位移は水平位移720、721の左への偏移であり、垂直の位移がない。なお、光学キッド110と111を通して像点12、13を見る際に、屈折作用によって視線経路42、43に空間的偏移が発生し、対応の像点が22、23である。空間的位移は水平位移722、723の左への偏移であり、垂直的位移が発生しない。
図14の左図と右図を比較して分かることは、同じ構造において、間隔空間の大きい方(96より97の間隔空間が大きい)がより大きな水平位移が発生する(720、721より722、723の水平位移が大きい)。だから、間隔空間(96、97)の調節を通して水平位移、つまり水平視差の調整を実現することができる(図6が示す調節機構38を参照)。
中心軸線に対称して設置するレンズコンポーネント5Lと5Rは、空間間隔96と97が「∨」の形状を呈する。
左レンズコンポーネント5Lを通して像点10、11を見る際に、像点20、21に示したように、屈折作用によって視線経路40Lと41Lが右へ偏移し、右向きの水平位移(720、721)が発生し、垂直的位移は発生しない。右レンズコンポーネント5Rを通して像点12、13を見る際に、像点22、23に示したように屈折作用によって視線経路42R、43Rが左へ偏移し、左向きの水平位移(722、723)が発生し、垂直的位移は発生しない。
だから、本実施例はゼロ視差ハイ立体の観察モードを表現する例である。
中心軸線に対称して設置するレンズコンポーネント5Lと5Rは、空間間隔96と97が「∧」の形状を呈する。
左レンズコンポーネント5Lを通して像点10、11を見る際に、像点20、21に示したように、屈折作用によって視線経路40Lと41Lが左へ偏移し、左向きの水平位移(720、721)が発生し、垂直的位移は発生しない。右レンズコンポーネント5Rを通して像点12、13を見る際に、像点22、23に示したように、屈折作用によって視線経路42R、43Rが右へ偏移し、右向きの水平位移(722、723)が発生し、垂直的位移は発生しない。
だから、本実施例はゼロ視差ロー立体の観察モードの表現例と分かる。
(i)三プリズム(100、101及110、111)の組合の如何によって立体観察モード(ハイ立体科ロー立体か)が决められる。
(ii)空間間隔の変化で水平位移の様式が変わり、空間間隔96、97共ゼロになったとき、レンズコンポーネント(5L、5R)は矩形プリズムに変わると分かる。
右レンズコンポーネント5Rは、頂角75、76、77と変化可能角61、空間間隔97と91とする三プリズム110、111、112から構成され、且つ中心軸線の両側で左レンズコンポーネントと鏡像的に対称するものである。
左レンズコンポーネント5Lを通して平面スクリーン4の2D画面の像点10、11を見る際に、屈折作用によって視線経路40Lと41Lに空間的偏移が生じ、左目視網膜6と対応する像点20、21が示すように、左目映像が右への水平位移(720、721)が発生した。
右レンズコンポーネント5Rを通して平面スクリーン4の2D画面の像点12、13を見る際に、屈折作用によって視線経路42Rと43Rが空間的偏移が生じ、右目視網膜7と対応する像点23、24が示すように、右目映像が左への水平位移(722、723)が発生した。
左右の視網膜の6と7共、平面スクリーン4の後方に位置すれば、後向きの垂直位移(820、822)が発生する。
だから、本実施例は如図8(a)に示したプラス視差ハイ立体観察モードの表現例と分かる。
左レンズコンポーネント5Lを通して平面スクリーン4の2D画面の像点10、11を見る際に、屈折作用によって視線経路40L、41Lに空間的偏移が生じ、左目視網膜6と対応する像点20、21が示すように、左目映像が左向きの水平位移(720、721)が発生した。
右レンズコンポーネント5Rを通して平面スクリーン4の2D画面の像点12、13を見る際に、屈折作用によって視線経路42R、43Rに空間的偏移が生じ、右目視網膜7と対応する像点23、24が示すように、右目映像が右向きの水平位移(722、723)が発生した。
左右の視網膜の6と7共、平面スクリーン4の後方に位置すれば、後向きの垂直位移(820、822)が発生する。
だから、本実施例は如図8(c)に示したプラス視差ロー立体観察モードの表現例と分かる。
右レンズコンポーネント5Rは頂角75、76、77と変化可能角61、空間間隔97と91とする三プリズム110、111、112から構成され、且つ中心軸線の両側で左レンズコンポーネントと鏡像的に対称するものである。
左レンズコンポーネント5Lを通して平面スクリーン4の2D画面の像点10、11を見る際に、屈折作用によって視線経路40Lと41Lに空間的偏移が生じ、左目視網膜6と対応する像点20、21が示すように、左目映像が右への水平位移(720、721)が発生した。
右レンズコンポーネント5Rを通して平面スクリーン4の2D画面の像点12、13を見る際に、屈折作用によって視線経路42Rと43Rに空間的偏移が生じ、右目視網膜7と対応する像点23、24が示すように、右目映像に左への水平位移(722、723)が発生した。
左右の視網膜の6と7共、平面スクリーン4の後方に位置すれば、後向きの垂直位移(820、822)が発生する。
図20に示した実施例において、頂角72の三プリズム102と頂角77の三プリズム112を除いてレンズコンポーネント(5L、5R)が図19に示した実施例とはほぼ同様である。
左レンズコンポーネント5Lを通して平面スクリーン4の2D画面の像点10、11を見る際に、屈折作用によって視線経路40L、41Lに空間的偏移が生じ、左目視網膜6と対応する像点20、21が示すように、左目映像が左向きの水平位移(720、721)が発生した。
右レンズコンポーネント5Rを通して平面スクリーン4の2D画面の像点12、13を見る際に、屈折作用によって視線経路42R、43Rに空間的偏移が生じ、右目視網膜7と対応する像点23、24が示すように、右目映像に右向きの水平位移(722、723)が発生した。
左右の視網膜の6と7共、平面スクリーン4の後方に位置すれば、後向きの垂直位移(820、822)が発生する。
だから、本実施例は如図8(c)に示したプラス視差ロー立体観察モードの表現例と分かる。
この二つの実施例においては、仮に頂角70、71、72、75、76、77、変化可能角60と61、空間間隔90、91、96、97が全て同じとし、視線経路が図17の光学キッド100、101、102を通したら、全て右向きの水平位移が発生した点に注意して欲しい。
だが、図19が示す実施例においては、視線経路が光学キッド100、101、102を通してから、光学キッド100、101に左向きの水平位移が、光学キッド102に右向きの水平位移がそれぞれ発生し、且つ光学キッド100、101で発生した水平位移と部分的に相殺した。
本発明においてこのような多重效応が「抵消」と呼ばれる。
視線経路(光路)と空間視差を比較して図17の実施例は図19より空間視差がもっと大きいと分る。これは図17の実施例は図19の実施例のような相殺の効用がないからである。結論として図17は図19よりハイ立体観察の効果が優れている。
この二つの実施例においては、仮に頂角70、71、72、75、76、77、変化可能角60と61、空間間隔90、91、96、97が全て同じとし、視線経路が図18の光学キッド100、101、102を通したら、全て左向きの水平位移が発生した点に注意して欲しい。
だが、図20が示す実施例においては、視線経路が光学キッド100、101、102を通してから、光学キッド100、101に右向きの水平位移が、光学キッド102に左向きの水平位移がそれぞれ発生し、且つ光学キッド100、101で発生した水平位移と部分的に相殺した。
視線経路(光路)と空間視差を比較して図18の実施例は図20より空間視差がもっと大きいと分る。これは図18の実施例は図20の実施例のような相殺の効用がないからである。結論として図18は図20よりロー立体観察の効果が優れている。
具体的には、頂角73の三プリズム103を、図17に示した左レンズコンポーネントの下方、三プリズム103と101の空間間隔92に置く構造である。
右レンズコンポーネント5Rは頂角75、76、77、78と変化可能角61、空間間隔91、93と97とする四つの三プリズム110、111、112、113から構成され、且つ中心軸線を挟んで左レンズコンポーネントと鏡像的に対称するものである。
左レンズコンポーネント5Lを通して平面スクリーン4の2D画面の像点10を見る際に、屈折作用によって視線経路40Lに空間的偏移が生じ、左目視網膜6と対応する像点20が示すように、左目映像が右への水平位移720が発生した。
右レンズコンポーネント5Rを通して平面スクリーン4の2D画面の像点12を見る際に、屈折作用によって視線経路42Rに空間的偏移が生じ、右目視網膜7と対応する像点22が示すように、右目映像に左への水平位移722が発生した。
左右の視網膜の6と7共、平面スクリーン4の後方に位置すれば、後向きの垂直位移(820、822)が発生する。
だから、本実施例は如図8(a)に示したプラス視差ハイ立体観察モードの表現例と分かる。
具体的には、頂角73の三プリズム103を、図18に示した左レンズコンポーネントの下方に置き、空間間隔92で三プリズム103と100を仕切る構造である。
右レンズコンポーネント5Rは頂角75、76、77、78と変化可能角61、空間間隔91とする110、111、112、113の四つの三プリズムから構成され、且つ中心軸線を挟んで左レンズコンポーネントと鏡像的に対称するものである。
左レンズコンポーネント5Lを通して平面スクリーン4の2D画面の像点10を見る際に、屈折作用によって視線経路40Lに空間的偏移が生じ、左目視網膜6と対応する像点20が示すように、左目映像が左への水平位移720が発生した。
右レンズコンポーネント5Rを通して平面スクリーン4の2D画面の像点12を見る際に、屈折作用によって視線経路42Rに空間的偏移が生じ、右目視網膜7と対応する像点22が示すように、右目映像に右への水平位移722が発生した。
左右の視網膜の6と7共、平面スクリーン4の後方に位置すれば、後向きの垂直位移(820、822)が発生する。
だから、本実施例は如図8(c)に示したプラス視差ロー立体観察モードの表現例と分かる。
左レンズコンポーネント5Lを通して平面スクリーン4の2D画面の像点10を見る際に、屈折作用によって視線経路40Lに空間的偏移が生じ、左目視網膜6と対応する像点20が示すように、左目映像が右向きの水平位移720が発生した。
右レンズコンポーネント5Rを通して平面スクリーン4中2D画面の像点12を見る際に、屈折作用によって視線経路42Rに空間的偏移が生じ、右目視網膜7と対応する像点22が示すように、右目映像に左向きの水平位移722が発生した。
左右の視網膜の6と7共、平面スクリーン4の後方に位置すれば、後向きの垂直位移(820、822)が発生する。
だから、本実施例は如図8(a)に示したプラス視差ハイ立体観察モードの表現例と分かる。
左レンズコンポーネント5Lを通して平面スクリーン4の2D画面の像点10を見る際に、屈折作用によって視線経路40Lに空間的偏移が生じ、左目視網膜6と対応する像点20が示すように、左目映像が左向きの水平位移720が発生した。
右レンズコンポーネント5Rを通して平面スクリーン4中2D画面の像点12を見る際に、屈折作用によって視線経路42Rに空間的偏移が生じ、右目視網膜7と対応する像点22が示すように、右目映像に右向きの水平位移722が発生した。
左右の視網膜の6と7共、平面スクリーン4の後方に位置すれば、後向きの垂直位移(820、822)が発生する。
だから、本実施例は如図8(c)に示したプラス視差ロー立体観察モードの表現例と分かる。
この二つの実施例においては、仮に頂角70、71、72、73、75、76、77、78と、変化可能角60と61と、空間間隔90、91、92、93、96、97が全て同じとし、視線経路40Lが図21の光学キッド100、101、102、103を通す際に、全て右向きの水平位移が発生し、視線経路40Rが図21の光学キッド110、111、112和113を通す際に、全て左向きの水平位移が発生した点に注意して欲しい。
だが、図23が示す実施例においては、視線経路40Lが光学キッド100、101、102、103を通す際に、左向きの水平位移が発生したのが光学キッド103だけで、光学キッド100、101、102は右向きの水平位移が発生し、且つ光学キッド103で発生した左向きの水平位移と部分的に相殺した。
一方、視線経路40Rが光学キッド110、111、112、113を通す際に、右向きの水平位移が発生したのが光学キッド113だけで、光学キッド110、111、112は左向きの水平位移が発生し、且つ光学キッド103で発生した右向きの水平位移と部分的に相殺した。
視線経路(光路)と空間視差を比較して図21の実施例は図23の実施例より空間視差が大きいと分る。
これは図21の実施例は図23の実施例のような相殺の効用がないからである。結論として図21は図23よりロー立体観察の効果が優れている。
この二つの実施例においては、仮に頂角70、71、72、73、75、76、77、78と、変化可能角60と61と、空間間隔90、91、92、93、96、97が全て同じとし、視線経路40Lが図21の光学キッド100、101、102、103を通す際に、全て左向きの水平位移が発生し、視線経路40Rが図21の光学キッド110、111、112和113を通す際に、全て右向きの水平位移が発生した点に注意して欲しい。
だが、図24が示す実施例においては、視線経路40Lが光学キッド100、101、102、103を通す際に、右向きの水平位移が発生したのが光学キッド103だけで、光学キッド100、101、102は左向きの水平位移が発生し、且つ光学キッド103で発生した右向きの水平位移と部分的に相殺した。
一方、視線経路40Rが光学キッド110、111、112、113を通す際に、左向きの水平位移が発生したのが光学キッド113だけで、光学キッド110、111、112は右向きの水平位移が発生し、且つ光学キッド103で発生した左向きの水平位移と部分的に相殺した。
視線経路(光路)と空間視差を比較して図22の実施例は図24より空間視差がもっと大きいと分る。
これは図22の実施例は図24の実施例のような相殺の効用がないからである。結論として図22は図24よりロー立体観察の効果が優れている。
なお、図17の実施例が図19より3D立体視覚が更に良いこと、図21の実施例が図23より3D立体視覚が更に良いことが分かった。なお、図17と比べ、図21の実施例がより多くの光学キッドを有し、それによる立体メガネがもっと厚くて重たいと分かった。
ところが、図21が図17より、水平位移が更に大きい。一部の応用では図21の実施例図17以上の良い選択になる。
注意すべきところは、図17の実施例の充分に大きい屈折率である。その屈折率の強みに頼って図17が潜在的商業応用の分野において最優先に選択されるかもしれない。
本報告の説明と見取り図は関連分野の技術者に本発明の原理と実際的応用を理解させ、本発明の技術が多様な応用に採択され活用される所願から敢えて発表したものである。だから本報告が掲示した実施例が完全無欠なものとは言えず、本発明の範囲もそれに限られるものではなく、別添の請求項並びにこの類の請求項に授権された全範囲内に確定すべきものと理解してほしい。
Claims (15)
- 本光学3D立体メガネは本体、左右のレンズコンポーネントを含み、且つ
(a) 左レンズで平面スクリーンに映る2D画面を見る際に、左目が感知する同画面の偏移映像位置はが真実空間の平面スクリーンにおける同画面の実際位置と違う。
(b) 右レンズで平面スクリーンに映る2D画面を見る際に、右目が感知する同画面の偏移映像位置はが真実空間の平面スクリーンにおける同画面の実際位置と違う。
(c) 左右両眼の偏移映像位置に空間的差異が存在する。
(d) 左右両眼の偏移映像によって下記の観察モードのどちらか一つを形成する。
プラス視差ハイ立体観察モード
プラス視差ロー立体観察モード
マイナス視差ハイ立体観察モード
マイナス視差ロー立体観察モード
なお、平面スクリーンに映る2D画面が3D立体映像に看取られる。 - 請求項1のメガネは、レンズコンポーネントは左右共少なくとも一つの光学キッドを有する。
- 光学3D立体メガネは、本台、左右のレンズコンポーネントから構成する。そのうち、レンズコンポーネントが左右とも少なくとも一つの光学キッドを有し、その光学キッドの屈折作用により、平面観察の負效応が低まり、平面スクリーンに映る2D画面を3Dの立体映像に看取ることができる。
- 請求項2と3のメガネは、少なくとも一つの光学キッドが光学プリズム、レンズ、曲面レンズ、平面レンズから構成されている。
- 請求項2、3、4のメガネは、少なくとも一つの光学キッドがガラス、樹脂、プラスチック、コロイド物又は他の組合材料によって作られている。
- 請求項2、3、5のメガネは、少なくとも一つの光学キッドが分離の間隔を有する三プリズムから構成される。
- 請求項2〜6メガネは、少なくとも一つ光学キッドが設定の角度に傾斜し、且当該傾角を調節する装置を有する。
- 根据請求項2〜7のメガネは、その光学キッドに屈折率がない。
- 本光学3D立体メガネは本体、左右のレンズコンポーネントを含み、そのうち
(a)レンズコンポーネントは左右共に、分離の間隔を有する二つ又はそれ以上の三プリズムから構成される。
(b)レンズコンポーネントは二つ又はそれ以上の三プリズム構造の一つである。
(c)プラス視差ハイ立体、或いはいはプラス視差ロー立体の観察モードにより、平面スクリーンに映る2D画面が3D立体映像に見えるような視覚を提供する。 - 請求項9のメガネは、二つ又はそれ以上の三形プリズムが全て屈折率がない。
- 請求項9〜10のメガネは、二つ又はそれ以上の三プリズムはガラス、樹脂、プラスチック、コロイド物及び他の組合材料によって作られている。
- 請求項9〜11のメガネは、二つ又はそれ以上の三プリズムが予定の傾斜角度に設定され、そして少なくとも最外端の三プリズムの傾斜角度が調節できる装置を有する。
- 請求項1〜12のメガネは、プラス視差ハイ立体の観察モードである。
- 請求項1〜12のメガネは、プラス視差ロー立体の観察モードである。
- 請求項6〜14のメガネは、光学キッドの間隔空間を調節する装置を有する。
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