JP2569610B2 - シリンドリカル・凸レンズ・アレイ板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は立体画像の記録再生に使用されるシリンドリ
カル・凸レンズ・アレイに関する。

（従来技術） 立体画像（三次元画像）の光学的な記録再生の際の光
学的素子として使用される蝿の目レンズ板は、多数の個
眼レンズが上下方向と左右方向との双方に配列されてい
る構成のものであるから、左右の両眼が左右方向と上下
方向とのどちらに移動した場合でも立体像を感知できる
が、人間の両眼が左右に配列されされていることに基づ
く輻輳及び両眼視差による必要最小限の立体感は左右方
向だけの立体感でも充分であること、及び蝿の目レンズ
板を次元形に変形させたものに相当しているシリンドリ
カル・凸レンズ・アレイ板（レンティキュラ板のように
通称されている構成形態のレンズ板）は蝿の目レンズ板
に比べてシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板の方が製
作が容易であることなどの諸点から、従来からシリンド
リカル・凸レンズ・アレイ板が使用される場合が多い
が、前記のシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板は、例
えば第10図で全体符号をCLAとして示してあるように、
多数のシリンドリカル・凸レンズ・CL1,CL2,CL3…をそ
れらの円筒軸が互に平行な状態で所定のレンズピッチＰ
で平面上に整列させたような構成態様とされ、通常それ
のレンズピッチＰは0.1mm〜0.5mm程度で、それの裏面Bp
と焦点面とが一致するような厚さのものにされている。

（発明が解決しようとする問題点） そして、前記したシリンドリカル・凸レンズ・アレイ
板CLAによる三次元画像の光学的な記録は、シリンドリ
カル・凸レンズ・アレイ板CLAの焦点面Bpに感光性記録
部材、例えば、銀塩感光材膜が設けられている写真乾板
または写真フィルムを設置して行われ、また、前記のよ
うにして記録された三次元画像の再生は、前記の感光性
記録部材を現像して得た記録済感光性記録部材を、それ
とシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板CLAとの相対的
な位置関係が、記録におけるシリンドリカル・凸レンズ
・アレイ板CLAと感光性記録部材との相対的な位置関係
と同一になるように設置してから、前記したシリンドリ
カル・凸レンズ・アレイ板CLAを介して記録済感光性記
録部材に記録されている画像情報を見ることによって行
われる。

ところで、前記したシリンドリカル・凸レンズ・アレ
イ板CLAは、それの円筒軸の方向にはレンズの機能を有
していないから、それの円筒軸の方向については被写体
における空間周波数と同じ空間周波数の情報がそれの裏
面Bpの焦点面に設置された感光性記録部材に与えられ、
また、それは再生時に記録済感光性記録部材から再生さ
れるが、シリンドリカル・凸レンズ・アレイ板CLAにお
ける円筒軸の方向と直交する方向ではシリンドリカル・
凸レンズ・アレイ板CLAの焦点面に設置されている記録
済感光性記録部材の記録画像がシリンドリカル・凸レン
ズ・アレイ板CLAのレンズピッチＰが１画素の寸法とな
るような態様に拡大されて観測者の眼に与えられるの
で、記録済感光性記録部材の記録画像を再生して観測者
が知覚する三次元画像は、シリンドリカル・凸レンズ・
アレイ板CLAにおける立体情報を有してはいない円筒軸
の方向の解像度の方が、シリンドリカル・凸レンズ・ア
レイ板CLAにおける円筒軸の方向と直交する方向におけ
る解像度よりも格段に高いものになっている。

また、前記した三次元画像の再生に当ってシリンドリ
カル・凸レンズ・アレイ板CLAにＰのレンズピッチで並
設されている多数のシリンドリカル・凸レンズCL1,CL2,
CL3…における個々のものと対応して、第11図中の符号
Ｐで示されている範囲として示される画像領域に記録さ
れた画像情報だけが観測できるような第11図中のθ１の
範囲（視域）内で、シリンドリカル・凸レンズ・アレイ
板CLAを通して記録済感光性記録部材に記録されている
記録画像を見るときには、シリンドリカル・凸レンズ・
アレイ板CLAにおける円筒軸の方向と直交する方向につ
いて観測者は良好な立体感を示す三次元画像を観測でき
るが、前記した従来のシリンドリカル・凸レンズ・アレ
イ板CLAにおける視域は狭いものであったので、それの
改善策が求められた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、前記のようにシリンドリカル・凸レンズ・
アレイ板CLAにおける立体情報を有してはいない円筒軸
の方向の高い解像度を低下させても記録再生される三次
元画像の品質には大きな悪影響が生じない、という点に
着目し、シリンドリカル・凸レンズ・アレイ板CLAにお
ける立体情報を有してはいない円筒軸の方向の高い解像
度を幾分か低下させる代わりに視域を拡大させたり、奥
行き方向でのぼけを少なくできるようにしたシリンドリ
カル・凸レンズ・アレイ板、すなわち、シリンドリカル
・凸レンズ・アレイ板素子における円筒軸と直交する方
向のレンズピッチをＰとし、また、前記のシリンドリカ
ル・凸レンズ・アレイ板素子における１個のシリンドリ
カル・凸レンズ部と対応してシリンドリカル・凸レンズ
・アレイ板素子の焦点面に設定されるべき画像領域にお
ける円筒軸の方向と直交する方向の寸法をＤとしたとき
に、前記した画像領域の寸法Ｄと円筒軸と直交する方向
のレンズピッチＰとが、Ｐ＜Ｄの関係を満足するよう
に、かつ、円筒軸の方向と直交する方向に配列される画
像領域に重なりが生じないような状態に前記それぞれの
画像領域と対応する凸レンズとして機能する部分の間に
遮光部分を設けてなる多数のシリンドリカル・凸レンズ
・アレイ板素子を、前記したシリンドリカル・凸レンズ
・アレイ板素子におけるそれぞれの画像領域と対応する
凸レンズとして機能する部分による領域と、前記したシ
リンドリカル・凸レンズ・アレイ板素子における遮光部
分による領域とが、円筒軸の方向に順次交互に配列され
た状態となるように、かつ、各シリンドリカル・凸レン
ズ・アレイ板素子における円筒軸方向と直交する両端面
間に反射面が構成されるような状態に積層して構成して
なるシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板を提供するも
のである。

（実施例） 以下、本発明のシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板
の具体的な内容について、添付図面を参照しながら詳細
に説明する。第１図は本発明のシリンドリカル・凸レン
ズ・アレイ板の一実施例の斜視図、第２図は前記した第
１図示のシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板における
上面図｛第２図の（ａ）｝、正面図｛第２図の
（ｂ）｝、側面図｛第２図の（ｃ）｝であり、また、、
第３図は前記した第１図示のシリンドリカル・凸レンズ
・アレイ板における視域の説明図、第４図はシリンドリ
カル・凸レンズ・アレイ板素子における円筒軸方向と直
交する両端両面間に設けられている反射面の作用の説明
図、第５図乃至第８図は本発明のシリンドリカル・凸レ
ンズ・アレイ板の他の実施例を示す図、第９図は第８図
の構成のシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板の視域の
説明図である。

本発明のシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板CLAの
一実施例の斜視図を示す第１図において、CLe1,CLe2,CL
e3…は本発明のシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板CL
Aの構成に使用されるシリンドリカル・凸レンズ・アレ
イ板素子であって、前記したシリンドリカル・凸レンズ
・アレイ板素子CLe1,CLe2,CLe3…は、それらにおける円
筒軸と直交する方向のレンズピッチをＰとし、また、そ
れらにおける１個のシリンドリカル・凸レンズ部と対応
してシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板素子の焦点面
に設定されるべき画像領域における円筒軸の方向と直交
する方向の寸法をＤとしたときに、前記した画像領域の
寸法Ｄと円筒軸と直交する方向のレンズピッチＰとが、
Ｐ＜Ｄの関係を満足する（例えば第３図参照）ように、
かつ、円筒軸の方向と直交する方向に配列される画像領
域に重なりが生じないような状態に前記それぞれの画像
領域と対応する凸レンズとして機能する部分L,Lの間に
遮光部分Ｃを設けたものとして構成されている。

第１図に示されているシリンドリカル・凸レンズ・ア
レイ板CLAは、第１図及び第２図に示されているよう
に、円筒軸の方向と直交する方向に並列しているシリン
ドリカル・凸レンズ部における１つ置きのシリンドリカ
ル・凸レンズ部を凸レンズとして機能する部分L,L…と
して構成し、また、前記した凸レンズとして機能する部
分L,Lの間におけるシリンドリカル・凸レンズ部がそれ
の表面に遮光部分Ｃを設けた構成を備え、厚さがｔ＝P/
2の多数のシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板素子CLe
1,CLe2,CLe3…を、各シリンドリカル・凸レンズ・アレ
イ板素子における円筒軸方向と直交する両端面間に反射
面Ｒが構成されるような状態で、かつ、シリンドリカル
・凸レンズ部を凸レンズとして機能する部分L,L…と、
シリンドリカル・凸レンズ部の表面に遮光部分Ｃが設け
られている部分とが市松模様となるような状態で配列さ
れるように積層されて構成されている。

前記のように積層されるべき各シリンドリカル・凸レ
ンズ・アレイ板素子における円筒軸方向と直交する両端
面間に構成させる反射面Ｒは、それを全反射面Ｒとして
構成させるようにしても、あるいは鏡面Ｒとして構成さ
せるようにしてもよいのである。

前記の反射面Ｒを全反射面Ｒとして構成するのには、
例えば各シリンドリカル・凸レンズ・アレイ板素子にお
ける円筒軸方向と直交する両端面間に各シリンドリカル
・凸レンズ・アレイ板素子の構成材料の屈折率に比べて
屈折率の小さな物質の薄膜を設けるようにすればよく、
また、前記の反射面Ｒを鏡面Ｒとして構成するのには、
例えば各シリンドリカル・凸レンズ・アレイ板素子にお
ける円筒軸方向と直交する両端面に反射率の高い物質
（例えばアルミニウム）の薄膜を、例えば真空成膜法の
適用によって構成されるようにすればよいのである。

前記した第１図示のような構成のシリンドリカル・凸
レンズ・アレイ板CLAは、円筒軸と直交する方向のレン
ズピッチＰと、１個のシリンドリカル・凸レンズ部にお
ける凸レンズとして機能する部分Ｌと対応してシリンド
リカル・凸レンズ・アレイ板素子の焦点面に設定される
べき画像領域における円筒軸の方向と直交する方向の寸
法Ｄとが、第３図に示されているようにＤ＝2Pとなるよ
うにして構成させた場合の実施例であるが、この第１図
のシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板CLAを使用して
記録された三次元画像が良好に再生される視域は、第３
図中の角度θ２で示される範囲となる。前記の角度θ２
で示される範囲の視域は第11図を参照して説明した従来
例における角度θ１で示される範囲の視域に比べて大巾
に広がっている。

前記のように多数のシリンドリカル・凸レンズ・アレ
イ板素子CLe1,CLe2,CLe3…が、各シリンドリカル・凸レ
ンズ・アレイ板素子における円筒軸方向と直交する両端
面間に反射面Ｒが構成されるような状態で積層されてい
ることにより、第１図示のシリンドリカル・凸レンズ・
アレイ板CLAは、円筒軸の方向にもそれを構成している
シリンドリカル・凸レンズ・アレイ板素子CLe1,CLe2,CL
e3…毎に複数に分割されるとともに、前記した反射面Ｒ
の存在によってシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板CL
A面に垂直な方向から上下の方向に多少ずれた方向から
の光も第４図示のように記録再生できることになる。

第５図に示されているシリンドリカル・凸レンズ・ア
レイ板CLAは、円筒軸の方向と直交する方向に並列して
いるシリンドリカル・凸レンズ部における順次のシリン
ドリカル・凸レンズ部の中央部にそれぞれ凸レンズとし
て機能する部分L,L…として構成し、また、前記した凸
レンズとして機能する部分L,Lの間におけるシリンドリ
カル・凸レンズ部の表面に遮光部分Ｃを設けた構成を備
えた適当な厚さの多数のシリンドリカル・凸レンズ・ア
レイ板素子を、各シリンドリカル・凸レンズ・アレイ板
素子における円筒軸方向と直交する両端面間に反射面Ｒ
が構成されるような状態で、かつ、シリンドリカル・凸
レンズ部を凸レンズとして機能する部分L,L…と、シリ
ンドリカル・凸レンズ部の表面に遮光部分Ｃが設けられ
ている部分とが市松模様となるような状態で配列される
ように積層して構成させた実施例であり、また、第６図
に示されているシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板CL
Aは、円筒軸の方向と直交する方向に並列しているシリ
ンドリカル・凸レンズ部における順次のシリンドリカル
・凸レンズ部の中央部にそれぞれ凸レンズとして機能す
る部分L,L…として構成し、また、前記した凸レンズと
して機能する部分L,Lの間の部分は別にレンズの機能を
有しなくてもよいことから、その部分を任意の形状とし
てその部分の表面に遮光部分Ｃを設けた構成を備えた適
当な厚さの多数のシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板
素子を、各シリンドリカル・凸レンズ・アレイ板素子に
おける円筒軸方向と直交する両端面間に反射面Ｒが構成
されるような状態で、かつ、シリンドリカル・凸レンズ
部を凸レンズとして機能する部分L,L…と、シリンドリ
カル・凸レンズ部の表面に遮光部分Ｃが設けられている
部分とが市松模様となるような状態で配列されるように
積層して構成させた実施例である。

なお、前記した第１図及び第５図ならびに第６図につ
いてそれぞれ説明した構成のシリンドリカル・凸レンズ
・アレイ板は、本出願人会社で出願しているXYZプロッ
タ（例えば、特願昭62−176791号、その他）において有
効に使用できる他、それの焦点面を白色散光面として構
成した場合には、従来のものに比べて視域が拡大された
フロントプロジェクトのめがね不要形式の立体映像（立
体スライド、立体映画、立体テレビジョン）再生用のス
クリーンとしても有効に使用することができる。

さらに、第７図に示されているシリンドリカル・凸レ
ンズ・アレイ板の実施例は第１図につてい説明した構成
を有するシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板の２枚の
ものの裏面間に光透過性の拡散面（すりガラス様のも
の）DPを介存させた状態で前後対称的に構成したもので
あり、この第７図示の実施例のシリンドリカル・凸レン
ズ・アレイ板は、例えば、リアプロジェクションのめが
ね不要形式の立体映像再生用のスクリーンとして使用で
きる。

次に、第８図は本発明のシリンドリカル・凸レンズ・
アレイ板CLAの他の実施例の平面図であって、この第８
図に示す本発明のシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板
CLAは、それらにおける円筒軸と直交する方向のレンズ
ピッチをＰとし、また、それらにおける１個のシリンド
リカル・凸レンズ部と対応してシリンドリカル・凸レン
ズ・アレイ板素子の焦点面に設定されるべき画像領域に
おける円筒軸の方向と直交する方向の寸法をＤとしたと
きに、前記した画像領域の寸法Ｄと円筒軸と直交する方
向のレンズピッチＰとが、Ｄ＝3Pの関係を満足する（第
９図参照）ように、かつ、円筒軸の方向と直交する方向
に配列される画像領域に重なりが生じないような状態に
前記それぞれの画像領域と対応する凸レンズとして機能
する部分L,Lの間に遮光部分Ｃを設けたものとして構成
されている。

第８図に示されているシリンドリカル・凸レンズ・ア
レイ板CLAは、第８図及び第９図に示されているよう
に、円筒軸の方向と直交する方向に並列しているシリン
ドリカル・凸レンズ部における３つ置きのシリンドリカ
ル・凸レンズ部を凸レンズとして機能する部分L,L…と
して構成し、また、前記した凸レンズとして機能する部
分L,Lの間におけるシリンドリカル・凸レンズ部がそれ
の表面に遮光部分Ｃを設けた構成を備え、厚さがｔ＝P/
3の多数のシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板素子
を、各シリンドリカル・凸レンズ・アレイ板素子におけ
る円筒軸方向と直交する両端面間に反射面Ｒが構成され
るような状態で、かつ、シリンドリカル・凸レンズ部を
凸レンズとして機能する部分L,L…と、シリンドリカル
・凸レンズ部の表面に遮光部分Ｃが設けられている部分
とが交互に配列されている状態となるように積層されて
構成されている。

前記のように積層されるべき各シリンドリカル・凸レ
ンズ・アレイ板素子における円筒軸方向と直交する両端
面間に構成させる反射面Ｒは、それを全反斜面Ｒとして
構成させるようにしても、あるいは鏡面Ｒとして構成さ
せるようにしてもよいことは既述した第１図示の実施例
の場合と同様である。

前記した第８図の構成のシリンドリカル・凸レンズ・
アレイ板CLAは、円筒軸と直交する方向のレンズピッチ
Ｐと、１個のシリンドリカル・凸レンズ部における凸レ
ンズとして機能する部分Ｌと対応してシリンドリカル・
凸レンズ・アレイ板素子の焦点面に設定されるべき画像
領域における円筒軸の方向と直交する方向の寸法Ｄと
が、既述もしたとおりに第９図に示されているように、
Ｄ＝3Pとなるようにして構成させた場合の実施例であっ
て、この第８図示のシリンドリカル・凸レンズ・アレイ
板CLAを使用して記録された三次元画像が良好に再生さ
れる視域は、第９図中の角度θ３で示される範囲とな
る。前記の角度θ３で示される範囲の視域は第11図を参
照して説明した従来例における角度θ１で示される範囲
の視域に比べて大巾に広がっている他、既述した第１図
示の実施例のシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板CLA
を使用して記録された三次元画像が良好に再生される視
域を示す第３図中の角度θ２で示される範囲に比べても
大巾に広がっている。

この第８図に示されている実施例のシリンドリカル・
凸レンズ・アレイ板CLAも、既述した第１図示の実施例
のシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板CLAと同様な多
くの用途で使用されうることはいうまでもない。

なお、光量の減少さえ許せるならば、前記した凸レン
ズとして機能する部分Ｌと遮光部分Ｃとの比を、3/4,4/
5のようにより一層大にして、より一層、視域を拡げる
こともできる。

前記した遮光部分Ｃによる遮光作用は、見方を変える
とレンズの絞りを絞っていることになるから、このこと
を前記のような視域の拡大に使わずに、視域を同じにし
て方向分機能の向上に用いるようにすれば、結果的に三
次元画像の奥行き方向のぼけを小さくすることができる
ことになる。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したところから明らかなように、本
発明のシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板は、シリン
ドリカル・凸レンズ・アレイ板素子における円筒軸と直
交する方向のレンズピッチをＰとし、また、前記のシリ
ンドリカル・凸レンズ・アレイ板素子における１個のシ
リンドリカル・凸レンズ部と対応してシリンドリカル・
凸レンズ・アレイ板素子の焦点面に設定されるべき画像
領域における円筒軸の方向と直交する寸法をＤとしたと
きに、前記した画像領域の寸法Ｄと円筒軸と直交する方
向のレンズピッチＰとが、Ｐ＜Ｄの関係を満足するよう
に、かつ、円筒軸の方向と直交する方向に配列される画
像領域に重なりが生じないような状態に前記それぞれの
画像領域と対応する凸レンズとして機能する部分の間に
遮光部分を設けてなる多数のシリンドリカル・凸レンズ
・アレイ板素子を、前記したシリンドリカル・凸レンズ
・アレイ板素子におけるそれぞれの画像領域と対応する
凸レンズとして機能する部分による領域と、前記したシ
リンドリカル・凸レンズ・アレイ板素子における遮光部
分による領域とが、円筒軸の方向に順次交互に配列され
た状態となるように、かつ、各シリンドリカル・凸レン
ズ・アレイ板素子における円筒軸方向と直交する両端面
間に反射面が構成されるような状態に積層して構成して
なるシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板であるから、
この本発明のシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板で
は、シリンドリカル・凸レンズ・アレイ板CLAにおける
立体情報を有してはいない円筒軸の方向の高い解像度を
低下させても記録再生される三次元画像の品質には大き
な悪影響が生じない、という点に着目して、シリンドリ
カル・凸レンズ・アレイ板CLAにおける立体情報を有し
てはいない円筒軸の方向の高い解像度を幾分か低下させ
る代わりに視域を拡大させたり、奥行き方向でのぼけを
少なくできるようにしたシリンドリカル・凸レンズ・ア
レイ板を容易に提供できたのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板
の一実施例の斜視図、第２図は前記した第１図のシリン
ドリカル・凸レンズ・アレイ板における上面図｛第２図
の（ａ）｝、正面図｛第２図の（ｂ）｝、側面図｛第２
図の（ｃ）｝、第３図は前記した第１図示のシリンドリ
カル・凸レンズ・アレイ板における視域の説明図、第４
図はシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板素子における
円筒軸方向と直交する両端面間に設けられている反射面
の作用の説明図、第５図乃至第８図は本発明のシリンド
リカル・凸レンズ・アレイ板の他の実施例を示す図、第
９図は第８図の構成のシリンドリカル・凸レンズ・アレ
イ板の視域の説明図、第10図は従来構成のシリンドリカ
ル・凸レンズ・アレイ板の斜視図、第11図は第10図示の
従来構成のシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板の視域
の説明図である。 CLA……シリンドリカル・凸レンズ・アレイ板、CLe1,CL
e2,CLe3……シリンドリカル・凸レンズ・アレイ板CLAの
構成に使用されるシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板
素子、Ｌ……シリンドリカル・凸レンズ部における凸レ
ンズとして機能する部分、Ｃ……遮光部分、Ｒ……反射
面、DP……光透過性の拡散面、

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンドリカル・凸レンズ・アレイ板素子
   における円筒軸と直交する方向のレンズピッチをＰと
   し、また、前記のシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板
   素子における１個のシリンドリカル・凸レンズ部と対応
   してシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板素子の焦点面
   に設定されるべき画像領域における円筒軸の方向と直交
   する方向の寸法をＤとしたときに、前記した画像領域の
   寸法Ｄと円筒軸と直交する方向のレンズピッチＰとが、
   Ｐ＜Ｄの関係を満足するように、かつ、円筒軸の方向と
   直交する方向に配列される画像領域に重なりが生じない
   ような状態に前記それぞれの画像領域と対応する凸レン
   ズとして機能する部分の間に遮光部分を設けてなる多数
   のシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板素子を、前記し
   たシリンドリカル・凸レンズ・アレイ板素子におけるそ
   れぞれの画像領域と対応する凸レンズとして機能する部
   分による領域と、前記したシリンドリカル・凸レンズ・
   アレイ板素子における遮光部分による領域とが、円筒軸
   の方向に順次交互に配列された状態となるように、か
   つ、各シリンドリカル・凸レンズ・アレイ板素子におけ
   る円筒軸方向と直交する両端面間に反射面が構成される
   ような状態に積層して構成してなるシリンドリカル・凸
   レンズ・アレイ板