JPH03211992A - 全色３次元投射表示装置 - Google Patents

全色３次元投射表示装置

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JPH03211992A JP2307350A JP30735090A JPH03211992A JP H03211992 A JPH03211992 A JP H03211992A JP 2307350 A JP2307350 A JP 2307350A JP 30735090 A JP30735090 A JP 30735090A JP H03211992 A JPH03211992 A JP H03211992A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は投射表示システムに関するものであシ、特にカ
ラーシステムに関する。更に詳細には、本発明は３次元
（３Ｄ）システムに関する。
〔従来の技術〕
関連技術では、多種類の３Ｄカラー投射・表示システム
が存在する。一つの方法は二つの投射器または表示シス
テムを備え、一方の投射器がスクリーン上に右目の表示
を行い、他方が左目の表示を行い、各表示がそれ自身の
偏り、たとえば、それぞれｒｐＪおよび「Ｓ」を備えて
いる。観察者に目に３Ｄ眺望用立俸表示を見せる偏光眼
鏡を着用する。他のシステムは、缶体がそれ自身の偏り
を待った、右目および左目の像を組合わせる。像は３Ｄ
眺望用偏光眼貌を通して目によシ知覚される。
〔発明が解決しようとする課題〕
当業界には多数の３Ｄ力ラー表示システムが存在するが
、出願人は本発明のような３Ｄ力ラー表示７ステムの存
在することを知らない。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、単一投射表示装置を用いる簡潔高解像度の全
色３Ｄ表示シヌテムを提供する。本発明は、高解像およ
び高照度の陰極線管（ＣＲＴ）、光パルプ、またはレー
ザ投射システムを使用し、色の加法によシ典型的に全色
の像を発生する。すなわち、本発ＢＡは、本発明の３Ｄ
機構に適用可能な、混合色の偏りを調節する色混合機構
の原理を活用している。
本発明の長所は、前面投射または背面投射を利用する単
一表示システム、混合多色表示装置よシ高い３Ｄ力ラー
解像度、全色よシ大きい照度、物理的大きさの等しい二
重チャンネル法、１２０ヘルツ（Ｈｚ）のフィールド速
度で動作しなければならない、典型的な時間多重システ
ムよシ高い解像度、１２０　Ｈｚ動作のタイミングの問
題およびその結果生ずる同期化の問題を除去したことに
よる両眼間混信の最小、冬目に対して平行に像を発生す
る別々のプロセッサを使用する柔軟性、偏光像を発生す
る液晶表示装置との適合性、および非常に偏光効率の高
い二色性像混合器、を備えていることである。本発明は
、現在の民生用および軍用の全色投射システムを解像度
を悪くすることな（３Ｄに容品に変換するのに使用する
ことができる。
本発明は、三つの単色像源および加色混合システムから
発する３Ｄ像を投射する色および偏りを組込んでいる。
緑チャンネルへの像信号は観察者の目の一方が見る一つ
の偏りの出力を生ずる。赤および宵（マゼンタまたはマ
イナス緑）のチャンネルへの像信号は観察者の目の他方
が見る他の偏りの出力を生ずる。出力は、異なる二つの
偏りを備えているが、観察者が偏光眼鏡を掛けているた
め観察者の異なる目によシ確実に知覚される。直線偏光
また１円偏光を使用することができる。円偏光にしたい
場合には、９０’位相遅延器（すなわち、四分の一波長
板）を使用し、観察者が偏りの形式を変える。電気制御
二分の一波長板を使用して観察者に対する左右のチャン
ネルの偏りを交互にし、それぞれの目が感知する色を一
定でないようにする。
〔好適冥施例の説明〕
ｆｇ１図は３色加色投射システムを示すが、これでは三
つの単色像表示源１４，１８、および２４が全色共線像
を生ずる混合プリズム１２で組合わされる像を備えてい
る。混合プリズムの特性は表示源１４．１＆、および２
４からの谷像を直線的に偏らせることができることであ
る。「Ｓ」偏光ｇ１２０および２６は反射に加担してｒ
ｓＪに偏光される青い像２６および赤い像２０を生ずる
。「Ｐ」偏光（「Ｓ」偏光に直交している）は混合プリ
ズム１２を通して透過に加担し、「Ｐ」に偏光される緑
の健１６を生ずる。プリズム１２を通して像１６を送る
緑儂表示装置１４はスクリーン４４の上に像３２として
プリズム１２を出る。赤い像２０は赤像表示装置１８か
ら発生し、赤いｒｓＪ偏光を反射し青および緑の光を透
過する二色性被膜２２に突き当る。９２０はプリズム１
２からヌクリーン４４に出るとき像３０として反射する
。二色性被膜２２は短波通過被膜である。表示装置２４
からの青い像２６は偏光として青を反射し赤および緑の
光を透過する長波通過被膜である二色性被膜２８に突き
当る。像光２６はスクリーン４４への９３４としてプリ
ズム１２から反射される。偏り＠３０．３２．および３
４は、たとえば、緑の像表示装置１４を介して左目の光
景を、赤の像表示装置１８および青の像表示装置を介し
て右目の光景を送ることによシスクリーン４４に偏り３
Ｄ表示を作り出すのに利用される。スクリーン４４を眺
める偏光眼鏡を掛けた観察者は、それぞれ、それぞれの
目でそれぞれの目の光景、すなわち像の異なる眺望を見
、３Ｄカラー像ｔ−認識する。右目３８は、スクリーン
４４の上の像３２を遮断する「１偏光子３６を通してス
クリーン４４の上の「Ｓ」に偏光した青および赤（マゼ
ンタ）の像３０および３４だけを見る。左目４２は、赤
い像３０および青い像３４を遮断するｒｐＪ偏光子４０
を通してスクリーン４４の上の緑の像３２を見る。緑の
像３２は左目４２が通常見る光景の眺望を表わす。
赤い偉３０および青い像３４は共に右目３８が通常見る
３Ｄ光景の眺望を表わす。したがって、それぞれ右目３
８および左目４２で知覚した像３０および３４、および
像３２は脳の甲で混合されて観察者に提示されている像
の３Ｄ知覚を与える。緑の像３２およびマゼンタ（赤お
よび？）の像３０および３４は常に互いに直角に偏らさ
れている。
したがって、装置１０絋色多重によ、９３Ｄ像を提示す
る。代うに、システム１０″または５０の表示源１８ま
たは２４をマゼンタ像表示源とすることができ、残シの
赤または青の表示源を除外することができる。
混合プリズム１２は被膜２２および２８を設けることが
できる線に沿って切断した立方体である。
プリズム１２は四つの三角ユニットにまたは各々が二り
の三角形部分を備えている二つの組合せユニットに切断
することができる。切断は観察者の正常の水平基準に直
角に行うことができる。混合プリズム１２ｔ：ｊ、流体
に、または本発明に対する反射および混せの機能を果す
どんな他の光学装置にもすることができる。立方体が三
つの像を偏らせる手段とならない場合には、表示装置の
前面に偏光子を設置してこの任務を行わせることができ
る。
ｔｇ２図の装置５０は第１図の装置１０の拡張である。
レンズ１５　、　Ｉ　Ｔ、および１９はそれぞれ表示源
１４，１８、および２４からの像光の焦点距離および光
路を調節するためのものである。第１図の装置１０を用
いると、緑だけを見る左目４２および赤および青だけを
見る右目により生ずる両眼抗争の可能性がある。電気制
御可能な部分の一波長板すなわち遅延器（ＥＣＲ）４６
は両眼抗争のこの可能性を除去するのに使用される。Ｅ
ＣＲ４６は偏り状態を、すなわちｒｓＪからｒｐＪへま
たはその逆に切換え、左目４２が赤および宵の像３０お
よび３４を見、右目３８が緑の像３２を見ることになる
。右目３８および左目４２に対してそれぞれ３次元光景
の右眺望および光景の左眺望を維持するには、源１４．
１８、および２４に対する光景の像眺望をスイッチ５６
．５Ｂ、および６０によりＥＣＲ４６が偏）状態を切換
えると同時に切換える。スイッチ５６が左像から左像に
切換えるとスイッチ５８および６０は左像から左像に、
またはその逆に切換える。ＥＣＲＪ　６はスイッチ５６
．５８、および６０の切換えを追尾するＥＣＲ切換器５
４によって切換えられ、またはスイッチ５６．５８、お
よび６０がＥＣＲ４６が切換えられると同時に切換わる
。偏り切換えおよび左右像の切換えは高速で行う必要は
ない。切換えの充分な速さは毎秒数回であるが、切換え
は垂直ブランキング中に５ＱＨｚで行われる。構造的に
、装置５０では、ＥＣＲ４６は典型的に混合プリズムの
後で投射スクリーンの前に挿入される。ｇｃＲ４６の一
例は、セルのスイッチを入れたとき、入射波を１％λだ
け、すなわち波長の％だけ遅らせるように設定された厚
さを有する液晶セルである。ＥＣＲ４６はテクトロニク
スのπセルとすることができる。
「Ｓ」および「Ｐ」の直線偏光は混合プリズム１２と投
射レンズ５２との間に挿入した四分の一波長遅延器４８
を用いて円偏光状態に変換することができる。「Ｓ」偏
りの赤および青の像３０および３４は四分の一波長遅延
器４８を用いて左円偏光像に変換される。ｒＰＪ偏すの
緑の像３２は右円偏光像に変換される。次に円偏光像３
０，３２、および３４は非偏光解消スクリーン４４に投
射される。観察者は、円偏光眼鏝を掛けていればスクリ
ーン４４の上で全色３Ｄ像を見ることになる。
「Ｓ」偏光レンズ３６は左円偏光レンズで置き換えられ
、ｒＰＪ偏光レンズ４０ｔｉ、右円偏光レンズで置き換
えられる。
第３図は観察者の各月に示される光景眺望の一連の色を
示す。６源からの像の見え方（左または右）は時間Ｔの
後変化するが、これは像の偏りを変えるＥＣＲ４６と同
期している。Ｔはどんな時間でもよいが、ビデオ電子装
置に使用するには腟。
秒が便利である。第４ａ図および第４ｂ図はＥＣＲ４６
の動作を示す。第４１図で、ＥＣＲ４６は「オフ」状態
にあシ、ＥＣＲ４６を通して伝達される光の偏りは変化
しない。第４ｂ図で、ＥＣＲ４６は「オン」状態にあ）
、偏り状態が変化する（直線偏光は９０°回転し、円偏
光線方向を逆転する）。
第５図は偏ｐ色多重を利用する本発明の立体視３Ｄ投射
装置の流れ図である。３色像投射は、ＣＲＴ、光バルブ
、液晶カラーマトリックス表示装置、レーザ、および他
のすべての儂投射装置、のようなどんな種類の像源から
も得ることができることに注目することができる。
第６図は、赤、緑、および青の像１１２．１１４゜およ
び１１６を混合するのにプリズム１２ではなく投射スク
リーン６８を使用するシステムである実施例７０ｔ−示
す。システムＴＯは偏光色多重および偏軸投射を利用す
る３Ｄ投射表示装置である。
混合プリズム１２が無いので、第６図のシステム７０ａ
第２ｒＩＩＪのシステム５０と似ている。赤の表示装置
６２および青の表示装置６６は最初投射スクリーン６８
に光景の左像を示し、同時に、緑の表示装置６４は投射
スクリーン６８に光景の左像を示す。偏光子Ｔ２および
７６は倫１１２および１１６にｒｓＪ偏光を与える。偏
光子７４は緑の像１１４にｒｐＪ偏光を与える。ＥＣＲ
８２および８６Ｆｉ像１１２および１１６の偏り状態を
「ＳＪ偏光からｒｐＪ偏光へ、また鉱その逆に変える。
ＥＣＲ８４は像１１４の「Ｐ」偏光をｒｓＪ偏光に、ｔ
たはその逆に切替える。偏り状態がＥＣＲ８２，８４、
および８６により切替えられると、表示装置６２および
６６へのビデオ人力６１および６５が、ＥＣＲ８２およ
び８４が再び切替えるにつれて左像から左像へ、または
その逆に切替えられる。対応して、表示装置６４へのビ
デオ人力６３がＥＣＲ８４が偏りを切替えるにつれて左
像から左像へ、またはその逆に切替わる。表示装置６２
．６４、および６６、およびＥＣＲ８２，８４、および
８６へのビデオ入力が同期して切替えられることによシ
一定の色の像だけを見る各月により生ずる両眼抗争の可
能性が除去される。表示装置６２および６６の「Ｓ」偏
光はそれぞれ四分の一遅延器９２および９６によシ左円
偏光に変換することができ、表示装置６４からの像の「
Ｐ」偏光は四分の一遅延器９４によシ右円偏光に変換す
ることができる。円偏光を使用すれば、観察者は投射ス
クリーン６８の３Ｄ力ラー表示を見るのに円偏光レンズ
を備えたｌＩ鏡を掛けることになる。投射レンズ１０２
．１０４、および１０６はそれぞれ像１１２．１１４、
および１１６を投射スクリーン６８に結ぶ。円偏光は、
３Ｄ表示を観察者の向きに無関係にするので直線偏光よ
シ好ましい。代りに、システムＴＯの表示源６２または
６６をマゼンタ表示源とし、残夛の赤または青の表示源
を除外することができる。
第７図は本発明を実施し、各種基本成分を３Ｄ投射表示
システムに組込むことを明らかにする一般システム８０
を示す。ビデオ投射器１８は装置１０のまたは装置１０
の構成と類似の構成を備えている。切換回路８８はＥＣ
Ｒ４Ｇへの切換えを行い、赤および宵の像を緑の像と共
にＥＣＲ４６の切換えと同期して反転する。切換回路８
Ｂへの右および石の光景のビデオ情報は源９０から来る
。源９０はどんなビデオ立体対発生器でもよいが、図示
のように、左目の観察用の左の光景または眺望ビデオテ
ーププレヤ−１０８および右目観察用の右の光景または
眺望ビデオテーグプレヤー１１０を備えている。左の光
景または眺望はカメラ９８で検知することができ、右の
光景または眺望はカメラ１００で検知することができる
。したがって、観察者によるスクリーン４４の上の３Ｄ
力ラー画倫光景は生かまたは記録したプログラムのいず
れでもよい。
本発明を記録装置または再生装置１０８および１１０を
組込んだシステム１２０て実施する電子工学的ブロック
図を第８図に示す。カラービデオ投射器７１１、四分の
一波長板４８、ＥＣＲ４６、および投射スクリーン４４
と共に、第７図のシステム８０の投射器７８のものと類
似とすることができる。切換器箱１２２＃′ｉ第７図の
切換回路８Ｂと似ている。第８図の切換器箱の中には、
光景の左および右の眺望像を受け、これらを、ＥＣＲ駆
動装置１３４からＥＣＲ４６への信号と適合する順序お
よび仕方でカラービデオ投射器の表示装置に提示する。
切換器１３２はＥＣＲ駆動装置１３４に対するフィール
ド論理を行う。第８図の真理値表に従って、偶論理に対
し、チャンネル１の左の眺望に対する緑の儂、およびチ
ャンネル２の右の眺望に対する赤および青の像が存在す
る。丹論理の指示に対し、チャンネル１の左の眺望に対
する赤および實の像、およびチャンネル２の右の眺望に
対する緑の像が存在する。ＮＴＳＣ（国際テレビジョン
システム委員会）からＲＧＢ　（赤、緑、および青）へ
の変換器１２８および１３０は変換用ビデオ源１１８か
らのＮＴ８Ｃビデオ信号を左および右の眺望、に対する
。
赤、緑、および青の像に変換する。切換器箱１２２＃′
ｉシステム１２０のための電源１３６をも組込んでいる
。ビデオ源１１８は、それぞれ左および右の立体ビデオ
テープを再生または記録するビデオレコーダ１０８およ
び１１０を備えている。ビデオレコーダ１０８および１
１０はＮＴＳＣ複合ビデオ信号をそれぞれ時間軸補正器
１２４および１２６に出力する。基準黒バースト発生器
１３８は外部同期化信号を時間軸補正器１２４および１
２６へ、および切換器箱１２２のビデオ源切換器１３２
へ出力する。時間軸補正器１２４および１２６はタイミ
ング補正信号をそれぞれビデオレコーダ１０８および１
１０にフィードバックする。時間軸補正器１２４および
１２６は時間補正したＮＴＳＣビデオ信号を切換器箱１
２２に出方する。
第９図は本発明を取入れたシステム１４０を示す。
システム１４０は、システム１４０がそのビデオ源１４
２としてシステム１２０の場合のようにビデオレコーダ
１０８および１１０ではなくビデオカメラ１４４および
１４６を利用している以外は第８図のシステム１２０と
同じである。ビデオカメラ１４４は光景の左の眺望を見
、ビデオカメラ１４６は光景の右０眺望を見、これによ
シ生の３次元カラー聴視範囲を観察者に与える。カメラ
１４４および１４６はＮＴＳＣ複合ビデオ信号を切換器
箱１２２に出力する。基準黒バースト信号発生器１３８
は外部同期化信号をカメラ１４４および１４６に、およ
び切替器箱１２２に与える。
【図面の簡単な説明】
第１図は立体ビーム偏光子／混合器を示す。 第２図は偏光色多重および軸上投射を使用する３Ｄ投射
表示装置を示す。 第３図はそれぞれの目に提示された一連の色を示す表で
ある。 第４図は電気制御可能な遅延器の動作を示す。 第５図は本発明の機能原理の流れ図である。 第６図は偏光色多重および偏軸投射を使用する３Ｄ表示
装置である。 第７図は本発明を組込んだシステムの構成要素を示す図
である。 第８図はビデオ画像の源としてＶＣＲを備えてｈる本発
明を組込んだシステムの構成要素のブロツク図である。 ！９図は画像の源としてビデオカメラを備えている本発
明を組込んだシステムの構成要素のブロック図である。 １２・・・・混合手段、 １４．１８．２４．６２，６４，６６・・φ・光源、１
６　、２０　、２６・・・−画像、 ３Ｇ　、３２．３４・・・自組合せ画像、４４．６８・
・・・表示手段、 ４６．５４．８２．８４．８６−−・・偏り切換装置、
５２．１０２，１０４，１０８・・−・投射手段、５６
．５８．６Ｇ、６１．６３．６５　・・・・光源切換手
段。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）第１の色および第１の偏りを有する第１の画像の
    第１の光を発生する第１の光源手段、第２の色および第
    ２の偏りを有する第２の画像の第２の光を発生する第２
    の光源手段、 第１の光および第２の光を第３の光に混合する混合手段
    、 第３の光を表示手段に投射する投射手段、 前記光源手段と前記表示手段との間に設置され、第１の
    偏りを第２の偏りに切換え、また第２の偏りを第１の偏
    りに切換える偏り切換手段、 前記第１の光源手段におよび前記偏り切換手段に接続さ
    れ、前記偏り切換手段の切換に一致して第１の画像を第
    ２の画像に切換え、およびその逆を行う第１の光源切換
    手段、および 前記第２の光源手段におよび前記偏り切換手段に接続さ
    れ、前記第１の光源切換手段の切替に一致して第２の画
    像を第２の画像に切替え、およびその逆を行う第２の光
    源切換手段、 を備え、 前記表示手段を一方の目で第１の偏りを有する第１のレ
    ンズを通して眺め、前記表示手段を他方の目で第２の偏
    りを有する第２のレンズを通して眺める観察者が第１お
    よび第２の画像から成る全色３次元の第３の画像を見る
    ことを可能とする、全色３次元単独表示装置。
  2. （２）第１の色および第１の偏りを有する第１の画像を
    第１の光路に沿つて発生する第１の光源手段、 第２の色および第２の偏りを有する第２の画像を第２の
    光路に沿つて発生する第２の光源手段、第３の色および
    第２の偏りを有する第２の画像を第３の光路に沿つて発
    生する第３の光源手段、画像を第４の光路に沿つて混合
    する混合手段、画像を第４の光路に沿つて表示手段に投
    射する投射手段、 前記光源手段と前記表示手段との間に設置され、第１の
    偏りを第２の偏りに切換え、また第２の偏りを第１の偏
    りに切換える偏り切換手段、 前記第１の光源手段におよび前記偏り切換手段に接続さ
    れ、前記偏り切換手段の切換に一致して第１の画像を第
    ２の画像に切換え、およびその逆を行う第１の光源切換
    手段、 前記第２の光源手段におよび前記偏り切換手段に接続さ
    れ、前記第１の光源切換手段の切換に一致して第２の画
    像を第１の画像に切換え、およびその逆を行う第２の光
    源切換手段、および 前記第３の光源手段におよび前記偏り切換手段に接続さ
    れ、第１の光源切換手段の切換に一致して第２の画像を
    第１の画像に切換え、およびその逆を行う第３の光源切
    換手段、 を備え、 前記表示手段を一方の目で第１の偏りを有する第１のレ
    ンズを通して眺め、前記表示手段を他方の目で第２の偏
    りを有する第２のレンズを通して眺める観察者が第１お
    よび第２の画像から成る全色３次元の第３の画像を見る
    ことを可能とする、全色３次元単独表示装置。
  3. （３）第１の色および第１の偏りを有する第１の画像を
    第１の光路に沿つて発生する第１の光源手段、 第２の色および第２の偏りを有する第２の画像を第２の
    光路に沿つて発生する第２の光源手段、表示手段、 前記第１の光源手段に関連して第１の画像を第１の光路
    に沿つて前記表示手段に投射する第１の投射手段、 前記第２の光源手段に関連して第１の画像と混合されて
    いる第２の画像を第２の光路に沿つて前記表示手段に投
    射する第２の投射手段、 第１の光路の第１の光源手段と表示手段との間に設置さ
    れ、第１の偏りを第２の偏りに切換え、およびその逆を
    行う第１の偏り切換手段、 第２の光路の前記第２の光源と前記表示手段との間に設
    置され、前記第１の偏り切換手段の切換に一致して第２
    の偏りを第１の偏りに切換え、およびその逆を行う第２
    の偏り切換手段、 前記第１の光源手段におよび前記第１の偏り切換手段に
    接続され、前記第１の偏り切換手段の切換に一致して第
    １の画像から第２の画像に切換え、およびその逆を行う
    第１の光源切換手段、 前記第２の光源手段におよび前記第２の偏り切換手段に
    接続され、前記第１の光源切換手段の切換に一致して第
    ２の画像を第１の画像に切換え、およびその逆を行う第
    ２の光源切換手段を備え、前記表示手段を一方の目で第
    １の偏りを有する第１のレンズを通して眺め、前記表示
    手段を他方の目で第２の偏りを有する第２のレンズを通
    して眺める観察者が第１および第２の画像から成る全色
    ３次元の第３の画像を見ることを可能とする、全色３次
    元単独表示装置。
  4. （４）第１の色および第１の偏りを有する第１の画像の
    第１の光を発生する第１の光源手段、第２の色および第
    ２の偏りを有する第２の画像の第２の光を発生する第２
    の光源手段、 第３の色および第２の偏りを有する第２の画像の第３の
    光を発生する第３の光源手段、 表示手段、 前記第１の光源手段に関連し、第１の光を前記表示手段
    に投射する第１の投射手段、 前記第２の光源手段に関連し、第１の光と混合された第
    ２の光を前記表示手段に投射する第２の投射手段、およ
    び 前記第３の光源手段に関連し、第１および第２の光と混
    合された第３の光を前記表示手段に投射する第３の投射
    手段、 から構成される全色３次元単独表示装置。
  5. （５）３次元画面の第１の透視図の第１の組の画像を発
    生すること、 ３次元画面の第２の透視図の第２の組の画像を発生する
    こと、 第１の組の画像を第１の偏りで偏らせること、第２の組
    の画像を第２の偏りで偏らせること、第１の組の画像と
    第２の組の画像とを混合して組合せ画像にすること、 組合せ画像を、一方の目で第１の偏りを有するレンズを
    通して、および他方の目で第２の偏りを有するレンズを
    通して画像を見ることができる観察者に対して表示し、
    観察者が組合せ画像を全色且つ３次元で見ることができ
    るようにすること、第１の組の画像の第１の偏りを第２
    の偏りに切換えること、およびその逆を行うこと、 第２の組の画像の第２の偏りを第１の偏りに切換えるこ
    と、およびその逆を行うこと、 第１の組の画像を第１の透視図から第２の透視図へ、お
    よび第２の組の画像を第２の透視図から第１の透視図へ
    、偏りの切換えに同期して変えること、およびそれらの
    逆を行うこと、 から成る全色３次元画像を観察者に提供する方法。
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