JPH0475489B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は３次元像投影装置に関する。

（背景技術） 通常、ステレオ（立体）投影は、異なる２つの
特定な点から取出された２つの像をそれらがスク
リーン上に重なるように投影するものである。そ
して観者は、右目で右の特定点から取出された像
のみを見て、左目で左の特定点から取出された像
のみを見ることができるごとき装置を通してスク
リーンを見る。観者の脳は２つの像の遠近的な違
いを判断し、観者はシーン（風景、背景、場面
等）の奥行を感知する。観者の左目及び右目がそ
れぞれ左側像及び右側像を見るようにする装置
は、一般的にはめがねまたはゴーグルの形をと
り、これは顔に接近させて装着しなければならな
い。

これらの装置は光または時間を基にした原理に
従つて動作する。光を基にした原理によるシステ
ムでは、プロジエクタは各像に対して異なつた色
の光または異なつた偏光を使用し、またビユーイ
ング装置（ビユーアー）には、正しい像を各々の
目に通過させかつ不良な像の光の大部分をろ波す
るカラーフイルタまたは偏光フイルタが装着され
る。光学的ステレオシステムは装置が低コストで
あるという利点を有するが、一般的には完全な像
の分離を行なうことができず、カラーフイルタを
用いた場合には像の色が劣化するという欠点があ
る。時間を基とする原理によるシステムでは、プ
ロジエクタのシヤツター機構により左目像と右目
像を交互に投影する。観者のビユーイングにおけ
る一対のシヤツターは、プロジエクタのシヤツタ
ーと同期し、左目が右目像のみをながめ、右目が
右目像のみをながめることを可能にする。このア
プローチは非常に良好な像の分離を与えるが、同
期方法によりシヤツターを作動させるためにケー
ブルによりビユーアーを中央制御部と接続しなけ
ればならず、一般的にかなり複雑で高価なビユー
アーを必要とする。

（発明の課題） 本発明の中心となる特徴は、密着させて装着す
るゴーグルまたはめがねを使用しないで、観者の
各々の目が３次元シーンを認識させる正しい像を
見るように、異なるビユーポイントから取出され
た２つ以上の像を投影する、時間を基とする方法
にある。本発明の付加的な特徴は、２以上の像を
使用する場合、観者の頭の動きにより、与えられ
る像に変化が生じ、この変化は観者が実際のシー
ンを見るとき頭を動かしている間に見られる変化
によく擬したものとなることである。

以下に記載するように、本発明の特徴は、３次
元像を投影するシステムであつて、スクリーン
と、該スクリーン上に連続像を投影するために設
けられる投影手段と、観者とスクリーンの間にお
いて観者の視線内に設けられるビユーアー手段と
を具備し、該ビユーアー手段が、垂直スリツト形
成されたマスクを有し、前記垂直スリツトは、観
者の各目に異なつた像を付与するために像の変化
と調和しかつ投影された像の周波数と同期するよ
うな速さで観者の視線に対して直角な方向に移動
可能である。

観者とスクリーン上の整合された一続き（シー
ケンス）の遠近画（perspective views）との間
にて水平方向に移動する垂直スリツトの必要性
は、原理的には、スクリーンに近接した平面と観
者の顔に近接した平面との間の任意の点における
スリツトにより満足される。更に、１以上のスリ
ツト及び整合した一続きの像を結合することによ
り全体のシーンを形成することが可能である。本
発明の概念の範囲内での全ての可能な組合わせを
論ずることを試みるよりむしろ、２つの極端な
例、両方とも実質的に実用的重要性を有するもの
を提示する。

第１の例では、１シーケンスの遠近画がスクリ
ーン上または陰極線管上に投影され、各観者は、
彼の顔から適当な距離、例えば１〜２フイート
（約30〜60cm）離れたビユーアーを通してスクリ
ーンを見る。ビユーアーはスクリーン上の像と同
期して水平方向に移動する単一の垂直スリツトを
含んでいる。この実施例は、特に、多数の観者が
同一の大きなスクリーンをそれぞれのビユーアー
を通してながめるごとき劇場的適用に適する。各
観者は、同じようにシーンをながめ、ビユーアー
のスコープ内で頭を動かすことにより、与えられ
る全シーケンスの遠近画にアクセスできる。

第２の例では、全体のシーンは多数（例えば
100〜200個）の小さなセグメントより構成され、
各セグメントは水平方向に振動するスリツト及び
整合された遠近画の組より成る。スリツトは典型
的にはスクリーンと0.1〜0.2インチ（約2.5〜5.1
mm）程度離れている。この実施例は、特に、小さ
いスクリーン、すなわち１人または少人数の観者
に対するビデオまたは背面投影フイルムに適用さ
れる。全部のビユーイング位置が等しく良好とは
限らないので少人数の観者にサービスされる。な
お、スクリーン及びビユーアーはほとんど同一面
内にあるので、観者は単に３次元像が提供される
スクリーンを見いるごとき感じを受ける。実験に
基づくと、その効果はホログラムをながめる場合
に似ているがそれより優れている。本発明の概念
は、ビデオゲーム、コンピユータグラフイツクデ
イスプレイ、娯楽用テレビ、小スクリーンスライ
ド投影及びモーシヨンピクチヤーに適用可能であ
る。

各観者が自身のビユーアーを有する適用におい
て、ビユーアー手段は、すぐ後の席にすわつてい
る人がスクリーンをながめることができるように
座席の後部位置に設けられるごとく構成された装
置を具備する。装置は直角方向の調整が行なえる
ように、すなわち座席の列と平行な方向、座席に
すわつている人に対して前後方向、及び座席にす
わつている人の身長に従い目の高さに対して垂直
方向に調整可能である。更に、装置は観客席の傾
斜を考慮して水平軸のまわりを回転可能となつて
いる。装置は、支持アーム上に設けられた細長の
矩形フレームを有しており、その長手軸は視線と
直角となつている。支持アームは前述の直角方向
の運動及び回転運動を与える。フレームは、投影
された像の周波数と同期する速度で視線に対して
垂直に移動可能な所定幅の移動式垂直スリツトの
形をなすシヤツター手段を支持する。特に、シヤ
ツター手段は、平行に離間し垂直に配されたスピ
ンドル上に支持されるエンドレスベルトを有す
る。スピンドルは、フレームにより支持され、該
フレームは観者がウインドウを通してスクリーン
を見ることができるところのウインドウをなす開
口と、ウインドウと対向しかつウインドウの両端
に対して対称的に位置する幅狭で垂直に配された
スロツトを有している。スピンドルは適当な手段
により回転し、スロツトの動きがスクリーン上に
投影された像の周波数と同期するごとき速さで、
スロツトを含むベルトを左から右の方向に移動さ
せ、ウインドウを含むベルトを右から左の方向に
移動させる。

左から右へ周期的に移動する機械的スリツトの
例は本発明の概念を例示しているにすぎないこと
が理解される。左から右への周期的運動または振
動運動は、スリツトの動きが像の動きと調和して
いる限り有用である。更に、可動スリツトの効果
を形成するごとき方法でスクリーンをマスクする
あらゆる装置、すなわち機械的装置、光学的装
置、エレクトロオプテイカル装置等は本発明の見
地内にある。

数名の観者に共通の１つのスクリーンがあてが
われるような適用においては、ビユーアーは外観
的にスリツトの一体部分となるごとくスクリーン
と結合され観者には他のビユーイング補助装置は
必要でなくなる。このビユーアーは特に拡散スク
リーン及び該スクリーンの両側に設けられた２つ
のマスクを具備し、各マスクは、垂直に配向し平
行に離間配置された複数のスリツトを含んでい
る。スリツト間には不透明領域が存在しかつスク
リーン上の異なつた遠近画から同一の像の少なく
とも２つの画を投影するための手段が設けられて
いる。スリツト及びプロジエクタは、観者の目が
両眼間の距離だけ離れていることにより生じる視
差のために、観者の一方の目が１つの画像をなが
め他方の目が別の画像をながめるごとく設けられ
る。スリツト間の距離だけ水平方向にビユーアー
を振動する手段が設けられている。完全な振動サ
イクルの間、全てのスリツトの集合体の動きは観
者の各目に完全な像を与える全スクリーン領域に
亘つて描写を行なう。振動サイクル速度は走査プ
ロセスを感知する目の能力を超える速度であり、
全体の効果は観者の各目に完全ではあるが異なつ
た画面を同時に与えるごときものである。各画像
は若干異なつた遠近画からものであるので、観者
はオリジナルシーンの３次元像を感知する。

像をスクリーン上にある形態で投影するための
手段はモーシヨンピクチヤープロジエクタであつ
て良い。場合によつては、マスクをプリリズムレ
ンズもしくはレンチキユラーレンズのアレイから
構成し、スリツトより広い幅の光路を付与し、こ
れにより光透過率が大でより明るい画像を付与す
ることもできる。スクリーン及びモーシヨンピク
チヤープロジエクタに代えて陰極線管を使用して
も良い。この場合、陰極線管の間に近接し、かつ
それと平行に設けられた単一のマスクが使用さ
れ、陰極線管の電子回路の発振と調和させてマス
クを振動するための手段が設けられる。

（発明の構成及び作用） 第１図には、映写用スクリーン１０、映写室１
２、映写用スクリーンと向いあつている座席の列
１４、及び各列の各座席の後部に支持されその後
ろの列の座席に座つている人が使用するためのビ
ユーイング装置（ビユーアー）１６が示されてい
る。

各ビユーイング装置１６は、第４図に示すよう
に、アームの形をした支持装置２０に取付けられ
た細長の矩形フレーム１８を具備しており、フレ
ーム１８の長手軸は観者の視線と直角に、すなわ
ち映写用スクリーン１０の面と平行となつてい
る。ビユーイング装置１６は、図中矢印で示すよ
うに観者に対して横方向、前後方向及び垂直方向
に移動させることができる。更に、ビユーイング
装置１６は水平ピン２２上にて支持装置２０に取
付けられ、通常前後に傾斜している座席の傾斜を
補償するため水平軸のまわりを回転することがで
きるようになている。

フレーム１８内には、横方向に離間し垂直に配
されたスピンドル２４−２４が設けられており
（第１１図）、そのうちの一方または両方は図外の
手段により駆動される。スピンドル２４の上に
は、矩形のウインドウ２８及び垂直に配された所
定幅のスリツト３０とがそれぞれ形成された連続
ベルト状をなすシヤツター装置２６が設けられて
いる。スリツト３０はウインドウ２８の対向端間
の中央に位置している。ベルトは、開口３４を有
するマスクプレート３２の後方のスピンドル２４
上に設けられている。

ビユーイング装置１６の機能を第１２ａ図、第
１２ｂ図、第１２ｃ図、第１２ｄ図に示す。第１
２ａ図には開口３４の左手側に位置しているスリ
ツト３０が示されている。この位置では、ウイン
ドウ２８により開口３４の左手側に位置するスリ
ツト３０を通してスクリーンの映像を見ることが
できる。ビユーイング装置１６が左から右へ移動
するとき、左から右へ移動するスリツト３０は、
ウインドウ２８を通して見ている観者がスクリー
ンの狭い連続した領域を見るようにスクリーンを
走査する。第１２ｃ図は開口３４の右手側におけ
るスリツト３０を示し、第１２ｄ図はスクリーン
がダークの間右から左へ移動するスリツト３０を
示す。

スピンドル２４は、約80フイート／秒（約
24.4m／秒）の速度であるスクリーン上の像の投
影周波数と同期させてスリツト３０を移動させる
ごとき速度で駆動される。この速度は、観者が連
続したオフセツトビユーを同時に見ているような
感じを与える速さで観者の視界を交互に露出及び
ブロツクさせるのに十分な速度であり、このよう
にして所望の立体効果が得られる。

第２図はビユーイング装置１６及びスクリーン
１０に対する観者の視線を示している。ここでＬ
及びＲはそれぞれ観者の左目及び右目を示し、
A₁、B₁、C₁、D₁、はビユーイングゾーンを示
す。このようなシステムの可能な組合せは次の通
りである。

目Ｒ−ビユーA₁−目Ｌ−―−（単眼） 目Ｒ−ビユーB₁−目Ｌ−ビユーA₁−（ステレ
オ） 目Ｒ−ビユーC₁−目Ｌ−ビユ−B₁−（ステレ
オ） 目Ｒ−ビユーD₁−目Ｌ−ビユ−C₁−（ステレ
オ） 目Ｒ−―−目Ｌ−ビユーD₁（単眼） 第３図は、Ｌ及びＲで示される観者の目に対す
るビユーイング装置１６の可動スリツト３０を示
す。スリツト３０は観者に対して横方向に動くの
で、観者の左目はＸで示される視野に制限され、
右目はＹで示される視野に制限されることが分か
る。

複数の像、すなわち同一のシーンの異なつた遠
近画を期述の可動スリツトと組合せて投影するこ
とが望ましい。このため、第５図及び第６図に示
すように、４つのストリツプ状フイルム３４が４
つのレンズ３６及び４つのシヤツター３８と関連
させて使用される。各ストリツプ状フイルムは同
じシーンの別々の遠近画を記録する。このフオ
ー・ビユー・システム（four view system）に
おいては、例えば、４つのモーシヨンフレーム
（こま）の遠近画が順次投影され、そしてモーシ
ヨンフレームが前送りされ、次の４つのモーシヨ
ンフレームが順次投影される。このパターンが１
秒あたり30モーシヨンフレームの速度すなわち全
体で120フレームの割合で繰返される。この投影
のシーケンスを第７図に示す。投影シーケンスは
次のとおりである。

フレーム ビユー １ Ａ １ Ｂ １ Ｃ １ Ｄ ２ Ａ ２ Ｂ ２ Ｃ ２ Ｄ ３ Ａ ３ Ｂ ３ Ｃ ３ Ｄ 場合によつては、第８ａ図〜第８ｆ図に示すご
とく４つの遠近画をラプスシーケンス（lapse
sequence）するために、投影された像をシヤフ
トすることが望ましい。

可動スリツトと組合されたラプスシーケンス
は、第９ａ図〜第９ｄ図に示す組合せを与える。
遠近画が全スクリーンに亘つて同時に変化するシ
リアルシーケンスとは反対のラプスシーケンスに
よれば、第１０ａ図及び第１０ｂ図に示すよう
に、ビユーイング装置を観者の顔面から離して配
置することが可能で、これは視聴者の快適さ及び
受け入れ易さを作り出す重要な要素となる。

観者の各目では、像の遠近画は、水平に横切つ
て走査する垂直なバー状の光により網膜上に描写
される。約30走査／秒の高速走査により残像が全
体像の錯覚像（イリユージヨン）を与えるように
なる。従つて観者は走査に気がつかない。

基本的技術思想は、観者の各目がわずかに異な
つた遠近画を見ることにより３次元錯覚像が与え
られるように、観者の前の水平方向可動スリツト
とスクリーン上における遠近画のラプスシーケン
スの水平方向の変化とを整合することである。こ
のシステムのユニークな見地は次のものを含んで
いる。

(1) 観者が頭を動かすことによりリアクセスでき
る多数の遠近画を投影する能力。これにより対
象の周囲を見ることが可能となる効果が与えら
れる。

(2) 締めつけられた感じを避けかつ劇場的雰囲気
を保つためにめがねまたはゴーグルから解除さ
れること（ラプスシーケンスの特色はビユーイ
ング装置を使用者の前方に正しく位置させるこ
とを可能とする）。この特徴は、使用者が装置
を該装置の一般的な保護ガラスウインドウと置
換されるごときデバイスを介してながめるごと
き３次元ビデオデイスプレイまたはビデオゲー
ムに対しても有用である。

(3) 連続的な遠近変化の錯覚像が誘起されるよう
に連続する画像間のトランジシヨン（移り変わ
り）をアレンジできる可能性。

実験結果は、実際にこのことが映像間の遠近画
変化の適当な選択により達成出来ることを示す。
もしこれが達成されないならば、使用者は両方の
目ともトランジシヨンを見ない快適な位置を選択
しなければならなくなる。このことは、その効果
はあまり顕著ではないが両目でピケツトフエンス
（抗垣）を通してながめるために快適な位置を選
択することと似ている。

全体として、この概念は、従来のステレス投影
に対して大きな進歩を与えるものであり、多くの
点においてホログラムの能力と等しいかもしくは
それを超えるものであると思われる。特に、レー
ザの照光がホログラムに対して要求される場合に
も自然光を利用して投影することができる。これ
はスタジオでの作業及び屋外で一般的撮影を可能
にする。

ビユーイング装置１６は、ビデオゲーム、デー
タ表示装置等に適用可能であり、また動的画像及
び静的画像に適用可能である。

劇場での適用と同様な単一スリツトビユーアー
１６を用いたビデオ適用は、シヤツターと同期さ
せた連続的遠近画の水平移動ラプスシーケンスを
必要とする。ライブアクシヨンビデオは、シーン
をとられるマルチレンズフイルムカメラに似たマ
ルチレンズビデオカメラを用いる。このカメラと
従来のカメラとの間の大きな違いは、走査が垂直
であるということである。マルチビデオカメラの
像は電子的に結合されて陰極線管スクリーン上に
ラツプデイゾルブ・シーケンスを形成する（第１
３図）。垂直走査は適当な映像比においてラツプ
デイゾルブ・シーケンスを促進するために必要で
ある。

第１３図は、ビデオゲームまたはデータ表示装
置がカメラの代わりとなる非劇場的適用のための
３次元像投影を示す。

第１４ａ図はデータ表示装置またはビデオゲー
ムへの適用を示し、第１４ｂ図は一般的なビデオ
ビユーイングへの適用を示す。

静止画像は、１アクシヨンフレームにつき１画
像のとき比べて何度も同じ遠近画が重ねてシーケ
ンス（ラツプシーケンス）される点を除き、動画
像と全く同じように投影される。静止画像はマル
チレンズカメラにより、あるいは１個のカメラを
用いて多くの遠近図からの一続きの露出により得
られる。

前述のビユーアーは、特に、立体投影の主体が
劇場用スクリーンに投影されるごとき劇場におけ
る各人の使用に対して適用されるが、このビユー
アーにより達成される立体映像効果は、スクリー
ンとビユーアーを組み合せることにより共通のス
クリーンに対して何人かの観者による使用のため
に達成される。

フイルム媒体の形において実用化されかつその
シンプルさのために幅広い適用が可能となつたこ
の発明の概念の一実施例は、映写スクリーンから
数分の１インチ離れたところに設けられたマルチ
スリツト振動型ビユーアーを使用する。このビユ
ーアーは外観がスクリーンと一体の部分として見
え、観者は他のビユーイング補助装置を必要とし
ない。

第１５図はフイルム像を投影するために適用さ
れた本実施例の平面図を示す。多数のプロジエク
タ４０（本例では４つのプロジエクタ４０Ａ，４
０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄ）が、映写用スクリーン４
２の後側に４つのフイルム像Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを重
ね合わせせるために配置されている。観者はスク
リーンの反対側から像をながめる。２つのほゞ同
じマスク４４，４６が拡散スクリーン４２の映像
面に対して平行に設けられている。各マスク４
４，４６は光を通過させる幅狭で垂直な多数のス
リツト４８を含み、これらのスリツト４８の間に
は不透明領域５０が存在している。スクリーン及
びマスクは振動機構５２に連結され、振動機構５
２はスクリーン及びマスクを１つのユニツトとし
てそれらを約２スリツト分のスペースの周期的ス
トロークで水平移動させる。動周波数は概ねフリ
ツカー周波数以上、例えば25〜30サイクル／秒で
あるのが好ましい。図示の如く、観者の右目Ｒは
プロジエクタ４０Ａの像点Ａに対応するスクリー
ン上の像ａをながめ、左目Ｌはプロジエクタ４０
Ｃの像点Ｃに対応するスクリーン上の像ｃをなが
める。

フイルム像Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは右外側、右内側、
左内側、左外側から記録されており、これにより
同じシーンの一続きの遠近画が提供される。図示
のシステムの全体的機能は、観者の目がその位置
に対して適当なオリジナルシーンの遠近像をなが
めるように、観者に対して一続きの映像を再生し
提供することである。第１５図の例では、観者の
右目Ｒは像Ａをながめ、左目Ｌは像Ｃをながめ
る。観者が動くとき、観者の目は、見掛けの遠近
変化がオリジナルシーンをながめるときと同様に
変化するような異なつた遠近画を見とる。図示の
ごとき４つの遠近画では画間のトランジシヨンは
観者にしばしば感知される。遠近画の数を増加さ
せかつ隣接の画間の遠近の差異を少なくすると、
観者の観察位置の関数としての遠近変化は連続的
なものとして感知されはじめる。カメラ位置を１
インチ（約2.54cm）増加させた場合の８つの遠近
画を用いた実験は遠近の連続的な変化の良好な錯
覚像を示す。

第１６図はビデオ像に適用された一体（インテ
グラル）スクリーン概念の実施例の平面図を示
す。複数の幅狭のスリツト５６を含む１つの機械
的に走査するマスク５４が陰極線管CRTの前面
に平行に設けられ、手段６０により振動される
（第１６ａ図）。スリツト５６の間には不透明領域
５８が存在している。陰極線管CRTは、フイル
ム媒体への適用における投影像Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄと
類似した垂直イメージストライプＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ
が形成されるように作動する。これらのストライ
プは、それらがマスクスリツトに対して一定位置
を保持するようにマスクの機械的動作と調和して
電子的に走査される。ストライプが動くとき、そ
れらの像の内容は、各走査サイクルにおいて
“Ａ”ストライプの組が画Ａの完全像を描写し、
“Ｂ”ストライプの組が画Ｂの完全像を描写し、
……というように変化する。フイルム媒体におけ
る適用と同様に、各イメージストライプ（Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ）は左から右へかけて隔たつている４
つの視点からのオリジナル物体の像である。第１
６図に示すように、観者の右目Ｒはイメージスト
ライプＡをながめ、左目はイメージストライプＣ
をながめる。第１６ａ図はこのシステムを図式的
に示すもので、同図においてオスシレータ６０は
スクリーン及び陰極線管CRTの電子回路を駆動
する。第１６ｂ図はマスク内のスリツト５８に対
する陰極線管上の像Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの関係を示す
ものである。

ビデオへの適用は実像の３次元画像を提供する
ことにのみ限定されるものではない。コンピユー
タにより形成した像を見ることもできる。また、
工学用コンピユータの助けによりデザインを表示
する装置、ビデオゲーム、医学用像または科学デ
ータの表示装置に使用することも可能である。原
理的には実在的なものにしろ空想的なものにしろ
あらゆる３次元像をこのシステムにより見ること
が可能となる。

一体スクリーンの概念は、数人の観者に同時に
２つの画像のステレオ映画像を提供するため；異
なつた視覚位置における観者に対して全体的に異
なつた２次元もしくは３次元像を提供するため；
あるいは１人の観者が頭の動きのみにより異なつ
た情報のこまにアクセスできるようにするために
適用することができる。

多量の静止画像及び動画像がステレオペア像の
形で記録されて存在し、このタイプの像を写真化
または処理するための設備が利用される。また、
TVチヤンネルの能力は、特にケーブルシステム
において、２つの像Ａ、Ｂを同時に送信すること
を可能とする。このため、第１７図に示す一体ス
クリーンの概念は実際的使用に適用可能となる。
このシステムは、B₁，B₂，B₃で示される１以上
の位置における観者がスクリーン上にステレオ像
Ａ、Ｂを見ることができるように、その間に不透
明領域６６が存在している複数のスリツト６４を
含むマスク６２を有している。少なくとも両眼間
距離のスペースを有するダーク領域６８によつ
て、右目で左目像をながめ左目で右目像をながめ
るような反転したステレオ像を観者が見ることを
防止するのが望ましい。反転したステレオ情報の
奥行はその他の情報の奥行と相反しかつこのよう
な場合観者の視覚系は入力と調和しないので、反
転した状態は観者をわずらわせ困惑させてしま
う。実際にはダーク領域６８をできるだけ狭くし
反転ステレオが影響が防止されるべきであり、か
つビユーイングゾーンは観者にとつて快適なスペ
ースをもつて分散されなくてはならない。このよ
うにすると、満足な画像がダーク領域以外のいた
るとこころで見ることができ、ステレオ画像は像
Ａ及びＢが隣接している好ましい領域において見
ることができる。マスク及びイメージストリツプ
の走査は第１６ａ図に関する記載のごとく行なわ
れる。

第１８図は一体スクリーンシステムの平面図を
示し、該システムは像間にダーク領域７２を有
し、２人の観者B₁及びB₂の各々が異なつたステ
レオ像を同時に見ることを可能とする。このシス
テムは、各プレーヤにその見ている位置により決
まる異なつたフイールドが与えられるごとき２人
プレーヤ式ビデオゲームに適用できる。図示のよ
うに、陰極線管CRTは像１及び２を与え、各像
は画Ａ及びＢより成る。マスク７４はスリツト７
６を含み、スリツト７６の間には不透明領域７８
が存在する。イメージストリツプの走査は第１６
ａ図に関する記載と同様になされる。

より一般的な意味において、、本発明の概念に
より考えられる種類の装置は、観者の目の位置の
関数として変化する像を提供する。そして観者が
わずかに頭を動かすだけで見ることができるデー
タページ選択できるごときデータ表示装置に適用
可能である。

以上、上記の概念の変形及び特殊な適用はビデ
オに基づいたシステムに対して図示してきたが、
それらはフイルム媒体に対しても同様に可能とな
る。

光の90％以上がスリツトマスクの不透明部分に
おいて失なわれるので、第１５図に示すような一
体スクリーン概念において適当な像の明るさを得
るためには高電力（実験モデルでは10×15インチ
（25.4×38.1cm）のスクリーンに対して１画面あ
たり300ワツト）が必要とされる。第１９図はレ
ンチキユラーマスクを用いた一体スクリーン概念
の部分平面図を示す。スクリーン８２の両側のレ
ンチキユラーマスクは、第１５図に示すマスク内
のスリツトに代えて光損失を減少させるために設
けられ、低電力の投影または同じ電力レベルであ
つても大きなスクリーンに対する使用仕様を可能
とする。

プリズムレンズまたはレンチキユラーレンズ
は、スリツトより幅が実質的に大きいイメージパ
ス（径路）８６を与える。そしてレンズはスリツ
トの場合に比べより多くの投影光をスクリーンへ
通過させ、かつ実質的に隣りのストライプと重な
らない幅狭のストライプが形成されるように光を
集める。同一の像の細部（detail）は、プリズム
レンズを同じ幅のスリツトと置き換えたときにス
クリーン上に投影されるものと同じものが幅狭の
ストライプ内に含まれる。しかし、同一像の細部
は投影側プリズムレンズにより幅狭のストライプ
内にアナルモルフイツクに圧縮されている。投影
側のプリズムレンズの焦点Ｆがレンズからスクリ
ーンまでの距離よりも大きいことは重要である。
焦点がスクリーン面内にあるならば同一像の細部
は失なわれ、また焦点距離がスクリーンの面まで
の距離よりも小さいならばストライプの像は反転
する。観者側のプリズムレンズは圧縮された像を
観者のために通常の割合に拡大する役割をする。
正味の効果はスリツトによるものと本質的に同じ
であるが、光透過の効率がより良好となる。プリ
ズムマスク及びスクリーンは、観者の目にその位
置の関数として異なつた像を与えるために、前述
と同様、調和して振動する。振動がないときでも
スリツトマスクを用いた場合よりも大きなスクリ
ーン領域が像を映すが、観者の網膜上に滑らかな
“シームレス”像を走査できるように振動がある
のが好ましい。

良好な像の質を確保するために細部の設計に対
する注意が必要である。プリズムレンズまたは拡
散層における劣悪な解像度は、圧縮されたイメー
ジストライプ中の細部を回復不能に損失させる。
同様に、過度の圧縮及び再拡大は細部を損失せし
める。

理論的には、円柱形のプリズムレンズの存在
は、スクリーン内のレンズに対して90゜回転した
プロジエクタ上の円柱形の補正レンズを必要とす
る。大部分の適用に対しては、特にプロジエクタ
の焦点距離がスクリーン内のプリズムレンズの焦
点距離に比べ非常に長い適用に対しては、上記の
ことは実際には必要ではなくなる。

機械的理由のため、この発明において使用され
るスクリーンの振動速度が一定ではなくなり、そ
の結果イメージフイールドを横切る像の明るさが
変化することがある。特にサイクルの遅い部分は
速い部分よりはかつきりとした明るさとなる。こ
れに対する補正は、振動と調和させて光源の明る
さを変化させて一定の有効な明るさにすることで
ある。この補正を行なうための手段は、シヤツタ
ー、可変濃度フイルター、及び光源強度を電気的
に制御する回路を含む。

あらゆる場合において、像の光強度を振動スク
リーンの動きと同期させて変化させ、観者の位置
から見て一定の有効な明るさにすることができ
る。

これまで示してきた投影システムはＸアレイ
（配列）である。観者の視点は水平面内において
は動きに従つて遠近的に変化し、垂直方向におい
ては動きに対して一定となる。これはほとんどの
実際的な適用に対しては適当であると思われる。
なお、この発明は、水平及び垂直の遠近変化がと
もに記録され提供されるようなケースにも適用可
能である。

第２０図はＸ−Ｘ遠近画表示に適用される投影
システムを示す。Ｘ−Ｙアレイ内の９つの投影レ
ンズ９０は一体（インテグラル）ビユーアー−ス
クリーン９２の後部に９つの像を投影する。一体
ビユーアー−スクリーン９２はその中心部に拡散
層９４を有し、その前面及び裏面に球面レンズ９
８のアレイ９６を有する。レンズ９８は前側と後
側が良く合わされており、光学的中心から拡散層
９４までの距離よりも長い焦点距離を有してい
る。レンズの透明な動作領域はレンズの開口に等
しい幅まで不透明な領域により分離されている。
ビユーアー−スクリーン９２は、レンズの開口が
全体のビユーイング領域に亘つて走査するように
円形パターン内を旋回される。

インテグラルＸ−Ｙスクリーンの機能は第１９
図のレンチキユラーインテグラルスクリーンの機
能と非常に類似している。プロジエクタ側の球面
レンズは各投影レンズからの像を拡散層上の小さ
い四角に圧縮する。図示の例では３×３パターン
に圧縮された９つの隣接像がアレイ内の各レンズ
と関連させて示してある。観者側のアレイ内のレ
ンズは観者の視点の関数として適当な像を選択
し、それを拡大する。そしてスクリーンの走査に
より全ビユーイング領域に亘つて像が描写され
る。正味の効果は、スクリーンのビユーイング領
域のいたるところで観者の動きとともに自然な遠
近変化が行なわれるごときものである。

オリジナルシーンのフイルム像はＸ及びＹ位置
の両方において変化するカメラのビユーポイント
により得られなければならない。この発明の概念
の変形例り対しては最小２×２アレイの４つの像
が要求される。Ｘアレイシスステムよる実験に基
づいて、８×８アレイの64個の像が良好な結果を
与える。理論的には、このアプローチはビデオに
よつても達成できるが、実際には、必要な情報能
力の量は特別な情況下以外では過度となると思わ
れる。

幅広い意味で言えば上記の構成にて実施された
本発明の概念は以下のことを組合せて成る。

ａ） フイルム像、電子データ等の形で１つの対
象の２以上の画像（実像または合成像）を描写
する情報。実質的に観者に１つの画像を与える
ことのできるいずれかの方法は情報記録、情報
蓄積及び伝送の候補となる。

ｂ） 像情報を観者が光学的に見ることのできる
情報に変換するための光学的プロジエクタまた
は陰極線管のごとき手段。

ｃ） 観者の目により受取られる情報が当該光学
装置に対する目の空間遠近画の関数となるよう
に光をチヤンネル化する視差を用いた単一のま
たはアレイ状の光学装置。

ｄ） 画像の全フイールドが観者に与えられるよ
うに視差装置を操作する走査機構。走査速度は
連続画の錯覚像を与えるのに十分急速である。
機械的機構またはオプトエレクトロニクス機構
が使用可能な手段である。

ｅ） 観者が完全かつコヒーレントな像をながめ
られるように走査機構のサイクルによつて可視
的形状に変換された情報を調和させる手段。

【図面の簡単な説明】

第１図は映写用スクリーン、スクリーン上に像
を投影するための映写室、スクリーンと面する座
席の列、及び劇場（または映像を見るための講堂
利用者がビユーアーを通してスクリーンを見るこ
とができるように座席列中の各座席の後部に設け
られたビユーイング装置をそれぞれ示す図、第２
図はスクリーン、ビユーイング装置及び利用者の
目の相対的位置を示す平面図、第３図はビユーイ
ング装置の助力により得られた画面の異なつたフ
イールドを示す、ビユーイング装置のシヤツター
の一部を通してみた一部水平断面図、第４図はビ
ユーイング装置及び該装置を直角方向に移動させ
かつ水平軸のまわりに回転させるための据付けを
示す斜視図、第５図は４つの遠近画を記録するた
めに４つのストリツプ状フイルムを有するカメラ
システムの平面図、第６図は第５図のシステムの
拡大図、第７図は順に投影された４つの遠近画の
使用をを示す図、第８ａ図〜第８ｆ図は４つの遠
近画のラツプシーケンスを示す図、第９ａ図〜第
９ｄ図は移動スリツトと組合せたラツプシーケン
スを示す図、第１０ａ図及び第１０ｂ図はシリア
ルシーケンスとは反対のラツプシーケンスを示す
図、第１１図は遠近画のシヤツター手段を示す
図、第１２ａ図〜第１２ｄ図はシヤツターが視線
を横切つて移動するときのウインドウ及びスリツ
トの一連の位置を示す図、第１３図はビデオシス
テムにおけるビユーアーの使用を示す図、第１４
ａ図及び第１４ｂ図はテレビジヨンチユーブを有
するビユーアーの構成を示す図、第１５図はスク
リーン及びビユーアーがモーシヨンピクチヤープ
ロジエクシヨンのために組合されている一体スク
リーンビユーアーの平面図、第１６図は陰極線管
がモーシヨンピクチヤープロジエクタに代えて使
用されている一体スクリーンビユーアーの平面
図、第１６ａ図はスクリーンを振動させる手段と
陰極線管電子回路を有する陰極線管及びスクリー
ンを示す図、第１６ｂ図は陰極線管の一部と陰極
線管上にイメージストリツプが示されている。ス
リツトが形成されたマスクを示す図、第１７図は
２つの像を同時に伝送するように設計された陰極
線管システムに対する一体スクリーンの概念を示
す平面図、第１８図は２人の観者が同時に異なつ
た映像を見ることができるようにした一体スクリ
ーンの概念を示す平面図、第１９図はレンチキユ
ラーマスクシステムの一部平面図、第２０図はＸ
−Ｙ遠近投影に適用された投影システムを示す
図。 １０……映写用スクリーン、１２……映写室、
１４……座席列、１６……ビユーイング装置、２
０……支持装置、２４……スピンドル、２８……
ウインドウ、３０……スリツト、３２……マス
ク、３４……ストリツプ状フイルム、３６……レ
ンズ、３８……シヤツター、４０……プロジエク
タ、４２……拡散スクリーン、４４……マスク、
４６……マスク、４８……スリツト、５０……不
透明領域、５２……振動機構、５４……マスク、
５６……スリツト、５８……不透明領域、６０…
…オスシレータ、６２……マスク、６４……スリ
ツト、６６……不透明領域、７４……マスク、７
６……スリツト、７８……不透明領域、８０……
レンズ、８２……スクリーン、８６……イメージ
パス、９０……投影レンズ、９２……一体ビユー
アー−スクリーン、９４……拡散層、９６……ア
レイ、９８……レンズ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 垂直に配された孔を含む不透明なマスクを有
   するビユーアーと、複数の異なつた遠近画より同
   一シーンの少なくとも２つの垂直に配向した像が
   投影されるスクリーンと、前記孔を先ず第１の横
   方向に移動させ次いで第２の横方向に移動させる
   ために前記不透明なマスクを前記像の焦点面に対
   して横方向に移動させる手段とを具備し、観者の
   各目がある特定の点より得られた複数の異なつた
   遠近画をそれぞれながめ、各遠近画は時間的及び
   空間的に連続な像の錯覚像を与えるのに十分な速
   さで走査することにより形成されることを特徴と
   する３次元像投影装置。 ２ 複数のビユーアーと１つの共通のスクリーン
   を具備し、前記複数のビユーアーが座席にすわつ
   ている人のそれぞれの使用のためにに座席数分だ
   け設けられている、劇場において使用される特許
   請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 後部に前記ビユーアーが設けられている座席
   の後ろの座席に座つている人が前記ビユーアーを
   それぞれ使用できるように座席の後部に前記ビユ
   ーアーを設ける手段を具備する特許請求の範囲第
   ２項記載の装置。 ４ 前記ビユーアーを設けるための前記手段が前
   記ビユーアーの直角方向の運動を与える特許請求
   の範囲第３項記載の装置。 ５ 前記像を形成する手段が２以上のモーシヨン
   ピクチヤープロジエクタより成る特許請求の範囲
   第１項記載の装置。 ６ 前記ビユーアーが、離間した平行なスピンド
   ル上に支持されたエンドレスベルトを具備し、ス
   ピンドル間のベルトの両側部分の進行方向が互い
   に平行でかつ前記スクリーン面に平行であり、前
   記ベルトが前記ベルトの長さ方向に位置するほゞ
   矩形状の細長い開口と該開口の両端部の間に位置
   する比較的幅狭で垂直に配向したスリツトとを有
   し、前記ベルトが前記スリツトを左から右及び右
   から左へ横方向に前記スクリーンを横切つて移動
   させるように駆動される特許請求の範囲第１項記
   載の装置。 ７ 前記像を形成するための手段が陰極線管スク
   リーンである特許請求の範囲第１項記載の装置。 ８ ２つの不透明なマスクを含むビユーアーと、
   該２つのマスクの間に設けられた拡散スクリーン
   とを有し、前記マスクが横方向に離間し垂直に配
   された複数の透光性スリツトを含み、これらのス
   リツトの間に不透明領域が存在し、前記スリツト
   の幅がそれらの間に存在する不透明領域の幅より
   も小さく、更に、スクリーン上に異なつた複数の
   遠近画から同一の像の少なくとも２つの連続する
   垂直に配向した画面を形成する手段及び前記ビユ
   ーアーをスリツト間の距離だけ振動させる手段を
   具備し、観者の各目がある特定の点より得られた
   複数の異なつた遠近画をそれぞれながめ、各遠近
   画は時間的及び空間的に連続な像の錯覚像を与え
   るのに十分な速さで走査することにより形成され
   ることを特徴とする３次元像投影装置。 ９ 画面を形成する前記手段が、前記スクリーン
   の一方側の前記マスク中の前記スリツトを通して
   前記像を前記スクリーン上に投影するように設け
   られた複数のモーシヨンピクチヤープロジエクタ
   を具備する特許請求の範囲第８項記載の装置。 １０ 異なつた画面が前記プロジエクタの焦点面
   内に位置する特許請求の範囲第９項記載の装置。 １１ 間に拡散スクリーンが設けられている２列
   の横方向に間隔をおいて配置される光透過レンズ
   群を含むビユーアーを具備し、レンズ間のスペー
   スが不透明であり、前記ビユーアーより離間して
   設けられかつ複数の異なつた遠近画からの同一像
   の少なくとも２つの垂直に配向された画面を形成
   するための手段及び前記ビユーアーを前記不透明
   なスペースの幅よりも大きい距離だけ先ず第１の
   横方向に並進移動させ次いで第２の横方向に並進
   移動させる手段を具備し、観者の各目がある特定
   の点より得られた複数の異なつた遠近画をそれぞ
   れながめ、各遠近画は間的及び空間的に連続な像
   の錯覚像を与えるのに十分な速さで走査すること
   により形成されることを特徴とする３次元像投影
   装置。 １２ 前記プロジエクタの焦点面が前記スクリー
   ンの前方側に位置する特許請求の範囲第１１項記
   載の装置。 １３ 陰極線管スクリーンと、該スクリーンに対
   して離間して平行に設けられた単一のマスクを具
   備し、該マスクが、横方向に離間し垂直に配向し
   た複数のスリツトを具備し、更に前記マスク及び
   陰極線管の電子回路を調和させて振動する手段を
   具備することを特徴とする３次元投影装置。 １４ 前記陰極線管の電子回路が複数の異なつた
   遠近画から同一シーンの垂直に配向した連続画面
   を与える特許請求の範囲第１３項記載の装置。 １５ 前記陰極線管の電子回路が２人の異なつた
   観者に対して２つの異なつた像を与える特許請求
   の範囲１３項記載の装置。 １６ 拡散スクリーンを間に有する２列の球面レ
   ンズ群を含むビユーアーを具備し、前記レンズを
   介する光路の幅が前記レンズ間の不透明な領域の
   幅よりも大きく、更に複数の異なつた遠近画から
   同一像の少なくとも２つの連続する垂直配向及び
   ２つの水平配向の画面を前記スクリーン上に形成
   する手段及び前記ビユーアーを光路間の距離だけ
   振動させる手段とを具備し、観者の各目がある特
   定の点より得られた複数の異なつた遠近画をそれ
   ぞれながめ、各遠近画は時間効及び空間的に連続
   な像の錯覚像を与えるのに十分な速さで走査する
   ことにより形成されることを特徴とする３次元像
   投影装置。 １７ スクリーンとビユーアーを組合せて具備
   し、前記ビユーアーが光透過スリツトを含むマス
   クとを有し、更に複数の異なつた遠近画から同一
   のシーンの少なくとも２つの垂直に配向した像を
   前記スクリーン上に投影する手段と及び前記マス
   クを左から右及び右から左に横方向に移動させる
   ために前記ビユーアーを移動させる手段とを具備
   し、観者の各目がある特定の点より得られた複数
   の異なつた遠近画をそれぞれながめ、各遠近画は
   時間的及び空間的に連続な像の錯覚像を与えるの
   に十分な速さで走査することにより形成されるこ
   とを特徴とする３次元像投影装置。 １８ 像の光強度が振動するスクリーンの動きと
   同期し、観者の視点からみたとき一定の有効な明
   るさを達成する特許請求の範囲第８項記載の装
   置。 １９ 像の光強度が振動するスクリーンの動きと
   同期し、観者の視点からみたとき一定の有効な明
   るさを達成する特許請求の範囲第１１項記載の装
   置。 ２０ 像の光強度が振動するスクリーンの動きと
   同期し、観者の視点からみたとき一定の有効な明
   るさを達成する特許請求の範囲第１３項記載の装
   置。