JPH06133340A - 立体画像再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多数の人がメガネなどの特殊な装置を付けず
に同時に立体画像を観察することができると共に、視角
を変えて立体画像を観察することもでき、しかも、任意
の点に自由に目の焦点を合わせることができて、自然視
を可能とならしめる立体画像再生装置を提供する。 【構成】 少しづつ視点を変えた多数の小画像１１が縦
横に小間隔で並列的に配置されているマルチ画像面１２
と、該マルチ画像面１２の前方に設けられて、前記小画
像１１に対応する多数個のピンホール１３が形成された
ピンホールパネル１４とを備えた構造としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、写真または映画を利用
した三次元的な奥行きを感じられる立体的画像を再生す
る立体画像再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の立体テレビとしては、特殊な偏
向及びシャッタメガネを用いるアナグリフ式、濃度差
式、偏向式及び時分割式でなされるメガネ式や、パラ
ラックステレオグラム式、レンチキュラ式、大凹面鏡式
及び大凸レンズ式等で形成されるメガネ無し式や、パ
ララックスステレオグラム式、インテグラル式、及びレ
ンチキラ板を用いてなる多眼式テレビ等で形成されたレ
ンチキラ式よりなる多眼式や、バリフォーカルミラ
式、回転円筒式、表示面積層式、ハーフミラ合成式、及
び表示面振動式等からなる奥行標本化式や、レーザ再
生ホログラム、白色光再生ホログラムよりなるホログラ
フィ式や、あるいは近年提案されている空間時分割式
など多くの方式が提案され、且つ一般家庭、業務用とし
てその実用化が試みられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
従来方式〜においても、風景画の再生、多人数の同
時観察、視点移動性、焦点の調節等において種々の問題
点があり、これらの全ての用件を具備して撮像した画像
を立体化して自然視することは困難であった。本発明は
かかる事情に鑑みてなされたもので、多数の人が同時に
立体画像を観察することができると共に、視角を変えて
立体画像を観察することもでき、しかも、任意の点に自
由に目の焦点を合わせることができて、自然視を可能と
ならしめる立体画像再生装置を提供することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的に沿う請求項１
記載の立体画像再生装置は、少しづつ視点を変えた多数
の小画像が縦横に小間隔で並列的に配置されているマル
チ画像面と、該マルチ画像面の前方に設けられて、前記
小画像に対応する多数個のピンホールが形成されたピン
ホールパネルとを備えた構成としている。請求項２記載
の立体画像再生装置は、請求項１記載の装置において、
前記マルチ画像面が、被写体の画像をそれぞれの前記小
画像に対応して設けられた多数個の第１の結像素子によ
り多数の逆立画像となし、さらにそれぞれの該逆立画像
を各々前記第１の結像素子に対応して設けられた多数個
の第２の結像素子により正立画像に戻して結像させたマ
ルチ写真である構成としている。

【０００５】請求項３記載の立体画像再生装置は、請求
項２記載の立体画像再生装置において、前記マルチ画像
面が連続活動写真であって、前記ピンホールが前記連続
活動写真の画面に応じて開閉する構成としている。請求
項４記載の立体画像再生装置は、請求項１記載の立体画
像再生装置において、前記マルチ画像面が、縦横に並列
的に配置されて、それぞれの前記小画像が個別に表示さ
れる多数個の凹形のドーム状を有する小画像面からなる
構成としている。請求項５記載の立体画像再生装置は、
請求項１〜４記載の立体画像再生装置において、それぞ
れの前記小画像は、非透光体からなる隔壁により、隣合
う前記小画像から区分されている構成としている。な
お、請求項１記載の立体画像再生装置においては、必ず
しも小画像を区分する請求項５の隔壁は必要ではない。
そして、請求項６記載の立体画像再生装置は、請求項１
〜４記載の立体画像再生装置において、前記ピンホール
パネルのピンホールは小レンズから構成されている。請
求項７記載の立体画像再生装置は、請求項１〜６記載の
立体画像再生装置において、前記マルチ画像面は透光性
画像面からなって、その背部にはバックライトが設けら
れて構成されている。更には、請求項８記載の立体画像
再生装置は、請求項１〜７記載の立体画像再生装置にお
いて、前記マルチ画像面は、非透光性画像面からなっ
て、前面または側面から光が照射されて構成されてい
る。なお、前記立体画像の観察は、ピンホールパネルを
通して、即ちピンホールパネルの前面から行うものであ
る。

【０００６】

【作用】請求項１〜８記載の立体画像再生装置において
は、マルチ画像面に、少しづつ視点を変えた多数の小画
像が縦横に小間隔で並列的に配置されているので、ピン
ホールパネルのピンホールを通して小画像を見た場合、
一つの視点（即ち、片方の目）から一個のピンホールを
見たときには小画像の一点しか見えないものの、一つの
視点から同時に多数個のピンホールを見たときにはそれ
ぞれの小画像の点を全体的に見ることにより被写体の各
部から発する光が再生され、一つの平面的な画像が見え
る（ただし、片目でも目の焦点は自由に調整できる）。
次に、他の視点（即ち、他方の目）からも、これらのピ
ンホールを介して平面的な画像を見ることができるが、
この画像は前記片方の目により見た画像と比較すると視
点がずれた画像になるので、結果として両眼で見る場合
には立体像となる。この立体画像は、見る位置を変えて
も同様の立体画像になるので、特殊なメガネなどの装置
なしで一定の範囲であれば複数の人が同時に立体画像を
見ることができる。また、物体の任意の位置に目の焦点
を合わせることもできる。特に、請求項２記載の立体画
像再生装置においては、被写体の画像を第１の結像素子
により逆立画像となし、次いで逆立画像を第２の結像素
子により正立画像に戻して結像すことにより、マルチ写
真が得られる。また、請求項３の立体画像再生装置にお
いては、連続活動写真を一コマづつ送る毎にピンホール
を開閉させることにより、マルチ画像面の一例としての
動画的または静止画的な立体画像が得られる。

【０００７】

【実施例】続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解に供す
る。ここに、図１は本発明の第１の実施例に係る立体画
像再生装置の斜視図、図２は同マルチ写真撮影装置の概
略説明図、図３は同マルチ写真撮影装置による撮影原理
および立体画像再生装置による立体画像の再生原理を説
明するグラフ、図４は本発明の第２の実施例に係る立体
画像再生装置の斜視図、図５は同連続活動写真撮影装置
の概略説明図、図６は本発明の第３の実施例に係る立体
画像再生装置の要部拡大断面図、図７は同立体画像再生
装置の要部拡大平面図、図８は同他の立体画像再生装置
の要部拡大断面図である。

【０００８】図１に示すように、本発明の第１の実施例
に係る立体画像再生装置１０は、少しづつ視点を変えた
多数の小画像が１１が縦横に小間隔で並列的に配置され
ているマルチ画像面１２と、マルチ画像面１２の若干前
方に設けられて、小画像１１に対応する多数個のピンホ
ール１３が形成されたピンホールパネル１４とを備えて
いる。

【０００９】前記マルチ画像面１２は、板状の基体パネ
ルの表面にマルチ画像面１２の大きさに従って、２，５
００〜３０万個の小画像１１がプリントされたマルチ写
真１５を貼着したものである。なお、被写体１６として
は四角錐が採用されている。前記ピンホールパネル１４
は非透光性の板からなり、前記小画像１１の数と同じ
２，５００〜３０万個のピンホール１３が形成されてい
る。なお、ピンホールパネル１４として液晶スイッチ板
（通常、オーバーヘッドプロジェクタ）を用いて画像的
に多数個のピンホール１３を形成させてもよい。ところ
で、前記マルチ画像面１２にプリントされたマルチ写真
１５は、図２に示すような特殊なマルチ写真撮影装置１
７により撮影されたものである。次に、この撮影装置１
７を詳細に説明する。

【００１０】図２に示すように、マルチ写真撮影装置１
７は被写体１６側から順に、前記ピンホール１３の数だ
け縦横に小間隔で並列的に配置された第１のピンホール
１８を形成できる液晶スイッチ板１９と、それぞれの第
１のピンホール１８を通過した被写体１６の逆立画像２
０が多数個結像されるすりガラス２１と、第１のピンホ
ール１８に対応する第２のピンホール２２が形成された
ピンホールパネル２３と、撮影用のフィルム２４とが、
それぞれ互いに所定間隔をあけて配置されている。な
お、液晶スイッチ板１９に代えて前記ピンホールパネル
２３と同じピンホールパネルの前方にメカニカルシャッ
タを設けたものを採用してもよく、またピンホール２２
に代えて図外のレンズをピンホールパネル２３に埋め込
んでもよい。また、液晶スイッチ板１９とすりガラス２
１の間や、すりガラス２１とピンホールパネル２３の間
には、それぞれのピンホール１８を通過した反射光の光
路を仕切る非透光体からなる多数個の枠形の隔壁２５、
２６が配設されている。この隔壁２５、２６は、それぞ
れのピンホール１８、２３を通過した被写体１６の反射
光が重なり合って、すりガラス２１に結像された逆立画
像２０やフィルム２４に結像された小画像１１が不明瞭
になるのを防止する。

【００１１】続いて、本発明に係る第１の実施例の立体
画像再生装置１０の使用方法を説明する。図２に示すよ
うに、まずマルチ写真撮影装置１７により被写体１６を
撮影してマルチ写真１５をつくる。すなわち、液晶スイ
ッチ板１９に通電するとそれぞれのピンホール１８が開
き、被写体１６の反射光はピンホール１８を通過して逆
立画像２０となってすりガラス２１の表面に結像され
る。このとき、隣接するピンホール１８を通った反射光
は隔壁２５により仕切られるので、画像が重なり合って
それぞれの逆立画像２０が不明瞭になることはない。次
いで、すりガラス２１上に結像された逆立画像２０の光
は、ピンホールパネル２３のそれぞれのピンホール２２
を通過することにより正立画像に戻ってフィルム２４上
で結像されてフィルム２４を感光させる。これにより、
ピンホール１８、２２の数だけ、少しづつ視点が変わっ
た小画像１１が縦横に並んでマルチ写真１５ができる。

【００１２】次に、このことを図３のグラフを参照しな
がら、さらに詳細に説明する。なお、図３のみ被写体１
６として大小２連の三角柱を横に並べたものを採用して
いる。図３に示すように、実像の被写体１６の各角部に
は図右側から順に点ａ〜ｅが付されており、各点ａ〜ｅ
からの反射光は液晶シャッタ板１９の左右両側のピンホ
ール１８を通過してすりガラス２１上に結像される。こ
の場合、図左側のピンホール１８ａを通過した右並びの
点ｂ〜ｅの光は、すりガラス２１上で左並びの点ｂ１〜
ｅ１になって逆立画像２０ａとなり、また図右側のピン
ホール１８ｂを通過した右並びの点ａ〜ｄの光は、すり
ガラス上で同じく左並びのｂ１´〜ｅ１´になって逆立
画像２０ｂとなる。なお、ピンホール１８ａを通過すべ
き点ａの光は大きな三角柱の点ｂ側の角部に隠れ、ピン
ホール１８ｂを通過すべき点ｅの光は小さな三角柱の点
ｄ側の角部に隠れるので、すりガラス２１には映らな
い。次に、ピンホール１８ａ、１８ｂを通過してすりガ
ラス２１に結像された点ｂ１〜ｅ１の光と点ａ１´〜ｄ
１´の光は、ピンホールパネル２３の左右両側のピンホ
ール２３ａ、２３ｂを通過して、再び右並びの点ｂ２〜
ｅ２の光と点ａ２´〜ｄ２´の光に戻り、これによりフ
ィルム２４上において正立画像の小画像１１ａ、１１ｂ
が結像される。

【００１３】次に、こうして出来上がったマルチ写真１
５は、図１に示すように、立体画像再生装置１０のマル
チ画像面１２の基体パネル上に貼着される。観察者が立
体画像再生装置１０の前方よりピンホールパネル１４の
ピンホール１３を介してマルチ写真１５を見ると、マル
チ写真１５には、このように少しづつ視点を変えた多数
の小画像１１が縦横に小間隔で並列的に配置されている
ので、片方の目により多数個のピンホール１３を見たと
きには、それぞれのピンホール１３から見える小画像１
１の点が集まって一つの平面的な画像になる。次に、他
方の目にも、これらのピンホール１３を介して平面的な
画像が見えるが、この画像は前記片方の目により見た画
像と比較すると視点がずれた画像になるので、結果とし
て両眼で見る場合には被写体１６が立体的に見える。こ
の被写体１６の立体画像は、見る位置を変えてもそれぞ
れのピンホール１３から見える小画像１１の点の位置が
若干ずれるだけで同様に立体画像になるので、一定の範
囲であれば複数の人が同時に立体画像を見ることができ
る。

【００１４】これを、再び図３のグラフを参照しながら
詳細に説明すると、観察者が両眼により同図下方からピ
ンホールパネル１４のピンホール１３ａ、１３ｂを介し
てマルチ写真１５を見ると、小画像１１ａ、１１ｂは互
いに視点がずれているので、ピンホール１３ａより小画
像１１ａの各点ｂ２〜ｅ２を通る視線と、ピンホール１
３ｂより小画像１１ｂの各点ａ２´〜ｄ２´を通る視線
との交点位置に虚像の被写体１６´が現れる。このよう
に、本手段は任意の点に自由に目の焦点を合わせること
ができて、自然視が可能になる。

【００１５】次に、図４、５を参照して本発明の第２の
実施例に係る立体画像再生装置３０について説明する。
図４に示すように、第２の実施例の立体画像再生装置３
０は、第１の実施例のマルチ画像面１２として連続活動
写真３１を採用し、ピンホールパネル１４に代えて電気
的にピンホール３２が開閉される液晶シャッタ板３３を
採用することにより、連続活動写真３１を一コマ送る毎
に液晶シャッタ板３３のピンホール３２を間欠的に開閉
して観察者が立体的な映像を見れるようにしたものであ
る。前記連続活動写真３１は、図５に示す連続活動写真
撮影装置４０により撮影される。この連続活動写真撮影
装置４０は、図２のマルチ写真撮影装置１７のフィルム
２４に代えて連続活動写真３１の撮影用の映像フィルム
４１を採用し、供給リール４２に巻回された未使用の映
像フィルム４１を、モータ４３により巻き取りリール４
４側に間欠的に巻き取りながら、映像フィルム４１を一
コマ送る毎に液晶スイッチ板１９のピンホール１８を開
閉させて、ちょうどマルチ写真１５を連続したような被
写体１６の動画または静止画的な映像を撮影するもので
ある。なお、その他の構成および作用は第１の実施例と
同様であるので説明を省略する。

【００１６】次に、図６、７を参照して本発明の第３の
実施例に係る立体画像再生装置５０について説明する。
図６、７に示すように、第３の実施例の立体画像再生装
置５０は、平面的なマルチ画像面１２の代わりに、ピン
ホール１３に対応して凹形のドーム状を有する小画像面
５１を亀の子状に配列させたドーム形マルチ画像面５１
を採用し、それぞれの小画像面５２間は非透光体からな
る枠形の隔壁５３により仕切ったものであり、各々の小
画像面５２の窪んだ内面に小画像１１が表示されてい
る。これによって、前記マルチ写真１５の場合の視野角
βに比べて、視野角αまで観察者の視野角を広げること
ができる。なお、各小画像面５２間は、このように隔壁
５３により仕切った方が隣接するピンホール１３からの
光が漏れてこないので好ましいが、隔壁５３により区画
しない図７に示すようなものでも構わない。なお、その
他の構成および作用は第１の実施例と同様であるので説
明を省略する。

【００１７】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明はこの実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱
しない範囲での設計変更などがあっても本発明に含まれ
る。例えば、実施例では、マルチ写真撮影装置として被
写体を第１の結像素子により逆立画像となし、次いで逆
立画像を第２の結像素子により正立画像に戻す構造のも
のを採用したが、必ずしもこれに限定しなくても、例え
ば複数枚のレンズを組み合わせて、直接、フィルムに正
立画像を結像させるものであってもよい。また、実施例
では、逆立画像の結像体としてすりガラスを採用した
が、写真のネガポジの関係と同じで、逆立画像を直接フ
ィルムに撮ってこれを現像し、この撮影時と同じピンポ
ール板を用いてフィルムの表側から照明して正立画像を
得、これをフィルムに焼き付けることにより、すりガラ
スをフィルムに置き替えるようにしても良い。ただし、
この場合には、途中で現像用の照明も必要となる。ま
た、前記実施例において、ピンホールには小レンズを含
み、この場合には、マルチ画像面には逆立像であるのが
好ましい。更には、ピンホールは丸孔に限定されず、例
えば、角小孔、長円小孔、楕円小孔矩形小孔等であって
も良い。

【００１８】

【発明の効果】請求項１〜８記載の立体画像再生装置
は、このようにマルチ画像面に、少しづつ視点を変えた
多数の小画像が縦横に小間隔で並列的に配置されている
ので、両眼によりピンホールパネルのピンホールを通し
て小画像を見ると、互いに若干視点がずれている左目の
画像と右目の画像が頭の中で結像されて、立体像を見る
ことができる。この立体画像は一つの画像再生装置によ
って表示されるので、従来の装置に比較して、任意の点
に目の焦点を合わすことができ、自然な状態で立体画像
を多数の人が同時に視認できる。特に、請求項３の立体
画像再生装置においては、マルチ画像面として連続活動
写真を採用したので、動画的または静止画的な立体画像
が得られる。また、請求項５の立体画像再生装置におい
ては、それぞれの小画像は非透光体からなる隔壁により
隣合う小画像から区画されているので、隣接するピンホ
ールから漏れた光により小画像が不明瞭になるのを防止
できる。さらに、請求項４記載の立体画像再生装置にお
いては、マルチ画像面が多数個の凹形のドーム状を有す
る小画像面より構成されているので、ピンホールを通し
て小画像が見える視野角が広がり、これにより立体画像
が見える視野角を広げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る立体画像再生装置
の斜視図である。

【図２】同マルチ写真撮影装置の概略説明図である。

【図３】同マルチ写真撮影装置による撮影原理および立
体画像再生装置による立体画像の再生原理を説明するグ
ラフである。

【図４】本発明の第２の実施例に係る立体画像再生装置
の斜視図である。

【図５】同連続活動写真撮影装置の概略説明図である。

【図６】本発明の第３の実施例に係る立体画像再生装置
の要部拡大断面図である。

【図７】同立体画像再生装置の要部拡大平面図である。

【図８】同他の立体画像再生装置の要部拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

１０ 立体画像再生装置 １１ 小画像 １２ マルチ画像面 １３ ピンホール １４ ピンホールパネル １５ マルチ写真 １６ 被写体 １７ マルチ写真撮影装置 １８ ピンホール １９ 液晶スイッチ板 ２０ 逆立画像 ２１ すりガラス ２２ ピンホール ２３ ピンホールパネル ２４ 撮影用のフィルム ２５ 隔壁 ２６ 隔壁 ３０ 立体画像再生装置 ３１ 連続活動写真 ３２ ピンホール ３３ 液晶シャッタ板 ４０ 連続活動写真撮影装置 ４１ 映像フィルム ４２ 供給リール ４３ モータ ４４ 巻き取りリール ５０ 立体画像再生装置 ５１ ドーム形マルチ画像面 ５２ 小画像面 ５３ 隔壁

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少しづつ視点を変えた多数の小画像が縦
   横に小間隔で並列的に配置されているマルチ画像面と、
   該マルチ画像面の前方に設けられて、前記小画像に対応
   する多数個のピンホールが形成されたピンホールパネル
   とを備えたことを特徴とする立体画像再生装置。
2. 【請求項２】 前記マルチ画像面は、被写体の画像をそ
   れぞれの前記小画像に対応して設けられた多数個の第１
   の結像素子により多数の逆立画像となし、さらにそれぞ
   れの該逆立画像を各々前記第１の結像素子に対応して設
   けられた多数個の第２の結像素子により正立画像に戻し
   て結像させたマルチ写真であることを特徴とする請求項
   １記載の立体画像再生装置。
3. 【請求項３】 前記マルチ画像面は連続活動写真であっ
   て、前記ピンホールが全開状態または前記連続活動写真
   の画面に応じて開閉することを特徴とする請求項２記載
   の立体画像再生装置。
4. 【請求項４】 前記マルチ画像面は、縦横に並列的に配
   置されて、それぞれの前記小画像が個別に表示される多
   数個の凹形のドーム状を有する小画像面より構成されて
   いるとを特徴とする請求項１記載の立体画像再生装置。
5. 【請求項５】 それぞれの前記小画像は、非透光体から
   なる隔壁により、隣合う前記小画像から区分されている
   ことを特徴とする請求項１〜４記載の立体画像再生装
   置。
6. 【請求項６】 前記ピンホールパネルのピンホールは小
   レンズからなる請求項１〜５記載の立体画像再生装置。
7. 【請求項７】 前記マルチ画像面は透光性画像であっ
   て、その背部にはバックライトが設けられている請求項
   １〜６記載の立体画像再生装置。
8. 【請求項８】 前記マルチ画像面は非透光性画像であっ
   て、前面または側面から光が照射されている請求項１〜
   ６記載の立体画像再生装置。