JPH08501397A - 三次元光学観察装置 - Google Patents
三次元光学観察装置Info
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Abstract
(57)【要約】
三次元観察装置は三次元像(122)を生成するものであり、この三次元像は、実質的に透明なフィールド上にある1あるいはそれ以上の前景層と、この前景層の後部に現れれるように投射される1あるいはそれ以上の背景特徴部とを有する。本装置は、2個のビデオモニター(12,14)を利用したり、あるいは前景および背景が異なる近接した各領域(112,114)に現れれる単一のモニター(100)を利用することができる。銀を塗布したフルミラー(118)は、銀を塗布したハーフミラー(116)を通過して、観察者(130)に背景を反射することができる。このハーフミラーは背景を透過するとともに前景を反射し、観察者から見て前景は背景よりも近くに現われる。表示表面部(110)は水平に配置され、表示表面部における水平に分割された領域(126,128)に、前景および背景の各層が投射される。
Description
【発明の詳細な説明】
三次元光学観察装置
[発明の背景]
本発明は、個人毎に見ることが可能なシミュレートした三次元像を生成するた
めの光学観察装置に係わる。
[従来の技術]
人間は、三次元の光景、すなわち、高さや幅のみならず、奥行きを有する光景
を理解する両眼視を備えている。人間の片眼のような単一の観察装置では、単に
二次元的に光景を理解できるにすぎない。三次元空間における奥行きは、観察者
から異なる距離にある特徴となる光景の角度や相対的な位置の違いによって理解
され、これは、2つの間隔をおいて配置された視点から見た視野、すなわち、視
差として知られている。
2つの二次元メディアを用いて、三次元像をシミュレートすることは公知であ
る。この場合、同一光景の2つの像が用意されており、各々の像は三次元の光景
の二次元視野からなるが、横方向に間隔をおいて配置された各位置から
写されている。そして、一方の眼で一方の像を眺め、他方の眼で他方の像を眺め
ると、観察者の眼が実際の三次元の光景内における奥行きを理解するのと同じよ
うな方法で、観察者は奥行きを有する像を理解する。
こうした特別に作り出され、かつ形成された2つの二次元像は、特殊な眼鏡を
通して見ることができる。例えば、2つの像を1つの二次元視野領域上で重ね合
わせ、偏光により分離することができる。2つの二次元像の一方は、ある角度で
偏光された光の中に現われ、二次元像の他方は、二次元像の一方と90゜異なる
位相で偏光された光の中に現われる。観察者は、1つの像が各眼毎に現われるよ
うな2つの像を分離する補足的な手法で、偏光された各レンズを有する眼鏡を通
して、この重なり合う各像を眺める。各レンズは、一方の偏光された形態を通過
させ、他方の偏光された形態の通過を抑制する。観察者の眼は異なる透視画から
三次元の光景となる各像を捕らえ、これによって、脳は2つの二次元像を奥行き
のある1つの光景として判断する。
こうした手法を用いて三次元像を得る光学装置は、様々なものが知られており
、例えば、レンチキュラーレンズとレンチキュラーフィルムとを用いた装置や、
2つの像を分
離して、1つの像を各眼毎に通過させるレンズあるいはプリズムを備えたステレ
オスコープ装置などがある。一般的には、立体的な光景は静止しているが、動的
な画像を作ることも可能である。2つの各像は、単一の二次元投射部から投射さ
れ、補色や偏光、あるいは異なる分散路を利用して分離される。クレイグ氏によ
る米国特許第4,740,836号公報には、僅かに異なる透視画から写された
2つの二次元像をCRT装置に並べて表示し、各々の眼がCRT装置の一側だけ
を見るように、CRT装置の側部からの光を分散するプリズムを用いることによ
り、2つの二次元像を観察時に再結合する装置が開示されている。また、フィリ
ップス氏などによる米国特許第4,647,966号公報には、異なる偏光角度
を有する2つの像を、1個のビュースクリーンで投射するとともに、偏光ガラス
を通して見る装置が開示されている。これは、例えば、米国特許第4,487,
490号公報,米国特許第4,552,443号および公報米国特許第3,69
5,878号公報にも開示されている。
観察者から異なる距離で現れるように投射され、かつ、両眼で相互に見られる
2あるいはそれ以上の二次元像あるいはイメージ層を生成することで、幾分異な
る形態の三次
元像を供給することができる。各イメージ層は、その光景の中にいる観察者から
等しい距離にある三次元の光景の各要素のみを示しており、さらに、より近くの
レベルにある特徴部が観察者に接近して配置されるように現われ、かつ、より遠
いレベルにある1あるいはそれ以上のイメージ層における特徴部の前に現われる
ように、各イメージ層が投射される。最も簡単な形態では、他の部分は透明な前
景内の細目のみを示す二次元像が、背景となる二次元像の前に現われ、これによ
って、前景および背景の各層の見掛上の間隔が、奥行きを持つ像を供給する。よ
り複雑な形態では、複数のイメージ層を持つことがある。
後者の場合、積層された表示形態は、投射および観察時に多くの連携を持つこ
とになる。個々の眼に対して異なる光景を見せることで、奥行きの識別が可能な
ステレオスコープ装置とは違って、積層された投射では、奥行きの識別を理解す
るのに、観察者の両眼視が直接用いられる。各視野で違いを理解するのは、観察
者自身の横方向の間隔、すなわち、視差である。分離された透視画、あるいは、
ステレオスコープイメージ装置において、光景を記録したカメラや同様の装置を
分離することが視差を定義するように、積層された三次元の光景は、観察用スク
リーンに対して全
ての角度から見て同一ではなくなる。積層された三次元の光景を見ることは、観
察者にとってステレオスコープ的な像を見ることよりも、より心地好く感じるこ
とがあるが、実際には、一点に集中する必要があるかも知れない。
積層された二次元像は、各角度に対して必要となる注意力が少ないことから、
ステレオスコープ的な像に比べて幾何学的な複雑さが少ない。しかしながら、積
層された像は、透明な面を通して見ることのできる背景の特徴部から、透明な面
内にある表現部としての前景の特徴部を分離する更なる段階を含んでいる。しか
も、この積層された像は、観察者から異なる視距離で各層を投射するために、ス
テレオスコープ的な像とは実質的に異なる投射装置を必要とする。それにも拘ら
ず、積層された二次元像は、特に、記録する相の中に角度的な複雑さが少ないこ
とから、適切でかつ有用である。
リックス氏による米国特許第4,190,856号公報には、重ね合わせた各
二次元層に基づく三次元のテレビ装置が開示されている。しかし、こうした装置
は複雑であり、また、この複雑さにかかわらず、例えば、前景の特徴部における
不透明さと、投射装置の形状とに関して、遭遇する避けられない問題点がある。
個々の層における投射は、複
数の投射用CRT装置を用いることで達成される。CRT装置は、電子ビームの
中央軸あるいはZ軸に沿った実質的な長さを固有に定めており、しかも、偏向ヨ
ークがあるために、Z軸の横方向で比較的大きな空間を占有している。リックス
氏による個々のCRT装置は、各CRT装置に空間を与えるために、横方向に間
隔をおき、かつ、直交軸に沿って配置される。各CRTからの像は、それぞれの
経路、すなわち、銀を塗布したフルミラーおよび(あるいは)ハーフミラーを通
過する経路に沿って送り出され、これによって、異なる透視画で現われるように
各像が結合される。ある実施例によれば、レンズを利用することによって、前景
の像は再結合時にある形状に縮小され、結果的に、前景層からの像がより大きな
背景の層の一部分にのみ重なり合う合成像となる。この場合、4層の配列に対し
て、同一形状の像を用いても、その配列は極めて複雑なものとなる
以上の点から、コンパクトで、操作が容易であり、同時に、容易に見ることが
できる三次元シミュレーションを得ることが願望であり、これによって、有効な
三次元的な光景、好ましくは、動的な画像による光景の視野を提供するイメージ
層を、装置の複雑さを最小限にしつつ、簡単に生成することが可能となる。
[発明の概要]
本発明の目的は、観察者から異なる視距離で投射され、しかも互いに見ること
のできる2あるいはそれ以上の二次元像から、シミュレートした三次元像を生成
するための光学観察装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、一般的な二次元像、または選択的にシミュレートした三
次元像を表示できる光学観察装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、前景の像と背景の像とを逆にすることによって、特殊な
視覚的効果をもたらす光学観察装置を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、前景の像を背景の像から別個に電子的に生成する
ことができ、これにより、背景に対して前景を動的に変更することが可能な光学
観察装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、例えば、ビデオモニターからの像をコンピュータモニタ
ーからの像と重ね合わせて、様々な供給源から投射された像を混合することにあ
る。
本発明のさらに他の目的は、多数の二次元イメージプロジェクターおよび多数
の音響源で、シミュレートした連続する三次元像を提供することによって、背景
像に対する相
対的な位置を変えて三次元像を現わさせ、かつ、音響信号を前景像の相対的な変
化に追従させることにある。
本発明の他の目的は、前景像を得るために透明な液晶表示(LCD)スクリー
ンを利用することにある。
本発明のさらに他の目的は、シミュレートした三次元像において、ランダムに
発生する光学的効果を表示する光学観察装置を提供することにある。
ある実施態様において、光学観察装置が生成するシミュレートした三次元像は
、各特徴部が実質的に透明なフィールドに配置される1あるいはそれ以上の前景
層を有し、1あるいはそれ以上の背景の特徴部が、この前景層の後部に現われる
ように投射される。装置は、2個のビデオモニターと、銀を塗布したハーフミラ
ーとを利用することができる。第1のモニターによって生成された二次元像は、
銀を塗布したハーフミラーを透過するのに対して、第2のモニターからの第2の
像は、この銀を塗布したハーフミラーから反射され、第1のモニターの像に重な
り合う。
前景層および背景層が1個の表示スクリーンに現わされ、さらに、背景層のた
めの銀を塗布したフルミラーと、前景層およびこの前景層と背景層との間に介在
するあらゆる層のための銀を塗布したハーフミラーとによって、前景層お
よび背景層が重なり合うことが好ましい。観察者は、前景層を通して、銀を塗布
したハーフミラーを介して背景層とともに見ることになり、これによって、前景
の特徴部が背景よりも接近して現われる各層を重ね合わせた眺めとなる。前景お
よび背景の各特徴部は、2つの像が重なり合う最初の地点から異なる距離に配置
されるように現れるため、各像は観察者に対して、三次元となるように光視界路
内に現われることになる。
特に本発明は、高いコントラストを有する前景像が、背景に重なり合う場合に
有用である。ある可能性として、少なくとも前景および介在する各層に対して、
液晶表示パネルを利用することができ、この場合、表示パネルの各画素は選択的
に不透明になる。こうした装置における前景の特徴部が、例えば白のシャツを着
た人のような高い光レベルを有する場合、この高い光レベルの特徴部を通過して
現われようとする背景層を補正することが可能となる。例えば、高い光レベルの
マスクを背景内に挿入することにより、明るい前景の特徴部に重なり合う背景領
域をマスキングするなどして、背景層を調整することにより、こうした補正を達
成することが可能である。
簡略的な実施例では、表示表面部が水平に配置され、表
示表面部における水平に分割された領域に、前景および背景の各層が投射される
。平坦状の銀を塗布した各ハーフミラーは、前景および背景の各層に対して、水
平な表示表面部領域上で傾斜して設けられる。銀を塗布したフルミラーは、最終
の層上で傾斜して設けられる。銀を塗布したハーフミラーを介して観察者が光景
を眺めることで、各層は観察者から異なる位置で、重なり合いつつ配置されるこ
とになる。
[図面の簡単な説明]
本発明におけるさらに多くの目的と利益が、添付図面と併せて好ましい各実施
態様に示す詳細な説明により理解されるであろう。
第1図は、2個のイメージプロジェクター利用した光学観察装置の一実施例を
示す図である。
第2図は、前景像とともに背景像を弱くしたり強くしたりする機構を備えた光
学観察装置のある実施例を示す図である。
第3図は、双方のイメージプロジェクターが光視界路に対して直角に配置され
た光学観察装置の他の実施例を示す図である。
第4図は、前景像が透明なLCDスクリーンによって得られた本発明の他の実
施例を示す図である。
第5図は、複数のイメージプロジェクターと、全てのイメージプロジェクター
からの二次元像を重ね合わせる光学処理装置とを利用した本発明の他の実施例を
示す平面図である。
第6図は、第5図の6´−6´´線からみた光学観察装置の実施例を示す側面
図である。
第7図は、複数のイメージプロジェクターと複数の音響源を有する光学観察装
置を示す図である。
第8図〜第11図は、光学観察装置の他の実施例として、分割したスクリーン
を有する単一のモニターを用いた図である。
第12図は、光学観察装置における電子処理装置のブロック図である。
第13図は、他の実施例の光学観察装置における電子処理装置のブロック図で
ある。
第14図は、結合時に三次元像となり得る一対の二次元イメージ信号を生成す
る装置の図である。
第15図は、前記イメージ信号を記録するデュアルトラック方式のビデオテー
プを示す図である。
[実 施 例]
本発明は、シミュレートした三次元像を得るための光学観察装置に関するもの
である。
本発明の基本原理は、2つの二次元像の一方の虚像と、他方の虚像或いは実像
が、観察者から異なる距離にある場合、個人に向けてこの2つの二次元像を投射
することによって、三次元像をシミュレートすることにある。このような装置は
、異なる透視角度から同一の特徴部における視野を重ね合わせるような、両眼的
あるいはステレオスコープ的なイメージング技術とは別のものである。これらの
装置とは異なり、本発明では、一方の特徴部群(前景の特徴部群)を有する近く
にある像が、全く別の特徴部群(背景の特徴部群)を有するより遠くにある像の
前に現われる。前景像は光透過部を有し、これによって、背景像の上に前景像が
重ね合わされた場合に、背景像が前景像の光透過部を通過して送り出され、かつ
見られるようになる。本発明では、観察者から異なる距離で重ね合わされた特徴
部群を得るために、複数のイメージ層を重ね合わす実施態様に対しても適用でき
る。しかし、本発明では、前景像が観察者の近くに現われるように、1つの前景
像が背景像上に投射される最も簡単な実施例に関して、先ず第1に議論する。
第1図は、本発明の一実施例を示している。本実施例では、2つの二次元像を
生成する手段として、ビデオモニター12と、ビデオモニター14を備えている。双
方の各モニターには、そこから像を投射するためのスクリーンを有する。各モニ
ター12,14は、二次元像を光視界路22に沿って観察点たる観察者16に投射するイ
メージプロジェクターに相当する。モニター12によって投射された二次元像は光
学処理装置、すなわち本実施例では、銀を塗布したハーフミラー18を通過して、
観察者16に送られる。また、モニター14からの二次元像は、前記銀を塗布したハ
ーフミラー18によって90゜に反射され、観察者に送られる。光学処理装置たる
ミラー18の位置によって、モニター14からの像は、モニター12からの像の上に重
ね合わされ、視界路22に配置される。観察者16は虚像面20でモニター14からの像
を見ることになるが、図に示すように、このモニター14からの像は、モニター12
によって得られた像よりも、観察者に対してより近くにある。その結果、モニタ
ー14は前景像を生成し、モニター12は背景像を生成する。こうして投射された各
像は間隔をおいて配置されるため、観察者はシミュレートした三次元像を見るこ
とになる。図1の実施例では、虚像面20における虚像が、モニター12によって生
成される像から
間隔をおいて配置される限り、観察者16は三次元効果を見ることができる。この
三次元効果は、観測者に装着されたり付加されたりする特別なガラスや、プリズ
ムあるいは光学装置を必要とするものではなく、異なる角度から像を見る観測者
は、本当の視差のような感覚で、別々にそれを見ることができる。
二次元像を生成する手段は、テレビ受像機や、ある場合には前景像を供給し、
他の場合には背景像を供給するビデオモニターや、各画像によって投射される像
や、各画像を離れて反射される光線が互いに重なり合いつつ、光視界路22に沿っ
て観察者16に向かって投射されるような、光学的に生成された2つの画像を含む
ことがある。二次元像は、例えば巨大スクリーンや投射スクリーンを有するテレ
ビ装置や、映画用スクリーンや、あるいは他のイメージプロジェクターから投射
される像であってもよい。装置は、様々な供給源からの像を表示することが可能
である。例えば、物体から反射あるいは放出される光線のように見える実像であ
れば、光学的に生成して、テレビモニターからの像に重ね合わせることができる
。加えて、コンピュータから得られたイメージ信号源であれば、ビデオカセット
レコーダにより発生したイメージ源に重ね合わせることができるで
あろう。
前記光学処理装置は、1あるいはそれ以上の銀を塗布したハーフミラーを含む
ことがあり、特に、観察者から異なる相対的な距離で2つの像を重ね合わせるの
に好適な複数に形成されたプリズムや、光学的結合器が配置される。他の特別な
投射技術も、同様の機能として用いられることがある。例えば、不透明に制御さ
せることのできる複数の画像素子を有する液晶表示のような、半透明の前景用表
示素子によって、本発明を具体化することが可能であり、この場合には、透明に
なっているいくつかの画素を介して、背景を見ることができる。こうした表示素
子は、三次元のブロック形態を供給するために積層されることもある。複数に配
置された各層は、三次元の光景をより実際に近くシミュレートするようになるが
、光景の複雑性と、利用される特殊な複写次第で、2つの層であっても適切なこ
とがある。例えば、埋設された導体とともに、ランタン−ジルコン酸塩−チタン
酸塩に代表されるPLZTのような光変調セラミック材料が、積層された形態の
内部に用いるために、比較的薄いパネルに配設されたり、他方では、複数の層と
ともに配設されたりする。三次元像を表示する他の手段は、観察者から異なる視
距離で重なり合うように現われる像を
表示することも可能である。
第2図は、第1図に類似する装置を示している。但し、本装置では、モニター
12と光学処理装置たる銀を塗布したハーフミラー18との間に配置された第1の偏
光子30と、この偏光子30の下方に配置された第2の偏光子32とをさらに含む。第
2の偏光子32は、モータあるいは他の装置34によってそれ自体の光軸の回りを回
転し、これによって、偏光子30の偏光角と第2の偏光子32の偏光角との間の相対
的な角度が、第2の偏光子32の位置に基づいて変化する。すなわち、偏光子30は
予め知られた偏光角を持っているため、偏光子30を通過する光も、予め知られた
角度を持つことになる。また、偏光子32も予め知られた偏光角を持つとともに、
偏光子32を通過する光の性質を変え、通過する光はその偏光角のみを含むことに
なる。仮に、偏光子30の偏光角を、例えば0゜に設定された基準軸に合わせ、第
2の偏光子32の偏光軸との間の相対的な角度を、基準軸に対して15゜にとると
、第1の偏光子と第2の偏光子との間の相対的な角度は15゜になる。偏光子32
を回転して相対的な角度を0゜に減少させると、偏光子30を通過する光は、変わ
ることなく同様に偏光子32を通過することになる。しかし、仮に偏光子30と偏光
子32との間の相対的な角度を90゜に
変えると、各偏光子間の偏光角が交差することにより、第2の偏光子32からは光
が通過しなくなる。モニター12は、背景の二次元像を供給しており、偏光子32を
その光学軸の回りに回転することによって、各偏光子間の相対的な角度に基づき
、背景像の視覚的な強度が強くなったり弱くなったりする。この結果、本装置に
よってシミュレートされた三次元効果は、背景像の強度に基づいて変わることに
なる。本発明の他の実施態様では、モニター14の前に偏光子30を配置することで
構成され、選択的に、第2の偏光子32を、偏光子30と光学処理装置18の中間の位
置に動かすこともある。
第3図は、各イメージプロジェクター12,14が光路22に対して直角に配置され
た装置を示している。本実施例における光学処理装置は、銀を塗布したハーフミ
ラー40と、銀を塗布したハーフミラー42とを含み、このミラー40,42間の相対的
な角度は90゜である。光路22に対してオメージプロジェクターたるモニター
12,14を光学的に位置合わせするために、各モニターおよび各ミラーの中心点m
i,mrおよび中心点ni,nrにそれぞれ交差する影像線が、光視界路22内の
中心線に対して連続する垂直線になるように位置合わせされる。こうした位置合
わせによって、前景
および背景の各像を、光路22に対して正確に重ね合わせることが可能になる。
第4図は本発明の他の実施例を示し、スクリーン50はイメージ生成装置と光学
処理装置とを構成する。このスクリーンはLCDパネル、PLZT、または選択
的に操作可能な光変調構造を有する同等の素子の場合がある。第4図は、ビデオ
モニター12のようなイメージプロジェクターを示しており、これは、1つの二次
元像を生成する。観察者から相対的により遠くの仮想距離で現われるように、こ
の二次元像はスクリーンの透明部分を通過して投射される。スクリーンのいわゆ
る透明部分は、完全に透過するだけでなく、例えば、僅かに半透明になるような
、側部が明るくなり得ることが好ましい。スクリーンにおける半透明部は、特に
屋外展望において、三次元の光景におけるシミュレーションに一層役に立ち、遠
方の背景は霞みによってぼんやりする。そうなると、スクリーンに供給されるイ
メージ信号によって、このスクリーンが動作すると、選択された部分は前景像を
得るために暗く不透明になり、少なくとも残りの部分は、実質的に背景像を通過
させる。本発明において使用するのに相応しいLCDスクリーンは、例えば、オ
レゴン州テュラティンにあるFocus System社のモデルナンバー
PZV6448C+2など、市場で入手可能である。Kodak社の製造したKodak Datashow HR
/M Projection Pad も、ここに述べたいわゆる透明なLCDスクリーンに類似
する。選択可能な画素あるいは光変調器を備えた他の透明スクリーンは、別の製
品からも入手可能である。透明スクリーン50は第2のイメージプロジェクターを
構成する。これは、スクリーンが動作して、イメージ制御信号が与えられると、
像はスクリーンにより発生して、透明のままになっているスクリーンの残りの部
分から現われる背景像に重なり合うためである。スクリーンは光を透過し、かつ
、モニター12によって発生し投射される光と像とを通過させることから、このス
クリーンが光学処理装置を構成することになる。したがって、スクリーン50は、
モニター12によって生成された背景と、スクリーン50によって生成された前景と
を結合し、その結果として生じたシミュレートした三次元像を光視界路22に投射
する。
スクリーン50によって得られた像は、電子的に容易に処理することができる。
例えば、背景の上に投射される各形状をコンピュータで発生させるなどして、特
殊なビデオ効果を創り出するのに前景を用いることができる。さらに、スクリー
ンからの像を、背景のスクリーンの形状に一致さ
せるように処理することも可能である。
第5図は、複数の二次元イメージプロジェクターを示しており、ビデオモニタ
ー12,14,15を個々に示している。本視覚装置は、光学処理装置たる2個の銀を
塗布したハーフミラー60,62を有し、各モニター12,15,14から別個に生成され
、かつ投射される各二次元像を重ね合わせる。モニター15のスクリーンは、通常
図示した平面と平行にある。第6図は、第5図に示す装置の側面図を示している
。この第6図に示すように、ビデオモニター15によって生成された中間像は、銀
を塗布したハーフミラー60に向かって上方向に投射され、その後、ハーフミラー
60は観察者16に向かって中間像を水平方向に反射する。第5図に戻り、ビデオモ
ニター12によって投射された像は、ミラー60,62を通過して伝えられる。ビデオ
モニター14によって投射された像は、銀を塗布したハーフミラー62によって反射
され、観察者に対して水平方向の光路22内に向けられる。したがって、モニター
12は背景像を供給し、モニター15は中間像を供給し、モニター14は前景像を供給
することになる。モニター15からの中間像は、モニター12からの背景像の上に重
なり合い、さらに、モニター14からの前景像は、重なり合った像の上に重なり合
う。そして、観察者16に対して三重の像
が光路22内に投射される。本発明の本質は、複数のモニターを利用できる点にあ
り、これによって、4,5,6あるいはそれ以上の像を観察者に向けて単一の光
視界路に重ね合わせ、かつ、投射することが可能となる。観察者に対して異なる
距離に各モニターからの虚像がある限り、シミュレートした三次元効果が達成さ
れる。
第7図は、音響装置を連結した視覚装置を示している。ビデオおよび音響信号
発生器70は、シーケンシャルビデオイメージ発生器72と、音響発生器74とを備え
ている。音響発生器には複数のスピーカーが接続され、その一方はスピーカー76
である。ビデオ発生器72によって展開された視覚的な像を、音響発生器74によっ
て生成された音響信号と連結し、連携し、かつ連動するようにしてもよい。例え
ば、観察者に向かって漸進的に歩く人を見せる場合、背景用のモニター12から、
中間用のモニター17およびその後前景用のモニター14に視覚的に進めるようにし
て、連続的に人を見せるとともに、足音を表現する音が、先ず、後方に配置され
たスピーカー76,78から発生し、その後、連続的に中間のスピーカー80,82から
発生し,最後に、前面のスピーカー84,86から発生する。多重音源音響装置は、
光視界路22内で結合し重なり合う連続的に現われる二次元像と連携
する。音響信号は、シーケンシャルビデオ信号と連携して付与される。
第8図,第9図,第10図および第11図は、分割したスクリーンを有する単
一のイメージプロジェクターを用いて、2つの二次元像を生成したものを示して
いる。第8図は、単一のビデオモニターのスクリーンとなり得るイメージ表示領
域110を図示している。このイメージ表示領域は、スクリーン領域112とスクリー
ン領域114とにより分割される。領域110がビデオモニターのスクリーンである場
合、領域110上に投射される信号は、それぞれ2つの異なるスクリーン112および
スクリーン114の形態に分離される。
第9図は、光学処理装置の配置を示しており、これは、銀を塗布したハーフミ
ラー116と、全反射ミラー118とを領域110上に備えている。スクリーン112上の木
と家からなる前景像は、銀を塗布したハーフミラー116で反射して、90゜の角
度に向けられ、下側のスクリーン114からの山からなる背景像の上に同時に重な
り合う。第10図は観察者が見るようなモニター110から見た状態であり、プレ
ート120は上側のスクリーン112と光学処理装置をなすミラー118とを塞いでいる
。各スクリーン112,114からの初
期像と、122として示した合成像に関し、前景の家と木の光景は2回反射される
ため、上側のスクリーン112によって最初に展開される前景像を、上下あるいは
左右に反転させる必要がない。第9図に示した実施例の像を光学的に処理するた
めには、注意を払われなければならない。観察者に対して三次元効果を成し遂げ
るためには、光学的な距離を異なるようにしなければならない。これは、スクリ
ーンの表面部から光学処理装置たる各ミラー118,116を動かすことで達成される
。
第11図は、ビデオモニター124がスクリーン部126上で背景を生成するととも
に、スクリーン部128上で前景を生成する他の実施例を示している。観察者にと
って背景像は虚像面132に見えるのに対して、前景像は虚像面134に見える。本発
明では、各像が1回だけ反射するので、各像は電子的あるいは光学的に、スクリ
ーン126およびスクリーン128からの初期像が垂直に左右反転するように処理され
る。
第12図は、各イメージ信号を生成するための電気回路を、ブロック図の形態
で示している。受信器210は本質的に、2つのテレビジョン信号を受信する。信
号分割器212は、これらのテレビジョン信号を分離して、線路214に背
景のイメージ信号を送り出すとともに、線路216に前景のイメージ信号を送り出
す。反転回路218は、信号を上下反転させるのに用いられ、左右の画像は、左右
処理変換器220によって転換することができる。結果として得られた信号は、前
景用のモニターに付与される。本回路は第1図に示す光学装置に利用できる。そ
れは、光学処理装置によって、前景像が反転され、その左右が転換されるためで
ある。背景のイメージ信号に関し、この前景のイメージ信号は、前景のイメージ
信号に対して時間的な整合を行わなければならず、それゆえに、遅延回路222が
用いられる。各テレビ放送局で採用された協定によれば、特別な形状をなす光学
処理装置と、装置内における各ビデオモニターの位置とを前提として、ある光学
観察装置において左右反転器220を排除することができる。また、他の形態では
、上下反転器218および左右処理変化器220の双方が、固有の視野特性を成し遂げ
るために利用される。他方では、正確な眺望が観察者に現われるように、1ある
いはそれ以上のイメージプロジェクターからの像が光学的に処理される。第11
図では、前景像および背景像の双方を反転した左右の向きに処理することが必要
となる。
現在普通に放送している一般的な二次元のテレビジョン
信号があれば、上記各実施例における光学観察装置をさらに利用することができ
る。第1図の実施例と第11図の実施例に対比して、スクリーンのある部分ある
いはモニターの一つを使わずに簡略化すれば、観察者はシミュレートした三次元
像ではなく、むしろ一般的な二次元像を見続けることが可能となる。しかも、本
発明の光学観察装置は、特殊な効果を生み出すのに用いることができ、これによ
って、背景像と前景像が反転される。例えば、第9図および第10図では、山の
光景が家の光景の上に配置される特殊な効果が生じる。これは、いわゆる有り得
ない像を生み出すことにもなるであろう。
第13図は、類似していない前景像と背景像とを発生するコンピュータあるい
はマイクロプロセッサ310を使用したものを示している。コンピュータあるいは
マイクロプロセッサ310は、メモリや他の関連装置などを備え、入力装置312によ
って制御される。マイクロプロセッサ310は各コントローラ314,316を指令して
、前景用の光学ディスク318および背景用の光学ディスク320から、別々の正確な
像を選択するための制御信号を発生させる。各光学ディスクによって発生される
制御信号は、各条件回路322,324に供給され、最終的に各モニター326,328に供
給され
る。入力装置312を変えるようにすれば、その後観察者330は、前景および背景の
視覚的な光景を制御することができる。各イメージ信号をランダムに選択するよ
うにコンピュータあるいはマイクロプロセッサをプログラム化すれば、結果とし
て、ランダムに発生される光学的な効果を生じることになる。他方、この光学観
察装置を利用すると、ビデオレーザーディスクが最初に呼び出される場合に、い
わゆるブラックアウトあるいはビデオブランクの排除が可能となる。この呼び出
し期間中であれば、他のレーザーディスクあるいは表示モニターは像を生成する
ことができ、三次元装置において対応するモニターに像が表示される。言い換え
れば、スクリーンの1つは常時動作している。
第14図は、三次元像をシミュレートできる二次元イメージ信号を得るための
装置を示している。前景および背景の2つの各構成要素を、本発明に基づき後で
再結合できるように、実際に生成された前景および背景の各構成要素を分離する
のに本装置が利用され、これによって、前景の構成要素が背景の構成要素よりも
観察者に対して近傍に現われるような、シミュレートした三次元の表現体を得る
ことができる。背景のセットである光景510と前景のセットである光景512は、二
次元の場合と、三次元の場合がある。
記録バージョンでは、一方が他方から離れた所に孤立して置いてある前景および
背景の双方が二次元になる。しかしながら、これらは異なる視距離で結合される
ため、三次元シミュレーションが得られる。本装置は、2個のカメラ520.522と
、前面の光景と背面の光景とを互いに分離する光学手段とを備えており、この光
学手段によって、前面の光景と背面の光景を各カメラ520.522のそれぞれ一方に
独占的に記録する。各カメラ520,522の出力は2つの記録器に接続されるが、図
示されているように、単一のデュアルチャンネル方式の記録器516であることが
好ましい。
前景および背景は、様々な手段によって分離することが可能である。本実施例
では、前面の光景を排除するためのカメラ520の配置と方向とによって、背景像
をカメラ520によって独占的に見られるようになる。背景用のカメラ520は、前面
の光景を越えて背景を単に見ている。背面の光景は前景用のカメラ522の近傍で
、視野から遮られる。第1の偏光角を有する第1の透明偏光フィルターたるパネ
ル500が、前景と背景との間に配置される。第2の透明偏光フィルターが、前景
像と第1の偏光パネルとの間に配置される。第2の偏光フィルター532は、第1
の偏光パネル500の偏光角とは異なる位相の偏光角を有し、カメラ522に
より記録された信号から背面の光景を排除する。背景用のカメラ520は偏光パネ
ル500を介して見るけれども、カメラ522のような位相の異なるフィルターを備え
ていないため、背景像は排除されない。
2つの像を2つのカメラによって分離して記録できる手段は、他にもある。例
えば、補色による照明を利用し、各々のカメラ毎で光景を排除するための対応す
るフィルターを連結し、前景用および背景用のカメラ双方を各々の光景が独占的
に見れるように方向を決めることがある。
第14図に示すような前景像を記録する場合、偏光パネル500と偏光フィルタ
ー532を組み合わせた効果は、カメラ522に対する背景を黒色に現わすことにある
。前景を見るために、銀を塗布したハーフミラーの反射を用いるとともに、背景
を見るために、銀を塗布したハーフミラーを介して眺めることで、前景像と背景
像が再結合されることになっている場合、これは問題なく現われる。しかし、液
晶表示あるいは同様の素子を用いて、前景像が背景像の前に投射されることにな
っている場合、暗い領域は、他方の透明パネルの不透明なある画素によって与え
られることから、こうした技術は働かなくなり、不透明な画素があると、背景の
視野を遮ることになる。こうした問題を克服するため
には、キーとなる色を定義して、パネル100の前側をこのキー色で照明すること
によって可能になり、前景用のセットは、最初にキー色の背景マット上に記録さ
れる。キー色内の全ての発生部を白色に変換して像を処理することによって、結
果として生じた像を不透明画素タイプの表示器に表示することができると同時に
、前景の光景にある各要素の回りに背景を現わすことができる。背景マット上に
重なり合う前景像の縁部を定義するキー色、すなわち前景の背後にある背景色は
、白色,黒色あるいはその他のキー色にすることができる。これは、表示モード
と、特に観察者がポジティブな形態の前景の表示要素を介して見るか、あるいは
ネガティブな形態の前景の表示要素を介して見るかに依存する。制御可能な不透
明な画素を有する液晶表示器は、ネガティブな表示形態となる、ガス放電表示器
および制御可能な画素を有するエレクトロルミネセンス(EL)表示器は、実例
として、ポジティブな表示形態となる。
第14図の実施例によれば、アナログあるいはディジタルで得られた前景の情
報と背景の情報は、単一の記憶媒体516に蓄積される。これは、デュアルチャン
ネル方式のテープ記録手段、あるいは別の記憶形態からなる場合がある。例えば
、ビデオレーザーディスクは、前景および背景をサ
ンプル化されたディジタルフォーマットに蓄積するのに用いられることがある。
前景および背景のビデオ情報を各々連続的に枠組みするために、情報が交互のデ
ータパケットに蓄積されることがある。他の可能性としては、マルチヘッドの読
取り器を介して読み取るために、前景および背景が、連続するトラックに蓄積さ
れることがある。さらに他の可能性としては、レーザーディスクのような両面メ
ディアの向かい合った各側部に前景と背景の情報を記憶することがある。
この光学観察装置および記録装置では、前景像が観察者に向かって投射された
ときに、単に背景像が前景の該当する部分によって遮られるように、前景像を特
に生成しなければならない。銀を塗布したハーフミラーを用いた方法で、前景に
いる人を表示するために、その人は黒色の背景に対して写されるであろう。前景
像内の黒色の背景は、結果的にその像内の光透過領域を生み出すことになり、こ
れによって、観察者に向けて背景を投射することができる。
上述の問題点は、背景像が前景像の回りにある暗い前景部分によって塞がれ得
るような、暗い画素を有するネガティブタイプの表示を通過して、ビデオ前景像
を見る際に起こる。これは、前景の光景要素の回りの白色領域を前景像
に付与することによって補正可能であり、これによって、ネガティブタイプで透
視型の前景表示器の各画素が、透明のままになる。この白色の周囲領域は、前景
像が最初に記録されたときに与えられたり、あるいはその後、異なるキー色に代
わって加えられることがある。しかし、ネガティブタイプで透視型の表示器では
、前景における1あるいはそれ以上の光景要素の色が、実際に白であった場合に
起こる問題がさらに有る。こうした前景の光景内のより明るい領域は、前景の表
示手段に一層透明な領域を形成することになり、それゆえに、観察者に対して背
景像の透過が増えることになる。付加的なマスキング層が配列して組み込まれる
ことがあり、このマスキング層は、不透明ではあるが明るい色をなす前景の物体
を表わそうとする領域があると、この領域を通過する背景像の透過を遮るために
配設される。明るい色をなす前景の特徴部の後部で明るさのレベルを増やし、一
方、背景のより暗い特徴部で余り強調しないようにするために、マスキング層は
、明るくなる端部あるいは同様なものを備えていることがある。この手法では、
幻影あるいは流れ出る像のような背景が、前景を通過して現れないようになる。
他の可能性は、不透明ではあるが明るい色をなす前景の
領域が、背景信号と論理和で結合されるように、背景像に付加された信号を変調
することにあり、これによって、他に暗い背景が領域内にあったとしても、前景
の物体の後部で明るい背景が付与される。投射角度に対して観察者が予め決めら
れた位置に配置されるならば、これらの幻影のない各手続きは有用である。しか
し、ある角度の視野に対して必要なように背景が変更されるものの、様々な角度
から見られる場合、端部の影響を引き起こすことがある。
少なくとも、各要素をなす層の像の一部分が、ビデオの形態で生成されるよう
な装置に関しては、ビデオの空白間隔を必要な情報部にコード化するのに用いる
ことが可能である。例えば、背景像がビデオのコード化された光景であり、前景
像が背景像の前側周辺で動くことができる人あるいは妖精の像であった場合、ビ
デオ背景であるビデオ空白間隔を、前景の人の位置をコード化し、不透明(また
は透明)になる各画素のスクリーン位置をコード化し、あるいは、各位置と各強
度のビットマップを伝送することにも、利用することができる。前景における人
あるいは同様のデータ表現が、背景のような全解像度のビデオ映像よりも実質的
に少ない要求ですむため、少なくとも簡単な前景像の情報をコード化するのに適
切な時間が、ビデオ空白間隔内
に存在する。同様の考え方は、前景のビデオ信号と、より限られたコード化され
た背景に対しても適用することができる。
照明装置は、LCDあるいは同様の表示装置と連結することができる点で、幅
広い多様性を有している。例えば、望ましい効果を得るために、照明は、どのよ
うなタイプ(白熱,螢光,偏光タイプなど),強度,角度,あるいは、LCDス
クリーンに対する位置(前面,背面,傾斜,端部など)にも適用できる。
以上、各々のイメージ層を生成するとともに、より遠くにある像の前に近くに
有る像を見せるための特別な装置を備えた好ましい各実施例に基づいて、本発明
を論じてきた。本発明の精神と範囲とにおいて、本発明が複数の多様性を有する
ことを認められるべきである。例えば、1あるいはそれ以上の表示装置からの光
を分散させるレンズやプリズム装置を含む各種の光学装置が、観察者から異なる
視距離で互いの像上に表示する一方、表示装置の本質を変えるために備えられる
ことがある。好ましい各実施例には、平坦状の表示器あるいは平坦状のパネルに
関し述べているが、湾曲状の表示装置を本発明に適用することも可能である。好
ましい各実施例におけるそれぞれのイメージ層は、完全
なる二次元像ではあるが、背景の前にホログラフィー三次元前景像を表示するな
どして、さらに、1あるいはそれ以上の層に三次元像を供給することも可能であ
る。他に現われる技術は勿論、こうした表示の特色に対して本発明を適用するこ
とができ、これによって、独占的な権利が要求される本発明の範囲に近付くため
に、好ましい例の議論ではなく、添付された特許請求の範囲によって関係がなさ
れるべきである。
【手続補正書】特許法第184条の7第1項
【提出日】1993年4月23日
【補正内容】
特許請求の範囲
1.2つの像のそれぞれが実質的に観察者から予め決められた距離で特徴となる
表現部を含むとともに、この2つの各像に対する予め決められた距離が等しくな
い少なくとも2つの像を生成する手段と、観察者に現われるようにして、前景の
特徴部が背景の特徴部の上に重なり合うような、前記少なくとも2つの各像を互
いの上に現わすことが可能であり、少なくとも2つの各像が観察者から異なる視
距離で現われる光学処理手段とにより構成され、前記光学処理手段は前記背景の
特徴部を表現する像を観察者に向かって反射するのに配置されるミラーからなり
、さらに、ミラーと観察者との間で前景の特徴部を投射する少なくとも部分的に
透明な手段を有し、前記少なくとも部分的に透明な手段は銀を塗布したハーフミ
ラーを含み、フルミラーと銀を塗布したハーフミラーが近接する同一平面上の表
示スクリーン領域に反射するように配置された、観察者から相対的により近い視
距離にある前景の特徴部を観察者から相対的により大きい視距離にある背景の特
徴部に重ね合わせるシミュレートした三次元の光景像を生成するための光学観察
装置。
2. (削 除)
3. (削 除)
4. (削 除)
5.前記近接する同一平面上の表示スクリーン領域は、前景像と背景像とを並ん
で同時に表示する1つの表示スクリーンの異なる領域であるとともに、銀を塗布
したハーフミラーとフルミラーは、前記前景像および前記背景像の上に別個に配
置され、これによって、銀を塗布したハーフミラーとフルミラーを介して見える
前記前景像が、観察者に対してより近い視距離で背景像の上に重なり合うことを
特徴とする請求項1記載の光学観察装置。
6.前記少なくとも2つの像は、それぞれ二次元像であることを特徴とする請求
項1の光学観察装置。
7.2つの像のそれぞれが実質的に観察者から予め決められた距離で特徴となる
表現部を含むとともに、この2つの各像に対する予め決められた距離が等しくな
い少なくとも2つの像を生成する手段と、観察者に現われるようにして、前景の
特徴部が背景の特徴部の上に重なり合うような、前記少なくとも2つの各像を互
いの上に現わすことが可能な光学処理手段とからなり、少なくとも2つの各像が
観察者から異なる視距離で現われ、かつ、前記少なくとも2つの各
像の少なくとも1つが三次元のホログラフィー像である、観察者から相対的によ
り近い視距離にある前景の特徴部を観察者から相対的により大きい視距離にある
背景の特徴部に重ね合わせるシミュレートした三次元の光景像を生成するための
光学観察装置。
8.2つの二次元像のそれぞれが光景内で実質的に観察者から予め決められた距
離で特徴となる表現部を含むとともに、前記2つの各二次元像に対するそれぞれ
の予め決められた距離が等しくない単一の二次元表示器の異なる領域上で互いに
近接する少なくとも2つの二次元像を生成する手段と、観察者に現われるように
して、前景の特徴部が背景の特徴部の上に重なり合うような、前記少なくとも2
つの二次元像を互いの上に現わすことが可能であり、少なくとも2つの二次元像
が観察者から異なる視距離で現われる光学処理手段とからなる、観察者から相対
的により近い視距離にある前景の特徴部を観察者から相対的により大きい視距離
にある背景の特徴部に重ね合わせるシミュレートした三次元の光景像を生成する
ための光学観察装置。
9.前記光学処理手段は、前記より近い視距離にある特徴部を表現する表示スク
リーンの前記1つの異なる領域上において、ある角度で傾斜した少なくとも1つ
の銀を塗布したハ
ーフミラーからなり、これによって、銀を塗布したハーフミラーを介して眺める
観察者が、銀を塗布したハーフミラーによって反射され、かつ銀を塗布したハー
フミラーを透過した像の上に配置されたより近い視距離にある特徴部の像を見る
ことを特徴とする請求項8記載の光学観察装置。
10.前記光学処理手段は、前記背景の特徴部を表現する表示スクリーンの前記異
なる領域の1つの上で、表示スクリーン上のある角度で傾斜したミラーからなり
、さらに、ミラーと観察者との間で前景の特徴部を投射する少なくとも部分的に
透明な手段を有することを特徴とする請求項8記載の光学観察装置。
11.第1の電子表示装置上の像を表示する第1の手段と、少なくとも1つの第2
の電子表示装置上の像を表示する少なくとも1つの第2の手段とにより構成され
、前記少なくとも1つの第2の電子表示装置は実質的に透明な表示装置からなり
、これによって観察者は第2の電子表示装置の透明な領域を介して眺めることが
でき、前記それぞれの表示装置は光視界路に沿って予め決められた異なる位置に
配置されるとともに、前記第1の電子表示装置によって表示された像が、前記少
なくとも1つの第2の電子表示装置を通過して投射されることを特徴とするシミ
ュレートした三次元像
を生成するための光学観察装置。
12.前記第1の電子表示装置は、ビデオモニターからなることを特徴とする請求
項11記載の光学観察装置。
13.多重音源音響装置をさらに備え、この多重音響源は、前記第1の電子表示装
置および第2の電子表示装置によって生成された連続的な各二次元像と連携して
、音響信号を再生するために間隔をおいて配置されるものであることを特徴とす
る請求項11記載の光学観察装置。
14.前記第1の電子表示装置はイメージプロジェクターを有するとともに、前記
第2の電子表示装置はそこから間隔をおいて配置される制御可能な画素表示器を
有し、この制御可能な画素表示器によって生成された像が前記イメージプロジェ
クターによって生成された像の上に重なり合うように、前記制御可能な画素表示
器が実質的に透明であることを特徴とする請求項11記載の光学観察装置。
15.前記制御可能な画素表示器は、不透明に制御可能な画像素子面を有する液品
表示パネルからなることを特徴とする請求項14記載の光学観察装置。
16.前記制御可能な画素表示器は、制御可能に照明される画像素子面を有するポ
ジティブな画素表示パネルからなることを特徴とする請求項14記載の光学観察装
置。
17.前記イメージプロジェクターによって生成された像は、別の表示装置により
前記制御可能な画素表示器を通過して向けられることを特徴とする請求項14記載
の光学観察装置。
18.それぞれで別々のイメージ信号を記録することができ、対応するイメージ検
知装置の出力に連結される少なくとも2つのイメージ記録チャンネルと、イメー
ジ検知装置の1つに対し独占的に各像を表現するために、ある三次元の光景の異
なる奥行きで各像を分離し、これによって、三次元の光景をシミュレートするの
に前記異なる奥行きにおける各像を互いの上に投射できる光学手段とにより構成
されることを特徴とする三次元の光景をシミュレートするのに複数の像を生成可
能な記録装置。
19.各像を分離する前記光学手段は、異なる位相に位置合わせされた少なくとも
2つの偏光フィルターからなり、各イメージ記録器の各々の1つから各像の少な
くとも1つを排除するために、少なくとも2つの偏光フィルターが、前記各像の
少なくとも1つと前記各イメージ記録器の各々の1つとの間に配置されることを
特徴とする請求項18記載の記録装置。
20.前記少なくとも2つのイメージ記録チャンネルは互いに同時性を持っている
ことを特徴とする請求項18記載の記録装
置。
21.第1の記録チャンネルからの信号が光学ディスクの第1の側部に蓄積され、
第2の記録チャンネルからの信号が前記光学ディスクの第2の側部に蓄積される
ことを特徴とする請求項18記載の記録装置。
22.多重音源音響装置をさらに備え、この多重音響源は、前記単一の二次元表示
器によって生成された少なくとも2つの各二次元像と連携して、音響信号を分離
して再生するために間隔をおいて配置されるものであることを特徴とする請求項
8記載の光学観察装置。
23.観察者から第1の予め決められた距離で第1の電子表示装置上に二次元像を
表示する少なくとも1つの第1の手段と、観察者から第2の予め決められた距離
で三次元ホログラフィー像を表示する少なくとも1つの第1の手段とからなり、
観察者が見たときに三次元の合成像を生み出すために、視界路内で前記二次元像
の上に前記ホログラフィー像が重ね合わされることを特徴とするシミュレートし
た三次元像を生成するための光学観察装置。
24.二次元像を表示する前記第1の手段がビデオモニターからなり、前記第1の
予め決められた距離が前記第2の予め決められた距離よりも大きくなっているこ
とを特徴とする請
求項23記載の光学観察装置。
25.二次元像を表示する前記第1の手段が実質的に透明な制御可能な画素表示器
を有し、制御可能な画素表示器によって生成された像が三次元のホログラフィー
像の上に重なり合うように、前記第1の予め決められた距離が前記第2の予め決
められた距離よりも少なくなっていることを特徴とする請求項23記載の光学観察
装置。
26.二次元像を表示する前記第1の手段が実質的に透明な制御可能な画素表示器
を有し、制御可能な画素表示器によって生成された像が三次元のホログラフィー
像の上に重なり合うように、前記第1の予め決められた距離が前記第2の予め決
められた距離よりも大きくなっていることを特徴とする請求項23記載の光学観察
装置。
27.画素マスキング配列が前記第1の電子表示装置と前記少なくとも1つの第2
の電子表示装置との間に設けられるとともに、前記第1の電子表示装置に表示さ
れる像の部分を少なくとも覆うために前記画素マスキング配列が具備され、前記
第1の電子表示装置に表示されるより暗い色の像が、前記少なくとも1つの第2
の電子表示装置に表示される不透明ではあるが明るい色の像を通過して流れ出た
り、妨害しないようにさせることを特徴とする請求項11記載の光学
観察装置。
28.前記少なくとも1つの第2の電子表示装置に表示される不透明ではあるが明
るい色の画素と前記第1の電子表示装置に表示される画素とを比較するのに設け
られた手段と、前記第2の電子表示装置のより明るい画素に対する前記第1の電
子表示装置に表示されるより暗い画素の流れ出しを最小にするため、前記第1の
電子表示装置に表示されるより暗い画素を選択的に変えるのに設けられた手段と
を備えたことを特徴とする請求項11記載の光学観察装置。
29.表示されるべき背景像および前景像を蓄積する少なくとも2つの光学ディス
クデータ蓄積装置と、前記少なくとも2つの光学ディスクデータ蓄積装置から前
景像および背景像を選択的に検索するための制御信号を発生する光学ディスクコ
ントローラと、表示されるべき前景像および背景像を指示する入力制御手段と、
前記入力制御手段と前記光学ディスクコントローラ間をインターフェースするマ
イクロプロセッサ手段とからなり、前記少なくとも2つの光学ディスクデータ蓄
積装置の1つに蓄積された前記前景像が、前記少なくとも1つの第2の電子表示
装置に提供され、前記少なくとも2つの光学ディスクデータ蓄積装置の1つに蓄
積された背景像が、前記第1の電子表示装置に提供される
ことを特徴とする請求項11記載の光学観察装置。
30.表示されるべき背景像および前景像が前記マイクロプロセッサによりランダ
ムに選択されることを特徴とする請求項29記載の光学観察装置。
31.前記光学ディスクデータ蓄積装置の1つが呼び出されているときに、前記少
なくとも2つの光学ディスクデータ蓄積装置の少なくとも1つが、前記第1およ
び前記第2の電子表示装置の少なくとも1つに表示される像を提供することを特
徴とする請求項29記載の光学観察装置。
32.表示されるべき背景像および前景像を蓄積する少なくとも2つの光学ディス
クデータ蓄積装置と、前景像および背景像を選択的に検索するための制御信号を
発生する光学ディスクコントローラと、表示されるべき前景像および背景像を指
示する入力制御手段と、前記入力制御手段と前記光学ディスクコントローラ間を
インターフェースするマイクロプロセッサ手段とからなり、前記少なくとも2つ
の光学ディスクデータ蓄積装置の1つに蓄積された前記前景像が、前記二次元表
示器の第1の領域に提供され、前記少なくとも2つの光学ディスクデータ蓄積装
置の1つに蓄積された背景像が、前記二次元表示器の第2の領域に提供されるこ
とを特徴とする請求項8記載の光学観察装置。
33.表示されるべき背景像および前景像が前記マイクロプロセッサによりランダ
ムに選択されることを特徴とする請求項32記載のの光学観察装置。
34.前記光学ディスクデータ蓄積装置の1つが呼び出されているときに、前記少
なくとも2つの光学ディスクデータ蓄積装置の少なくとも1つが、前記二次元表
示器の前記第1および前記第2の領域の少なくとも1つに表示される像を提供す
ることを特徴とする請求項33記載の光学観察装置。
35.相対的により近い視距離にある前景の特徴部と、相対的により大きい視距離
にある背景の特徴部とに連携して、音響信号を分離して再生するために間隔をお
いて配置される多重音響源を備えた、シミュレートした三次元の光景像を生成す
るための光学観察装置と連携して用いる多重音源音響装置。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 バス,ジョン,エス.
米国,フロリダ州 33306,エフティー.
ローダーデール,エヌ.イー.35ス スト
リート 2832番地
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.2つの像のそれぞれが実質的に観察者から予め決められた距離で特徴となる 表現部を含むとともに、この2つの各像に対する予め決められた距離が等しくな い少なくとも2つの像を生成する手段と、観察者に現われるようにして、前景の 特徴部が背景の特徴部の上に重なり合うような、前記少なくとも2つの各像を互 いの上に現わすことが可能であり、少なくとも2つの各像が観察者から異なる視 距離で現われる光学処理手段とからなる、観察者から相対的により近い視距離に ある前景の特徴部を観察者から相対的により大きい視距離にある背景の特徴部に 重ね合わせるシミュレートした三次元の光景像を生成するための光学観察装置。 2.前記光学処理手段は、前記より近い視距離にある特徴部を表現する表示スク リーン上にある角度で傾斜した少なくとも1つの銀を塗布したハーフミラーから なり、これによって、銀を塗布したハーフミラーを介して眺める観察者が、銀を 塗布したハーフミラーによって反射され、かつ銀を塗布したハーフミラーを透過 した像の上に配置されたより近い視距離にある特徴部の像を見ることを特徴とす る請求項1記載の光学観察装置。 3.前記光学処理手段は、前記背景の特徴部を表現する像を観察者に向かって反 射するのに配置されるミラーからなり、さらに、ミラーと観察者との間で前景の 特徴部を投射する少なくとも部分的に透明な手段を有することを特徴とする請求 項1記載の光学観察装置。 4.前記少なくとも部分的に透明な手段は、銀を塗布したハーフミラーを含み、 フルミラーと銀を塗布したハーフミラーが近接する同一平面上の表示スクリーン 領域に反射するように配置されたことを特徴とする請求項3記載の光学観察装置 。 5.前記近接する同一平面上の表示スクリーン領域は、前景像と背景像とを並ん で同時に表示する1つの表示スクリーンの異なる領域であるとともに、銀を塗布 したハーフミラーとフルミラーは、前記前景像および前記背景像の上に別個に配 置され、これによって、銀を塗布したハーフミラーとフルミラーを介して見える 前記前景像が、観察者に対してより近い視距離で背景像の上に重なり合うことを 特徴とする請求項4記載の光学観察装置。 6.前記少なくとも2つの像は、それぞれ二次元像であることを特徴とする請求 項1の光学観察装置。 7.前記少なくとも2つの像の少なくとも1つは、三次元のホ ログラフィー像であることを特徴とする請求項1記載の光学観察装置。 8.2つの二次元像のそれぞれが光景内で実質的に観察者から予め決められた距 離で特徴となる表現部を含むとともに、前記二次元像のそれぞれに対する予め決 められた距離が等しくない二次元表示器の異なる領域上で互いに近接する少なく とも2つの二次元像を生成する手段と、観察者に現われるようにして、前景の特 徴部が背景の特徴部の上に重なり合うような、前記少なくとも2つの二次元像を 互いの上に現わすことが可能であり、少なくとも2つの二次元像が観察者から異 なる視距離で現われる光学処理手段とからなる、観察者から相対的により近い視 距離にある前景の特徴部を観察者から相対的により大きい視距離にある背景の特 徴部に重ね合わせるシミュレートした三次元の光景像を生成するための光学観察 装置。 9.前記光学処理手段は、前記より近い視距離にある特徴部を表現する表示スク リーンの前記1つの異なる領域上において、ある角度で傾斜した少なくとも1つ の銀を塗布したハーフミラーからなり、これによって、銀を塗布したハーフミラ ーを介して眺める観察者が、銀を塗布したハーフミラーによって反射され、かつ 銀を塗布したハーフミラーを透 過した像の上に配置されたより近い視距離にある特徴部の像を見ることを特徴と する請求項8記載の光学観察装置。 10.前記光学処理手段は、前記背景の特徴部を表現する表示スクリーンの前記異 なる領域の1つの上で、表示スクリーン上のある角度で傾斜したミラーからなり 、さらに、ミラーと観察者との間で前景の特徴部を投射する少なくとも部分的に 透明な手段を有することを特徴とする請求項8記載の光学観察装置。 11.第1の表示手段を介して像を生成し表示する第1の手段と、第2の表示手段 上の像を生成し表示する第2の手段とにより構成され、前記第2の表示手段は実 質的に透明な表示手段からなり、これによって観察者は第2の表示手段の占有さ れていない領域を介して眺めることができ、前記それぞれの表示手段は光視界路 に沿って予め決められた異なる位置に配置されるとともに、生成表示用の前記第 1の手段によって表示された像が、生成表示用の前記第2の手段を通過して投射 されることを特徴とするシミュレートした三次元像を生成するための光学観察装 置。 12.生成表示用の前記第1の手段は、ビデオモニターからなることを特徴とする 請求項11記載の光学観察装置。 13.多重音源音響装置をさらに備え、この多重音響源は、生成 表示用の前記第1の手段および第2の手段によって生成された連続的な各二次元 像と連携して、音響信号を再生するために間隔をおいて配置されるものであるこ とを特徴とする請求項9記載の光学観察装置。 14.生成表示用の前記第1の手段はイメージプロジェクターを有するとともに、 生成表示用の前記第2の手段はそこから間隔をおいて配置される制御可能な画素 表示器を有し、この制御可能な画素表示器によって生成された像が前記イメージ プロジェクターによって生成された像の上に重なり合うように、前記制御可能な 画素表示器が実質的に透明であることを特徴とする請求項11記載の光学観察装置 。 15.前記制御可能な画素表示器は、不透明に制御可能な画像素子面を有する液晶 表示パネルからなることを特徴とする請求項14記載の光学観察装置。 16.前記制御可能な画素表示器は、制御可能に照明される画像素子面を有するポ ジティブな画素表示パネルからなることを特徴とする請求項14記載の光学観察装 置。 17.前記イメージプロジェクターによって生成された像は、生成表示用の別の手 段により前記制御可能な画素表示器を通過して向けられることを特徴とする請求 項14記載の光学観察装置。 18.それぞれで別々のイメージ信号を記録することができ、対応するイメージ検 知装置の出力に連結される少なくとも2つのイメージ記録器と、イメージ検知装 置の1つに対し独占的に各像を表現するために、ある三次元の光景の異なる奥行 きで各像を分離し、これによって、三次元の光景をシミュレートするのに前記異 なる奥行きにおける各像を互いの上に投射できる光学手段とにより構成されるこ とを特徴とする三次元の光景をシミュレートするのに複数の像を生成可能な記録 装置。 19.各像を分離する前記光学手段は、異なる位相に位置合わせされた少なくとも 2つの偏光フィルターからなり、各イメージ記録器の各々の1つから各像の少な くとも1つを排除するために、少なくとも2つの偏光フィルターが、前記各像の 少なくとも1つと前記各イメージ記録器の各々の1つとの間に配置されることを 特徴とする請求項18記載の記録装置。
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