JPS62127733A - 視差的全体像の生成方法及びその装置 - Google Patents

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】 「発明の技術分野」 この発明は、像生成システムに係わり、特に、完全且つ
視差的な全体像をスクリーン上に投影して直接に観察し
、あるいは、印画記録面に記録する像生成システムに関
する。

「発明の技術的背景とその問題点」 ３次元像を生成する初期の試みにおいては、その像を立
体鏡（５ｔｅｒｅｏｓｃｏｐｅ＞又は特別な眼鏡を通じ
て観察しなければならないという不具合がある。

研究は、視差バリヤーを介して像を観察するシステムに
集中されているが、像の実際の生成には、ある不具合が
含まれ続けていた。

従って、視差的な実体画（ｓｔｅｒｅｏｇｒａｎ＋）と
しての呼ばれている双眼鏡的（ｂｉｎｏｃｕｌａｒ）な
実体視（ＳｔｅｒｅＯｐＳｉＳ　）を生成する方法が提
案されているが、しかし、ここで、像に含まれている情
報は、単眼鏡的（ｌｏｎＯｃＬＩｌａｒ）な場合の単に
２倍であり、この結果、観察位置における自由度はほと
んどない。

このような制約を解消するため、像に含まれる視差的な
情報を増加させる必要がある。視差的な立体画において
使用される２つの観察点の代わりに、観察点を多重度（
＋ｕｌＮｐｌｉｃｉｔｙ）にすることが考えられている
。いくつかのシステムにおいては、ある角度制限間の全
ての観察点を現わす無限の面が使用されている。この複
合像は、視差的全体像（ｐａｒａｌｌｅｘ　ｐａｎｏｒ
ａｉａｇｒａｉ　）として知られている。

この視差的全体像において、スリットプレートにおける
ピッチ比の幅は、視差的な立体画よりも非常に小さく、
これにより、より広角な観察角及びより連続した空間像
を得ることができる。

この発明の写真撮影、記録への適用において、視差的全
体像は、水平トラックに沿って移動し、面の中心とテー
キングレンズ（ｔａｋｉｎ（ｌ　１ｅｎｓ）の中心との
間に引いた線が対象物の中心を常に通るようにして、そ
のカメラ本体がねじられたカメラか、又は、適切な数の
レンズを備え、各レンズが僅かに異なる位置からの写真
を同時に取る複合レンズ型のカメラを含んでいる。第１
の方法の不具合は、動く対象物を写真にとることができ
ないとともに、カメラの機構が複雑となることであり、
第２の方法は、連続的な全体像ではないが、元のレンズ
の数と同数の有限の観察から得た最終的な３−ＤＩを作
り出すため、非常に高精度に位置決めされた印刷を必要
とする。これは、観察点が変化されると、即ち、観察ス
ポットが１つのレンズによって生成される像から近接し
たレンズによって生成される像に切換えられたとき、［
フリラビング（ｆｌ　１ｐｐｉｎＱ　）　Ｊとして知ら
れている影響が必然的に発生する。

これらの問題を解消するため、固定された大口径のレン
ズを使用する方法が提案されている。レンズが大口径で
あると、単一のレンズは、種々の連続した方向から観察
した対象物の画情報を集めることができる。そして、そ
の像は、スリットプレートの後に配置された写真目形プ
レート上に直接記録される。この方法はうまく動くもの
であるが、しかしながら、記録された像は、実際上、擬
本鏡的（１）ＳｅＬＩｄＯ３ＣＯＩ）ｉＣ）である。即
ち、作り出された空間像は、間違った側から見たホログ
ラムのように、完全に深さく　ｄｅｐｔｈ）が逆転した
ものである。また、視差バリヤーが提案されており、こ
の視差バリヤーは、空間像の記録及び観察の両面で多く
の不具合を有している。記録においては、ファインスリ
ットを通過した光の回折によって像の鮮明度を損失させ
、また、使用できる光源の問題があり、一方、観察に関
しては、像の著しい暗さに加え、グリッドの存在による
迷惑さがある。

これらの問題のいくつかは、レンズ状シートを形成する
透明な材質の選択を可能とする塑性技術の発達により解
消される。レンズ状シートは、視差バリヤーよりもより
効率的に視差的情報を集め、そして、像をＹＡｖｌ、す
る際の障害をより軽減する。

この結果、グリッドプレートは、より効率的なレンズ状
シートに交換される。しかしながら、システムは、擬本
鏡的像を記録するための過程と、オルソスコピックな（
ｏｒｔｈｏｓｃｏｐｉｃ）像を投影する過程との２つ段
階過程を含み、そして、これに起因して、像の悪さ並び
に立体画の深さ率（ｄｅｐｔｈｆａｃｔｏｒ　）を制限
するグリッドの粗さを被ることになる。

「発明の目的」 この発明の目的は、品質を向上し且つ広範囲に適用でき
る完全で、視差的且つオルソスコープ的な像を直接に作
り出すことができる方法とその装置を提供することにあ
る。

「発明の概要とその効果」 この発明によれば、単一の段階で視差的全体像を作り出
すための方法が提供され、この方法は、対象物に対して
向かい合うように配置され、対象物からの所定波長の入
射線を集束させる集束手段と、この集束手段の一方の側
に位置付けられ、対象物の一部からの放射された個々の
波のを多数生成し、擬本鏡的な形態で像を生成する区分
手段と、単一の面において、擬本鏡的な像を分離された
視差的情報に符号化し、オルソスコープ的（ｏｒｔｈｓ
ｃｏｐｉｃ）な像の観察を可能とするエンコード手段と
を具備してなる。

この発明は、可視波長の領域の入射線から屈折的又は反
射的な集束に対して適切な他の波長領域の入射線に適用
され、集束手段は、好ましくは単一の大口径レンズから
なる。そして、対象物の異なる部分からの可視入射線を
区分する手段は、オートコリメーティング透過スクリー
ン、再帰反射ユニット又は逆イメージユニット（ｒｅｔ
ｒｏｉｍａｇｉｎｇｕｎｉｔ）　　である。擬本鏡的な
像を単一の面に分離された視差的情報として符号化する
手段は、開口を有し、その表面が微小凸レンズ状のスク
リーンであるが、しかし、完全な像を作り出すことがで
きるレンズ的スクリーン（１ｅｎｓｅｄ　５ｃｒｅｅｎ
）もまた同様に使用することができる。この結果、単一
の大口径レンズ、また、オートコリメーティングスクリ
ーン、再帰反射ユニット、逆イメージユニットのおかげ
で、複合観察点からの対象物の「観察」により、１段階
の３次元オーツスコピック光学システムは、垂直方向、
水平方向又は組合わされたいかなる方向においても、視
差的な多量の情報で高解像度の像を作り出すことができ
る。それ故、この発明は、オートコリメーティングスク
リーン、あるいは、再帰反射ユニット又は逆イメージユ
ニット、並びに、その表面が微小凸レンズ状のスクリー
ン又はレンズ状スクリーンをカメラ内に組込んで、印画
フィルム上に符号化された擬本鏡的像を直接投影するこ
とにより、３−Ｄ像の生成に理想的に好適したものとな
る。分離された？ＪＡ差的な情報を復号化する手段を介
して見たとき、その結果として得られた写真は、良好な
オルソスコープ的な深さを現わし、そして、ここでは、
これまでに公知の静的記録手段の全てに共通のフリッピ
ング（Ｈｉｔ）Ｉ）ｉｎｇ）　、又は、カードボードカ
ットアウト（ｃａｒｄｂｏａｒｄ　ｃｕｔ−ｏｕｔ′）
効果は、大幅に除去されるか、又は、抑制されることに
なる。この光学システムは、映画、前述したようにエン
コード手段を備えたテレビジョン及びビデオカメラにお
けるその使用に等しく好適する。スクリーンなどの適切
な受像器は、デコード手段を面えており、このデコード
手段を介して、オーツスコピックな空間像を見ることが
できる。インスタントフィルムカメラでは、カメラに、
前述したエンコード手段が備えられており、フィルムに
は、復号化されたオーツスコピックな立体画で見えるよ
うな印刷を可能とするデコード手段が重ねられている。

この発明のテレビジョンへの適用を考慮するとき、並び
に、すべてのテレビセットがこの発明に基づく像を受取
れるべく変更されるのに必要な転換期間を考慮するとき
に重要なことは、この発明に基づいて作り出される像が
２次元の形態で完全且つ適切に見られることである。

１つの光学システムとして、この発明は、この場合、そ
の表面が微小凸レンズ状のスクリーン又はレンズ的なス
クリーン上に投影される像の深さく　ｄｅｐｔｈ）及び
解像度（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　）、並びに、垂直、水
平及び複合視差を得るこのとの出来る情報により、観察
される２個の離れた対象物間の正確な距離を測定できる
という大きな効果を有した観察手段としても、広範囲の
適用性を有している。

可視波長の領域の入射線及びレンズによる集束に適した
入射線に対して、この発明が適用されるに加え、この発
明は、ソーナー領域等の他の波長を有した入射線にも同
様に適用することができ、ここでは、入射線群を生成し
、そして、擬本鏡的な像の生成のための、例えば、再帰
反射ミラーと共に、音響レンズが利用される。この発明
がマイクロ波に適用されるとき、このマイクロ波は、適
切な磁場又は波導管によって集束される。また、発明が
マイクロ波に適用されるとき、入射線群を生成し、擬本
鏡的な像を生成するために、例えば、再帰反射ミラーが
使用される。これら両方に適用するには、ソーナー又は
マイクロ波の適切な線源が使用される。

この発明をＸ線分野に適用する場合、線形又は２次元配
列としてのＸ線の複合線源が必要となり、スロット又は
ピンホールを有した鉛バリヤーは、Ｘ１１が向けられる
対象物を越え、且つ、Ｘ線を区分するとともに、可視分
野で使用された入射線でのオルソスコープ的な形態と同
様な特性を有した形態の像を生成する手段の前に配設さ
れている。

「発明の実施例」 この発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図において、大口径の対物レンズ１は、その表面が
微小凸レンズ状をなしたスクリーン（ｌｅｎｔｉｃｕｌ
ａｒ　５ｃｒｅｅｎ）、又は、複合型スクリーン（ｉｎ
ｔｅｇｒａｌ　５ｃｒｅｅｎ）２に対し接離する方向に
移動可能に取付けられている。レンズ１の向こう側には
、オートコリメーション透過型のスクリーン３が配設さ
れている。これにより、スクリーン３は、可視波長の入
射線を集める。そして、レンズ１は、可視波長の入射線
群をスクリーン２上に集束する。

この実施例は、対象物の３次元の像を直接に見るのに使
用することができる。即ち、スクリーン２の後ろ側に印
画フィルムを配置して、この印画フィルム上に像を記録
できる。写真の表面にスクリーン２を配設することによ
って、フリッピング（Ｎｉｐｐｉｎｇ）やカードボーデ
ィング（ｃａｒｄｂｏａｄ　ｉｎｇ＞効果のない品質を
向上した。永久的且つ完全な視差的で、オルソスコープ
的な全体像が１段階の過程で提供される。

第２図は、第１図と直接的に対応するものが、しかしな
がら、この第２図では、オートコリメーティング透過レ
ンズ３の前に配設された大口径の負のレンズ４が使用さ
れている。第３図は、第１図に対応するまた別の実施例
を示しており、この第３図では、多重レンズ（ｍｕｌｔ
ｉｐｌｅ　１ｅｎｓｅｓ）を使用している。従って、こ
こで、大口径のレンズ５は、透過型の２重の複合型で且
つファインピッチのスクリーン６の前に位置付けられて
おり、可視波長の入射線群は、対をなす対物レンズ７に
向けられ、そして、これら対物レンズ７は、可視波長の
入射線群をスクリーン２に集束させる。

第４図に示されたオートコリメーティング型のスクリー
ン８の構造は、独立的に重要であり、また、作り出され
る象の改善を更に可能とする。ここで、スクリーン８は
、２重の複合型ファインピッチ透過スクリーンとして、
すりガラスからなる焦点スクリーンにより形成されてい
る。スクリーン８の両側には、独立した６角底面のレン
ズ９からなる配列が設けられている。ある状況において
は、すりガラスの焦点スクリーンから各レンズ９が離れ
るように、各レンズ９がレンズ室を備えていれば、更に
改良したものとなる。

第５図は、再帰反射型スクリーン１０を使用した変形例
を示している。ここで、入射線は、ビームスプリッタ−
１１を通じて立方体の角からなるスクリーン１０に至り
、このスクリーン１０により、入射線群は、ビームスプ
リッタ−１１に向けて反射される。そして、入射線群は
、大口径のレンズ１に向かい、スクリーン２に集束され
る。第６図には、同様な実施例が示されている。ここで
は、大口径のレンズ４は、ビームスプリッタ−１１の前
に配置されており、スクリーン１０からビームスプリッ
タ−１１に反射された入射線は、スクリーン２に直接に
向けられる。第７図は、多重レンズシステムを示してお
り、ここでは、大口径レンズ１は、ビームスプリッタ−
１１を介して、この実施例の場合、ファインピッチの３
重ミラーであって、ファインピッチの立方体の角又は数
珠状の配列からなるスクリーン反射体１０Ａに入射線を
集束し、そして、入射線群をど−ムスブリッタ−１１に
戻すように反射して、対物レンズに７に向かわせ、そし
て、入射線群をスクリーン２上に集束させる。

第８図に図示された再帰反射型のスクリーンは、独立的
しでに重要である。ここで、ファインピッチの数珠状配
列からなるスクリーン又は立方体の角配列からなるスク
リーンは、基部が６角形状のレンズ９の配列で１われで
いる。これにより、レンズ９は、スクリーンから分離さ
れ、１つのレンズ９によって生成される象の完全性を維
持し、そして、近接したレンズ９における像のいかなる
混合（ｃｒｏｓｓ−ｔａｌｋ＞やオーバスピル（０Ｖｅ
ｒＳｐｉ　ｌ　１）を阻止するため、各レンズがレンズ
室を有しているならば、更に改善されたものとなる。

第１乃至第９図の各実施例は、直接的な光学的観察シス
テム（Ｖｉｆ３ＷｉｎＱ　５ｙＳｔｅｌｌ）や静止画用
カメラ又はテレビジョンカメラなどの動画用カメラに使
用することができる。

第９図は、この発明をＸ線に適用した例が示されている
。可視光線とは異なり、実用に洪されるＸ線は、特に作
り出されたものである。従って、大口径のレンズの代わ
りに、Ｘ線の点源（ｐａｉｎｔ３ｏｕｒｃｅ　＞の２次
元配列を作り出すための手段１２が対象物１３の反対側
に配設されており、そして、蛍光スクリーン１４の一方
の側には、多孔性の鉛スクリーン１５が配置されており
、蛍光スクリーン１４の他方の側には、複合型のレンズ
配列１５Ａが配置されている。このレンズ配列１５Ａは
、２重の摺合型スクリーン１６に向かうＸ線群を生起し
、そして、このスクリーン１６上に対ゑ物の３次元Ｘ線
像を見ることが出来る。２重の複合型スクリーンは、永
久記録媒体に置換えることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す像生成システムの
概略図１、第２図乃至第９図は、この発明の変形例を夫
々示す概略図である。 １．７・・・対物レンズ、２．３，８，１０．１６・・
・スクリーン、４・・・負のレンズ、５．９・・・レン
ズ、１１・・・ビームスプリーツター、１２・・・手段
、１３・・・対象物、１５Ａ・・・レンズ配列。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 陽 ゆ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、対象物に対して向かい合うように配置され、対象物
   からの所定の波長を有する入射線を集束させる集束手段
   と、この集束手段の一方の側に位置付けられ、対象物の
   一部からの放射された個々の波群を多数生成し、擬本鏡
   的な形態で像を生成する区分手段と、単一の面において
   、擬本鏡的な像を分離された視差的情報に符号化し、オ
   ルソスコープ的な像の観察を可能とするエンコード手段
   とを具備した視差的全体像の生成方法。 ２、入射線は、可視領域の波長を有しており、集束手段
   は、単一の大口径レンズである特許請求の範囲第１項に
   記載の視差的全体像の生成方法。 ３、入射線の区分手段は、オートコリメーティング透過
   スクリーンである特許請求の範囲第１項又は第２項に記
   載の視差的全体像の生成方法。 ４、入射線の区分手段は、透過型で且つ２重の複合型フ
   ァインピッチスクリーンである特許請求の範囲第１項又
   は第２項に記載の視差的全体像の生成方法。 ５、入射線の区分手段は、再帰反射ユニットである特許
   請求の範囲第１項又は第２項に記載の視差的全体像の生
   成方法。 ６、入射線の区分手段は、逆イメージユニットである特
   許請求の範囲第１項又は第２項に記載の視差的全体像の
   生成方法。 ７、エンコード手段は、開口型で、その表面が微小凸レ
   ンズ状のスクリーンである特許請求の範囲第１項に記載
   の視差的全体像の生成方法。 ８、エンコード手段は、完全な像を生成可能なレンズ的
   スクリーンである特許請求の範囲第１項に記載の視差的
   全体像の生成方法。 ９、大口径のレンズを有した静止的若しくは動的フィル
   ムカメラと、このカメラ内に配設されたオートコリメー
   ティングスクリーン、再帰反射ユニット又は逆イメージ
   ユニット、並びに、印画フィルム上に直接的に、符号化
   された擬本鏡的な像を投影するため、その表面が微小凸
   レンズ状をなしたスクリーン又はレンズ的スクリーンと
   を具備した視差的全体像の生成装置。 １０、大口径のレンズを有したテレビジョンカメラと、
   このテレビジョンカメラ内に配設され、符号化された擬
   本鏡的な像を投影するためのオートコリメーティングス
   クリーン、再帰反射ユニット若しくは逆イメージユニッ
   ト、並びに、その表面が微小凸レンズ状をなしたスクリ
   ーン又はレンズ的スクリーンと、離れた受像器に伝達す
   るため、擬本鏡的な像を適切な形態に変換する手段とを
   具備した視差的全体像の生成装置。 １１、入射線の波長がソーナー領域にあるとき、入射線
   群を生成するため、再帰反射型ミラーを備えてなる特許
   請求の範囲第９項に記載の視差的全体像の生成装置。 １２、入射線の波長は、マイクロ波の領域にあり、入射
   線群の生成及び擬本鏡的な像の生成のための再帰反射型
   ミラーを備え、焦点合せは、磁場又は波導管によりなさ
   れる特許請求の範囲第９項に記載の視差型全体像の生成
   装置。 １３、入射線は、Ｘ線であり、複合対象物と、この対象
   物を越えて多孔性の鉛スクリーンと、この鉛バリヤーの
   後ろ側のＸ線を区分して、エンコード手段に向ける区分
   手段を含み、エンコード手段は、擬本鏡的な像を単一の
   面上に分離した視差的情報として符号化する特許請求の
   範囲第９項に記載の視差型全体像の生成装置。 １４、エンコード手段は、直接に観察する為ための、２
   重の複合スクリーンを備えてなる特許請求の範囲第１３
   項に記載の視差的全体像の生成装置。 １５、エンコード手段は、永久的な３−Ｄ像を作り出す
   ための印画フィルムである特許請求の範囲第１３項に記
   載の視差的全体像の生成装置。