JPS62208790A

JPS62208790A - ３次元画像投写システム

Info

Publication number: JPS62208790A
Application number: JP61291687A
Authority: JP
Inventors: ジー　ビー　カービイ　ミーチャム
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-12-09
Filing date: 1986-12-09
Publication date: 1987-09-14
Also published as: EP0226115B1; DE3684256D1; EP0226115A2; EP0226115A3; US4740073A

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】（発明の背景）これは、１９８２年１２Ｊ］２７０出願の特許出願筒４
５３゜６１１　号の部分継続である。

ステレオ画像は、対象物の各部の空間的関係を正確に認
める°１ｒを重要視する多数の分野における用途を有す
る。例えば、空中写真の解読、断層画像の解剖学的可視
化、及び危険区域または宇宙空間における遠隔操作。古
くから、娯楽分野においても、２次元画像に比べて３次
元画像の視覚迫力増強に関心が持たれている。

在来のステレオ・スコープ・システムは、ステレオ・ベ
アの適当なメンバーを左右の眼に与えるアイピースを凝
視するか、もしくはスクリーン上の二重像の一方を消去
してそれぞれに左眼用また右眼用の画像のみを通す眼鏡
またはゴーグルを着用することを必要としている。これ
らの要求は観測者にとって不便であるために、２次元画
像を見るのと同等の自由さで観測でき直視型３次元画像
の現出に関して数多くの努力が行なわれた。しかしこの
様なステレオ画像の開発は技術的に困難であることが実
証されている。ホログラム及びレンズ状スクリーン・ハ
ード・コピーを使用する試みは成る程度の成功は認めら
れるが、フィルム投写及びテレビジョンに関する試みは
、現在のところまだ研究室段階にとどまっている。特に
、技術的に最も実現の可能性のある従来手法による試み
は、ダブルイメージ・ゾーン、擬似スコープ・イメージ
・ゾーン、適当な観測を行ない得る位置が極めて狭い範
囲に限定される事、及びイメージ・フィールド内に現わ
れるダーク・ゾーン等の制約を打する。さらに、自動ス
テレオ画像を現出するための提案または特許の数も数件
を下らないが、これらはいずれも、構想トの欠陥があっ
て３次元イメージを実現することができない。

在来手法はフィルム・ベースの自動ステレオ表示に集中
しており、テレビジョンを用いてこの結果を実現する手
段に関しては殆ど何等の示唆も与えられてはいない。特
にテレビジョン画像構成における走査の性質はフィルム
による画像構成とは全く異っており、問題と機会の特有
なセットを提供することになるが、これに関しては何等
言及されていない。

この発明の中心をなす特徴は、在来手法の多くのものに
見出される画像欠陥を除去する改良、テレビジョンの走
査性を利用して今までになく効果的で単純な自動ステレ
オ表示を可能にする１斬新な方法、及び大スクリーン表
示に対する個々の観測者の観視装置の改良である。

（発明の要約）この発明は、観測者と画像表面との間に１本以上の縦方
向の透明スリットを有する静止または動く不透明マスク
を挿入する一般用自動ステレオ表示に関する。画像面は
、陰極線等の面、映画スクリーン（前方投射または後方
投射）、その他迅速に動く画像を作る如何なる装置であ
っても差し支えはない。バララックにもとづいて観測者
の左右の視線はスリットを通して画像面の異る位置と交
わる。画素の１セツトが、左眼の視線が画像面と交わる
位置に構成され、画素の別のセットが台用位置に構成さ
れると、それぞれの眼は別の画像を受けることになる。

この受信画像がステレオ・べアをなしていれば観測者は
シーンに対して３次元印象を持つことになる。画素の２
セット以上が同時に存在すると、観測者か頭を動かすと
ステレオ効果に加えて、ｑ、　ｌｌ１ｌ的な変化を感す
ることになる。

発明者の実験によれば、：ｔ（１限された視点位置で極
めて優れた自動ステレオ・ビューが得られ、８視画像で
は視点位置か比較的広くなり実物を見るのと同様な鳥敞
的なイルージョンを認めることができた。

（発明の構成及び作用）この発明及び在来手法を大幅に改良する基本的な考え方
は第１図に示されている。第１図に間隔を取り、平行、
垂直でその中間にこれと対応する幅の間隙１４を有する
不透明バー１２からなるグリッド１０が示されている。

グリッドＩＯは、観覧者がグリッドを通してスクリーン
を見える用に投射スクリーン１６に近接して配置される
。ストリップが交互に、ステレオ・ベアから、左眼及び
右眼イメージを構成する様に、スクリーン上にイメージ
・ストリップ１８を投写付加する手段が色々と開発され
てきた。イメージ・ストリップとグリッドが適当に配列
されると映画館内の成る位置２０の観覧者は左眼では左
眼ストリップだけか見え、右眼では右眼ストリップだけ
が見えることになり、その結果としてステレオ印象が生
ずる。しかしこの画像は２つの欠陥な有する。第１はビ
ューイング・ゾーンが非常に狭く制限される、即ち、少
し動くと観測者がダブル・イメージ・ゾーン２２に来て
、それぞれの眼が同時に左眼イメージ・ストリップと右
眼イメージ・ストリップを見ることになる。さらに動く
と凝視スコープ・ゾーン２４に達し、右眼は左眼ストリ
ップを、左眼は右眼ストリップを見ることになる。これ
らのダブル・イメージ及び凝視スコープ・ゾーンはステ
レオ・スコープ効果を破壊し、不快視感を生ずる。第二
の問題は、グリッド・バー１２が画像内に垂直な暗いス
トリップとして認められることである。発明者の実験で
は暗いバーがステレオ効果を阻害することはないが邪魔
になる事が認められた。在来特許の大多数は、基本構想
におけるこられの欠陥の補正を取り扱フている。

グリッド・バー１２が見えることは比較的に簡単な問題
で、視覚の継続が完全な像が常時存在していると錯１゛
ｔさせるのに充分な速さでグリッドｌＯを動かすことに
よって解決される。イメージ・ストリップ１８の内容が
移動グリッドＩＯと周期して変り、その周期の間完全画
像として描かれなければならないことに注目する必要が
ある。移動グリッド試みを行なっている在来手法の参照
資料の１つ、Ｎｏａｉｌｌｏｎ（１，１７２，７８２；
２，１９８．５７８；３，１９６，４５６）では、ビュ
ーイング・グリッドを投写マスクを発生させるストリッ
プとして使用することによって同期を確保している。他
の資料、５ａｖｏｙｅ（２，４４１゜６７４）では投写
マスクをビューイング・グリッドと同一の回転円錐機構
に組み合わせている。Ｒｏｓｓ（：］、１９９，１１６
）は、移動グリッドを用いているが別の種類の装置を用
いているので上記のものとは別に述べることにする。こ
の発明は、Ｎｏａｉｌｌｏｎ、及び５ａｖｏｙｅによっ
て提案されている視覚作用の残像性を用いて垂直バーの
見えない完全画像を得ることにしている。ダブルイメー
ジ及び擬似スコープ像の除去はさらに困難な間逆でその
実用的解決法の数は限られている。最近の２つのＮｏａ
　ｉ　ｌ　ｉｏｎ資料（２，１９８，６７８；：１，１
９６，４５６）における多層グリッドは瞳孔間バリアを
構成することによってダブルイメージ及び擬似スコープ
・イメージ・ゾーンを消去する機能を有する。恐らく、
これは、以前のＮｏａｌｌｏｎシステム（１，７７２，
７８２）が単層グリッドを用いて擬似スコープ・イメー
ジ・ゾーン及びダブル・イメージ・ゾーンを生じさせた
のに対する補正のためのものであったに違いない。５ａ
ｖｏｙｅ（２，４４１，６７４）はこれらに非常に近い
特性のものであろうと考えられる。後期のＮｏａｉｌｌ
ｏｎ資料における多層グリッドはこの視線に対するその
適用を制限する。前記のＮｏａｉｌｌｏｎ、及び５ａｖ
ｏｙｅの理論的構想は、単層グリッドのためこの制限を
有せず、それらの資料は二視画像システムについての言
及に止まっている。にｅｙｚｅｒ（２，３０７，２７５
）は、二視画像、及び５視画像単層グリッド・ステレオ
・スコープシステムにおいて、第２図のイメージ・スト
リップ１８のセット間のダーク・バンドをインタホーズ
させることによって擬似スコープ・ゾーンを消去してい
る。その効果は、第１図の擬似スコープ・ゾーン２４を
ダーク・ゾーン２８で置換する事である。これは重要な
改良ではあるが、ダブル・イメージ問題には触れていな
い。与えられたセットのイメージ・ストリップは相隣り
合っており、それぞれのセット内のイメージ・ストリッ
プの一部が単一の視線位置３０から同時に見えることに
なる。にｃｙｚｅｒは、画像中の垂直黒線除去に対する
グリッドの運動に関しては開示していない。

この発明の主要な観点は、擬似スコープ・イメージ・ゾ
ーンとダブル・イメージ・ゾーンの両方を、第３図に示
されているストリップ１８のセット間の比較的に大きい
ダーク・バンド３４に加えてストリップ・セット内のイ
メージ・ストリップ１８に比較的小さいダーク・バンド
３２を介在させることによって消去することである。小
さいダーク・バンド３２は、与えられた視線位置からは
、同じ時間内では１つのセットのストリップ１８だけし
かみえない様に保証する。小ダーク・バンド３２がグリ
ッド間隙１４と近似的に同じ幅を打″４−る場合には、
タプル・イメージ・ゾーンは視野内にダーク・ゾーン３
（３を生ずることなしに消去される。その代わり、左眼
、及び右眼ビューイング・ゾーンの間に境界３６が存在
することになる。ストリップのセット間の比較的大きい
ダーク・バンド３４は、観測者の瞳孔間スペーシングよ
りも広い視野内にダーク・ゾーン３８を生ずる。このこ
とは、観測者の右眼が左眼イメージを見、同時に左眼か
も眼イメージを見る擬似スコープ位置が存在しない事を
保証する。既に述べた様に、この発明は、イメージ中の
ダーク・バンドを消去するために移動グリッドの採用を
推！３１１−る。

ステレオ・スコープ・イメージは有限数の特定位置から
しか見られないと言う’１を実は自動ステレオ・スコー
プ・システムの宿命である。これらの位置の数、サイズ
、及びロケーションは表示される実物を見る方向の数と
スクリーン・グリッドの幾何学的位置に依存する。特に
２ビユー・システムではビューイング・ロケーションの
サイズは著しく制限される。引用資料の若干のものは、
この宿命的な特性を、視野の任意の位置に居る観測者に
対してステレオ・スコープ・イメージを提供するために
走査の採用によって克服しようとしているが、いずれも
成功していない。こられの考え方の錯誤は、観測者の任
意の眼の位置で観測者の右眼に対して右眼イメージを送
り得る光学的システムは同時に左眼イメージをも送るこ
とになり、その逆も成り立つ事にある。その結果とこそ
でもダブルイメージが認められることになる。ＭａｔＬ
ｈｅｗｓ（２，４０１，１７３）　、　１１ｏｓｅｎｂ
１ｏｏｍ（２，９７４，５６２）　、　Ｄｕｄｌｅｙ（
英４８１，８７９）及びＣｈｒｏｎｓｔｅｒｃｏｓｃｏ
ｐｉｅ　（英５０４，１５２）はすべてこの欠点を有す
る。

１ｏｓｓ　（３、１９９、１１６）は、ブラック・ライ
ン、ダブル・イメージ及び擬似スコープ・イメージ問題
を解いているが、この発明ならびにその他の上記参照の
手法とは著しく異っている。それぞれに少しずつ異った
鳥敞のタイム・シーケンス画像をスクリ−ン上にフラッ
シュする。観測者とスクリーンの間に設けられた同期移
動スリットか観測者の一方の眼がスクリーン上の画像を
見、次のフラッシュで他方の眼がスクリーン上の次のシ
ーケンスの画像を見る様にする。幾何学的関係位置を適
当に選定し、相次ぐ画像の間の変化を鳥激変化に対応さ
せることによって、ダブル・イメージ・ゾーンも擬似ス
コープ・ゾーンをも含まないステレオ・イメージが得ら
れる。１ｌｏｓｓシステムとこの発明を含み、その他の
システムとの間の鍵となる相違は次の通りである。第一
にＲｏｓｓの特許はタイム・シーケンスで広いイメージ
・フィールドを表わすのに対してその他のシステムは同
時にイメージ・ストリップを表わすことである。第二に
、ｆｌｏｓｓシステムでは移動スリットが不可欠で、こ
れなくしてはステレオイメージは表わせない。他のシス
テムは、静止グリッドでステレオ効果を出し、グリッド
移動はダーク・ラインを消去するだけの目的である。第
三に、ｆｌｏｓｓシステムにおける移動スリットは、基
のイメージ・シーケンスを記録したカメラのレンズ面と
等価な面内における物理的な対象である。他のシステム
は物理的グリッドをスクリーンに遂かに近づけて置き、
カメラのレンズに等価な仮想アパーチュアを構成するこ
とを可能にする。

要するに、この発明は、擬似スコープ・ゾーンを消去す
るにｅｙＺｅｒの手法に対してブラック・ラインを消去
するためにＮｏａｉｌｌｏｎ及び５ａｖｏｙｅが提案し
ている視覚法の残像性を適用し、さらにダブル・イメー
ジ・ゾーンを除くためにイメージ・ライン・セットの中
に小ダーク・バンド３２のキー・エレメントを追加する
ものである。この事は、この種の自動ステレオ・スコー
プ装置の影響する最後の主要問題を解決し数多くの応用
への方法を開くことになるので技術の現状に対する重要
な進歩を示すものである。

第４図は、上記の原理の応用を説明するフィルム画像ベ
ースの自動ステレオ・スコープ・システムの平面図を示
している。多数のプロジェクタ４０、この例では４０ａ
、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄの４個、が半透明スクリーン
４２の背面に４個の実画像Ａ、Ｂ。

Ｃ，Ｄを「［ね写しできる様に配置される。観測者はこ
わらの画像を、プロジェクタと反対のスクリーン４２・
サイトから見る。シャドウ・マスクは、スクリーン４２
のプロジェクタ・サイドに対して平行に設置される。こ
のマスク４４は、多数の狭い、垂直な光透過スリット４
６を有し、その間に不透明部分４８を有し、イメージ・
ストリップＡ。

Ｂ、Ｃ，Ｄをスクリーン４２の分散面上に構成する作用
を行う。

シャドウ・マスク４４のスクリーン４２のスクリーン分
散表面からの間隔、透過スリット４６の幅、スリット４
６の間隔、及びプロジェクタ４０の位置は第５図に示す
様に調節され特定の関係を保つ様にセットされる。スリ
ット４６の幅、プロジェクタ４０の角度間隔及びシャド
ウ・マスク４４のスクリーン４２の分散層からの距離は
、スクリーンの分散層上に照射されたイメージ・ストリ
ップＡ、Ｂ、Ｃ。

Ｄがその間に幅りの狭いダーク・バンド５１を持つ様に
選定される。幅りは、ビューイング・マスク５４におい
てスリット５２とほぼ同じ幅になり、単眼が同時にスリ
ットを通して２つのストリップの充分に大きな面積を見
てダブルイメージが生ずるのを防止する様に選定される
。

実験では、小程度のダブル・イメージ化は事実上ダブル
・イメージとしては認められないで、観測者が視点をシ
フトする時の１つの画像から次の画像への移り変わりと
して誤認された。シャドウ・マスク・スリット・センタ
ー４６の間隔Ｐ１は、充分な幅の４木のストリップ・グ
ループの間のダーク・バンドＸが、観測者が公称観測距
離において、１眼で“Ａ”ストリップを見、他用で隣の
グループの“Ｄ”ストリップを同時に見ることができな
い様に選定される。この条件を保持することによって擬
似スコープ・イメージの視認を防止できる。

スクリーン４２の観測者サイドに平行に位置されている
ビューイング・マスク５４はシャドウ・マスク４４と寸
法及び構造上相似であるが必ずしも同一である必要はな
い。その透明スリット５２はシャドウ・マスク・スリッ
ト４６と１対上の対応をなし、両マスクは、第４図にブ
ロックで示されている機構５８によって一体として、振
幅１スリット間隔以上、周波数３０１１ｚ以上で振動さ
せられる。上述した様にビューイング・マスク内の透明
スリット５２の幅Ｗ２は、ダブル・イメージ防御とイメ
ージからイメージへの推移を最適化する為にダーク・バ
ンドＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄの幅りとの関連で選定される。マス
ク５４のスクリーン４２の画像面からの距離及びスリッ
ト５２間の距ｔａ　Ｐ　２は、スクリーン４２に平行な
平面ｘ−ｘ内にビューイング・ゾーンまたは仮想アパー
チュア５９の列を構成する様に選択される。仮想アパー
チュア・ブレーンｘ−ｘとスクリーン４２との間の距離
りは代表的な基準視距離、スクリーン幅の２〜３倍のオ
ーダ、である。４つの投射画像の中の１つは、眼の位置
のいかんにかかわらず仮想アパーチュアの各々を通して
見られることができる。仮想アパーチュアの境界には、
両イメージが見えないかまたはダブル・イメージの見え
る狭いゾーンが存在する。注意深く設計し、調整するこ
とによってこれらのゾーンを、観測者に気付かれない程
度まで削減することができる。その効果は多分に心理的
であり、テレビジョンの走査線現象が観測者が画像内容
に注意を集中している時には気付かない現象と似ている
。

第１３図に示されている様に丁度２つのイメージが存在
する場合には観測者は、右眼１２２を右眼ビュー仮想ア
パーチュア１２２に、左眼１１Ｂを左眼ビュー仮想アパ
ーチュア１２０に置く様に位置してステレオ・スコープ
印象を視認しなければならない。このことは頭の横方向
の動きを観測者の瞳孔間隔以内に制限しなければならな
い。異なったビュー・ポイント・イメージの数が増加す
るに従って、ステレオ・スコープ・ビューイング・エリ
アは増加し、あたかも観測者の位置の変化に伴ってシー
ンの現われ方が変わるのと同様になる。このことは、４
つの異なるビュー・ポイントからのイメージを有するシ
ステムに対して第６図で説明されている。眼の位置が左
右に及びスクリーン４２とビューイング・マスク５４に
近づいたり遠ざかる様に変化するに従７て、スクリーン
は、仮想アパーチュア５８のアレイの色々なセクション
を通して見られることになる。代表的な場合として、有
利な点から見られるイメージは人力イメージの２つ以上
の複合となる。有利点に伴う複合イメージの変化パター
ンは視点の変化に伴う原対象物の現われ方の変化を、模
倣する様なものとなる。この効果は、仮想アパーチュア
の面の前後何れにおいても正しく保持される。実物の固
体対象物を見ているという幻想は、人力画像の数が増加
する程強調される。画像間の不連続性が段々と小さくな
り、烏敞変化を伴う観測者の許容運動範囲が増加する。

発明者によって開発された、人力画像として８枚のカラ
ー・スライドを用いた実験装置はホログラムと同等の深
みの幻想を現わし、全自然色の特徴を加味し、高分解能
で、イメージ・レコーディングまたはビューイングにコ
ヒレント光を必要としないものとなった。

第７図は、プロジェクタ及びビューイング・マスク７２
の後方にイメージ・ストリップを構成するためのシャド
ウ・マスクを用いないで陰極線管７０を用いて実現した
この発明を示している。その他の点では、このシステム
の構造エレメントは上記の投写フィルム・イメージで実
現したものと同等のものである。ビューイング・マスク
７２は機構７４によって振動させられ、フィルム投写シ
ステムと同じ総合結果を達成するためにイメージ・ライ
ンＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄをこれと一体化して動かされる。

座標運動は第８図（八）に示されている電子制御ユニッ
ト７６によって達成される。電子制御ユニットは陰極線
管フ０及びビューイング・マスク７２の作動を制御する
。このテレビジョン別形構想における動くイメージ・ラ
インを発生させる手段は、以前の手法では予見されなか
ったものであるが、フィルム別形ならびに在来手法に比
べて重要な機能的利点を提供するものである。

第１に、第８図（Ｂ）に示されている様に、イメージ・
ラインＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄはそれぞれに陰極線管電子ビーム
の単一垂直ストロークによって形成され、従って画素ま
たはピクセル幅である。与えられたイメージ分解能に対
して、これは最小可能ライン幅となる。最近のテレビジ
ョン表示器では全スクリーン幅の１１５００〜１／２０
００が標準になっている。狭ライン幅の利点は第９図（
八）に説明されている。狭ライン７１がこれに比べて幅
の広いマスク７５の中のスリット７２と組み合わせされ
るとそれを通してイメージが見られる仮想アパーチュア
７７はサイドからサイドまで一様に照射され、エツジ７
９でシャープ・カットオフを持つことになる。

これらの特性は、ダブル・イメージ・ゾーンまたは不＋
１ＪＩ瞭なゾーンなしに相互に隣合って配置される。第
９図（Ｂ）の様に、スリット８１とイメージ・ライン８
３がコンパラブルな幅である場合には、仮想アパーチュ
ア８５の光強度は、中心におけるピーク８７からエツジ
９１でのＯまで一様に変化する。この状態は投写フィル
ム・イメージの典型で、相隣る仮想アパーチュアの間の
境界における不明瞭なゾーン対ダブル・イメージ・ゾー
ンの注意深いバランシングを必要とする。投写フィルム
・イメージの狭イメージ・ラインは、狭ラインを形成す
るのに必要な狭シャドウ・マスク・スリットによって生
ずる大きな光損失が避けられないので実用的ではない。

広いイメージ・ライン９３と狭いビューイング・スリッ
ト９５との組み合わせ、第９図（Ｃ）は、狭ラインと、
一様照明シャープ・エツジ・カットオフを有する広スリ
ットによって形成されるのと同様な仮想アパーチュア９
７となる。しかしながら、狭ビューイング・スリット９
５は大きな光損失を伴うこととなる。

このテレビジョン・ベース・システムの第２の大きな利
点は照明効率である。第９図（八）の各イメージ・ライ
ン７１が単一の垂直テレビジョン走査ラインである場合
には、観測者は仮想アパーチュア７７を介して直接的に
迅速に動く走査スポットを見ているのでシステムにおけ
る見掛は上の光損失はない。このフライング・スポット
は観測者の網膜−トにあたかもマスク７５が存在したか
のように的確に「ペイント」される。マスク７５は単に
観測者かイメージを見得る眼の位置の範囲を制限するだ
けの役目を果す。フライング・スポット・イメージ走査
が現実のイメージの印象を作り出し得る心理的ならびに
光学的プロセスは通常のテレビジョンによって利用され
ているのと同じである。

要するに、この発明におけるテレビジョンのフライング
・スポットの特徴の開拓は、他の方法では得られない照
明効率と最適仮想アパーチュア特性の組み合わせを可能
にする。次項においてこの発明の実用テレビジョンに対
する適用例について述べる。

第１０図は、２視画像のテレビジョン・ベース・自動ス
テレオ・スコープ表示器の平面図である。

スプロケット９６の４セツトの回りに送られるスリット
９４を含むエンドレス・ベルト９２は、一方向運動で陰
極線管９８の面上を横切フて送られ、陰極線管の後方を
通って戻って来る。任意の瞬間に、成る数の移動スリッ
ト９４が観測者１００と陰極線管面との間に位置する。

公知設計のサーボ・システム（図には示されていない）
によって制御されるモータガスプロケット９６を、ベル
ト９２内のスリット９４が移動しているイメージ走査ラ
イン９４に対して所定の関係で動く様に駆動する。すべ
ての瞬間において、走査ライン１０２のスリット９４に
対する関係は、右眼ビュー走査ライン１０２のみが右眼
仮想アパーチュア１０４区域内において見え、左眼ビュ
ー走査ライン１０２のみが左眼仮想アパーチュア＋０６
の区域内で見える様に保証される。観測者位置＋００の
観測者自身は、その左眼で左眼仮想アパーチュアを介し
、右眼で右眼仮想アパーチュアを介して見ており、両イ
メージが正しくステレオ・ベアを保っているとするとス
テレオ・スコープ印象を受けることになる。

第１Ｏ図のシステムで用いられるビデオ走査パターンの
タイプを第１１図に示す。標準的に毎秒３０〜６０回で
繰り返されるそれぞれの全画像は、フレーム毎のシーケ
ンスで構成されている。１フレームは、観測者と陰極線
管面との間の各スリットに対して左眼及び右眼イメージ
走査ライン１１Ｏ９１１２のそれぞれの１本で構成され
る。各フレームは１走査ラインの幅のステップで先行フ
レームの右方へ送られて行き、最後のフレームが完了し
た時にそのイメージ、ステレオ・ベアのそれぞれのメン
バの１つが表示されることになる。この時点で、スリッ
トが１スリット間隔だけ進み、上記のプロセスが再スタ
ートする。陰極線管電子ビームの指向点がビーム電流を
伴わずに移動する帰線１１４がビームをそれぞれのイメ
ージ・フォーミング・ストロークのスタート用にビーム
の位置決めに用いられる。このパターンの正味の効果は
、一対のイメージ・ラインをそれぞれの動いているスリ
ットの背後で「アニメート」し、イメージ・ラインが陰
極線管面を横切っているスリットに追随し、全体として
ステレオ・ベアの両メンバを形成する様にする。

第１Ｏ図及び第１１図の２視画像システムは、ひとつに
は単純にして分り易くするために、いまひとつにはこの
発明の初期の応用として空中写真分析への応用を念頭に
置いて、実用システムを説明しる例として用いられたも
のである。視点画像の増加は、それぞれにスリットを伴
うイメージ・ラインの数を増加することによって極めて
容易に実現される。第１２図は第１１図の２視点パター
ンと相似な４視点システム用の走査パターンを示してい
る。

第１０図及び第１１図の２視点システムの全体像と有用
ビューイング・ゾーンを第１３図に示す。全体像におい
て、表示器１１６は標準的なビデオ・ワーク・ステーシ
ョンと似ており、中心視点位置１１９の外側にいる観測
者が、左側または右側仮想アパーチュア１２０及び＋２
２を介して２次元画像を視認する。中心位置＋１９にい
る観測者はステレオ・スコープ・イメージを視認するこ
とになる。

今迄に述べて来たシステムは、投写スクリーン、その他
の画像面と、これと密接に関係しており、観測区域のす
べての観測者に役立つビューイング・マスクで構成され
ていた。既に述べた様に、視野の中にダーク・ゾーンが
発生するためにすべての位置が良好な視点となる訳では
ない。この事は、ラージ・スクリーンに理論的にセット
された一群の人々に対して画像表示をする場合に特に問
題となる様である。原理的には、対象物に対する画像の
視点数を増加することによって観測者に対する許容可能
な視点区域を増大させることが可能ではあるが、更に実
用的な解決法としては、少ない数の視点画像をラージ・
スクリーン上に投射し、観客の１人１人にビューイング
装置または「窓」を持たせることであろう。この様なシ
ステムの全体的なアレンジメントを第１４図に示す。ス
クリーン、その他の画像形成面１２４を、観覧席１２６
のグループに着席している観客に対して供覧位置に設置
する。観客はそれぞれの席に適宜な位置、顔面から１〜
２フイートの位置、に取り付けられているビューイング
装置１２８を通して画面を見る。次に詳細に説明する様
に、観客は、全般的視点区域内の位置には関係なく、３
次元イメージを視認する。

ビューイング装置、第１５図、は垂直な透明スリット１
３２とスリット１３２を通る視線を通す窓１３６を含む
エンドレスな不透明カーテン１３４用のフレームと支持
メンバ（図には示されていない）から成る。このカーテ
ンは、横方向に間隔を有する平行ローラ１３８上に装着
される。さらに、（図には示されていないか）制御され
た速度と位相関係でローラＩ３８とカーテンを駆動する
モータと制御システムが含まれる。第１７図（＾）　、
　（Ｂ）　、　（Ｃ）　、　（Ｄ）はスリット１３２が
ローラによって駆動されてビューイング装置の開口を横
切って動くに従って生ずるスリット１３２の継次的な位
置を示している。正味の効果は、バリアを横切って左か
ら右へ動く不透明バリア中の透明スリットの作用である
。このスリットは次のサイクルのために戻って来るので
、右から右への移動開口を生ずる。この作動はシステム
としては不必要であり、イメージ・スクリーンが相次ぐ
イメージの間で暗くなっている間に行われ観客には気付
かれない。

この発明の上記の変形の作動を第１７図（＾）、（Ｂ）
。

（（：）　、　（Ｄ）で説明する。イメージ・ライン１
４０の単一のセットが所要の多島徹視画像を形成してい
る画像面１４２を横切フて掃引される。移動スリット１
４４の速度ならびに位相は、与えられた眼の位置では、
ただ１本の移動イメージ・ライン１４０が画像面１４２
を横切って全体のイメージを構成するのが見える様に制
御される。観客の瞳孔間隔によってそれぞれの眼がそれ
ぞれに異なる視点画像を視認する様に位置しそれぞれの
画像に対するバララックの差（視差）がステレオ印象を
与えることになる。このビューイング装置の鍵となる特
徴は、単一の垂直スリブ）　１３２が連続運動で視野内
を横切ること、及び光学的アレンジメントによって、観
客の顔から１〜２フイートの位置にこの装置が位置する
様にすることである。これと対象的に、Ｔｈｅｇｅ　（
英、　４，２０９，９０５）、５Ｌｏｂｉｅ（英、　２
４７，２３９）、Ｆｒａｎｋｌｉｎ　（仏、　９４１，
６６１）及びＲｅ１ｉｅｆ　Ｌｙｏｎ　Ｆｒａｎｃｅ（
仏、　’１３４，７４７　）等のこれ迄の参照資料は双
眼鏡の様に顔面に密著して保持しなければならず、２視
点システムに対してしか使用できないビューイング装置
を提案している。従来の手法による装置に対する単一ス
リット・ビューイング・ステーションと見掛は上は似て
いるにもかかわらず、その作動原理は異なっており、大
きな眼の負担軽減および２視点以上多視点ビューに対す
る能力を備え、従フて、頭の運動の自由度が得られると
いう機能的な利点が顕著である。

ここで述べられた機械的に動かすスリット機構は、原理
を説明するために意図されたもので、横方向に動く透明
移動スリットの光学的効果を発生させる唯一の手段では
ない。例えば電子切換え可能な液晶の最近の開発は可動
部分を含まない等価な装置の出現を約束している。

特許請求の範囲には次の術語ならびに定義が使用されて
いる：「画像面」は、面方または後方投写スクリーン、陰極線
管、光放射装置の移動リニア・アレイの軌跡、その地表
面上に画像を表示する手段を含む。その表面は必ずしも
平面である事を必要としない。

「移動スリット」は、任意の不透明材料のシート上に設
けられ物理的に移動するスリット開口、その他すべての
機械的、光学的ないしは電子−光学的にこれと等価なも
のを含む。移動は、単一方向または振動型であり、画像
のすべての区域で連続に存在すると錯覚されるのに充分
な速さで移動するものとする。

「イメージ・ストリップ」は、移動スリットに伴われて
動く画像面上の垂直照射帯。イメージ・ストロリップと
移動スリットとの組み合わせは、与えられたイメージ・
ストリップによって形成されるイメージのビューイング
・ゾーンをビューイング・フィールド内の特定位置に限
定する。このストリップは公知の方法によって画像面上
に形成される。

「イメージ・ストリップ・グループ」は、それぞれに別
の画像を形成するイメージ・ストリップのセットである
。１つのグループには２つ以上のイメージ・ストリップ
が含まれ、１個以上のグループによって全イメージ・フ
ィールドが形成される。

［イメージ・フィールド］は、観測者によって視認され
る絵の全体の広がりである。イメージ・フィールドは単
体として単一のスリットと単一のイメージ・グループで
形成されることもあるし、また、垂直部分のモザイクと
して、各部分が多数のスリットに伴われる複数のストリ
ップ・グループで同時に形成されることもある。

［ビューイング・ゾーン］は、それを通して画像の特定
の展望が観測される仮想アパーチュアまたは空間的な区
域である。観測者がその左眼を左眼ビューイング・ポイ
ント・イメージ・ゾーンに、右眼を右眼ビューイング・
ポイント・イメージ・ゾーンに置けば、観測者が、その
画像をステレオ・スコープ的に視認する。ビューイング
区域の中に隣接ビューイング・ゾーンのセットを設ける
ことができる。それぞれのビューイング・ゾーンはセッ
ト内で相隣るビューイング・ゾーンとステレオ・スコー
プ的に関連した画像を得ることができる。

「ビューイング区域」は、ビューイング・ゾーンを介し
て画像を観測できる全体の空間的区域である。この区域
は１観測者用の区域から映画館サイズに及ぶ場合がある
。

「陰極線管」は、テレビジョン、その他これと同等の装
置で慣用されており、継次的に形成される１ピクセル幅
のイメージ・ラインによって画像。

面を形成する。投写テレビジョン、レーザ走査投写、及
び平板パネル表示はこの例に属する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に関連する極めて初期の自動ステレ
オ・システムのイメージ・ストリップ、ビューイング・
グリッド及び観測者の眼の位置を説明する平面図である
。第２図は、同システムのケイツアー（Ｋｅｙｚｅｒ）２
．３０７，２７６の改良を説明する平面図である。第３図は、この発明のイメージ・ストリップ、ビューイ
ング・グリッド及び観測者の眼の位置を説明する平面図
である。第４図は、投射フィルム画像、後方投写スクリーン上に
イメージ・ストリップを作るシャドウ・マスク、観測者
側のビューイング・グリッド及。びシャドウ・マスクとビューイング・グリッドとを一致
して振動させる手段を使用するこの発明の別法の平面図
を示す。第５図は、第４図のシステムを支配する幾何学的関係の
詳細を示す。第６図は、この発明の多視点実施の場合の眼の位置の関
数として認められる画像の変化を示す。第７図は、第４図のプロジェクタ、シャドウ・マスク及
び後方投射スクリーンを、垂直走査ストロークで所要の
イメージ・ストリップを直接構成する陰極線管で置き換
えたフィルム・システムに類似のテレビジョン・システ
ムの平面図を示す。第８図（Δ）は、スクリーンと陰極線管電子装置を同調
して振動させる手段を備えたスクリーン及び陰極線管を
図面的に説明している。第８図（Ｂ）は、陰極線管面上におけるイメージ・スト
リップを示す陰極線管の部分とスリット・マスクを示す
分解図である。第９図（Ａ）　、　（Ｂ）及び（Ｃ）は、ビューイング
・グリッド幅に対するイメージ・ラインの相対的変化に
伴うビューイング・ゾーンの輝度変化を説明している。第１０図は、連続的に動く、ベルト用のビューイング・
グリッドを使用するこの発明の２視画像テレビジョンの
別法の平面図である。第１１図は、第１Ｏ図のテレビジョン・システムで使用
される走査パターンを説明している。第１２図は、第１Ｏ図に示したと同様で４視画像用とし
て使用されるテレビジョン・システムの走査パターンを
説明している。第１３図は、第１Ｏ図の全体装置を説明している。第１４図は、それぞれに、画像面（テレビジョンまたは
投射フィルム）、スクリーンに対面する観覧席の横列及
び観客がピュアを通してスクリーンを見ることができる
様に取り付けられるビューイング装置を説明している。第１５図は、第１４図のビューイング装置及びその烏臘
水平動スリットを示す。第１６図（Ａ）　、　（Ｅｌ）　、　（（：）及び（Ｄ
）は、視線に対して横方向に動くシャッタとしてのビュ
ーイング・装置スリットの継次位置を示す。第１７図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）及び（Ｄ）は
、移動スリット型ビューイング装置とスクリーン上の移
動イメージ・ストリップに対する観測者の関係を示す平
面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ステレオスコープ関係にある２つ以上の異る画像
を、水平に移動するシャドウ・マスクを通して投写する
ことによって形成される２個以上の垂直に位置し、動く
イメージ・ストリップを１グループとし、１個以上のグ
ループの存在する画像面：プロジェクタとの位置関係の
選定によりグループ内のストリップを区分するストリッ
プ幅と同等の狭いダーク・バンドとグループ間を区分す
るこれよりも広いダーク・バンドを構成するシャドウ・
マスクとプロジェクタ；観測者の視覚の残像周期よりも
短い周期でそれぞれの投写画像の全体を走査するのに充
分な振幅と速度の上記シャドウ・マスクとイメージ・ス
トリップの迅速な運動；上記画像面と観測者との間に設
けられる画像面に平行で、イメージ・ストリップのそれ
ぞれのグループに対応する単一イメージ・ストリップ幅
とほぼ等しい幅の垂直透明スリットを有する不透明なビ
ューイング・マスク；及び上記の運動中の１点において
特定の投写画像によって形成されるイメージ・ストリッ
プを見る位置にいる観測者が上記の運動のその他のすべ
ての点においてこの同じ画像からのイメージ・ストリッ
プを見る様にイメージ・ストリップと同調してマスクの
運動を実行する手段、とで構成されることを特徴とする
、３次元イメージ表示システム。
（２）移動のイメージ・ストリップの単一グループが画
像に形成され；水平に動き、観測者の有利点から見てイ
メージ・ストリップとほぼ同等の角度を張る幅を有し、
動くイメージ・ストリップ・グループと同期される単一
の垂直透明スリットをそれぞれが有する１個以上のビュ
ーイング装置が、画像面と観測者との関係位置によって
観測者がビューイング装置内に上記透明スリットの瞬時
位置の軌跡によって形成される有効開口を通してのみ画
像面を見る様にアレンジされる事を特徴とする、特許請
求第１項に記載のシステム。
（３）陰極線管の蛍光被膜面から成る画像面；イメージ
形成用電子ビームの位置と強度を制御し、水平に動き、
走査線幅の垂直方向のイメージ・ストリップの２個以上
で構成されるグループの１個以上を形成する駆動電子装
置；陰極線管電子ビームの垂直ストロークによって形成
されるピクセルの単一ラインから成り、グループ内の各
ストリップがステレオスコープ関係にある別々の画像の
成分となっている各ストリップ；ストリップ・グループ
内のイメージ・ストリップの間にストリップ幅とほぼ等
しい幅の狭いダーク・バンドとグループ間を分ける広い
ダークバンドができる様に制御される電子ビーム駆動用
電子装置；観測者の視覚の残像周期よりも短い周期でス
テレオスコープ関係にある画像の全体をカバーするのに
充分な振幅と迅速性を有するストリップの移動；画像面
と観測者との間にあって画像に平行で、それぞれのグル
ープのイメージ・ストリップに対応して、それぞれの上
記の様にイメージ・ストリップ・グループ内のダーク・
バンドの幅とほぼ等しい幅の、垂直方向の透明スリット
１個を有する不透明ビューイング・マスク；及びイメー
ジ・ストリップと同調して、上記の運動サイクル中の１
点におけるステレオスコープ関係にあるイメージ・セッ
トの特定のメンバーに属するストリップを見る位置にい
る観測者は運動サイクルの他のすべての点においてもこ
の同じ画像からのストリップを見る様に、上記のマスク
を動かす手段、とで構成されることを特徴とする３次元
画像表示システム。
（４）移動イメージ・ストリップの単一グループが陰極
線管蛍光面上に形成され；水平に動き、観測者の有利点
から見てイメージ・ストリップとほぼ同等の角度を張る
幅を有し、動くイメージ・ストリップ・グループと同期
される単一の垂直透明スリットをそれぞれが有する１個
以上のビューイング装置が、画像面と観測者との位置関
係によって観測者がビューイング装置内に上記スリット
の瞬時的位置の軌跡によって形成される有効開口を通し
てのみ画像面を見る様にアレンジされる事を特徴とする
、特許請求範囲第３項記載のシステム。
（５）垂直方向のイメージ・ストリップが観測者の各眼
の視界をストリップ・グループの別々のサブセットに制
限する不透明マスクの垂直方向のスリットを通して観測
され、上記のサブセットは別々ではあるが互いにステレ
オスコープ的に関係付けられている画像を構成しており
、従って観測者にステレオスコープ印象の視認を生じさ
せ、また、上記改良が、イメージ・ストリップ・セット
内のストリップの間にダーク・ゾーンを挿入し、そのダ
ーク・ゾーンの幅を観測者の有利点から見たスリットの
見掛け上の幅とほぼ等しくし、その結果として観測者の
単眼位置からはいかなる相隣る２つのストリップも同時
に見えない、つまり好ましくないダブル・イメージの生
ずることができない様にする事を特徴とする、ステレオ
スコープイメージ表示方法の改良。
（６）イメージ・ラインと同調して水平方向に動く不透
明マスク内の垂直ストリップを通して見ることのできる
水平に移動する垂直方向のイメージ・ラインＮ個から成
るセットのＭ個を形成する手段から成り、この手段が陰
極線管面上にＮ個の垂直イメージ発生ストロークのＭ個
のグループを繰り返し構成することから成り、第一に、
大きなダーク・ゾーンによってグループを分け、グルー
プ内の各ストリークを上記のダーク・ゾーンより狭い幅
のダーク・ゾーンで分離し、第二に、ストロークのグル
ープの位置を繰り返し毎に１ピクセル幅の増分で水平方
向に移動させてそれに対応してイメージ・ラインの内容
を変更させ、その結果としてＮラインのＭセットが横方
向に移動し、Ｎ個のステレオスコープ関係の画像を得る
事を特徴とする、自動ステレオスコープ・テレビジョン
表示技術。
（７）スクリーン；スクリーンに対向して水平方向に移
動し、間隔を有する１個以上の平行垂直スリットを含む
マスク；２個以上のイメージ・ストリップで構成される
グループの１個以上を上記のマスク内のスリットを通し
てスクリーン上に投写する様にアレンジされたプロジェ
クタ；グループ内のイメージ・ストリップの間隔とほぼ
等しい幅のダーク・バンドとグループ内のこれより広い
幅のダークバンドとを生じさせる様にするプロジェクタ
とマスク内のスリットのアレンジメント；観測者の視覚
の残像周期よりも短い周期でそれぞれの投写画像の全体
を走査するのに充分な距離及び速さでマスクとイメージ
・ストリップを移動させる手段；スクリーンと観測者の
間にあって、スクリーンに平行で、中心に位置しイメー
ジ・ストリップのそれぞれのグループに対応する単一イ
メージストリップの幅とほぼ等しい幅を有する１個の透
明スリットを含む不透明マスク；及びイメージ・ストリ
ップと同調して、その移動の１点で特定の投写画像によ
って形成されるイメージ・ストリップを見るために位置
している観測者が上記の移動のすべての時点において同
じ画像からのイメージ・ストリップを見る様にマスクの
運動を実行する手段から成ることを特徴とする、３次元
イメージ表示システム。