JPS63234239A - 四次元画像をうる装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、見る人の前に光学的或は機械的な装置を置い
て見る人に不便をかけるとか、立体画像を得たり再生し
たりする為にレーザーのような時間的或は空間的なコー
ヒレント光を要求することなく白黒もしくはカラーで、
静的もしくは動的な立体画像を得たり再生するための方
法及び装置に関するものである。

〔従来の技術〕

ミンコウスキー（Ｈ，Ｍｉｎｋｏｗｓｋｉ（１９０７）
）が従来の３種の空間と時間に関する直線的関数からな
る四次元的空間の概要についてその関連性の理論を系統
的に説明して以来、時間空間の連続性に関するこれ等の
分野の検討がより頻繁になって来ている。

時間の関数が第４のディメンジョンとして一部を構成す
るために入ってくる場合には、長さの恒久性は隔りの恒
久性と置き換えられる。かかる問題点に続き、本発明者
等は、二次元的であるべき写真画像を検討している。映
画撮影方法の発明は時間という第３のディメンジョンを
付加することを意味する。それ故発明者等にとって、映
画は三次元的な画像を取り扱うことを可能にするシステ
ムの１つであると云える。

本発明の明細書において「四次元的画像」と云う表現は
、立体的な動画を意味するものである。

対象物と観察者の間に一定の距離を設けることは、２つ
の異る場所から得た２つの画像つまり１つは右の目より
又他の１つは左の目より得たものを脆において合成する
こととなる。今日迄に使用された立体画像を得て又それ
を再生するシステムは、２つの大きなグループに分類す
ることが出来る。

それ等は、波の干渉によっては記録しない゛°非ホログ
ラフィーシステムパであり又１９４７年以降における、
より近代的システムであって、コーヒレント光のビーム
による干渉による画像形成にもとづく　“ホログラフィ
−システム”である。

非ホログラフィ−システムについて述べるならば、これ
等全てのシステムは各々の目に異なる画像をもたらすこ
とを基本としている０画像は、水平方向と平行なうイン
上に設けられたレンズをもつ２台のカメラにより得られ
、そして互いに人間の目の平均間隔とほぼ等しい間隔に
分離される。

又再生するシステムは、左側のカメラにより得た画像を
左の目に届は又、右側のカメラにより得た画像を右の目
に届ける為に使用される手順にもとづき大きく変化する
。特別なテストをすることなく、カラーフィルターや偏
光フィルター或は機械的なシャッターによるフィルター
及び一般的である他のものを用いて立体的動画写真にお
いて使用される最もよく知られている方法の幾つかは動
きを把握するのに技術的困難性があることを指速できる
。

即ち、カラーフィルタ一方法においては、観察者の各々
の目の前に、赤（又は黄）フィルターを一方の目に、緑
（又は青）フィルターを他の目にというようにフィルタ
ーを置き、それぞれの画像が一方の目或は他方の目に対
応するよう赤（又は黄）又は緑（又は青）のいづれかに
再生されることにより異なる画像をそれぞれの目に届け
ることに成功している。

又偏光フィルタ一方式において、偏光フィルターは観察
者の前に置かれる。目に対するフィルターの偏光面はお
互に直角である。画像を再生する光に対する偏光面は観
察者のフィルターと同じものである。

更にシャッタ一方式においては、シャッターを閉ること
により各々の目の視覚を妨げることの出来る機構が観察
者の直前に置かれる。冬目は他のシャッターの閉鎖に符
号して視覚時間を持っている０画像は又交互にそして同
じ比率で再生される。

又他のシステムにおいては、異る画像を各々の目に到達
させるために、幾つかの他の処理方法が開発されて来て
おり、その中で次のものが目立っている。即ち、観察者
の頭を動かさず、観察者と再生された画像との間に不透
明な格子状物を置くという方法或は各画像と冬目との間
に光学的システムを置くというものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

以下に図面を参照しながら従来技術の問題点を説明し合
せて本発明の対象である装置についても図面を参照しな
がら説明されるが本発明はここに提供されている現実の
形態に限定されるものでないことを理解されたい、格子
状物（以下単にグリッドと云う）の手段により水平的な
視差を再生する原理的な方法において、このことは不透
明な垂直で平行したバーによって形成され、各バーの間
には、バーと同じ巾の間隔が残されている（不透明なグ
リッドの垂直方向図を示す第４図参照）第４図において
、画像は目の間隔と同じ距離前れた２台のカメラで撮ら
れる。写真の再生は一方のカメラによって撮られた画像
はグリッドの介在という手段により再生の詳細を示す第
５図を参照して判るように他のカメラによる画像を露光
せしめられる成る間隔（不透明バーの間隔）を残して画
像を再生するように行われる。

第５図においては、もし再生は同じグリッドを通してみ
られ、又視覚の角度は画像が撮られる前の角度と一致す
るようになされるならば、各日はそれぞれが十分に狭く
て目に知覚しえない線の基礎部において形成される異っ
た画像を見ることになろう、　　゛ 第１の重要な改良はグリッドを円筒状の光学的スクリー
ンと置換することにより達成されうる。

各集光円筒状レンズを通してただ１つの画像が上記した
不透明なグリッドを用いる場合と同じように見られるが
然しこれは拡大ガラスとして作用するなめシリンダーの
全幅を占有することになる。

これによって、各々の目に対する画像のそれぞれを作り
上げるライン間の不明瞭な分離が避けられる。このシス
テムは視野における傾きの僅かな変化がそれを受は入れ
難いものとすることから前述のシステムと同じようにま
だ欠点があると云える。

第２の改良はグリッド間の間隔をバーの幅よりもずっと
小さくすることから構成されている。このことはバーと
その間隔との合計の長さの間隔に対する比率が表示する
数と同じ数だけの画像がプリントされることを可能とす
る。この方法により、再生される光景の角度における変
化の限界をより広くすることが出来る。もし、グリッド
の代りに集光円筒光学スクリーンが使用される場合、そ
の間隔が不透明バーより小さいという怒覚を避けること
が出来る。

紙の上に、４個の連続する画像を再生のなめに得るシス
テムは非常に一般的である。然しなからこのシステムの
欠点は次の通りである。

１、光景に対する角度変化の限界に制限があること。

２、動画の再生には不向きであること ３、射影（Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）には適していないこ
と。

一方弁ホログラフイーシステムの限界について述べるな
らば、このシステムはカラーフィルター或は偏光フィル
ター或は機械的シャッターを観察者の前に置くとか観察
者の頭を固定化するという不便を観察者を与えるもので
あり又動画の再生には木遣である。

更にホログラフィ−システムに関しては、この技術は波
面再生による写真に基づくものである。

これ等のシステムは画像を撮りそして再生するために光
源のコーヒレンスを要求する。時間的コーヒレンスは光
が単色であることを要求している。

空間的コーヒレンスは光が点光源から発せられることを
要求する。

写真に撮られる対象と再生される、べき画像とはコーヒ
レント光により照明される必要があり、それ故これらの
システムに関する改良はそれ自身強力で高度にコーヒレ
ントなレーザーの開発と係わり合って来ている。レーザ
ー技術は複雑で高価でありこの方法により得られるホロ
グラムは解決すべき多くの技術的問題を要求している。

この問題がこの方式をカラー動画成は凡のようなコーヒ
レントビームにより照明されえない遠距離にある対象物
の写真を得るために使用するのを妨げて来た。

夕日、月、海における太陽の反射、風景等の写真撮影は
不可能である。最後に背部投影を通しての観察が必要で
あるので再生される画像の寸法が制限される。

〔課題を解決するための手段および作用〕本発明の対象
である装置は今日までに知られているシステムの全てに
関し又本明細書において上述した全てのシステムに関し
改良することをクレームするものである。そのため、本
装置は立体画像を１つのカメラに取りつけられた幾つか
の光学的対物レンズもしくは光学的中心が水平面に存在
している複数のカメラに取りつけられた対物レンズによ
り撮るという手段を使用することにより特徴付けられる
ものである。同様に本システムは１個のプロジェクタ−
或は異るプロジェクタ−に取りつけられた画像を撮るた
めに使用された対物レンズと同じ数の投影対物レンズか
ら成り、該対物レンズは水平的な視差を再生する垂直状
円筒状体からなる光学的スクリーンを構成する透明光学
材料で作られたスクリーン上に、及び画像についての垂
直的要素を背部投影を通して観察しうる水平円筒状体か
らなる他の光学的スクリーン上にそれ等の画像を投影し
うるよう配列せしめられている再生手段を構成している
。

他の点に関し、本発明の対象である装置の垂直円筒状体
からなる光学的スクリーンは、同じような光学特性を有
する球状レンズと置きかえてもよい。

本発明によれば、垂直状円筒状体からなる光学的スクリ
ーンは垂直的及び水平的光学的パワーに関し同等の絶対
的値をもつ他の反射レンズと置換されてもよい。この場
合の観察は反射によりなされるものである。同様にして
、カラー及び白黒で三次元的動画即ち四次元的画像を得
るための工程が本発明の対象となっている。

それは、画像は幾つかの光学的対物レンズにより撮られ
、次で投影方式により複数の画像が１つの観察しうる立
体的画像に合体されて光学的スクリーン上に再生される
方法である。

本発明をより良く理解するために、写真（二次元的画像
）から映画撮影（三次元的画像或は二次元的動画）まで
を示す次のステップを繰返し説明する。

第１番目に、“新規なアイディア°゛が存在していた。

動画は一連の二次元的な静的画像を次々に撮ることによ
り達成され又再生に当っては同じ順序でかつ同じ速度で
繰返されることになる。もし撮られた画像又は再生され
る画像の周波数が高ければ動作の連続性に対する印象は
完全なものとなろう。

第２番目に、再生された後では人間があたかも　　□１
つの画像の連続体であるかの如く１つの画像を次の画像
に合体させている一連の用意された画像群を区別出来な
くなる再生状態における周波数のしきい値が何であるか
調査することが必要であった。経験から云うとその周波
数は１秒当り４８画像である。

第３番目には、画像を撮った後で人間が動作の連続性を
知覚することが出来る画像を撮る際のしきい周波数が何
であるか調査する必要があった。

これは１秒間に１６画像であることが判った。

最後に動画を形成するため ■：１秒間に１６画像の比率で“画像を撮る”こと及び ■二上記と同じ比率（１秒間に１６画像）で各画像をシ
ャッターを用いて２回づつ遮蔽して１秒間に４８画像の
比率が達成するように°゛再生る′°ことく１回目のシ
ャッター動作で１つの画像から次の画像に替え、次の２
回のシャッター動作は画像は替えずに行われる。） の合体から構成される工程が見出された。

現在において、映画撮影における擦準化された方法は１
画像について１回の付加的シャッタリングを用いる１秒
間２４画像である。

要約すれば、本発明の出発点は「第３のディメンジョン
である時間は用意周到な一連の二次元的画像の手段によ
り達成される”と云う基本的アイディアにある。

人間の目が光の断続性を知覚しえないような必要最少限
のしきい値が調査された。（それは１秒間４８画像であ
った。）又動きに対する印象を与えるために必要な１秒
間の画像の数が確認された。

（それは１秒間１５画像であった。）そして最終的に、
実用的な方法として１秒間に１６画像の比率で“画像を
撮り゛、又１秒間に４８回の光の断続周波数が得られる
までの付加的シャッタリングを用いた゛画像の再生°゛
とで構成される方法が開発された。

この概要は以下に述べるように本発明の開発の基礎とし
て使用される。

映画撮影に関する場合がそうであったように、経験は撮
られる画像の数は再生に要求される数より非常に少いと
いうことを示している。その大きさの範囲は５０対１以
上である。

一般的な現象として、人間の両眼による視覚の故に人間
は自分が見ている対象物の離れている距離を評価するこ
とが出来る。この機能は人間の目がそれぞれ向けられて
いる角度により満される。

ライン１−Ａ１とＤ′″−Ａ２をそれぞれ人間の左目Ｉ
と右目Ｄ″の無限の視覚ラインとしよう。第６図は両眼
が対象物Ｐを観察する場合の光学的図式を示している。

第６図において、もし目が直線ライン１−Ａ、上で距ｌ
ｌ１ｉ１にある対象物Ｐを見るため動いたとすると右の
目は次式で与えられる角度で動くことになる ｔｇ＝− ！ この角度は水平的視差角度と呼ばれる。

目が通常水平線と平行なうイン上にある場合には、水平
的視差を再生する立体的システムは十分であり成功する
。この理由から、水平的視差における画像の記録と再生
についてのみ関心をもっている。

ここで観察者０．が無限の視覚ラインと直角な壁に作ら
れた幅Ａ−Ｂの窓を通して光ｆｋＰをみているとしよう
。第７図はその状態を図式的に示している。

第７図は観察者０．の右目Ｄ″′、と左目■、の平面図
を示している。光景から来てＩＩを通過する光線のビー
ム（ＩＩ上で同心である）は左目の画像を形成するため
に作用するビームである。同様にＤ′１を通過する光線
のビーム（Ｄ〜、と同心である）は右目の画像を形成す
るために作用する。起伏に対する知覚は朕が異なる点工
１及びＤ“１を通過した２つの光線によるビームにより
形成された右目と左目とからの画像を合成した時に達成
される。

一方窓を含む平面のラインに含まれる直線ＡＢを無限に
接近した一連の点Ｆ　＋　Ｆ　２・・・ＦＩ・・・Ｆｎ
−１＋Ｆｏに分割することを考える。

同心的ビームＤ″′１に属している全ての光線はもとよ
り同心的ビームエ、に属している全ての光線は全てのｉ
についてＦＩ　　ＦＩ−１の距離が十分率さい限り同心
的ビームＦｌ　、　Ｆ２　、・・・Ｆ、・・・ＦＩ＋−
１＋Ｆｏのグループの中に含まれているということに注
目することは重要である。

次に何人かの観察者０．．０２・・・Ｏｌ・・・０．が
前の窓ＡＢを通して異なる場所から同一の光景を見てい
ることを考えてみよう。垂直的な視差を考慮する必要は
ないので全ての組の目を同一の水平面上に突出部によっ
て示すことができる。第８図は預入の観察者が窓ＡＢか
ら対象物をみている光学的図式を示している。

位相幾何学的理由から、全ての同心ビーム■。

は或はＤ／ＩＩ′、は距離ＰＩ　　ＦＩ−１が十分率さ
い限り一連の同心ビームＦ、、Ｆ２．−Ｆｉ・　Ｆ、、
、Ｆ。

の中に含まれているということは明らかである（図では
外側のビームのみが示されている。）第８図により他の
方法で表わされている“基本的アイディア”が次のよう
に要約される。

基礎として観察者Ｊの左と右の目に対応する同心状ビー
ムＩ、又はＤ′″、を用いて又全での観察者の為に形成
された画像はＦＩ−Ｆｉ−Ｉの間隔が十分率さいもので
ある限り同心状ビームＦ＋　、Ｆ２・・・Ｆ、・・・Ｆ
ｎ−１＋Ｆｎを基礎として用いて形成された画像の適切
な一部として選択し、構成することにより合成されうる
。

この表示はどのような曲線であってもそれが連続してい
てＡ点およびＢ点を通過するものである限り同心的ビー
ムＦ　Ｉ、　Ｆ　ｚ・・・ＦＩ・・・Ｆｎ−＋ｒＦｎ　
を含む場合は有効なものである。

次にこの基礎的アイディアを収束レンズからなる他の゛
光学的スクリーンに基く再生システムを伴った発散レン
ズからなる光学的スクリーンで構成される画像収録シス
テムにおいて具体化することについて述べる。

最も簡単な画像収録形成は各点Ｆ＋に異なる画を撮るカ
メラを配置することであろう。それにもかかわらずこの
発明では１個のカメラで発散型光学的スクリーンを通し
て画像を撮ることが考えられている。

そこで本発明では、同心状ビームＦ　１．　Ｆ　２・・
・Ｆ　＋・”　Ｆ　ｎ−＋　、　Ｆ　ｎを発散レンズＳ
　、　、　Ｓ　２−Ｓ　、−・・Ｓ、、、Ｓｎの中に実
現せしめるようにしている。

幾何学上の簡単な理由から焦点距離ｆをもったレンズＳ
、から対象物までの距離りと同レンズの像までの距離ｄ
との間の関係は次式で与えられる。

ｄ　　　ｆ−ｄ これをｄについて変形すると となる。

第９図において発散レンズによる画像形成の光学的ダイ
アグラムが理解される。

即ち、第９図で各同心的ビームＦ１のための発散レンズ
が存在しており又それ等の間の距離ＦＩＦ＋−＋がｉが
何であっても同一でありがっレンズＳの幅にと等しいと
仮定する。

もし焦点距離ｆが全てのレンズについて同一であるとす
れば、レンズＳ＋の光学的中心上における像Ｐ１の高さ
は次式で与えられる。

これ等の全ての像がレンズの背部に位置する単一のカメ
ラによって収録される。第１０図には対象物Ｐについて
の各レンズにおける像Ｐ１の形成に関する光学的ダイア
グラムが示されている。

画像の再生に関して述べるならば、収束レンズＣＩにお
ける像の形成に関与する距離差は第１１図に示されてお
り、収束レンズＣ＋における画像の形成に関する光学的
ダイアグラムを示すものである。

もしレンズから対象物までの距離をＤとし、レンズから
像までの距離をｄとしかつ焦点距離をｆとすれば次の式
が成り立つことは容易に証明できる 第１０図の発散レンズにより形成された異る画像が写真
版上（又は投影平面上）に実現されるものと考える。こ
の写真或は投影平面は一連の収束レンズＣ＋に対する対
象物として作用するであろう。

これ等のレンズにより形成された平面的な画像の群は平
面ＨＨ’上に位置する対象物Ｐ＋からの画像Ｐの形成に
関する光学的ダイアグラムを表わしている第１１図に示
されているように距離りにおいて空間に（立体画像）画
像を作り上げるであろう。

この画像は観察者等のいづれの一組の目１．２・・・ｍ
によってその距離で観察されることができる。

画像を収録するに当り発散レンズにおける対象物と像と
の間の距離の比は再生時における収束レンズの対象物と
像との間の比と同じである。

発散レンズにおける画像の高さＰＩと収束レンズにおけ
る対象物の高さとは同一でなければならない。

レンズから対象物までの距離をｄとすると再生画像から
再生の窓まで距離は次式により与えられる。

ここで前述したＰ１値を置き換°えるとが残る。

再生における実行を簡単にするため、対象物の平面はレ
ンズＣＩから一定で焦点距離ｆ離れた位置に置かれる。

この方法により画像は収録時における距離りと等しい距
離Ｄ′において形成される。

もし再生のための窓の幅Ａ　’Ｂ　’が画像収録のため
の窓の幅のＰ倍に作られるとすると（Ａ　’Ｂ　’＝Ｐ
　−ＡＢ）収束する再生される要素と視差Ｐ１・・・は
同じ比率で変化するということは検討する価値がある。

もし焦点距離ｆが同じ変化を受けるとすれば深さの距離
或は第３のディメンジョンは次のように変換されるであ
ろう。

Ｄ′の値はいかなるものでもよい。

つまり、三次元或は画像の深さは再生時の窓の幅と同じ
比率で変化するであろう。又は別の云い方をすれば再生
はサイズが変った時に三次元において変形を被ることは
ない。

１つの画像が次々と掻く短時間に分割されている映画撮
影の開発が基礎をおいているアイディアと一つの画像Ｆ
＋が他の画像Ｆｉｎと極めて短い距離で分割されている
ような上述してきた四次元システムの基礎的アイディア
との間の類似性は明白である。

又人間の目が光の中断を知覚することのない１秒間４８
画像と云う再生の周波数と動作の連続性を達成するのに
必要な最小である１秒間１６画像と云う収録周波数及び
四次元システムにおける再生に要求される画像の数と収
録に要求される数との間の差において類似性がある。

画像がバンドにより構成されているという事実が知覚さ
れないように要求される最小の分離（或は再生のための
収束レンズの寸法）と明らかに連続した方法により立体
映像を再生しうるように要求される分離（写真撮影用の
発散レンズの寸法）は非常に異っている。

経験から云うと正しい再生のために要求される画像の数
はそれを収録するに必要とされる立体画像の数よりかな
り多いということである。

以下に映画撮影におけるシャッタリングと同じように収
録された少い数の画像を用いてより多くの数のユニット
により再生することを可能とする方法を説明する。

映画撮影においては、同一の画像が数回のシャッタリン
グ操作の間縁返される。四次元の再生においては、同一
の画像は数回の再生ユニットの内で経返されるであろう
。

各再生ユニットは収束円筒状レンズに実現される。

上述して来たように、立体映像を写真にとるのに必要な
画像の数はそれを再生するのに必要とされる数よりかな
り少い、又起伏状態を写真にとる場合の簡単な形式は点
Ｆ、が使用されると同じ数のカメラを利用するようにす
ることである。

さて、経験はこの数は小さくなりうるということを教え
ている。そこで写真撮影の方法は、次のように構成され
る。即ち、一連の画像は、光学的軸が等間隔で互いに平
行であり、光学的中心が水平線と平行な線ＺＺ′に沿っ
て置かれている複数のカメラにより収録されるのである
。

画像を撮るカメラ間の間隔はＫｃと表示される。

（第３図は画像が収録される場合のカメラ群の配列をダ
イアダラム的に示すものである。）カメラ間の分離又は
距離Ｋｃはもとより画像を収録するために使用されるカ
メラや画像の数に関する実際的な値については後述する
。

再生のためには、収束レンズからなる光学的スクリーン
が使用され、これを通して第３図に示されるカメラによ
り収録された画像の投影を観察することが出来るであろ
う、このために、撮影時に使用したカメラと同じ数の互
に等間隔におかれたプロジェクタ−を使用することにな
ろう、プロジェクタ−の各々は上述した円筒状光学スク
リーン上に１つの画像を投影する。

１つ以上の水平的視差を再生することは必要がないので
円筒状体の軸は地表の平面に対し垂直であってよい、（
第２図は円筒状光学スクリーン上に投影を行っている互
に距離Ｋｒだけ離れているプロジェクタ−Ｐ＋Ｐｔ・・
・Ｐｎの配列をダイアダラム形式で表示している）。

第２図を参照すれば、プロジェクタ−からスクリーンま
での距離Ｂはプロジェクタ−の焦点距離と円筒状光学ス
クリーンの寸法により定められる。

該円筒状光学スクリーンは判別出来ないほど十分に小さ
い幅ｄ′をもった円筒状体により形成されており次式に
より与えられる焦点ｆは３個のプロジェクタ−がみえる
角度２Ｋｒ／Ｂ以下の角度をもつ各円筒状体の開口部ｄ
’／ｆ　　と等しくなるまで減少される。

これに関連して１つのプロジェクタ−１の画像が滑らか
に隣接するｉ−１及びｉ＋１によるプロジェクタ−の画
像と混り合うので１つの画像バンドから次の画像バンド
への知覚しえない変化が達成されるのである。

収録された画像の数と再生される画像の数との間の比は
ここではプロジェクタ−の数（画像を収録するカメラの
数に等しい）と光学的スクリーンを作っている収束円筒
状体の数との間の比で代表される。

もしプロジェクタ−が互に分離されているとすれば、ス
クリーンの視覚の範囲が増加するが再生される視差は減
少するし又その逆も存在する。

焦点距離と円筒状体の幅との間の関係はプロジェクタ−
間の距離と投影距離との関係に対応するよう作られなけ
ればならないから、プロジェクタ−間の距離をそれぞれ
変化させて配置された一定数のプロジェクタ−は、異な
る円筒状スクリーンと対応することになる。

これまで水平方向の視差を再生することに関する多くの
問題について検討して来た。この問題は知覚しえないほ
ど非常に小さい幅をもつ垂直な円筒状体からなる光学的
スクリーンにより解決されてきた。

次に垂直方向の画像の再生について検討しよう。

垂直平面そのものは適当に作られるので、最大の可能な
開口部を再生用スクリーンの他の表面にもつ水平方向円
筒状スクリーンを使用してみよう。

最大の開口部を有する円筒状体は半円形のものでありそ
の幅は垂直方向の再生の場合と同じようにそれが判らな
い程十分に小さくなければならない そこで、投影スクリーンはダイアグラムの形式で投影ス
クリーンとその背部投影形状の詳細を示している第１図
のものと同じ形となるであろう。

再生される画像の垂直及び水平ラインは同一平面に存在
するので円筒状体の垂直方向と水平方向の焦点は同一点
に一致しなければならない。そのため投影スクリーンの
厚さは次の値をもたなければならない。

ｒ２とｒ、はそれぞれ垂直方向及び水平方向の円筒状体
の半径を表わし、ηはスクリーンを構成している材料の
屈折率を表わしている。

実際に、水平方向及び垂直方向のラインは異なる平面上
に存在するという事実は両者の間の距離が厚みｅに関す
る実用的値に対して重要ではないので観察されないので
ある。

上述したスクリーンは一方の面には水平方向の収束円筒
状体からなる光学スクリーンと他の面には垂直方向の収
束円筒状体からなる他の光学スクリーンとから形成され
ている。明らかに、両スクリーンは同一表面上でカット
されることが出来る。

この場合、水平方向と垂直方向の円筒状レンズの間の距
離はなく、それが異る焦点距離を有しているので画像再
生時の水平方向と垂直方向のラインの重り合いは投影対
物レンズにおける水平方向及び垂直方向ラインに対する
焦点距離の差をもって達成される。

第２の態様は透明スクリーンを反射型スクリーンに、同
じ光学的力の絶対値を用いて置換することにより達成さ
れうる。

この場合には画像は反射により観察出来又投影は前面上
に行われる。

第３の態様は垂直円筒状体を同じような光学的力をもつ
球形レンズによる光学的スクリーンで置換えかつ水平方
向の円筒状体からなる光学スクリーンは以前と同様その
ままとしておくことにより達成されうる。

第４の態様は単一な水平的システムを複合型システムに
置き換えることを基礎をおくことが出来るであろう。

これ等の変形方式の組合せは多数の可能性ある態様を与
えるであろう。

ここにおいて説明されたシステムは立体的動画として理
解される四次元画像の再生に適したものであり、それは
映画撮影及び立体的テレビジョン等のために使用される
可能性がある。

本発明における画像の収録のシステムにおいては、それ
ぞれの光学的軸が平行で互に等間隔に配置され又光学的
中心が水平な直線上にあるような幾つかのカメラを使用
することにあり、一方画像の再生システムにおいては画
像の収録のために使用されたカメラの数と同数のプロジ
ェクタ−が使用され、かつそれ等の画像は透明（反射型
）円筒状光学スクリーンを通して（反射により）観察さ
れうるのである。

又投影スクリーンは垂直的及び水平的円筒状体からなる
２個の光学スクリーンから作られている。

更に、垂直的円筒状体からなる光学スクリーンとしては
、該円筒状体の幅ｄ′は通常の可視距離からは観察しえ
ない程に小さくなければならず、開口部の角度は３個の
投影用対物レンズを含ませるに適切な角度でなければな
らず、そのためその焦点距離は次式で与えられる。

ここでｄ′　二円筒状体の幅 Ｂ　：投影距離 Ｋｒ　：プロジェクターの光学軸間距離同様なシステム
における他の態様として、これ等の円筒状体を該円筒状
体の幅に等しい直径ｄを有しかつ上記と同じ焦点距離を
有する球状レンズで置換えることができる。

一方水平的円筒状体からなる光学的スクリーンについて
は、それ等の幅は観察者は判らないほど十分に小さくな
ければならず、開口部の角度は出来るだけ最大となるよ
うにしなければならない。

この場合には、円筒状体は半円球を基礎とする形を有し
なければならない。

更に、スクリーンの厚みについて言及するならば、その
厚みは再生された画像の水平方向ラインと垂直方向ライ
ンの双方とも同一平面上に存在するという条件により決
定される。

そこでその厚さの値は次式により決定されるここでη　
ニスクリーンの屈折率 ｒ２：垂直方向円筒状体の半径 ｒ、：水平方向円筒状体の半径 このシステムにおける他の態様として、任意の厚さが与
えられそして画像の垂直的及び水平的ラインは水平方向
及び垂直方向ラインに対する異りた焦点距離をもつ投影
用対物レンズの手段によって同一平面上に一致せしめら
れる。

画像は又反射方式によっても観察されうる。この場合に
は、スクリーンは上述した場合と同じような光学的力の
絶対値をもった鏡により構成されるであろう。

この場合には厚さが存在しないので、水平方向ラインと
垂直方向ラインを投影対物レンズの異った水平方向及び
垂直方向焦点距離の手段により同一平面状に一致させる
ことが必要であろう。

事実、実用上最後の点を考慮に入れる必要はない。

実用上の観点から、円筒状スクリーンはプラスチック材
料をプレス加工することにより製造されうる。

最も接近した観察距離においてさえも確認しえない程十
分に小さな値である、円筒状体に形成された最小幅は０
．０５ｍ５＋である。

経験では０．６ｍｍの幅をもつ光学的スクリーンが基礎
となっている。

カメラから１＋ｍはなれた対象物により作られる視差お
よび遠距離の光景に対する視差のために１ｃＩＩ離れた
７個の画像収録を用いた。

又それ等の再生は同一数（７個）の１２ｃｍ離れたプロ
ジェクタ−を用いて５５ｃｍのスクリーン上に行った。

異る投影カメラは幾つかの対物レンズをもった１つのカ
メラに変更することが出来又異なるプロジェクタ−は幾
つかの対物レンズをもった１つのプロジェクタ−に簡素
化することもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用される投影スクリーンとその背部
投影による形状の例を示す図である第２図は円筒状光学
再生スクリーン上に投影を行う一連のプロジェクタ−の
配列を示すダイアグラムである 第３図は画像を撮る時のカメラの配列を示すダイアグラ
ムである。。 第４図は不透明グリッドの垂直配列図である第５図はグ
リッドを重複させる手段による再生の詳細を示す図であ
る。 第６図は対象物Ｐを両眼で観察する場合の光学的ダイア
グラムを示す図である。 第７図は観察者が窓を通して対象物をみる場合の光学的
ダイアグラムを示す図である。 第８図はｍ人の観察者が窓を通して対象物を見る場合の
光学的ダイアグラムを示す図である。 第９図は発散レンズにおける画像形成に関する光学的ダ
イアグラムを示す。 第１０図は対象物Ｐに関する各レンズの像の形成を示す
光学的ダイアグラムである。 第１１図は収束レンズにおける画像作成に関する光学的
ダイアグラムを示す。 第１２図は一つの平面に置かれた一連の対象物からの画
像の形成を示す光学的ダイアグラムである。 ■＝左目　　　　　ＡＢ：窓 Ｄ〜：右目　　　　　ＦＩ　＝窓上の点Ｐ：対象物 り、Ｄ’Ｄ”：レンズと対象物間の距離ｂ：大人間目の
間隔 ＯＩ　：観察者　　　　ｄ：レンズと像間の距離ｆ：焦
点距離　　　　ＳＩ　＝発散レンズＣ１：収束レンズ　
　Ｋ：レンズの幅 Ｋｃ：カメラの間隔 Ｋｒ　：カメラの光学的中心間距離 ｅニスクリーンの厚さ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、立体画像を１つのカメラに取りつけられた複数の光
   学的対物レンズと光学的中心が水平面に存在している複
   数のカメラに取りつけられた対物レンズとのいづれかを
   用いて撮る手段を使用すること、及び１個のプロジェク
   ター或は異るプロジェクターに取りつけられた画像を撮
   るために使用された対物レンズと同数の投影対物レンズ
   から成り該対物レンズは水平的な視差を再生する垂直状
   円筒状体からなる光学的スクリーンを構成する透明光学
   材料で作られたスクリーンの上及び画像についての垂直
   的要素を背部投影を通して観察しうる水平円筒状態から
   なる他の光学的スクリーン上にそれ等の画像が投影され
   るように配列せしめられている再生手段とにより構成さ
   れていることを特徴とするカラーもしくは白黒での四次
   元画像をうる装置。 ２、垂直的円筒状体からなる光学的スクリーンは同じ光
   学的力を有する球状レンズに置換されることを特徴とす
   る第１項記載の装置。 ３、透明光学スクリーンが垂直方向及び水平方向の光学
   的力の絶対値が同一である他の反射スクリーンと置換さ
   れることを特徴とする第１項または第２項記載の装置。 ４、複数の画像が幾つかの光学的対物レンズにより収録
   され次で各画像が１つの観察しうる立体画像に合成され
   るように光学スクリーン上で投影方式により再生される
   ことを特徴とするカラーもしくは白黒における四次元画
   像をうる方法