JP2000503422A

JP2000503422A - 動画のための静止画面

Info

Publication number: JP2000503422A
Application number: JP10521102A
Authority: JP
Inventors: ギガン，フランク; ショーメ，イザベル
Original assignee: ギガン，フランク; ショーメ，イザベル
Priority date: 1996-11-07
Filing date: 1997-11-05
Publication date: 2000-03-21
Also published as: WO1998020392A1; EP0875021B1; US6353500B1; EP0875021A1; DE69735356T2; DE69735356D1; FR2755519A1

Abstract

(57)【要約】提案の画面は、可動部品をいっさい持たず、設計が容易で、製造が経済的な画面によって、三次元で、何千もの連続する固定画像または動画の視覚を、眼鏡なしに、可能にする。本発明の用途分野は主として画面に対して移動している観察者への固定表示、不動の観察者向けの可動部分上への表示、電子映像の表示、遊技と玩具の創作、などに関するものである。

Description

【発明の詳細な説明】動画のための静止画面本発明は動画のための静止画面に関するものである。ピクセルと呼ばれる点で構成される一次画像と呼ばれる画像に結びつけられたレンズ系と呼ばれるレンズまたはプリズムの集合から成り、前記レンズ系によって観察者の眼に装置に対する系の場所に従って前記ピクセルの異なる部分集合を見ることを可能にする、立体感のある、あるいは動きのある視覚を可能にする静的装置は公知である。これらのピクセルの部分集合がそれぞれ異なる画像を構成し、それを観察者の眼が一つまたは複数の異なる場所から見ることができる。これらの既知の装置に使用されている構成において、レンズまたはプリズムは一般的に縦列に配置され、レンズまたはプリズムの一つの縦列を介して見られるためのピクセルはレンズまたはプリズムの縦列に向かい合って位置付けられ、一つのレンズまたは一つのレンズを介して見られることができるためのピクセルの集合は対象レンズまたはプリズムの幅以下の幅を有する。例えば、インチ当たりのピクセル（"Dot per Inch”あるいはＤＰＩで表記されることが多い）で表される観察者によってみられる画像の解像度は、それぞれのレンズの幅が小さいほど高くなり、その結果レンズを通してみたピクセルの集合の幅は制限される。この様に幅が狭いために、かかる既知の装置の観察者によって見られることができる異なる画像の数が制限される。提案された画像は、その使用の方式に応じて：・多数の連続画像の可能な存在によって、動画を見ること・立体感のある画像を見ること・可動部品がなく、簡単な設計で、安価に製造できる画面により、動きと同時に立体感のある画像を見ることが可能になる。提案の装置は併置された「基本装置」と呼ばれる複数個の光学装置から成る画面であり、前記基本装置はそれぞれ・基本レンズ１または基本レンズと呼ばれる同等な光学系と・観察者が基本レンズ１に対するその位置によって一つまたは複数の異なるピクセルを見るとき、前記基本レンズ１を介して観察者が見ることができるピクセルと呼ばれる点２ａ、２ｂ、２ｃおよびそれ以降の点の集合で構成される、前記基本レンズに向かい合って位置付けられた、基本画像２：とを含み、・前記基本画像２の形状が画面の表面への前記基本レンズ１の射影と同一ではなく、反対に、平均高さが画面上への前記基本レンズ１の射影未満に、平均幅が画面上への前記基本レンズの射影を超え、その効果として、基本画像の一部が対象基本レンズ１の隣の基本レンズの一部に向かい合って位置付けられ、・隣り合った二つの基本画像は重ならないように互いに高さがずらされることを特徴とし、上記において、またこれ以降、高さと幅は、ともに画面の平面内に位置付けられ、どの軸も地面に対して必ずしも鉛直または水平ではない、それぞれ垂直軸と水平軸と呼ばれる互いに直交する任意の二つの軸に沿ってそれぞれ測定した値とする；本発明の別の特徴によれば・前記基本画像は高さ（ｈ）と幅（１）が次式で定義される長方形に内接する：ｈ＝（Ｓ／ｗ）^0.5×［Ｄ／（Ｄ−Ｆ）］／Ｋｌ＝（Ｓ／ｗ）^0.5×［Ｄ／（Ｄ−Ｆ）］×Ｋ −Ｓは画面の平面内に射影された、基本レンズ１の集合の合計面積 −ｗは基本レンズ１の合計数 −Ｄは観察者の眼と基本画像２を含む平面の間の距離 −Ｆは基本レンズ１の焦点平面と基本画像２を含む平面の間の距離 −Ｋは１より大きい自由に選択された係数・隣り合う二つの基本画像は一つの基本画像の高さから高さがずらされる；・いわゆる水平軸は画面の平面に平行な平面内の観察者の移動軸に平行で、比Ｋは観察者の視界の領域４と呼ばれる場所である、観察者の眼の可能な場所の幾何的場所の画面上の正射影によって構成される長方形の幅と高さの間に存在する比の平方根に等しい；・基本レンズ１は正六角形の形状のレンズであり、それぞれのレンズはその６つの辺で別のレンズに貼り付けられ、レンズの線は画面の平面に平行な平面内の観察者の移動軸に対して角度０．３３ラジアンだけ傾き、前記係数Ｋは２．７７に等しい；・基本レンズ系は心出しした屈折光学系５とプリズム６によって構成される；・基本レンズ１は互いに対して垂直方向にずらされず、プリズム６の角度は光線の向きを変えるので、対応する二つの基本画像２ａおよび２５の点が二つの対象基本レンズ１ａと１ｂを介して観察者によって見られる；・水平に併置された基本レンズ１ａと１ｂは互いに対して垂直方向にずらされず、前記基本レンズ１の光学軸は垂直方向にずらされるので、対応する二つの基本画像２ａおよび２ｂの点が二つの対象基本レンズ１ａと１ｂを介して観察者によって見られる；・基本レンズ１は前記基本レンズに向かい合った位置にいない観察者に向かって光線の向きを変えるプリズム系８を備えている；・それぞれの基本画像２は一方の側面縁から他方の縁に向かって次の順番で、（ａ）列ｎの一次画像と呼ばれる画像の横座標ｘと縦座標ｙの部分集合から写した点の集合Ｃ（ｘ，ｙ）Ｐ（ｎ）、（ｂ）列ｎ＋１の一次画像と呼ばれる画像の横座標ｘと縦座標ｙの部分集合から写した点の集合Ｃ（ｘ，ｙ）Ｐ（ｎ＋１）と（ｃ）以下同様に備え、基本画像の横座標ｘと縦座標ｙはそれぞれ集合Ｃの横座標ｘと縦座標に等しく、上記および以下において、一次画像は観察者が画面に沿って移動したときに観察者に連続して見せたい画像を意味し、また上記および以下において、「一次画像の列ｎ」は画面に沿って移動する観察者によって前記一次画像が見られなければならない時間的順序を意味するものとする；・それぞれの基本画像２は一方の側面縁から他方の縁に向かって次の順番で、（ａ）列ｎの一次画像と呼ばれる画像の横座標ｘと縦座標ｙの部分集合から写した点の集合Ｃ（ｘ，ｙ）Ｐ（ｎ）、（ｂ）列ｎ＋１の一次画像と呼ばれる画像の横座標ｘ−１と縦座標ｙの部分集合から写した点の集合Ｃ（ｘ−１，ｙ）Ｐ（ｎ＋１）と（ｃ）以下同様に備え、基本画像の縦座標ｙが集合Ｃの縦座標に等しく；・基本画像２の実現に役立つ一次画像と呼ばれる画像が前記一次画像の記録の間に軸がカメラの対物レンズの軸の平行線とかなり異なる軌跡を描くカメラによって生成され；・カメラが固定され、撮影対象が回転台の上に位置付けられ；・基本レンズ１がフレネルレンズであり；・観察者側に位置付けられた基本レンズ１の面が平坦で、観察者側に位置付けられた画面の面と一つになり；・基本レンズ１がそれぞれが多数の基本レンズを含む透明材料の板の成型によって得られ；・基本レンズがその平坦面の一つが観察者と反対側に位置付けられたレンズ５を有し、この面が全ての基本レンズについて同一の、単一面と呼ばれる平面内に位置付けられ、光学特性が異なる透明板１２がレンズ５に接着され、接着面が前記単一面であり、基本画像が前記透明板１２の後面３に直接貼り付けられ；・画面が基本画像３の集合の代わりに画像取得装置、例えば、光電検出器の集合または写真フィルムから成り、（ａ）水平スライダー１５の上に取り付けられた従来の写真対物レンズ１３と、（ｂ）対物レンズを何回も連続して開くことを可能にするシャッターとから成る撮影装置の後面上に位置付けられている：ことを特徴とする。本発明およびその他の目的、利点および特徴は、非制限的な例として、その実施態様の一つを表す付属の図１から図２０を参照して以下の説明を読むことで明らかになるだろう。図１は眼がいわゆる水平軸９にそって視界領域４内で移動する観察者から見た、基本レンズ１と基本画像２とから成る、本発明による基本装置の斜視図である。図２は第一の実施態様において、併置された二つの基本レンズ１ａと１ｂとこれら二つのレンズに組み合わされた二つの基本画像２ａと２ｂの斜視図である。図３は第二の実施態様における、プリズム６と組み合わされた基本レンズ１と、対応する基本画像２の斜視図である。図４は対応する二つの基本画像２ａと２ｂに組み合わされた、前記の第二の実施態様における水平に併置された二つの基本レンズ１ａと１ｂの集合の斜視図である。図５は図６の基本レンズ１ａから１ｅの集合に組み合わされた基本画像２ａから２ｅの集合の平面図である。図６は図５の基本画像２ａから２ｅの集合に組み合わされた前記の第二の実施態様による、正方形の基本レンズ１ａから１ｅの集合の平面図である。図７は図８の基本レンズ１ａから１ｅの集合に組み合わされた基本画像２ａから２ｅの集合の平面図である。図８は図７の基本画像２ａから２ｅの集合に組み合わされた、前記の第二の実施態様による、長方形の基本レンズ１ａから１ｅの集合の平面図である。図９は図１０の傾いた軸に沿って組み立てられた正方形の基本レンズ１ａから１ｅの集合に組み合わされた基本画像２ａから２ｅの集合の平面図である。図１０は図９の基本画像２ａから２ｅの集合に組み合わされた、水平に対して傾いた市松模様に沿って組み立てられた正方形の基本レンズ１ａから１ｅの集合の平面図である。図１１は平坦な媒体３にプリントされた基本画像の集合に組み合わされ、爪１１ａ、１１ｂｎ、１１ｃおよび以降によってこの媒体に固定された、観察者側の位置付けられた面が平面である、基本レンズ１ａ、１ｂ、１ｃおよびそれ以降の集合の斜視図である。図１２は観察者と反対側に位置付けられた面が平坦であり、平面３内に位置付けられた後面が基本画像のプリントを直接受ける板１２に接着されている、六角形の基本レンズ１ａ、１ｂ、１ｃおよびそれ以降の集合の斜視図である。図１３は三角形の基本レンズ１ａ、１ｂおよびそれ以降の集合とそれらに組み合わされた基本画像２ａから２ｅの集合の平面図である。図１４は長方形の基本レンズ１ａ、１ｂおよびそれ以降の集合とそれらに組み合わされた基本画像２ａ、２ｂおよびそれ以降の集合の平面図である。図１５と図１６は六角形の基本レンズ１ａ、１ｂおよびそれ以降の集合とそれらに組み合わされた基本画像２ａ、２ｂおよびそれ以降の２つの集合の２つの平面図である。図１７はプリズム８と平面３内に位置付けられた基本画像に組み合わされた基本レンズ１の集合の立面図である。図１８は凹形の、本発明による画面５の立面図である。図１９は、凸形の、本発明による画面５の立面図である。図２０は本発明による１つの画面を有する撮影装置の斜視図である。その色と光度だけで特性化される、画像の一点は「ピクセル」と呼ばれ、基本画像はピクセルの集合で構成される。図１は基本レンズと、基本画像２と、その中で観察者の眼が軸９に沿って移動することができる視界領域４の透視図を示している。視界領域は例えば、長方形ＡＢＣＤである、なぜなら観察者は歩道の上を移動する歩行者だからである。この長方形の上部はもっとも背が高い観察者の目の高さに対応し、下部はもっとも背が低い観察者のそれに対応する。レンズの後方に位置する平面３上で、当業者には計算することのできるレンズからの距離で、観察者の眼がはっきりと見ることができる点の集合も長方形Ａ’ Ｂ’Ｃ’Ｄ’である。この長方形は高さよりも幅が大きい、なぜならそれが相似である長方形ＡＢＣＤは高さよりも幅が大きく、観察者の身長の変動はその間で観察者が画面を見ることができることが望ましいそれらの軌跡の長さよりも小さい。したがって、基本画像２の形状は平面３上への前記基本レンズ１の射影と同一ではなく、反対に高さはこの平面３上への前記基本レンズ１の射影より低く、幅はこの平面３上への前記基本レンズ１の射影より大きいので、その効果として、基本画像の一部が対象基本レンズ１に併置されることになる基本レンズの一部に向かい合って位置付けられる、軸９に沿ったこの軌跡の長さを長くしようとすればするほど、基本画像２の包絡線である長方形Ａ’Ｂ’Ｃ’Ｄ’を幅方向に引き延ばさなければならない。反対にレンズの寸法は画面の解像度をできるだけ高くする（単位面積当たりのピクセルの数を画面の解像度と呼ぶ）ために、できるだけ小さくしなければならない。一見したところ、観察者にとっては、ある場所に位置するとき、それぞれのレンズが見る画像の１つのピクセルを構成し、従って、解像度はレンズができる限り小さいときに最良となる。本発明の目的の一つは、レンズの寸法が小さいままで、幅が大きな基本画像を、またとくにレンズよりも幅が広い基本画像を使用できるようにすることである。レンズの焦点距離を短縮することによって、基本画像の幅も減らすことができるが、この基本画像の等しい解像度に対して、基本画像内に併置されたピクセルの数はより小さくなるだろう。目的の一つは反対に、それぞれの基本画像内にできるだけ多数の併置されたピクセルを有して、観察者が軸９にそって移動したときに多数の異なる画像を見ることができるようにすることである。観察者の位置に応じて見ることができるこの多数の画像は実際、その利点として、映画のように、軸９にそって移動したときに観察者によって知覚される画像の動きを可能にし、また水平軸にそって少しずらされた２点から見ることのできる二つの画像が一方が片方の眼のための視野に、他方が他の眼のための視野に対応している同一の場面の二つの視野に対応するとき立体画像を実現する。基本画像がレンズより幅が広いという事実は同じ水平軸に沿って基本レンズと基本画像を併置することを妨げる、なぜなら、もしそうすると、併置された二つのレンズに組み合わされた基本画像が重なり合ってしまうからである。図２は、それぞれの基本画像２をすぐとなりのものからどのようにして上方にずらし、またそれぞれの基本レンズ１をそのすぐとなりものに対してもずらすことができるかを示している。説明を分かりやすくするために、ここでは高さと幅という用語を使用した。ここで重要な注意として、これらの用語は世間一般の基準に対するものではなく、上記および以下において、幅は観察者の移動軸９の方向の寸法を意味し、高さは、画面の平面に平行な平面内に位置する、この第一の軸に対して垂直な軸方向の寸法を意味するものとする。図２に示した正方形の基本レンズ１ａと１ｂに組み合わされた基本画像２ａと２ｂが最大になるのは高さが隣接する二つのレンズの垂直方向のずれに等しく、その表面の面積がレンズのそれに等しいときである。一般的に、利用可能なすべての表面の面積を用いて基本画像が併置されるために、画面から無限の距離に位置づけられた観察者が守るべき規則は、基本画像がそれぞれ長方形において、・高さ（ｈ₀）が自由に選択した前記係数Ｋによって除した基本レンズの表面の面積の平方根に等しい：ｈ₀＝ｓ^0.5／Ｋ・幅（１₀）が自由に選択した前記係数Ｋによって乗じた基本レンズの表面の面積の平方根に等しい：Ｉ₀＝ｓ^0・5×Ｋ長方形に内接することである。上記および以下において基本レンズの表面の面積（ｓ）は画面を構成する基本レンズの数（ｗ）によって除した画面の表面の面積（Ｓ）を意味するものとする：ｓ＝Ｓ／ｗ比Ｋは、そのために画面が配置された観察者の眼が位置する点の集合と定義される、観察者の視界領域と呼ばれる領域４の画面上の正射影によって構成される長方形の幅（Ｌ）と高さ（Ｈ）の間に存在する比の平方根に等しいとき最適になる：Ｋ＝（Ｈ×Ｌ）^0.5 きわめて大きな係数Ｋを用いて、画面に沿って移動したときに観察者が見ることのできるきわめて多数の画像を得ることができる。限度に達するのは基本画像の高さが採用した再生装置によって基本画像上に印刷可能なピクセルに等しくなったときである。採用した再生手段が写真であるとき、ピクセルはきわめて小さくすることができるが、電算機の印字装置の性能ははるかに劣る。基本画像が複数のピクセルの高さを有するとき、同一のピクセルを基本画面内に垂直に併置するかことが可能で、それによって装置の視界の深さが増すが、観察者が当業者によって予想された画面を見る最適距離に近づいたり離れたりしたときでも画像は同じように観察者によってはっきりと見られる。さらに観察者が画面に接近または離れるときに存在する視差の差の影響を減らす効果もある；接近したときに、画面の上部のレンズを介して、もっと遠くにいるときに見る部分よりもかなり上部に位置する基本画像の部分が見える、また対称的に、画面の下部のレンズを介して、もっと遠くにいるときに見る部分よりもかなり下部に位置する基本画像の部分が見える。基本画像が同一のラインで構成されているとき、近くと遠くで見た画像は同一になるだろうが、ただし当業者なら容易に計算できる限度がある。また基本画像を構成するのに異なるラインを用いることもできる；この場合観察者は移動軸９に垂直に、画面の平面に平行な平面内で移動するときに異なる画像を見る。例えば、本発明による画面がエレベータシャフトの壁に取り付けられたとき、移動軸９は地面に対して垂直になり、それぞれの画像２のラインも地面に対して垂直になる。エレベータの乗員の両眼は二つの異なる画像を見る。この場合、これら二つのラインの間の差によって立体感が得られ、動画はエレベータの垂直移動によって提供される。図３は本発明による第二の実施態様を示している。観察者の視界領域に前記基本レンズ１に対して高さがずらされた基本画像２を対応させるために、前者はプリズム６とともにレンズ１と一体化することができる。さらに、結局同じことになるが、正方形の中心にその光学軸を選ばずに基本レンズ１を単に切り抜いた、すなわち画面の平面上へのその射影が水平に整列しているが、その光学軸が基本画像２の高さから垂直方向にずれている二つの基本レンズ１ａと１ｂを水平方向に併置したと考えることもできる。この第二の実施態様の利点は画面が水平レンズのラインで構成されていることで、それによって二重の利点が提供される：・基本画像の実現に「一次」画像の同一ラインに由来する点を用いることができる、ただし、上記および以下において、「一次画像」は観察者が画面に対して固定位置にいるときに観察者によって見られるはずの画像を意味するものとし、それによって電算機によって生成された一次画像から出発して基本画像を実現することがいっそう容易になるが、それは電算機によって生成された画像は一般的に行と列で構成されているからである、・また特に広告ポスターに実現においてよく見られる、水平のラインはもっとよく見えるようになる。図４は本発明の第二の実施態様における二つのレンズ１ａと１ｂの併置を示している。図５と図６は正方形のレンズ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと１ｅによる本発明の前記第二の実施熊様による（図６）長方形の基本画像２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと２ｅ（図５）の結合を示している。図７と図８は長方形のレンズ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと１ｅによる本発明の前記第二の実施態様による（図８）長方形の基本画像２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと２ｅ（図７）の結合を示している。図９と図１０は本発明の第一の実施態様にもどって、その中の基本レンズはプリズムを備えず、その光学軸が前記装置の中心にある心出しされた光学装置であり、正方形のレンズ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと１ｅ（図９）による長方形の基本画像２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと２ｅの結合（図８）を示している。隣のレンズに対してあるレンズを垂直にずらすために、ここでは、辺が移動軸９および基本画像の縁に対して平行でも、直交でもない正方形の基本レンズを市松に配置することを選択した。図１１と図１２はかかるレンズを用いる二つの画面製造法を示している。どちらの場合にもレンズはそれぞれ多数の基本レンズを含む透明材料の板の成型によって得られる、図１１において、観察者側に位置付けられた基本レンズの面は平坦で、観察者側に位置付けられた画面の面と一つになっている。そのため利点として、自然照明を受けることのあるこの面の反射の管理が単純化される、また清掃も容易になる。基本レンズの板は、基本レンズと媒体３の間の優れた物理的照合を確保するために、その上に基本画像が印刷される媒体３内に設けた溝と共働する爪１１ａ、１１ｂと１１ｃを備えている。図１２において、基本レンズ１ａ、１ｂ、１ｃおよびそれ以降は観察者と反対側に位置付けられた面が平坦な心出しされた光学系５と、レンズとは異なる屈折率を有する透明板１２とから成る。この配列によって最適な光学特性が得られるが、それは互いにもっとも平行な光線が観察者側に位置付けられたものだからである。全てのレンズの平坦な面は、すべての基本レンズについて同一の、単一面と呼ばれる平面内に位置付けられ、透明板１２はこの平面に接着される。基本画像は、前記透明板１２の後面の平面３に直接プリントされる。この二つの透明材料の全体は硬質とすることができる、あるいは好適には様々な形状を取ることができるように、および／または数多くの商用印刷機で印刷できるように軟質とすることができる。この実施態様は、例えば、直径０.５ｍｍから２ｍｍの円に内接するような、焦点距離をきわめて短くすることが望ましい極小寸法のレンズを使用するときにとくに有利である。図示されていない別の実施態様において、基本レンズはもちろんフレネルレンズとすることができる。このときの利点は全体の占有空間が小さくなることである。図１３，図１４，図１５と図１６は基本レンズ１とそれに結合された多角形基本画像２の異なる形状を示している。好適な多角形の３つのタイプは、正多角形であるか否かを問わず、三角形、長方形と六角形である。もっとも有利な多角形は正六角形であるが、それはレンズの有効面積と、光学軸とこの軸からもっとも遠いレンズの点の間の距離の間のもっとも高い比を、したがって、とくに装置の焦点深度に関して、もっとも優れた光学的性能を提供するからである。この配置は画面の単位面積当たりもっとも多くのレンズを配置することを可能にするものでもある。基本レンズは互いに接着され、すなわち基本レンズの６つの辺のそれぞれが他のレンズの辺と一つになっているので、好適な解決法は観察者の移動軸９に対して基本レンズ１のラインを角度０.３３３ラジアンだけ傾け、２.７７に等しい係数Ｋを用いることである。この様にしてそれぞれの基本画面２は大きな表面の面積を持つ。この配置は、それぞれの表面の面積が約１４０ｍｍ²の六角形のレンズ、したがって、高さが３２.８ｍｍ、幅が４.２７ｍｍの基本画像で試験して成功した。レンズの３１ｍｍの焦点距離はレンズから移動の始点での観察者の位置までの直線とレンズから移動の終点での観察者の位置までの直線の間の角度０.９７ラジアンにあたる全移動について観察者の移動軸９に沿った観察者の運動全体を通じて画面のピクセルを効果的に見ることを可能にする。図１０の実施態様に対応する図１４はレンズの同じ集合が、用いられた基本画像に応じて、水平（ランドスケープ）または垂直（ポートレート）フォーマットに配置できる画面を実現するのに使用できるという利点を提供する。図１７は観察者に向けられた光線に垂直な平面内に位置しない画面を実現することを可能にする、本発明の特定の実施態様を示している。この問題を解決するためには、それぞれの基本レンズの前に光線を観察者に向かって変えるプリズム８を配置するだけでよい。この角度の補正は大画面の上と下の間に存在する視差の差に結びつけられる問題を解決するのにも用いることができる。この場合（図示されていない）画面の上方に、光線を下向きに変えるプリズムを配置し、対称的に画面の下方に、光線を上向きに変えるプリズムを配置しなければならない。反対の補正は、例えば、基本画像の集合の計算の際に観察者が予想より遠くにいるとき、画面の上方に、光線を上向きに変えるプリズムを配置し、対称的に画面の下方に、光線を下向きに変えるプリズムを配置して得られる。これらの視差の問題を解決するために、図１８と図１９に示したごとく、画面を（予想よりも近くに位置付けられた観察者のために）垂直方向に凹形にするために、あるいは（より遠くに位置付けられた観察者のために）垂直方向に凸形にするために、画面５を曲げることもできる。しかし視差の差を補正するもっとも良い方法は基本画像の集合によって構成される画像を拡大することである。この拡大は：・基本レンズ１の焦点面から基本画像を含む平面３までの距離（Ｆ）と、・観察者と基本画像を含む前記平面３間での距離（Ｄ）の関数になる。原画像の最適高さ（ｈ）と幅（１）は次式によって計算される：ｈ＝ｈ₀×（Ｄ／（Ｄ−Ｆ））ｌ＝ｌ₀×（Ｄ／（Ｄ−Ｆ））すなわち、先に計算した（ｈ₀）と（ｈ₀）の値を取って：ｈ＝（Ｓ／ｗ）^0.5×［Ｄ／Ｄ−Ｆ）］／Ｋｌ＝（Ｓ／ｗ）^0.5×［Ｄ／（Ｄ−Ｆ）］×Ｋまた視界領域４の幅Ｌと高さＨの関数でＫを表して：ｈ＝（Ｓ／ｗ）^0.5×［Ｄ／（Ｄ−Ｆ）］／（ＨＸＬ）^0.5 ｌ＝（Ｓ／ｗ）_0.5×［Ｄ／（Ｄ−Ｆ）］×（ＨＸＬ）^0.5 先に説明したものと同時に使用可能な、視差の差を補正する別の方法は基本レンズ１の集合と観察者の間に画面の表面全体（図示されていない）を覆う、単一の集光または発散レンズを配置することである。理想的には、この単一レンズはフレネルレンズとする。前記発散単一レンズの効果は：・それぞれの基本レンズの見かけ表面の面積を減らし、したがって、画面の見かけ解像度を高くする、・視差誤差に関しては、画面に対する観察者の距離の変動の影響を減らす、・また、観察者から表示した対象の見かけを遠ざける、ことである。前記単一集光基本レンズの効果は：・それぞれの基本レンズの見かけ表面の面積を増し、したがって、画面の見かけ解像度を低くする、・視差誤差に関しては、画面に対する観察者の距離の変動の影響を増大する、・また、観察者に表示した対象の見かけを近づける、ことである。基本画像は、以後に説明するごとく計算によって得ることができる。画面に沿って移動するときに全てのレンズが観察者によって同時に見られるような小型画面については、それぞれの基本画像は側面の一方の縁から他方に向かって順番に：（ａ）ｎ列の一次画像の横座標ｘと縦座標ｙの部分集合の複写した点の集合Ｃ（ｘ，ｙ）Ｐ（ｎ）と、（ｂ）ｎ＋１列の一次画像の横座標ｘと縦座標ｙの部分集合の複写した点の集合Ｃ（ｘ，ｙ）Ｐ（ｎ＋１）と、（ｃ）以下同様に有し、基本画像の横座標ｘと縦座標ｙはそれぞれ集合Ｃの横座標ｘと縦座標に等しい；上記と以下において、「一次画像のｎ列」は画面に沿って移動する観察者によって前記一次画像が見られるはずの時間的順序を意味するものとする。画面に沿って移動するときにレンズの一部だけが観察者によって同時に見られるような超大画面については観察者の長い移動の間に連続して現れるきわめて多数の画像の連続を実現することを考えることができる。この場合、それぞれの基本画像は側面の一方の縁から他方に向かって順番に：（ａ）ｎ列の一次画像の横座標ｘと縦座標ｙの部分集合の複写した点の集合Ｃ（ｘ，ｙ）Ｐ（ｎ）と、（ｂ）ｎ＋１列の一次画像の横座標ｘ−１と縦座標ｙの部分集合の複写した点の集合Ｃ（ｘ−１，ｙ）Ｐ（ｎ＋１）と、（ｃ）以下同様に、有し、基本画像の縦座標ｙは集合Ｃの縦座標に等しい；ここでも、「一次画像のｎ列」は画面に沿って移動する観察者によって前記一次画像が見られるはずの時間的順序を意味するものとする。この規則はその位置を正しく合わせるために一次画像の一部しか考えない場合にも適用できる。基本画像の同一ラインに属する異なるピクセルの数を増減することも可能である：・ピクセルは何回か反復して、画面に沿って移動する観察者にとっての画像の連続のリズムを減らしたり、観察者に見える立体感を減らしたりすることができる。・ある数のピクセルは反対に削減して、画面に沿って移動する観察者にとっての画像の連続のリズムを増したり、観察者に見える立体感を増したりすることができる。本発明による画面によって観察者に再現される画像の配列を得るために、電算機による画像生成を始めとする多数の方法を用いることができる。好適な方法の一つは基本画像の実現に役立つ一次画像と呼ばれる画像が、その軸がカメラの対物レンズの軸の平行線とはかなり異なる、例えば、この軸に垂直な軌跡を記録の間に描くカメラによって生成することができる。このようにして、同一の場面の連続する二つの画像が異なる視点から撮影され、観察者は立体感を持つ。くわえて、撮影の間に場面が変化すると、これらの変化は観察者が画面に沿って移動するときに再現され、映画の印象を持つ。側面移動と時間という二つの測定軸がこの様に一つになることによって、数多くの異常が発生する。例えば、カメラの移動方向に移動する対象物は実際よりも遠くに見え、一方反対方向に移動する対象物はもっと近くに見える。当業者はこの異常を利用して特殊効果を出すことができる。ここで注意すべきこととして、画面に沿ってある方向に観察者が移動すると、観察者はある方向に映画の画像を連続的に見ることが可能になり、観察者が立ち止まると一次画像の上に静止することが可能になり、反対方向に移動すると映画の画像が反対方向に流れる。本発明による画面は、例えば、自分の動きを画像ごとに研究したいと思う運動選手や、高速または複雑な運動を分析したいと思う技術者にとくに有益である。かかる画像を固定カメラと動く場面によって実現することも可能である。最も有効な方法の一つ（図示されていない）は撮影する被写体または人物を、垂直軸を中心に回転する、円形の台の上に配置することである。卓上型電算機によって、電算機によって計算された、あるいはカメラまたは写真機（これらの画像撮影装置は有利にはデジタルのものとする）によって得られた一次画像と呼ばれる一連の画像から基本画像を高速で十分に計算できる。図２０に図示した特殊写真機によって計算なしに、直接基本画像を実現することも可能である。写真フィルムはあとからそれを見るために使用される画面の背面に直接固定されている。この画面は：（ａ）水平スライダー１５の上に取り付けられた従来の写真対物レンズ１３と、（ｂ）対物レンズの多数の連続的開放を可能にするシャッターとから成る写真機の奥の従来のフィルムの代わりに配置される。連続する撮影ごとに、対物レンズはその水平スライダー上をずらされる。一つの視点に対応する基本画像の部分はつぎにシャッター開放ごとに同時に射影される。好適実施態様において、写真フィルムは本発明による画面の後面上に直接付着させた化学組成物に他ならず、これらの組成物は瞬間現像型である（例えば、ポラロイドブランドで生産されているものなど）。本発明による画面の後面に位置付けられた写真フィルムの代わりに、テレビカメラに用いられているような光電検出器の集合を、画像取得装置として配置することもできる。上記の説明において、・基本レンズ１は一つのレンズであるかのように記述したが、当業者はこの要素を同様な機能を有するあらゆるタイプの対物レンズに代えることができる；・画面は平坦であり、基本画像２の集合は画面の平面に平行な平面上にまとめられていると記述した。当業者は、結果としてそれぞれの基本装置の光学特性を計算することだけを条件として、例えば、球形、円筒、または自由な形状の、いっさいの形状の画面を実現することができる；・基本画像２を基本レンズ１に対して固定して配置されたものと記述したが、反対に、前記基本画像２が面を代えることなしに、基本レンズ１の集合に対して水平の移動を組織することも有利かもしれない。最適振幅が基本画像の幅（１）に等しいこの動きは観察者が移動することなしに本発明による画面によって生成した画像の集合を見ることを可能にする。基本画像はあらゆる種類のものとすることができる。例えば、・紙などの媒体の上に、あるいはレンズ板そのものの上に印刷された画像、・または電子画像（電算機またはテレビ受像機の画面）・画面の後面に投影機によって投影された画像などとすることができる。本発明の用途分野は主として下記に関するものである：・広告＝異なる広告主の間で同一の広告空間を共有することを可能にするために、それぞれの場所に応じて数百または数千の異なる仮想ポスターを観察者に連続して提供する掲示板、＝最適視界区域（歩道・自動車、電車または地下鉄によって利用されるトンネル・エレベータシャフト・エスカレーターや動く歩道の壁、など）内を移動するときに映画のような動画を観客に提供するパネル、＝固定または可動（例えば、回転式）販売拠点の発光または非発光看板、＝乗り合いバス、タクシー、電車の側面に位置付けられた広告板＝広告物およびアイデア商品の実現・装飾＝販売拠点（正面、ショウウィンドウ、内装）、展示台、＝ポスター（仮想窓・仮想彫像・連続して生成された各種の映像）、＝装飾および日曜大工用品（浴室や台所のタイル張り、装飾模様）、＝各種品目（非平坦物：ランプ、置物、食器、など）、・遊技と玩具・遊園地＝観客の身体に加わる力の変動に結びつけられた身体感覚の有無を問わずトロッコによって運ばれながら三次元の仮想視覚環境内を航行するような幻想を観客に与える新規な動画、＝迷路、・教育（三次元説明ボード）・電算機に支援される創造作業台端末（建築・工業的創作設計室）・医用造影（３次元Ｘ線造影・ＮＭＲ・スキャナ・エコー造影）・運動分析システム（技術者、運動選手）・個人写真撮影（人物またはオブジェの仮想彫像の実現）・航空写真：＝地図作成＝家屋と名所の写真撮影・はがき・標識＝道路標識＝事務所と公共の建物の標識＝自動車の標識灯、後続の運転手がその車との距離を認識できるようにする、自動車の後部に貼り付けたステッカー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ショーメ，イザベルフランス共和国，エフ―75014 パリ，ブルヴァールデュモンパルナス，106

Claims

【特許請求の範囲】１．併置された「基本装置」と呼ばれる複数個の光学装置から成る画面において、前記基本装置がそれぞれ・基本レンズ（１）または基本レンズと呼ばれる同等な光学系と、・観察者が基本レンズ（１）に対するその位置によって一つまたは複数の異なるピクセルを見る、前記基本レンズ（１）を介して観察者が見ることができるピクセルと呼ばれる点（２ａ、２ｂ、２ｃおよび以降）の集合で構成される、前記基本レンズに向かい合って位置付けられた、基本画像（２）：を含み、・前記基本画像（２）の形状が画面の表面への前記基本レンズ（１）の射影と同一ではなく、反対に、平均高さが画面上への前記基本レンズ（１）の射影未満に、平均幅が画面上への前記基本レンズ（１）の射影を超え、その効果として、基本画像の一部が対象基本レンズ（１）の隣の基本レンズの一部に向かい合って位置付けられ、・隣り合った二つの基本画像は重ならないように互いに高さがずらされることを特徴とする画面であって、上記において、またこれ以降、高さと幅は、ともに画面の平面内に位置付けられ、どの軸も地面に対して必ずしも鉛直または水平ではない、それぞれ垂直軸と水平軸と呼ばれる互いに直交する任意の二つの軸に沿ってそれぞれ測定した値とする視覚装置。２．前記基本画像が高さ（ｈ）と幅（１）が次式：ｈ＝（Ｓ／ｗ）^0.5×［Ｄ／（Ｄ−Ｆ）］／Ｋｌ＝（Ｓ／ｗ）^0.5×［Ｄ／（Ｄ−Ｆ）］×Ｋ −Ｓは画面の平面内に射影された、基本レンズ(1)の集合の合計面積 −ｗは基本レンズ(1)の合計数 −Ｄは観察者の眼と基本画像(2)を含む平面の間の距離 −Ｆは基本レンズ(1)の焦点平面と基本画像(2)を含む平面の間の距離 −Ｋは１より大きい自由に選択された係数；で定義される長方形に内接することを特徴とする請求項１に記載の視覚装置。３．隣り合う二つの基本画像は一つの基本画像の高さから高さがずらされることを特徴とする請求項１または２に記載の視覚装置。４．いわゆる水平軸は画面の平面に平行な平面内の観察者の移動軸に平行で、比Ｋは観察者の視界の領域４と呼ばれる場所である、観察者の眼の可能な場所の幾何的場所の画面上の正射影によって構成される長方形の幅と高さの間に存在する比の平方根に等しいことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の視覚装置。５．基本レンズ（１）は正六角形の形状のレンズであり、それぞれのレンズはその６つの辺で別のレンズに貼り付けられ、レンズの列が画面の平面に平行な平面内の観察者の移動軸に対して角度０．３３ラジアンだけ傾き、前記係数Ｋは２．７７に等しいことを特徴とする請求項２から４のいずれか一つに記載の視覚装置。６．基本レンズ系が心出しした屈折光学系（５）とプリズム（６）によって構成されることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の視覚装置。７．基本レンズ（１）は互いに対して垂直方向にずらされず、プリズム（６）の角度は光線の向きを変えるので、対応する二つの基本画像2２ａおよび２ｂの点が二つの対象基本レンズ１ａと１ｂを介して観察者によって見られることを特徴とする請求項６に記載の視覚装置。８．水平に併置された基本レンズ１ａと１ｂが互いに対して垂直方向にずらされず、前記基本レンズ１の光学軸は垂直方向にずらされるので、対応する二つの基本画像２ａおよび２ｂの点が二つの対象基本レンズ１ａと１ｂを介して観察者によって見られることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の視覚装置。９．基本レンズ（１）は前記基本レンズに向かい合った位置にいない観察者に向かって光線の向きを変えるプリズム系（８）を備えていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載の視覚装置。１０．それぞれの基本画像（２）が一方の側面縁から他方の縁に向かって次の順番で、（ａ）列ｎの一次画像と呼ばれる画像の横座標ｘと縦座標ｙの部分集合から写した点の集合Ｃ（ｘ，ｙ）Ｐ（ｎ）、（ｂ）列ｎ＋１の一次画像と呼ばれる画像の横座標ｘと縦座標ｙの部分集合から写した点の集合Ｃ（ｘ，ｙ）Ｐ（ｎ＋１）と（ｃ）以下同様に備え、基本画像の横座標ｘと縦座標ｙはそれぞれ集合Ｃの横座標ｘと縦座標に等しく、上記および以下において、一次画像は観察者が画面に沿って移動したときに観察者に連続して見せたい画像を意味し、また上記および以下において、「一次画像の列ｎ」は画面に沿って移動する観察者によって前記一次画像が見られなければならない時間的順序を意味するものとすることを特徴とする請求項１から９のいずれか一つに記載の視覚装置。１１．それぞれの基本画像（２）が一方の側面縁から他方の縁に向かって次の順番で、（ａ）列ｎの一次画像と呼ばれる画像の横座標ｘと縦座標ｙの部分集合から写した点の集合Ｃ（ｘ，ｙ）Ｐ（ｎ）、（ｂ）列ｎ＋１の一次画像と呼ばれる画像の横座標ｘ−１と縦座標ｙの部分集合から写した点の集合Ｃ（ｘ−１，ｙ）Ｐ（ｎ＋１）と（ｃ）以下同様に備え、基本画像の縦座標ｙが集合Ｃの縦座標に等しいことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一つに記載の視覚装置。１２．基本画像（２）の実現に役立つ一次画像と呼ばれる画像が前記一次画像の記録の間に軸がカメラの対物レンズの軸の平行線とかなり異なる軌跡を描くカメラによって生成されることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一つに記載の視覚装置。１３．カメラが固定され、撮影対象が回転台の上に位置付けられていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一つに記載の視覚装置。１４．基本レンズ（１）がフレネルレンズであることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一つに記載の視覚装置。１５．観察者側に位置付けられた基本レンズ（１）の面が平坦で、観察者側に位置付けられた画面の面と一つになることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一つに記載の視覚装置。１６．基本レンズ（１）がそれぞれが多数の基本レンズを含む透明材料の板の成型によって得られることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一つに記載の視覚装置。１７．基本レンズがその平坦面の一つが観察者と反対側に位置付けられたレンズ（５）を有し、この面が全ての基本レンズについて同一の、単一面と呼ばれる平面内に位置付けられ、光学特性が異なる透明板（１２）がレンズ（５）に接着され、接着面が前記単一面であり、基本画像が前記透明板（１２）の後面（３）に直接貼り付けられることを特徴とする請求項１６に記載の視覚装置。１８．画面が基本画像（３）の集合の代わりに画像取得装置、例えば、光電検出器の集合または写真フィルムから成り、（ａ）水平スライダー（１５）の上に取り付けられた従来の写真対物レンズ（１３）と、（ｂ）対物レンズを何回も連続して開くことを可能にするシャッターとから成る撮影装置の後面上に位置付けられていることを特徴とする請求項１から１７のいずれか一つに記載の視覚装置。