JP4580969B2 - 自動立体ビデオ画像撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、ｎ個の視点（または基本像）を有する自動立体像を形成するための自動立体ビデオ画像撮影装置に関するものであり、この装置は、第１方向に平行に並んで置かれ、円筒「レンチクル」と呼ばれる基本円筒レンズを備えたレンズ列を含んでいる。

そのような装置が自動立体カメラ、特に、本出願人の次の諸特許：米国特許第５０９９３２０号、フランス特許第２７０５００７号、フランス特許第２７０４９５１号に記載された自動立体画像撮影装置を構成するために用いられてきたことは知られている。

それらの画像撮影装置は、並んで置かれた多数の円筒レンチクルを有するレンズ列を用い、また実際、ビデオ映像が画素列の形態における介挿法により得られるが、その第１基本像は、第１画素列の画素により、そこからモジュロｎだけずれた他の列の画素とともに構成され、その第２基本像は、第２列の画素とそこからモジュロｎだけずれた列の画素とにより形成され、以下、同様にされ、それぞれのレンチクルは画素のｎ列に対応する幅のものである。

用語「行」及び「列」はそれぞれ、例えばディスプレイ陰極線管（ＣＲＴ）の水平または垂直な走査方向とは関係なく、・・立っているか座っている観測者によって見られる画素の水平線及び垂直線を示す。例えば、走査線が垂直に伸びるＣＲＴスクリーンに対しては、そのような「走査線」は、この本文の意味では、「列」であるとみなされる。

これらの画像撮影装置の質は、Ｎ／ｎ個のレンチクルを有するレンズ列が形成される質に左右されるが、Ｎは選択された規格におけるビデオ映像線の画素数を示す。

前記の両フランス特許に記載されているように、像伝送装置によれば、電荷結合素子（ＣＣＤ）を備えるセンサの寸法よりも約１０倍大きい寸法を持ったレンズ列を使用することができ、それによって実際の適用が容易になる。

したがって、そのようなレンズ列は多数の円筒レンチクルを有しており、それらのレンチクルの数は、選択されたビデオ規格（セカム、パル、エヌティーエスシー、エイチディーティーブィなど）と視点の数との両方に依存する。あいにく、位置決めに要求される精度はレンチクルの数に比例している。

加えて、ミニチュアカメラ、例えば内視鏡が要求されるビデオ用には、レンズ列の寸法をきわめて大幅に減らすことが要求され、それによって、実行をよりいっそう面倒にしあるいは不可能にさえする。

かくして、本発明の１つの目的は、自動立体ビデオ画像撮影装置を提供することであり、また、特に製作と調整が比較的簡単なビデオ画像撮影装置、さらに、特に小型化するのに適した、特に内視鏡のためのビデオ画像撮影装置を提供することである。

かくして、本発明によれば、所定のフォーマットを有するとともにｎ個の視点を有する自動立体像を形成するための自動立体ビデオ画像撮影装置であって、並んで置かれかつこ
の装置の光軸に垂直である第１方向に平行な長手軸を有する円筒レンチクルを備えたレンズ列を含んでおり、この装置は、長手軸が前記第１方向と前記光軸とに垂直である少なくとも１つの円筒レンズ（ＬＣ₁…ＬＣ₄）を備えた円筒型光学アセンブリを含み、前記レンズ列（ＲＬ₁…ＲＬ₄）がｎ個の円筒レンチクルを含み、そのレンズ列とその円筒型光学アセンブリとが焦点距離（Δ）に対応する共通焦点面を共有し、円筒型光学アセンブリの焦点距離とレンズ列の焦点距離との比の絶対値がｎにほぼ等しいことと、この装置が、前記光軸（ｘ’ｘ）に平行で同レンズ列（ＲＬ₁…ＲＬ₄）のレンチクルの中心（Ｃ）を通る光線を共通の所定収束点（Ｏ）に収束させるための収束性視野レンズ（Ｌ）を含んでいるとともに、連結用装置と、前記共通の収束点が伝送光学システムの入射ひとみに位置するように配置された伝送光学システムとをさらに備えており、前記伝送光学システムが、前記フォーマットを有しているビデオセンサの上に焦点合せするための手段を備えていることと、を特徴とする自動立体ビデオ画像撮影装置が提供される。

無限遠（Δ＝∞）での焦点合わせについては、その共通焦点面は、レンズ列と円筒型光学アセンブリとに共通な焦点面である。

本発明では、そのレンズ列は、従来技術の画像撮影装置で用いられる多数、すなわちＮ／ｎ個のレンチクル、例えば、Ｎ＝５７６かつｎ＝４に対しては１４４個の円筒レンチクルを持つものに比べて、ピッチがｐであるｎ個、例えばｎ＝４、だけの円筒レンチクルを現在、有している。

加えて、本発明の装置においては、立体観測基線は円筒レンチクルのピッチｐの２倍、すなわち、ｎ＝４についてはその列の幅Ｌの半分に等しくてもよい。例えば３から６までの範囲内にあるいくつかの視点を有する本発明の自動立体鏡システムにおいては、隣り合う２つの視点（または基本的な立体視基線）のずれは、最適化された観測条件の下では観測者の両眼のずれＥ（Ｅ＝６５ｍｍ）の半分に等しくてもよい。より一般的には、それは、選ばれた立体視基線Ｂの半分に等しくてもよい。

名目観測距離（理論上、一様色（ｓｏｌｉｄ ｃｏｌｏｒ）を認めるであろう距離である）において、観測者は（ｎ＝４に対して）、本発明で、第１視点Ｉ₁及び第３視点Ｉ₃により、さもなければ第２視点Ｉ₂及び第４視点Ｉ₄により作られた立体視組を認める。このような方法でパラメータを選択して、立体視組が、隣り合う２つの視点からではなく、間に介在する中間視点を有する２つの視点から作られるようにし（または、実際にｍ≧１としてｍ個の中間視点、ここでは、隣り合う２つの視点の間における基本的な立体視基線がＢ／（ｍ＋１）に等しい画像撮影レンズ列のピッチｐに等しい）、それによって、観測者が特別なメガネによることなく、ディスプレイスクリーンに対して平行にも垂直にも動くことのできる、本出願の趣旨における一様な自動立体視を特徴づける視覚体積を得ることを可能にする。

結果として、また前記の例によれば、理論的一様色距離にいる観測者は、同スクリーンの方へまたはそれから離れるように動くことができ、または、実際、立体視覚を失うことなく、横向きに動くことができる。

その像が同スクリーン上でいったん動かなくなると、もしも見物人が名目観測距離（または理論的一様色距離）からそのディスプレイスクリーンの方へ動けば、実際に認められる立体視基線は大きくなり、一方、観測者が同スクリーンから離れていくと、その基線は小さくなる。そして、全体にわたる感覚は、立体視基線におけるこのばらつきが両眼転導力、すなわち、浮き出しを知覚するために要求される立体融像を得るために２つの網膜像を一致させるように働かせる筋力の緩和に関連した深さの感覚のばらつきを正確に補正するために、一定である。ここで、両眼転導力の緩和は、同スクリーンに垂直な方向におけ
る変位に必然的に伴っている。

観測者が視点〔（Ｉ₁）と（Ｉ₃）〕または〔（Ｉ₂）と（Ｉ₄）〕を認めてディスプレイスクリーンに充分近づくように「一様色」がいったん調整されると、観測者は、視点（Ｉ₁）と（Ｉ₄）を認めるであろうし、また、クローズアップから見る時に実際には起こるように、同スクリーンに平行に動くことはもはや自由にはできないであろう。観測者が同スクリーンから離れると、知覚される視点は〔（Ｉ₁）と（Ｉ₂）〕または〔（Ｉ₂）と（Ｉ₃）〕または〔（Ｉ₃）と（Ｉ₄）〕であり、観測者は大きく動くことができ、したがって観測者を自由に大きく動き回らせることができる。

ｍが１よりも大きいものとして選ばれるとき、同様のことが当てはまるが、改善された安心感を持っている。

ミニチュアカメラまたは内視鏡にとって、画像撮影用立体視基線Ｂは、所望の大きな倍率のために、観測者の瞳孔間距離よりもかなり小さい。それにもかかわらず、ｎ＝４に対して、レンチクルピッチｐは必要とされる画像撮影用立体視基線Ｂの半分に等しいままである。

このことは当然、長い焦点距離の対物レンズにとって真実であり続け、立体視基線Ｂは観測者の瞳孔間距離Ｅよりも大きくなるように選ばれる。

本発明では、全体としての立体視基線Ｂ_T、すなわち、もっとも遠く離れた視点間の立体視基線は、（ｎ−１）ｐに等しい。

前記の両フランス特許による従来技術では、全体としての立体視基線は画像撮影用対物レンズのひとみ直径に等しい。

言い換えれば、他のことがらが等しいときには、本発明における円筒レンチクルのピッチしたがって寸法は、従来技術の画像撮影装置における円筒レンチクルのピッチまたは寸法よりもＮ／ｎ²倍大きい。ｎ＝４に対して、それらは前記の例（Ｎ＝５７６でありｎ＝４）におけるものより３６倍大きい。

第１実施形態において、円筒型光学アセンブリは収束性のものであり、レンズ列も収束性のものである。

第２実施形態において、円筒型光学アセンブリは収束性のものであり、レンズ列は発散性のものである。

第３実施形態において、円筒型光学アセンブリは発散性のものであり、レンズ列は収束性のものである。

そして、最後に、第４実施形態において、円筒型光学アセンブリは発散性のものであり、レンズ列も発散性のものである。

名目値がｎに等しいがその値は焦点距離の関数としてわずかに変化するシステムのアナモルフォシス（歪像）比（または倍率比）を補正するために、円筒型光学アセンブリの焦点距離とレンズ列のレンチクルの焦点距離との間の前記比の絶対値はｎ★に等しい。ここで、ｎ★はｎｋに等しく、ｋは、所定距離に位置する物体に対して像の視点のそれぞれがｎに等しい絶対値のアナモルフォシス比を有しているような倍率比補正係数である。

特に、そして好適な実施形態において、ｋは焦点距離の関数として変化し、その焦点距離でアナモルフォシス比がｎに等しくなるように選ばれる。

特に、円筒型光学アセンブリは可変の焦点距離を有していてもよい。このために、それは、ダブレットの焦点距離を変化させる一方で円筒型光学アセンブリの焦点面とレンズ列の焦点面とを一致させておくことで円筒型光学アセンブリの焦点距離を加減しそして補正係数ｋの値を加減するためにダブレットの２つの円筒レンズの間隔を変化させるための手段を備えるとともに、円筒型光学アセンブリが収束性のものであるか発散性のものであるかによって収束または発散ダブレットを形成する２つの円筒レンズ（一般に１つが収束レンズで１つが発散レンズ）を備えていてもよい。

例えば、レンズ列と円筒型光学アセンブリとに共通な焦点面に位置する焦点を有する収束性視野レンズを含むことは、この装置にとって都合のよいことである。その視野レンズは、前記光軸に平行で同レンズ列のレンチクルの中心Ｃを通る光線を、伝送光学システムの入射ひとみに都合よく位置する共通の点Ｏに収束させるのに役立ち、言い換えれば、それは、同レンズ列のレンチクルの光心Ｃを通過する光線を伝送光学システムの入射ひとみに収束させるのに役立つのが好ましい。

特に、その視野レンズは、特にクローズアップ撮影をするときに、蹴られの現象を避けるのに役立つ。

好適な実施形態において、本発明の装置は、光軸に平行でレンチクルの光心を通る光線が共通の所定収束点Ｏに収束するような角度を用いることで、その光軸に垂直な面に対して傾いている少なくとも１つの平坦面を、前記レンズ列の各レンチクルから下流に含んでいる。これは、同装置の光学パラメータに影響を及ぼすことなく、その視野レンズ機能をもたらすのに役立つ。

本発明の装置は、前記像を中心に置きそして焦点に持って来ることのできる光学伝送システムを有する、ビデオカメラまたは映画カメラであってもよい画像撮影装置の要素を構成することができる。

本発明の装置は、ＣＣＤ、特に３色ＣＣＤのようなビデオセンサの上にまたはフィルムの表面上に焦点合わせするための手段を含んでいる、自動立体像を空中に伝送するための装置に組み込まれるのが好都合である。

本発明の装置は、ビデオ内視鏡または実際にはテレビ電話の画像撮影装置を構成することができる。内視鏡にあっては、像形成装置及び像伝送ビデオ装置が内視鏡の頭部に組み込まれる。

立体視基線は、観測者の瞳孔間距離よりも一般に小さい。「ｎ像」モードにおけるビデオ信号は、それらを見えるようにまた／あるいは記録できるようにするために、前記の両フランス特許で述べられた利点を有するケーブル、特に光ファイバーケーブルによって中継される。

テレビ電話にあっては、像形成装置及びビデオ伝送装置は、ｎ像モードにおけるビデオ像を、それらが記録できるようにまた／あるいはディスプレイ列を取り付けらたモニタスクリーン上に表示できるようにするために、ケーブルまたは無線で中継する単一画像撮影カメラを構成する。

ビデオ像伝送装置にとって、それが前記像に焦点合わせされたカムコーダのようなビデ
オカメラであることは特に好都合である。そのような環境下における本発明の像形成装置は、アダプターリングによって取り付けることのできる、ビデオカメラのための光学的付属物を構成する。

映画への適用については、本発明の装置は、フィルム上に焦点合わせさせるための手段を含み前記自動立体視像を空中に伝送するための装置に組み込まれているのが好都合である。その伝送装置は前記像に焦点合わせされた映画カメラであるのが好都合である。

その装置は、視野レンズまたは、レンズ列の各レンズに結びついた平坦な光学面を含んでいることと、所定の収束点がその伝送光学装置の入射ひとみに位置することとで、特徴づけることができる。

この原理を適用しそれによって光路を可逆のものにすることにより、本発明の装置は、ビデオ技術を用いるか映画技術を用いることにより、投影機または逆投影機からの像を再結合するための要素として用いることもできる。

したがって、本発明は、直接または逆投影によって、画像を投影するための装置も提供する。この装置は、前記のように、前記共通焦点面が物体焦点面を構成する像形成装置と、その物体焦点面に組み入れられたアナモルフィック・フォーマットのｎ個の平面基本像を含んでいる像を投影する投影機と、レンズ列または視差列のような少なくとも１つの投影列を取り付けたスクリーンとを含んでおり、その投影列が、名目観測距離に等しい像形成装置のレンズ列から距離Ｄだけ離れて位置している。この像形成装置の円筒レンズ及びレンズ列は、その物体焦点面に位置する像が像形成装置によって距離Ｄのところに投影されるような方法で配されている。

その投影列の諸要素の視野角は、各要素が像形成装置のレンズ列を水平に組み入れ、また、そのレンズ列が観測者の瞳孔間距離だけ軸が離れている非隣接の２つのレンチクルを有するようなものである。

前記スクリーンは、拡散用及び反射用要素と、その前方に置かれ観測用の列にもなる投影列とを有している直接投影スク・・リーンであってもよい。

前記スクリーンは、投影列と、ディスプレイ列と、それらの間に配された拡散用要素とを含んでいる逆投影スクリーンであってもよい。

最後に、本発明は、前記のような画像撮影装置と、前記のような投影装置とを含んでいる自動立体像ビデオシステムを提供する。

本発明のその他の特徴と利点は、添付されている図面を参照して、非限定的な例として与えられた以下の記載を読むことでいっそう明確に現れる。

図１において、本発明の装置は、画像撮影装置として使用するためと、また光路を逆にすることで投影装置として使用するためとに同等に適しており、水平な光軸ｘ’ｘ上に位置した光心Ｓ₁を有しその長手軸ｙ’ｙが水平であってｘ’ｘに垂直である収束円筒レンズＬＣ₁と、ピッチｐ（ここでｎ＝４）で互いに接触しそれぞれが光軸ｘ’ｘ上に位置した光心Ｓ₂を通る垂直軸ｚ’ｚに平行である長手軸を有するｎ個の凸状円筒レンチクル１０を有する収束レンズ列ＲＬ₁とを、連続して備えている。

無限遠で焦点合わせさせるために、収束円筒レンズＬＣ₁と収束レンズ列ＲＬ₁とが、焦
点Ｆで軸ｘ’ｘを遮る同一の焦点面Ｐを有している。

加えて、円筒レンズＬＣ₁の焦点距離Ｓ₁Ｆとレンズ列ＲＬ₁の焦点距離Ｓ₂Ｆとの比はｎにほぼ等しく、すなわち、前記の例ではＳＦ₁はＳ₂Ｆの４倍に等しい。

このような条件下において、また明細書で以下に説明されるように、焦点面Ｐで得られる像は、基本像Ｉ₁、Ｉ₂、Ｉ₃及びＩ₄のそれぞれの垂直成分と水平成分との間において、ｎにほぼ等しいアナモルフォシス比を有している。したがって、この方法で得られる像Ｉは、前記の両フランス特許における「ｎ像」モードに相当する、アナモルフィック・フォーマットの４つの並列接触平面像Ｉ₁…Ｉ₄からなる。全体としての立体視基線Ｂ_Tは（ｎ−１）ｐに等しい。

像Ｉは、像形成装置から上流へ配された入射対物レンズに結合した像伝送装置によって、空中を伝送することができる。

それにもかかわらず、入射対物レンズを省略して、像形成装置を以下に記載する伝送光学システムに結合することが大いに好ましい。

ＣＣＤ上またはフィルム上における像は、ｎ像モードで直接、得られる。それらの特許が教示するところに従うと、その像は、前方に配されたレンズ列のような円筒列を有するスクリーン、例えばテレビ画面の上に表示することができる介挿されたｎ個の視点（または基本像）を有する自動立体像を得るために、像点または「画素」の列に介挿されることもできる。

同様に、逆投影は、前記の両フランス特許の教示の適用においてアナモルフィック・フォーマットの平面像Ｉ₁、Ｉ₂、Ｉ₃及びＩ₄から直接、得ることができる。

前記の２つのパラグラフの考察は、以下に記載する第２、第３及び第４の実施形態にも当然、適用することができる。

図２に示される本発明の第２の実施形態は、軸ｘ’ｘに垂直な水平軸の収束円筒レンズＬＣ₂と、隣り合った垂直軸のｎ個の凹状円筒レンチクル２０を有する発散レンズ列ＲＬ₂とを用いる。レンズＬＣ₂と列ＲＬ₂とは、円筒レンズＬＣ₂とレンズ列ＲＬ₂との間に位置する共通の焦点面Ｐ’を有している。

この面Ｐ’は焦点Ｆ’で光軸ｘ’ｘと交わり、アナモルフィック・フォーマットの基本平面像Ｉ’₁、Ｉ’₂、Ｉ’₃及びＩ’₄は、水平成分が虚像であって垂直成分が実像である像である。

基本像の水平成分と垂直成分との間でｎにほぼ等しいアナモルフォシス比を得るために、円筒レンズＬＣ₂の焦点距離とレンズ列ＲＬ₂の基本レンチクルの焦点距離との比は、前記の場合におけるのと同様、−ｎにほぼ等しいように、すなわち、Ｓ₁Ｆ’＝−ｎＳ₂Ｆ’＝−４Ｓ₂Ｆ’（前記の例において）であるように選択される。

第３の実施形態は、垂直軸のｎ個の収束基本レンチクル２０を有する収束レンズ列ＲＬ₃と、この列ＲＬ₃に対して交差する、すなわち、レンズＬＣ₃の軸が水平かつ軸ｘ’ｘに垂直である発散円筒レンズＬＣ₃とを連続して用いる。レンズ列ＲＬ₃と円筒レンズＬＣ₃との共通の焦点面である面Ｐ''における像Ｉ''は、虚像である垂直成分と実像である水平成分とを有しかつ円筒レンズＬＣ₃から下流に認められる時に−ｎにほぼ等しいアナモルフォシス比を有する４つの平面アナモルフィック像Ｉ''₁、Ｉ''₂、Ｉ''₃及びＩ''₄を有し
ている。前記と同様に、その条件は、円筒レンズＬＣ₃の焦点距離とレンズ列ＲＬ₃の焦点距離との比が−ｎに等しく、すなわち、Ｓ₂Ｆ''＝−ｎＳ₁Ｆ''＝−４Ｓ₁Ｆ''（前記の例において）であるべきであるということである。

最後に、第４の実施形態は、垂直軸のｎ個の発散レンチクル２０を備えた発散レンズ列ＲＬ₄と、このレンズ列ＲＬ₄に対して交差する発散円筒レンズＬＣ₄とを連続して用いる。像・・Ｉ''' は、レンズ列ＲＬ₄のレンチクルと発散レンズＬＣ₄とに共通の焦点面Ｐ''' に位置する虚像であり、４つの平面アナモルフィック像Ｉ'''₁、Ｉ'''₂、Ｉ'''₃及びＩ'''₄を含んでいる。面Ｐ''' は、レンズ列ＲＬ₄から上流に位置し、点Ｆ''' で光軸ｘ’ｘを遮る。前記と同様に、アナモルフォシス比が補正されるための条件は、２つの焦点距離の比がほぼｎに等しく、すなわち、Ｓ₂Ｆ''' ＝ｎ₁ＳＦ''' ＝４Ｓ₁Ｆ''' （示された例において）であるべきであるということである。

この第４の実施形態は、主要寸法を都合よく配することができるため、また像の反転を引き起こすことがないため、もっともコンパクトな方法で用いることのできる実施形態であるので、好ましい実施形態である。

前記の４つの実施形態のすべてにおいて、Ｓは光軸ｘ’ｘ上に位置した収束円筒レンズＬＣ₁ の幾何学中心を示し、Ｓ₂ は光軸ｘ’ｘ上に位置した収束レンズ列ＲＬ₁の光心を示す。

これらの実施形態のそれぞれにおいて、単一の円筒レンズ（ＬＣ₁…ＬＣ₄）を用いることもできるし、さもなければ、収束ダブレット（ＬＣ₁、ＬＣ'₁）、収束ダブレット（ＬＣ₂、ＬＣ'₂）、発散ダブレット（ＬＣ₃、ＬＣ'₃）または発散ダブレット（ＬＣ₄、ＬＣ'₄）を用いることもできる。

図５は、第１の実施形態（図１）に対応しており、ダブレットＬＣ₁ −ＬＣ'₁が収束円筒レンズとして機能しかつレンズ列ＲＬ₁ が平行面を有するプレートであるとみなすことのできる垂直面（図５の上部の線）における基本パラメータと、さらにまた、レンズＬＣ₁ が平行面を有するプレートであるとみなすことができかつレンズ列ＲＬ₁ がｎ個のレンチクル１０を有する収束列として光学的に機能する水平面（図５の下部の線）における基本パラメータとを図示するのに役立つ。

画像撮影装置として作動するとき、収束円筒レンズＬＣ₁（またはダブレット）が物体焦点Ｆ₁ と像焦点Ｆとを有し、収束レンズ列ＲＬ₁ が、物体焦点Ｆ₁ （その物体焦点面と光軸ｘ’ｘとの間の交点として定められる）と、円筒レンズＬＣ₁ の像焦点に一致する像焦点Ｆとを有する。

そこで、垂直成分Ｖと水平成分Ｈとを有する物体を点Ａ₀ に位置させる。この装置（ＬＣ₁ 、ＲＬ₁ ）は、点Ａ₁ に垂直成分Ｖの像を形成し、点Ａ₂ に水平成分Ｈの像を形成する。

すなわち、

垂直面における倍率γ₁ の値は

また、

すなわち、

したがって、次のようになる。

同様の計算により、

とすると、水平面における倍率γ₂ が次の値を有することが示される。

アナモルフォシス係数Ｃは次の値を有する。

無限遠における物体に対しては、次のようになる。

言い換えれば、Ｌが∞に近づくとＣはｆ₁ ／ｆ₂ に近づく。もしも、この比ｆ₁ ／ｆ₂ がｎに等しいように選ばれると、そのとき、無限遠における物体に対するアナモルフォシス係数Ｃは実際上ｎ（例えば、前記の例ではｎ＝４）に等しい。

その物体が他のことがらを等しくしたままでいっそう近づいて来ると、アナモルフォシス係数Ｃは増加する傾向にあるが、この変化は遅い。

好適な１つの実施形態では、アナモルフォシスは、観測される物体の観測距離に対して補正される。その結果、アナモルフォシス係数Ｃは所望値にきわめて近い値のままであり、すなわち、焦点合わせ範囲にわたってＣ≒ｎである。

この補正は、図５における物体Ａ₀ の観測距離Ａ₀ Ｓ₁ においてアナモルフォシス比Ｃ＝ｎをもたらすであろう比の値ｎ★＝ｆ₁ ／ｆ₂ を計算することにより、行われる。

実例Ｉ
次のような数値が選ばれる。
γ₁ ＝−０．１
ｐ₁ ＝−３ｍ
ｐ’₁ ＝０．３ｍ
ゆえに ｆ₁ ＝０．２７２ｍ
γ₂ ＝−０．１／ｎ＝−０．１／４＝−０．０２５
＝ｐ’ ₂ ／ｐ₂
−ｐ₂ ＋ｐ’ ₂ ＝３．３ｍ
−ｐ₂ ＋γ₂ ｐ₂ ＝３．３ｍ


ゆえに、

ｐ₂ ＝−３．２２ｍ
ｐ’ ₂ ＝０．０８ｍ

ｆ’₂ ＝０．０７８５ｍ
ゆえに、

円筒レンズＬＣ₁ から３メートル（ｍ）のところに位置する物体に対してアナモルフォシス比Ｃが正確に補正されると、その比Ｃは、前記の式（４）を用いると、無限遠に位置する物体に対する値である３．４６５に等しく、すなわち、ΔＣ／Ｃ＝１３．３％であり、ｋ＝０．８６６である。

２ｍのところに位置する物体に対しては、その比Ｃ＝４．５５であり、すなわち、ΔＣ／Ｃ＝１３．８％である。

３ｍ（Ｃ＝４）のところに位置する物体に対してアナモルフォシス係数が正確に補正されると、その係数ΔＣ／Ｃは、２ｍから無限遠まで、およそ±１３％の範囲にあり、良質の画像撮影と両立できる。そのようなひずみは進行性のものであり、観測者にとって知覚するのが難しい。それは、以下に示すように、焦点距離の関数として補正することができる。

投影及び逆投影を行うとき、投影係数ｋを関係させることができ、したがって、考慮に入れるべきことがらは、画像を撮影するとき及び／または投影（あるいはそれを逆投影）するときに用いられる係数ｋの積である、ということに気づくべきである。

γ₁ 及びγ₂ の値とアナモルフォシス比Ｃとを与えるための式は、第２、第３及び第４実施形態（図６、図７及び図８を参照）のそれぞれにおいて同一である。収束円筒レンズについては焦点距離は正であり、発散レンズについてはそれは負である。

図６において、Ｆ₁ は収束レンズＬＣ₂ の物体焦点を示し、Ｆ’ は収束レンズＬＣ₂ の像焦点と発散レンズ列ＲＬ₂ の像焦点とを示し、Ｆ₂ はレンズ列ＲＬ₂ の物体焦点を示す。アナモルフォシス比Ｃの値は負である。

図７において、Ｆ₂ は収束レンズ列ＲＬ₃ の物体焦点を示し、Ｆ’ は収束レンズ列ＲＬ₃ の像焦点と発散円筒レンズＬＣ₃ の像焦点とを示し、Ｆ₁ は円筒レンズＬＣ₃ の物体焦点を示す。アナモルフォシス比Ｃの値は負である。

最後に、図８において、Ｆ’ は発散レンズ列ＲＬ₄ の像焦点と発散円筒レンズＬＣ₄
の像焦点とを示し、Ｆ₂ は発散レンズ列ＲＬ₄ の物体焦点を示し、Ｆ₁ は発散円筒レンズＬＣ₄ の物体焦点を示す。アナモルフォシス比の値は正である。

４ｍ（Ｌ＝４）のところでの焦点合わせは、前記の式（１）から（３）までがｆ₂ の値を計算するために用いられる次の数的実例で例示される。

実例ＩＩ：ｆ₁ ＝０．１ｍを持った収束円筒レンズと収束レンズ列（図１及び図５）。
４ｍのところでの焦点合わせを持ったアナモルフォシス係数Ｃ＝４を得るためには、計算は、収束レンズ列のレンズが焦点距離ｆ₂ ＝０．２５９８ｍを有しなければならないということを示している。すなわち、ｎ★＝｜ｆ₁ ／ｆ₂ ｜＝３．８５、すなわち、ｋ＝ｎ★／ｎ＝０．９６である。

実例ＩＩＩ：ｆ₁ ＝０．１ｍを持った収束円筒レンズと発散レンズ列（図２及び図６）。
４ｍのところでの焦点合わせを持ったアナモルフォシス係数Ｃ＝−４を得るためには、計算は、発散レンズ列のレンチクルが焦点距離ｆ₂ ＝−０．０２６７ｍを有しなければならないということを示している。よって、ｎ★＝｜ｆ₁ ／ｆ₂ ｜＝３．７５、すなわち、ｋ＝０．９４である。

実例ＩＶ：ｆ₁ ＝−１ｍを持った発散円筒レンズと発散レンズ列（図３及び図７）。
４ｍのところでの焦点合わせを持ったアナモルフォシス係数Ｃ＝４を得るためには、計算は、発散レンズ列のレンチクルが焦点距離ｆ₂ ＝−０．０２４ｍを有しなければならないということを示している。よって、ｎ★＝｜ｆ₁ ／ｆ₂ ｜＝４．１５、すなわち、ｋ＝１．０４である。

実例Ｖ：ｆ₁ ＝−０．１ｍを持った発散円筒レンズと収束レンズ列（図４及び図８）。
４ｍのところでの焦点合わせを持ったアナモルフォシス係数Ｃ＝−４を得るためには、計算は、収束レンズ列のレンチクルが焦点距離ｆ₂ ＝０．０２３５ｍを有しなければならないということを示している。すなわち、ｎ★＝｜ｆ₁ ／ｆ₂ ｜＝４．２５、よって、ｋ＝１．０６である。

実例ＩＩからＶまでは次の表によって要約することができる。

実際には、図１、２、５及び６の実施形態において、ｋは、０．８〜１の範囲内にあるようにまたは０．８５〜１の範囲内にあるように、また好ましくは０．９〜１の範囲内にあるように選ぶことができる。図３、４、７及び８の実施形態において、ｋは、１〜１．
２の範囲内にあるようにまたは１〜１．１５の範囲内にあるように、また好ましくは１〜１．１の範囲内にあるように選ぶことができる。

像形成装置３１は、蹴られの現象を減らしまたは避けて、焦点合わせを促進するために設計された視野レンズを有していてもよい。

図１〜４の４つの実施形態に対応するそのような装置は図９〜１２に示されている。

視野レンズを用いる目的は、光軸に対して平行に受けられかつレンズ列（ＲＬ₁ …ＲＬ₄ ）のレンチクル１０または２０の中心Ｃを通る光線が、伝送光学システムの入射ひとみＰＵＰに位置する点Ｏでその伝送光学システムの上に収束することができるようにするためである。

本発明の状況においては、球状視野レンズを用いると、アナモルフォシス比を変えることなく同システムの光学パラメータを変化させる。

軸がレンズ列（図１５参照）のレンチクルの軸に平行である円筒状視野レンズを用いることは可能である。しかしながら、そのことはアナモルフォシス比に対する影響を有する。有利な解決法は、収束レンズ列にあっては図１３（表面１、２、３、４）及び図１４（表面１、２、３’、４’）に示すように、発散レンズ列にあっては図１６（例えば表面１、２、３' 、４'）に示すように、円筒列の中にレンチクルがあるのと同じくらいの多くの光学表面形成面１、２、３、４（またはプリズム）を用いて、円筒状視野レンズの曲率を近似することである。

レンチクル１０または２０の中心Ｃを結ぶ、光軸ｘ’ｘに垂直な面ＰＬに対する平坦面の傾きα₁ 及びα₂ （ここでα₂ ＜ α₁ ）は、光線がレンチクル１０及び２０の中心Ｃと軸ｘ’ｘに位置する点とを通るようにかつ所定距離で伝送光学システムの入射ひとみＰに位置する点Ｏに収束するように曲率が選ばれている収束光学表面５の輪郭を近似するような方法で選ばれる。

それぞれの場合に、画像撮影装置としての操作の状況において、視野レンズＬＣＨの像焦点は、そのような光学システムが用いられるときに伝送光学システム３０の入射ひとみに位置する。

レンズ列を構成するｎ個のレンチクルのそれぞれは像のために選ばれた視野角に等しい視野角θを有する、ということが観測されるであろう。満たすべき光学条件は前記の両フランス特許に従う従来技術よりもかなり単純なものである。本発明の装置によれば、入射対物レンズの使用とその結果生じる視差問題とを回避することができる。

物体への焦点合わせは円筒型光学アセンブリに作用することで達成される。そのアセンブリが適切な焦点距離を有していると、例えばそれがダブレットを含んでいると、ダブレットの焦点距離は、ダブレットの前記像焦点面とレンズ列の前記像焦点面とが一致し続けるということを保証しながら調整される。

ダブレットについては、焦点距離は、ダブレットを構成する２つの円筒レンズ（１つは収束レンズ、１つは発散レンズ）を互いに遠ざかるようにまたは互いに近づくように動かすことで、調整される。この移動はステッピングモータにより駆動することができる。所望により、ダブレットの焦点面とレンズ列の焦点面とは、ダブレットをレンズ列から遠ざかるようにまたはレンズ列に近づくように動かすことで一致させておくことができ、この移動はステッピングモータにより同様に駆動することができる。

それぞれの実施形態において、得られる被写界深度はきわめて大きい。

加えて、レンチクルが隣接しているレンズ列については、その列の焦点面内で直接得られる像Ｉ₁ …Ｉ₄ は、空中への伝送を行う伝送対物レンズのために、それ自体、隣接している。これもまた、従来技術において、対物レンズの入射ひとみをレンチクルの視野に一致させる条件を課し、かつ伝送光学システム（本出願人の前記諸特許を参照）により満たされる必要のある特別の条件を課す球面レンズを用いる入射光学システムを省略することが可能であるという事実の結果である。

装置３１は、光軸が軸ｘ’ｘである伝送光学システムに結びつけることができる（図９〜１２を参照）。伝送光学システムの機能は、特にビデオカメラのＣＣＤセンサ３５の上または・・フィルム３６の上に実像を形成することを可能にすることであり、特にビデオカメラの場合において、本出願人の前記の両フランス特許の場合におけるのと同じように、像Ｉ、Ｉ’、Ｉ''またはＩ''' をＣＣＤセンサ３５の上に重ね合わせるために、１よりも小さい倍率を有することを可能にすることである。

伝送光学システム３０は好ましくは、整像性のものであって実像を形成し、ビデオカメラのＣＣＤセンサ３５（またはフィルム３６の面）上にシャープな像を得るために、アナモルフィック・フォーマットのｎ個の基本像から作られた像Ｉ、Ｉ’、Ｉ''またはＩ''' をＣＣＤセンサ３５、例えばビデオカメラの３色ＣＣＤセンサへ伝送する。

一般的に、伝送光学システム３０は、円筒型光学システムとレンズ列とにより供給される大きな開口像を絞るための隔壁ＤＰを備えている。円筒型光学アセンブリとレンズ列との両方を備えている装置３１は、アダプターリング３７によって伝送光学システム３０に取り付けられるハウジングを構成することができ、その伝送光学システムはあるいは、カムコーダのようなビデオカメラまたはフィルムとともに使用されるムービーカメラに一体化されるかもしれない。

ビデオにおいて、伝送光学システムの倍率は、その伝送光学システムによりＣＣＤセンサ上に投影されるそれぞれの像がそのＣＣＤセンサのＮ／ｎ個の画素に等しい幅になるように選ばれる。像倍率が関係する限り、この一致の精度は、像が介挿される方法を与える前記の両フランス特許において、得られる必要のある精度が例えば画素の約１／１００であり、それによって画像撮影装置を調整する特別の手順が要求されたのに対し、１画素の幅のオーダーのものである。加えて、本発明の画像撮影装置にあっては、すべりのためや振動のために生じることがあるように、もしも像が横に１画素の幅だけずれていると、実際の欠点は、隣接する２つの基本像に共通な画素の列だけに関係する情報の喪失までに限定されるが、表示の際にそのことは、像の端における情報の無視できる喪失により示される。

フィルムに画像を撮影するとき、伝送光学システムの倍率における制約は、像Ｉ（またはＩ’またはＩ''またはＩ''' ）を表す実像がフィルムのフォーマットに対応するフォーマットを有しているということだけである。前記のように、レンズ列に帰すべき空間的干渉性は、すべりや振動によるどのようなずれも視野の端でだけ影響を生じさせるということを保証する。これは、画像を撮影する１つの光学システムだけを使用してフィルムに立体画像を撮影するためのどのような装置も今まで存在していなかったということを考慮すると、格別に有利なことである。

立体視基線はレンズ列ＲＬのｎ個の円筒レンチクルのピッチにより決められるので、大きな寸法のＣＣＤセンサが利用可能でない限り、または小さい場面が撮影されない限り、
１よりも小さい倍率を有する光学伝送システムの存在がたいていのビデオ適用に必要である。

巨視カメラまたは内視鏡にとって、または実際にフィルムに画像を撮影するときに、これらすべての環境において、伝送光学システムの像面に位置しているＣＣＤセンサまたはフィルムを持ちその像焦点面に前記共通焦点面の実像を形成する伝送光学システムを用いることは可能であるが、このシステムは同センサの寸法に釣り合う限り任意の倍率のものであってもよく、また倍率は同様に１より小さくても１より大きくてもどちらでもよく、また例えば、それは１に近いものかまたは１にきっかり等しいものであってもよい。

伝送光学システムは、知覚された視野が伝送光学システムによりレンズ列の枠組みにできるだけ正確に対応するような焦点距離を有している。

そのような条件下では、また像が空中を伝送されるとすると、伝送光学システムは、それぞれのレンチクル１０または２０から、それぞれの基本像に対応するそれらの光線だけを受ける。

図１７は内視鏡の場合を示す。内視鏡の頭部４０は像形成装置３１と、ＣＣＤセンサ３５を含む伝送光学システム３０とを含んでいる。像は、ケーブル４１（またはビデオトランス・ ・・ミッタ）を通してｎ像モードで伝送され、記録のためのどのような像処理をも行いかつ／または例えばレンズ列を設けたテレビ受信機４３におけるディスプレイのために必要とされるであろう装置４２で受けられる。

図１８は、カメラ５０が、装置３１と、センサ３５を備えた伝送光学システム３０とを含んでいるテレビ電話の場合を示す。像は、ケーブル５１を通して（または無線で）、列を設けかつ場合によっては表示目的のための像処理装置をも含んでいるＴＶモニタ５２及び／またはビデオレコーダまでｎ像モードで伝送される。

２つの方法が、像伝送装置を焦点合わせするために、以下に説明される。

１）第１の方法では、伝送対物レンズは小振幅のズームレンズである。
ａ）円筒レンズ（または円筒ダブレット）は、焦点合わせが行われている物体Ａ₀ に対してその像焦点面が伝送光学システムの焦点面に一致するように、まず配置される（水平焦点合わせ）。
ｂ）伝送光学システムにより認められるように、同じ物体Ａ₀ に対してその像面（実または虚）が円筒レンズの前記焦点面に一致するように、レンズ列の位置がずらされる（垂直焦点合わせ）。
ｃ）伝送光学システムは、レンズ列の像が前記センサの幅に対応するような適切な場所でズームされる。そして、
ｄ）円筒型光学アセンブリがダブレットを含んでいるとき、そのダブレットは、前記の諸式の適用においてアナモルフォシス比を補正するために作り上げられている２つの円筒レンズ（一般には収束円筒レンズと発散円筒レンズ）の間の距離を変えることで、調整される。
ステップ１ａ）から１ｄ）までは、焦点の変化があるときに繰り返される。

２）好ましい方法である第２の方法では、伝送対物レンズはズーム機能を含んでいない。その画像撮影装置は、所定の焦点距離、例えば無限遠または平均焦点距離（例えば３ｍ）に対してステップ１ａ）と１ｂ）を実行することで、まず調整される。伝送光学システムは、レンズ列の像が前記センサの幅に対応するように、設定される。

焦点合わせの変化は、対物レンズについて、したがって伝送対物レンズシステムについて、焦点合わせ（Ａ₂ の代わりに像Ａ'₂ を与えること）の小さい変化が、第１近似まで、対物レンズの視野角θ₀（図５参照）を維持し続ける、という事実を利用することで、行われる。

焦点が変化している間、レンズ列は固定されている。その時に、所望の焦点合わせ距離Δに位置する物体Ａ₀ の像の水平及び垂直成分を一致させるために焦点を変化させることは、円筒型光学アセンブリの位置をずらすことからなるが、この像は円筒型光学アセンブリとレンズ列とを通して形成される。

その時、円筒型光学アセンブリとレンズ列とは、レンズ列の焦点面からわずかにずれている共通の焦点合わせ面を有する。その後、伝送光学システムは、物体Ａ₀ の像がシャープになるように、その共通の焦点合わせ面に焦点が合わされる。この手順は、コンピュータ操作により行うことができ、かつ自動化することができる。

手動の手順は、伝送対物レンズシステムの焦点合わせを、レンズ列を通して見た像の垂直成分に調整することからなるが、その像は所望の焦点合わせ距離Δに位置する物体に対応する。その後、円筒型光学アセンブリの位置をずらすことで、水平成分の焦点合わせが調整される。

円筒型光学アセンブリがダブレットを含んでいるとき、所望の焦点距離のためのアナモルフォシス比を補正することに相当する所望の焦点距離ｆ₁ を得るために、ダブレットを構成している２つの円筒レンズの間の間隔がまず変えられ、その後に前記の２つの手順の一方または他方が実行され、その際に円筒型光学アセンブリが前記のように位置をずらされる。

これら２つの手順（自動または手動）は、光路を逆にできるという原理を適用して、列を備えかつ距離Ｄに位置する投影または逆投影装置のために用いることもできる。そのような環境において、投影機、例えばＣＣＤビデオ投影機または映写機が、距離Ｄに対応する焦点距離Δにあるように選ばれる共通焦点面で像がシャープになるように、ｎ像モードの像を投影する。

そして、ｎ個の標準フォーマット像（歪みの取り除かれた・・像）がスクリーンＥＤ上に得られる。像形成装置におけるレンズ列の焦点距離と円筒レンズの焦点距離との比は、投影距離Ｄに対応する因子ｋによって補正されるのが好都合である。

したがって、本発明の装置は、光路を逆にできるため、それは同装置のｎ個の円筒レンチクルによって標準フォーマット（歪んでいない）像に変換されるｎ個の基本像を投影できるようにするため、投影または逆投影装置を用いるるのに適している。この種の操作において、物体焦点及び像焦点として言及された前記の焦点はそれぞれ、像焦点と物体焦点とになる。

投影装置（図１９）はスクリーンＥＤから距離Ｄをおいて配されるのが都合よいが、この距離Ｄは名目観測距離（または理論的一様色距離）にほぼ等しく、その装置は見物人の上方に位置するのが好ましい。

それは、その対物焦点面Ｆ、Ｆ’、Ｆ''またはＦ''' の近傍に形成された像Ｉ、Ｉ’、またはＩ''またはＩ''' を基礎として、距離Ｄにわたり、ビデオまたはフィルムの像を投影することができる。第１実施形態（図１及び５）において、像Ｉは、ビデオにおいて、またはフィルムを面Ｆ、Ｆ’、Ｆ''またはＦ''' の近傍に置くことで、面Ｆの近傍に直接
生じさせることができる。

投影機３２、例えば液晶投影機は、その光学システムを経て装置３１の上に像を投影するが、その像は本発明の画像撮影装置によって得られ、または実際にそれは、他のいくつかの方法、特に本出願人の前記諸特許に従った方法で得られるｎ像モードの像、またはｎ像モードで合成された像を投影する。

本発明の４つの実施形態（図５〜１２）の１つよる装置３１は、これらの像を非アナモルフィック・フォーマットのｎ個の基本像の形態で、垂直軸レンチクル、例えば像を見るために用いられるＮ／ｎ個のレンチクルを有するレンズ列ＲＬを経て、一般にピントグラススクリーンであるスクリーンＥＤの上に、距離Ｄを介して投影する。ここで、Ｄはレンズ列ＲＬ₁ （またはＲＬ₂ またはＲＬ₃ またはＲＬ₄ ）とスクリーン投影レンズ列ＲＬとの間の距離を示す。

拡散スクリーンＥＤの寸法と距離Ｄは、投影されるｎ個の標準フォーマット（すなわち、非アナモルフィック・フォーマット）視点がスクリーンＥＤの枠内に入るように選ばれる。投影装置における距離Ｄのところに置かれたレンズ列ＲＬのそれぞれのレンチクルは、幅Ｌのレンズ列ＲＬ₁ （またはＲＬ₂ またはＲＬ₃ またはＲＬ₄ ）を枠に入れることができる視野角θ’（図２１参照）を有しており、故にｔａｎ 1/2θ' ＝ 1/2Ｌ／Ｄである。

投影レンズ列ＲＬ₁ （またはＲＬ₂ またはＲＬ₃ またはＲＬ₄ ）の全体としての立体視基線は、４つの視点があるとき、観測者の瞳孔間距離Ｅ（Ｅ＝６５ｍｍ）の１．５倍に等しい。

このように理論的一様色距離（または名目観測距離）がＤに等しいようにセットされているスクリーンＥＤから距離Ｄだけ離れて眼１０を位置させている観測者は、そのとき、画像を撮影するために用いられた立体視基線Ｂに等しい立体視基線を持った立体像の組１と３及び２と４を認める。前記のように一様な立体特性のために、また、隣り合う２つの像の間の立体視基線が瞳孔Ｅの間の距離の半分に等しく、またはより一般的には所望の立体視基線Ｂの半分に等しい場合、そのとき、範囲Ｄ_min 〜Ｄ_max で、ここでＤ_min ＜Ｄ＜Ｄ_max であり、実際には６０°かそれ以上のオーダーであるきわめて広い観測角にわたって位置する立体観測体積が存在する。

隣り合う視点間で立体視基線を０．５Ｅに保つことにより、または存在する視点間に付加的な１以上の視点を介挿することによりｎ＞４を選ぶことが当然できるが、付加的な１以上の視点は、そのとき、それらの間に０．５Ｅより小さい基本的立体視基線を有する隣り合う視点を持ち、その基本的基線はＥの約数、すなわちＥ／（ｍ＋１）であり、ここでｍは整数である。そのような環境において、一様色距離は、観測者が視点１と２＋ｍ、または視点２と３＋ｍなどを認めるように、決められる。

好適な実施形態を構成する逆投影装置は図２０に示されている。前記のように、像Ｉ、Ｉ’、Ｉ''またはＩ''' のｎ個の基本像を分けて投影するために、前記の両フランス特許に従って逆投影装置を用いることは可能である。

しかしながら、本発明の装置によれば、前記のフランス特許第２７０５００７号で用いられているようなｎ個の基本投影装置を単一の光軸を有する本発明の装置、そして特に単一対物レンズに置き換えることができる。投影装置ＲＣ₁ とディスプレイＲＣ₂ とのそれぞれに対する回路ピッチは、ここでＲＣ₁ はＲＣ₂ と同様にレンズ列または視差列であってもよいが、フランス特許第２７０５００７号で与えられた値を維持しているのが好都合
である。特に、レンズ列ＲＣ₁ とＲＣ₂ のピッチは、ビデオにおいて、一般にピントグラススクリーンであるスクリーンＥＤに投影された画素の寸法の半分よりも小さくすることができる。満たされなければならない光学条件は、レンズ列が用いられるときに、投影列ＲＣ₁ の各要素すなわち各レンチクルがレンズ列ＲＬ₁ （またはＲＬ₂ またはＲＬ₃ またはＲＬ₄）に正確に一致することである。したがって、視野角θ’のための条件は投影装置の場合と同様の方法で表現される。

すなわち、逆投影装置とスクリーンＥＤとの間の距離はＤであり、見物人を配するための名目距離、すなわち名目一様色距離はＤ’である。

ピッチＰｒ₁ の列ＲＣ₁ とピッチＰｒ₂ の列ＲＣ₂ とについては、その条件は次のとおりである。

第１に、投影列ＲＣ₁ は、そのレンズのそれぞれが図１９の列ＲＬと同じ条件、すなわち、列ＲＬの各レンズが投影装置のレンズ列を距離Ｄにおいて認めるのに対応する視野角θ’を有するように設計されなければならない。

加えて、所望の一様色距離Ｄ’に対しては、次のことが満たされなければならない。

ここで、ｆｒ₁ とｆｒ₂ とは、投影列ＲＣ₁ の円筒レンズの焦点距離とディスプレイ列ＲＣ₂ の円筒レンズの焦点距離とを示す。

図１９と図２０の両方の場合において、１つまたは両方の列が視差防壁型の列になることができるということが観測されるであろう。ビデオ像にあっては、列ＲＬ、ＲＣ₁ 、ＲＣ₂ のピッチは、スクリーンＥ上における像点または画素の寸法の半分よりも小さいかまたは等しいのが好都合である。列ＲＬ、ＲＣ₁ 、ＲＣ₂ のピッチは、スクリーンＥを構成しているピントグラスの粒子ができるだけ小さくなるように選ぶことができる。もしも、その列があまりにも小さいピッチのものであるときには、その粒子寸法は解像力の損失を引き起こすので、例えば、同ピッチはスクリーンＥ上における画素の寸法の０．１倍から０．５倍までの範囲にあることができる。

投影または逆投影のために、または実際、スクリーンを見るときに考慮する必要がある問題は、自動立体鏡の問題である。

もしも、画像を撮影するとき、立体視的な組（Ｉ₁、Ｉ₃ ）の視点Ｉ₁ は左眼に対応し、視点Ｉ₃は右眼に対応する。また、もしも、立体視的な組（Ｉ₂ 、Ｉ₄ ）の視点Ｉ₂ が左眼に対応し、視点Ｉ₄ が右眼に対応するときには、見物人にとって同様のことが真実であるということを保証することが必要であり、そのとき像は整像立体視的であると称される。

例えば、見物人の左眼が視点Ｉ₃ を認め、右眼が視点Ｉ₁ を認めるときには、浮き出しの知覚は逆になり、突出は陥没として逆に認められるが、そのとき像は疑似立体視的であ
ると称される。

第１及び第３実施形態において、レンズ列ＲＬ₁ 及びＲＬ₂ は収束性のものである。その結果、本装置を通じてそれぞれ見られる視点Ｉ₁ 〜Ｉ₄ 及びＩ''₁ 〜Ｉ''₄ はそれぞれ、倒立しかつ左右が逆のもの及び正立しかつ左右が逆のものである。これは、図１及び図３の左における符号Ｐの出現を示す図１及び図３のそれぞれの円の中に示される。

第２及び第４実施形態において、レンズ列ＲＬ₂ 及びＲＬ₄ は発散性のものである。その結果、本装置を通じてそれぞれ見られる視点Ｉ'₁ 〜Ｉ'₄ 及びＩ'''₁ 〜Ｉ'''₄ はそれぞれ、倒立しかつ左右が逆でないもの及び正立しかつ左右が逆でないものである。これは、図２及び図４の左における符号Ｐの出現を示すことにより、図２及び図４において同様に示される。

画像撮影と投影の間において、像が正立し正しい順序で認められるような置換のための補正をすることが必要である。この条件は、映像及びフィルムのいずれを用いる場合にも、本発明の画像撮影装置を本発明の投影装置に組み合わせるシステムを作ることによって満たすことができる。これは、記載された４つの実施形態が４つの可能な状況に対応しているため、常に可能である。

フィルムについては、投影装置に対してフィルムが横方向へわずかにずれると、全体像がずれて浮き出しの視野を邪魔することなく観測することができるであろう。

図２２はテレビ画面で見るための「一様色」条件を示す。その像は介挿される画素の列からなる。ピッチＰ_r の列ＲＶの各レンチクルは、スクリーン上におけるｎ個の画素列に対応している。レンチクルの中心Ｃは、４３または５３のようなスク・・リーン上の画素面から距離ΔＤのところにある。画素ピッチはｐ_p である。Ｐ＝ｎｐ_p である。「一様色」距離Ｄにおいては次のことが従来の方法により当てはまる。
Ｐ／Ｐ_r ＝（Ｄ＋ΔＤ）／Ｄ

一様な立体視（ｍ個の中間視点により分けられた２つの視点を観測すること）のための条件は
ΔＤ＝（ｍ＋１）ｐ_p Ｄ／Ｅ である。

本発明の第１の実施態様を示す。 本発明の第２の実施態様を示す。 本発明の第３の実施態様を示す。 本発明の第４の実施態様を示す。 光軸を含む水平面及び垂直面の両方における、図１に対応する光学パラメータを示す。 光軸を含む水平面及び垂直面の両方における、図２に対応する光学パラメータを示す。 光軸を含む水平面及び垂直面の両方における、図３に対応する光学パラメータを示す。 光軸を含む水平面及び垂直面の両方における、図４に対応する光学パラメータを示す。 図１に対応しかつ伝送システムを含んだ装置を示す。 図２に対応しかつ伝送システムを含んだ装置を示す。 図３に対応しかつ伝送システムを含んだ装置を示す。 図４に対応しかつ伝送システムを含んだ装置を示す。 プリズム補正のための平面領域を用いる、本発明の１つの好ましい実施態様を示す。 プリズム補正のための平面領域を用いる、本発明の１つの好ましい実施態様を示す。 プリズム補正のための平面領域を用いる、本発明の１つの好ましい実施態様を示す。 プリズム補正のための平面領域を用いる、本発明の１つの好ましい実施態様を示す。 内視鏡への本発明の適用を示す。 ビデオ監視への本発明の適用を示す。 本発明の投影装置を示す。 本発明の逆投影装置を示す。 投影列または逆投影列における円筒レンズの視野角がどのようにして決められるかを示すダイアグラムである。 ＣＲＴを見るための「一様色」状態を示す。

Claims (15)

1. ｎ個の視点を有する自動立体像を形成するための自動立体ビデオ画像を撮影する装置であって、
   並んで置かれかつこの装置の光軸に垂直である第１方向に平行な長手軸を有する円筒レンチクルを備えたレンズ列を含んでおり、
   この装置は、長手軸が前記第１方向と前記光軸とに垂直である少なくとも１つの円筒レンズ（ＬＣ1…ＬＣ4）を備えた円筒型光学アセンブリを含み、前記レンズ列（ＲＬ1…ＲＬ4）がｎ個の円筒レンチクルを含み、そのレンズ列とその円筒型光学アセンブリとが焦点距離（Δ）に対応する共通焦点面を共有し、円筒型光学アセンブリの焦点距離とレンズ列の焦点距離との比の絶対値がｎにほぼ等しいことと、
   この装置が、前記光軸（ｘ’ｘ）に平行で同レンズ列（ＲＬ1…ＲＬ4）のレンチクルの中心（Ｃ）を通る光線を共通の所定収束点（Ｏ）に収束させるための収束性視野レンズ（Ｌ）を含んでいるとともに、
   前記共通の収束点が伝送光学システムの入射ひとみに位置するように配置された伝送光学システムをさらに備えており、
   前記伝送光学システムが、ｎ個の視点を有しかつそれぞれの視点がアナモルフィック・フォーマットである前記自動立体像を撮影するビデオセンサの上に焦点合せするための連結用装置を備えていること、を特徴とする
   ｎ個の視点を有する自動立体像を形成するための自動立体ビデオ画像を撮影する装置。
2. 前記円筒型光学アセンブリ（ＬＣ1 ）が収束性のものであり、レンズ列（ＲＬ1 ）も収束性のものであることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記円筒型光学アセンブリ（ＬＣ2 ）が収束性のものであり、前記レンズ列（ＲＬ2 ）が発散性のものであることを特徴とする請求項１記載の装置。
4. 前記円筒型光学アセンブリ（ＬＣ3 ）が発散性のものであり、前記レンズ列（ＲＬ3 ）が収束性のものであることを特徴とする請求項１記載の装置。
5. 前記円筒型光学アセンブリ（ＬＣ4 ）が発散性のものであり、前記レンズ列（ＲＬ4 ）も発散性のものであることを特徴とする請求項１記載の装置。
6. 前記円筒型光学アセンブリの焦点距離と前記レンズ列のレンチクルの焦点距離との前記比の絶対値がｎ★に等しく、ここでｎ★はｎｋに等しく、またｋは、所定距離に位置する物体（Ａｏ）について像の視点のそれぞれがｎに等しい絶対値のアナモルフォシス比を有しているような倍率比補正係数であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１つに記載の装置。
7. 前記円筒型光学アセンブリが可変の焦点距離を有し、かつ、それが、その焦点距離を変化させしたがって補正係数ｋの値を変化させるための手段を含んでいることを特徴とする請求項６記載の装置。
8. 前記円筒型光学アセンブリが、ダブレットを形成する２つの円筒レンズを含んでいることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１つに記載の装置。
9. 前記収束性視野レンズが、前記同レンズ列（ＲＬ1…ＲＬ4 ）の各レンチクル（１０，２０）から下流に配置されているとともに、光軸（ｘ’ｘ）に平行でレンチクル（１０，２０）の光心（Ｃ）を通る光線が共通の所定収束点（Ｏ）に収束するような角度（α1，α2）で、その光軸（ｘ’ｘ）に垂直な面ＰＬに対して傾いている少なくとも１つの平坦面（１，２，３，４， ３’，４’）から構成されていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１つに記載の装置。
10. 前記伝送光学システムが、前記自動立体像Ｉ、Ｉ' 、Ｉ''、Ｉ''' を空中に伝送するためのビデオ装置（３０）であることを特徴とする請求項１記載の装置。
11. 前記伝送光学システムが内視鏡に組み込まれていることと、その立体視基線Ｂが観測者の瞳孔間距離Ｅよりも小さいこととを特徴とする請求項１０記載の装置。
12. 前記伝送光学システムがテレビ電話（５０，５１，５２）に組み込まれていることを特徴とする請求項１０記載の装置。
13. 前記伝送光学システムが、前記像に焦点合わせされたカムコーダのようなビデオカメラであり、そのビデオカメラのための光学的付属物を構成していることを特徴とする請求項１０記載の装置。
14. 前記伝送光学システムが、フィルム（３６）の上に焦点合わせするための装置を含んでいることを特徴とする請求項１記載の装置。
15. 焦点合わせするための装置が、映画画像を撮影するためのカメラであることを特徴とする請求項１４記載の装置。

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