JPH01116521A - 色付き立体視方法 - 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） この発明は、色付き（カラー）の立体画像を現出する方
法に関する。

（従来の技術） 人間がものを見てそれを立体的に感じるのは、左右の目
に入力される画像のずれによる視差の影響が最も大きい
とされている。

第４図（Ａ）及び（Ｂ）は被視物Ａ、Ｂ、Ｃの左眼ＬＥ
及び右眼ＲＥでの見え方を説明する図である。第４図（
Ａ）に示すように、視線が被視物（単に物体とする）Ａ
を注目しているとき、左右の目ＬＥ及びＲＥで受は取る
画像は、視差によって異なったものとなる。物体Ａの前
後にある物体Ｂ、Ｃの位置は、第４図ＣＢ）からも理解
出来るように左右の目ＬＥ及び日Ｅによりその物体Ａか
らの距離に応じてずれて見える０人間の脳は、このずれ
の量を感知してその点までの距離を知り、立体感を得て
いる。

従って、何らかの方法で左右の目に入る映像を異なった
ものにすれば、人間は立体を感知することが出来る。こ
の原理に基づいた立体視の方法としで、アナグリフ方式
や偏光板方式等が従来から知られている。

第５図（Ａ）〜（ε）は従来のアナグリフ方式の説明図
である。このアナグリフ方式は、左右の目に入る画像に
対して具なる波長の光を割り当て（第４図（Ａ））　、
その波長をメガネによって分離しく第５図（８）及びＣ
Ｄ））　、それぞれの目に全く異なった画像（第４図（
Ｃ）及び（Ｅ））を入力する方式である。よく用いられ
る具体例としては、右目用に赤、左目用に青の画像をス
クリーンに投影したり、紙上に印刷したりするとともに
、右目には赤色しか通さない光学フィルタを装着し、左
目には青色しか通さない光学フィルタを装着して、立体
視を可能にしたものがある。

また、偏光板方式は、光がその進行方向に対して垂直な
２つの方向に対する成分で表現されるという原理に基づ
いている。

この成分の分離は、偏光フィルタにより行えるため、右
目用の画像と、左目用の画像とを、９０度異なる偏光方
向を持ったフィルタを用いてスクリーンに投影し、それ
ぞれの偏光面に応じた偏光方向をもつフィルタを左右の
目に装着することより、左右の目に異なる画像を入力出
来る。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したアナグリフ方式では、右目には赤い画像が、ま
た左目には青い画像が入力されるだけである。しかし、
人間は左右の目で別々に色を感知するので、この方式で
は物体の明暗を表現出来ても色彩まで表現出来ない、し
かも、左右の目に入力される色彩が全く異なるために、
人間の視覚にとって非常に不自然な感じがするという問
題があった。

また、偏光方式では、左右の目に異なる画像を入力出来
、偏光フィルタの偏光方向は光の波長によっても変化し
ないので、完全なカラー立体視が可能になる。しかし、
通常のスクリーンでは、投影された画像を乱反射するた
め、偏光の方向がランダムに変化してしまう、また、ス
クリーンに対し観客が視Ｉｌｌを軸として頭を傾けた場
合には、その偏光方向がずれる。このような場合、偏光
板方式では左右の目量の像を分離することが出来ないの
で、左右の目に対する画像が混合され、立体視の効果が
著しく損なわれるという問題があった。

この発明の目的は、被視物の色付きすなわちカラーの画
像を、どのような角度から見ても立体的に見えるように
することが出来る色付き立体視方法を提供することにあ
る。

（問題点を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この発明の色付き立体視方
法によれば、 色覚上充分な表現領域をもつような広い波長領域に右目
用及び左目用のそれぞれ独立した波長分布をもつと共に
、これら右目用及び左目用波長分布が、色覚上充分な表
現能力をもつ複数の領域に分けられた波長成分から成る
被視物を、右目画像用の波長成分のみを通す右目用フィ
ルタ及び左目画像用の波長成分のみを通す左目用フィル
タを用いて、色付き画像を立体視することを特徴とする
。

この発明によれば、被視物を、右目用の色付き画像及び
左目用の色付き画像をそれぞれ形成出来るような右目画
像用の複数の独立した波長成分及び左目画像用の、右目
用波長成分とは異なる、複数の独立した波長成分で形成
し、しがも、右目画像を右目画像用の波長成分のみを通
す右目フィルタで見ると共に、左目画像を左目画像用の
波長成分のみを通す左目フィルタで見ることによって、
左右の目には両画像が別々に入力する。

この場合、両画像の色の波長成分は異なるが、その三刺
激値を等しくしておけば、人の色覚では、両画像の色を
同じに感じさせることが出来る。

つまり、人間の色覚は、国際照明委員会（ＣＩＥ）によ
り＝刺激値ａ、ｂ、ｃと、それに基づく色度座標ｘ、ｙ
、ｚで定義される。従って、全く異なる波長分布を持つ
光でも、これら三刺激値ａ、ｂ、ｃが等しければ、人間
にとっては同じ色に感じられる。

従って、波長分布を相違させながら、三刺澹値を等しく
した画像を、透過域を異にしたフィルクを介しで見るこ
とにより、左右の目に別々の画像が入力されるとともに
、その入力された画像の色は同じに感じることが出来る
。

又、通常は、色度図は、三刺激値ａ、　ｂ、　ｃｌｆｒ
規格化した色度座標ｘ、’ｙ、ｚのうぢｘ、ｙを直角座
標の縦及び横軸にとったグラフで示しであるが、この色
度図上で二点を定めればこの二点を結ぶ直線上の全ての
色を表現出来るし、ざらに、色度図上で三点を定めれば
この三点を結んで形成した三角形内の全ての色を表現出
来る。ざらに、色度図上で多数の点を定めれば、これら
を結んで形成される多角形内の全ての色を表現出来る。

（実施例） 以下、図面を参照して、この発明の色付き立体視方法の
実施例につき説明する。

第１図はこの発明の色付き立体視方法の好適実施例を説
明するための概略図、第２図は左目用画像と右目用画像
との波長分布の一例を説明するための波長分布図、第３
図（Ａ）〜（Ｅ）はこの発明の色付き立体視方法の説明
図である。

先ず、この発明の実施例では、被視物をスクリーン７に
形成した映像８．９．１０．１１とする。

この映像８．９．１０．１１はポジ像である。各映像８
．９．１０．１１は色覚上充分な表現領域をもつような
広い波長領域中にそれぞれ右目用及び左目用の互いに独
立した波長分布を持っている。そして、右目用及び左目
用波長分布は、それぞれ色覚上充分な表現能力をもつ複
数の独立した領域に分けられた波長成分から成っている
。

第１図及び第２図に示したこの発明の好適実施例では、
この被視像８〜１１を次のように形成する。左目用の光
源１〜３と右目用の光源４〜６を設けるとともに、これ
ら光源１〜３．４〜６のそれぞれには、第１〜３波長分
割フィルタし、〜Ｌ３、日、〜Ｒ３を設けている。

そして、左目用の第１〜３波長分割フィルタし、〜Ｌ３
と右目用の第１〜３波長分割フィルタＲ１〜Ｒ３との波
長分布を相違させ、これらフィルタを透過した光の波長
分布が、左右で異なるようにしている。これら左目用及
び右目用の各フィルタし、〜Ｌ３及び日、〜Ｒ３の波長
領域を第２図（Ａ）及び（８）にそれぞれ示す。

第２図（Ａ）は右目用の各フィルタ日、〜Ｒ３の波長領
域をそれぞれ示しており、第２図（Ｂ）は左目用の各フ
ィルタし１〜Ｌ３の波長領域をそれぞれ示している。既
に説明した通り、右目用の第１〜３波長分割フィルタ日
１〜Ｂ３の各波長領域は互いに離間した独立の波長領域
である。また、左目用の第１〜３波長分割フィルタし１
〜Ｌ３の各波長領域も右目用のフィルタの場合と同様に
互いに独立しかつ離間した波長領域である。

そして右目用及び左目用の各波長領域も互いに独立した
波長領域となっている。尚、これら右目用及び左目用の
独立した波長領域の個数はこの実施例ではそれぞれ３個
ずつとしているが、２個であってもよいし或は４個以上
であっても良く、これら独立の波長領域の個数は設計に
応じて適切に設定することが可能である。

上記各フィルタの前方には、それら各フィルタに対応し
で、左目用のＭ１〜３映像フィルムβ、〜Ｉ２３と、右
目用の第１〜３映像フィルムｒ、−ｒ３とを設ゆでいる
が、これらフィルムの画像は最終的に左右の目が受ける
＝刺激値ａ、ｂ、ｃが所望の色の画像になるよう調節し
ている（俊述する式（５）により求める）。

上記光源１〜３から第１〜３波長分割フィルクし１〜Ｌ
３と右目用の第１〜３映像フイルム１１〜ｉ７３を通過
した左目用の映像と、光源４〜６から第１〜３波長分割
フィルタＲ０〜Ｒ３及び第１〜３映像フィルムｒ、−ｒ
３を通過した右目用の映像とを、スクリーン７に投影し
て各映像８．９．１０．１１を形成する。

このようにして形成された各映像８．９．１０．１１は
第３図（Ａ）に示すような波長領域をもった像となって
いる。

そしてこのようにしてスクリーン７に投影された右目用
の映像と、左目用の映像とでは、その波長分布が第２図
（Ａ）及び（Ｂ）に日、〜Ｒ３、し、〜Ｌ３で示すよう
に相違するが、各点での右目量と左目用の色を独立に制
御できる。

上記のようにしてスクリーンに投影された映像は、透過
率を相違させた左及び右目用フィルタＬ、Ｒ１介して見
る。従って、この発明では、左目用フィルタしは、上記
左目用の映像の波長分布の光のみを透過し、フィルタ日
は右目用の映像の波長分布の光のみを透過するように構
成し、例えば、これら各フィルクＬ、Ｒ１干渉フィルタ
で形成する（第３図（Ｂ）及び（Ｄ））、この場合、当
然ながら、左右の両目用のフィルタの各通過帯域は被視
物の各波長領域よりも広くてもよいし、又完全に一致し
ていてもよい。

従って、上記フィルタＬ、Ｒ１介して、映像を見れば、
左右の目には、左目用の映像と右目用の映像とが別々に
入力することになる（第３図（Ｃ）及び（Ｅ））、この
別々に入力する映像を、人の脳で感じる視差と同じにし
ておけば、当該映像を立体的に見ることができる。

しかも、左右の目に別々に入力した映像に着けられてい
る色は、その三刺激値ａ、ｂ、ｃを等しくしているので
、人間の目には、それらの色を同じに感じることが出来
る。

なお、この実施例の製雪では、映像フィルム！１〜１３
及びｒ、〜ｒ３のそれぞれに別々の色を付し、それらの
色の合成によって、当該映像に所望の色を現出すること
が出来る。

なお、上記のことを数式で示すと次のようになる。すな
わち、立体上のある点における実際の色は、スペクトル
中の、波長λの単位エネルギーの光の三刺激値ａ、ｂ、
ｃ　（それぞれ波長λの間数である。）で実現されるが
、このとき目に入力する光の波長分布すなわち分光エネ
ルギー分布ｔＥ（λ）とすると、上記ａ、ｂ、ｃの値は
式（１）によって表現される。

式（１） ％式％（） （但し、積分領域は０≦λ≦ｃｔ３） このとき、左目に透過率しくλ）、右目に透過率日（λ
）の色フィルタを装着すると、左右の目に対する三刺激
値ａβ、ｂβ、Ｃβと、ａｒ、ｂｒ、ｃｒとは、それぞ
れ式（２）のようになる。

式（２） ％式％） なお、上記式（２）において、Ｌ（λ）は左目フィルタ
の特性、Ｒ（λ）は右目フィルタの特性である。

この状態で、左右の目への入射光の波長分布を式（３）
のように６種の成分により与えると、次のようになる。

式（３） ％式％（） ここで、上記式（３）の各成分とフィルタの特性には、
次の式（４）の関係があるとする。

式（４） ％式％（） この状況での左右の目に対する三刺激値は、式（２）に
式（３）を代入した復式（４）によって簡単化し、次の
１式（５）のようになる。

式（５） ％式％（） ａｒ＝ｒ＋ｓａｃλ）Ｒ（λ）Ｒ１（λ）ｄλ＋　ｒ’
　Ｓ　ａ（λ）Ｒ（λ）Ｒ２（λ）ｄλ＋ｒ３Ｓ　ａ（
λ）Ｒ（λ）８３（λ）ｄλｂρ＝βｌｂ（λ）　Ｌ（
λ）Ｌ、（λ）ｄλ＋β２　　Ｘｂ（λ）Ｌ（λ）Ｌ２
（λ）ｄλ＋β３．Ｓ　ｂ（λ）Ｌ（λ）Ｌ３（λ）ｄ
λｂｒ＝ｒ＋Ｓｂ（λ）　Ｌ（λ）Ｒ１（λ）ｄλ＋　
ｒ２　Ｓ　ｂ（λ）Ｌ（λ）Ｒ２（λ）ｄλ＋　ｒ３Ｓ
　ｂ（λ）　Ｌ（λ）８３（λ）ｄλｃｕ＝ｕ、　Ｓｃ
（λ）　Ｌ（λ）Ｌ、（λ）ｄλ＋β２５Ｃ（λ）　Ｌ
（λ）Ｌ２（λ）ｄλ＋Ｉ１３　ＳｃＣλ）　Ｌ（λ）
Ｌ３（λ）ｄλｃｒ＝ｒ＋ｒｃ（λ）　Ｌ（λ）Ｒ７（
λ）ｄλ＋　ｒ２　Ｓ　ｃ（λ）　Ｌ（λ）Ｒ２（λ）
ｄλ＋　ｒ３Ｓ　ｃ（λ）　Ｌ（λ）８３（λ）ｄλ上
記式（５）は連立−次方程式であり、これをｒ曹、ｒ２
、ｒ３及びβ７１、Ｒ２、β３１こついで解くことによ
り、ａｒ、ｂｒ％ｃｒ及びａｌｌ。

ｂβ、Ｃβの任意の値を表現出来る。

この場合に、左右の目に対する表現可能な色の範囲は既
に説明したように色度図を基にして決めることが出来る
。しかして、左右の目に入力する光は、上記式（５）で
示すような＝種の成分から成る波長分布を持つている。

上記のようにして左目用の第１〜３映像フィルムβ、〜
β３及び右目用の第１〜３映像フィルムｒ、〜ｒ３の三
刺激値を特定すれば、左右の目を独立して自由に制御で
き、フルカラーが可能になる。

（発明の効果） この発明の色付き立体視方法によれば、波長分布を異に
した右目用の画像と左目用の画像とを、透過率を異にし
たフィルタを介して見るようにしたので、その視′！ａ
を傾けたとしても、両目に入力する画像が変化したりし
ない、従って、どの方向から見ても視差を維持でき、当
該画像を立体的に見ることが出来る。

また、両画像の波長分布が相違したとしても、それらの
＝刺激値が同じなので、左右の目に入力する画像の色は
同じものとなる。つまり、これら画像に付けた色の波長
分布を異にしながら、それらを同一の色として把握でき
るので、当該立体像をフルカラーとして見ることが出来
る。

なお、上記実施例では、被視物としてスクリーンに映像
を投影する場合について説明したが、この発明は上記の
実施例に限定されるものではない６例えば、この被視物
を印刷物とすることも出来る。

要するに、この発明は、光の波長分布を異にした右目用
の画像と左目用の画像とを備えるとともに、それらの光
の波長分布を異にしたものを、透過率を異にしたフィル
タで見るようにし、しかも、両画像の三刺激値を独立に
制御できるようにしたものであればよいものである。

例えば、光の波長分布を異にしたインクを利用して、左
目用画像と右目用画像とを、所定の画面上に表示すると
ともに、これら両画像の色の三刺激値を同一にする。こ
のようにした画像を、透過率を異にしたフィルタし、日
で見るようにしてもよい。

ざらに、上述した実施例では、左右の目の各波長分布を
三つの領域に分けたが、二つの波長領域或は四つ以上の
波長領域に分けてもよい、又、色度図上に取る点は通常
は３点であれば人間には充分であるが、２点であっても
又４点以上であってもよい。

又、上述した実施例では白色光源からの光をフィルタを
介して波長領域に分割し、それぞれの波長領域の光でフ
ィルム上のモノクロ画像を投影して映像を得ているが、
それぞれのモノクロ画像の透過率はフィルム画像作成の
ときの露光量を変えてやることにより、所定の色の合成
画像が得られるように、適切に行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す概略図、第２図（Ａ）
及び（８）は左目用画像と右目用画像との波長分布の状
況を示した図、 第３図（Ａ）〜（Ｅ）はこの発明の一実施例の説明図、 第４図（Ａ）及び（Ｂ）は視差の状況を示す原理図、 第５図（Ａ）〜（Ｅ）は従来のアナグリフ方式の説明図
である。 １〜６・・・光源 り、〜Ｌ３、Ｒ１〜Ｒ３・・・第１〜３フイルタ１１〜
β３、ｒ１〜ｒ３・・・第１〜３映像フィルムＬ、Ｒ−
・・光の透過率を異にしたフィルタ８〜１　＋−・・映
像。 特許出願人　　　　　株式会社　フロッグス同　　上　
　太田８孝 第２図 ■ ■ マＶ Ｅ　　ＲＥ 左目画像　　　　　　左目画像 視差の状況を示す原理図 ｈｅｃ　　　Ａ　　Ｆ；７

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 色覚上充分な表現領域をもつような広い波長領域に右目
   用及び左目用のそれぞれ独立した波長分布をもつと共に
   、これら右目用及び左目用波長分布が、色覚上充分な表
   現能力をもつ複数の領域に分けられた波長成分から成る
   被視物を、右目画像用の波長成分のみを通す右目用フィ
   ルタ及び左目画像用の波長成分のみを通す左目用フィル
   タを用いて、色付き画像を立体視することを特徴とする
   色付き立体視方法。