JPH0343832B2 - - Google Patents

Description

面観察用スクリーン１２ を包含した、テレビジヨン画像観察用スクリーン
の前に位置した視聴者に対し被写体の立体的テレ
ビジヨン画像を表示するための装置。 ４ 前記投射光学素子９〜１１は、屋根形反射鏡
の配列９を含んでいる特許請求の範囲第３項に記
載の立体的テレビジヨン画像表示装置。 ５ 前記静止半鏡面観察用スクリーン１２は凹面
形状を有する特許請求の範囲第３項又は第４項に
記載の立体的テレビジヨン画像表示装置。

【発明の詳細な説明】

本発明はテレビジヨン、時に標準テレビジヨン
信号を立体的に再生する方法および装置に関す
る。 本発明による三次元テレビジヨン装置は、本願
発明の発明者による1980年11月４日付米国特許第
4231642号の五「立体映画の円形より線形への走
査変換の方法および装置」の基本的光学走査装置
及びスクリーンを使用しているが、フイルムを必
要としない。本発明は、水平面内に円弧状に配置
された固体電荷結合装置液晶光バルブ
（CCDLCLV）等から発生する像の配列を走査す
る。前記の米国特許第4231642号においては画像
面はまつすぐな円筒の面内に含まれている。更
に、本発明においては入力は電子標準のテレビジ
ヨン信号の連続的に変化するＮ個のテレビジヨン
フレームであり、それは像の配列により順次渦巻
き状に磁気デイスク、テープ、もしくは固体メモ
リに記憶されかつそれよりアクセスされる。フレ
ームは電荷結合装置メモリへ読込まれ、次に液晶
読打像配列へ並列に転送される。こうしてテレビ
ジヨン画像は液晶の時定数により転送後指数的に
減衰するが、転送時間間隔に引き続いて走査され
ることにより強い信号を保証する。光学走査装置
はテレビジヨン信号に同期されている。米国特許
第4231642号では連続的に移動するフイルムの像
を安定化するために、連続回転画像動作補償鏡ド
ラムを必要としている。鏡は回転軸に平行であ
り、フイルムは走査装置と同期していなかつた。
本発明においては、回転ドラムは、Ｎ個の画像の
配列の水平面と45°をなす静止ルーフミラー面に
置換されている。それはＮ個の画像配列も静止し
ていることにより可能となる。米国特許第
4231642号においては、フイルムは一方向に進行
し、正しい３次元の配向と一方向のカメラと被写
体との相対運動のためのシーケンス決定を行なつ
た。本発明は、いずれかの方向へのカメラ対被写
体運動に対し正確に作用する自動感知電子装置を
含んでいる。 本発明は既存の単一チヤネルテレビジヨン帯域
幅を使用した新しい三次元テレビジヨン装置から
なつており、視聴者に眼鏡の使用を必要とせず
（ホログラフ的な」３次元像を与え、視聴者が空
間像を「見廻す」ことができる装置を提供する。 視聴者の目に補助手段を使用することなく、ま
た同時にかつ多数の人々の種々の個々の位置の制
約を受けることなしにシーン（以下被写体と記
す）を見ることができるように、被写体の立体的
に再生することが数十年間も試みられてきた。 比較的多数の被写体の関連像を、高速に運動す
る光学的に作られた垂直空間出口スリツトの後か
ら見るように提示すれば、視差により常時各視聴
者の一方の目が他方の目が見るものを見ることを
防止することを発見した。空気出口スリツトが動
作していると、目は短時間内に完全な像を見るこ
とになる。この間隔を人間の視覚の残像期間以内
とした。実際の結果から断定できるように、脳は
両眼で観察したものを単一の立体像に融合させ
る。 本発明による装置を詳細に考察すれば、視聴者
の一方の目によつて見られる透視像は別々の時点
における個別の垂直線の像情報により構成されて
いる。これらの同じ時点において視聴者の他方の
目は完全に異なる透視図を見ている。両眼は空間
的に一致せず水平に離れているため両眼に対する
正味の透視像は異なつている。像を実体と考えれ
ば、時間的及び空間的に切り離されている。 本発明は標準テレビジヨン信号を立体的に再生
する方法を提供する。そしてそれは次の段階、す
なわち、テレビジヨンカメラと被写体との間に相
対的横方向運動を与え、多数の順次のテレビジヨ
ンフレーム又はフイールドを形成すること、前記
多数の順次のテレビジヨンフレーム又はフイール
ドを画像蓄積場所の配列２に蓄積すること、少な
くとも１つの同一の放射面ユニツトを有し回転す
る走査投射機５〜１１により前記画像配列を走査
すること、前記走査投射機５〜１１の任意の単一
の投射面ユニツトの走査期間中に、前記画像蓄積
場所の配列２の中の画像蓄積場所のいずれにも、
１つのテレビジヨンフレーム又はフイールドの全
部を蓄積させること、前記走査投射機５〜１１の
前記投射面ユニツトが行う連続する走査の走査同
士の間の期間中に、前記画像蓄積場所の配列２の
中の全画像を、次の順次のテレビジヨンフレーム
又はフイールドに進ませること、前記画像蓄積場
所の配列２の中の前記画像配列を半鏡面スクリー
ン１２の上に順次投射し、該投射の期間中におけ
る前記走査投射機５〜１１の位置を、１つの投射
円５０の円弧に沿つて次々と移動させ、かつ、前
記半鏡面スクリーン１２は曲面形状を有し、その
曲率半径は前記投射円５０の半径と比較して大き
くされていること、前記半鏡面スクリーン１２に
より、前記走査投射機５〜１１からの入射光を、
垂直方向に散乱させ、かつ、水平方向に反射させ
ること、前記半鏡面スクリーン１２からの反射光
及び散乱光を、前記投射円５０に本質的に接する
接線１４−Ｏ−Ｓと交差させること、前記の交差
する光を前記接線１４−Ｏ−Ｓに沿つて移動させ
ること、及び前記走査投射機５〜１１の前記投射
面ユニツトが行う連続する走査の走査同士の間の
時間間隔を、視聴者の視覚の残像期間以内とする
ことを含んでいる。 本発明はまたテレビジヨンスクリーンの前に居
る視聴者に対しテレビジヨンを立体的に表示する
装置を提供するものであり、前記装置は、ヒデオ
信号を発生して多数のテレビジヨンフレーム蓄積
場所に蓄積するためのビデオ信号を発生する発生
装置、前記テレビジヨンフレームのそれぞれに対
応した被写体の画像を形成し、かつ、該画像を、
画像配列を蓄積するための多数の画像蓄積場所２
蓄積するための画像形成蓄積装置、少なくとも１
つの同一の投射面ユニツトを有する走査投射機５
〜１１、前記走査投射機５〜１１と結合された同
期電動機３を調時し、かつ、前記画像蓄積場所２
の中で上記画像を順番に配列するときの調時を行
うための同期信号を、前記ビデオ信号から抽出す
るための同期信号抽出装置、被写体の立体的画像
表示を保持するための画像方向センサ（第７図及
び第８図）、前記走査投射機５〜１１の前記投射
面ユニツトのおのおのに載置された光学素子６，
７を通じて、前記画像蓄積場所２を順次に照射す
るための固定ランプ４、前記走査投射機５〜１１
に載置され、前記画像蓄積場所２に蓄積された上
記画像を静止した半鏡面観察用スクリーン１２の
上に投射するための投射光学素子９〜１１、及び
前記の投射された画像を受け取り、入射した投射
光を、横方向に移動する空間出口スリツト１３に
向けて送り返すように構成された前記静止半鏡面
観察用スクリーン１２とを含んでいる。 第１図は本発明の三次元テレビジヨン受像装置
の一実施例の透視図であり、同装置の主要素子を
示している。本実施例の詳細と可能な変更とは後
続の図面を用いて説明する。第１図において標準
テレビジヨン信号は通常のアンテナ１により受信
されてTV受像機へ送られ、そこで所望のRFチ
ヤネルが選定され、通常のラウドスピーカを駆動
するオーデイオ信号に変換される。このとき水平
および垂直同期信号が発生し、それにより120°円
弧状放射配列２内の個々の電荷結合装置液晶光バ
ルブ（CCDLCLV）によるTVフレームの変調器
（後に参照する米国特許に記載）の調時を行うタ
イミング信号を発生し、同時にモータ３へ同期基
準信号を供給する。更に第７図及び第８図に示す
像方向センサへビデオ信号が供給され、そこで
CCDLCLVの配列に対する後続のTVフレームの
右もしくは左の順次のローデイングが決定され
る。Ｎ個の連続したフレーム（Ｎは後記するよう
に24）に対するビデオ信号に関連したタイミン
グ、CCDLCLVの静止配列のための電力、及び固
定された投射ランプ４のための電力は、電源から
電線を介してこれらの静止した素子へ送られる。
走査器５は同期モータ３と連結されており、
1800rpm（TV同期パルスと同期した30r／ｓ）で
回転する。走査器５は回転軸に対して対照的であ
り、集光レンズアセンブリ６、鏡７、偏光子８、
CCDLCLV２の120°円弧状配列の下に配置された
Ｎ個の90°ルーフミラー９の静止円錐状配列、検
光子及び投射レンズアセンブリ１０および非球面
状反射鏡１１を含んでいる。走査器アセンブリの
詳細を第２Ａ図および第２Ｂ図に示す。第２Ａ図
において、固定されたランプ４からの光は集光レ
ンズアセンブリ６により集光され、対称的な鏡７
〔走査器５の上に互いに対称的に配設されている
同様な鏡〕により反射され、８と同様な偏光子を
通過しCCDLCLVの配列２により反射され、次に
Ｎ個のルーフミラーの配列９から反射して検光子
及び投射レンズアセンブリ１０を通過し、非球面
鏡１１から半鏡面のセグメント化されたスクリー
ン１２へ反射される。スクリーン１２への投射及
びそれからの反射については第３Ａ図及び第３Ｂ
図を参照して説明するが、同時に、米国特許第
4231642号に詳記されている。スクリーン１２に
向けて投射された光は、すべて垂直空間出口スリ
ツト１３に集められる。前記スリツト１３は、走
行器５が1/60秒（すなわちTVフイールド期間に
等しい）で半回転する時、1/60秒の間に像観察窓
１４を横切つて直線的に移動する。窓１４は第１
図に点Ａ及びＢで示した対角コーナーを有する。
空気出口スリツト１３は窓１４の全高を占め、窓
の高さはスクリーン１２の垂直散乱角により決定
される。 本発明による三次元テレビジヨン投射装置は、
本願明細書に記載した反射方法のみならず光伝送
の特徴を持つたフレームの画像変調器の配列によ
つて適正に作動するようにすることができる。第
２Ａ図および第２Ｂ図は本発明による第１図図示
の立体テレビジヨンプロジエクタの実施例の詳細
図である。第２Ａ図はテレビジヨンプロジエクタ
の側面立面図で第２Ｂ図中のＡ−Ａ断面に沿つた
部分断面図である。第２Ｂ図は走査機構を明瞭に
示すために上部右方の１部分を切り払つたテレビ
ジヨンプロジエクタの平面図である。第２Ａ図に
おいて、第１図に示した走査器５の部材２０はフ
ランジ２１によりモータ３に結合されている。モ
ータ３は走査器５のハウジングのベース２２に固
定されており、同ベース２２は少なくとも３本の
脚と結合されており、その中の１本が脚２３であ
る。走査器５のハウジングは側面２４及び２５、
頂部２６、窓２７、頂部２８及び２９で形成され
ている。回転中心線上にはバツフル３０が配置さ
れており、それはスペーサ３１を介して保持さ
れ、頂２９に設けた同心の穴を通して空気を取り
入れる。空気は図示しない周辺のスロツトを通つ
て円形の走査器ハウジングから出てゆき、走査器
５はランプ冷却フアンの回転子兼テレビジヨン画
像走査器の機能を提供する。説明を簡単化するた
めに、対称的構成の走査器５の半分のみの構成を
有する投射面ユニツトを第２Ａ図に示す。２つの
投射面ユニツトは、走査器５の中心線に対して対
称的に配置されている。走査器５は部材２０、集
光レンズ３２及び３３を含む集光レンズハウジン
グ６、部材２０とレンズハウジング６とに結合さ
れた主走査器ストラツト（支桂）３４で構成され
ている。第１の表面鏡７か部材２０に取り付けら
れている。偏光フイルタ８は固定された全方向投
射ランプ４からの集光光線を十分に通過させるよ
うにストラツト３４の穴の上に取りつけられてい
る。投射レンズブラケツト３５はストラツト３４
に取り付けられ、レンズバレル３６はレンズブラ
ケツト３５に取り付けられている。レンズバレル
３６は検光子３７と投射レンズ３８とを含んでい
る。投射レンズ３８の光軸は走査回転軸及び第１
図の投射スクリーン１２に垂直に配設されて台形
ひずみ問題を避けている。走査器５は非球面鏡１
１を含みワイドな水平角画像をスクリーン１２へ
投射する。スクリーン１２は、第２Ａ図もしくは
第２Ｂ図の図示の範囲を越え、第１図および第３
Ａ図に示す通りである。ランプ４はブラケツト３
９により基準固定部材２９に取り付けられてい
る。固定ブラケツト４０は円錐形ブラケツト４１
の支持体を提供する。円錐形ブラケツト４１は、
基準固定部材２９に対して固定され、一連の平坦
もしくはルーフミラー（軒先面鏡）のセグメント
を含み、その数は変えることができるが（後述す
る基準により）２４に選定されており、それは第
１図図示のＮ個のフレームメモリにより得られる
連続テレビジヨンフレームの数に等しい。24個の
連続したテレビジヨンフレームは、第２Ａ図に参
照番号２で示したCCDLCLV固体の表面上へ変調
される。鏡セグメントを第１図および第２Ａ図に
参照番号９で集合的に示す。円錐形ブラケツト４
１に取り付けられた円錐形部分のまわりの24個の
鏡セグメントは平坦でも90°ルーフミラーでもよ
い。ルーフミラー原理は、米国特許第4089597号
及び1978年９月12日付ウルリツヒ・エム・フリツ
ラーの米国特許第4113367号「ルーフ反射形多角
形走査装置」に詳細に述べられている。ルーフミ
ラーの利点は、鏡の縁部で光レベルが低下して画
像に垂直の黒しまが生じることはなく、光レベル
は一定に保たれ分断が現われることなく連続画像
を生じることである。鏡セグメント９は、変調像
面２の放射状配列に対して、第２Ａ図の走査中心
線のまわりに放射状にずらして配列されており、
24個のフレームの配列の中心（すなわち第12番目
のフレーム）において放射状に一致するか、フレ
ーム１１からフレーム１に、またフレーム１３か
らフレーム２４に向かつて、正確な一致から次第
に偏移し、正確な一致からの最大偏移はフレーム
１とフレーム２４とにおいて生じる。このような
鏡セグメント９の配列に与えられる偏移の形態を
プリセツシヨンと称する。像のこの「プリセツシ
ヨン」については、米国特許第4231642号に詳述
されている。像のプリセツシヨンは、被写体の再
生中に、被写体を撮影したもとのカメラの光軸が
プロジエクタの空間出口スリツト１３が移動する
ときの軌跡の直線に対して常に垂直になるように
追尾することを確実ならしめる。このように、テ
レビジヨンカメラによる撮影時の水平直線走査と
投射器５の円弧走査との間の差異を補正するため
に、鏡セグメント９の配列に対してプリセツシヨ
ンによるずれが与えられる。この関係を第３Ａ図
（投射装置の基本配置の平面図）に示す。走査プ
ロジエクタＰは半径ｒの軌跡５０内を移動する。
垂直散乱特性を有するセグメント化された水平反
射スクリーン１２がＣを中心とし半径3rの位置に
示されている。スクリーン１２は米国特許第
4231642号に詳述されている。いくつかのスクリ
ーンセグメントの中の３個のみを第３Ａ図中の位
置ａ，ｂ，ｃに示す。これらの各セグメントは空
間出口スリツト走査窓１４と、走査円５０の中心
Ｃを通る走査窓１４への垂線との交点Ｏと、それ
らの各セグメントとの間に引かれた線に対して垂
直である。前述のプリセツシヨンにより、もとの
カメラの光軸の方向の光線が、走査円５０に沿つ
たＰの位置に無関係に直線PQに沿つて投射され
るとき。線PQbは走査窓１４に垂直なbs線上の空
間出口スリツトの位置を示すＳ点へ反射する。円
錐形ブラケツト４１の円錐形部分の上の24個の鏡
の円弧に対するCCDLCLVの配列２の中の24個の
像のプリセツシヨンにより、各走査サイクル中に
第３Ａ図に示した配置が自動的に生じる。 第３Ａ図に示したセグメントは持たないが、一
定垂直断面と、Ｏ点に位置する曲率の中心と、プ
ロジエクタ走査軌跡５０の半径ｒの２倍より大き
い半径（約4rが妥当）とを有する別のスクリーン
１２ａを第３Ｂ図の平面図に示してある。このス
クリーンは、1978年５月16日付米国特許第
4089597号の第５図の中のスクリーンについて述
べた特性と同じ特性を持つている。 深く湾曲した凹面スクリーン上への投射に対す
るレンズ修正は1966年12月20日付ジエー・ホール
デイアウスの米国特許第3292491号「画像投射装
置」に詳述されている。 第１図および第２Ａ図の符号２で示した
CCDLCLVアセンブリの配列へクロツク信号、電
力およびビデオ信号を供給するための配線は、走
査器ハウジングの頂部板２９の穴およびブラケツ
ト３９の穴を通つて入る。頂部板２９の穴はラン
プコードのための入口でもある。 テレビジヨンプロジエクタの部品の寸法はある
仮定に基づきかつ幾何学的形状を参照して決める
ことができる。第４図は本発明による三次元TV
プロジエクタの投射配置の平面図を示す。視聴者
の両眼（E_LおよびE_R）が焦点合せできる最寄り
の空間の点は走査円５０上のＱ点であるとする。
Ｑ点は視聴者の目から視距離Ｄの位置にある。
1979年型製品の21インチ対角標準CRTテレビジ
ヨンを寸法の基準として使用した場合、窓ｍｎの
幅は420mm（16.8インチ）であり、従つて第４図
においてｒ＝210mm（8.4インチ）であることを意
味する。空間出口スリツトの幅をｘとすると、相
似三角形から2r／ｘ＝Ｄ／2.5＝0.4D（但しｒ，
ｘ，Ｄの単位はインチとする）であるが、2r／ｘ
＝Ｎは走査窓ｍｎの中の画像の数である。上式よ
りＮ＝0.4D（但しＤの単位はインチ）となるが、
経験データによれば、Ｎの最小値はＮ＝0.2D（但
しＤの単位はインチ）である。３ｍ（10フイー
ト）の視距離Ｄに対してはＮ＝24となり、ｘ＝
17.5mm（0.7インチ）である。第５図は垂直スク
リーンセグメント５１，５１′が基準点ｏを通る
法線を有する様子を示す。しかしながらスクリー
ン１２はＣ点と同心であることに注目すべきであ
る。窓ｍｎが走査円５０の前に示されている。ス
クリーンセグメント５１もしくは５１′の最大許
容幅を求めるために、走査経路に沿つた任意の所
与の点からのすべてのスクリーン入射光線が常に
空間出口スリツト幅ｘの範囲内に含まれるという
基準を使用する。第５図からＷ＝ｘ／２＝8.75mm
（0.35インチ）（最大値）であることが判る。スク
リーン１２内には226要素（最小数）がある。ス
クリーン要素５１もしくは５１′は、前記米国特
許第4231642号および第4089597号に開示されたよ
うに、水平にブラシされた（垂直散乱特性を与え
るために）ステンレス鋼又は他のプラスチツクの
面で形成することができる。 隣接画像フレームの光学走査及びそれがインタ
ーリーブして立体的光景を形成する態様が米国特
許第4089597号に詳述されている。適正に処理さ
れないと、画像の電子走査が、目に対して、望ま
しくないネツト効果を及ぼすことがある。フイル
ムのフレームは、走査時に、すべての画素を並列
に表わすが、テレビジヨン画像は要素ごとに形成
される。本発明の三次元テレビジヨンの変調媒体
としてCCDLCLVを設定する理由は、それはフイ
ールドを記憶し、次にフイールド全体を並列に転
送する性質を有し、そのためにすべての画像に対
して同一の減衰を与えるためである。本発明によ
る三次元テレビジヨン装置においては、走査及び
減衰期間中に画像を見ることは、望ましくない効
果を視聴者に与えることがある。その理由は、視
聴者の見るものは、光学的走査の中断期間中にス
クリーン上に存在するものと関連しているためで
ある。走査速度は1/30秒間に１回転であるため、
１／９０秒間に120度（すなわち24個の画像の配列の
円弧）が走査される。これは1/2160秒、すなわち
463μsの間に１つのフレームを走査することに対
応する。水平線掃引期間は63.5μsであるから、光
学走査器が24個のフレームの配列の上の単一のフ
レームを横切る間に、在来のTVプロジエクタで
は約７本の線が電子的に走査されるのにすぎな
い。非均一な画像の減衰及び部分的な走査の問題
を回避するために、本発明においては、フイール
ド全体の記憶とそれに続く表示装置の配列への像
の並列の転送の方法を採用した。そのためには、
光学走査器はTVの同期信号に対し調時されてい
ることが必要になる。動作が静かである利点のゆ
えに直流サーボモータよりも同期モータが選定さ
れる。 本発明においては、走査器５に対し任意の数の
投射面ユニツトを設けることができるが、テレビ
ジヨンフイールドの連続した走査の間に生じる時
間間隔は1/60秒でなければならない。１つの投射
ユニツトは3600rpmの回転子走査速度を必要とす
るが、２つの投射ユニツトは1800rpmの回転子走
査速度を有している。小面の数が増加すると、回
転子走査速度は低下するが、複雑さと製作コスト
は増大する。家庭用TV装置では２つの投射ユニ
ツトの使用が実用的であろう。 商用テレビジヨンは垂直ブランク期間＝1334μs
の間に21本の水平線を使用している。前記の
463μs／フレームの光学走査器走査期間は上記の
ブランク期間に非常に適している。第６図は、
TVのビデオ信号のタイミング波形と、CCDが液
晶読取装置へ並列のフイールドを転送するための
期間と、本発明における情報の走査期間とを示し
ている。フイールドビデオ期間中にCCDに全フ
イールドがロードされる。フイールドビデオの完
了後50〜500μs以内にCCDはフイールド内容の全
部をLCLVへ転送する。光学走査器の同期の問題
に備えて、ロード期間に100μsのガードが続いて
いる。実際上光学走査器は、CCDの転送完了と
次の転送が置きるまでの間はいつでもLCLVを走
査することができるが、なるべく転送期間の後に
近づけてコントラストの高い画像を補償しなけれ
ばならない。液晶の自然減衰時定数により全画像
が（一様に）徐々にうすれてゆく。 本発明はカメラと被写体との間の（左方向又は
右方向の）の相対運動により生じる水平視差に基
づいている。いずれか一方が他方に対して移動し
てればよい。本発明による三次元TVプロジエク
タにおいては、視聴者が空間像に対して横方向に
移動するときは、実際の場面において実際の物体
を見回すかのように像を見回すことになる。米国
特許第4231642号によるフイルムの三次元画像投
射装置においては、同装置は水平の一方向の相対
運動を行なうように設計されている。同一の観察
装置を用いて左右両方向の水平移動に適応させる
ことは困難であつた。注意すべき点は、厳密な水
平方向の運動は必要ではないが、所望の視差を生
じさせるのには水平方向運動成分があることが必
要である。視聴者の目に対し光学的補助手段は必
要としないで、本発明による三次元TVにおいて
は、カメラ／被写体の左右両方向の相対水平運動
成分に対する自動的適合が容易に達成される。そ
れを行なうために、運動方向を感知するための電
子装置（第１図中の像方向センサ）が本発明の装
置に用いられており、第７図及び第８図はその作
用を図解したものである。Ｎ個の表示記憶読出し
装置の１つは、論理装置の中に埋込まれた１つ又
は複数の運動方向センサの配列を含んでいる。第
８図はTVフレームの記憶媒体中に配設された５
つのセンサの配列を示す。その詳細を第７図に示
す。CSは中央センサである。CSの右及び左の数
個の画素子（ピクセル）はそれぞれ右及び左のセ
ンサSR−１〜５及びSL−１〜５である。右及び
左のすべてのセンサは、数分の１秒前にCSによ
つて感知された短いサンプルされたビデオ信号の
期間（△ｔ）のマツチした信号シーケンスを待ち
受ける。マツチングが生じると、センサの配列は
カメラ／被写体の相対運動の方向を知り、順次ス
イツチングのプログラムされた指令を出しプロジ
エクタ内のCCDLCLVの円弧の上に右又は左から
配列される画像のスクロールシーケンスを指示す
る。CSを含む水平線に沿つたSL−３とSR−３と
だけを使用する代わりに、第７図のSL１〜SL５
及びSR１〜SR５を使用する理由は、運動の垂直
成分については、水平運動に対するものと同様な
感知適応性を備える必要があるからである。この
構成により被写体は水平方向に対し±45°の角度
の間でテレビジヨンスクリーン上を横方向にどこ
へでも動くことができ、適正な左又は右水平成分
を感知することができる。 CCDLCLVの開示については、ジヤン・グリン
バーグ博士と共同発明者のマイク・ウオールドナ
ー及びジヨー・ジエニーとに対して特許が与えら
れている。それは1980号10月７日付米国特許第
4227201号「表示装置のためのCCD読出し構造」
である。CCDLCLV装置は、２つの基本的な装
置、すなわちCCD部分とLCLV部分とに分かれて
いる。CCD部分において、直列テレビジヨン信
号は、その時点におけるフレームの中のテレビジ
ヨン光景に対応した像の配列に従つた分布を有す
る電荷により構成された並列の像の配列の面に変
換される。ポール・ケイ・ワイマーは、1973年10
月２日付米国特許第3763480号「デイジタル及び
アナログデータ処理装置」と、1975年２月11日付
米国特許第3866209号「電荷転送表示装置」とを
持つている。これらの特許には、LCLVに結合で
きる上記の像の配列の面の電荷を得る方法が記載
されている。基本的なCCDの特許としては、
1972年４月４日付のジヨージ・イー・スミスの米
国特許第3654499号「記憶場所を有する電荷結合
メモリ」がある。テレビジヨン読出し装置の
LCLV部分は、1974年７月16日付のデリー・デイ
ー・ベアードの米国特許第3824002号「交流液晶
光バルブ」と、1977年４月26日付のドナルド・デ
イー・ボスウエルの米国特許第4019807号「ハイ
ブリツド電界効果モードを有する反射形液晶光バ
ルブ」とに記載されている。これらのLCLV特許
に記載されている光導電体及び外部照射再像入力
はCCDの配列で置換される。 1977年８月２日付のマイケル・エヌ・エルンス
トフの1977年２月８日付米国特許第4006968号
「液晶ドツトカラー表示装置」に記載されている
ように、液晶表示マトリクス配列に色を添加する
ことができる。 本発明による三次元TVは、制御光変調器画像
面が減衰を許さず、光学走査期間中単一の光景の
透視像に対する１つのフイールド又はフレームの
全体の表示を保持するならば、同様に適正に作動
する。このような装置は、1970年７月14日付イー
ブス・エインジエル及びジエラード・マリーの米
国特許第3520589号「テレビジヨン用光学リレー」
に記載されたテレビジヨン映写用タイタス光学リ
レーである。この装置を本発明の装置に使用する
ことはコストの点で有効でなく、かつCCDLCLV
と比べて体積、重量及び電力をかなり増大させ
る。 他の固体及びチユーブ形結像面を、反射装置又
は透過装置のいずれかを使用して像配列変調光を
発生するために使用することができる。本願明細
書中には液晶材料がこれらの装置の一つとして示
されている。 Ｎ個までの連続したTVフレームを記憶し後続
のTVフレームの順次のスクロール動作を行なわ
せるために使用するメモリは、ランダムアクセス
メモリ（RAM）の完全静止装置により形成する
ことができる。他のタイプのメモリを選定するこ
ともできるが、今日現在ではRAMがテレビジヨ
ンと両立しうる最も速いアクセスを与える。モノ
クロTVの画像を適正にデイジタル化するために
は、画像に適正なグレーシエードを与えるために
画素子（ピクセル）当り少なくとも８ビツトを必
要とする。0.25ミリオンピクセルのTVフレーム
は、フレーム当り２メガビツト、すなわちフイー
ルド当り１メガビツトの記憶装置を必要とする。
本発明においては525mm（21インチ）対角画像に
対して24フレームを用いるので、48メガビツトの
メモリを必要とする。この値はカラーに対しては
３倍となる。次の説明はモノクロの場合について
論じることにするが、それはカラーの場合につい
ては単に記憶回路が３倍になるだけであり、また
図面は簡単化され説明が容易になるからである。
第１表は、第９図、第１０図及び第２表の中に記
された記号の意味を示したリストである。第９図
において、RAMメモリ（すなわち、奇数メモリ
チエーンＭ１₀〜Ｍ４₀及び偶数メモリチエーンＭ
１_e〜Ｍ４_e）のおのおのはTVの１つのフイール
ドを含んでいる。TV信号は従来周知の方法で同
期信号、オーデイオ信号及びビデオ信号に分割さ
れる。同期信号は、スイツチ制御用の基準タイミ
ング、メモリアドレツシング、メモリへの読出し
及び書込み指令、並びに光学走査器用サーボモー
タ制御装置への基準信号を与える。メモリの遅延
を補償するための遅延補償装置が備えられてい
る。ビデオ信号はアナログ信号から８ビツトのデ
イジタル信号に変換され、TV波形のタイミング
に従つて、スイツチS₁により、奇または偶メモリ
チエーンへスイツチされる。メモリが読出し指令
によりアンロードされると、順次のビデオ信号が
デイジタル信号からアナログ信号へ復帰され、ビ
デオ信号はタイミング論理より送られる制御信号
により制御されるスイツチにより、第６図に示し
たような適正な奇又は偶のシーケンスで
CCDLCLV表示装置であるD₁〜D_NのCCD部分へ
スイツチされる。タイミング論理は、既述の米国
特許に従つて、24個の表示装置のおのおのに対す
るCCDLCLVの動作のための直列クロツク及び並
列転送クロツクをも供給する。 奇メモリは偶数メモリの読出中に書込まれ、偶
数メモリは奇メモリの読出中に書込まれる。電子
シーケンサのビデオ信号選択スイツチは、第７図
及び第８図に示した像方向センサが感知する像の
運動方向に従つて、左側又は右側から表示装置を
ロードすることができる。 第９図には、明瞭にするために、24段中の４段
のみが示してある。 第２表には、最初の４つのテレビジヨンフイー
ルドについて第９図のメモリの動作シーケンスが
示してある。簡略化のために４個のフイールドの
みについて代表的に示してある。 第１表−第９図、第１０図および第２表の凡例 Ｍ＝ランダムアクセスメモリ（RAM） M_1p＝フイールド−１のメモリ内容（奇） M_1e＝フイールド−１のメモリ内容（偶） Ｒ＝読出し Ｗ＝書込み Ｆ＝フイールド（TVのフレーム当り２フイール
ドがある場合） F_1p＝フイールド−１（奇） F_1e＝フイールド−１（偶） D_N＝第Ｎ番目の表示マトリクスCCDLCLVター
ゲツトの数 Ｒ／Ｗ＝読出し／書込み Ａ＝アドレス Ｃ＝制御 Ｄ／Ａ＝デイジタル／アナログ変換器 SW＝スイツチ CCDLCLV＝電荷結合装置液晶光バルブ ｅ＝偶 ｏ＝奇

【表】 第１０図は、最初の５つのTVフレームについ
て、かつ24個のマトリクス表示装置の中の８個に
対して、CCDLCLVをロードするためのタイミン
グシーケンスを示している。 本発明による三次元TV受像機の別の実施例に
おいては、前記の全固定メモリ形の代わりに磁気
デイスク６３を使用して24個のフレームを記憶し
ている。磁気デイスクを使用した実施例を第１１
図に示す。標準の２：１インターレースラスター
走査表示装置は60フイールド／秒（30フレーム／
秒）の速度で作動し、従つて磁気デイスク６３の
回転速度は通常3600rpmもしくは1800rpmに設定
されている。これらのデイスク速度により１つの
TVフイーイルド又はフレームが磁気デイスクの
１回転中に記憶できる。２つの最も一般的なデイ
スク回転方法は交流同期モータ及び直流サーボ駆
動モータによる駆動である。本発明の三次元TV
においては、動作が静かなことのために交流同期
モータ３が選定された。モータ３は磁気デイスク
をTV信号に同期させ、CCDLCLVロード時間が
フイールド書込み期間の終りに近づくことを確実
にする。このため磁気デイスク６３と光学走査器
５との双方が同一のモータ３によつて駆動され
る。 磁気デイスク記録器の基本的メモリはデイスク
コーテイング材料の残留磁化特性により得られ
る。デイスク上に記録されるデータのパターン
は、電流が書込みヘツド６１の巻線を流れる時に
書込みヘツド６１により形成される磁気フイール
ドにより確立される。再生中に読出しヘツド６２
が移動するデータのパターンを横切ると、磁束の
あるものはヘツドの低リラクタンス通路を通り、
ヘツドの巻線の両端間に書込まれたデータに比例
した電圧を発生する。 第１１図は記録及び再生デイスク装置の簡略化
されたブロツク図を示す。Ｎ個の書込みヘツド６
１の中の４個と対応する読出しヘツド６２及び表
示フレーム２のみが示されている。デイスクトラ
ツク当り２個のTVフイールド、すなわち１個の
TVフレームに基づいた磁気デイスク６３のタイ
ミングを注意深く検討すれば、トラツク当り単一
の読出し／書込みヘツドを使用した場合には矛盾
を生じ、所要の24個のトラツクの各々に対して、
デイスク上で180°離して別々の読出し及び書込み
ヘツドを配置した場合には矛盾を生じないことが
判る。従つて奇フイールドを書込んで偶フイール
ドを読出し、またその逆を行なうことができる。
第１１図において標準のTVアンテナ６０は標準
のTV放送を受信する。通常のTV受像機のRF及
びIF、ビデオ信号増幅器、同期ストリツパ及び
オーデイオ信号弁別器がビデオ信号、同期信号及
びオーデイオ信号を分離し、ビデオ信号は像方向
センサ（第７図及び第８図について説明ずみ）へ
送られ、同期信号はCCDLCLVの配列とモータと
のタイミングをとるのに使用され、オーデイオ信
号は従来のラウドスピーカを駆動するのに使用さ
れる。24個のフレームの表示フレームの
CCDLCLVの配列２を横切る右から左へ又は左か
ら右への画像走査シーケンスのためのスイツチ信
号は、電子式シーケンスビデオ選択スイツチへ送
られ、そこにおいて予めプログラムされたビデオ
スイツチングシーケンスが、24個の一連の画像の
中のどの画像が24個の表示変調器の配列２の中の
どの変調器へ行くべきかを決定する。磁気デイス
ク６３はタイミングトラツクヘツド６４を含んで
おり、それはモータ３の回転速度を制御するため
のタイミング帰還信号を与える。TVの同期信号
は、モータ回転速度の基準を与え、かつ、
CCDLCLVの配列２に対するクロツクタイミング
信号を与えるための基本タイミング回路の制御を
行なう。磁気デイスク６３及び光学走査器５は互
いに連結されて共通のモータ３により駆動され
る。図解を容易にするために光学走査器５は簡略
化して示してある。走査器５の詳細な説明につい
ては、第１図、第２Ａ図、第２Ｂ図及び関連した
説明を参照のこと。 順次のTVフレームは、第３表に示したシーケ
ンスでデイスクのトラツク番号へ書込まれ、書込
まれたデイスクのトラツク番号のTVフレームは
第４表に示したシーケンスでデイスクからＮ個の
表示装置に読み出される。

【表】

【表】 磁気デイスクと同様に少なくとも１個の記録ヘ
ツドとＮ個の読出しヘツドと、適切なスイツチ制
御論理回路とを有する磁気テープが、三次元TV
のために必要なＮ個のフレームの記憶を与えかつ
多重表示装置の制御を行なうことができる。 伝送帯域幅が拡大することが許容されれば、カ
メラと被写体との間の横方向の相対運動の要求を
除去することができる。（24台の静止したTVカ
メラからの）24チヤネルの同時送信により上記の
相対運動の必要性を除去することができる。他の
１つの方法は、３つのチヤネル（例えば、第１画
像、第12画像及び第24画像）を送信し、実時間コ
ンピユータ画像処理技術を使用して送信されなか
つた中間の画像を（受像機において）合成するこ
とである。これらの２つの方法によれば、TVカ
メラに対して静止した被写体のリツプ同期の
（lip−synchronized）三次元TVを実現すること
ができる。その場合の欠点は勿論送信帯域幅が増
大することである。

【図面の簡単な説明】

第１図は三次元テレビジヨン装置の一実施例の
ブロツク図である。第２Ａ図は本発明の選ばれた
実施例における光学走査器の部分断面側方立面図
である。第２Ｂ図は本発明の一実施例の光学走査
器を示す部分平面図であり、同時に第２Ａ図の側
方立面図に示した断面境界を示す。第３Ａ図は本
発明による三次元テレビジヨン受像機の光学走査
器及びスクリーンの光学的配置を示す簡略化平面
図である。第３Ｂ図は第3A図の光学走査器にお
いて使用する別のスクリーンの配置を示す簡略化
平面図である。第４図は本発明において記憶され
るべきテレビジヨンフレームの数量を決定するた
めに使用する投写の配置を示す平面図である。第
５図は本発明においてスクリーン素子の最大寸法
の決定に使用する投写の配置を示す平面図であ
る。第６図は本発明におけるテレビジヨンフレー
ムのそれぞれに対応した24個の画像の配列の中の
１個について、TVビデオ信号のCCDへの蓄積、
CCDからLCLVへの並列転送、及び光学走査器に
よるLCLVの走査のタイミングを示す波形図であ
る。タイミング波形図である。第７図は運動方向
センサの配列を示す図面であり、右方向への運動
に対するマツチングの状況を示す。第８図はテレ
ビジヨンフレームの記憶媒体中における５つの運
動方向センサの配列を示す図面である。第９図は
Ｎ個の表示マトリクスターゲツトによりテレビジ
ヨンフイールドのシーケンスをきめるための固体
メモリを含む第１図のＮフレームのメモリ及びシ
ーケンス選択装置の構成を示すブロツク図であ
る。第１０図は表示のためにCCDをロードする
ためのタイミングシーケンスを示す図面である。
第１１図は磁気デイスク技術を使用して24個のフ
レームメモリを得る別の方法を示すブロツク図で
ある。 （符号の説明）、１……アンテナ、２……
CCDLCLVの120°円弧状放射配列、３……同期モ
ータ、４……固定された投射ランプ、５……走査
器、６……集光レンズアセンブリ、７……鏡、８
……偏光子、９……Ｎ個のルーフミラーの配列、
１０……検光子及び投射レンズアセンブリ、１１
……非球面状反射鏡、１２……スクリーン、１３
……垂直空間出口スリツト、１４……像観察窓、
３０……バツフル、３２，３３……集光レンズ、
３７……検光子、３８……投射レンズ、５１，５
１′……垂直スクリーンセグメント。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 標準テレビジヨン信号の立体的再生方法であ
   つて、 テレビジヨンカメラと被写体との間に相対的横
   方向運動を与え、多数の順次のテレビジヨンフレ
   ーム又はフイールドを形成すること、 前記多数の順次のテレビジヨンフレーム又はフ
   イールドを画像蓄積場所の配列２に蓄積するこ
   と、 少なくとも１つの同一の放射面ユニツトを有し
   回転する走査投射機５〜１１により前記画像配列
   を走査すること、 前記走査投射機５〜１１の任意の単一の投射面
   ユニツトの走査期間中に、前記画像蓄積場所の配
   列２の中の画像蓄積場所のいずれにも、１つのテ
   レビジヨンフレーム又はフイールドの全部を蓄積
   させること、 前記走査投射機５〜１１の前記投射面ユニツト
   が行う連続する走査の走査同士の間の期間中に、
   前記画像蓄積場所の配列２の中の全画像を、次の
   順次のテレビジヨンフレーム又はフイールドに進
   ませること、 前記画像蓄積場所の配列２の中の前記画像配列
   を半鏡面スクリーン１２の上に順次投射し、該投
   射の期間中における前記走査投射機５〜１１の位
   置を、１つの投射円５０の円弧に沿つて次々と移
   動させ、かつ、前記半鏡面スクリーン１２は曲面
   形状を有し、その曲率半径は前記投射円５０の半
   径と比較して大きくされていること、 前記半鏡面スクリーン１２により、前記走査投
   射機５〜１１からの入射光を、垂直方向に散乱さ
   せ、かつ、水平方向に反射させること、 前記半鏡面スクリーン１２からの反射光及び散
   乱光を、前記投射円５０に本質的に接する接線１
   ４−Ｏ−Ｓと交差させること、 前記の交差する光を前記接線１４−Ｏ−Ｓに沿
   つて移動させること、及び 前記走査投射機５〜１１の前記投射面ユニツト
   が行う連続する走査の走査同士の間の時間間隔
   を、視聴者の視覚の残像期間以内とすることを包
   含した標準テレビジヨン信号の立体的再生方法。 ２ 前記テレビジヨンカメラと被写体との間の前
   記相対的横方向運動の方向を検知して、前記画像
   配列に対するテレビジヨンフレーム又はフイール
   ドの適正な順序を与えることを更に包含した特許
   請求の範囲第１項に記載の標準テレビジヨン信号
   の立体的再生方法。 ３ テレビジヨン画像観察用スクリーンの前に位
   置した視聴者に対し被写体の立体的テレビジヨン
   画像を表示するための装置であつて、 多数のテレビジヨンフレーム蓄積場所に蓄積す
   るためのビデオ信号を発生する発生装置、 前記テレビジヨンフレームのそれぞれに対応し
   た被写体の画像を形成し、かつ、該画像を、画像
   配列を蓄積するための多数の画像蓄積場所２に蓄
   積するための画像形成蓄積装置、 少なくとも１つの同一の投射面ユニツトを有す
   る走査投射機５〜１１、 前記走査投射機５〜１１と結合された同期電動
   機３を調時し、かつ、前記画像蓄積場所２の中で
   前記画像を順番に配列するときの調時を行うため
   の同期信号を、前記ビデオ信号から抽出するため
   の同期信号抽出装置、 被写体の立体的画像表示を保持するための画像
   方向センサ（第７図及び第８図）、 前記走査投射機５〜１１の前記投射面ユニツト
   のおのおのに載置された光学素子６，７を通じ
   て、前記画像蓄積場所２を順次に照射するための
   固定ランプ４、 前記走査投射機５〜１１に載置され、前記画像
   蓄積場所２に蓄積された前記画像を静止した半鏡
   面観察用スクリーン１２の上に投射するための投
   射光学素子９〜１１、及び 前記の投射された画像を受け取り、入射した投
   射光を、横方向に移動する空間出口スリツト１３
   に向けて送り返すように構成された前記静止半鏡