【発明の詳細な説明】
立体観察装置
本発明は、背中合わせのステレオスコープ用の相補的画像から立体的画像を作
り出す装置、及び本発明の装置で見るために前記画像を背中合わせにできるよう
にステレオスコープ用の相補的画像を有した新しいカードに関する。
ステレオスコープの歴史は、”Foundations of the Stereoscopic Cinema:A
Study in Depth”(第21-28頁,Lenny Lipton及びVan Nostrand著,1982年ニュ
ーヨーク州ニューヨークのReinhold Company発行)に述べられている。
この研究では、ステレオスコープの本質的な2つの基本的仕様が述べられてい
る。1つめは最初ホイートストーン(Wheatstone)により1833年に開発されたも
ので、2つの相互に対向して配置されたステレオスコープ用の相補的画像が要求
され、1つが左目の左側に視線に対して90度の方向を向くように置かれ他の1
つが右目の右側にこれもまた視線に対して90度の方向を向くように置かれるも
のである。このシステムには2つの鏡が必要であり、それぞれの目及び画像に1
つ設けられ、鏡は右の画像を右目に反射し左の画像を左目に反射する。
しかし、ホイートストーンのシステムには、立体画像を得るために物理的に離
れた画像が必要とされ、観察者の頭の幅を超えて配置されなければならないこれ
ら2つの画像を収容するためにステレオスコープが比較的広幅とされるという不
利益があった。
1856年にブリュースター(Brewster)は観察者の真正面に横並びに配置さ
れた2つのステレオスコープ用の相補的画像から立体画像を作り出す、レンズを
元にしたステレオスコープを発明した。ブリュースターのシステムは、立体的効
果を作り出すために特殊なレンズが必要とされるなどいくつかの制限があり、画
像をレンズの焦点に配置しレンズを観察者から一定の距離だけ離して配置する必
要があった。
特許されたステレオスコープの大部分は、横並びの画像及びレンズ機構を使用
するブリュースタータイプのものである。この機構のバリエーションの例は、ア
メリカ特許2,511,334及び3,850,505に示されており、書見台(book viewing dev
ices)のようなヴューマスター(Viewmaster)(登録商標)タイプの装置はアメ
リカ特許40,654、472,196、2,616,333及び2,683,391に示されており、横並びの
はがきサイズの画像から立体画像を見るための折り畳み式で郵送可能な三次元(
3-D)ビューアーの
ようなものはアメリカ特許5,136,423に開示されている。
また、アメリカ特許4,998,799のような最近の特許文献には、1つの画像がも
う1つの画像の上に位置する2つのステレオスコープ用の相補的画像をみる特殊
な装置もある。この装置は目の間隔を補うための調整を必要とせず、簡便なカメ
ラでとった2枚の写真を3次元画像を作り出すために使うことができるという利
点を有している。
さらに、アメリカ特許4,561,723では電子立体画像装置が開示されており、電
子的に作り出された2つの横並びの画像がレンズと鏡を組み合わせた機構によっ
て立体画像的効果を作り出すために使用されている。
本発明の第一の目的は、背中合わせとなっているステレオスコープ用の相補的
画像から立体画像を作り出すためのステレオスコープを提供することにある。
本発明の第二の目的は、互いに背中合わせの関係になり得る2つのステレオス
コープ用の相補的画像を有する1枚のカードから立体画像を作り出すことができ
るステレオスコープを提供することにある。
本発明の第三の目的は、本発明に係る装置で見るために背中合わせに配置され
得る2つのステレオスコープ用の相補的画像を有する新しいカードを提供するこ
とにあ
る。
本発明の第四の目的は、背中合わせに配置された2つのステレオスコープ用の
相補的画像から立体画像を作り出すことができる持ち運び可能なステレオスコー
プを提供することにある。
本発明のこれらの目的又は他の目的は、以下の説明及び添付図面により当業者
に対して明らかとなろう。
本発明は、互いに背中合わせの関係に配置され且つ観察者の視線と直角に配置
された第一及び第二のステレオスコープ用の相補的画像から作り出される立体画
像を見るためのステレオスコープに関するものである。
ステレオスコープは、第1の画像とほぼ直角に向くように配置された左目用の
のぞき窓、及び観察者の左目に第1の画像が見えるようにするために第1の画像
を左目用ののぞき窓に反射させる少なくとも1つの反射手段とからなる第一画像
伝達手段を有する。また、ステレオスコープは、第2の画像とほぼ直角の向きに
配置された右目用ののぞき窓、及び観察者の右目に第2の画像が見えるようにす
るために第2の画像を右目用ののぞき窓に反射させる少なくとも1つの反射手段
とからなる第二画像伝達手段も有する。さらに、本装置は、第一及び第2画像伝
達手段の間の第一及び第二画像の光の伝達を制限す
るために、第一及び第二画像伝達手段を相互に光学的に遮断する手段を有する。
第2の実施態様において、本発明は、本発明に係るステレオスコープにおいて
適用できるカードに関するものであり、前記カードはステレオスコープ用の2つ
の相補的画像を有し、ステレオスコープ用の2つの相補的画像が相互にほぼ背中
合わせの関係になるように作られる。
本発明に係るステレオスコープは、ステレオスコープ用の2つの相補的画像が
相互にほぼ背中合わせの関係になるように配置されたカードから立体画像を作り
出す簡便な手段を提供する。
図1は、それぞれの画像伝達手段に1組の鏡を使用した本発明に関するステレ
オスコープの平面図である。
図2は、画像伝達手段として鏡とレンズの組み合わせを使用した本発明のもう
1つの実施例の平面図である。
図3は、本発明に関するステレオスコープ用のカードの第一面及び第二面を示
したものである。
図4は、本発明に関する折り返し式のステレオスコープ用カードの表面を示し
たものである。
図5は、本発明の折り畳み式ステレオスコープを示したものである。
添付図面及び明細書は本発明の説明のために示したも
のであり、どのような意味においても本発明を制限するものとして解釈されるも
のではない。本発明の範囲は、添付された請求の範囲に基づいて決められる。
本発明の最も広い態様で、要求されるものは、相互にほぼ背中合わせの関係に
配置されたステレオスコープ用の2つの相補的画像、及びこれらの画像を観察者
の左右の目に伝達するための右と左の手段、及び画像の混入を避けるために左右
の画像伝達手段の間での光の伝達を制限するための手段である。従って、装置は
例えば部屋で組み立てることができ、特定の機能を備えたハウジングが不要であ
る。
図1は、本発明に基づくステレオスコープを上から見た図を示す。より詳細に
は、装置は前面部1、左側面部2、右側面部3及び背面部4からなるハウジング
を有する。
ハウジングの中には、カード保持手段6及び7によりカード5が定位置に保持
されている。例えば、カード保持手段6及び7は、相互に平行で間隔をおいた対
をなす溝形成部材とされ、その間においてカード5を安定して定位置に保持する
。カード5はステレオスコープ用の2つの相補的画像を備え、左目用の画像はカ
ード5の左表面8に、右目用の画像はカード5の右表面9に描かれる。
カード5の左表面8の画像は第一の左反射面10により第2の左反射面11に
反射され、ハウジングの前面部1にある左目ののぞき窓(図には示していない)
を経て、観察者の左目12に届く。カード5の右表面9の画像は第一の右反射面
13により第2の右反射面14に反射され、ハウジングの前面部1にある右目の
のぞき窓(図には示していない)を経て、観察者の右目15に届く。
最も単純な実施例におけるのぞき窓は、ハウジングの前面部1に明けられた2
つの穴とすることができる。より工夫された実施例におけるのぞき窓は、装置を
使用した場合に観察者の鼻のための空間を作るため、ハウジングから外側に伸ば
すことができる。のぞき窓の間隔は、使用者の両目と同じ距離を開けるように十
分な間隔を持って位置決めをすべきである。さらに工夫された実施例は、使用者
それぞれの目の間隔にのぞき窓の間隔を調整できるようにするために水平方向に
調節できるのぞき窓を備えている。
図1より、本発明にかかるステレオスコープが、互いにほぼ背中合わせの関係
にあるステレオスコープ用の2つの相補的画像からどのようにして立体画像を作
り出すのかが分かる。本装置は、例えば3インチx2.5インチのカードにステレオスコー
プ用の相補的画像を印刷できるような
名刺製造業において製造できる。カード上の画像は、ステレオスコープ用に相補
的でなければならない。即ち1つの画像が観察者の左目の見え方と同じであり、
他方の画像が観察者の右目の見え方と同じでなければならない。
”互いにほぼ背中合わせにある関係”というのは画像が互いにほぼ180度の
方向を向いていることを意味する。”ほぼ”とは、互いに160度から200度
の方向を向いていることを意味する。180度からの変化に適応させるために、
部材10、11、13、14の方向を小さく調整できる。一方180度からのわ
ずかな角度の変化は、もし望むのであれば、特殊な視覚的効果を作り出すことが
できる。
別の関連する実施例として、カード5に替えて2つの背中合わせの電子画像発
生装置を使用して、動く立体画像を作ることができる。本実施例では、カード5
を、例えば互いにほぼ背中合わせにおかれステレオスコープ用に相補的な画像を
映し出すテレビスクリーンに置き替える。さらに片方もしくは両方の画像を同時
に移動し又は変える手段を付加することにより、観察者に動的感覚を作り出すこ
とができ、それによってヴァーチャルリアリティーの効果を得ることができる。
本発明装置の特に有利な特徴は、第一の画像と第二の
画像との面の向きが観察者の視線と直角になっていることである。このことは、
1枚のカードで立体画像を発生させることができるのみならず、装置の左部分を
装置の右部分から光学的に遮断するための簡便な手段を提供するものである。従
って、カード5は、要求されるステレオスコープ用の相補的な画像を提供するこ
と、及びステレオスコープの左右の部分を光学的に遮断して左目の画像の右目の
画像への混入及びその逆の混入を防止することという2つの機能を有する。
本装置は、反射鏡、レンズ、プリズムのほか、光ファイバーまでも含む様々な
光学的伝達手段を伴って機能させることができる。従って、画像伝導手段は、特
に図に示された手段には、限定されない。画像伝導手段は前記ハウジングの内側
に作られることもできる。別の実施態様においては、画像伝導手段が前記ハウジ
ングと一体の部材となることもある。
図2に、立体画像を作り出すために反射と屈折の組み合わせを用いた本発明の
別の実施例を示す。具体的には、図2に示す装置は、前面部21、左側面部22
、右側面部23、及び背面部24a、24bからなるハウジングを備える。
ハウジングの中には、カード保持手段26によりカー
ド25が定位置に保持されている。カード保持手段6及び7は、例えば、相互に
平行で間隔をおいた対をなす溝形成部材とされ、その間においてカード25を安
定して定位置に保持する。カード25はステレオスコープ用の2つの相補的画像
を備え、左目用の画像はカード25の左表面27に、右目用の画像はカード25
の右表面28に描かれる。
カード25の左表面27の左目用の画像は、左側反射面29により左レンズ3
0に反射され、ハウジングの前面部21にある左目ののぞき窓(図には示してい
ない)を経て、観察者の左目31上の焦点に映し出される。カード25の右表面
28の右目用の画像は、右側反射面32により右レンズ33に反射され、ハウジ
ングの前面部21にある右目ののぞき窓(図には示していない)を経て、観察者
の右目34上の焦点に映し出される。
図2に示す実施例の応用としては、図1に示すように4つの鏡を使うとともに
のぞき窓に画像を屈折させる手段を付加するものがある。これらの画像屈折手段
は画像を焦点に集め、画像を拡大又は縮小するために使われる。別の応用として
、画像の特定の部分に焦点を合わせて拡大するために、のぞき窓に画像屈折手段
を取り付けることもできる。もちろん、着脱自在ののぞき窓又は独立し
て使用できる数種の異なるレンズを取り付けたのぞき窓を使用することにより、
異なる倍率又は他の所望の効果を得ることができる。
最も質の高い立体画像を得るために、白色カード用の製紙原料(stork)、及
び/又はプラスチックその他の白色又は明るい色の材料のような光を反射する部
材によりハウジングを作ることが望ましい。さらに、光がハウジングに射し込み
ステレオスコープ用の相補的画像を照らすようにハウジングの上部及び/又は底
部をあけておくのが望ましい。ステレオスコープ内に塵が入らないようにするた
めに補助キャップ(図には示していない)を上部又は底部に装着できる。そのキ
ャップは、例えば使用中は立体画像を見るのに十分な光を確保し、不使用中はス
テレオスコープの内部を清浄に保つためにキャップを元に戻すことができるよう
にスナップ勘合により着脱可能とすることができる。片方又は両方のキャップは
、ステレオスコープからはずさずにカード5をキャップを通してカード保持手段
6、7に挿入可能とするために、スロット又は開閉自在の孔を備えることができ
る。
さらに別の実施例では、ハウジングの上部や底部は透明プラスチックのような
光透過性材料により作られ、必要に応じて除去可能とすることができる。この方
法によ
れば、ステレオスコープが全面において閉ざされているため反射面を清浄に保つ
ことができるとともに持ち運び及び操作を簡便なものとすることができ、しかも
カード5を照らすのに十分な光を確保することができる。さらに別の実施例とし
て、人工光源をハウジング又は上部キャップ又は底部キャップに備えることもで
きる。質の高い立体画像を得るためには、画像の均一な照射が重要であり、その
ため光反射性材料により作られ、光源を有するドーム状のキャップが望ましい。
さらに別の実施例においては、ハウジングは外郭を形成し、その中に着脱可能
な差し入れ部が挿入されている。この差し入れ部は、透明又は明るい色の反射性
材料で作られることが望ましく、ハウジングの中に嵌合するように形成される。
反射面10、11、13、14の1つ又は複数が前記着脱可能な差し入れ部に装
着されているか、又は、前記差し入れ部の一部を形成しており、ハウジングの中
に差し入れ部が置かれると反射面10、11、13、14は立体画像を作り出す
ために正しく配置される。反射面10、11、13、14のすべてが前記差し入
れ部に装着されていない場合には、反射面10、11、13、14の残りの面は
ハウジングに設けられる。
本実施例の最も有利な点は反射面10、11、13、
14の1つ又は複数の取り替えが簡便にできる点である。この方法においては、
装置の保守が容易であり、さらに重要な点は異なる種類の反射面10、11、1
3、14をステレオスコープに挿入することにより種々の立体的効果が得られる
という点である。例えば、湾曲した反射面を使用することにより画像を横に拡大
縮小したり縦に拡大縮小したり等できる。
さらには、複数のカードをハウジング又はキャップに貯蔵する手段を設けるこ
とができる。その手段は、ハウジングの側面部1から4又はキャップの1又は2
カ所以上にスロットの形状で設けることができ、或いは貯蔵する間カードを定位
置に保持する手段を伴って前記と同様の場所に凹所として設けることもできる。
ほかにもカードを貯蔵する手段は可能であり、最も望ましい手段は、貯蔵するカ
ードの数及び該手段を含むデザインを生産する費用とにより決定されるものであ
る。
本発明に係るステレオスコープは組立説明書と共に部品のキットモデルとして
提供されることもできる。本実施例の利点は装置をより都合のよい形態で郵送又
は輸送できることであり、本実施形態はステレオスコープを組み立てたい又は自
分の特有のものとしたいと考える人を対象とする日曜大工店の市場要求を満たす
ものである。
その仕様は、少なくともハウジングが組み立て可能な数種の異なるパーツから構
成されるという点をのぞいては、図1、2に示すものと本質的には同じである。
図3に本発明に係るカード5を示す。より詳細には、カード5は表面40及び
裏面41からなり、相互に置き換えが可能である。表面40には観察者がみる立
体画像のうちの左目用の画像がある。裏面41には立体画像のうち右目用の画像
がある。カード5は、左目用の画像42が観察者の左目側に位置し右目用の画像
43が観察者の右目側に位置するようにステレオスコープ装置に備えられる。カ
ード5は片面又は両面にテキスト44を有することもある。
図3のカード5は、現在の3インチx2.5インチの名刺の製造業者が、機械
的な行程や製造工程を大きく変えることなくステレオスコープ用のカードの製造
に切り替えることができる点で本発明の最適実施例である。
テキスト44は任意的なものでありカードにテキストをつける必要性はない。
しかし、例えばスポーツ選手の写真と共にデータを掲載したい場合等テキストを
望むのであれば、カード上においてステレオスコープの画像伝達手段となる部分
がステレオスコープ用の相補的画像を維持している限り、テキストをカード上の
どこにでも設
けることができる。従って、ステレオスコープは、例えばカード全面の60パー
セントのみを立体画像に当てカード全面の40パーセントはテキスト表示用に残
すようにもできる。
図4は、本発明におけるカード5の他の実施例を示す。より詳細には、図4は
上部46と下部47を有する折りたたみ式カード45の片面を示す。これら上部
及び下部は入れ替え可能である。上部46は折り線48によって底部47と区分
されている。
上部46には左目用の画像49があり、下部47には右目用の画像50がある
。この場合にも、上部46と下部47にはテキスト51が設けられ得る。しかし
、本発明のこの実施例においてはテキストはカード45の裏面(図には示してい
ない)につけるのが望ましい。
図4のカード5は、カード上の立体画像についての情報を多くつけたいという
状況の下で特に便利である本発明の実施例を表す。この実施例は、特に旅行記や
教育用のステレオスコープカードに適している。
カード5は図4に示すように折り曲げた状態とされるか、或いはステレオスコ
ープ用の相補的画像が、カード5の同じ側の表面に隣接して現れた状態とされ得
る。画像が隣接する状態のカード5は、ステレオスコープ装置
の中で画像が背中合わせになるように画像と画像の間で半分に折り曲げられる。
本発明のより工夫された実施例においては、カード5に磁気ストリップを付加
し、磁気ストリップの内容を読みとり表示する手段をステレオスコープ装置に取
り付けることにより、画像についての追加情報が提供される。
図5に、本発明のステレオスコープの折り畳み式形態の例の平面図を示す。図
5のステレオスコープは部分的に折り畳まれている。より詳細には、図5に示す
展開可能装置は前面部1、左側面部2、右側面部3、背面部4、及び底面部18
からなるハウジングを有する。
背面部4にはカード保持手段6及び7が添付され、該カード保持手段6及び7
は、例えば相互に平行で間隔をおいた1対の溝形成部材とされ、その間において
カード5を安定して定位置に保持する。また、図5に第一左反射面10、第2左
反射面11及びハウジングの前面部1にある左目ののぞき窓16も示す。カード
の右表面にあるステレオスコープ用の相補的画像は、第一右反射面13により第
二右反射面14に反射されハウジングの前面部1にある右目用ののぞき窓17を
経て観察者の右目に届く。
図5に描かれている展開可能な装置は、ハウジングの
前面部1が垂直の位置から90度折り広げられて示されているという点で既に部
分的に折り畳まれている。さらに背面部4は、図5の4本の矢印で示すように背
部エッジ19に沿って底面部18に取り付けられ、背面部4は、底面部18に対
して垂直になる。
図5の装置を折り畳むためには、まず前面部1が折り線41に沿って180度
に折られる。次に背面部4が折り線42に沿って90度に折られる。次に、装置
が中央線43に沿って下向きに180度折られる。その後装置は斜めの折り線4
4、45に沿って上向きに180度折られる。最後に装置が再び折り線46、4
7に沿って下向きに270度折り曲げられると、コンパクト且つ平坦なものとす
ることができる。本実施例では、保護スリーブ(図には示していない)が折り畳
むと表面にさらされる反射面を保護するために使用される。別のさらに工夫され
た実施例では、すべての反射面を内側に折ることにより保護スリーブを使用せず
に反射面を保護することが可能である。
【手続補正書】特許法第184条の8
【提出日】1994年11月10日
【補正内容】
請求の範囲
1.相互にほぼ背中合わせの関係に配置され、観測者の視線とほぼ直角を向くよ
うに観測者の視線とほぼ平行な面内に配置されている第1及び第2ステレオスコ
ープ用相補的画像から作り出される立体的光景を見るためのステレオスコープで
あって、
(a)前記第1画像の向きに対してほぼ直角に取り付けられている左目用ののぞ
き窓と、観測者の左目により前記第1画像を視覚的に認識するために前記第1画
像を前記左目ののぞき窓に反射する少なくとも2つの反射手段とからなる第1画
像伝達手段と、
(b)前記第2画像の向きに対してほぼ直角に取り付けられている右目用ののぞ
き窓と、観測者の右目により前記第2画像を視覚的に認識するために前記第2画
像を前記右目ののぞき窓に反射する少なくとも2つの反射手段とからなる第2画
像伝達手段及び、
(c)前記第1及び第2画像伝達手段の間での光の伝達を制限するために前記第
1及び第2画像伝達手段相互を光学的に遮断する手段とを有するステレオスコー
プ。
2.少なくとも前面部、背面部、左側面部、及び右側面部からなる外箱を有し、
前記左及び右ののぞき窓が前記外箱の前記前面部に設けられ、前記第1画像伝達
手段の
前記第1反射手段が前記外箱の前記左側面部に取り付けられており、前記第2画
像伝達手段の前記第1反射手段が前記外箱の前記右側面部に取り付けられ、前記
第2反射手段の両方が前記外箱の前記背面部に取り付けられていることを特徴と
する請求項1記載のステレオスコープ。
3.少なくとも前面部、背面部、左側面部、及び右側面部からなる外箱を有し、
前記のぞき窓が前記外箱の前記前面部に設けられ、前記第1画像伝達手段の第1
の反射手段が前記外箱の前記左側面部を形成し、前記第2画像伝達手段の前記第
1反射手段が前記外箱の前記右側面部を形成し、前記第2反射手段の両方が前記
外箱の前記背面部を形成するために組み合わされていることを特徴とする請求項
1記載のステレオスコープ。
4.前記第1画像伝達手段がさらに第1レンズを有し、前記第2画像伝達手段が
第2レンズを有し、前記第1及び第2画像伝達手段は前記第1及び第2反射手段
が前記第1及び第2画像をそれぞれ前記第1及び第2レンズに導き、前記第1及
び前記第2レンズが前記第1及び第2画像をそれぞれ左目及び右目ののぞき窓に
導くように配置されていることを特徴とする請求項1から3記載のステレオスコ
ープ。
5.前記第1及び第2画像が少なくとも一部において前
記光学的遮断手段を形成していることを特徴とする請求項1から4記載のステレ
オスコープ。
6.第1及び第2面上に第1及び第2ステレオスコープ用相補的画像を有するカ
ードを保持するために使用されるカード保持手段がさらに設けられており、該カ
ード保持手段は、前記画像を前記のぞき窓に導くことを可能とすべく、前記画像
が前記第1及び第2画像伝達手段と一直線になるように配置されていることを特
徴とする請求項1から5記載のステレオスコープ。
7.少なくとも1つの軸線で折り畳むことができることを特徴とする請求項1か
ら6記載のステレオスコープ。
8.複数の折り線に沿って折り曲げることによりほぼ平坦に折り畳むことができ
ることを特徴とする請求項1から7記載のステレオスコープ。
9.前記第1及び第2ステレオスコープ用画像が電子的に形成されることを特徴
とする請求項1から8記載のステレオスコープ。
10.前記第1及び第2のぞき窓の水平方向の間隔を調節するための手段を有す
ることを特徴とする請求項1から10記載のステレオスコープ。
11.相互にほほ背中合わせの関係にある2つのステレオスコープ用相補的画像
から3次元映像を作り出すステ
レオスコープに使用されるカードであって、該カードは前記ステレオスコープを
使用して見るために相互にほぼ背中合わせの関係にある2つのステレオスコープ
用相補的画像を有し、該画像のそれぞれはステレオスコープを使用せずとも相補
的画像を独立した2次元画像として見ることができ、前記2次元画像はステレオ
スコープを使用してカードを見た場合の3次元画像をそのまま写し取ったもので
はないことを特徴とするカード。
12.前記2つのステレオスコープ用相補的画像の1つが前記カードの表面に設
けられ、前記ステレオスコープ用相補的画像のもう1つが前記カードの裏面に設
けられていることを特徴とする請求項11記載のカード。
13.前記2つのステレオスコープ用相補的画像が前記カードの同一表面に設け
られ、前記カードは前記ステレオスコープ用相補的画像の位置が相互にほぼ背中
合わせの関係となるように前記画像の間に位置する折り線に沿って折ることがで
きることを特徴とする請求項11記載のカード。
14.前記2つのステレオスコープ用相補的画像が前記カードの同一表面で横並
びに設けられていることを特徴とする請求項13記載のカード。
15.前記2つのステレオスコープ用相補的画像が上下
の位置に配置され、前記カードを開くと前記画像の1つが前記画像の他方に対し
て上下が逆の関係になることを特徴とする請求項13記載のカード。
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