JPH07140419A - 立体視方法とそれに用いる立体視眼鏡及びその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ２個の三角柱プリズム（20）（20′）あるい
は２個の直線フレネルプリズムの頂角のある稜線（13）
を互いに内側に対向させ、または該稜線をそれぞれ外側
に向けて配置したことを特徴とする立体視眼鏡。 【効果】 本発明によれば、簡便な方法で近距離のもの
から遠距離のものまで立体視が可能で、立体写真を始め
立体映画や立体ＴＶに広く応用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は立体写真や立体視用の絵
や図形等を簡単に立体視できる方法、及びそれに用いる
簡便かつ安価に製造できる立体視眼鏡とその製法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】立体写
真は、左右別々の角度から同じ被写体を撮影し、でき上
がった一対の映像を何らかの方法で左右眼別々に観察し
て立体感を得るもので、航空写真による地形判読に広く
利用されるほか、一般にも立体写真機などを使って利用
されている。

【０００３】立体写真を観察するための最も簡便な方法
は裸眼による方法で、図１に示すように人間の目は通常
は同じ物体を右目（Ｒ）と左目（Ｌ）で同時に見ている
（図中Ａの状態）が、これを訓練によって左右別々の写
真（１）（２）を見るようにするものである。この際、
近距離の物体を見るときには左右の視差角が大きくなる
ので人間の目は生理的に近距離に焦点を合わせようとす
るが、左右別々の写真を見るときには左右眼の視線を最
大の場合平行に近くしなければならないので、生理反射
作用と矛盾した要求となり、これを訓練によって克服し
なければならない。

【０００４】しかし、すべての人にこの能力の習得が可
能なわけではなく、また、可能であっても長時間の観察
には頭痛や吐き気を伴ったりする欠点がある。また、人
間の視線は平行状態（無限遠を見る状態）を超えて、左
右に大きく広がることはできないので、裸眼で立体視可
能な左右眼用の写真の配置は、最大目の幅までに限られ
ることになる。

【０００５】他の立体写真を観察するための方法として
は、２枚の反射鏡と接眼レンズを使用した実体鏡といわ
れる専用器具を使用する方法である。これは図２に示す
ように左右眼用の写真（１）（２）を、左右別々に２枚
の反射鏡（３）（４）（２枚目の反射鏡（４）はプリズ
ムを使用する場合もある）を使用してそれぞれの像を左
右の目の位置まで到達させ、接眼レンズ（５）を通して
焦点位置を調整し、立体観察を行うものである。この方
法は、目の幅に制限されない広い範囲の観察が可能で、
観察倍率も自由に設定できるので、本格的な詳細観察に
広く用いられている方法である。しかし本方法の欠点は
装置が大型となる点で、持ち運びに不便で、さらに、た
とえば前方においた立体写真の観察などは困難である。

【０００６】立体写真を観察するための専用器具を使用
する別の方法としては、図３に示すような凸レンズを使
用した簡易実体鏡を使用する方法がある。この方法は左
右の視線を平行にして、左右眼用の写真（１）（２）を
観察し、無限遠位置に調整された焦点位置を左右の凸レ
ンズ（６）（６′）を使用して矯正し、写真立体観察を
行うものである。この方法では、装置はきわめて簡便で
あるが、観察範囲に目の幅の制限があり、また、凸レン
ズを使用するので必ず写真が拡大されてしまったり、目
から写真までの距離が固定されてしまう欠点がある。

【０００７】本発明では人間の目は生理的に左右の視差
角と連動して焦点位置を調整するので、この生理反応と
矛盾しない何らかの補正装置を設けて視角の変更を行
い、左右眼用の立体写真を観察できるようにすることを
目的としている。また、眼鏡として使用できれば軽量か
つ取扱いも容易となる利点がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記に鑑み種々
検討の結果、単純な構成で特別な訓練をしなくてもだれ
にでも立体視のできる方法とそれに用いる眼鏡及びその
製法を開発したものである。

【０００９】即ち本発明の方法は、左右の視線方向を互
いに外側に変更し、又は互いに内側に交差するように変
更する左右１対のプリズムを用いることを特徴とするも
のである。

【００１０】また本発明の立体視眼鏡は、２個の三角柱
プリズムの頂角のある稜線を互いに内側に対向させ、ま
たは該稜線をそれぞれ外側に向けて配置したことを特徴
とするものである。

【００１１】また本発明の他の立体視眼鏡は、三角柱プ
リズムの頂角のある稜線に対向する底面に、同形の三角
柱プリズムの稜線を先の三角柱プリズムの稜線と平行に
して当接または埋設して一体化した単位構造を繰り返し
て連続的に形成した２個の直線フレネルプリズムを、互
いに稜線側を内側に対向させ、または該稜線側をそれぞ
れ外側に向けて配置したことを特徴とするものである。

【００１２】そしてこれら眼鏡の製造方法は、透明プラ
スチックを原料として射出成型等の成型加工法により眼
鏡を一体成型することを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】このように三角柱プリズムはこれを通過する画
像の大きさを変化させることなく、この光軸の方向のみ
を変化させることができるので、頂角のある稜線を縦向
きとしてそれら稜線を互いに内向きに対向して光学的に
左右対称に配置した２個の三角柱プリズムからなる眼鏡
は左右の視線を外側に拡散させるので立体視が可能とな
る。また三角柱プリズムの稜線を同形の他の三角柱プリ
ズムの底面に接触もしくは埋設するように同一方向に連
続して積み重ねた構造の直線フレネルプリズムを２個用
いれば、同じ効果を有する眼鏡をより薄くシート状で得
られる。

【００１４】これら眼鏡は透明プラスチック等を用いれ
ば成型加工により大量生産が容易であり、安価に製造で
きる。また立体写真等と目との位置関係、左右の写真の
間隔等で視差角の角度変更が容易にできるように、これ
ら三角柱プリズムや直線フレネルプリズムからなる眼鏡
は何枚重ね合わせてもよい。

【００１５】ここで直線フレネルプリズムとしては、例
えば図４に示すように断面が直角三角形の同形の複数の
三角柱プリズム（10）をその直角と該プリズムの頂角
（11）を形成する面を同一平面に形成して、それぞれの
頂角部（11）を他の三角柱プリズムの頂角（11）に対向
する底面（12）内に埋め込んだ単位構造を繰り返し連続
して連結した形状の、片面が平面で他の面が縦方向に溝
のある板状のものがある。また他の例としては、図５
（ａ）に示すように断面が二等辺三角形の三角柱プリズ
ム（10）をその頂角部（11）を同形の他の三角柱プリズ
ムの底面（12）内に埋設した単位構造を繰り返し連続し
て連結した両面に縦方向に溝のある板状体のもの、また
は図５（ｂ）に示すように、図４の断面直角三角形の三
角プリズムの連続繰り返し体において、頂角（11）のあ
る稜線（13）を底面（12）の長手方向（縦方向）に連続
して当接させた単位構造のものであってもよい。

【００１６】このような直線フレネルプリズムまたは三
角柱プリズムは、これを通過する画像の大きさを変化さ
せることなく、この光軸のみを変化させることができ
る。すなわち目で一定方向を見るとき、この視線の途中
に直線フレネルプリズムを置くことで、視線方向を変化
させることなく、当初とはある角をなす別の方向を見る
ことができる。

【００１７】そしてこのような直線フレネルプリズムの
同形のものを２個作り、それぞれの構成要素である三角
柱プリズムの頂角のある稜線の側を内側にして対向さ
せ、それぞれ右目と左目の前に位置する眼鏡を作る。そ
してこのような眼鏡を使用すると、図６のように平行す
る視線が、視角２θを有する一対の視線に変化する。

【００１８】上記の直線フレネルプリズムを左右の視線
を拡散するように光学的に左右対称に配置した眼鏡を使
用して近距離におかれた立体視用写真を見ると、図７に
示すように、焦点位置が近いので目は生理反射的に、視
角が近い位置で交差するように調整する（図中Ａ）。こ
れに対して左右眼の前におかれた直線フレネルプリズム
（15）（15′）は視線を拡散するので、拡散された位置
に左右眼用の写真（１）（２）を置けば、左右眼別々に
写真を観察することができ、焦点位置と視差角の自然な
関係のままで、立体感が得られる。

【００１９】次にこの直線フレネルプリズムを使用して
遠距離におかれた立体視用の写真を見るときは図８に示
すように、左右眼の視線はほぼ平行となり（図中Ｂ）、
目は生理反射的の無限遠位置に焦点位置を調整する。一
方、左右眼の前におかれた直線フレネルプリズム（15）
（15′）は視線を拡散するので、拡散された位置に左右
眼用の写真（１）（２）を置けば、左右眼別々に写真を
観察することができ、焦点位置と視差角の自然な関係の
ままで、立体感が得られる。特にこのような作用は、視
線が平行以上に拡散しない裸眼での実体視ではまったく
期待できない効果であり、また、２枚の反射鏡と接眼レ
ンズを使用した実体鏡や凸レンズを使用した簡易実体鏡
などの器具を使用しても遠方の立体視用画像を観察する
のは困難である。本発明の、このような、遠距離画像に
対しての立体視可能な作用は、立体映画や立体ＴＶなど
に応用することができる。

【００２０】以上の説明は三角柱プリズムまたは三角柱
プリズムを構成要素とする直線フレネルプリズムをこれ
らプリズムの頂角側を互いに内側に向けて作成した眼鏡
についてのものであっていわゆる平行法に基く立体視の
手段であるが、逆にプリズムの頂角側を互いに外側に向
けて作成した眼鏡によればいわゆる交差法による立体視
が可能となる。

【００２１】また、本発明の眼鏡は、画像を拡大しない
が、画像の拡大の必要がある場合には、適当な凸レンズ
性能を直線フレネルに付加することでこの目的が果たせ
ることは言うまでもない。

【００２２】

【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。

【００２３】（実施例１）通常の眼鏡の左右レンズに代
えて２個の上記直線フレネルプリズム（15）（15′）
を、その頂角側を互いに内側に向けて取り付けた例を図
９に示す。

【００２４】（実施例２）図10は立体視写真と目との位
置関係や左右の写真の開き方等が変更された場合に対応
するため、上記図９のような直線フレネルプリズムから
なる眼鏡にさらに同じ構成の直線フレネルプリズム（1
6）（16′）を重ね合せ自在とした視差角の拡散角度の
変更可能な立体視眼鏡である。

【００２５】（実施例３）図11のように射出成型または
流し込み鋳造法等によりレンズ部を、それぞれ上記直線
フレネルプリズム（15）（15′）とした透明プラスチッ
クからなるシート（17）を作製し、これを眼鏡形状（1
8）に打抜き、フレームのつけ根で折り曲げて、立体視
眼鏡を作製した。

【００２６】（実施例４）図12に示すように透明アクリ
ル板からなる定規（19）に、その作製時にその頂角側を
互いに内側に向けた１対の直線フレネルプリズム（15）
（15′）を一体に成形した。このような教育用玩具とし
ては透明プラスチック下敷き等も考えられる。

【００２７】（実施例５）図13に２個の三角柱プリズム
のみからなる立体視眼鏡を示す。これは透明プラスチッ
クを原料とした頂角部がくさび形の三角柱プリズム（2
0）（20′）をその頂角のある稜線（13）で互いに連結
した構造の立体視眼鏡である。

【００２８】これら立体視眼鏡（21）を用いて立体映画
を見る例を図14に示す。図のように右目用スクリーン
（22）と左目用スクリーン（23）を遠距離に設置し、見
る者は上記立体視眼鏡（21）を用いて見ればよい。これ
は立体ＴＶでも同様である。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば以下の効果を奏する。 (1) 本発明はきわめて簡単な方法で立体写真の立体視を
実現するもので、目の生理的な反射機構と矛盾すること
なく立体視が可能なので長時間の作業が可能となる。 (2) 直線フレネルプリズムを使用した軽量な眼鏡であ
り、従来のように大きな専用器具を持ち運ぶ必要がな
い。 (3) 直線フレネルプリズムの視差角を大きく設定するこ
とで、目の幅に制限されることなく広い範囲で立体感が
得られる。 (4) 凸レンズ等を使用しないので、画像の大きさが変更
や拡大されることがない。 (5) 成型加工や鋳型加工により、安価に大量生産が可能
である。 (6) 遠方に配置した画像に対しても立体視が可能なの
で、立体映画や立体ＴＶの新しい方式として使える。

【図面の簡単な説明】

【図１】立体写真を裸眼で見る場合の説明図である。

【図２】２枚の反射鏡を用いた実体鏡の説明図である。

【図３】簡易実体鏡を示す説明図である。

【図４】直線フレネルプリズムの一例を示すもので
（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。

【図５】直線フレネルプリズムの他の例を示すもので
（ａ）、（ｂ）ともに平面図である。

【図６】直線フレネルプリズムを用いた立体視眼鏡での
光軸の変化を示す説明図である。

【図７】近距離の場合の立体視眼鏡の原理を示す説明図
である。

【図８】遠距離の場合の立体視眼鏡の原理を示す説明図
である。

【図９】本発明の一例を示す斜視図である。

【図１０】本発明の他の例を示す説明図である。

【図１１】本発明のさらに他の例を示す平面図である。

【図１２】同じく平面図である。

【図１３】同じく斜視図である。

【図１４】本発明の立体視眼鏡の使用例を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 右目用写真 ２ 左目用写真 ３、４ 反射鏡 ５ 接眼レンズ ６ 凸レンズ 10 三角柱プリズム 11 頂角（部） 12 底面 13 稜線 15、16 直線フレネルプリズム 17 透明プラスチックシート 18 打抜き眼鏡形状 19 定規 20 くさび形三角柱プリズム 21 立体視眼鏡 22 右目用スクリーン 23 左目用スクリーン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右の視線方向を互いに外側に変更し、
   又は互いに内側に交差するように変更する左右１対のプ
   リズムを用いることを特徴とする立体画像の立体視方
   法。
2. 【請求項２】 ２個の三角柱プリズムの頂角のある稜線
   を互いに内側に対向させ、または該稜線をそれぞれ外側
   に向けて配置したことを特徴とする立体視眼鏡。
3. 【請求項３】 三角柱プリズムの頂角のある稜線に対向
   する底面に、同形の三角柱プリズムの稜線を先の三角柱
   プリズムの稜線と平行にして当接または埋設して一体化
   した単位構造を繰り返して連続的に形成した２個の直線
   フレネルプリズムを、互いに稜線側を内側に対向させ、
   または該稜線側をそれぞれ外側に向けて配置したことを
   特徴とする立体視眼鏡。
4. 【請求項４】 請求項２または３記載の立体視眼鏡を複
   数枚重ね合せて用いることを特徴とする立体視眼鏡。
5. 【請求項５】 透明プラスチックを原料として射出成型
   等の成型加工法により請求項２または３記載の眼鏡を一
   体成型する立体視眼鏡の製法。