(57)【要約】  装置およびシステムならびに方法および装置は、画像獲得平面にあるレンズの第１の複数の分離ファセットを通して複数の左眼光線を受光し、画像獲得平面にあるレンズの第２の複数の分離ファセットを通して複数の右眼光線を受光するように動作する。画像平面から獲得されるデータを使用して立体画像が構築でき、該立体画像はパノラマ立体動画を含む。複数の視点を使用して動作するレンズ、画像撮像装置、およびプロジェクタが実現できる。【選択図】図４
2008538240.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の左眼光線を、画像獲得平面においてレンズの第１の複数の分離ファセットの１つを通して受光する段階と、
複数の右眼光線を、画像獲得平面においてレンズの第２の複数の分離ファセットの１つを通して受光する段階を備える方法であって、
前記第１の複数の分離ファセットの少なくとも１つのファセットは、表面法線ベクトルＮＳ１を有し、前記表面法線ベクトルＮＳ１は表面法線角度ΘＳＮ１によって決定され、前記表面法線角度ΘＳＮ１は、表面法線ベクトルＮＳ１と入射ベクトルＩＣ１との間に形成され、前記表面法線ベクトルＮＳ１と前記入射ベクトルＩＣ１は外積ベクトルを含む点で交差し、前記外積ベクトルは前記入射ベクトルＩＣ１と屈折ベクトルＲ１との外積によって定められ、
前記表面法線角度ΘＳＮ１は、下記数１に示す逆正接関数にほぼ等しく、
【数１】
2008538240.tif 000023
前記ベクトルＮＳ１、Ｒ１、およびＩＣ１は、共通の平面内に含まれ、前記入射ベクトルＩＣ１は光線からなり、該光線は該少なくとも１つのファセットに対して、入射するとともに、第１の視点を通過し、
前記屈折ベクトルＲ１は、光線からなり、該光線は該少なくとも１つのファセットによって屈折され、
ｎ１は、前記入射ベクトルＩＣ１に対応する屈折率を構成し、
ｎ２は、前記屈折ベクトルＲ１に対応する屈折率を構成し、
前記表面法線ベクトルＮＳ１は、共通の平面で、前記外積ベクトルの周りを、前記表面法線角度ΘＳＮ１ずつ回転されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記画像獲得平面からデータを獲得し、分離眼画像を構築する段階をさらに備えることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記分離眼画像は、分離左眼画像と分離右眼画像のいずれか１つから選択されることを特徴とする、請求項２記載の方法。
【請求項４】
分離眼画像を結合して、結合眼画像を提供する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項３記載の方法。
【請求項５】
結合眼画像は、結合右眼画像と結合左眼画像のいずれか１つから選択されることを特徴とする、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記結合左眼画像と前記結合右眼画像を組み合わせることで、立体画像を提供する段階をさらに備えることを特徴とする、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記結合左眼画像と前記結合右眼画像を組み合わせることで、パノラマ立体画像を提供する段階をさらに備えることを特徴とする、請求項５記載の方法。
【請求項８】
前記結合左眼画像と前記結合右眼画像を組み合わせることで、ほぼ球形の立体画像を提供する段階をさらに備えることを特徴とする、請求項５記載の方法。
【請求項９】
前記画像獲得平面から繰り返してデータを獲得することで、複数の分離左眼画像を構築する段階と、
前記画像獲得平面から繰り返してデータを獲得することで、複数の分離右眼画像を構築する段階と、
前記複数の分離左眼画像と前記複数の分離右眼画像の処理を行なうことで、立体動画を提供する段階をさらに備えることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記画像獲得平面から繰り返してデータを獲得することで、複数の分離左眼画像を構築する段階と、
画像獲得平面から繰り返してデータを獲得することで、複数の分離右眼画像を構築する段階と、
前記複数の分離左眼画像と前記複数の分離右眼画像の処理を行なうことで、パノラマ立体動画を提供する段階をさらに備えることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記画像獲得平面から繰り返してデータを獲得することで、複数の分離左眼画像を構築する段階と、
前記画像獲得平面から繰り返してデータを獲得することで、複数の分離右眼画像を構築する段階と、
前記複数の分離左眼画像と前記複数の分離右眼画像の処理を行なうことで、ほぼ球形の立体動画を提供する段階をさらに備えることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項１２】
複数の分離左眼画像にアクセスする段階と、
複数の分離右眼画像にアクセスする段階と、
前記複数の分離左眼画像と前記複数の分離右眼画像の処理を行なうことで、立体動画の第１の部分をレンズを通して投影する段階を備える方法であって、
前記立体動画の第１の部分をレンズを通して投影する段階において、
該レンズは少なくとも１つのファセットを有し、該ファセットは表面法線ベクトルＮＳ１を含み、該表面法線ベクトルＮＳ１は表面法線角度ΘＳＮ１によって決定され、該表面法線角度ΘＳＮ１は、表面法線ベクトルＮＳ１と入射ベクトルＩＣ１との間に形成され、前記表面法線ベクトルＮＳ１と前記入射ベクトルＩＣ１は外積ベクトルを含む点で交差し、該外積ベクトルは、前記入射ベクトルＩＣ１と屈折ベクトルＲ１との外積によって定められ、
前記表面法線角度ΘＳＮ１は、下記数２に示す逆正接関数にほぼ等しく、
【数２】
2008538240.tif 000024
前記ベクトルＮＳ１、Ｒ１、およびＩＣ１は共通の平面に含まれ、
前記入射ベクトルＩＣ１は光線からなり、該光線は前記少なくとも１つのファセットに対して入射するとともに視点を通過し、前記屈折ベクトルＲ１は光線からなり、該光線は該少なくとも１つのファセットによって屈折され、
ｎ１は前記入射ベクトルＩＣ１に対応する屈折率を構成し、
ｎ２は前記屈折ベクトルＲ１に対応する屈折率を構成し、
前記表面法線ベクトルＮＳ１は、共通の平面で、前記外積ベクトルの周りを前記表面法線角度ΘＳＮ１ずつ回転されることを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記立体動画はパノラマ立体動画からなることを特徴とする、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記立体動画はほぼ球形の立体動画からなることを特徴とする、請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の分離左眼画像と前記複数の分離右眼画像の処理を行なうことで、立体動画の第２の部分を、もう一つ別のファセットを有するレンズを通して投影する段階をさらに備え、
前記段階において、
表面法線ベクトルＮＳ２は表面法線角度ΘＳＮ２により決定され、該表面法線角度ΘＳＮ２は、表面法線ベクトルＮＳ２と入射ベクトルＩＣ２との間で形成され、前記表面法線ベクトルＮＳ２と前記入射ベクトルＩＣ２は外積ベクトルを含む点で交差し、該外積ベクトルは前記入射ベクトルＩＣ２と屈折ベクトルＲ２との外積によって定められ、
前記表面法線角度ΘＳＮ２は、下記数３に示される逆正接関数にほぼ等しく、
【数３】
2008538240.tif 000025
前記ベクトルＮＳ２、Ｒ２、およびＩＣ２は共通の平面に含まれ、
前記入射ベクトルＩＣ２は光線からなり、該光線は前記他のファセットに対して入射し、前記第１の視点とは異なる、第２の視点を通過し、
前記屈折ベクトルＲ２は光線からなり、該光線は前記他のファセットによって屈折され、
ｎ３は前記入射ベクトルＩＣ２に対応する屈折率を構成し、
ｎ４は前記屈折ベクトルＲ２に対応する屈折率を構成し、
前記表面法線ベクトルＮＳ２は共通の平面で、前記外積ベクトルの周りを、前記表面法線角度ΘＳＮ２ずつ回転されることを特徴とする、請求項１２記載の方法。
【請求項１６】
機械によってアクセス可能な媒体を備える物品であって、前記媒体は関連する情報を有し、
該情報はアクセスされると、
複数の左眼光線を、画像獲得平面においてレンズの第１の複数の分離ファセットの１つを通して受光する段階と、
複数の右眼光線を、画像獲得画面においてレンズの第２の複数の分離ファセットの１つを通して受光する段階を前記機械が実行し、
前記第１の複数の分離ファセットの少なくとも１つのファセットは表面法線ベクトルＮＳ１を有し、該表面法線ベクトルＮＳ１は表面法線角度ΘＳＮ１によって決定され、該表面法線角度ΘＳＮ１は、表面法線ベクトルＮＳ１と入射ベクトルＩＣ１との間で形成され、前記表面法線ベクトルＮＳ１と前記入射ベクトルＩＣ１は外積ベクトルを含む点で交差し、該外積ベクトルは前記入射ベクトルＩＣ１と屈折ベクトルＲ１との外積によって定められ、
前記表面法線角度ΘＳＮ１は、下記数４に示される逆正接関数にほぼ等しく、
【数４】
2008538240.tif 000026
前記ベクトルＮＳ１、Ｒ１、およびＩＣ１は共通の平面に含まれ、
前記入射ベクトルＩＣ１は光線からなり、該光線は該少なくとも１つのファセットに対して入射するとともに第１の視点を通過し、
前記屈折ベクトルＲ１は光線からなり、該光線は該少なくとも１つのファセットによって屈折され、
ｎ１は前記入射ベクトルＩＣ１に対応する屈折率を構成し、
ｎ２は前記屈折ベクトルＲ１に対応する屈折率を構成し、
前記表面法線ベクトルＮＳ１は共通の平面で、前記外積ベクトルの周りを、前記表面法線角度ΘＳＮ１ずつ回転されることを特徴とする物品。
【請求項１７】
前記情報はアクセスされると、
画像獲得平面からデータを獲得して分離眼画像を構築する段階を前記機械が実行することを特徴とする、請求項１６記載の物品。
【請求項１８】
前記分離眼画像が、分離左眼画像と分離右眼画像のいずれか１つから選択されることを特徴とする、請求項１７記載の物品。
【請求項１９】
前記情報はアクセスされると、
前記分離左眼画像を結合して、結合左眼画像を提供する段階と、
前記分離右眼画像を結合して、結合右眼画像を提供する段階を前記機械が実行することを特徴とする、請求項１８記載の物品。
【請求項２０】
前記情報はアクセスされると、
前記結合左眼画像と前記結合右眼画像を組み合わせることで、立体画像を提供する段階を前記機械が実行することを特徴とする、請求項１９記載の物品。
【請求項２１】
第１の分離ファセットを有するレンズであって、
前記第１の分離ファセットは、第１の表面法線ベクトルＮＳ１を有し、前記第１の表面法線ベクトルＮＳ１は第１の表面法線角度ΘＳＮ１によって決定され、該第１の表面法線角度ΘＳＮ１は、第１の表面法線ベクトルＮＳ１と第１の入射ベクトルＩＣ１との間で形成され、前記第１の表面法線ベクトルＮＳ１と前記第１の入射ベクトルＩＣ１は外積ベクトルを含む第１の点で交差し、該外積ベクトルは、前記第１の入射ベクトルＩＣ１と第１の屈折ベクトルＲ１との外積によって定められ、
前記第１の表面法線角度ΘＳＮ１は下記数５に示される逆正接関数にほぼ等しく、
【数５】
2008538240.tif 000027
前記ベクトルＮＳ１、Ｒ１、およびＩＣ１は共通の平面に含まれ、
前記第１の入射ベクトルＩＣ１は光線からなり、該光線は前記第１の分離ファセットに対して入射するとともに、前記第１の視点を通過し、
前記第１の屈折ベクトルＲ１は光線からなり、該光線は前記第１の分離ファセットによって屈折され、
ｎ１は前記第１の入射ベクトルＩＣ１に対応する屈折率を構成し、
ｎ２は前記第１の屈折ベクトルＲ１に対応する屈折率を構成し、
前記第１の表面法線ベクトルＮＳ１は共通の平面で、前記外積ベクトルの周りを前記第１の表面法線角度ΘＳＮ１ずつ回転されることを特徴とするレンズ。
【請求項２２】
前記第１の表面は第２の分離ファセットを含むことで、第２の入射光線ＩＣ２を屈折させ、該第２の入射光線ＩＣ２は、前記第１の視点とは異なる第２の視点を通過することを特徴とする、請求項２１記載のレンズ。
【請求項２３】
前記第１の表面がほぼ球形の表面の一部を形成することを特徴とする、請求項２１記載のレンズ。
【請求項２４】
第２の分離ファセットをさらに有し、
該第２の分離ファセットは第２の表面法線ベクトルＮＳ２を有し、該第２の表面法線ベクトルＮＳ２は第２の表面法線角度ΘＳＮ２によって決定され、該第２の表面法線角度ΘＳＮ２は、第２の表面法線ベクトルＮＳ２と第２の入射ベクトルＩＣ２との間で形成され、前記第２の表面法線ベクトルＮＳ２と前記第２の入射ベクトルＩＣ２は外積ベクトルを含む第２の点で交差し、該外積ベクトルは前記第２の入射ベクトルＩＣ２と第２の屈折ベクトルＲ２との外積によって定められ、
前記第２の表面法線角度ΘＳＮ２は下記数６に示される逆正接関数にほぼ等しく、
【数６】
2008538240.tif 000028
前記ベクトルＮＳ２、Ｒ２、およびＩＣ２は共通の平面に含まれ、
前記第２の入射ベクトルＩＣ２は光線からなり、該光線は前記第２の分離ファセットに対して入射するとともに、前記第１の視点と異なる第２の視点を通過し、
前記第２の屈折ベクトルＲ２は光線からなり、前記第２の分離ファセットによって屈折され、
ｎ３は前記第２の入射ベクトルＩＣ２に対応する屈折率を構成し、
ｎ４は前記第２の屈折ベクトルＲ２に対応する屈折率を構成し、
前記第２の表面法線ベクトルＮＳ２は、共通の平面で、前記外積ベクトルの周りを前記第２の表面法線角度ΘＳＮ２ずつ回転されることを特徴とする、請求項２１記載のレンズ。
【請求項２５】
前記第１の表面は前記第２の分離ファセットを含み、
ｎ１＝ｎ３、およびｎ２＝ｎ４であることを特徴とする、請求項２４記載のレンズ。
【請求項２６】
前記第１の表面は前記第２の分離ファセットを備え、該第２の分離ファセットは前記第１の分離ファセットに隣接することを特徴とする、請求項２４記載のレンズ。
【請求項２７】
前記第１の分離ファセットと前記第２の分離ファセットは空間的に正規化されることを特徴とする、請求項２６記載のレンズ。
【請求項２８】
前記第１の表面はほぼ滑らかな表面を備えることを特徴とする、請求項２６記載のレンズ。
【請求項２９】
前記第１の表面はほぼ球形の表面の一部を形成することを特徴とする、請求項２６記載のレンズ。
【請求項３０】
前記第１の表面が前記第２の分離ファセットを含み、
前記レンズは、さらに、
第１のほぼ別個のレンズ細片を含み、
前記レンズ細片は前記第１の分離ファセットを含むとともに、関連するイメージング装置の第１の座標空間に対応し、
前記レンズは、さらに、
第２のほぼ別個のレンズ細片を含み、
前記レンズ細片は前記第２の分離ファセットを含むとともに、関連するイメージング装置の第２の座標空間に対応することを特徴とする、請求項２４記載のレンズ。
【請求項３１】
前記第１のほぼ別個のレンズ細片は左眼視点に対応し、
前記第２のほぼ別個のレンズ細片は右眼視点に対応することを特徴とする、請求項３０記載のレンズ。
【請求項３２】
前記第１のほぼ別個のレンズ細片は、複数のほぼ別個のレンズ細片でインタレースされ、
前記複数のほぼ別個のレンズ細片は、第２のほぼ別個のレンズ細片を含むことを特徴とする、請求項３０記載のレンズ。
【請求項３３】
前記第１のほぼ別個のレンズ細片および前記第２のほぼ別個のレンズ細片は空間的に正規化されることを特徴とする、請求項２９記載のレンズ。
【請求項３４】
前記第１の表面がほぼ滑らかな表面を備えることを特徴とする、請求項２９記載のレンズ。
【請求項３５】
前記第１の表面は、ほぼ球形の表面の一部を形成することを特徴とする、請求項２９記載のレンズ。
【請求項３６】
前記第１の表面が前記第２の分離ファセットを含み、
前記レンズは、さらに、
第１のほぼ分離したレンズ細片を備え、
前記第１のほぼ分離したレンズ細片は、左眼視点に対応する前記第１のほぼ分離したレンズ細片と、右眼視点に対応する前記第２のほぼ分離したレンズ細片を含み、
前記レンズは、さらに、
第２のほぼ分離したレンズ細片を備え、
前記第２のほぼ分離したレンズ細片は、左眼視点に対応する第１の複数の分離ファセットと、右眼視点に対応する第２の複数の分離ファセットを含むことを特徴とする、請求項２４記載のレンズ。
【請求項３７】
前記第１の分離ファセットと前記第２の分離ファセットが空間的に正規化されることを特徴とする、請求項３６記載のレンズ。
【請求項３８】
前記第１の表面はほぼ滑らかな表面を備えることを特徴とする、請求項３６記載のレンズ。
【請求項３９】
前記第１の表面はほぼ球形の表面の一部を形成することを特徴とする、請求項３６記載のレンズ。
【請求項４０】
前記第１の表面は、外部表面と内部表面のいずれか１つから選択される表面を備えることを特徴とする、請求項２４記載のレンズ。
【請求項４１】
前記第１の表面は、前記第２の分離ファセットと少なくとも１つの追加の分離ファセットを含むことで、第３の入射光線Ｉｃ３を屈折させ、該第３の入射光線Ｉｃ３は前記第１の視点と前記第２の視点と異なる、第３の視点を通過し、
ｎ１＝ｎ３およびｎ２＝ｎ４であることを特徴とする、請求項４０記載のレンズ。
【請求項４２】
前記第１の分離ファセットは、前記第２の分離ファセットと前記少なくとも１つの追加の分離ファセットに隣接することを特徴とする、請求項４１記載のレンズ。
【請求項４３】
前記第１の表面はほぼ球形の表面の一部を形成することを特徴とする、請求項４２記載のレンズ。
【請求項４４】
前記第１の表面とは異なる第２の表面をさらに含み、
前記第２の分離ファセットは前記第２の表面に含まれ、
ｎ１≠ｎ３およびｎ２≠ｎ４であり、
前記ベクトルＩｃ１は前記ベクトルＲ２を含むことを特徴とする、請求項２４記載のレンズ。
【請求項４５】
第1のレンズと、
第１の画像獲得平面を備える装置であって、
前記第1のレンズは、第１の複数のインタリーブ分離ファセットを有し、前記インタリーブ分離ファセットは、左眼光線を屈折させる第１の分離ファセットと右眼光線を屈折させる第２の分離ファセットを含み、
前記第1の画像獲得平面は、第１の屈折左眼光線を第１の分離ファセットから受光するとともに、第１の屈折右眼光線を第２の分離ファセットから受光し、
前記第1の分離ファセットは表面法線ベクトルＮＳ１を有し、該表面法線ベクトルＮＳ１は表面法線角度ΘＳＮ１によって決定され、該表面法線角度ΘＳＮ１は、表面法線ベクトルＮＳ１と入射ベクトルＩｃ１との間で形成され、前記表面法線ベクトルＮＳ１と前記入射ベクトルＩｃ１は外積ベクトルを含む点で交差し、該外積ベクトルは前記入射ベクトルＩｃ１と屈折ベクトルＲ１との外積によって定められ、
前記表面法線角度ΘＳＮ１は下記数７に示される逆正接関数にほぼ等しく、
【数７】
2008538240.tif 000029
前記ベクトルＮＳ１、Ｒ１、およびＩＣ１は共通の平面に含まれ、
前記入射ベクトルＩＣ１は光線からなり、該光線は前記第１の分離ファセットに対して入射するとともに、第１の視点を通過し、
前記屈折ベクトルＲ１は光線からなり、該光線は前記第１の分離ファセットによって屈折され、
ｎ１は前記入射ベクトルＩＣ１に対応する屈折率を構成し、
ｎ２は前記屈折ベクトルＲ１に対応する屈折率を構成し、
前記表面法線ベクトルＮＳ１は、共通の平面で、前記外積ベクトルの周りを、前記表面法線角度ΘＳＮ１ずつ回転されることを特徴とする装置。
【請求項４６】
前記第２の分離ファセットは表面法線ベクトルＮＳ２を有し、該表面法線ベクトルＮＳ２は表面法線角度ΘＳＮ２によって決定され、該表面法線角度ΘＳＮ２は、前記表面法線ベクトルＮＳ２と入射ベクトルＩｃ２との間で形成され、前記表面法線ベクトルＮＳ２と前記入射ベクトルＩｃ２は外積ベクトルを含む点で交差し、該外積ベクトルは、前記入射ベクトルＩｃ２と屈折ベクトルＲ２との外積によって定められ、
前記表面法線角度ΘＳＮ２は下記数８に示される逆正接関数にほぼ等しく、
【数８】
2008538240.tif 000030
前記ベクトルＮＳ２、Ｒ２、およびＩＣ２は共通の平面に含まれ、
前記入射ベクトルＩＣ２は光線からなり、該光線は他のファセットに対して入射するとともに、前記第１の視点と異なる第２の視点を通過し、
前記屈折ベクトルＲ２は光線からなり、該光線は他のファセットによって屈折される光線からなり、
ｎ３は前記入射ベクトルＩＣ２に対応する屈折率を構成し、
ｎ４は前記屈折ベクトルＲ２に対応する屈折率を構成し、
前記表面法線ベクトルＮＳ２は、共通の平面で、前記外積ベクトルの周りを、前記表面法線角度ΘＳＮ２ずつ回転されることを特徴とする、請求項４５記載の装置。
【請求項４７】
第２のレンズと、
第２の画像獲得平面を備え、
前記第２のレンズは、第２の複数のインタリーブ分離ファセットを有し、該インタリーブ分離ファセットは、左眼光線を屈折させる第３の分離ファセットと、右眼光線を屈折させる第４の分離ファセットを含み、
前記第２の画像獲得平面は、第２の屈折左眼光線を前記第３の分離ファセットから受光するとともに、第２の屈折右眼光線を前記第４の分離ファセットから受光することを特徴とする、請求項４５記載の装置。
【請求項４８】
第１のほぼ別個のレンズ細片と、
第２のほぼ別個のレンズ細片を備え、
前記第１のほぼ別個のレンズ細片は、前記第１の分離ファセットを含むとともに、前記第１の画像獲得平面の第１の座標空間に対応し、
前記第２のほぼ別個のレンズ細片は、前記第２の分離ファセットを含むとともに、第１の画像獲得平面の第２の座標空間に対応することを特徴とする、請求項４５記載の装置。
【請求項４９】
前記第１のレンズは、
第１のほぼ別個のレンズ細片と、
第２のほぼ別個のレンズ細片を含み、
前記第１のほぼ別個のレンズ細片は、左眼視点に対応する第１の分離ファセットと、右眼視点に対応する第２の分離ファセットを含み、
前記第２のほぼ別個のレンズ細片は、左眼視点に対応する第１の複数の分離ファセットと、右眼視点に対応する第２の複数の分離ファセットを含むことを特徴とする、請求項４５記載の装置。
【請求項５０】
前記第１のファセットと前記第２のファセットは、選択された眼間距離と関連付けられていることを特徴とする、請求項４５記載の装置。
【請求項５１】
複数のインタリーブ分離ファセットを有する複数のレンズと、
複数の画像獲得平面と、
メモリからなるシステムであって、
前記システムにおいて、
前記分離ファセットは左眼光線を屈折させる第１の分離ファセットと、右眼光線を屈折させる第２の分離ファセットを含み、
前記複数のレンズの少なくとも１つの第１の分離ファセットは表面法線ベクトルＮＳ１を有し、該表面法線ベクトルＮＳ１は表面法線角度ΘＳＮ１によって決定され、該表面法線角度ΘＳＮ１は、表面法線ベクトルＮＳ１と入射ベクトルＩｃ１との間で形成され、前記表面法線ベクトルＮＳ１と前記入射ベクトルＩｃ１は外積ベクトルを含む点で交差し、該外積ベクトルは前記入射ベクトルＩｃ１と屈折ベクトルＲ１との外積によって定められ、
前記表面法線角度ΘＳＮ１は下記数９に示される逆正接関数にほぼ等しく、
【数９】
2008538240.tif 000031
前記ベクトルＮＳ１、Ｒ１、およびＩＣ１は共通の平面に含まれ、
前記入射ベクトルＩＣ１は光線からなり、該光線は前記第１の分離ファセットに対して入射するとともに第１の視点を通過し、
前記屈折ベクトルＲ１は光線からなり、該光線は前記第１の分離ファセットによって屈折され、
ｎ１は前記入射ベクトルＩＣ１に対応する屈折率を構成し、
ｎ２は前記屈折ベクトルＲ１に対応する屈折率を構成し、
前記表面法線ベクトルＮＳ１は、共通の平面で、前記外積ベクトルの周りを、前記表面法線角度ΘＳＮ１ずつ回転され、
前記画像平面は、屈折左眼光線を前記第１の分離ファセットから受光するとともに、屈折右眼光線を前記第２の分離ファセットから受光し、
前記メモリは、画像データを複数の画像獲得平面から受け取ることを特徴とする、システム。
【請求項５２】
前記画像データは立体画像を構築するための情報を含むことを特徴とする、請求項５１記載のシステム。
【請求項５３】
前記画像データはパノラマ立体画像を構築するための情報を含むことを特徴とする、請求項５１記載のシステム。
【請求項５４】
前記画像データは分離左眼画像と分離右眼画像を含むことを特徴とする、請求項５１記載のシステム。
【請求項５５】
前記システムは、さらに、
前記メモリに連結されるプロセッサを備え、
前記メモリは、分離左眼画像を結合するとともに、前記分離右眼画像を結合することを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本書に説明されている多様な実施形態は、概して画像処理に関し、多次元画像を記録し、投影するために使用される装置、システムおよび方法を含む。
【背景技術】
【０００２】
円筒状のパノラマ画像は、単一の回転カメラを使用して構築できる。該カメラが回転するにつれて、所望の全景の見える視野が横断されるまで、画像が規定の増分で取り込むことができる。次に縦の細片が各画像の中心から抽出されてよく、該細片は互いに隣接して配置されて、単一の連続的な円筒状のパノラマ画像を形成できる。
【０００３】
この段階を拡張して、円筒状の立体的な（例えば、三次元の）パノラマ画像を作成できる。例えば、２台のカメラを、規定の距離分引き離して隣り合わせに取り付けることができる。次に、該カメラはそれらの間の中間にある点を軸にそろって回転されてよい。前述のように、各カメラにより、連結された縦の画像細片を用いて別個の円筒状のパノラマを作成できる。もたらされた２つのパノラマ画像を、一方は観察者の左眼で、他方は観察者の右眼で一緒に見ると、立体効果が達成される。しかしながら、回転する２台カメラモデルは静止した立体画像を作成するためには有用であり得るが、前述のシステムは、動きを有する立体パノラマ画像を効率的に提供するためには役に立たない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本書に開示される多様な実施形態は、二次元概念の表現を三次元空間に拡張することにより前述の課題のいくつかに対処することができる。その結果、三次元画像の取り込みおよび投影が、さらに効率的且つ経済的に達成できる。特定のレンズについて所望の入射光線および屈折光線が一旦決定されると、所望の屈折を達成するためのレンズ表面法線ベクトルが計算できる。次にレンズ表面上の特定の点は該表面法線ベクトルとともに無限平面を表すことができる。該無限平面は、点やベクトルで囲まれると、レンズ内に形成されるファセットを画定するために使用できる。種々の配向において、このようにして複数のファセットが選択されることで、より正確に多くの画像撮像装置および投影装置の表示用投影に整合するレンズがもたらされる。
【０００５】
２台のカメラを使用して生成する立体効果の質は、カメラレンズの中心から他方のカメラレンズの中心までの離間距離によって左右され得ることに留意すべきである。各レンズが、平均的な人間の眼間距離（すなわち約６．４センチメートル、つまり左眼と右眼の瞳孔の間の平均的な距離）に近似する距離で離間されているときに、立体効果は正確に人間の視覚を再現できる。カメラがともにより近くに設置されると、取り込まれる場面の三次元の奥行きは減少する可能性がある。それらがより遠く離れて設置されると、三次元奥行きは拡大し得る。したがって、多くの立体カメラシステムではカメラまたはレンズは約６．４センチメートルの離間距離で利用される。
【０００６】
立体イメージングのための新しい装置およびシステムの構成部品の作成工程の一部として、前述の回転する２台カメラモデルが考えられるであろう。該モデルは、各パノラマ画像から小さな縦画像の細片を単一の光線へと抽出し、各カメラの画像獲得平面の中心で終結する。２台のカメラが共通の中心点を軸にして回転されると、これらの光線は特定の経路に沿って回転する。該経路は、該２台のカメラの離間距離に等しい直径を有する円の接線である。前記で指摘したように、中心の円形経路の直径は、結果として生じる円筒状の立体パノラマの眼間距離の知覚を左右し得る。動きを有する円筒状の立体画像（例えば、映像）を同時に取り込むことができるカメラシステムを設計するためには、これらの光線のすべてをほぼ同時に取り込む装置を構築することが便利であろう。ただし、６．４ｃｍの直径の円の回りに数台のカメラを配置することは不便なため、任意のサイズのビデオカメラ（または他の画像撮像装置）は、中心眼間円の外側から交互の左眼光線と右眼光線を取り込む機構が必要となるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
結果としてもたらされる装置を簡略化するために、円筒状の視野がさらに小さな部分に分割されてよい。各部分は個々の画像撮像装置によって取り込まれる。装置ごとに左眼光線と右眼光線を取り込むために、レンズおよび装置を構築してそれらをインタレースしてよい。概念的には、このインタレース工程は、左眼光線と右眼光線を単純に水平方向に交互にさせることである。この効果はレンズを使用して達成できる。該レンズは左眼光線と右眼光線を独特な方法で屈折させるように特に設計されている。
【０００８】
このレンズは、マルチカメラアセンブリを取り囲む円筒の表面エリア全体を包含するように設計されてよい。しかしながら、マルチカメラアセンブリの放射相称がレンズ設計段階を簡略化するのに役立つ。単一の統合された円筒形のレンズを使用して入射光線を屈折させる代わりに、円筒状の表面を同形同大の部分、あるいはセグメントに分割できる。従って、単一のビデオカメラに対応する円筒状表面の領域は隔離され、また隔離されたレンズセグメントを、対応する単一のビデオカメラに関連させて設計することができる。そうしてもたらされたレンズセグメントとビデオカメラの組み合わせを複製して、該円筒状の画像獲得アセンブリの残りの領域を構成できる。
【０００９】
したがって、それぞれのレンズまたはレンズセグメントは、左眼および右眼視線光線に対応する多様な入射光線を、各ビデオカメラへ屈折させるよう設計されてもよい。左眼と右眼光線は非対称に円筒状のレンズ表面を通過するので、均一なレンズ表面ではこのような屈折を適切に達成できない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、多様な実施形態による右眼光線１０２を屈折するレンズ１００の上面図であり、図２は多様な実施形態による左眼光線２０２を屈折するレンズ２００の上面図である。ファセットが施された（角形小平面が形成された）レンズ１００、２００は外面１０４、２０４（つまり、ファセットが施された表面）を有している。該外面は、右眼光線１０２と左眼光線２０２がビデオカメラ１１０、２１０または他の画像撮像装置の画像獲得平面１０６、２０６上に屈折するように設計されていることが分かる。ファセット・レンズ表面１０４、２０４を利用すると、個々の垂直レンズファセット１１２、２１２は、光線１１４、２１４の個々の垂直方向スパンを、ビデオカメラ１１０、２１０が取り込んだ画像獲得平面１０６、２０６に含まれるピクセルの個々の垂直線に屈折させるのに使用される。
【００１１】
図３は、本発明の多様な実施形態によるレンズ３００および装置３１６の上面図である。この場合、左眼光線と右眼光線の個々のレンズファセット３１２（レンズ外面を形成する角形小平面）は、レンズ３００の外面３０４に沿って互い違いにされる。その結果、ほぼ同時に左眼光線と右眼光線の両方が取り込まれる。光線は、ビデオカメラ３１０または他の画像撮像装置の画像獲得平面３０６上に屈折させることができる。
【００１２】
インタレース・ファセット・レンズ３００を使用することで、ビデオカメラ３１０（または他の画像撮像装置）は一連の垂直インタレース像を取り込むことができる。この垂直インタレース・パターンはビデオ映像全体で一定のままであるため、左眼と右眼の像を同時に分離し、切り離すことができる。取り込まれた左眼光線と右眼光線が一様のケイ方向の接線方向であるという性質により、これらのレンズ−カメラ装置の数台は互いに隣り合わせに設置され、装置全体の円筒状の視野を拡張することができる。したがって、組み合わせ装置３１６はレンズ３００とビデオカメラ３１０または他の画像撮像装置を備え、該組み合わせ装置３１６が多数回再現されることで立体画像取り込みシステムとなる。本明細書の目的のため、用語「パノラマ」画像は、約６０度から約３６０度までの視野を有する、単眼（ｍｏｎｏｓｃｏｐｉｃ）画像または立体画像のいずれかを意味する。
【００１３】
図４は、多様な実施形態による装置４１６の上面図である。この説明図では、装置３１６に類似または同一であり得る装置４１６が、関連の眼間距離Ｄとともに示されている。装置４１６は複数のインタリーブ分離ファセット４１２を有するレンズ４００を備えてよく、該分離ファセット４１２は左眼光線４２４を屈折させる第１の分離ファセット４２２と右眼光線４２８を屈折させる第２の分離ファセット４２６とを含む。装置４１６は（おそらくフレーム取込み器、デジタルビデオカメラ、または何らかの他の装置等の画像撮像装置４３０の一部として）画像獲得平面４０６も含み、該画像獲得平面は、該第１の分離ファセット４２２から屈折した左眼光線４３２を受光するとともに、該第２の分離ファセット４２６から屈折した右眼光線４３４を受光する。
【００１４】
図５は、多様な実施形態による装置５１６およびシステム５３６の上面図である。該装置５１６は、装置４１６に関して図４に示されるように第１のレンズ５３８と第１の画像獲得平面５４０とを含んでよい。装置５１６は、第２のレンズ５４２と画像獲得平面５４４も含んでよい。第１のレンズ５３８と第１の画像獲得平面５４０は、図４に示されるレンズ４００と画像獲得平面４０６に類似あるいは同一であってよい。第２のレンズ５４２および第２の画像獲得平面５４４も、図４に示される該レンズ４００と画像獲得平面４０６に類似あるいは同一であってよい。したがって、第２のレンズ５４２は第２の複数のインタリーブ分離ファセット（図５では不図示）を有し、該分離ファセットは左眼光線を屈折させる第３の分離ファセットおよび右眼光線を屈折させる第４の分離ファセットを含んでよい。第２の画像獲得平面５４４を使用して、図４に示す装置４１６に関して説明したように、第３の分離ファセットから第２の屈折した左眼光線を受光し、第４の分離ファセットから第２の屈折した右眼光線を受光する。
【００１５】
第１のレンズ５３８は、円筒セクション５５０の一部分５４８を形成する第１の内半径領域５４６を有してよく、第２のレンズ５４２は円筒セクション５５０の一部分５４８によって形成される円筒５５４上にほぼ位置する第２の内半径領域５５２を有してよい。よって、レンズ４００、５００は円筒セクション５５０の一部分５４８を形成する内半径領域５４６も、外半径領域５５１も含んでよい。該外半径領域５５１に沿って複数の分離ファセット５１２が近似的に位置する。複数のファセット５１２は、複数の右眼光線分離ファセットでインタリーブされた複数の左眼光線分離ファセットを含んでよい（図４、要素４１２、４２２、および４２６参照）。最終的には、３６０度の円筒状の視野全体が達成できる。
【００１６】
図６は、多様な実施形態によるシステム６３６の斜視図である。ここで図５と図６を参照すると、システム５３６、６３６が複数のレンズ５００、６００を含んでよいことが分かる。レンズ５００、６００は図４に示されるレンズ４００に類似または同一であってよい。該レンズ４００は複数のインタリーブ・ファセット４１２、５１２を有する。システム５３６、６３６は複数の画像獲得平面５０６（図６では不図示）も含み、レンズ５００、６００内の第１の分離ファセットから屈折した左眼光線を受光してよい。また、レンズ５００、６００の第２の分離ファセットから屈折した右眼光線を受光してよい。システム５３６、６３６はメモリ５５６（図６では不図示）を含み、複数の画像獲得平面５０６から画像データ５５８（図６では不図示）を受け取ってよい。
【００１７】
該画像データ５５８は、パノラマ立体画像を含む立体画像を構築するための情報を含んでよい。画像データ５５８は分離左眼画像と分離右眼画像とを含んでよい。システム５３６、６８６はメモリ５５６に連結されるプロセッサ５６０も含んでよい。該システム５３６、６８６は分離左眼画像と分離右眼画像を結合する（例えば、図７の要素７７０、７７２参照）。前記で指摘したように、数台の装置４１６（図４参照）が、装置５１６が関連する図５に示した方法と類似または同一の方法で互いの隣に設置される。その結果抽出された左眼と右眼の像もまたリアルタイムで互いの隣に配置され、一様で継ぎ目のない左眼と右眼のパノラマ像（図７の要素７７４、７７６参照）を作成することができる。以下にこの段階をさらに詳しく検討する。
【００１８】
図７Ａから図７Ｅは多様な実施形態による立体パノラマ作成段階の部分を図示する。この段階は、３６０度の円筒状の立体映像をリアルタイムで取り込むことを可能にする。図７Ａは、（図４に示されるレンズ４００と類似または同一の）レンズ７００を含む単一の装置７１６と、（図４の画像撮像装置４３０に類似または同一の）画像撮像装置７３０を含む単一の装置７１６が、多様なオブジェクト７６２の画像を取り込むために使用されている様子を示す。図７Ｂはインタレース画像７６４の近似を示す。該インタレース画像７６４はファセット・レンズ７００を介して画像撮像装置７３０によって取り込まれる。該ファセットは例えば、複数の取り込まれた左眼光線と、複数の取り込まれた右眼光線から構築される。図７Ｃは、デインタレースされた（ｄｅ−ｉｎｔｅｒｌａｃｅｄ）左眼画像細片と右眼画像細片７６６、７６８を示す。該左眼画像細片と右眼画像細片７６６、７６８は、インタレース画像７６４から構築される。図７Ｄは、連結された左画像セクションと右画像セクション７７０、７７２、つまり分離左眼画像と分離右眼画像とを示す。該左眼画像と右眼画像は、デインタレースされた左眼画像細片と右眼画像細片から各々構築される。最後に、図７Ｅが示すのは左眼パノラマ画像と右眼パノラマ画像７７４、７７６である。該左眼パノラマ画像と右眼パノラマ画像７７４、７７６は、それぞれ隣接する装置７１６から取得される多くの左眼画像セクションと右眼画像セクションを結合することにより取得される。該多くの左眼画像セクションと右眼画像セクションは、図５の装置５１６のセクションと類似または同様に配置される左画像セクションと右画像セクション７７０、７７２とを含む。左パノラマ画像７７４を左眼で、右眼パノラマ画像７７６を右眼で見るとき、オブジェクト７６２の立体パノラマ（例えば、３６０度までの）表示を再現することができる。
【００１９】
図８は多様な実施形態によるレンズ８００に関するいくつかの視野を図示する。レンズ８００は、図４に示すレンズ４００に類似または同一であってよい。ファセット・レンズ８００は屈折を実行して所望の立体効果を達成し、特定の一定の物理値に基づいて数学的に説明できる。これらの物理値は以下を含む。所望の立体効果を提供する眼間距離（Ｄ）、ファセット・レンズを作成するために使用する材料の屈折率（ｎ）、眼点の回転の中心から画像撮像装置までの距離（ｒｃ）、画像撮像装置の有効水平視野（ｆｏｖｃ）、および装置のファセット・レンズセクションの有効水平視野（ｆｏｖ１）を含む。距離Ｄは選択された眼間距離であってよく、該眼間距離は所望の距離であってよいが、約４センチメートルから約８センチメートルとなるように選択されるときに最も有用である。
【００２０】
以後の数学的な段階は眼点の回転の中心に原点Ｏを有するｘ−ｙ座標系を前提とする。すべての角度測定値は度単位である。外部のファセット・レンズ表面８７４の半径（ｒｌ）は、画像撮像装置の視野（ｆｏｖｃ）が、ファセット・レンズセクションの視野（ｆｏｖｌ）と重複する点から原点Ｏまでの距離に相当し、数１のように計算できる。
【００２１】
【数１】
2008538240.tif 000003
【００２２】
一旦レンズ８００の半径が決定されると、個々のファセットの特性が計算できる。これらのファセットの特性は光線単位で計算することができるので、任意の数のファセットを備えるレンズの設計を可能にする。本明細書の目的のために、各垂直ピクセル線の単一のファセットを使用して最適の画像が達成されると想定される。該各垂直ピクセル線は画像撮像装置８３０によって獲得される。
【００２３】
図９は、多様な実施形態によるレンズ９００に関するレンズ表面点光線角度の上面図である。レンズ９００は図４に示すレンズ４００に類似または同一であってよい。レンズファセット特性はレンズ表面９７４上の特定の点に対応する。そしてレンズファセット特性は当該点（Ｐｉ）の位置および画像撮像装置９３０から当該点までの光線９７６の角度（Θｃ）に依存する。装置９１６は（図４に示す装置４１６に類似または同一であってよく）、画像撮像装置の視野（ｆｏｖｃ）に相当するレンズ表面積が、ファセット・レンズセクションの視野（ｆｏｖｌ）（図８参照）に相当するレンズ表面積に一致するように設計できる。その結果、眼点の回転の中心Ｏからの光線９７８は同じ点（Ｐｉ）でレンズ表面と交差してよい。その光線９７８の角度（ΘＩ）は数２のように計算できる。
【００２４】
【数２】
2008538240.tif 000004
【００２５】
光線角度（ΘＩ）は、数３のようにレンズ表面交差点（ｘ−ｙ座標のＰｉ＝Ｐｉｘ，Ｐｉｙ）の計算も可能にする。
【００２６】
【数３】
2008538240.tif 000005
【００２７】
図１０は、多様な態様によるレンズ１０００に関する眼の光線角度の上面図である。レンズ１０００は、図４に示すレンズ４００に類似または同一であってよい。レンズ表面の交差点（Ｐｉ）に存在するレンズファセットは、好ましくは所望の左眼光線１０８０または右眼光線１０８２のいずれか一方を取り込むように配向される。該左眼光線と右眼光線は眼点の回転の円形経路１０８４（眼間距離Ｄにほぼ等しい直径を有する）について接線方向であり、レンズ表面交差点（Ｐｉ）を通過する。レンズ表面交差点Ｐｉと回転の中心Ｏとの間の中間点として点Ｐｍを指定する。また、回転の中心および点Ｐｉからの距離にほぼ等しい直径で形成される円の半径として半径ｒｍを指定する。点Ｐｍと半径ｒｍを指定することにより、接触点（Ｐｔ１とＰｔ２）は以下の数４を通して計算できる。
【００２８】
【数４】
2008538240.tif 000006
2008538240.tif 000007
【００２９】
図１１は、多様な実施形態によるレンズ１１００に関するレンズファセット配向角度の上面図である。図１２は、多様な実施形態によるレンズ１２００に関する追加のレンズファセット配向角度の上面図である。レンズ１１００、１２００は図４に示すレンズ４００に類似または同一であってよい。ここで図１０、図１１および図１２を参照して分かるのは、２つの計算された接触点（Ｐｔ１とＰｔ２）が、レンズ表面交差点（Ｐｉ）と併せて見たときに、所望の左眼光線（ＰＬＥ）と右眼光線（ＰＲＥ）に対応し、該左眼光線と右眼光線は当該点においてレンズ表面を通過する。
【００３０】
【数５】
2008538240.tif 000008
【００３１】
それぞれの眼の光線とｘ軸との間に形成される角度（それぞれΘＲＥとΘＬＥ）は、それぞれの眼の光線用の現在のレンズ表面ファセットの屈折特性を計算する上で有効である。これらの角度は数６のように計算できる。
【００３２】
【数６】
2008538240.tif 000009
【００３３】
一旦眼の光線角度（ΘＲＥとΘＬＥ）が計算されると、現在のレンズ位置における、最終的なファセット特性は屈折率ｎを考慮して計算できる。現在のファセットは屈折を実行するために選ばれてよく、該屈折では左眼光線（ΘＬＥ）または右眼光線（ΘＲＥ）のいずれかが取り込まれる。所望の屈折を実行するために、レンズファセットは、入射する眼の光線（ΘＲＥまたはΘＬＥ）が屈折して現在のカメラ光線（Θｃ）と一致するように配向されなければならない。レンズファセット配向（ΘＲＳまたはΘＬＳ）は数７のように計算できる。
【００３４】
【数７】
2008538240.tif 000010
【００３５】
段階全体は、レンズ表面１０７４全体が横断されるまでファセット単位で繰り返すことができる。
【００３６】
したがって、いくつかの実施形態では、レンズ４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００が分離ファセットを有する外側半径ｒｌを含んでよく、その結果ｒｌは数８にほぼ等しい。
【００３７】
【数８】
2008538240.tif 000011
【００３８】
ここで、ｒｃは回転の中心から画像獲得平面までの距離であり、ｆｏｖｃは該画像獲得平面についての有効水平視野であり、ｆｏｖｌはレンズが定められる有効水平視野（特に図８参照）である。
【００３９】
いくつかの実施形態では、レンズ４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００は１つ以上の分離ファセットを含み、該分離ファセットは、あるファセット配向を有し、該配向は数９で得られる値とほぼ等しいΘＲｓの１つから選択される。
【００４０】
【数９】
2008538240.tif 000012
【００４１】
数９で、ΔΘＲは選択された眼の光線角度を差し引いた画像撮像装置の光線角度にほぼ等しい。ΘＬＳは数１０に得られる値とほぼ等しい。
【００４２】
【数１０】
2008538240.tif 000013
【００４３】
数１０で、ΔΘＬは別の選択された眼の光線角度を差し引いた画像撮像装置の光線角度にほぼ等しい。さらに、任意の数の画像獲得平面は、選択された眼間距離（例えば、約４ｃｍから８ｃｍの眼間距離）の中心に位置する原点から半径距離ｒｃ離れて、位置してよいことが示されている。また、レンズの外側半径ｒｌは、関連付けられた画像獲得平面の視野とレンズの視野が重複する点から原点までの距離に相当することも示されている。
【００４４】
多くの他の実施形態が実現できる。図はこれまでレンズ、および単一の画像撮像装置に２つの異なる離れた視点（例えば左眼と右眼）からの像を取り込ませるレンズを使用する装置を示してきたが、開示される実施形態はこれらに限定されない。実際、示される式は、３つ以上の視点を用いて動作する、レンズ、画像撮像装置およびプロジェクタを組み立てることにおいても使用できる。
【００４５】
例えば、図１３は、多様な実施形態による多視点レンズ１３００の上面図である。レンズ１３００は図４に示すレンズ４００に類似または同一であってよい。好ましくはレンズ表面交差点（Ｐｉ）に存在するレンズファセットは、所望の左眼光線１３８０の１つ、右眼光線１３８２の１つ、および／または追加の眼光線１３８６（例えば第３の視点）を取り込むように配向される。追加の眼光線１３８６は、第１眼回転円形経路１３８４（眼間距離Ｄ１にほぼ等しい直径を有する）、または第２眼回転円形経路１３８８（眼間距離Ｄ２にほぼ等しい直径を有する）に対して接線方向である。追加の眼光線１３８６は、レンズ表面交差点（Ｐｉ）を通過する。このように、眼間距離を改変し（例えば、Ｄ１の代りにＤ２を選択する）、新しい眼回転円形経路を形成し（例えば、Ｏ１の代りにＯ２に回転の中心を有する）、該円形経路上の新しい接触点（Ｐｔ１の代りにＰｔ３）を求めることによって、任意の数の追加の視点に適用させることができる。
【００４６】
レンズ表面交差点Ｐｉと回転の中心Ｏ１（またはＯ２）との間の中間点として、点Ｐｍを指定する。回転の中心と点Ｐｉからの距離にほぼ等しい直径によって形成される円の半径として、半径ｒｍを指定する。この指定により、接触点（Ｐｔ１、Ｐｔ２、またはＰｔ３、Ｐｔ２）を図１０と同じ段階で計算できる。各視点Ｐｔ１、Ｐｔ２、およびＰｔ３のファセットが、図１から３および図１０から図１２に関して説明したように、インタリーブによりレンズの表面１３７４内に形成できる。
【００４７】
したがって、レンズ１３００の多くの変更形態が実現できる。例えば、レンズ１３００は複数の分離ファセットを含んでよい。例えば、左眼分離ファセット、右眼分離ファセット、および（おそらく複数の追加の視点に対応する）１以上の追加の眼光線の分離ファセットなどがあげられる。
【００４８】
前述の式をこのような多数のファセット・レンズに使用する例としては、以下に示すような、レンズ１３００が含まれる。
【００４９】
【数１１】
2008538240.tif 000014
【００５０】
該レンズ１３００は、ΘＲＳ（ほぼ上記数１１で得られる値と等しい）というファセット配向を持つ第１の分離ファセットを有するレンズであって、前記ΔΘＲは、選択された第１の眼の光線角度を差し引いた画像撮像装置の光線角度とほぼ等しい。
【００５１】
【数１２】
2008538240.tif 000015
【００５２】
該レンズ１３００は、ΘＬＳ（ほぼ上記数１２で得られる値と等しい）というファセット配向を持つ第２の分離ファセットを有するレンズであって、前記ΔΘＬは第２の選択された眼の光線角度を差し引いた画像撮像装置の光線角度とほぼ等しい。
【００５３】
【数１３】
2008538240.tif 000016
【００５４】
該レンズ１３００は、ΘＴＳ（ほぼ上記数１３で得られる値と等しい）というファセット配向を有する第３の分離ファセットを有するレンズであって、前記ΔΘＴは第３の選択された眼の光線角度を差し引いた画像撮像装置の光線角度にほぼ等しい。
【００５５】
レンズ１３００は、多視点画像撮像装置、つまり複数像投影システムの一部を形成できる。したがって、他の実施形態が実現できる。例えば、図１４は多様な実施形態による多視点画像撮像装置１４１６の上面図である。上記に述べたように、単一の装置が２つ以上の別個の画像を同時に取り込むことを可能にするレンズ１４００を提供する。例えば、単一画像撮像装置は、図４、図１０または図１３で説明されるレンズに類似するレンズを備える。また、単一画像撮像装置は、室内に設置されることにより、第１の壁の近くで第１の画像を取り込み、別の壁の近くで第２の画像を取り込み、第１の壁と第２の壁の間で第３の画像を取り込むことができる。
【００５６】
このような画像撮像装置を図１４に示す。この説明図では、装置１４１６は装置４１６に類似してよく、関連の眼間距離Ｄとともに示される。装置１４１６はレンズ１４００を含み、該レンズは複数のインタリーブ分離ファセット１４１２を有する。該分離ファセットは左眼光線１４２４を屈折させる第１の分離ファセット１４２２と、右眼光線１４２８を屈折させる第２の分離ファセット１４２６を含む。このように、左眼光線は第１の画像から受光される光線としてグループ化されてよく、右眼光線は第２の画像から受光される光線としてグループ化されてよい。装置１４１６は（フレーム取込み器、デジタルビデオカメラ、または何らかの他の装置等のおそらく画像撮像装置１４３０の一部として）画像獲得平面１４０６も含んでよく、該画像獲得平面１４０６は、第１の分離ファセット１４２２から屈折した左眼光線１４３２を受光し、第２の分離ファセット１４２６から屈折した右眼光線１４３４を受光する。追加の分離ファセット（明確にするために不図示）は、図１３のレンズ１３００にて説明したようにレンズ１４００に含ませることができる。そして、他の視点（例えば、図１３の接触点Ｐｔ３に関連する第３の視点）に関連する追加の眼光線は、画像獲得平面１４０６において獲得される。この獲得はレンズ１４００上の多様なファセットおよび平面１４０６上のピクセルの位置に応じて行われる。
【００５７】
このように、装置１４１６の多くの変更形態が実現できる。例えば、装置１４１６はレンズと画像獲得平面を含んでよく、該レンズは、第１の複数のインタリーブ分離ファセットを有し、該分離ファセットは、左眼光線を屈折させる第１の分離ファセットと、右眼光線を屈折させる第２の分離ファセットとを含む。該画像獲得平面は、第１の分離ファセットから第１の屈折された左眼光線を受光するとともに、第２の分離ファセットから第１の屈折された右眼光線を受光する。
【００５８】
レンズは、第１の分離ファセットと第２の分離ファセットでインタリーブされた１以上の追加の眼光線分離ファセットを含んでよい。このケースでは、第１の分離ファセットは第１の視点に対応し、第２の分離ファセットは第２の視点に対応し、追加の眼光線分離ファセットの１つは第３の視点に対応してよい。
【００５９】
前記で指摘したように、画像獲得平面は第１の眼間距離の中心における第１の原点から半径距離ｒｃ離れて位置してよい。レンズに含まれる追加の分離ファセットは第２の眼間距離に対応する。レンズに含まれる追加の分離ファセットは、第１の分離ファセットと第２の分離ファセットでインタリーブされてよい。したがって、画像獲得平面を使用して追加分離ファセットから追加の屈折した眼の光線を受光してよい。
【００６０】
さらに他の実施形態が実現できる。例えば、図１５は多様な実施形態による複数像投影システム１５１６の上面図である。本明細書の前述の大部分は、レンズおよび２つ以上の視点（例えば、図１３と図１４におけるＰｔ１、Ｐｔ２、およびＰｔ３）から像を獲得できる画像撮像装置の使用に焦点を置いている。逆にこの概念は、画像の投影に適用することができる。このように、レンズを提供することにより、単一のプロジェクタが２つ以上の異なったビデオプレゼンテーションを同時に表示できるようになる。例えば、図４、図１０、図１３または図１４に説明するレンズに類似したレンズを備える単一のプロジェクタが部屋の角に設置され、１つの壁には第１のビデオシーンを、別の壁には第２のビデオシーンを、そして第１の壁と第２の壁に隣接する壁で第３のビデオシーンを表示できる。言うまでもなく、これにより、ビデオ表現は、投影に先立ってインタレースされる。そして、このインタレースは、プロジェクタレンズ用に選ばれたインタレース技法（例えば、ファセットの水平または垂直なインタレース）に従って、行なわれる。
【００６１】
このようなプロジェクタを図１５に示す。この説明図では、装置１５１６はレンズ１５００を含み、該レンズは複数のインタリーブ分離ファセット１５１２を有してよい。該複数のインタリーブ分離ファセットは、左眼光線１５２４を屈折させる第１の分離ファセット１５２２と右眼光線１５２８を屈折させる第２の分離ファセット１５２６とを含んでよい。このように、左眼光線をグループ化して第１の投影画像Ｉ１を形成し、右眼光線をグループ化して第２の投影画像Ｉ２を形成してよい。
【００６２】
さらに、装置１５１６は画像投影面１５０６（好ましくは、デジタルビデオプロジェクタまたは画像投影装置１５３０の一部として）を含む。該画像投影面１５０６は、屈折した左眼光線１５３２を第１の分離ファセット１５２２に透過し、屈折した右眼光線１５３４を第２の分離ファセット１５２６に透過してよい。追加の分離ファセット（明確にするために不図示）は、図１３のレンズ１３００にて説明したようにレンズ１５００に含ませることができ、追加の眼光線は第３の視点（例えば図１３のＰｔ３）と関連付けることができる。
【００６３】
画像投影面１５０６は第１の眼間距離（例えば図１３のＤ１）の中心に位置する原点からの半径距離ｒｃ離れて位置してよく、該第１の眼間距離は約４センチメートルから約８センチメートルの距離を含んでよい。レンズ１５００は１つ以上の追加の眼光線分離ファセット（明確にするために不図示であるが、おそらく第１の分離ファセット１５２２と第２の分離ファセット１５２６でインタリーブされている）を含んでよい。ここで、第１の分離ファセットは第１の視点に対応し、第２の分離ファセットは第２の視点に対応し、追加の眼光線分離ファセットは第３の視点および第２の眼間距離（例えば図１３におけるＤ２）に対応する。
【００６４】
さらなる実施形態を実現できる。例えば、図１６Ａおよび図１６Ｂは、多様な実施形態によるいくつかの方法を図示するフローチャートである。説明される方法のいくつかは図７に示す段階から導出されてよい。したがって、本発明のいくつかの実施形態では、方法１６１１が（選択的に）ブロック１６１５から開始してよい。該ブロック１６１５は、複数の左眼光線を画像獲得平面においてレンズの第１の複数の分離ファセットの１つを通して受光し、複数の右眼光線を画像獲得平面においてレンズの第２の複数の分離ファセットの１つを通して受光する段階である。図４に示されるように、第２複数の分離ファセットでインタリーブする。
【００６５】
該方法１６１１は、ブロック１６１９において画像獲得平面からデータを獲得して分離左眼画像を構築する段階の後に、画像獲得平面からデータを獲得し分離右眼画像を構築する段階が続く。方法１６１１はさらに、ブロック１６２７において分離左眼画像を結合して結合左眼画像を提供する段階と、分離右眼画像を結合して結合右眼画像を提供する段階を含む。また、方法１６１１は、ブロック１６２７において結合左眼画像と結合右眼画像を組み合わせて立体画像を提供する段階を含む。また方法は、ブロック１６３１において結合左眼画像と結合右眼画像を組み合わせて３６０度（またはいくぶん小さい量の角度の）パノラマ立体画像を提供する段階も含んでよい。前記で指摘したように、レンズの外側半径は、画像獲得平面の視野とレンズの視野が重複する点から原点までの距離に対応してよい。
【００６６】
また方法１６１１は、ブロック１６２３において、繰り返し画像獲得平面からデータを獲得して分離左眼画像を構築する段階と、繰り返し画像獲得平面からデータを獲得して分離右眼画像を構築する段階と、分離左眼画像と分離右眼画像の処理を行なうことで、立体動画を提供する段階を含む。さらに方法１６１１は、ブロック１６２３において、繰り返し画像獲得平面からデータを獲得して分離左眼画像を構築する段階と、繰り返し画像獲得平面からデータを取得して分離右眼画像を構築する段階と、分離左眼画像と分離右眼画像の処理を行なうことで、３６０度（またはいくぶん少ない量の角度の）パノラマ立体動画を提供する段階を含む。
【００６７】
さらに追加の実施形態が実現できる。例えば、複数の画像を投影する方法を図１６Ｂに図示する。よって、方法１６４１は、ブロック１６４５において、レンズの第１の複数の分離ファセットの１つを通して、複数の左眼光線を画像投影面から投影する段階を含んでよい。また方法１６４１は、ブロック１６４９において、レンズの第２の複数の分離ファセットの１つを通して、複数の右眼光線を画像投影面から投影する段階を含んでよい。この第１の複数の分離ファセットは第２の複数の分離ファセットでインタリーブされてよく、複数の左眼光線は分離左眼画像の一部を構成してもよい。一方、複数の右眼光線は分離右眼画像の一部を含んでよい。画像取り込み平面に関して前述のように、レンズの外側半径は、画像投影面の視野がレンズの視野と重複する距離に相当してよい。
【００６８】
本明細書で説明される方法を、説明された順序または任意の特定の順序で実行する必要がないという点は留意すべきである。さらに、本明細書に特定される方法に関して説明される多様な動作は、繰り返し、反復し、連続し、または同時に実行できる。本明細書としては、用語「情報」および「データ」は代替可能に用いられてよい。情報はパラメータ、コマンド、オペランド、および他のデータを含み、該情報は１以上の搬送波の形で送受できる。
【００６９】
開示内容を読んで理解すれば、コンピュータベースのシステム内のコンピュータ可読媒体からソフトウェアプログラムを起動して、該ソフトウェアプログラムで定義される機能を実行する方法を、当業者は理解するであろう。多様なプログラミング言語を使用することで、１以上のソフトウェアプログラムを作成し、本明細書に開示されている方法を実現および実行することを、当業者はさらに理解するであろう。該プログラムは、Ｊａｖａ（登録商標）、ＳｍａｌｌｔａｌｋまたはＣ＋＋等のオブジェクト指向言語を使用してオブジェクト指向フォーマットで構造化されてよい。あるいは、アセンブリまたはＣ等のプロシージャ言語を使用するプロシージャ指向フォーマットでプログラムを構造化できる。ソフトウェア構成要素は当業者に周知の多くの機構を使用して通信してよく、該機構は例えばアプリケーションプログラムインタフェースまたはプロセス間通信技法や、遠隔プロシージャ呼び出しがあげられる。多様な実施形態としては、ハイパーテキストマークアップ言語（ＨＴＭＬ）および拡張マークアップ言語（ＸＭＬ）などの任意の特定のプログラミング言語または環境が提示されるがこれらに限定されない。上述のように、他の実施形態が実現されてよい。
【００７０】
図１７は多様な実施形態による物品１７８５のブロック図であり、該物品として、コンピュータ、メモリシステム、磁気ディスクまたは光ディスク、何らかの他の記憶装置、および／または任意のタイプの電子デバイスまたはシステム等があげられる。物品１７８５はプロセッサ１７８７を備えてよく、該プロセッサはメモリ１７８９（電気導体、光導体、または電磁導体を含むメモリ）等の機械によってアクセス可能な媒体に連結される。該メモリは関連情報１７９１（例えば、コンピュータプログラム命令または他のデータ）を有する。該関連情報１７９１はアクセスされると、機械（例えばプロセッサ１７８７）が以下に示す動作を実行する。該動作は、例えば、複数の左眼光線を画像獲得平面においてレンズの第１の複数の分離ファセットの１つを通して受光する動作と、複数の右眼光線を画像獲得平面においてレンズの第２の複数の分離ファセットの１つを通して受光する動作があげられる。
【００７１】
他の動作として含んでよいのは、画像獲得平面からデータを獲得して分離左眼画像を構築する動作と、画像獲得平面からデータを獲得して分離右眼画像を構築する動作があげられる。さらに動作として含んでよいのは、分離左眼画像を連結して結合左眼画像を提供する動作、分離右眼画像を結合して結合右眼画像を提供する動作、ならびに結合左眼画像と結合右眼画像を組み合わせて立体画像を提供する動作があげられる。
【００７２】
さらに追加の動作が含んでよいのは、レンズの第１の複数の分離ファセットの１つを通して、複数の左眼光線を画像投影面から投影する動作と、レンズの第２の複数の分離ファセットの１つを通して、複数の右眼光線を画像投影面から投影する動作があげられる。前記にて指摘したように、複数の左眼光線は分離左眼画像の一部を構成し、複数の右眼光線は分離右眼画像の一部を構成する。
【００７３】
屈折の物的特性に従って、光線は屈折面に入射し、その後屈折光線は、屈折表面を通過する。該屈折光線と該屈折面の法線の光線（例えば、該表面に垂直なベクトル）は、一般的に同一平面上にある。これは光線の三次元配向に関係なくあてはまる。したがって前述の二次元レンズ構築の概念は、三次元空間内において適用できる。
【００７４】
例えば、レンズ構築設計を二次元座標系から三次元空間に変換することは、三次元（例えば、ｘ、ｙ、ｚ）ベクトル表現を使用して実現でき、該ベクトル表現は、例えば入射光線をベクトルＩ、屈折光線をベクトルＲ、およびレンズ表面法線をベクトルＮとして示すことである。ベクトルをベースにした同一平面上のレンズ１１００は、図１１で記述のように左眼ファセットに対応し、図１８ではレンズ１８００として図示される。所与のレンズ点Ｐｉでの入射光線Ｉｃは、前述のように画像撮像装置の特性に基づいて決定されてよい。所与のレンズ点Ｐｉでの（例えば、図１１および図１２に見られるような）屈折光線ＲＬＥまたはＲＲＥは、前述のように所望の立体パノラマ画像投影の特性に基づいて決定されてよい。いったん入射光線Ｉｃおよび所望の屈折光線ＲＬＥまたはＲＲＥが決定されると、所望の屈折を達成するためにレンズ表面法線ベクトルＮＬＳまたはＮＲＳが表Ｉに示されるように計算できる。
【００７５】
【表１】
2008538240.tif 000017
【００７６】
ΘＬＳＮとΘＲＳＮは同じ平面内に存在する角度であり、該平面はベクトルＩ、ＲおよびＮを含む。ＩおよびＲが同一平面上にある場合には（Ｉ×Ｒ）はＩとＲを含む平面に対して、垂直なベクトルであり、これらベクトルは点Ｐｉを含む。したがって、この場合、屈折角度ΘＬＳＮとΘＲＳＮは、Ｘ−Ｙ座標系平面ではなく、ＩとＲを含む平面内にある。（ＩｘＲ）は、Ｉ、ＲおよびＮの存在する平面に対して垂直なベクトルから成るので、ＮＬＳは、
ＩとＲの交差点Ｐｉにおいて、光線（Ｉｃ×ＲＬＥ）を軸に特定の量（例えばΘＬＳＮ）ずつ回転されてよい。同様に、ＮＲＳは、光線（Ｉｃ×ＲＲＥ）を軸に特定の量（例えばΘＲＳＮ）ずつ回転されてよい。
【００７７】
計算されたレンズ表面法線ベクトル（例えば、ＮＬＳまたはＮＲＳ）は、レンズ表面点（Ｐｉ）とともに動作することで、三次元空間内で無限平面を記述してよい。次いで、この平面は適宜切り取られ、単一の屈折レンズファセットを形成できる。この三次元レンズ構築を使用することで、結果として生じるレンズが、そのフォーマットまたは配向とは関係なく、さらに正確に関連する画像撮像装置またはプロジェクタ用の表示投影と一致することが可能である。
【００７８】
以下に示す例の大部分が、左眼の視点から動作するレンズ表面およびファセットを生成するためのさまざまな方法を図示している。簡潔に述べるため、本概念を過度に反復することは避けるが、この概念は図面と数式に反映することにより、右眼視点にも適用できる。したがって、図示される多数の実施形態は限定されるべきものではない。つまり、本明細書で論じられる技法および機構のすべては、左眼または右眼の視点を使用するファセットおよびレンズに同等に当てはまる。
【００７９】
図１８はレンズファセット配向角度の上面図であり、多様な実施形態によるレンズおよび画像獲得平面に関する。上述のように、図１１、図１２および図１８を参照することにより、多くの他の実施形態が実現できることが分かる。例えば、いくつかの実施形態として、方法を含み、該方法は、レンズの第１の複数の分離ファセットの１つを通して、複数の左眼光線を、画像獲得平面で受光する段階と、レンズの第２の複数の分離ファセットの１つを通して、複数の右眼光線を、画像獲得平面で受光する段階からなる。第１の複数の分離ファセットの１つ以上のファセット１８１２は表面法線ベクトルＮＳ１を有してよく、該表面法線ベクトルＮＳ１は表面法線角度ΘＳＮ１によって決定され、該表面法線角度は表面法線ベクトルＮＳ１と入射ベクトルＩｃ１との間に含まれる。表面法線ベクトルＮＳ１と入射ベクトルＩｃ１は、おそらく点（Ｐｉ）で交差し、該外積ベクトルは入射ベクトルＩｃ１と屈折ベクトルＲ１との外積によって定められる。
【００８０】
表面法線角度ΘＳＮ１は、ベクトルＮＳ１、Ｒ１、およびＩｃ１が共通の平面内に含まれるときに数１４で示される逆正接関数にほぼ等しい。
【００８１】
【数１４】
2008538240.tif 000018
【００８２】
入射ベクトルＩｃ１は光線からなり、該光線はファセット１８１２に入射し、第１の視点（例えば図１１のＰＬＥ）を通過する。屈折ベクトルＲ１は光線からなり、該光線は、ファセット１８１２によって屈折する。ｎ１は入射ベクトルＩｃ１に対応する屈折率を構成し、ｎ２は屈折ベクトルＲ１に対応する屈折率を構成する。表面法線ベクトルＮＳ１は、外積ベクトルの周りを共通の平面で表面法線角度ΘＳＮ１ずつ回転されてよい。
【００８３】
いくつかの実施形態において、上記方法は、画像獲得平面１８０６からデータを獲得して分離眼画像を構築する段階を含む。前述の通り、分離眼画像は、分離左眼画像と分離右眼画像から選択されてよい。分離眼画像は結合されることで、結合眼画像を提供する。該結合眼画像は結合右眼画像と結合左眼画像から交互に選択される。結合左眼画像と結合右眼画像は組み合わされて立体画像、パノラマ立体画像およびまたはほぼ球形の立体画像を形成してよい。
【００８４】
上記動作を繰り返すことで、一連の動画を、取り込んでよい。また、該画像は、おそらく後述する投影表示に用いてもよい。例えば、いくつかの実施形態において、方法は、繰り返し画像獲得平面からデータを獲得して複数の分離左眼画像を構築する段階と、繰り返し画像獲得平面からデータを獲得して複数の分離右眼画像を構築する段階と、複数の分離左眼画像と複数の分離右眼画像の処理を行なうことで、立体動画、パノラマ立体動画、および／またはほぼ球形の立体動画を提供する段階を含んでよい。
【００８５】
他の実施形態も実現できる。例えば、画像を投影する方法は、複数の分離左眼画像にアクセスする段階と、複数の分離右眼画像にアクセスする段階と、複数の分離左眼画像と複数の分離右眼画像の処理を行なうことで、レンズを通して立体動画の第１の部分を投影する段階を含んでよい。ここで該レンズは少なくとも１つのファセットを有し、該ファセットは前述の方法により決定された表面法線ベクトルＮＳ１を含む。立体動画はパノラマ立体動画および／またはほぼ球形の立体動画を含んでよい。
【００８６】
したがって、いくつかの実施形態では、画像を投影する方法は、複数の分離左眼画像と複数の分離右眼画像の処理を行なうことで、立体動画の第２の部分を、レンズを通して投影する段階を含む。該レンズは、もう一つ別のファセットを有し、該ファセットは、表面法線ベクトルＮＳ２を備える。該表面法線ベクトルは表面法線角度ΘＳＮ２によって決定される。該表面法線角度は表面法線ベクトルＮＳ２と入射ベクトルＩｃ２の間に含まれる。そのことにより、表面法線ベクトルＮＳ２と入射ベクトルＩｃ２は、外積ベクトルを含む点で交差し、該外積ベクトルは入射ベクトルＩｃ２と屈折ベクトルＲ２との外積によって定められる。表面法線角度ΘＳＮ２は、ベクトルＮＳ２、Ｒ２、およびＩｃ２が共通の平面に含まれるとき、数１５に示される逆正接関数にほぼ等しい。
【００８７】
【数１５】
2008538240.tif 000019
【００８８】
入射ベクトルＩｃ２は、該他方のファセットに入射し第２の視点（例えば、右眼視点）を通過する光線からなり、該第２の視点は第１の視点（例えば左眼視点）とは異なる。屈折ベクトルＲ２は、該他方のファセットによって屈折する光線からなり、ｎ３は入射ベクトルＩｃ２に対応する屈折率を構成し、ｎ４は屈折ベクトルＲ２に対応する屈折率を構成する。表面法線ベクトルＮＳ２は、外積の周りを、共通の平面で表面法線角度ΘＳＮ２ずつ回転される。
【００８９】
いくつかの実施形態は物品も含んでよい。例えば、物品は機械によりアクセス可能な媒体を備えてよく、該媒体は関連情報を有する。該情報はアクセスされると、機械が以下に示す動作を実行する。該動作は、レンズの第１の複数の分離ファセットの１つを通して、複数の左眼光線を画像獲得平面において受光する動作と、レンズの第２の複数の分離ファセットの１つを通して、複数の右眼光線を画像獲得平面において受光する動作等があげられる。該第１の複数の分離ファセットの少なくとも１つのファセットは、前述のように決定される表面法線ベクトルＮＳ１を有する。１つ以上の分離眼画像は、画像獲得平面からデータを取得することによって構築されてよく、分離眼画像（複数の場合がある）は、分離左眼画像（複数の場合がある）および分離右眼画像（複数の場合がある）から選択されてよい。分離左眼画像は結合されることで、結合左眼画像を提供してよい。分離右眼画像は結合されて、結合右眼画像を提供してよい。結合左眼画像と結合右眼画像は組み合わされて立体画像を提供してよい。
【００９０】
多くの場合、外部表面１８９０で所望の屈折を実行するレンズ表面を生成することで十分である。しかしながら、場合によっては、内部表面１８９２で所望の屈折を実行するレンズを生成することが望ましい。前記数式を調整することにより、この変更に対応する。例えば、このような調整は、内部表面１８９２だけがファセット１８１２の位置に存することが望ましいときに有用である。これは、内部表面がチッピングおよび他の種類の損傷を受けにくいためである。また、滑らかな外部表面を拭くことはより平易であるためである。加えて、いくつかの例では、特定のファセットの配向により、望ましくない屈折を引き起こすことがある。場合によっては、屈折角度が非常に極端であるために、単一の光線が、隣接するファセットを交差せず、指定された点でレンズを通過しないことがある。よって、意図された光線を得ることができない。さまざまな表面境界（例えば、ガラス対空気、および空気対ガラス）があるために、さまざまなファセット操作特性が生じ、場合によっては、これらのタイプの二重交差の問題を排除、または悪化させることがある。
【００９１】
したがって、前記数式の屈折率（ｎ）を、入射光線に対する媒体の屈折率（ｎ１）対屈折後の光線に対する媒体の屈折率（ｎ２）の比率で置き換えると、与えられる数式は任意の屈折表面相互作用に対応する。
【００９２】
【数１６】
2008538240.tif 000020
【００９３】
図１９は、多様な実施形態による左眼光線を屈折させるレンズの上面図である。数式により、レンズを記述するレンズ表面法線データを生成することができる。該レンズは内部レンズ表面で所望の屈折を実行する。理想としては、所望の屈折を維持するために、レンズの外部表面は出射光線の方向を改変すべきではない。所望の屈折を維持するために、各交差点で、外部レンズ表面は屈折光線に対して垂直でなければならない。このような屈折の例として、レンズの外部表面１９９０とは対照的だが、レンズ１９００の内部表面１９９２の使用例のみが、図１９に示されている。
【００９４】
図２０Ａおよび図２０Ｂはそれぞれ、多様な実施形態によるレンズおよび装置に関するレンズファセット配向角度の上面図である。前述の通り、さらなる変更形態も実施可能である。例えば、数式により、レンズを生成することも可能である。該レンズは内部レンズ表面屈折と外部レンズ表面屈折を組み合わせることで、所望の屈折を実行する。（図２０Ａおよび図２０Ｂを参照のこと）。
【００９５】
所望の屈折は、所望の中間光線Ｍを画定することによって達成される。該中間光線は矢印方向を有し、該矢印方向は、カメラ光線Ｉｃと所望の眼の光線ＲＥの間に存在する。中間光線Ｍは数式内で使用できる。これにより、中間光線Ｍは、内部レンズ表面２０９２を生成する際の屈折した眼の光線の代わりとなる。また、中間光線Ｍは、外部レンズ表面２０９０を生成する際の入射カメラ光線の代わりとなる。このように、レンズ２０００が設計されることで、屈折を内部レンズ表面と外部レンズ表面との間でほぼ等しく分割する。このようにして、内部レンズ表面と外部屈折表面との間での屈折の任意の分割が可能となる。
【００９６】
図２１Ａおよび図２１Ｂは、多様な実施形態によるレンズおよび画像取り込み／投影装置の上面図と斜視図である。上述のように、多くの異なる方法により、計算された表面法線情報を使用して、レンズを生成できる。例えば、レンズ２１００表面（例えば、図示のような外面２１９０または内面２１９２）は、一連の個々に計算されたファセット２１１２から構築できる。各レンズファセット２１１２が対応するのは、ピクセル位置のグループである。該ピクセル位置のグループは、関連する画像撮像装置２１１０、またはプロジェクタ２１９４上に存する。得られる画質は、単一のレンズファセットに関するピクセルグループ化（例えば、ピクセル数）が縮小するにつれて改善される。二次元構築の押し出し成形ではなくむしろ三次元レンズ構築を活用することにより、全体的なレンズ形状は、さらに正確に、画像撮像装置２１１０（またはプロジェクタ２１９４）の表示投影の形状と一致させることができる。しかしながら、別々のレンズファセット２１１２を使用すると、ギザギザのあるレンズ表面２１９０、２１９２が生じることがある。
【００９７】
ファセット２１１２の垂直行および水平行の数、およびファセット２１１２の寸法は任意に選択されてよい。しかしながら、画像撮像装置２１１０またはプロジェクタ２１９４の多様な特性（例えば、垂直方向と水平方向でのピクセル数）を使用することで、レンズ２１００の特定の構造を選択する。例えば、１つのファセット２１１２は画像撮像装置２１１０に１つのピクセルが割り当てられてよい。
【００９８】
いくつかの実施形態において、画像撮像装置２１１０またはプロジェクタ２１９４のピクセルの各位置では、カメラ光線が視野およびセンサの特性に基づき明瞭となる。その結果、表面交差点が計算でき、その交差点から眼の視点までの光線が計算でき、対応する屈折表面が決定できる。
【００９９】
図２２Ａおよび図２２Ｂは、多様な実施形態によるレンズおよび画像取り込み／投影装置の上面図と斜視図である。前述の方法を実現することから生じる可能性があるギザギザのあるレンズ表面を滑らかにするために、レンズファセットは追加の空間的制約を用いて生成する。例えば、表面法線等の個々のレンズファセット特性は前述の数式に従って計算されてよい。また、ファセット２２１２は空間に設置されることにより、図に示されるように、隣接するファセット端縁同士が接触する。非対称レンズ表面２２９０が生じるが、多数のギザギザのある端縁は排除できる。
【０１００】
このように多数のギザギザのある端縁を排除できるのは、ファセット２２１２の表面がそれに近づく光線の経路に沿って移動できるからであるが、その配向は（表面法線に対して）同じ配向である。ファセットの厚さは増す可能性がある。これは空間内で漸次的にファセット２２１２を移動させることにより、ファセット２２１２が隣接するファセット２２１２とより密接に位置合わせを行うためである。このように１つのファセット２２１２は移動し、またその移動は、ファセットの角の１つが隣接するファセット２２１２の角に一致するまで行なわれるので、依然として正確に並ばない他のファセット角が存する可能性がある（正確に並ばない理由は、個々のファセット２２１２の空間配向／表面法線が同じ方向にないためである）。
【０１０１】
図２３Ａおよび図２３Ｂは多様な実施形態によるレンズおよび画像取り込み／投影装置の上面図と斜視図である。ある場合では、これらの技法を使用してかなり滑らかなレンズ表面に近づけることができる。レンズ２３００の平滑化された表面２３９０は所望の屈折特性に非常に近似してよいが、幾分、ピクセル単位で、精度が喪失することがある。レンズファセットの空間正規化（spatial normalization）は製造コストを引き下げることができるとともに、隣接するレンズファセット間の不必要な光相互作用を削減できる。
【０１０２】
前述の技術、つまり左眼レンズと右眼レンズの表面を個別に生成する技術から判断すると、いくつかの方法により、獲得するレンズを組み合わせて立体レンズを形成可能であることがわかる。例えば、多様なレンズ生成段階により、屈折するファセットの配列を効果的に生じさせることができる。その各ファセットは関連する画像撮像装置またはプロジェクタ内のピクセルの領域に相当するため、左眼レンズの小区分の間に右眼レンズの小区分を点在させることで、単一の立体レンズを作ることができるようになる。
【０１０３】
個々の眼のレンズとして、立体レンズの小区分をいくつかの方法で選ぶことができる。例えば、個々のレンズファセットと画像撮像装置または投影面上のいくらかのピクセルの間には、１：１、１：２、１：４等の対応があり得る。これにより、複数の光線が各ファセットを通過できることができる。同じレンズファセットを通過する他の光線とはわずかに異なった様式で、各光線が曲げられるのは、入射光線の方向もわずかに他の光線と異なるためである。例えば、プロジェクタの実施形態では、ファセットあたり４個の異なるピクセルが投影できるが、獲得される屈折精度は減少する（例えば、これらの４つの内の１つだけが所望の屈折をなす）。
【０１０４】
図２４Ａから図２４Ｄはレンズの斜視図であり、該レンズは多様な実施形態による右眼の視点と左眼の視点に対応するインタレースされた細片を有する。実施形態によっては、左眼レンズと右眼レンズは別々のレンズ細片（例えば、左眼細片２４７３と右眼細片２４７７）を組み合わせることができ、該別々のレンズ細片は関連する画像撮像装置２４１０またはプロジェクタ２４９４の座標空間に対応する。従来の矩形の画像撮像装置の場合、左眼レンズ細片と右眼レンズ細片２４７３、２４７７を交互にすることが好ましい。交互にさせることによって、得られる像は、画像撮像装置２４１０により取り込まれるが、得られる像は、交互になった左眼画像細片と右眼画像細片２４７３、２４７７からのデータを含む。これらの画像細片は、垂直にインタレースされた構造では図２４Ａに示すように列単位で交互にさせる、あるいは行単位で交互にさせることが可能である。さらに有用なのは、左眼画像細片と右眼画像細片２４７３、２４７７をインタレースさせることにより、レンズファセットを空間的に正規化（平滑化）することである。このような空間的正規化は、図２４Ｂにて示されているが、構造は垂直にインタレースされ、空間的に正規化されている。さらに、このような空間的正規化は、図２４Ｃにて示されているが、構造は水平にインタレースされ、空間的に正規化されている。インタレースは図２４Ｄで示すように平滑化された画像細片２４７３、２４７７を使用することで、達成されてもよい。画像撮像装置２４１０がさまざまな座標空間を用いる場合、前述のベクトルに基づいたレンズ構築技法を修正することにより、必要とされる対応のレンズ２４００の構造を生成可能となる。
【０１０５】
図２５Ａおよび図２５Ｂは多様な実施形態によるレンズおよび画像取り込み／投影装置の前面図と斜視図である。場合によるが、例えば画像撮像装置（またはプロジェクタ）と併せてレンズを設計するときに、左眼レンズファセットと右眼レンズファセットをさらに規則正しく、あるいはさらに散在的に点在させることが望ましい。該画像撮像装置（またはプロジェクタ）は非矩形画像フォーマットを有する。所望の画像フォーマットが非矩形である場合に、困難になり得るのは、レンズ表面ファセットを矩形画像撮像装置に直に配置することである。特に、レンズファセットの密度は、図２５Ａおよび図２５Ｂに図示するように、レンズ表面にわたって変化する。この場合、左眼ファセット２５８１と右眼ファセット２５８５はレンズ２５００の外面２５９０にわたって不規則なパターンで位置している。
【０１０６】
図２６Ａおよび図２６Ｂは多様な態様によるレンズおよび画像取り込み／投影装置の斜視図である。レンズ表面全域に非矩形画像フォーマットによるファセットを配置するために、前述の段階と類似の段階が用いられてもよい。すなわち、周知のカメラ光線を使用して表面法線ベクトルをファセットごとに決定してもよい。このように、レンズ２６００の外面上のファセット２６１２は、円形画像センサとともに使用するため、図２６Ａまたは図２６Ｂのいずれかに示されるように配置される。
【０１０７】
多くの異なるレンズ設計方法およびレンズ構造が説明されてきたが、このようなレンズは、物理的かつ美的に独特であるが、立体屈折を実行できる。したがって、同種類のレンズを使用するモジュールを用いて、完全に円筒状の装置を形成する必要はない。例えば、内部レンズ表面にて所望の屈折を実現するレンズ、ならびに外部レンズ表面にて所望の屈折を実現するレンズが、同じ円筒状の装置のさまざまなモジュールの一部として使用できる。
【０１０８】
したがって、多くの追加の実施形態が実現できる。例えば、レンズ２６００は第１の表面（例えば、外面２６９０または内面）を含んでよく、該第１の表面は１つ以上の第１の分離ファセット２６８１を有し、第１の表面法線ベクトルＮＳ１は第１の表面法線角度ΘＳＮ１によって決定され、該第１の表面法線角度は、第１の表面法線ベクトルＮＳ１と第１の入射ベクトルＩｃ１との間に含まれる。第１の表面法線ベクトルＮＳ１と第１の入射ベクトルＩｃ１は外積ベクトルを含む第１の点で交差し、該外積ベクトルは、第１の入射ベクトルＩｃ１と第１の屈折ベクトルＲ１との外積によって定められる。前記第１の表面法線角度ΘＳＮ１は、数１７で示される逆正接関数にほぼ等しい。
【０１０９】
【数１７】
2008538240.tif 000021
【０１１０】
前記ベクトルＮＳ１、Ｒ１、およびＩｃ１は共通の平面に含まれ、第１の入射ベクトルＩｃ１は光線からなり、該光線は第１の分離ファセット２６８１に対して入射するとともに、第１の視点（例えば、左眼視点）を通過し、第１の屈折ベクトルＲ１は光線からなり、該光線は第１の分離ファセット２６８１によって屈折され、ｎ１は第１の入射ベクトルＩｃ１に対応する屈折率を構成し、ｎ２は第１の屈折ベクトルＲ１に対応する屈折率を構成する。第１の表面法線ベクトルＮＳ１は、外積ベクトルの周りを共通の平面で第１の表面法線角度ΘＳＮ１ずつ回転されてよい。
【０１１１】
第１の表面は１つ以上の第２の分離ファセット２６８５を含むことで、第２の入射光線Ｉｃ２を屈折させ、該第２の入射光線は、第１の視点とは異なる第２の視点（例えば、左眼視点）を通過する。前記第１の表面は、ほぼ球形の表面の一部を形成してよい。第２の分離ファセット２６８５は第２の表面法線ベクトルＮＳ２を有してよく、該第２の表面法線ベクトルは第２の表面法線角度ΘＳＮ２により決定され、該第２の表面法線角度は、第２の表面法線ベクトルＮＳ２と第２の入射ベクトルＩｃ２との間に含まれる。第２の表面法線ベクトルＮＳ２と第２の入射ベクトルＩｃ２は、外積ベクトルを含む第２の点で交差し、該外積ベクトルは第２の入射ベクトルＩｃ２と第２の屈折ベクトルＲ２との外積によって定められる。ここで該第２の表面法線角度ΘＳＮ２は数１８で示される逆正接関数にほぼ等しい。
【０１１２】
【数１８】
2008538240.tif 000022
【０１１３】
ベクトルＮＳ２、Ｒ２、およびＩｃ２は共通の平面に含まれ、第２の入射ベクトルＩｃ２は光線からなり、該光線は第２の分離ファセット２６８５に対して入射し、第２の視点（第１の視点とは異なってよい）を通過し、第２の屈折ベクトルＲ２は光線からなり、該光線は第２の分離ファセットによって屈折し、ｎ３は第２の入射ベクトルＩｃ２に対応する屈折率を構成し、ｎ４は第２の屈折ベクトルＲ２に対応する屈折率を構成する。第２の表面法線ベクトルＮＳ２は、外積ベクトルの周りを共通の平面で第２の表面法線角度ΘＳＮ２ずつ回転される。
【０１１４】
いくつかの実施形態では、第１の表面は第２の分離ファセットを含んでよく（例えば、第１のファセットと第２のファセット２６８１、２６８５は同じ表面に含まれている）、ｎ１＝ｎ３およびｎ２＝ｎ４である。いくつかの実施形態では、第１の表面は、第１の分離ファセット２６８１に隣接する第２の分離ファセット２６８５を含んでよい。第１の分離ファセット２６８１と第２の分離ファセット２６８５は空間的に正規化されてよい。第１の表面はほぼ滑らかな表面を備える。第１の表面はほぼ球形の表面の一部を形成してよい。
【０１１５】
いくつかの実施形態では、第１の表面２６９０は第１の分離ファセットと第２の分離ファセット２６８１、２６８５を含んでよい。第１の表面２６９０は第１のほぼ別個のレンズ細片２６７３も含んでよく、該レンズ細片は第１の分離ファセット２６８１を含むとともに、おそらく関連するイメージング装置２６１０の第１の座標空間（例えば、ピクセルの第１のグループ）と対応する。第１の表面２６９０は、第２のほぼ別個のレンズ細片２６７７も含んでよく、該第２のレンズ細片は第２の分離ファセット２６８５を含むとともに、おそらく関連するイメージング装置２６１０の第２の座標空間（例えば、ピクセルの第２のグループであって、ピクセルの第１のグループとは異なる可能性がある、あるいはおそらくピクセルの第１のグループの部分集合を含む）と対応する。第１のほぼ別個のレンズ細片２６７３は左眼視点に対応し、第２のほぼ別個のレンズ細片２６７７は右眼視点に対応する。
【０１１６】
いくつかの実施形態では、第１のほぼ別個のレンズ細片２６７３は複数のほぼ別個のレンズ細片でインタレースされてよく、該複数のレンズ細片は第２のほぼ別個のレンズ細片２６７７を含む。第１のほぼ別個のレンズ細片２６７３および第２のほぼ別個のレンズ細片２６７７は空間的に正規化されてよい。第１の表面２６９０はほぼ滑らかな表面を備えてよい。第１の表面２６９０はほぼ球形の表面の一部を形成してよい。
【０１１７】
いくつかの実施形態では、第１の表面２６９０は１つ以上の第２の分離ファセット２６８５を含むとともに、第１のほぼ別個のレンズ細片２６７３をさらに含み、該レンズ細片は、左眼視点に対応する第１の分離ファセット２６８１と、右眼視点に対応する第２の分離ファセット２６８５を含む。該第１の表面２６９０は、第２のほぼ別個のレンズ細片２６７７も含んでよく、該レンズ細片は左眼視点に対応する第１の複数の分離ファセット２６８１と、右眼視点に対応する第２の複数の分離ファセット２６８５とを含む。第１の分離ファセットと第２の分離ファセットは空間的に正規化されてよい。第１の表面は内部表面または外部表面から選択されてよく、該第１の表面は、ほぼ滑らかな表面を備える。および／またはほぼ球形の表面の一部を形成してよい。
【０１１８】
いくつかの実施形態では、第１の表面は第２の分離ファセット（複数の場合がある）と、少なくとも１つの追加の分離ファセットとを含むことで、第３の入射光線Ｉｃ３を屈折させ、該第３の入射光線は、第１の視点および第２の視点とは異なる、第３の視点を通過する。望ましくは、ｎ１＝ｎ３およびｎ２＝ｎ４である。第１の分離ファセットは第２の分離ファセットおよび少なくとも１つの追加の分離ファセットに隣接して配置されてよい。
【０１１９】
いくつかの実施形態では、レンズ２６００は、第１の表面とは異なる、第２の表面を含んでよい（例えば第１の表面は外部表面を備え、第２の表面は内部表面を備えてもよい）。第１の表面は第１の分離ファセット（複数のことがある）を含んでよく、第２の表面は第２の分離ファセット（複数の場合がある）を含んでよい。場合よっては、ｎ１≠ｎ３およびｎ２≠ｎ４であり、ベクトルＩｃ１がベクトルＲ２を含むレンズ設計を実現することが有用である。
【０１２０】
複数のファセット・レンズは多くの用途において、使用できる。例えば球形立体ビデオ取り込みまたは投影装置およびシステムの一部として使用することがあげられる。したがって、前述のファセット・レンズの手法は、それが円筒状の立体ビデオ取り込みに対して有効に機能するのと同様に、球形立体ビデオ取り込みに対しても有効に機能する。三次元の、ベクトルをベースにしたレンズ表面構築技法により、レンズ表面の屈折計算が行なわれる。該レンズ表面屈折計算は三次元入射（画像撮像装置）ベクトルの任意の集合および三次元屈折（左眼または右眼）ベクトルの所望の集合に基づいて行なわれる。したがって、複数の画像撮像装置および関連する屈折レンズを用いることで、統合された球形立体ビデオ撮像装置およびシステムを作成できる。
【０１２１】
図２７Ａから図２７Ｃは多様な実施形態による球形画像取り込み／投影装置の斜視図である。円筒状の構成は画像撮像装置の集合を含み、該画像撮像装置は関連するレンズ有するとともに円の外周の周囲に配置され、該関連するレンズはほぼ円筒状の表面とともに形成される。球形装置の構成として、画像撮像装置を利用することができ、該画像撮像装置は関連するレンズとともに球体の外周の周囲に配置され、該関連するレンズはほぼ球形の表面とともに形成される。
【０１２２】
例えば、図２７Ａは任意の配向を持つ１台のこのような画像撮像装置２７１０、ならびにレンズ２７００の関連する球形表面２７９０を示す。複数の画像撮像装置２７１０を含む１つの可能な構成が図２７Ｂに図示されている。一方、図２７Ｃは球形のレンズ表面２７９０領域と対応する集合を図示する。場合によっては、球形フォーマットを従来の矩形画像撮像装置に適合させるのがさらに困難であることがある。その結果、数台の画像撮像装置２７１０はその使用可能な画像領域の部分集合にしか利用できない。これは、該画像領域が球形の頂点２７８９に特に近接しているような場合である。
【０１２３】
図２８Ａから図２８Ｄはレンズの斜視図であり、該レンズは多様な実施形態による右眼視点と左眼視点に対応するインタレース細片を有する。したがって、説明されているレンズは、左眼視点と右眼視点として設計されたが、該レンズは結合して立体レンズを形成できる。球形フォーマットは前述の結合技法を変形させることで獲得される。例えば、左眼レンズセクションと右眼レンズセクションをインタレースさせることで、球形撮像装置の一部を形成するとき、球形表面トポロジ（the spherical surface topology）が用いられ、所望の結果を提供できる。左眼表面２９９１の緯度方向の小さいスライスは、図２８Ａに図示するように、右眼表面２９９３の緯度方向の小さいスライスと交互にさせることができる。逆に、左眼表面２９９１の経線方向の小さいスライスは、図２８Ｂに図示するように右眼表面２９９３の経線方向の小さいスライスと交互にさせることができる。しかしながら、経線方向表面スライスを使用することにより、球形の頂点２８８９においては、ますます密度が高いスライスが提供される。実質的に一様なスライス幅を球形表面にわたって維持することで、この効果を補填することができる。図２８Ｃにおいて、頂点２８８９に近づくにつれてスライス数はおそらく効果的に削減することを図示している。図２８Ｄでは、画素化された、または複数のファセット・レンズ表面の技法は、センサ素子毎に単一のレンズファセット２８１２に適用できる。さらに、前記技法は、球形レンズ表面２８００の部分、または全体に適用できる。
【０１２４】
したがって、既述の装置およびシステムを開示される種々のレンズおよび構成と組み合わせることによって、他の実施形態が実現できる。例えば、図５および図２７にて図示しているが、装置５１６、２７１６は第１のレンズ２７００を備え、該第１のレンズは第１の複数のインタリーブ分離ファセットを有し、該分離ファセットは左眼光線を屈折させる第１の分離ファセットと、右眼光線を屈折させる第２の分離ファセットを有し、該第１のレンズはさらに、第１の画像獲得平面２７０６を有し、該第１の画像獲得平面は第１の分離ファセットから第１の屈折左眼光線を受光するとともに、第２の分離ファセットから第１の屈折右眼光線を受光する。ファセットは前述のように配向されてよい。装置２７１６は第２のレンズ２７００を含んでよく、該第２のレンズは第２の複数のインタリーブ分離ファセットを有し、該分離ファセットは、左眼光線を屈折させる第３の分離ファセット、右眼光線を屈折させる第４の分離ファセット、及び第２の画像獲得平面を有して、該第２の画像獲得平面は、第２の屈折左眼光線を第３の分離ファセットから受光するとともに、第２の屈折右眼光線を第４の分離ファセットから受光する。実際、このような装置２７１６は、任意の数の画像獲得平面と、インタリーブ分離ファセット備えるレンズを有してよい。なお、該分離ファセットは、本明細書記載に基づく分離ファセットである。別個のレンズ細片は、１以上の分離ファセットを含み、個々の画像獲得平面の１つ以上の座標空間（例えば、ピクセルグループ化）と対応する。レンズ細片は左眼視点および／または右眼視点に対応し、したがって分離ファセットは何らかの選択された眼間距離と関連付けられてよい。
【０１２５】
さらなる実施形態が実現できる。例えば、図５、図６および図２７で図示するように、システム５３６、６３６、および２７３６は複数のレンズ２７００を含み、該複数のレンズは複数のインタリーブ分離ファセットを有し、該分離ファセットは左眼光線を屈折させる第１の分離ファセットと、右眼光線を屈折させる第２の分離ファセットを有し、該ファセットの配向は前述の通り決定される。システム２７３６は複数の画像獲得平面２７０６も含み、該複数の画像獲得平面２７０６は、第１の分離ファセットから屈折左眼光線を受光するとともに、第２の分離ファセットから屈折右眼光線を受光する。また該システム２７３６はさらにメモリ５５６も含み、該メモリは、画像データを複数の画像獲得平面２７０６から受け取る。該画像データは、分離左眼画像および／または分離右眼画像、ならびに立体画像またはパノラマ立体画像を構築する情報を含んでよい。いくつかの実施形態では、プロセッサ５６０をメモリ５５６と連結することで、分離左眼画像と分離右眼画像を結合させてよい。
【０１２６】
ファセット・レンズ１００、２００、３００、４００、５００、５３８、５４２、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１８００、１９００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、２５００、２６００、２７００、２８００、屈折右眼光線１０２、２０２、外側表面１０４、２０４、３０４、画像獲得平面１０６、２０６、３０６、４０６、５４０、５４４、１４０６、１８０６、２７０６、ビデオカメラ１１０、２１０、３１０、レンズファセット１１２、２１２、３１２、４１２、５１２、１４１２、１５１２、１８１２、２１１２、２２１２、２６１２、２８１２、眼の光線１１４、２１４、装置３１６、４１６、５１６、７１６、１４１６、１５１６、２７１６、第１の分離ファセット４２２、１４２２、１５２２、２５８１、２６８１、左眼光線４２４、１４２４、１５２４、第２の分離ファセット４２６、１４２６、１５２６、２５８５、２６８５、右眼光線４２８、１４２８、１５２８、画像撮像装置４３０、５３０、７３０、８３０、９３０、１４３０、２１１０、２４１０、２６１０、２７１０、屈折左眼光線４３２、１４３２、１５３２、屈折右眼光線４３４、１４３４、１５３４、システム５３６、６３６、２７３６、内半径領域５４６、５５２、部分５４８、円筒状のセクション５５０、円筒５５４、メモリ５５６、画像データ５５８、プロセッサ５６０、物品７６２、インタレース画像７６４、左右の眼の画像細片７６６、７６８、左眼と右眼の画像セクション７７０、７７２、左眼と右眼のパノラマ画像７７４、７７６、レンズ表面９７４、１０７４、１３７４、光線９７６、９７８、１０８０、１０８２、１３８０、１３８２、１３８６、眼点の回転の円形経路１０８４、１３８４、１３８８、追加眼光線１３８６、画像投影面１５０６、１８０６、画像投影装置１５３０、外面１８９０、１９９０、２０９０、２１９０、２２９０、２３９０、２５９０、２６９０、２７９０、内面１８９２，１９９２、２０９２、２１９２、画像プロジェクタ２１９４、２４９４、球頂点２７８９、２８８９、および細片２４７３、２４７７、２６７３、２６７７、２８９１、２８９３が、すべて本明細書では「モジュール」として特徴付けられる。このようなモジュールとして、ハードウェア回路網、ならびに／または１以上のプロセッサおよび／もしくはメモリ回路、ソフトウェアプログラムモジュールが含まれる。該モジュールしては、物品および物品の集合体、ならびに／またはファームウェア、ならびにその組み合わせが含まれるが、設計者の要求に応じて、レンズ１００、２００、３００、４００、５００、５３８、５４２、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１８００、１９００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、２５００、２６００、２７００、２８００、２９００、装置３１６、４１６、５１６、７１６、１４１６、１５１６、２７１６、およびシステム５３６、６３６、２７３６が含まれる。また、これらは、多様な実施形態の特定の実施のために好適に含まれる。
【０１２７】
多様な実施形態のレンズ、装置、およびシステムがパノラマカメラ以外の用途においても使用可能であり、これらに限定されるべきではない。レンズ１００、２００、３００、４００、５００、５３８、５４２、６００、７００、８００、９００、１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１８００、１９００、２０００、２１００、２２００、２３００、２４００、２５００、２６００、２７００、２８００、２９００、装置３１６、４１６、５１６、７１６、１４１６、１５１６、２７１６、およびシステム５３６、６３６、２７３６の説明図は、多様な実施形態の構造の全体を理解するのに用いられる。そして、該説明図においては、本明細書記載の構造として用いられる、装置とシステムのすべての要素および特徴は完全に記載されていない。
【０１２８】
多様な実施形態における新規のレンズ、装置、およびシステムを有する場合、用途としては、フレーム取込器、カメラ、双眼鏡、望遠鏡および顕微鏡などがあげられる。このようなレンズ、装置およびシステムは、さらに種々の電子システム内のサブコンポーネントとして含まれて、該電子システムとは、例えば、テレビ、携帯電話、パソコン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ワークステーション、ビデオプレーヤ、ビデオゲーム、伝達手段等があげられる。
【０１２９】
本明細書記載のレンズ、装置、システムおよび方法を実施することで、画像取り込みおよび／または投影を介してパノラマ（最大３６０度）立体画像をリアルタイムで再現する機構を提供することができる。多くの場合、単一レンズは、複数のレンズの代わりに使用される。このような機構は三次元でのイメージングの質を改善し、コスト削減と効率の向上がもたらされる。
【０１３０】
添付図面は本明細書の一部を構成し、本発明を限定するのではなく例示するものして提示される。また、添付図面は、発明が実施され得る特定の実施形態を示している。図示される実施形態は十分詳細に記載されているため、当業者は本明細書で示される発明を実施できる。他の実施形態は、本明細書を引用することで、構造上および論理上の置換ならびに変更が本開示の範囲を逸脱することなく実施される。したがってこの「発明を実施するための最良の形態」は限定的な意味で解釈されるべきではなく、多様な実施形態の範囲は、添付の請求項によってのみ定められるとともに、このような請求項が有する完全な均等物の範囲とともに定められる。
【０１３１】
本発明の実施形態は、本明細書にて、個別的および／または集合的に参照されるが、複数の概念が事実上開示される場合、「発明」という用語によって、単に便宜的に、かつ本願の範囲を任意の単一の発明または発明概念に自発的に限定することなく参照される。したがって、特定の実施形態を本書で図示することで、説明したが、同目的を達成するために計算される任意の構成は、開示される特定の実施形態を代用してもよい。この開示の目的は、多様な実施形態全ての適用及び変更形態をカバーすることである。前記実施形態の組み合わせ、そして特に本明細書に記載されていない他の実施形態は、上述の説明を検討すると、当業者にとって明らかであろう。
【０１３２】
要約書は、米国特許法施行規則第１．７２（ｂ）条に準じて記載されている。該特許法施行規則において、要約書は、読者が技術開示の本質を迅速に確認できることを要件とする。本要約書は、請求項の範囲及び解釈を限定するのには、使用されないという理解のうえで、提出する。加えて、前記「発明を実施するための最良の形態」では、単一の実施形態において、多様な特徴が開示の合理化のためにグループ化されていることが分かる。この開示方法により、記載される実施形態は、各請求項で明示的に述べられるというより多くの特徴を要するという意図を反映するものとして解釈されるべきではない。むしろ、以下に述べる請求の範囲で述べる通り、発明の主題は、開示されている単一の実施形態の全てが存在するわけではない。したがって、以下の請求項はここにおいて詳細な説明に組み込まれ、各請求項は別個の実施形態としてそれ自体で成立する。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】多様な実施形態による右眼光線を屈折するレンズの上面図である。
【図２】多様な実施形態による左眼光線を屈折するレンズの上面図である。
【図３】多様な実施形態によるレンズおよび装置の上面図である。
【図４】多様な実施形態による装置の上面図である。
【図５】多様な実施形態による装置およびシステムの上面図である。
【図６】多様な実施形態によるシステムの斜視図である。
【図７Ａ】多様な実施形態による立体パノラマ作成段階の部分を図示する。
【図７Ｂ】多様な実施形態による立体パノラマ作成段階の部分を図示する。
【図７Ｃ】多様な実施形態による立体パノラマ作成段階の部分を図示する。
【図７Ｄ】多様な実施形態による立体パノラマ作成段階の部分を図示する。
【図７Ｅ】多様な実施形態による立体パノラマ作成段階の部分を図示する。
【図８】多様な実施形態によるレンズに関する複数の視野を図示する。
【図９】多様な実施形態によるレンズに関するレンズ表面の点光線角度の上面図である。
【図１０】多様な実施形態によるレンズに関する眼の光線角度の上面図である。
【図１１】多様な実施形態によるレンズに関するレンズファセットの配向角度の上面図である。
【図１２】多様な実施形態によるレンズに関する追加のレンズファセットの配向角度の上面図である。
【図１３】多様な実施形態による多視点レンズの上面図である。
【図１４】多様な実施形態による多視点画像撮像装置の上面図である。
【図１５】多様な実施形態による複数画像投影システムの上面図である。
【図１６Ａ】多様な実施形態による複数の方法を図示するフローチャートである。
【図１６Ｂ】多様な実施形態による複数の方法を図示するフローチャートである。
【図１７】多様な実施形態による複数の物品のブロック図である。
【図１８】多様な実施形態によるレンズおよび画像撮像平面に関するレンズファセットの配向角度の上面図である。
【図１９】多様な実施形態による左眼光線を屈折するレンズの上面図である。
【図２０Ａ】多様な実施形態による、各々のレンズおよび装置に関するレンズファセットの配向角度の上面図である。
【図２０Ｂ】多様な実施形態による、各々レンズおよび装置に関するレンズファセットの配向角度の上面図である。
【図２１Ａ】多様な実施形態によるレンズおよび画像撮像／投影装置の上面図である。
【図２１Ｂ】多様な実施形態によるレンズおよび画像撮像／投影装置の斜視図である。
【図２２Ａ】多様な実施形態によるレンズおよび画像撮像／投影装置の上面図である。
【図２２Ｂ】多様な実施形態によるレンズおよび画像撮像／投影装置の斜視図である。
【図２３Ａ】多様な実施形態によるレンズおよび画像撮像／投影装置の上面図である。
【図２３Ｂ】多様な実施形態によるレンズおよび画像撮像／投影装置の斜視図である。
【図２４Ａ】多様な実施形態による右眼視点および左眼視点に対応するインタレースされた細片を有するレンズの斜視図である。
【図２４Ｂ】多様な実施形態による右眼視点および左眼視点に対応するインタレースされた細片を有するレンズの斜視図である。
【図２４Ｃ】多様な実施形態による右眼視点および左眼視点に対応するインタレースされた細片を有するレンズの斜視図である。
【図２４Ｄ】多様な実施形態による右眼視点および左眼視点に対応するインタレースされた細片を有するレンズの斜視図である。
【図２５Ａ】多様な実施形態によるレンズおよび画像撮像／投影装置の前面図である。
【図２５Ｂ】多様な実施形態によるレンズおよび画像撮像／投影装置の斜視図である。
【図２６Ａ】多様な実施形態によるレンズおよび画像撮像／投影装置の斜視図である。
【図２６Ｂ】多様な実施形態によるレンズおよび画像撮像／投影装置の斜視図である。
【図２７Ａ】多様な実施形態による球形の画像撮像／投影装置の斜視図である。
【図２７Ｂ】多様な実施形態による球形の画像撮像／投影装置の斜視図である。
【図２７Ｃ】多様な実施形態による球形の画像撮像／投影装置の斜視図である。
【図２８Ａ】多様な実施形態による右眼視点および左眼視点に対応するインタレースされた細片を有するレンズの斜視図である。
【図２８Ｂ】多様な実施形態による右眼視点および左眼視点に対応するインタレースされた細片を有するレンズの斜視図である。
【図２８Ｃ】多様な実施形態による右眼視点および左眼視点に対応するインタレースされた細片を有するレンズの斜視図である。
【図２８Ｄ】多様な実施形態による右眼視点および左眼視点に対応するインタレースされた細片を有するレンズの斜視図である。
【図１】
2008538240.tif 000032
【図２】
2008538240.tif 000033
【図３】
2008538240.tif 000034
【図４】
2008538240.tif 000035
【図５】
2008538240.tif 000036
【図６】
2008538240.tif 000037
【図７Ａ】
2008538240.tif 000038
【図７Ｂ】
2008538240.tif 000039
【図７Ｃ】
2008538240.tif 000040
【図７Ｄ】
2008538240.tif 000041
【図７Ｅ】
2008538240.tif 000042
【図８】
2008538240.tif 000043
【図９】
2008538240.tif 000044
【図１０】
2008538240.tif 000045
【図１１】
2008538240.tif 000046
【図１２】
2008538240.tif 000047
【図１３】
2008538240.tif 000048
【図１４】
2008538240.tif 000049
【図１５】
2008538240.tif 000050
【図１６Ａ】
2008538240.tif 000051
【図１６Ｂ】
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【図１７】
2008538240.tif 000053
【図１８】
2008538240.tif 000054
【図１９】
2008538240.tif 000055
【図２０Ａ】
2008538240.tif 000056
【図２０Ｂ】
2008538240.tif 000057
【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
2008538240.tif 000061
【図２３Ａ】
2008538240.tif 000062
【図２３Ｂ】
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【図２４Ａ】
2008538240.tif 000064
【図２４Ｂ】
2008538240.tif 000065
【図２４Ｃ】
2008538240.tif 000066
【図２４Ｄ】
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【図２５Ａ】
2008538240.tif 000068
【図２５Ｂ】
2008538240.tif 000069
【図２６Ａ】
2008538240.tif 000070
【図２６Ｂ】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２７Ｃ】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２８Ｃ】
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【図２８Ｄ】
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【国際調査報告】
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