インテグラルイメージング

インテグラル イメージングは​​、通常、より大きな全体的な対物レンズやビューイング レンズを使用せずに、フライアイ レンズと呼ばれることもある2 次元のマイクロレンズ(またはレンズレット) アレイを使用してライト フィールドをキャプチャして再現する 3 次元イメージング技術です。キャプチャ モードでは、フィルムまたは検出器がマイクロレンズ アレイに結合され、各マイクロレンズによって、そのレンズの位置の視点から見た被写体の画像を取得できます。再現モードでは、オブジェクトまたはソース アレイがマイクロレンズ アレイに結合され、各マイクロレンズによって、各観察眼は、その目の位置からその空間を通して見える被写体の部分を含む、関連するマイクロ画像の領域のみを見ることができます。実際にいくつかのデモンストレーションや特別なアプリケーションで行われているように、マイクロレンズをピンホールに置き換えることで、光学ジオメトリをより簡単に視覚化できる可能性があります。

インテグラルイメージングを用いたディスプレイは、ライトフィールドディスプレイの一種です。

その結果、あらゆる方向の視差、観察者の位置と距離によって変化する遠近感、そしてレンズが十分に小さく画像の品質が十分な場合は調節の手がかり（異なる距離にある物体をはっきりと見るために必要な目の焦点の調整）など、すべての重要な奥行きの手がかりを備えた視覚的再現が実現します。真のボリュームディスプレイのボクセルとは異なり、マイクロレンズアレイを通して知覚される画像ポイントは仮想的なものであり、空間内での主観的な位置のみを持つため、補助的な大型拡大レンズやミラーに頼ることなく、無限の奥行きのシーンを表示できます。

インテグラルイメージングは​​、バリアグリッドオートステレオグラムに部分的に影響を受け、レンチキュラー印刷にも部分的に影響を受けました。

発明者のガブリエル・リップマンは、この技法を「photographie intégrale」（フランス語）と名付けました。これは通常、文字通り「インテグラル・フォトグラフィー」と翻訳され、多数の小さな画像の部分から全体像を統合することを示唆しています。ただし、フランス語の「intégrale」のより一般的な意味は「完全な」または「完全な」であるため、「完全な写真」はリップマンが意図的に曖昧にしたこの技法のもう 1 つの有効な翻訳です。

1908 年 3 月 2 日、ノーベル賞を受賞したフランスの物理学者ガブリエル リップマンは、昆虫の目をベースにした「完全写真」のアイデアを発表しました。リップマンはおそらく、フランス科学アカデミーでエスタナーヴの作品を数回発表した際にエスタナーヴの代理人を務めたフレデリック アイブスとウジェーヌ エスタナーヴのバリア グリッドオートステレオグラムにも触発されたのでしょう。リップマンは、小さなレンズのスクリーンを使用することを提案しました。球状のセグメントを、反対側に写真乳剤を塗布した一種のフィルムに押し付けます。スクリーンは、安定性のために遮光ホルダー内に配置され、三脚の上に設置されます。露光すると、各小さなレンズがカメラとして機能し、隣接するレンズとはわずかに異なる角度から周囲を記録します。現像され、背後から照明が当てられると、レンズは記録された被写体の等身大の画像を空間に投影します。 1908 年 3 月時点ではまだ具体的な結果を発表できなかったが、1908 年末までにインテグラル写真プレートを露光し、「結果として得られる単一のフルサイズ画像」を見たと主張した。しかし、この技術は実験段階にとどまり、望ましい光学品質を実現できる素材や技術が見つからなかった。リップマンが 1921 年に亡くなった時点では、レンズが 12 個しかないシステムだったと伝えられている。^[1]

ウジェーヌ・エスタナーヴはリップマンの技術を用いてさらなる実験を行った。彼は1925年に積分写真を発表し、その研究結果をLa Nature誌に発表した。1930年には6.5 x 9 cmのプレートに432個のレンズを配置して観察可能な結果を​​得たが、その後レンチキュラースクリーンの使用を断念し、ピンホールを用いた積分写真の実験を続けた。^[1]

ルイ・リュミエールはインテグラル・フォトグラフィーに取り組み、その技術についてリップマンとやり取りした。リュミエールはリップマンの死後数年でシステムの特許を取得したが、レンチキュラースクリーンを実際に製造することはなかったようだ。^[1]

• 2010年、日本のNHK放送局と東芝はそれぞれ、25度の視野角で視聴できるプロトタイプディスプレイのデモを披露した。^{[2] [3] [4]}
• 2015年、「Looking Glass Factory」は多視点ディスプレイの開発を開始。最新作は45の異なる角度を同時に表示する8Kスクリーンをベースにしている。

• 自動立体視
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• インテグラルプリント方式の歴史 — インテグラルイメージングの包括的な歴史
• 3次元積分画像の視野と解像度に対する回折の影響