JP2000502225A

JP2000502225A - 自動立体表示器

Info

Publication number: JP2000502225A
Application number: JP09521827A
Authority: JP
Inventors: ストリート・グレイアム・スチワート・ブランダン
Original assignee: ストリート・グレイアム・スチワート・ブランダン
Priority date: 1995-12-09
Filing date: 1996-12-05
Publication date: 2000-02-22
Also published as: DE69603374D1; EP0865626A1; AU1038797A; WO1997022033A1; EP0865626B1; DE69603374T2

Abstract

(57)【要約】二つまたはそれ以上の透視図を単一の透過性表示スクリーンにより発生する自動立体像を表示する装置と方法が提示されている。このスクリーンの構造化された光源は光を異なった組の表示要素を通して対応する異なった透視区域に向ける。幾つかの実施態様では、構造化された光源は光が特別な組の要素を通過して不正区域に達することを防止するパターン化されたマスクである。このマスクのパターンはプログラムできる。観察者の座標データは正しい透視区域を観察者の対応する目に合わせる。漸減するレンズ状構造は表示器から観察者までの距離の変化に合わせる手段を与える。他の実施例では、通常のレンズ要素の配列の代わりに、ホログラフ光学部材（ＨＯＥ）を使用する。このＨＯＥは、通常適当な位置に置かれた光源に応じて、表示要素の各組に要求される透視区域を提供する機能を実現する。この表示器は表示スクリーンの最大分解能で通常の二次元像を提供するためにも使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】自動立体表示器この発明は、三次元結像の分野、特に観察者の装着する特別な目の装着具を必要としない立体像を提供することに関する。このような表示器は通常自動立体的であると記述される。背景国際特許出願 PCT/GB 94／00405（ストリート; Street）には、二つの像を立体像対の形で眺めることのできる装置の種々の実施態様が開示されている。その発明の主目的は観察者の目視位置を突き止め、各像に対応する光を観察者のそれぞれの目の位置へ収束させることを保証することにある。或る実施態様ではこの目的を達成するため、一つまたは二つの液晶表示器（ＬＣＤ）のスクリーンを採用している。単一ＬＣＤを使用する実施態様は、ＬＣＤ表面の直前に置かれたレンズ状スクリーンのピッチを合わせるＬＣＤの垂直列構造に依存する。各レンズ状要素の後ろの二列の像は観察者に対して左右の目の眺めを与える。この手法で出くわす難点は、大抵のカラーＬＣＤが異なったカラー要素を水平方向に間隔を設けて配置した副画素構造を有することにある。これは自動立体カラー像に対して標準ＬＣＤスクリーンの使用を著しく制限する。第二の実施態様は半透明な鏡の両側の共役位置に置かれた二つのＬＣＤを使用してこの困難を克服している。縞状のマスクあるいは阻止条片スクリーンと合わせた微小レンズの組み合わせは、レンズ状要素の焦点面のところにマスクのパタ一ンを有し、パターン構造化された光源（以後、構造化された光源と称する）を与え、この光源の特性は光を観察者のところの特定な領域に通し、隣の領域には光を阻止することにある。このシステムは一方のＬＣＤからの光が他方のＬＣＤからの光を観察する位置から離れている位置で観察できるように構成されている。表示装置からの光の集中部のこれ等の領域の横方向の位置と距離を制御して三次元像を観察するように観察者の位置を突き止めるので、目の各々が立体対、つまりステレオ対の正しい像を見る。この配置の利点は、ＬＣＤ上の要素のパターンがレンズ状スクリーンの幾何学関係に制約される必要がない点にある。更に、ＬＣＤ像の各々は画素の全ての補色を保持している。しかし、コストおよび／またはスペースの制約が立体対の両方の像を提供するのに単一ＬＣＤを採用することを魅力的にするなら、種々の場合が生じる。この発明は、国際特許出願 PCT/GB9 4/ 00405に開示されている二つのＬＣＤ配置の観察者を突き止める全ての能力を保持しながら、これを達成している。特別に合わせてある構造化された光源を提供してこれを達成している。これは、ＬＣＤ像となる画素の配列内の交番する行の要素からの光を観察者の一方の目にのみ到達させ、他のラインの画素のみからの光を観察者の他方の目に到達させる。結局、国際特許出願 PCT/GB 94/00405に開示されている光源に似た二つの構造化された光源を空間的に多重化して所望の結果を達成している。この発明の他の実施態様は、直線にあるいは他の配置に配列された画素の複数の群からの光を、空間内の対応する複数の個所へ指向させる構造化された光源を提供し、一つの光景の二つ以上の透視図を同時に提示している。発明の要約この発明の目的は、単一ＬＣＤスクリーンから全自動立体像を提供することにある。この発明の他の目的は、潜在的に広い結像領域と共に、コンパクトな照明系を提供することにある。この発明の他の目的は、観察者の表示器からの目視距離を可変したり、横方向の位置を可変することにある。この発明の目的は、ＬＣＤの本来の分解能を損なうことなく、ＬＣＤスクリーンを通常の二次元表示器として使用するモードを提供することにもある。発明の開示こうして、この発明よれば、一つの光源と、観察者とこの光源の間にある複数の変調要素を有する空間光変調器（ＳＬＭ）と、光にパターン構造を与え、光景の第一透視図を観察者の一方の目で眺め、光景の第二透視図を観察者の他方の目で眺める手段とから成り、光景の少なくとも二つの透視図から成る自動立体像の表示装置を提供していて、前記光にパターン構造を与える手段が、像の各透視図に対して垂直に間隔を設けて配置された一組の光集中部を形成する光集中装置を有し、前記光集中部がＳＬＭの各組の要素に実質上写像されている点に特徴がある。ここで、用語、垂直は、両方の目を水平にしている観察者に対して使用されると解するものとする。光集中装置が遮光領域と透光領域から成るパターン化されたマスクと、このマスクの一点からの光をほぼＳＬＭの面に垂直面内で集束させる収束光学要素の配列とで構成されていると有利である。ある実施態様では、マスクを格子縞状にし、水平方向の行とほぼ垂直な列を有し、行と列の各々は交互に遮光領域と透光領域を有する。これ等の行は漸減するようにされていると好ましい。遮光および透光の特性がどの領域でもスペクトル範囲の選択された部分に関してい。光にパターン構造を与える手段は、一定の水平方向のピッチを有し、マスクの１行に大して一方の透視図のスペクトル範囲の少なくとも一部を与え、マスクの列のピッチの二倍に相当するピッチでほぼ垂直な細長い要素を有する収束光学要素のもう一つの配列であると好ましい。列が漸減するところでは、もう一つの配列の要素は合わせたテーパーを有する。この発明の他の実施態様では、マスクが垂直な列から成り、光にパターン構造を与える手段がマスクの各列に対応する水平に並置された透視区域を与える結像手段である。好都合には、この結像手段は一つのレンズである。この発明の他の実施態様では、光集中装置がホログラフ光学部材である。光源は、それぞれ異なったスペクトル成分でこのホログラフ光学部材を照らす垂直に間隔を設けて配置されたコンパクトな複数の光源であると有利である。観察者の座標データに応じて光にパターン構造を与える手段からの光の水平面内の方向を制御して、観察者の位置を突き止める制御手段が設けてあると好ましい。前記観察者の座標データに応じて光にパターン構造を与える手段からの光の水平面内で方向を制御し、パターン化されたマスクを収束光学要素のもう一つの配列に対して移動させて、観察者の位置を突き止めると有利である。パターン化されたマスクと収束光学要素のもう一つの配列との間の水平面内の相対運動により観察者の横方向の位置を突き止める。光にパターン構造を与える手段から観察者までの距離を突き止めることは、もう一つの配列の要素の長手方向にほぼ揃っている軸に沿った、もう一つの配列の収束光学要素とパターン化されたマスクの間の相対運動により行われる。観察者の横方向の位置を突き止めるため、パターン化されたマスクと一つの配列の収束光学要素の間の相対運動は前記軸に直交する方向に向いている。パターン化されたマスクがプログラム可能なパターンであると有利である。このパターンをプログラムして、光にパターン構造を与える手段からの光の水平面内の方向を制御して、観察者の位置を突き止めると好都合である。使用時には、ビデオのフレームシーケンスに基づき、遮光領域が透光性になり、透光領域が遮光性となるようにマスクをプログラムできる。好適実施例ではＳＬＭは液晶表示器である。或る実施態様では、観察者と光源の中間に、光学的に透明な状態と散漫散乱状態の間を電気的に切換できる手段が設けてある。或る実施態様では、この切換可能な手段が散漫散乱である時、ＳＬＭは最高の分解能で二次元像を与える。他の実施態様では、切換可能な手段が散漫散乱である時、ＳＬＭの変調要素の個々の行の像が垂直に拡がるので、自動立体像の各透視図から成る線分の間に隙間が生じることを防止している。この発明の他の構成によれば、光源を設け、観察者と光源の中間に複数の光変調要素のある空間光変調器（ＳＬＭ）を位置決めし、前記光源からの光にパターン構造を与えてこの光景の第一透視図を観察者の一方の目で眺め、光景の第二透視図を観察者の他方の目で眺める過程から成り、光景の少なくとも二つの透視図から成る自動立体像を表示する方法が提示されていて、光にパターン構造を与えることが垂直に間隔を保って配置された一組の光集中部を形成することを含み、これ等の光集中部がＳＬＭの要素の各組の上に写像している点に特徴がある。この発明は、各々が使用時に自動立体像の一部を与える並置された複数の行の光変調要素を有する二次元透過表示器と、前記表示器により供される像を透過状態で見るための光源と、使用時に像の第一透視図の少なくとも第一スペクトル成分を与える間隔を設けて配置された第一複数の個別のあるいは行の変調要素からの光を観察者の第一の目でのみほぼ眺め、同時に像の第二透視図の前記第一スペクトル成分を与える間隔を設けて配置された第二複数の個別のあるいは行の変調要素からの光を観察者の第二の目でのみほぼ眺めるように前記光にパターン構造を与える手段と、から成る自動立体像を表示する装置を包含する。光にパターン構造を与える手段は、典型的には、パターン化された一つのマスクと、各々が焦点面に垂直で第一直交面内に主収束部を有し、一行の光変調要素を含み、隣の要素が前記第一直交面内の前記マスクのパターンの繰り返し長さにほぼ一致する第一距離に間隔を設けて配置され、マスクあるいはマスクの像および／または影がほぼ焦点面に位置する第一配列の収束光学要素と、各々が前記第一直交面および第一収束要素の前記焦点面に対して垂直で第二直交面内に主収束部を有し、隣の要素が前記第二直交面内の前記マスクまたはマスクの像および／または影のパターンの繰り返し長さに関連して選択された第二距離に間隔を設けて配置され、使用時に光変調要素の面にマスクのパターンで形成された像の第二面内のピッチが前記要素の隣の行の間のピッチの整数倍に一致するような焦点距離を持つ第二配列の収束光学要素と、から成る。このマスクのパターンは透明な基板の上に遮光領域と透光領域が規則正しく並んだ格子縞の配列であると有利である。或るスペクトル範囲の遮光領域は可視スペクトルの他の部分を通す。この発明は第一配列の収束光学要素とマスクあるいはマスクの像および／または影の間の相対運動を与え、観察者の位置を突き止めるために必要な制御を提供する。収束光学要素の配列の各々が一つのレンズ状スクリーンであると有利である。第一配列の収束光学要素の構造は漸減するようにされていて、隣接する要素の中心の間のピッチは長さに沿って変化する。更に、この発明の好適実施例では、自動立体像を表示する装置は、各々が使用時に自動立体像の一部を与える像面に複数の並置された行の光変調要素のある二次元の透過性表示器と、変調要素の行の方向に直交する第一方向に第一ピッチで間隔を設けて配置されている放出あるいは透過で照明を与える複数の光源と、各々が変調要素の行に直交する面内に主収束部を有し、第二ピッチで間隔を設けて配置されているため、使用時に第一収束要素により一次元で像面に形成される第一光源からの光の集中部が前記第一要素に隣接する第二の収束要素により、第一光源から前記第一方向に間隔を設けて配置されている第二光源の像面に形成される光の集中部にほぼ一致し、前記第一方向に隣接する個々の光源の光から一つの収束要素により形成される光の集中部の間の間隔が透過性表示器の光変調要素の隣接する行の間のピッチの整数倍であるように、そして、像の第一の透視図の少なくとも第一スペクトル成分を与える変調要素の第一複数の間隔を設けて配置された個々のあるいは行からの光を観察者の第一の目でのみ実質上眺め、同時に、像の第二透視図の前記第一スペクトル成分を与える変調要素の第二複数の間隔を設けて配置され個々のあるいは行からの光を観察者の第二の目でのみ実質上眺めるように、収束要素の前記第一ピッチと焦点距離が選択されている、光源から変調要素への光路内にある並置されている収束光学要素の配列と、で構成されている。第一の方向を垂直に配置し、間隔を設けて配置された光源をこれ等の光源と観察者の間の光路にある収束光学系により水平面内の観察者の位置に再結像すると有利である。好都合にも、これ等の光源は広がった一つの光源の前にある対応する一連の開口で与えられる。これ等の開口はプログラム可能であり、一つのＬＣＤのような空間光変調器である。ある実施態様では一つの光源とホログラフ記録部により複数の光源と収束光学系を競合させてこれ等の光源と収束光学系の機能を置き換えることができる。この発明の他の構成によれば、自動立体像を表示する装置は、各々が使用時に観察者に大して自動立体像の一部を与える、像面に並置された複数の行の光変調部品を有する一つの二次元の透過性表示器と、ホログラフ記録部と、前記ホログラフ記録部用の照明を与える光源とを有し、前記記録部が少なくとも第一および第二配列の光学収束部品から成り、前記配列の各々が、使用時に、光の集中部のそれぞれの配列を提供し、第一配列の集中部の位置が第二配列の集中部の位置から離れていて、第一および第二配列からの光がそれぞれ観察者の第一および第二の目の方向に向き、観察者の第二の目と第一の目からそれぞれ実質上外れていて、光の前記集中部の位置が透過性表示器のそれぞれ変調要素の位置と一致するように配置されているので、自動立体像を観察する。観察者の位置を突き止める手段は、光源の位置を選択して透視区域に要求される位置を与え、各透視区域に対するホログラフ記録部により与えられる光の集中部のパターンとＬＣＤのそれぞれの変調要素の間の登録を維持する手段であると有利である。この発明の他の構成によれば、パターン化されたマスクと光変調要素の間の光路で光に散漫散乱を与える自由選択手段が設けてあるので、使用時に光のパターン構造は散漫拡散され、二次元の透過性表示器は最高の分解能で二次元像を提供する。好適実施例の説明ここで、図１〜８を参照してこの発明を説明する。これ等の図面では、図１は従来の技術による構造化された光源の原理を断面図にして示す。図２はこの発明によるパターン化されたマスクの形状の模式図を示す。図３はこの発明による構造化された光源の二つの直交面での二つの断面図を示す。図４はこの発明によに形成された表示系を模式的に示す。図５はこの発明の他の実施例を示す。図６と７はこの発明により使用するためホログラフ光学部材を記録する技術を示す。図８はこの発明によるホログラフ光学要素を有する装置を示す。図１には、国際特許出願 PCT/GB 94/ 00405の開示により構成された二つの構造化された光源が、ＬＣＤタイプの像を発生する二つのスクリーンを使用した自動立体表示器の一部として示されている。光源１からの光は半透明な鏡２により二つの成分に分離される。鏡３は約 50 ％の光を阻止条片の配列あるいはスクリーン４の後に向ける。このスクリーンはレンズ状スクリーン５のピッチにほぼ合うように間隔を設けて配置された長く垂直に延びる一連の透光開口を有する。スクリーン５には拡散後部裏面６があり、この上に阻止スクリーンの影が光のパターンを発生する。このパターンは、観察者７が半透明な鏡９を介して右目８でスクリーン５の全領域から光を受光し、左目１０がスクリーン５から光を殆ど受光しなくなるまで、両方のスクリーンの間隔を調整するとにより設計されている。第二光通路は、鏡３Ａ，阻止条片の配列１２，対応するレンズ状スクリーン１３および第二ＬＣＤパネル１４で構成されている。この配置により左目がＬＣＤ１４からの光だけをほぼ感知できる。第一光通路の構造化された光源の微小領域１５は図１の挿入図１６として拡大して示してある。発散光１７は阻止条片スクリーンあるいはマスク４を通過して微小レンズ５の拡散裏面６に入射する。この表面６の上に形成される光領域１８は円柱レンズ１９で再結像され、光がＬＣＤ１１を観察者の右目の方に発散する方向に通過することになる（中間の鏡による反射が続く）。観察者の左目に対応する光路はマスク４の不透明な領域により阻止される、これを破線２０で示す。パターン化されたマスクの形の新しいタイプの阻止スクリーンを図２に示す。このマスク２１はほぼ長方形の遮光領域２２の複数の行にして配置されている。隣接する行は逆相に配置されているので、格子縞のパターンとなる。図１に示すようなシャドウマスク技術を使用する必要性なしに、マスク２１の各行を通過して観察者の位置へ達する光の発散度を可変するため、漸減する水平方向のピッチを用いている。このピッチは、国際特許出願 PCT/GB 94/00405で既に説明したように、ほぼ垂直に延びるレンズ状要素から成るレンズ状構造体（図示せず）のテーパーに合わせてある。マスクに対してこのレンズ状スクリーンが垂直に移動すると相互に局部的なピッチが変わるので、必要な収束性の調整ができる。しかし、図２のマスクは、水平に延びる要素を持つ他方のレンズ状の配列で補われ、そのような要素の中心の間の垂直方向のピッチが遮光領域２２の隣接する行の間のピッチに一致しない限り、整合するレンズ状スクリーンで有効な機能を発揮しない。これ等の光学要素の組み合わせ機能は適当なＬＣＤスクリーンと共に図３に示してある。簡単のため、図２にも図３にも縮尺を記入していない。実際には、数百の収束光学要素が漸減する配列に対して水平方向に、またもう一つの配列に対して垂直方向に並置されている。提示する図面はこの表示装置の微小領域を強拡大した図と見なせる。図３には、この発明による構造化された光源の格子縞状のマスク要素が、このような構造体の全ての要素に対する二つの直交断面図に便宜上関連させるため、他の必要な部分なしに、参考のために示してある。全ての部分は、明確にするため、強拡大して描かれ、寸法を入れていない。従って、図示する要素は実際の装置の微小部分を表すに過ぎない。その場合、寸法は大体１ミリメートルの数十分の１で、表示器の全寸法は大体対角線が 350 mm より大きい。先ず、マスク２１を通過する線分ＡＡ′で規定され、図面の下に示す水平部分を見ると、この集合体には６つの部品がある。光は広がった光源あるいは通常のタイプのバックライト２３で与えられる。この光源は一様に明るく、光を全領域からかなり大きな角度にわたり放射する。光源２３の前に置いたマスク２１には、線分ＡＡ′に沿って交互に透光領域２４と遮光領域２５がある。そのような領域２４Ａと２５Ａの対は漸減する、つまりテーパー状に減少するレンズ状スクリーン２７の円柱状要素２６の焦点面の近くにある。図示していないスクリーン２７のテーパーはマスク２１のテーパーに合うように配置されている。漸減するレンズ状スクリーンの原理は国際特許出願 PCT/GB 94/00405に既に説明されている。領域２４Ａからの光が、要素２６を通過した後、領域２４Ａと２５Ａの境界を通過し、レンズ２６の軸を通過する垂直面の片側に入射する方向の範囲にあることは当業者には明らかである。この面を示す線分ＢＢ′はレンズ状スクリーン２７の面に垂直であるように示してあるが、実際には、微小レンズ２７に対してマスクを横方向に移動させて光の方向を調整している。この原理は観察者の頭の位置を突き止めるのに使用するため、国際特許出願 PCT/GB 94/ 00405に示されている。光が領域２４Ａを通過すると、直ぐ光は領域２５Ａで阻止され、暗い領域を線分ＢＢ′の他方の側に見る。この集合体には他に３つの部品がある。そのうちの一番目は電気的に操作可能な拡散体２８である。この機能は、必要な時に光源のパターン構造化を無くするものである。三次元的に眺めるため、この要素は透明であるように配置され、この説明のためには無視できる。マスク２１に直交する面を通る集合体の垂直断面図に移行する前に、線分ＡＡ ′に沿った透光領域２４，遮光領域２５およびレンズ状スクリーン２７を組み合わせて角度の関数とする光の透過と遮断は、スクリーン２７がマスク２１上の領域２４と２５を含む行に垂直に隣接する行の交互の透光領域と遮光領域に関連して動作すると、反転することを注意すると適切である。線分ＤＤ′に沿ってマスクの要素は上下の隣接部とは反転している。図３の左側に示し、線分ＣＣ′で示す面の垂直断面の構造の状況を調べる。マスク２１には垂直に交番する透光領域と遮光領域がある。遮光領域２５Ａは両方の断面に現れる。行の間の垂直方向のピッチＶは他のレンズ状構造体２９の円柱状要素の軸の間のピッチに関連して選択される。この実施例では、前記ピッチはＬＣＤスクリーン３０の行の間の垂直方向のピッチにほぼ等しくされているが、このピッチの整数倍も同じ機能をする。ＬＣＤ３０のピッチに対するスクリーン２９のピッチおよびスクリーン２９の垂直方向のピッチに対するマスク２１の垂直方向のピッチの両方を小さく設計すると実際に有用である。部品の上記配置の目的は非常に有効な結像機能を達成するためにある。明確にするため、垂直方向のピッチが全て等しい場合をここで取り扱う。マスク２１からスクリーン２９のレンズ要素３１への光学的に等価な空気中の距離はレンズ要素３１からＬＣＤ３０の動作要素への距離と等しくないようにに設定されている。これ等は大抵二枚のガラス板と付属する偏光子の間に置かれている。円柱状レンズ要素３１の焦点距離は、マスク２１の個々の点から出る光線３２がＬＣＤ３０の面に対して再結像することを保証するように選択されている。良好な近似では、特にこれ等のレンズ要素の焦点距離に対する幅の比に要求がない限り、各要素はマスクの垂直構造体の１：１の像を発生する。この結像機能は垂直面内にのみ当てはまり、干渉的に動作する垂直に隣接する要素の結像作用を伴うことが注目される。水平面内では、レンズ状スクリーン２７の作用はＬＣＤ３０を通過する光の角度特性を与える。マスク２１の隣接する行が交番する左右の透光あるいは遮光特性を与える前の観察に戻ると、この発明による前記配置の部品が自動立体で三次元的に眺めるのに特に良好に適した構造を持つ光源を提供することが分かる。観察者が水平断面図に示す線分ＢＢ′の両側に一方の目を置き、しかも国際特許出願 PCT /GB 94/ 00405の開示により、系の収束性をＬＣＤと観察者の間の距離に対して正しく設定してあるなら、要素３３を含むＬＣＤの行を通過する光はマスク２１の交番する行（Ｄ，Ｅ，Ｆ等）から出た光を受光するので、観察者の左の目に光を与える。同じことはＬＣＤの交番する行にも当てはまる。ＬＣＤ要素の他の半分は観察者の右目へ進む光で照明され、これはマスク２１の中間の行（Ａ，Ｇ，Ｈ等）に相当する。観察すべき三次元像に対して、左右の目の像データをＬＣＤの交番する行にインターリーブ式、つまり介在させる方式で送る必要がある。ＬＣＤスクリーンか水平に間隔を設けて配置された副画素構造から成り、異なった副画素が像の異なるカラー成分を与えるところでは、この実施例の改良は像に対して更なる向上を与える。上に説明したような実施例は、実質上本来のＬＣＤのラインの半分から成る各々の目に対する像を与える。水平ライン構造で像質に幾分損失が見られることは明らかである。米国特許第 4,641,178号明細書(ストリート；Street)で先に開示した技術をこの発明に新規な方法で適用できる。マスク２１を同じパターンの領域のある透明なスクリーンで置き換えることができる。図３の実施例に示すような、半分が不透明で、他の半分が透明である領域の代わりに、緑の光を通すが、赤と青の光を阻止する領域で透明な領域を置き換える。不透明な領域は、赤と青の光を通すが、緑の光を阻止するように配置されている。緑と青を対にし、赤を分離する他の組み合わせは更に便利になる。この方式で全てのカラー像のスペクトル成分を空間的に多重化し、正しいビデオデータをＬＣＤの各行のそれぞれのカラーに供給することを保証することにより、どの水平方向のライン構造も相当緩和され、垂直方向の分解能を殆ど損なうことはない。ＬＣＤの前に垂直方向の散漫拡散を与えても水平方向のライン構造を緩和できる。これを達成するためホログラフ拡散部材あるいは他の非等方性のマイクロ光構造体を使用すると好都合である。この発明により形成された表示システムを図４に模式的に示す。拡がった拡散光源３４は格子縞のマスク３５を通して光を放射する。マスク３５には水平に直線状の列の中に配置されているほぼ長方形（厳密には台形）の区域あるいは領域３６の垂直方向に漸減するパターンがある。この領域の半分は不透明で（ハッチングで示してある），残りは透明である。ほぼ垂直に配置されている円柱状要素とマスク３５のテーパーに一致するテーパーのレンズ状スクリーン３７に関連して、光のパターン構造に必要な水平制御はマスク３５により与えられる。スクリーン３７に対するマスク３５の横方向の動き３８は左から右への制御を与えるが、マスク３５に対するスクリーン３７の垂直方向の動き３９は組み合わせた構造体の各点で相対ピッチを変えるので、収束性を制御する。水平方向に配置されているレンズ状スクリーン４０の各要素は、マスク３５の特別な行から出る光をＬＣＤ４１の要素の対応する行へ結像する。隣の要素はこの特別な行からの光を、対応する行から二行のピッチだけ間隔を設けて配置されているＬＣＤ４１の行へ結像する。換言すれば、レンズ状スクリーン３７に対して同じ配置の遮光領域と透光領域を与えるマスク３５の行４２は、全て観察者の左目４３で見えるようにＬＣＤの交番する行に光を与える。逆に、マスクの行４４は、微小レンズ３７と微小レンズ４０を組み合わせて、ＬＣＤの他の中間ラインに光を与え、これを観察者の右目４５に向ける。ヘッドを追跡する系４６は観察者の座標を検知し、左目と右目の像に対する目視領域か観察者に対して正しく位置決めされることを保証するようにマスク３５とスクリーン３７の位置を制御する。図４の実施例には、構造の深さ全体を増大させることなく、どんな寸法のスクリーンにも取り付けできると言う有用な特性がある。散乱中心のある自由選択できる透明なシート４７もこの実施例に示してある。これ等の散乱中心は一方の動作状態からシートを透明にする状態へ電気的に切り換えることができる。このようなスクリーンの典型的な例は、液晶材料の微小領域をプラスチック母材の中に懸濁したものである。透明な時には、構造化された光源は通常に三次元像を与えるように動作する。シートが光を散乱させる時には、このシートは拡散体として働き、この表示器を二次元表示器として普通のように使用できる。最高分解能で二次元結像することおよび垂直方向の分解能を半分で自動立体像的に結像すること両方を要求するシステムでは、垂直方向にのみ拡散特性を有し、電気的に切換可能な特性を有する似たような構造体をＬＣＤ（図示せず）の直前に置き、シート４７の構造体と同じように使用できると好都合である。図５にこの発明の異なる形態を図示する。構造化された光源は図４のものとほぼ同じである。つまり、レンズ状スクリーン４８の形にして垂直に間隔を設けた配置された収束要素の配列が光変調要素の多数の行を有するＬＣＤ４９の後ろ配置されている。ＬＣＤの行の間隔と収束要素の間隔は密接に関係している。しかし、図４のスクリーン４０の要素と図３のスクリーン２９の部分の結像特性は実質上ＬＣＤの行の上のマスクの行の垂直面に約１：１の倍率を与えることであるが、スクリーン４８の円柱状要素はＬＣＤの結像要素の上により離れた配置の開口を垂直に結像するように配置されている。図５はこの配置を一部等しい大きさの図にして示しあり、明確にするため、垂直線分５１を通過する光路に沿った拡大部分５０が与えてある。部分５０を参照すると、通常の拡散光源（図示せず）の前に置いた開口５２は光を視野レンズ５３に透過で与える。レンズ５３の主な機能は観察者の一方の目の横方向の位置へ開口５２を再結像することにある。これは主図にハッチングを付けた領域５４として示してある。事実、この実施例では、開口５２はこれ等の開口の間の間隔が開口の高さの二倍になるように垂直に間隔を設けて配置されている。この垂直配列の開口からの光はスクリーン４８の円柱状レンズ要素の作用で垂直に拡がるため、領域５４の垂直寸法は結像光で一様に満たされる。これは断面図に各開口の中心からの代表的な光線の間にハッチングを付けた領域で示されている。これはこの構造体の非常に重要な特徴も示し、この特徴は各開口がレンズ状スクリーンの一つの要素の作用により垂直に結像されるため、その光が一組の狭い帯５５へ集中することにある。開口５２からの光の水平に拡がった帯の間の間隔は、良好な近似で、各帯の高さの二倍になる。これは、垂直寸法でこれ等の開口に関して隙間とマークの比が同じになることである。ＬＣＤスクリーン４９は、帯５５の間のピッチの３分の１である行の間のピッチを有する。開口５２を垂直に揃えることにより、ＬＣＤの光変調要素の三番目毎の行が開口５２からの光で照明され、領域５４に達する。他の二つの列の開口５６と５７は開口５２の列の両側に設けてあるので、パターン化されたマスクを形成する。列５６と５７はそれぞれ開口の高さだけ上と下に移動している。これ等の列の開口からの光は、ＬＣＤ上の光の対応する狭い帯の位置を帯５５の位置から垂直に移動させ、これ等の帯から光を受光する観察者の位置の領域で水平に移動することを除いて、視野レンズ５３と微小レンズ４８により５２からの光と同じように結像される。開口５６に対して、これ等の帯はＬＣＤの１行間隔だけ上に移動し、領域５８は領域５４の左に見られる。開口５７に対して、これ等の帯はＬＣＤの１行間隔だけ下に移動し、領域５９は領域５４の右に見られる。この配置により三つの異なる透視図を同時に表すことができる。二つの透視図に低減することは、３つ以上に増やすのと同じように自明である。この系に関する制約は、レンズ状スクリーンで集中させた光の帯の間のピッチをＬＣＤの行間隔の整数倍に一致させるように配置すべきで点にある。これ等の開口はＬＣＤのような空間光変調器の領域の形をしたプログラム可能なマスクから成るとよい。こうして、このマスクのパターンは、例えば観察者を突き止めるため、動的に可変できる。微小レンズの背後の光源は開口のように振る舞う。開口あるいは副光源の各々の垂直に隣接する要素の間のピッチ（Ｐ_S ），収束要素の配列の間のピッチ（Ｐ_L ）およびＬＣＤの変調要素の選択された（主に交番する）行の間のピッチ（Ｐ_T ）の間に或る関係が維持されているなら、図３と図５の実施例を複合させた多くの配置を形成できることを示せる。この関係は、Ｐ_S ＝(Ｐ_T×Ｐ_L)/(Ｎ×Ｐ_T−Ｐ_L)，ここでＮは整数、の形となる。収束要素の焦点距離はこの系の前記三つの部材の間の間隔から与えられ、開口の配列をＬＣＤの面に正しく結像することを保証する。この発明の基本原理に合った多くの構成が可能である。説明したような図５の実施例では、隣接する開口５２からの光は隣のレンズ状要素を通過して同じ光の帯に集中する。他の配置はより多くのレンズ状要素を使用して４つのＬＣＤの行を覆う。説明したように使用して、４つの千鳥状にずれた列の開口は４つの透視区域を与える。そのような開口の垂直方向のピッチが半分になれば、微小レンズによりこれ等の開口は対になって結像され、再プログラムにより二視野系が得られる。同じ垂直方向の高さに多重開口を使用することにより、同じ像を異なった位置で見ることができ、多重監視ができる。フレーム毎に基づき左右の目の開口の水平位置を入れ換え、ＬＣＤの対応するライン上に表示されるビデオの内容を変えると、像の水平ライン構造がいずれも実質上消える。ＬＣＤの後ろにあるホログラフ記録部要素により、これ等の開口、視野レンズおよび他の収束光学要素の全てあるいは幾つかを競合させることができるか、あるいは提供できる。このホログラムを再生する光源の位置を移動させて、或る程度のヘッドを追跡できる。光源を垂直方向に間隔を置いた二つまたはそれ以上のコンパクトな光源に分離して、各々の光源が異なったスペクトル成分を与えるなら、一つの透視図に対する一つのカラーをＬＣＤの同じ行の上に他の透視図の補色と共に表示できる。この発明で使用するのに適したホログラフ光学部材（ＨＯＥ）を二段で形成する装置と方法を図６と図７に基づき説明する。図６には、波長が 514.7 nMsで動作するアルゴン・レーザーのような干渉性の光源６０が光を短焦点レンズ６１とビームスプリッタ６２を介して主ホログラムＨ1 を記録する光学装置の二つの光路に与える。レンズ６３は基準ビームの光を平行光線にし、鏡６４を介してＨ1 に向ける。レンズ６５は装置の主（照明）光路に光を収束させるので、生じるＨＯＥとなる表示スクリーンと寸法で等しい長方形の領域の全ての点で、光が、通常ＨＯＥから観察者の最適距離に位置するＨ1 の一点に進む。この実施例では、円柱状収束要素６６の配列がレンズ６５とＨ1 の間の光路の中に配置されている。拡散スクリーン６７は配列６６の焦点面の近くに置かれている。一連の光ライン（図６の断面図には点６８として示してある）は配列６６により拡散体６７上に形成され、配列６６に対する拡散体６７の間隔を微調整してこれ等のラインの幅を調整できる。スクリーン６６の円柱状要素の間の垂直方向のピッチは、点６８に対応するラインの間隔がこの発明による自動立体表示器に使用すべきＬＣＤスクリーンの垂直方向のピッチの整数倍となることを保証するように配置されている。補助正面図Ｅに開口板７０の主断面図の垂直な間隙として示す長方形の開口６９は、拡散体６７からの光と鏡６４からの基準ビームを合体してＨ1 上で開口６９の境界内にホログラフ記録部を形成することを保証する。この長方形領域の寸法は観察者の一方の目の透視区域の形に一致し、最終ＨＯＥあるいはＨ2 を第二工程処理で形成する時（図７による以下を参照），これは、ホログラフ記録部を再生するために使用する光源がＨ2 の記録部に対する基準ビームの収束点に置かれているなら、ＬＣＤの水平ラインの一部の組からの光を観察する場合になる。しかし、Ｈ1 の記録部は、矢印Ｍで示してあるような、配列６６を円柱状要素の方向に対して垂直な方向に移動させた後、完全になる。従って、それで形成される光ラインは、使用時に他のあるいはもう一つの一部の組のＬＣＤの行に対応する中間位置に移動する。これ等の二つの記録部は観察者の両目に対する異なった透視区域に対応する。点６８の間の間隔がＬＣＤの行の間隔の二倍以上であれば、他の透視区域をこのように記録できる。最終ＨＯＥはマスターＨ1 から第二世代のホログラムＨ2 として作製される。これを図７に基づき説明する。レーザー７２およびレンズ７３と７４は干渉性の光の平行ビームを与える。このビームをビームスプリッタ−７５で鏡７６を経由してＨ1 に向かう読取ビームと、新しい記録部Ｈ2 を形成する基準ビームとに分離する。軸外の放物線状の反射体７７により基準ビームをＨ2 の反対側の位置Ｐに収束させる。Ｈ2 が作製されている場合には、それは一つのＨＯＥであり、その特性は、点Ｐから照らしたら、図６の配列６６で生じ、ＬＣＤの行間隔の整数倍の間隔に並べたラインに相当する一連のラインからの光が一方の透視区域内で観察され、中間にある組のラインからの光が他方の透視区域で観察されるものてある。Ｈ1 を読取ビームで照らした時に形成される光ラインの面７８の後の見や易い距離（10 mm としよう）にＨ2 が位置することを保証することにより、最終記録部が使用時にＬＣＤの後のこの距離に位置決めできる。ＨＯＥを図７のＰに相当する点から照らす時に生じる光ラインは、その時、ＬＣＤの行に一致するように形成される。観察者のそれぞれの目に向かう光を通す行の上にある適当な像データを用いて、自動立体像が観察される。図６に示すような一連の円柱状収束要素を用いて形成されるＨＯＥはそれぞれの目に対するＬＣＤの全てのラインを照らす構造化された光源を与える。他の方法でＬＣＤを細分化するため代わりの配置を使用することができる。そのような一つの実施態様では、光ラインを前に形成すべき面にマスクを置く。拡散体をレンズ６５とこのマスクの間に置くので、何れのマスクの開口もＨ1 の全領域を照らす。開口のパターンはＬＣＤの変調要素の一部の組に合うように配置される。既に説明したようにＨ1 に形成された透視区域の各々に対して、ＬＣＤの要素の位置の新しい一部の組（最小数２）を選ぶようマスクを移動させる。Ｈ2 が記録されている時には、自動立体像のどちらかの透視図を表す要素の配置は種々異なった方法で配置した要素である。格子縞のパターンは二透視図配置に対する典型的なものである。事実、ＨＯＥは、記録処理により収束光学要素の少なくとも二つの共役配置された配列、つまり各透視区域に対して一つの配列である。何故なら、元のマスクの開日の各々がこの形で各透視区域に対して一度記録されているからである。Ｐで発生する光は、個々の透視区域の一方に達する前に、Ｈ2 により点の配列に向けて収束する。画素（ピクセル）の各々が水平に間隔を設けて配置された３つの副画素、各々が異なる原色の画素、から成るカラーＬＣＤに対して、交番する副画素をそれぞれの透視図に割り当てることができるので、像のデータが正しく処理されていれば、比較的高い水平分解能を維持する。下にある格子縞パターンの要素か一つの透視図にあれば、更に重要な特性が得られる。多数のＬＣＤから成る構造体は、一つのカラーの要素が垂直な条片パターンに配置されているものである。デジタル的に発生するものと異なり、アナログ像に好ましいパターンは、副画素を三角形あるいは三組構造に配置することである。垂直条片構造から副画素を格子縞状に選択して、左右の目の像を細分化して課す方式は、それぞれの目に三角形構造に似たパターンを与えることになる。ＨＯＥが二つの透視区域の各々に対して交番するラインを与えるか、異なったスペクトル成分に対して同じ透視図を隣のラインに表示して、副画素の組をより一様に分布させるようにＨＯＥの照明を配置しているこの発明の簡単な実施例を、図８に基づき説明する。ＨＯＥ，Ｈ2 はＬＣＤ７９の後にある。各部の小さな部分を示す。一方がマゼンタ光８０を放射し、他方が緑の光８１を放射する二つの光源を垂直に間隔を設けて配置し、ＨＯＥ，Ｈ2 の後ろに置く。これ等の光源８０と８１の垂直方向の間隔は、一方の透視区域８２に対して形成される垂直方向に間隔を設けてあるマゼンタ光の集中部が同じ透視区域に対して形成れる間隔を設けてある緑の光の集中部から一行だけ垂直方向に変位している。逆に、他方の透視区域８３に達するマゼンタ光は区域８２へ緑の光を送るＬＣＤの行から出て、緑の光がマゼンタ光を区域８２に送る行から区域８３に達する。この結果は、ＬＣＤの全ての線分に対して色調を良く整えるそれぞれの目に対する副画素（赤、緑および青）の配置となる。ヘッドを追跡することは光源に対して正しい位置を選択して達成される。上の例のように、ＬＣＤの全行を照らすため水平な光ラインを採用する場合には、光源の位置を、矢印８４で示すように、水平方向の連続体から選択する。ＨＯＥによる照明は垂直方向と水平方向に間隔を設けて配置される光の点あるいは微小領域あるいは集中部の形になっているところでは、光源の位置を離散的に複数の箇所から選ぶと、ＬＣＤの変調要素の同じ組を照らすが、各々の目に対応する透視区域に対して僅かに異なった位置を与える。例えば、自動立体像の同じ透視図に対応するＬＣＤの変調要素の間の水平間隔が 0.176 mm であり、ＬＣＤからＨＯＥまでの距離が 10 mmであれば、ＬＣＤに到達するＨＯＥからの光の水平面内の方向か１度変わると、同じ変調要素に一致する光の集中部の配列を形成する。透視区域が表示器から典型的な目視距離である 700 mm だけ離れているなら、これ等の透視区域の各々は水平方向に 12.3 mmだけずれる。光の集中部が格子縞状に配置されているなら、ＨＯＥからＬＣＤへ光の方向に僅かな交番する垂直方向の変化が水平方向の追跡増分値を１度の半分に二分割させ、これは実際の目的に十分な微細さである。表示器からの目視距離を広い範囲にするため、光源をＨＯＥに向かう方向、あるいはそれから離れる方向に移動させることができる。この代わりに、表示領域を細分化し、各セグメントからの光の方向をセグメントの位置と観察者の距離に応じて修正できる。この細分化はＨ2 を記録する時、各々の光源がＨ2 の後に公称位置を占める一連の光源を用意して、あるいは光源をその位置で方向選択可能にパターン構造化することにより達成できる。そのような構造化された光源の良い例は、レンズ状スクリーンの焦点面に置かれたＬＣＤのようなプログラム可能な空間光変調器であり、この組み合わせで通常の広がった光源の前に置かれたものである。このスクリーンの各レンズにスクリーンの後でＬＣＤ４つの要素があるなら、各々に実質上それ自身プログラム可能な光源がある４つの垂直な帯あるいはセグメントに表示領域を細分化できる。図５の実施例に加えて、この例のピッチと照明開口の間のピッチを水平方向に同じにした更に交差する配列の円柱状収束要素は、水平にも垂直にも間隔を設けた点の形、あるいは微小領域の形で照明を与える。これにより、ＬＣＤを格子縞状に細分化でき、各々の目に付属するＬＣＤの要素を照らすため、光源あるいは開口の複数の離散的な位置から選択できるが、その目に対応する透視区域に対して異なった位置を与える。同様に、ただ一つの記録された透視区域から成るＨＯＥは観察者の異なる目に対してＬＣＤを選択するためおよびそれ等の目に光を向けるため、複数の光源と共に使用できる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年１１月１５日（１９９７．１１．１５）【補正内容】請求の範囲１．一つの光源（２３，２４）と、観察者とこの光源の中間に複数の光変調要素を有する一つの空間光変調器（ＳＬＭ）（３０，４１，４９，６７，７９）と、光景の第一透視図を観察者の一方の目（４３）で眺め、光景の第二の透視図を観察者の他方の目（４５）で眺めるように光にパターン構造を与える手段とから成り、光景の少なくとも二つの透視図から成る自動立体像を表示する装置において、光源とＳＬＭの間に配置されていて、収束光学要素（２９，４０，４８）を有する光集中装置が光にパターン構造を与える前記手段にあり、この光集中装置が像の透視図に対して中間に介在する方式で、ＳＬＭの各組の要素へ実質上写像される垂直に間隔を設けて配置された一組の光集中部（５５）を各透視図に対して形成することを特徴とする装置。２．光集中装置は、更に遮光領域（２２，２５，４２）と透光領域（２４，４４，５２，５６，５７）のあるパターン化されたマスク（３５）と、マスクの一点からの光を垂直面内でＳＬＭの面にほぼ集束させる収束光学要素の配列とからなる請求の範囲第１項に記載の装置。３．マスク（１，３５）は格子縞にされていて、水平な行とほぼ垂直な列を有し、行と列の各々に交番する遮光領域と透光領域がある請求の範囲第２項に記載の装置。４．前記列にはテーパーが付けてある請求の範囲第３項に記載の装置。５．光の遮断と透過はスペクトル範囲の選ばれた部分に関して行われる請求の範囲第２〜４項の何れか１項に記載の装置。６．光にパターン構造を与える前記手段は、一行のマスクに対して一方の透視図のスペクトル範囲の少なくとも一部を与え、マスクの列のピッチに相当するピッチでほぼ垂直方向に細長い要素を持つもう一つの配列の収束光学要素（２７，３７）から成る請求の範囲第３〜５項の何れか１項に記載の装置。７．前記列にはテーパーが付けてあり、もう一つの配列の要素は合わせたテーパーを有する請求の範囲第６項に記載の装置。８．マスクには垂直な列があり、光にパターン構造を与える手段はマスクの各列に対応する水平方向に並置された透視区域を与える結像手段である請求の範囲第２項に記載の装置。９．結像手段は一つのレンズ（５３）である請求の範囲第８項に記載の装置。 10．光集中装置はホログラフ光学部材（Ｈ２）である請求の範囲第１項に記載の装置。 11．光源は垂直に間隔を設けて配置されたコンパクトな光源（８０，８１）であり、コンパクトな光源の各々はホログラフ光学部材を異なったスペクトル成分でもって照明する請求の範囲第１０項に記載の装置。 12．観察者の座標データに応じて光にパターン構造を与える手段からの光の水平面内の方向を制御して観察者の位置を突き止める手段が設けてある請求の範囲第１〜１１項の何れか１項に記載の装置。 13．観察者の位置を突き止めることは、観察者の座標データに応じて光にパターン構造を与える手段からの光の水平面内の方向を制御して行われ、前記制御はパターン化されたマスクをもう一つの配列の収束光学要素に対して移動させて行われる請求の範囲第６項または第７項に記載の装置。 14．観察者の横方向の位置を突き止めることは、パターン化されたマスクともう一つの配列の収束光学要素の間の水平面（３８）内の相対運動による請求の範囲第１３項に記載の装置。 15．光にパターン構造を与える手段から観察者までの距離を突き止めることは、前記もう一つの配列の要素の延び方向（３９）にほぼ揃っている軸に沿った、パターン化されたマスクともう一つの配列の収束光学要素との間の相対運動により行われ、観察者の横方向の位置を突き止めることは、パターン化されたマスクと前記軸に直交するもう一つの配列の収束光学要素の間の相対運動により行われる請求の範囲第１３項に記載の装置。 16．マスクのパターンはプログラム可能である請求の範囲第２項に記載の装置。 17．観察者の位置を突き止めることは、観察者の座標データに応じて光にパターン構造を与える手段からの光の水平面内の方向を制御して行われ、前記制御はパターンをプログラムして行われる請求の範囲第１６項に記載の装置。 18．使用時にビデオのフレームシーケンスに基づき、遮光領域は透過性になり、透光領域は阻止状態になる請求の範囲第１６項に記載の装置。 19．ＳＬＭは液晶表示器である請求の範囲第１〜１８項の何れか１項に記載の装置。 20．光学的に透明な状態と散漫散乱状態の間を電気的に切換可能な手段（２８，４７）が観察者と光源の中間に置かれている請求の範囲第１〜１９項の何れか１項に記載の装置。 21．ＳＬＭは二次元像を与え、切換可能な手段が拡散状態の時にＳＬＭの最高の分解能を有する請求の範囲第２０項に記載の装置。 22．ＳＬＭの変調要素の個々の行の像は、切換可能な手段が拡散状態の時に垂直方向に広がる請求の範囲第２０項に記載の装置。 23．光にパターン構造を与える手段は垂直間隔がＰ_L の収束光学要素の配列であり、ＳＬＭの個々の要素は垂直ピッチがＰ_T であり、光にパターン構造を与える手段は更に使用時に光源と関連してほぼＰ。に等しいピッチで垂直方向に間隔を設けて配置された一組の副光源を有し、ここでＰ_S ＝ (Ｐ_T×Ｐ_L)/(Ｎ×Ｐ_T−Ｐ_L) となり、Ｎが整数である請求の範囲第１項に記載の装置。 24．一つの光源（２３，３４）を設け、観察者とこの光源の中間に複数の光変調要素を有する空間光変調器（ＳＬＭ）（３０，４１，４９，６７，７９）を位置決めし、前記光源からの光にパターン構造を付けて、光景の第一透視図を観察者の一方の目（４３）て眺め、光景の第二の透視図を観察者の他方の目（４５）で眺める、光景の少なくとも二つの透視図から成る自動立体像を表示する方法において、光にパターン構造を与えることは、光源とＳＬＭの中間の収束光学要素（２９，４０，４８）を用い、像の透視図に対して中間に介在する方式で、ＳＬＭの要素の各組にほぼ写像する垂直方向に間隔を設けて配置される一組の光集中部（５５）を形成することを含むことを特徴とする方法。【手続補正書】【提出日】１９９８年１１月２４日（１９９８．１１．２４）【補正内容】明細書自動立体表示器この発明は、三次元結像の分野、特に観察者の装着する特別な目の装着具を必要としない立体像を提供することに関する。このような表示器は通常自動立体的であると記述される。背景国際特許出願 PCT/GB 94/00405（ストリート; Street）には、二つの像を立体像対の形で眺めることのできる装置の種々の実施態様が開示されている。その発明の主目的は観察者の目視位置を突き止め、各像に対応する光を観察者のそれぞれの目の位置へ収束させることを保証することにある。或る実施態様ではこの目的を達成するため、一つまたは二つの液晶表示器（ＬＣＤ）のスクリーンを採用している。単一ＬＣＤを使用する実施態様は、ＬＣＤ表面の直前に置かれたレンズ状スクリーンのピッチを合わせるＬＣＤの垂直列構造に依存する。各レンズ状要素の後ろの二列の像は観察者に対して左右の目の眺めを与える。この手法で出くわす難点は、大抵のカラーＬＣＤが異なったカラー要素を水平方向に間隔を設けて配置した副画素構造を有することにある。これは自動立体カラー像に対して標準ＬＣＤスクリーンの使用を著しく制限する。第二の実施態様は半透明な鏡の両側の共役位置に置かれた二つのＬＣＤを使用してこの困難を克服している。各ＬＣＤの背後には、縞状のマスクあるいは阻止条片スクリーンに合わせた微小レンズの組み合わせが、レンズ状要素の焦点面のところにマスクのパターンを有し、パターン構造化された光源（以後、構造化された光源と称する）を与え、この光源の特性は光を観察者のところの特定な領域に通し、隣の領域には光を阻止することにある。このシステムは一方のＬＣＤからの光が他方のＬＣＤからの光を観察する位置から離れている位置で観察できるように構成されている。表示装置からの光の集中部のこれ等の領域の横方向の位置と距離を制御して三次元像を観察するように観察者の位置を突き止めるので、目の各々が立体対、つまりステレオ対の正しい像を見る。この配置の利点は、ＬＣＤ上の要素のパターンがレンズ状スクリーンの幾何学関係に制約される必要がない点にある。更に、ＬＣＤ像の各々は画素の全ての補色を保持している。しかし、コストおよび／またはスペースの制約が立体対の両方の像を提供するのに単一ＬＣＤを採用することを魅力的にするなら、種々の場合が生じる。この発明は、国際特許出願 PCT/GB 94/ 00405に開示されている二つのＬＣＤ配置の観察者を突き止める全ての能力を保持しながら、これを達成している。特別に整合させてある構造化された光源を提供してこれを達成している。これは、ＬＣＤ像となる画素の配列内の交番する行の要素からの光を観察者の一方の目にのみ到達させ、他のラインの画素のみからの光を観察者の他方の目に到達させる。結局、国際特許出願 PCT/GB 94/00405に開示されている光源に似た二つの構造化された光源を空間的に多重化して所望の結果を達成している。この発明の他の実施態様は、直線にあるいは他の配置に配列された画素の複数の群からの光を、空間内の対応する複数の個所へ指向させる構造化された光源を提供し、一つの光景の二つ以上の透視図を同時に提示している。発明の要約この発明の目的は、単一ＬＣＤスクリーンから全自動立体像を提供することにある。この発明の他の目的は、潜在的に広い結像領域と共にコンパクトな照明系を提供することにある。この発明の他の目的は、観察者の表示器からの目視距離を可変したり、横方向の位置を可変することにある。この発明の目的は、ＬＣＤの本来の分解能を損なうことなく、ＬＣＤスクリーンを通常の二次元表示器として使用するモードを提供することにもある。発明の開示こうして、この発明によれば、一つの光源と、観察者とこの光源との間にある複数の変調要素を有する空間光変調器（ＳＬＭ）と、光にパターン構造を与え、光景の第一透視図を観察者の一方の目で眺め、光景の第二透視図を観察者の他方の目で眺める手段とから成り、光景の少なくとも二つの透視図から成る自動立体像の表示装置を提供していて、前記光にパターン構造を与える手段が、像の各透視図に対して垂直に間隔を設けて配置された一組の光集中部を形成する光集中装置を有し、前記光集中部がＳＬＭの各組の要素に実質上写像されている点に特徴がある。ここで、用語「垂直」は両方の目を水平にしている観察者に対して使用されると解するものとする。光集中装置が遮光領域と透光領域から成るパターン化されたマスクと、このマスクの一点からの光をほぼＳＬＭの面に垂直面内で集束させる収束光学要素の配列とで構成されていると有利である。ある実施態様では、マスクを格子縞状にし、水平方向の行とほぼ垂直な列を有し、行と列の各々は交互に遮光領域と透光領域を有する。これ等の列は漸減するようにされていると好ましい。どの領域の遮光および透光の特性もスペクトル範囲の選択された部分に関しているものである。光にパターン構造を与える手段は、一定の水平方向のピッチを有し、マスクの１行に対して一方の透視図のスペクトル範囲の少なくとも一部を与え、マスクの列のピッチの二倍に相当するピッチでほぼ垂直な細長い要素を有する収束光学要素のもう一つの配列であると好ましい。列が漸減するところでは、もう一つの配列の要素が整合させたテーパーを有する。この発明の他の実施態様では、マスクが垂直な列から成り、光にパターン構造を与える手段かマスクの各列に対応する水平に並置された透視区域を与える結像手段である。この結像手段は一つのレンズであると好都合である。この発明の他の実施態様では光集中装置がホログラフ光学部材である。光源は、それぞれ異なったスペクトル成分でこのホログラフ光学部材を照らす垂直に間隔を設けて配置されたコンパクトな複数の光源であると有利である。観察者の座標データに応じて光にパターン構造を与える手段からの光の水平面内の方向を制御して観察者の位置を突き止める制御手段を設けると好ましい。前記観察者の座標データに応じて光にパターン構造を与える手段からの光の水平面内で方向を制御し、パターン化されたマスクを収束光学要素のもう一つの配列に対して移動させて、観察者の位置を突き止めると有利である。パターン化されたマスクと収束光学要素のもう一つの配列との間の水平面内の相対運動により観察者の横方向の位置を突き止める。光にパターン構造を与える手段から観察者までの距離を突き止めることは、もう一つの配列の要素の長手方向にほぼ揃っている軸に沿った、もう一つの配列の収束光学要素とパターン化されたマスクの間の相対運動により行われる。観察者の横方向の位置を突き止めるため、パターン化されたマスクと一つの配列の収束光学要素の間の相対運動は前記軸に直交する方向に向いている。パターン化されたマスクがプログラム可能なパターンであると有利である。このパターンをプログラムして、光にパターン構造を与える手段からの光の水平面内の方向を制御して、観察者の位置を突き止めると好都合である。使用時には、ビデオのフレームシーケンスに基づき、遮光領域が透光性になり、透光領域が遮光性となるようにマスクをプログラムできる。好適実施例ではＳＬＭは液晶表示器である。或る実施態様では、観察者と光源の中間に、光学的に透明な状態と散漫散乱状態の間を電気的に切換できる手段が設けてある。或る実施態様では、この切換可能な手段が散漫散乱である時、ＳＬＭは最高の分解能で二次元像を与える。他の実施態様では、切換可能な手段が散漫散乱である時、ＳＬＭの変調要素の個々の行の像が垂直に拡がるので、自動立体像の各透視図から成る線分の間に隙間が生じることを防止している。この発明の他の構成によれば、光源を設け、観察者と光源の中間に複数の光変調要素のある空間光変調器（ＳＬＭ）を位置決めし、前記光源からの光にパターン構造を与えてこの光景の第一透視図を観察者の一方の目で眺め、光景の第二透視図を観察者の他方の目で眺める過程から成り、光景の少なくとも二つの透視図から成る自動立体像を表示する方法が提示されていて、光にパターン構造を与えることが垂直に間隔を保って配置された一組の光集中部を形成することを含み、これ等の光集中部がＳＬＭの要素の各組の上に写像している点に特徴がある。この発明は、各々が使用時に自動立体像の一部を与える並置された複数の行の光変調要素を有する二次元透過表示器と、前記表示器により供される像を透過状態で見るための光源と、使用時に像の第一透視図の少なくとも第一スペクトル成分を与える間隔を設けて配置された第一複数の個別のあるいは行の変調要素からの光を観察者の第一の目でのみほぼ眺め、同時に像の第二透視図の前記第一スペクトル成分を与える間隔を設けて配置された第二複数の個別のあるいは行の変調要素からの光を観察者の第二の目でのみほぼ眺めるように前記光にパターン構造を与える手段と、から成る自動立体像を表示する装置を包含する。光にパターン構造を与える手段は、典型的には、パターン化された一つのマスクと、各々が焦点面に垂直で第一直交面内に主収束部を有し、一行の光変調要素を含み、隣の要素が前記第一直交面内の前記マスクのパターンの繰返長さにほぼ一致する第一距離に間隔を設けて配置され、マスクあるいはマスクの像および／または影がほぼ焦点面に位置する第一配列の収束光学要素と、各々が前記第一直交面および第一収束要素の前記焦点面に対して垂直で第二直交面内に主収束部を有し、隣の要素が前記第二直交面内の前記マスクまたはマスクの像および／または影のパターンの繰り返し長さに関連して選択された第二距離に間隔を設けて配置され、使用時に光変調要素の面にマスクのパターンで形成された像の第二面内のピッチが前記要素の隣の行の間のピッチの整数倍に一致するような焦点距離を持つ第二配列の収束光学要素と、から成る。このマスクのパターンは透明な基板の上に遮光領域と透光領域が規則正しく並んだ格子縞の配列であると有利である。或るスペクトル範囲の遮光領域は可視スペクトルの他の部分を通すことができる。この発明は第一配列の収束光学要素とマスクあるいはマスクの像および／または影の間の相対運動を与え、観察者の位置を突き止めるために必要な制御を提供する。収束光学要素の配列の各々が一つのレンズ状スクリーンであると有利である。第一配列の収束光学要素の構造は漸減させることがで、隣接する要素の中心の間のピッチは長さに沿って変化する。更に、この発明の好適実施例では、自動立体像を表示する装置は、各々か使用時に自動立体像の一部を与える像面に複数の並置された行の光変調要素のある二次元の透過性表示器と、変調要素の行の方向に直交する第一方向に第一ピッチで間隔を設けて配置されている放出あるいは透過で照明を与える複数の光源と、各々が変調要素の行に直交する面内に主収束部を有し、第二ピッチで間隔を設けて配置されているため、使用時に第一収束要素により一次元で像面に形成される第一光源からの光の集中部が前記第一要素に隣接する第二収束要素により、第一光源から前記第一方向に間隔を設けて配置されている第二光源の像面に形成される光の集中部にほぼ一致し、前記第一方向に隣接する個々の光源の光から一つの収束要素により形成される光の集中部の間の間隔が透過性表示器の光変調要素の隣接する行の間のピッチの整数倍であるように、そして像の第一の透視図の少なくとも第一スペクトル成分を与える変調要素の第一複数の間隔を設けて配置された個々のあるいは行からの光を観察者の第一の目でのみ実質上眺め、同時に像の第二透視図の前記第一スペクトル成分を与える変調要素の第二複数の間隔を設けて配置され個々のあるいは行からの光を観察者の第二の目でのみ実質上眺めるように、収束要素の前記第一ピッチと焦点距離が選択されている、光源から変調要素への光路内にある並置されている収束光学要素の配列と、で構成されている。第一の方向を垂直に配置し、間隔を設けて配置された光源をこれ等の光源と観察者の間の光路にある収束光学系により水平面内の観察者の位置に再結像すると有利である。好都合にも、これ等の光源は広がった一つの光源の前にある対応する一連の開口で与えられる。これ等の開口はプログラム可能であり、一つのＬＣＤのような空間光変調器である。ある実施態様では一つの光源とホログラフ記録部により複数の光源と収束光学系を競合させてこれ等の光源と収束光学系の機能を置き換えることができる。この発明の他の構成によれば、自動立体像を表示する装置は、各々が使用時に観察者に対して自動立体像の一部を与える、像面に並置された複数の行の光変調部品を有する一つの二次元の透過性表示器と、ホログラフ記録部と、前記ホログラフ記録部用の照明を与える光源とを有し、前記記録部が少なくとも第一および第二配列の光学収束部品から成り、前記配列の各々が、使用時に、光の集中部のそれぞれの配列を提供し、第一配列の集中部の位置が第二配列の集中部の位置から離れていて、第一および第二配列からの光がそれぞれ観察者の第一および第二の目の方向に向き、観察者の第二の目と第一の目からそれぞれ実質上外れていて、光の前記集中部の位置が透過性表示器のそれぞれ変調要素の位置と一致するように配置されているので、自動立体像を観察する。観察者の位置を突き止める手段は、光源の位置を選択して透視区域に要求される位置を与え、各透視区域に対するホログラフ記録部により与えられる光の集中部のパターンとＬＣＤのそれぞれの変調要素の間の登録を維持する手段であると有利である。この発明の他の構成によれば、パターン化されたマスクと光変調要素の間の光路で光に散漫散乱を与える自由選択手段が設けてあるので、使用時に光のパターン構造は散漫拡散され、二次元の透過性表示器は最高の分解能で二次元像を提供する。好適実施例の説明ここで、図１〜８を参照してこの発明を説明する。これ等の図面では、図１は従来の技術による構造化された光源の原理を断面図にして示す。図２はこの発明のパターン化されたマスクの形状の模式図を示す。図３はこの発明の構造化された光源の二つの直交面での二つの断面図を示す。図４はこの発明により形成された表示系を模式的に示す。図５はこの発明の他の実施例を示す。図６と７はこの発明の使用に対するホログラフ光学部材を記録する技術を示す。図８はこの発明のホログラフ光学要素を有する装置を示す。図１には、国際特許出願 PCT/GB 94/00405の開示により構成された二つの構造化された光源が、ＬＣＤタイプの像を発生する二つのスクリーンを使用した自動立体表示器の一部として示されている。光源１からの光は半透明な鏡２により二つの成分に分離される。鏡３は約 50 ％の光を阻止条片の配列あるいはスクリーン４の後に向ける。このスクリーンはレンズ状スクリーン５のピッチにほぼ合うように間隔を設けて配置された長く垂直に延びる一連の透光開口を有する。スクリーン５には拡散後部裏面６があり、この上に阻止スクリーンの影が光のパターンを発生する。このパターンは、観察者７が半透明な鏡９を介して右目８でスクリーン５の全領域から光を受光し、左目１０がスクリーン５から光を殆ど受光しなくなるまで、両方のスクリーンの間隔を調整して設計されている。第二光通路は、鏡３Ａ，阻止条片の配列１２，対応するレンズ状スクリーン１３および第二ＬＣＤパネル１４で構成されている。この配置により左目がＬＣＤ１４からの光だけをほぼ感知できる。第一光通路の構造化された光源の微小領域１５は図１の挿入図１６として拡大して示してある。発散光１７は阻止条片スクリーンあるいはマスク４を通過して微小レンズ５の拡散裏面６に入射する。この表面６の上に形成される光領域１８は円柱レンズ１９で再結像され、光がＬＣＤ１１を観察者の右目の方に収束する方向に通過することになる（次に中間の鏡により反射する）。観察者の左目に対応する光路はマスク４の不透明な領域で阻止され、破線２０のように示される。パターン化されたマスクの形の新しいタイプの阻止スクリーンを図２に示す。このマスク２１はほぼ長方形の遮光領域２２の複数の行にして配置されている。隣接する行は逆相に配置されているので、格子縞のパターンとなる。図１に示すようなシャドウマスク技術を使用する必要性なしに、マスク２１の各行を通過して観察者の位置へ達する光の発散度を可変するため、漸減する水平方向のピッチを用いている。このピッチは、国際特許出願 PCT/GB 94/ 00405で既に説明したように、ほぼ垂直に延びるレンズ状要素から成るレンズ状構造体（図示せず）のテーパーに合わせてある。マスクに対してこのレンズ状スクリーンが垂直に移動すると相互に局部的なピッチが変わるので、必要な収束性の調整ができる。しかし、図２のマスクは、水平に延びる要素を持つ他方のレンズ状の配列で補われ、そのような要素の中心の間の垂直方向のピッチが遮光領域２２の隣接する行の間のピッチに一致しない限り、整合するレンズ状スクリーンで有効な機能を発揮しない。これ等の光学要素の組み合わせ機能は適当なＬＣＤスクリーンと共に図３に示してある。簡単のため、図２にも図３にも縮尺を記入していない。実際には、数百の収束光学要素が漸減する配列に対して水平方向に、またもう一つの配列に対して垂直方向に並置されている。提示する図面はこの表示装置の微小領域を強拡大した図と見なせる。図３には、この発明による構造化された光源の格子縞状のマスク要素が、このような構造体の全ての要素に対する二つの直交断面図に便宜上関連させるため、他の必要な部分なしに、参考のために示してある。全ての部分は、明確にするため、強拡大して描かれ、寸法を入れていない。従って、図示する要素は実際の装置の微小部分を表すに過ぎない。その場合、寸法は大体１ミリメートルの数分の１で、表示器の全寸法は大体対角線が 350 mm より大きい。先ず、マスク２１を通過する線分ＡＡ′で規定され、図面の下に示す水平部分を見ると、この集合体には６つの部品がある。光は広がった光源あるいは通常のタイプのバックライト２３で与えられる。この光源は一様に明るく、光を全領域からかなり大きな角度にわたり放射する。光源２３の前に置いたマスク２１には、線分ＡＡ′に沿って交互に透光領域２４と遮光領域２５がある。そのような領域２４Ａと２５Ａの対は漸減する、つまりテーパー状に減少するレンズ状スクリーン２７の円柱状要素２６の焦点面の近くにある。図示していないスクリーン２７のテーパーはマスク２１のテーパーに整合するように配置されている。漸減するレンズ状スクリーンの原理は国際特許出願 PCT/GB 94/00405に既に説明されている。領域２４Ａからの光が、要素２６を通過した後、領域２４Ａと２５Ａの境界を通過し、レンズ２６の軸を通過する垂直面の片側に入射する方向の範囲にあることは当業者には明らかである。この面を示す線分ＢＢ′はレンズ状スクリーン２７の面に垂直であるように示してあるが、実際には、微小レンズ２７に対してマスクを横方向に移動させて光の方向を調整している。この原理は観察者の頭の位置を突き止めるのに使用するため、国際特許出願 PCT/GB 94/00405に示されている。光が領域２４Ａを通過すると、直ぐ光は領域２５Ａで阻止され、暗い領域を線分ＢＢ′の他方の側に見る。この集合体には他に３つの部品がある。そのうちの一番目は電気的に操作可能な拡散体２８である。この機能は、必要な時に光源のパターン構造化を無くするものである。三次元的に眺めるため、この要素は透明であるように配置され、この説明のためには無視できる。マスク２１に直交する面を通る集合体の垂直断面図に移行する前に、線分ＡＡ ′に沿った透光領域２４，遮光領域２５およびレンズ状スクリーン２７を組み合わせて角度の関数とする光の透過と遮断は、スクリーン２７がマスク２１上の領域２４と２５を含む行に垂直に隣接する行の交互の透光領域と遮光領域に関連して動作すると、反転することを注意すると適切である。線分ＤＤ′に沿ってマスクの要素は上下の隣接部とは反転している。図３の右側に示し、線分ＣＣ′で示す面の垂直断面の構造の状況を調べる。マスク２１には垂直に交番する透光領域と遮光領域がある。遮光領域２５Ａは両方の断面に現れる。行の間の垂直方向のピッチＶは他のレンズ状構造体２９の円柱状要素の軸の間のピッチに関連して選択される。この実施例では、前記ピッチはＬＣＤスクリーン３０の行の間の垂直方向のピッチにほぼ等しくされているが、このピッチの整数倍も同じ機能をする。ＬＣＤ３０のピッチに対するスクリーン２９のピッチおよびスクリーン２９の垂直方向のピッチに対するマスク２１の垂直方向のピッチの両方を小さく設計すると実際に有用である。部品の上記配置の目的は非常に有効な結像機能を達成するためにある。簡単のため、垂直方向のピッチが全て等しい場合をここで取り扱う。マスク２１からスクリーン２９のレンズ要素３１への光学的に等価な空気中の距離はレンズ要素３１からＬＣＤ３０の動作要素への距離と等しくなるように設定されている。これ等は大抵二枚のガラス板と付属する偏光子の間に置かれている。円柱状レンズ要素３１の焦点距離は、マスク２１の個々の点から出る光線３２がＬＣＤ３０の面に対して再結像することを保証するように選択されている。良好な近似では、特にこれ等のレンズ要素の焦点距離に対する幅の比に要求がない限り、各要素はマスクの垂直構造体の１：１の像を発生する。この結像機能は垂直面内にのみ当てはまり、干渉的に動作する垂直に隣接する要素の結像作用を伴うことが注目される。水平面内では、レンズ状スクリーン２７の作用はＬＣＤ３０を通過する光の角度特性を与える。マスク２１の隣接する行が交番する左右の透光あるいは遮光特性を与える前の観察に戻ると、この発明による前記配置の部品が自動立体で三次元的に眺めるのに特に良好に適した構造を持つ光源を提供することが分かる。観察者が水平断面図に示す線分ＢＢ′の両側に一方の目を置き、しかも国際特許出願 PCT/GB 94 / 00405の開示により、系の収束性をＬＣＤと観察者の間の距離に対して正しく設定してあるなら、要素３３を含むＬＣＤの行を通過する光はマスク２１の交番する行（Ｄ，Ｅ，Ｆ等）から出た光を受光するので、観察者の左の目に光を与える。同じことはＬＣＤの交番する行にも当てはまる。ＬＣＤ要素の他の半分は観察者の右目へ進む光で照明され、これはマスク２１の中間の行（Ａ，Ｇ，Ｈ等）に相当する。観察すべき三次元像に対して、左右の目の像データをＬＣＤの交番する行にインターリーブ式、つまり介在させる方式で送る必要がある。ＬＣＤスクリーンが水平に間隔を設けて配置された副画素構造から成り、異なった副画素が像の異なるカラー成分を与えるところでは、この実施例の改良は像に対して更なる向上を与える。上に説明したような実施例は、実質上本来のＬＣＤのラインの半分から成る像を各々の目に与える。水平ライン構造で像質に幾分損失が見られることは明らかである。米国特許第 4,641,178号明細書（ストリート；Street）で先に開示した技術をこの発明に新規な方法で適用できる。マスク２１を同じパターンの領域のある透明なスクリーンで置き換えることができる。図３の実施例に示すような、一方の半分が不透明で、他方の半分が透明である領域の代わりに、緑の光を通すが、赤と青の光を阻止する領域で透明な領域を置き換える。不透明な領域は、赤と青の光を通すが、緑の光を阻止するように配置されている。緑と青を対にし赤を分離する他の組み合わせは更に便利になる。この方式で全てのカラー像のスペクトル成分を空間的に多重化し、正しいビデオデータをＬＣＤの各行のそれぞれのカラーに供給することを保証することにより、どの水平方向のライン構造も相当緩和され、垂直方向の分解能を殆ど損なうことはない。ＬＣＤの前に垂直方向の散漫拡散を与えても水平方向のライン構造を緩和てきる。これを達成するためホログラフ拡散部材あるいは他の非等方性のマイクロ光構造体を使用すると好都合である。この発明により形成された表示システムを図４に模式的に示す。拡がった拡散光源３４は格子縞のマスク３５を通して光を放射する。マスク３５には水平に直線状の列の中に配置されているほぼ長方形（厳密には台形）の区域あるいは領域３６の垂直方向に漸減するパターンがある。この領域の半分は不透明で（ハッチングで示してある），残りは透明である。ほぼ垂直に配置されている円柱状要素とマスク３５のテーパーに一致するテーパーのレンズ状スクリーン３７に関連して、光のパターン構造に必要な水平制御はマスク３５により与えられる。スクリーン３７に対するマスク３５の横方向の動き３８は左から右への制御を与えるが、マスク３５に対するスクリーン３７の垂直方向の動き３９は組み合わせた構造体の各点で相対ピッチを変えるので、収束性を制御する。水平方向に配置されているレンズ状スクリーン４０の各要素は、マスク３５の特定な行から出る光をＬＣＤ４１の要素の対応する行へ結像する。隣の要素はこの特定な行からの光を、対応する行から二行のピッチだけ間隔を設けて配置されているＬＣＤ４１の行へ結像する。換言すれば、レンズ状スクリーン３７に対して同じ配置の遮光領域と透光領域を与えるマスク３５の行４２は、全て観察者の左目４３で見えるようにＬＣＤの交番する行に光を与える。逆に、マスクの行４４は、微小レンズ３７と微小レンズ４０を組み合わせて、ＬＣＤの間にある他のラインに光を与え、これを観察者の右目４５に向ける。ヘッドを追跡する系４６は観察者の座標を検知し、左目と右目の像に対する目視領域が観察者に対して正しく位置決めされることを保証するようにマスク３５とスクリーン３７の位置を制御する。図４の実施例には、構造の深さ全体を増大させることなく、どんな寸法のスクリーンにも取り付けできると言う有用な特性がある。散乱中心のある自由選択できる透明なシート４７もこの実施例に示してある。これ等の散乱中心は一方の動作状態からシートを透明にする状態へ電気的に切り換えることができる。このようなスクリーンの典型的な例は、液晶材料の微小領域をプラスチック母材の中に懸濁したものである。透明な時には、構造化された光源は通常に三次元像を与えるように動作する。シートが光を散乱させる時には、このシートは拡散体として働き、この表示器を二次元表示器として普通のように使用できる。最高分解能で二次元結像することおよび垂直方向の分解能を半分で自動立体像的に結像すること両方を要求するシステムでは、垂直方向にのみ拡散特性を有し、電気的に切換可能な特性を有する似たような構造体をＬＣＤ（図示せず）の直前に置き、シート４７の構造体と同じように使用できると好都合である。図５にこの発明の異なる形態を図示する。構造化された光源は図４のものとほぼ同じである。つまり、レンズ状スクリーン４８の形にして垂直に間隔を設けて配置された収束要素の配列が光変調要素の多数の行を有するＬＣＤ４９の後ろに配置されている。ＬＣＤの行の間隔と収束要素の間隔は密接に関係している。しかし、図４のスクリーン４０の要素と図３のスクリーン２９の部分の結像特性は実質上ＬＣＤの行の上のマスクの行の垂直面に約１：１の倍率を与えることであるが、スクリーン４８の円柱状要素はＬＣＤの結像要素の上により離れた配置の開口を垂直に結像するように配置されている。図５はこの配置を一部等しい大きさの図にして示してあり、明確にするため、垂直線分５１を通過する光路に沿った拡大部分５０が与えてある。部分５０を参照すると、通常の拡散光源（図示せず）の前に置いた開口５２は視野レンズ５３に対して透過による光を与える。レンズ５３の主な機能は観察者の一方の目の横方向の位置へ開口５２を再結像することにある。これは主図にハッチングを付けた領域５４として示してある。事実、この実施例では、開口５２はこれ等の開口の間の間隔が開口の高さの二倍になるように垂直に間隔を設けて配置されている。この垂直配列の開口からの光はスクリーン４８の円柱状レンズ要素の作用で垂直に拡がるため、領域５４の垂直寸法は結像光で一様に満たされる。これは断面図に各開口の中心からの代表的な光線の間にハッチングを付けた領域で示されている。これはこの構造体の非常に重要な特徴も示し、この特徴は各開口がレンズ状スクリーンの一つの要素の作用により垂直に結像されるため、その光が一組の狭い帯５５へ集中することにある。開口５２からの光の水平に拡がった帯の間の間隔は、良好な近似で、各帯の高さの二倍になる。これは、垂直寸法でこれ等の開口に関して隙間とマークの比が同じになることである。ＬＣＤスクリーン４９は、帯５５の間のピッチの３分の１である行の間のピッチを有する。開口５２を垂直に揃えることにより、ＬＣＤの光変調要素の三番目毎の行が開口５２からの光で照明され、領域５４に達する。他の二つの列の開口５６と５７は開口５２の列の両側に設けてあるので、パターン化されたマスクを形成する。列５６と５７はそれぞれ開口の高さだけ下と上に移動している。これ等の列の開口からの光は、ＬＣＤ上の光の対応する狭い帯の位置を帯５５の位置から垂直に移動させ、これ等の帯から光を受光する観察者の位置の領域で水平に移動することを除いて、視野レンズ５３と微小レンズ４８により５２からの光と同じように結像される。開口５６に対して、これ等の帯はＬＣＤの１行間隔だけ上に移動し、領域５８は領域５４の左に見られる。開口５７に対して、これ等の帯はＬＣＤの１行間隔だけ下に移動し、領域５９は領域５４の右に見られる。この配置により三つの異なる透視図を同時に表すことができる。透視図を二つに減らすことは、３つ以上に増やすのと同じように自明である。この系に関する制約は、レンズ状スクリーンで集中させた光の帯の間のピッチをＬＣＤの行間隔の整数倍に一致させるように配置すべきで点にある。これ等の開口はＬＣＤのような空間光変調器の領域の形をしたプログラム可能なマスクから成るとよい。こうして、このマスクのパターンは、例えば観察者を突き止めるため、動的に可変できる。微小レンズの背後の光源は開口のように振る舞うことができる。開口あるいは副光源の各々の垂直に隣接する要素の間のピッチ（Ｐ_S ），収束要素の配列の間のピッチ（Ｐ_L ）およびＬＣＤの変調要素の選択された（主に交番する）行の間のピッチ（Ｐ_T ）の間に或る関係が維持されているなら、図３と図５の実施例を複合させた多くの配置を形成できることを示せる。この関係は、Ｐ_S ＝ (Ｐ_T×Ｐ_L)/(Ｎ×Ｐ_T−Ｐ_L），ここでＮは整数、の形となる。収束要素の焦点距離はこの系の前記三つの部材の間の間隔から与えられ、開口の配列をＬＣＤの面に正しく結像することを保証する。この発明の基本原理に合った多くの構成が可能である。説明したような図５の実施例では、隣接する開口５２からの光は隣のレンズ状要素を通過して同じ光の帯に集中する。他の配置はより大きなレンズ状要素を使用して４つのＬＣＤの行を覆う。説明したように使用して、４つの千鳥状にずれた列の開口は４つの透視区域を与える。そのような開口の垂直方向のピッチが半分になれば、微小レンズによりこれ等の開口は対になって結像され、再プログラムにより二視野系が得られる。同じ垂直方向の高さに多重開口を使用することにより、同じ像を異なった位置で見ることができ、多重監視ができる。フレーム毎に基づき左右の目の開口の水平位置を入れ換え、ＬＣＤの対応するライン上に表示されるビデオの内容を変えると、像の水平ライン構造がいずれも実質上消える。ＬＣＤの後ろにあるホログラフ記録部要素により、これ等の開口、視野レンズおよび他の収束光学要素の全てあるいは幾つかを競合させることができるか、あるいは提供できる。このホログラムを再生する光源の位置を移動させて、ヘッドの追跡を或る程度達成できる。光源を垂直方向に間隔を置いた二つまたはそれ以上のコンパクトな光源に分離して、各々の光源が異なったスペクトル成分を与えるなら、一つの透視図に対する一つのカラーをＬＣＤの同じ行の上に他の透視図の補色と共に表示できる。この発明で使用するのに適したホログラフ光学部材（ＨＯＥ）を二段で形成する装置と方法を図６と図７に基づき説明する。図６には、波長が 514.7 nMsで動作するアルゴン・レーザーのような干渉性の光源６０が光を短焦点レンズ６１とビームスプリッタ６２を介して主ホログラムＨ1 を記録する光学装置の二つの光路に与える。レンズ６３は基準ビームの光を平行光線にし、鏡６４を介してＨ1 に向ける。レンズ６５は装置の主（照明）光路に光を収束させるので、生じるＨＯＥとなる表示スクリーンに寸法で等しい長方形の領域の全ての点で、光がＨＯＥから観察者の最適距離に大体位置するＨ1 の一点に進む。この実施例では、円柱状収束要素６６の配列がレンズ６５とＨ1 の間の光路の中に配置されている。拡散スクリーン６７は配列６６の焦点面の近くに置かれている。一連の光ライン（図６の断面図には点６８として示してある）は配列６６により拡散体６７上に形成され、配列６６に対する拡散体６７の間隔を微調整してこれ等のラインの幅を調整できる。スクリーン６６の円柱状要素の間の垂直方向のピッチは、点６８に対応するラインの間隔がこの発明による自動立体表示器に使用すべきＬＣＤスクリーンの垂直方向のピッチの整数倍となることを保証するように配置されている。補助正面図Ｅに開口板７０の主断面図の垂直な間隙として示す長方形の開口６９は、拡散体６７からの光と鏡６４からの基準ビームを合体してＨ1 上で開口６９の境界内にホログラフ記録部を形成することを保証する。この長方形領域の寸法は観察者の一方の目の透視区域の形に一致し、最終ＨＯＥあるいはＨ 2を第二工程処理で形成する時（図７による以下を参照），これは、ホログラフ記録部を再生するために使用する光源がＨ2 の記録部に対する基準ビームの収束点に置かれているなら、ＬＣＤの水平ラインの一部の組からの光を観察する場合になる。しかし、Ｈ1 の記録部は、矢印Ｍで示してあるような、配列６６を円柱状要素の方向に対して垂直な方向に移動させた後、完全になる。従って、それで形成される光ラインは、使用時に他のあるいはもう一つの一部の組のＬＣＤの行に対応する中間位置に移動する。これ等の二つの記録部は観察者の両目に対する異なった透視区域に対応する。点６８の間の間隔がＬＣＤの行の間隔の二倍以上であれば、他の透視区域をこのように記録できる。最終ＨＯＥはマスターＨ1 から第二世代のホログラムＨ2 として作成される。これを図７に基づき説明する。レーザ−７２およびレンズ７３と７４は干渉性の光の平行ビームを与える。このビームをビームスプリッター７５で鏡７６を経由してＨ1 に向かう読取ビームと、新しい記録部Ｈ2 を形成する基準ビームとに分離する。軸外の放物線状の反射体７７により基準ビームをＨ2 の反対側の位置Ｐに収束させる。Ｈ2 が作成されている場合には、それは一つのＨＯＥであり、その特性は、点Ｐから照らしたら、図６の配列６６で生じ、ＬＣＤの行間隔の整数倍の間隔に並べたラインに相当する一連のラインからの光が一方の透視区域内で観察され、櫛状に組み合わせた組のラインからの光が他方の透視区域で観察されるものである。Ｈ1 を読取ビームで照らした時に形成される光ラインの面７８の後の適度な距離（10 mm としよう）にＨ2 が位置することを保証することにより、最終記録部が使用時にＬＣＤの後のこの距離に位置決めできる。ＨＯＥを図７のＰに相当する点から照らす時に生じる光ラインは、その時、ＬＣＤの行に一致するように形成される。観察者のそれぞれの目に向かう光を通す行の上にある適当な像データを用いて、自動立体像が観察される。図６に示すような一連の円柱状収束要素を用いて形成されるＨＯＥはそれぞれの目に対するＬＣＤの全てのラインを照らす構造化された光源を与える。他の方法でＬＣＤを細分化するため代わりの配置を使用することができる。そのような一つの実施態様では、光ラインを前に形成すべき面にマスクを置く。拡散体をレンズ６５とこのマスクの間に置くので、何れのマスクの開口もＨ1 の全領域を照らす。開口のパターンはＬＣＤの変調要素の一部の組に合うように配置される。既に説明したようにＨ1 に形成された透視区域の各々に対して、ＬＣＤの要素の位置の新しい一部の組（最小数２）を選ぶようマスクを移動させる。Ｈ2 が記録されている時には、自動立体像のどちらかの透視図を表す要素の配置は種々異なった方法で配置した要素から成る。格子縞のパターンは二透視図配置に対する典型的なものである。事実、ＨＯＥは、記録処理により収束光学要素の少なくとも二つの共役配置された配列、つまり各透視区域に対して一つの配列である。何故なら、元のマスクの開口の各々がこの形で各透視区域に対して一度記録されているからである。Ｐで発生する光は、個々の透視区域の一方に達する前に、Ｈ2 により点の配列に向けて収束する。画素（ピクセル）の各々が水平に間隔を設けて配置された３つの副画素、各々が異なる原色の画素、から成るカラーＬＣＤに対して、交番する副画素をそれぞれの透視図に割り当てることができるので、像のデータが正しく処理されていれば、比較的高い水平分解能を維持する。下にある格子縞パターンの要素がーつの透視図にあれば、更に重要な特性が得られる。多数のＬＣＤから成る構造体は、一つのカラーの要素が垂直な条片パターンに配置されているものである。デジタル的に発生するものと異なり、アナログ像に好ましいパターンは、副画素を三角形あるいは三組構造に配置することである。垂直条片構造から副画素を格子縞状に選択して、左右の目の像を細分化して課す方式は、それぞれの目に三角形構造に似たパターンを与えることになる。ＨＯＥが二つの透視区域の各々に対して交番するラインを与えるが、異なったスペクトル成分に対して同じ透視図を隣のラインに表示して、副画素の組をより一様に分布させるようにＨＯＥの照明を配置しているこの発明の簡単な実施例を、図８に基づき説明する。ＨＯＥ，Ｈ2 はＬＣＤ７９の後にある。各部の小さな部分を示す。一方かマゼンタ光８０を放射し、他方が緑の光８１を放射する二つの光源を垂直に間隔を設けて配置し、ＨＯＥ，Ｈ2 の後ろに置く。これ等の光源８０と８１の垂直方向の間隔は、一方の透視区域８２に対して形成される垂直方向に間隔を設けてあるマゼンタ光の集中部が同じ透視区域に対して形成される間隔を設けてある緑の光の集中部から一行だけ垂直方向に変位している。逆に、他方の透視区域８３に達するマゼンタ光は区域８２へ緑の光を送るＬＣＤの行から出て、緑の光がマゼンタ光を区域８２に送る行から区域８３に達する。この結果は、各目に対してＬＣＤの全ての線分の輝度を良く整える副画素（赤、緑および青）の配置となる。ヘッドの追跡は光源に対して正しい位置を選択して達成される。上の例のように、ＬＣＤの全行を照らすため水平な光ラインを採用する場合には、光源の位置を、矢印８４で示すように、水平方向の連続体から選択する。ＨＯＥによる照明は垂直方向と水平方向に間隔を設けて配置される光の点あるいは微小領域あるいは集中部の形になっているところでは、光源の位置を離散的に複数の箇所から選ぶと、ＬＣＤの変調要素の同じ組を照らすが、各々の目に対応する透視区域に対して僅かに異なった位置を与える。例えば、自動立体像の同じ透視図に対応するＬＣＤの変調要素の間の水平間隔が 0.176 mm であり、ＬＣＤからＨＯＥまでの距離が 10 mmであれば、ＬＣＤに到達するＨ０Ｅからの光の水平面内の方向か１度変わると、同じ変調要素に一致する光の集中部の配列を形成する。透視区域が表示器から典型的な目視距離である 700 mm だけ離れているなら、これ等の透視区域の各々は水平方向に 12.3 mmだけずれる。光の集中部が格子縞状に配置されているなら、ＨＯＥからＬＣＤへ光の方向に僅かな交番する垂直方向の変化が水平方向の追跡増分値を１度の半分に二分割させ、これは実際の目的に十分な微細さである。表示器からの目視距離を広い範囲にするため、光源をＨＯＥに向かう方向、あるいはそれから離れる方向に移動させることができる。この代わりに、表示領域を細分化し、各セグメントからの光の方向をセグメントの位置と観察者の距離に応じて修正できる。この細分化はＨ2 を記録する時、各々の光源がＨ2 の後に公称位置を占める一連の光源を用意して、あるいは光源をその位置で方向選択可能にパターン構造化することにより達成できる。そのような構造化された光源の良い例は、レンズ状スクリーンの焦点面に置かれたＬＣＤのようなプログラム可能な空間光変調器であり、この組み合わせで通常の広がった光源の前に置かれたものである。このスクリーンの各レンズがスクリーンの後にＬＣＤの４つの要素を保有すれば、各々に実質上それ自身プログラム可能な光源がある４つの垂直な帯あるいはセグメントに表示領域を細分化できる。図５の実施例に加えて、この例のピッチと照明開口の間のピッチを水平方向に同じにした更に交差する配列の円柱状収束要素は、水平にも垂直にも間隔を設けた点の形、あるいは微小領域の形で照明を与える。これにより、ＬＣＤを格子縞状に細分化でき、各々の目に付属するＬＣＤの要素を照らすため、光源あるいは開口の複数の離散的な位置から選択できるが、その目に対応する透視区域に対して異なった位置を与える。同様に、ただ一つの記録された透視区域から成るＨＯＥは観察者の異なる目に対してＬＣＤの要素を選択するためおよびそれ等の目に光を向けるため、複数の光源と共に使用できる。請求の範囲１．一つの光源（２３，２４）と、観察者とこの光源の中間に複数の光変調要素を有する一つの空間光変調器（ＳＬＭ）（３０，４１，４９，６７，７９）と、光景の第一透視図を観察者の一方の目（４３）で眺め、光景の第二の透視図を観察者の他方の目（４５）で眺めるように光にパターン構造を与える手段とから成り、光景の少なくとも二つの透視図から成る自動立体像を表示する装置において、光源とＳＬＭの間に配置されていて、収束光学要素（２９，４０，４８）を有する光集中装置が光にパターン構造を与える前記手段にあり、この光集中装置が像の透視図に対して中間に介在する方式で、ＳＬＭの各組の要素へ実質上写像される垂直に間隔を設けて配置された一組の光集中部（５５）を各透視図に対して形成することを特徴とする装置。２．光集中装置は、更に遮光領域（２２，２５，４２）と透光領域（２４，４４，５２，５６，５７）のあるパターン化されたマスク（３５）と、マスクの一点からの光を垂直面内でＳＬＭの面にほぼ集束させる収束光学要素の配列とからなる請求項１に記載の装置。３．マスク（２１，３５）は格子縞にされていて、水平な行とほぼ垂直な列を有し、行と列の各々に交番する遮光領域と透光領域がある請求項２に記載の装置。４．前記列にはテーパーが付けてある請求項３に記載の装置。５．光の遮断と透過はスペクトル範囲の選ばれた部分に関して行われる請求項２〜４の何れか１項に記載の装置。６．光にパターン構造を与える前記手段は、一行のマスクに対して一方の透視図のスペクトル範囲の少なくとも一部を与え、マスクの列のピッチの２倍に相当するピッチでほぼ垂直方向に細長い要素を持つもう一つの配列の収束光学要素（２７，３７）から成る請求項３〜５の何れか１項に記載の装置。７．前記列にはテーパーが付けてあり、もう一つの配列の要素は合わせたテーパーを有する請求項６に記載の装置。８．マスクには垂直な列があり、光にパターン構造を与える手段はマスクの各列に対応する水平方向に並置された透視区域を与える結像手段である請求項２に記載の装置。９．結像手段は一つのレンズ（５３）である請求項８に記載の装置。 10．光集中装置はホログラフ光学部材（Ｈ２）である請求項１に記載の装置。 11．光源は垂直に間隔を設けて配置されたコンパクトな光源（８０，８１）であり、コンパクトな光源の各々はホログラフ光学部材を異なったスペクトル成分でもって照明する請求項１０に記載の装置。 12．観察者の座標データに応じて光にパターン構造を与える手段からの光の水平面内の方向を制御して観察者の位置を突き止める手段が設けてある請求項１〜１１の何れか１項に記載の装置。 13．観察者の位置を突き止めることは、観察者の座標データに応じて光にパターン構造を与える手段からの光の水平面内の方向を制御して行われ、前記制御はパターン化されたマスクをもう一つの配列の収束光学要素に対して移動させて行われる請求項６または７に記載の装置。 14．観察者の横方向の位置を突き止めることは、パターン化されたマスクともう一つの配列の収束光学要素の間の水平面（３８）内の相対運動による請求項１３に記載の装置。 15．光にパターン構造を与える手段から観察者までの距離を突き止めることは、前記もう一つの配列の要素の延び方向（３９）にほぼ揃っている軸に沿った、パターン化されたマスクともう一つの配列の収束光学要素との間の相対運動により行われ、観察者の横方向の位置を突き止めることは、パターン化されたマスクと前記軸に直交するもう一つの配列の収束光学要素の間の相対運動により行われる請求項１３に記載の装置。 16．マスクのパターンはプログラム可能である請求項２に記載の装置。 17．観察者の位置を突き止めることは、観察者の座標データに応じて光にパターン構造を与える手段からの光の水平面内の方向を制御して行われ、前記制御はパターンをプログラムして行われる請求項１６に記載の装置。 18．使用時にビデオのフレームシーケンスに基づき、遮光領域は透過性になり、透光領域は阻止状態になる請求項１６に記載の装置。 19．ＳＬＭは液晶表示器である請求項１〜１８の何れか１項に記載の装置。 20．光学的に透明な状態と散漫散乱状態の間を電気的に切換可能な手段（２８，４７）が観察者と光源の中間に置かれている請求項１〜１９の何れか１項に記載の装置。 21．ＳＬＭは二次元像を与え、切換可能な手段が拡散状態の時にＳＬＭの最高の分解能を有する請求項２０に記載の装置。 22．ＳＬＭの変調要素の個々の行の像は、切換可能な手段が拡散状態の時に垂直方向に広がる請求項２０に記載の装置。 23．光にパターン構造を与える手段は垂直ピッチがＰ_L の収束光学要素の配列であり、ＳＬＭの前記個々の要素は垂直ピッチがＰ_T であり、光にパターン構造を与える手段は更に使用時に光源と関連してほぼＰ_S に等しいピッチで垂直方向に間隔を設けて配置された一組の副光源から成り、ここでＰ_S ＝ (Ｐ_T×Ｐ_L)/(Ｎ×Ｐ_T−Ｐ_L）となり、Ｎが整数である請求項１に記載の装置。 24．一つの光源（２３，３４）を設け、観察者とこの光源の中間に複数の光変調要素を有する空間光変調器（ＳＬＭ）（３０，４１，４９，６７，７９）を位置決めし、前記光源からの光にパターン構造を付けて、光景の第一透視図を観察者の一方の目（４３）で眺め、光景の第二の透視図を観察者の他方の目（４５）で眺める、光景の少なくとも二つの透視図から成る自動立体像を表示する方法において、光にパターン構造を与えることは、光源とＳＬＭの中間の収束光学要素（２９，４０，４８）を用い、像の透視図に対して中間に介在する方式で、ＳＬＭの要素の各組にほぼ写像する垂直方向に間隔を設けて配置される一組の光集中部（５５）を形成することを含むことを特徴とする方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＧＢ，ＪＰ，ＵＳ

Claims

【特許請求の範囲】１．一つの光源と、観察者とこの光源の中間に複数の光変調要素を有する一つの空間光変調器（ＳＬＭ）と、光景の第一透視図を観察者の一方の目で眺め、光景の第二の透視図を観察者の他方の目で眺めるように光にパターン構造を与える手段とから成り、光景の少なくとも二つの透視図から成る自動立体像を表示する装置において、光にパターン構造を与える前記手段には像の各透視図に対して、ＳＬＭの各組の要素へ実質上写像される垂直に間隔を設けて配置された一組の光集中部を形成する光集中装置があることを特徴とする装置。２．光集中装置は、遮光領域と透光領域のあるパターン化されたマスクと、マスクの一点からの光を垂直面内でＳＬＭの面にほぼ集束させる収束光学要素の配列とからなる請求の範囲第１項に記載の装置。３．マスクは格子縞にされていて、水平な行とほぼ垂直な列を有し、行と列の各々に交番する遮光領域と透光領域がある請求の範囲第２項に記載の装置。４．前記列にはテーパーが付けてある請求の範囲第３項に記載の装置。５．光の遮断と透過はスペクトル範囲の選ばれた部分に関して行われる請求の範囲第２〜４項の何れか１項に記載の装置。６．光にパターン構造を与える前記手段は、一行のマスクに対して一方の透視図のスペクトル範囲の少なくとも一部を与え、マスクの列のピッチに相当するピッチでほぼ垂直方向に細長い要素を持つ収束光学要素のもう一つの配列から成る請求の範囲第３〜５項の何れか１項に記載の装置。７．前記列にはテーパーが付けてあり、もう一つの配列の要素は合わせたテーパーを有する請求の範囲第６項に記載の装置。８．マスクには垂直な列があり、光にパターン構造を与える手段はマスクの各列に対応する水平方向に並置された透視区域を与える結像手段である請求の範囲第２項に記載の装置。９．結像手段は一つのレンズである請求の範囲第８項に記載の装置。 10．光集中装置はホログラフ光学部材である請求の範囲第１項に記載の装置。 11．光源は垂直に間隔を設けて配置されたコンパクトな光源であり、コンパクトな光源の各々はホログラフ光学部材を異なったスペクトル成分でもって照明する請求の範囲第１０項に記載の装置。 12．観察者の座標データに応じて光にパターン構造を与える手段からの光の水平面内の方向を制御して観察者の位置を突き止める手段が設けてある請求の範囲第１〜１１項の何れか１項に記載の装置。 13．観察者の位置を突き止めることは、観察者の座標データに応じて光にパターン構造を与える手段からの光の水平面内の方向を制御して行われ、前記制御はパターン化されたマスクをもう一つの配列の収束光学要素に対して移動させて行われる請求の範囲第６項または第７項に記載の装置。 14．観察者の横方向の位置を突き止めることは、パターン化されたマスクともう一つの配列の収束光学要素の間の水平面内の相対運動による請求の範囲第１３項に記載の装置。 15．光にパターン構造を与える手段から観察者までの距離を突き止めることは、前記もう一つの配列の要素の延び方向にほぼ揃っている軸に沿った、パターン化されたマスクともう一つの配列の収束光学要素との間の相対運動により行われ、観察者の横方向の位置を突き止めることは、パターン化されたマスクと前記軸に直交するもう一つの配列の収束光学要素の間の相対運動により行われる請求の範囲第１３項に記載の装置。 16．マスクのパターンはプログラム可能である請求の範囲第２項に記載の装置。 17．観察者の位置を突き止めることは、観察者の座標データに応じて光にパターン構造を与える手段からの光の水平面内の方向を制御して行われ、前記制御はパターンをプログラムして行われる請求の範囲第１６項に記載の装置。 18．使用時にビデオのフレームシーケンスに基づき、遮光領域は透過性になり、透光領域は阻止状態になる請求の範囲第１６項に記載の装置。 19．ＳＬＭは液晶表示器である請求の範囲第１〜１８項の何れか１項に記載の装置。 20．光学的に透明な状態と散漫散乱状態の間を電気的に切り換えできる手段が観察者と光源の中間に置かれている請求の範囲第１〜１９項の何れか１項に記載の装置。 21．ＳＬＭは二次元像を与え、切換可能な手段が拡散状態の時にＳＬＭの最高の分解能を有する請求の範囲第２０項に記載の装置。 22．ＳＬＭの変調要素の個々の行の像は、切換可能な手段が拡散状態の時に垂直方向に広かる請求の範囲第２０項に記載の装置。 23．光にパターン構造を与える手段は垂直間隔がＰ_L の収束光学要素の配列であり、ＳＬＭの個々の要素は垂直ピッチがＰ_T であり、光にパターン構造を与える手段は更に使用時に光源と関連してほぼＰ_S に等しいピッチで垂直方向に間隔を設けて配置された一組の副光源を有し、ここでＰ_S＝（Ｐ_T×Ｐ_L)/(Ｎ×Ｐ_T−Ｐ_L) となり、Ｎが整数である請求の範囲第１項に記載の装置。 24．一つの光源を設け、観察者とこの光源の中間に複数の光変調要素を有する空間光変調器（ＳＬＭ）を位置決めし、前記光源からの光にパターン構造を付けて、光景の第一透視図を観察者の一方の目で眺め、光景の第二の透視図を観察者の他方の目で眺める、光景の少なくとも二つの透視図から成る自動立体像を表示する方法において、光にパターン構造を与えることはＳＬＭの要素の各組にほぼ写像する垂直方向に間隔を設けて配置される一組の光集中部を形成することを含むことを特徴とする方法。