JP2001091898A - 視差バリア、自動立体視３ｄピクチャおよび自動立体視３ｄディスプレイ - Google Patents

視差バリア、自動立体視３ｄピクチャおよび自動立体視３ｄディスプレイ

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JP2001091898A JP2000219806A JP2000219806A JP2001091898A JP 2001091898 A JP2001091898 A JP 2001091898A JP 2000219806 A JP2000219806 A JP 2000219806A JP 2000219806 A JP2000219806 A JP 2000219806A JP 2001091898 A JP2001091898 A JP 2001091898A
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エズラ デービッド
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 サブアパーチャが各アパーチャに対して複数
存在することによって性能の向上した視差バリア、自動
立体視３Ｄピクチャおよび自動立体視３Ｄディスプレイ
を提供すること。 【解決手段】 第１の方向に延びている複数の平行な細
長いアパーチャを含む視差バリアであって、各アパーチ
ャは複数のサブアパーチャを含む光透過関数を有し、光
透過関数が該第１の方向に対して垂直な第２の方向にお
いて変化する、視差バリアである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、３Ｄピク
チャおよび３Ｄディスプレイ等の自動立体視三次元（３
Ｄ）イメージングに用いられる視差バリアに関する。本
発明は更に、その３Ｄピクチャおよび３Ｄディスプレイ
に関する。応用例としては、民生および専門用の写真技
術およびディスプレイ、３Ｄテレビ、警察の身元確認、
医療イメージング法、科学的視覚化、およびＰＯＳのカ
ウンタ等が含まれる。
【０００２】
【従来の技術】添付されている図面の図１は、前面視差
バリアタイプの自動立体視３Ｄディスプレイを模式的に
図示する。このディスプレイは、液晶装置（ＬＣＤ）の
形態の空間光変調器（ＳＬＭ）１を含む。ＳＬＭ１は、
液晶層４を含む基板２および３を備えた、簡素化された
形式で示されている。配向層、電極およびその他の素子
は、図１では示されていない。液晶層は、画素（ピクセ
ル）（参照符号５等）を形成し、その画素のそれぞれ
は、バックライト（図示せず）からの光の透過を変化さ
せるように独立に制御可能である。視差バリア６が、基
板３の前面に設けられている。視差バリア６は不透明層
を含み、不透明層の中に透明アパーチャ（参照符号７
等）が形成される。アパーチャ７は、平行かつ均等に間
隔をおき、垂直に伸びている。図１に示されるディスプ
レイは、２つの二次元（２Ｄ）視野を供給するタイプで
あり、アパーチャ７のそれぞれが、２列のピクセル５と
位置合わせされ、かつこれと共に作用するような、自動
立体視対を形成する。アパーチャ７の水平方向のピッチ
はピクセル５列の水平方向のピッチの２倍よりわずかに
小さいため、視点補正を提供することが可能である。
【０００３】図１は、観察ウィンドウ８がディスプレイ
からの意図された観察距離に形成される様子を示してい
る。視差バリア６のアパーチャ７は、観察平面における
ピクセルの可視度を制限する。観察平面は観察ウィンド
ウ８を含み、且つディスプレイからの意図された観察距
離に位置する。観察ウィンドウ８とは、観察平面の一領
域であって、視差バリア６上の対応するアパーチャを通
してピクセル５が見える領域を表している。２列のピク
セル５は各アパーチャ７と共に作用して、観察平面上に
２つの隣接する観察ウィンドウを生成する。各アパーチ
ャに対応するピクセル列のうちの一方は、２Ｄ画像のう
ちの１つの垂直方向の断片を表示し、他方の列は、他方
の２Ｄ画像の断片を表示する。左目および右目が対応す
る観察ウィンドウにあるように観察者が位置するとき、
観察用の補助器具を装着する必要なく、３Ｄ画像を知覚
する。
【０００４】図２は、図１に示されるタイプのディスプ
レイ１０が、観察者の左目および右目のそれぞれに対す
る観察ゾーン１１および１２を、生成する様子を示す。
矢印１３は、ディスプレイ１０からの意図された観察距
離にある観察平面を表わす。視点補正により、ピクセル
５列およびディスプレイ１０の表面上のアパーチャ７に
より形成される観察ウィンドウが、観察平面１３上に形
成され、観察ゾーン１１および１２の最も広い部分とな
っている。観察者の目が観察平面１３上の観察ウィンド
ウに位置するとき、観察者は、３Ｄ画像を見ることがで
きる横方向への動きの自由度が最大になる。ただし、観
察ゾーン１１および１２は、観察者が、垂直方向の観察
自由度もいくらか有することを示している。すなわち、
観察者の目が観察ゾーン１１および１２内に位置すると
きに、３Ｄ画像が観察される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図１および２に示され
るタイプの理想的なディスプレイでは、各観察ウィンド
ウ上の光強度分布が、「シルクハット」型の関数であ
る。言い換えれば、各観察ウィンドウに対して、光強度
は観察ウィンドウ全体にわたって一定であり、かつ観察
平面内の観察ウィンドウの外側ではゼロである。しかし
ながら、ウィンドウの強度分布の劣化が起こり、それに
よって、観察者の横および縦方向の見る自由度が、図２
に比較して減少する。また、理想的なディスプレイで
は、右目用の画像データは左目の観察ゾーンには存在し
ないし、その逆も同様である。しかしながら、実際には
クロストークが起こるので、それぞれの目には、もう一
方の目用の光がいくらか見えてしまう。
【０００６】視差バリア６のアパーチャ７の横幅は、光
の高スループットを可能にするような広いアパーチャ幅
と、光源の小さな幾何学的イメージを可能にし且つクロ
ストークを低減するような狭いアパーチャ幅との間の中
間値である。
【０００７】このようなディスプレイの輝度は、アパー
チャ７の幅を広げることによって増す。また、ディスプ
レイからの発光がバリアの比較的小さな領域で起こるた
め視差バリア構造が見えてしまい、結果的に縞があるよ
うに見える。この見た目は、アパーチャ幅を広げること
で改善され得る。
【０００８】クロストークは、このタイプのディスプレ
イの観察者に視覚的なストレスを与える。この影響を避
けるためのクロストーク閾値は比較的低く、観察条件に
よっては０．５％を下回り得る。クロストークは、アパ
ーチャ幅を狭めることによって低減され得る。同様に、
アパーチャ幅を狭めることによって観察自由度が増す。
【０００９】アパーチャ７の幅に全面的には依存しない
ようなディスプレイの性能パラメータもある（例えば画
像の輝度はバックライトの強度を変更することにより変
更され得る）が、回折性能とクロストーク性能はトレー
ドオフ関係にある。これは、アパーチャ幅を狭めること
で回折性能が低下する一方で、幾何学的性能は向上する
からである。回折および幾何学的性能の両方が、理想的
な「シルクハット」型のウィンドウ関数の歪みに影響す
る。
【００１０】ディスプレイ性能の向上を試みた公知の技
術が、Ｋｉｒｂｙ−Ｍｅａｃｈａｍの「Ａｕｔｏｓｔｅ
ｒｅｏｓｃｏｐｉｃ ｄｉｓｐｌａｙｓ ｐａｓｔ ａ
ｎｄｆｕｔｕｒｅ」，ＳＰＩＥ，ｖｏｌ．６２４（１９
８６年）に開示されている。この技術は、視差バリアに
対してＳＬＭ中に暗い列を設けることを含む。しかしな
がら、この技術はよりディスプレイの輝度が低くなり、
解像度が低くなる。また、特別に設計ＬＣＤパネルが必
要となり、コストが上がる。
【００１１】図１に示されるディスプレイは前面視差バ
リアタイプのものであるが、背面視差バリアディスプレ
イも用いられる。このようなディスプレイでは、視差バ
リア６が基板２の背面に配置される。背面視差バリアデ
ィスプレイはフレネル回折の効果を受ける傾向にあり、
これは、比較的狭いピクセルアパーチャの後ろに、狭い
アパーチャが位置するという回折特性のためである。欧
州特許公開公報第０８４７ ２０８号および英国特許公
開公報第２ ３２０ １５６号は、ＳＬＭの照度をあら
かじめ補償して、より均一な観察ウィンドウを獲得する
ことで、背面視差バリアディスプレイの回折効果を制御
する技術を開示している。欧州特許公開公報第０ ８２
２ ４４１号および英国特許公開公報第２ ３１５ ９
０２号は、ピクセルアパーチャ関数を変化させることに
より、背面照明型の自動立体視ディスプレイのピクセル
アパーチャからの回折を低減する技術を開示している。
また、視差バリアアパーチャのエッジに関するグレース
ケール的変調も開示されている。
【００１２】ソフトエッジ技術はまた、天文学、光波分
光学および顕微鏡法の光学系等の他の技術分野でも公知
である。これらの技術の例は、Ｇ．Ｔｏｒａｌｄｏ ｄ
ｉＦｒａｎｃｉａの、Ｎｏｕｖｏ Ｃｉｍ Ｓｕｐｐｌ
ｖｏｌ．９ ４５６頁（１９５２年）、Ｇ Ｂｏｙｅ
ｒらの、Ａｐｐｌ ｖｏｌ．１２ ８９３頁（１９７３
年）、ＢＲ Ｆｒｉｅｄｏｎの、Ｏｐｔｉｃａ Ａｃｔ
ａ ｖｏｌ．１６７９５頁（１９６９年）、Ｂ Ｂｏｉ
ｖｉｎらの、Ｏｐｔｉｃａ Ａｃｔａ ｖｏｌ．２７
５８７頁（１９８０年）、Ｂ Ｄｏｓｓｉｅｒらの、Ｊ
ｏｕｒ Ｒｅｃｈ ＮＲＳ ｎｌｌ（１９５０年）に開
示されている。これらの技術は、光アパーチャの全体に
わたる透過強度を変化させる一方で高次の回折次数の輝
度を増すことによって、光学機器の解像度を向上させる
ような、エアリーディスク（ゼロ次）のサイズの縮小に
関する。アポダイゼイション−−すなわちアパーチャに
空間的に変化する透過関数を与えることによりレーザ空
洞共振器等のコヒーレント精密光学系のエアリーディス
クのサイズを縮小すること−−の要約が、「Ａｐｏｄｉ
ｚａｔｉｏｎ−ｃｏｈｅｒｅｎｔ ｏｐｔｉｃａｌ ｓ
ｙｓｔｅｍｓ」ＳＰＩＥ ｖｏｌ．ＭＳ１１９（１９９
６年）ＩＳＢＮ ０８１９４２１５０２に開示されてい
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の局面に基
づいて、第１の方向に延びている複数の平行な細長いア
パーチャを含む視差バリアが提供され、各アパーチャは
複数のサブアパーチャを含む光透過関数を有し、光透過
関数が該第１の方向に対して垂直である第２の方向にお
いて変化することによって特徴づけられている。
【００１４】アパーチャは、第２の方向において実質的
に同じ幅を有していてもよい。
【００１５】光透過関数は、第１の方向において実質的
に一定であってもよい。
【００１６】各アパーチャの少なくともいくつかのサブ
アパーチャが、第２の方向において異なる幅を有してい
てもよい。
【００１７】各アパーチャのサブアパーチャのうち少な
くともいくつかが、第２の方向において異なる光透過関
数を有してもよい。
【００１８】光透過関数が、第２の方向においてｓｉｎ
ｃ二乗関数であり得る。別の実施形態においては、光透
過関数が第２の方向におけるガウス関数の和の平方根で
あり得る。更に別の実施形態においては、光透過関数は
第２の方向において階段関数であり得る。各アパーチャ
のサブアパーチャは、光透過関数がアパーチャ全体を通
して非ゼロであるように重畳されてもよい。アパーチャ
のそれぞれが（２ｍ＋１）個のサブアパーチャを含みん
でもよい（ｍは正の整数）。中央のサブアパーチャの第
２の方向における光透過関数が有する最大値が、各アパ
ーチャのその他のサブアパーチャの第２の方向における
光透過関数の最大値よりも大きくてもよい。ｍは、１に
等しくてもよい。
【００１９】バリアは、複数の層を含んでもよい。各隣
接する層の対が、実質的に相互に接触していてもよい。
層のうちの１つがアパーチャを実質的に定義する光透過
関数を有し、且つ他（方）の層がサブアパーチャを実質
的に定義する光透過関数を有してもよい。各他（方）の
層は、単一の他の層であってもよい。１つの層の第２の
方向における光透過関数が実質的に矩形関数を有し、他
方の層の第２の方向の光透過関数が、第２の方向全体に
非ゼロな光透過を有するように定数関数上に重畳された
シヌソイド関数であってもよい。
【００２０】光透過関数は、写真媒体に記録されてもよ
い。別の実施形態において、光透過関数は、偏光子と共
に作用する複屈折層中の、光軸配向関数としてコード化
されてもよい。更に別の実施形態においては、バリア
が、装置の液晶層を介して電界を印加することによって
光透過関数を形成するための、パターン化電極を有する
液晶装置を含み得る。
【００２１】本発明の第２の局面において、空間的に多
重化された３Ｄ画像が記録された記録媒体と共に作用す
る本発明の第１の局面に基づくバリアを含む、自動立体
視３Ｄピクチャが提供される。
【００２２】本発明の第３の局面において、空間的に多
重化された３Ｄ画像を用いて光を変調するための空間光
変調器と共に作用する本発明の第１の局面に基づくバリ
アを含む、自動立体視３Ｄディスプレイが提供される。
【００２３】空間光変調器は、液晶ディスプレイを含ん
でもよい。
【００２４】よって、他の光学デバイスと共に用いられ
たときに（例えば３Ｄピクチャまたはディスプレイの一
部として）、向上した性能を有する視差バリアを提供す
ることが可能である。例えば、クロストークを維持また
は低減しながら、ディスプレイの表面からより広い範囲
の照明領域を提供することが可能である。特に、「シル
クハット」光透過関数を有する従来の視差バリアと比較
して、より均一な照度およびより少ないクロストークが
得られる。
【００２５】サブアパーチャは、最大値または変曲点を
有する光透過関数として定義され得る。一般に、各サブ
アパーチャはアパーチャの光透過関数において最大値を
有するので、サブアパーチャの数は、最大値の数と変曲
点の数との和に等しくなる。
【００２６】
【発明の実施の形態】本発明の実施例について、添付の
図を参照してさらに説明する。
【００２７】全図面を通じて、同じ参照符号は、同じ部
材を指す。
【００２８】欧州特許公開公報第０ ８２２ ４４１お
よび英国特許公開公報第２ ３１５９０２は、視差バリ
ア性能を向上させるためのグレースケールエッジの利用
を開示している。これらの視差バリアにおいては、各ア
パーチャの長軸を横切る光透過関数を構成するサブアパ
ーチャが、各アパーチャに対して１つ存在している。こ
のタイプのバリアの性能は、以下に説明される。本発明
は、各アパーチャの長軸を横切る光透過関数を構成する
サブアパーチャが、各アパーチャに対して複数存在する
視差バリアに関する。このような構成により、性能の向
上が提供される。適切な光透過関数の具体例を以下に説
明する。
【００２９】図３に示される視差バリア６は、各アパー
チャ７が複数のサブアパーチャを含むという点で図１で
示されるものとは異なる。また、ＬＣＤのＳＬＭ１の出
力偏光子９が示されている。
【００３０】図４に図示されるとおり、水平方向の視差
バリアの透過関数は、一連のより小さな透過関数の繰り
返しを含む。これらの小さな透過関数のそれぞれが、バ
リアピッチとして知られる距離（図中２０として示す）
をカバーする。バリアピッチ２０は、ピクセルピッチ２
１の２倍よりもわずかに小さくされることにより、視点
補正を提供する。本明細書で言うところの透過関数は、
１バリアピッチの透過関数である。
【００３１】図１に示されるような公知の視差バリアで
は、各バリアピッチ２０内で、バリアは不透明であり、
１つの透明なアパーチャを含む。この視差バリアの透過
関数を２２に示す。
【００３２】本発明では、各バリアピッチは、数個のサ
ブアパーチャを含むアパーチャを包含する（２３に図
示）。これは、透過関数の多数の曲がり目によって特徴
づけられる。特に、サブアパーチャの数は透過関数の最
大値の数と変曲点の数との和に等しい。
【００３３】複数のサブアパーチャにおける適切な光透
過関数および結果として得られる視差バリアを説明する
ために、視差バリアに関連する回折理論の数学的基礎を
まず説明する。この説明では、以下のシンボルが以下の
意味で用いられる。 Ｎ：バリアでのフレネル帯の数 ｆ：バリアの平均前面アパーチャ幅 σ：バリアの正規化された平均前面アパーチャ幅＝βｆ
／２ β：正規化因子＝√（２ｎ（ρ0＋ｎｒ0）／λρ0ｒ0） α：各応用例について、平均アパーチャ幅パラメータσ
に対してマッチングを取るのが最もよい変数である、透
過式のサイズパラメータ ｋ：光の波数＝２π／λ Ｑ：光路 λ：真空中における光の波長 ρ0：バリアとＬＣＤピクセルとの間の距離 ｒ0：観察距離 ｗ：バリアのピッチ、すなわち、連続して繰り返される
透過関数間の間隔 ｎ：基板ガラスの屈折率 ｚ：観察者の横方向の位置に対するアパーチャの横方向
の位置＝−ｙρ0／（ρ0＋ｎｒ0） ｙ：観察者−スクリーン−光源の線に対して垂直方向に
おける、観察者の横方向の位置 ｐｉｔｃｈ：ＬＣＤピクセルのピッチ ｗｉｄｔｈ：各ＬＣＤピクセルの幅 φ：観察者位置での光の振幅 Ｉ：観察者位置での点光源∝φ2からの強度 Ｅ：バリア透過関数 Ｗ：バリアの正規化されたピッチ＝βｗ Ｚ：アパーチャの正規化された横方向の位置＝βｚ ＦＩ：ＬＣＤピクセルの有限サイズについて補正され
た、観察者位置における最終強度 Ρ：ＬＣＤピクセルの強度パターン このモデルの仮定のいくつかについて注意を要する。す
なわち、 ・このモデルにおいて、１つの目で観察される、各アパ
ーチャに対して１つのピクセルが存在する。これは、第
１のウィンドウの生成に関連する。このモデルを第２の
ウィンドウを生成する第２のピクセルに拡張するために
は、単に２つのウィンドウの強度関数を加算すればよ
い。 ・バリア、ガラス基板および偏光子は屈折率がマッチン
グされ、傷、埃、およびエアポケットがなく、光学的に
スムーズ且つ平行である。 ・バリア写真乳剤も、屈折率がマッチングされた光学特
性を有する。 ・コヒーレンス。以下に更に詳しく考察する。
【００３４】フレネル回折理論の基礎は、多くの文献、
例えば、Ｈｅｃｈｔ、第３版、Ａｄｄｉｓｏｎ Ｗｅｓ
ｌｅｙ、１９９８年、４７６頁で概説されている。
【００３５】第１の仮定は、１つのピクセルおよび１つ
のアパーチャを個別に扱うことができることを意味す
る。
【００３６】「コヒーレンス長」という語は、すべての
形態の光が有する特性であり、光波が十分にシヌソイド
状であるためにその位相が確実に予想可能である空間長
である。光源上の同じ点から現われた２本の光線が異な
る経路を伝播した場合、その経路の差がコヒーレンス長
よりも短ければ、これらの光線は「コヒーレント」であ
ると呼ばれる。もし、すべての光線が、同じ偏光方向を
有するのであれば、コヒーレントな光線のみが干渉して
回折パターンを生成し得る。そうでない場合は、これら
の光線はスカラ光度のみについて加算される。
【００３７】以下の分析において、バリア６のアパーチ
ャの中心を通過するＬＣＤ上の点２５からの第１の光線
ｂが、そのアパーチャの端を通過するＬＣＤピクセル上
の同じ点２５からの別の光線ａとコヒーレントであると
いう点が重要である。また、隣接するバリアのアパーチ
ャの端を通過する別の光線ｃが、光線ａおよびｂと非コ
ヒーレントであるという点も重要である。更に、同一の
経路をたどり且つ同一の長さではあるがＬＣＤピクセル
上の異なる点から発生した光線は、非コヒーレントであ
る。このような光線は図５のｃおよびｄで示されてい
る。
【００３８】ゾーンの数Ｎが以下であれば、フレネル系
が作用することが示される。
【００３９】
【数１】 ここで、ｆはバリアの平均アパーチャ幅であり、λは光
の波長で、ρはバリアとＬＣＤスクリーンとの間の距離
である。
【００４０】ＬＣＤピクセルは分布光源であり、ここで
は、点光源であるとは仮定され得ない。ＬＣＤピクセル
は２段階の扱いを受けるものとする。まずＬＣＤピクセ
ルを点光源として扱い、次に、有限サイズを考慮するた
めのたたみ込みを行う。
【００４１】次に、単一のアパーチャのフレネル回折の
数学に関する詳細な分析を行う。この計算において用い
た幾何学的寸法を図６に示す。図６は、幅ｗを有する無
限大のアパーチャを示す。このアパーチャの座標系は
（η，ξ，θ）であり、これらの座標軸はそれぞれ、ア
パーチャに対して垂直な軸、アパーチャに沿う方向の
軸、そしてアパーチャの面に対して垂直な軸である。点
光源Ｌは、アパーチャＳの後方の距離ρ0に位置する。
観察者は、アパーチャから距離ｒ0、かつη軸と平行な
水平距離ｙの地点において、光源を見る。回折パターン
は、アパーチャを通過するＬからのすべての光線の和か
らなる。各光線は、光源から距離ρを経てアパーチャ面
上の点（η，ξ）を通過し、更に観察者への距離ｒを伝
播する。
【００４２】アパーチャが、単にηの関数である透過関
数Ｅ（ｘ）を有するのであれば、（η，ξ）を通過する
Ｌからの１本の光線の振幅の寄与φは、（Ｈｅｃｈｔよ
り）次のとおりである：
【００４３】
【数２】 ここで、ｄＳはアパーチャのうちの光線が通過する小さ
な部分の領域ｄηｄξで、Ｋはこの点に対する傾角係数
で、ｋは用いられた光の波数で、Ｑは光源Ｌから観察者
までのアパーチャＳを通過した光の光路長である。波数
は２π／λに等しい（λは放射の波長を意味する）。
【００４４】傾角係数および分母は、典型的には０．３
％未満しか変化しない。従ってこれらは無視し得る。ま
た、ｙ＜＜ｒ0およびｚ＜＜ｒ0，ρと仮定して問題な
い。
【００４５】光路長Ｑはこの場合ｎρ＋ｒである。これ
は、光がガラスからバリアを通過し、そして、空気中
（屈折率＝１）を通って観察者まで達するからである。
【００４６】よって、その距離は幾何学から、
【００４７】
【数３】 と求められる。
【００４８】Ρにおける全振幅は、上の強度式を積分し
て得られ、
【００４９】
【数４】 である。
【００５０】これらの距離は、平方根の二項展開を用い
て単純化され得る。
【００５１】
【数５】 最後の項は、ただ単に結果（ηから独立であるため）に
一定の位相を加えるためのものなので、以降では考慮し
ない。
【００５２】これは、右辺の第５番目の項以外について
はＨｅｃｈｔの分析と同一である。この項は通常は無視
されるが、この場合においては無視されない。分母の項
は無視される。よって、
【００５３】
【数６】 ξの項は、ウィンドウ内の位置ｙに依存しない定数値に
向かう。よって、無視し得る。他の項での二乗を実行す
ることにより、以下の等式が得られる。
【００５４】
【数７】 次にτ＝η＋ｚであるような新しい変数τを定義する。
ここで、
【００５５】
【数８】 とする。よって、
【００５６】
【数９】 別の新しい変数ｕを次のように定義する。
【００５７】
【数１０】 したがって、
【００５８】
【数１１】 この単純化された等式において、波数は波長および屈折
率ｎに分割され、透過関数中にβの値が組み込まれてい
る。
【００５９】Ρにおける強度Ｉは、よって以下のように
求められる。 Ｉ∝｜φ｜2 従って、横方向の位置ｙについてのアイウィンドウ関数
は、以下のように求められる。
【００６０】
【数１２】 ここで、
【００６１】
【数１３】 有限のピクセルの幅を組み込むために、強度がピクセル
曲線にたたみ込まれる。ここでピクセル曲線は、波長ｐ
ｉｔｃｈおよび作用面積の幅ｗｉｄｔｈのものである。
隣接するピクセルに依存しない単一ウィンドウ曲線にお
いて、このピクセルは、ｏｆｆであると仮定される。よ
って、ピクセル関数Ρ（ｘ）は、「０」と「１」との間
の方形波であり、波長２ｐｉｔｃｈとその「１」の部分
の幅ｗｉｄｔｈの方形波である。よって、最終強度ＦＩ
は、以下のように求められる。
【００６２】
【数１４】 クロストークは、最終強度の最大の輝度での中心の小さ
な部分を積分し、それをおおよそ典型的な両目間の距
離、例えば６２ｍｍ離れた領域に対して比較することに
よって推定される。観察自由度はまた、９０％のレベル
を有する幅として規定される、ウィンドウの明るい部分
の幅によって推定され得る。暗い領域の幅は、５％の限
度幅によって推定され得る。後者は、観察者の相対的な
移動自由度を与える。
【００６３】複数の新しいバリア曲線を提示し、標準的
な「スクエアエッジ」パターンと比較し、上記の理論を
用いて分析する。この分析について、パラメータσは正
規化された平均前面アパーチャ幅として以下のように定
義される。
【００６４】
【数１５】 この正規化は、バリアピッチｗのものと同一である。こ
の値は、数学的平均ではなく、スクエアエッジ状アパー
チャとの比較である。大半のＬＣＤまたはスクリーンパ
ネルは、ある応用例に対して最適なアパーチャ幅を有し
ており、この値がまさにそれにあたる。従って、この数
の倍数として表せば、バリア透過曲線を表現および修正
することがより容易である。 （単一サブアパーチャのスクエアエッジバリア）３Ｄデ
ィスプレイ用の公知の視差バリアは、大半がこの形式の
ものであった。これは単に、ｗのバリアピッチ内におい
て距離ｆにわたって１という単純な透過関数を有する上
述の視差バリアである。このような関数は、（特に小規
模の）視差バリアに対して、比較的非効率な設計をもた
らす。 （単一サブアパーチャのソフト化スクエアエッジ）この
ようなバリアに対しては、スクエアエッジアパーチャ関
数を適切に再現できる関数であって、かつ異なる程度の
ソフトエッジにおいてそのようなアパーチャを容易にモ
デル化し得るような関数が用いられる。適切な関数は以
下のようなものである：
【００６５】
【数１６】 ここで、αはエッジがどの程度急であるかを決定するパ
ラメータで、σは平均幅である。ここでのｘの値は正規
化されたものである。αの値が大きくなればなるほどエ
ッジはより急であり且つよりソフトでなくなるが、αの
値が２０であれば、かなり急なエッジとして十分であ
る。αおよびσは、所与のディスプレイおよび幾何学的
形状を最適化するように選択され得る。これは、所与の
ディスプレイのクロストークの値、輝度およびウィンド
ウ幅を制御することができることを意味する。 （単一サブアパーチャについてのガウス曲線）前出の例
は、ガウス曲線によっても近似され得る傾斜曲線に向か
うものである：
【００６６】
【数１７】 ここでαは、輝度を制御するためにガウス関数の幅のオ
フセットを支配する、パラメータである。 （複数のサブアパーチャ：ｓｉｎｃ二乗関数）アイウィ
ンドウの曲線をよりスクエア状にするために、ｓｉｎｃ
二乗関数が用いられ得る。これは、ｓｉｎｃ二乗関数が
スクエアアパーチャの遠視野の回折パターンであるため
である。以下の関数を考察する：
【００６７】
【数１８】 ここで、上と同様に、αの値は平均アパーチャ幅パラメ
ータに対するｓｉｎｃ二乗関数の相対的な幅を制御す
る。 （所与の関数へのガウス近似）いかなる関数の曲線も、
一連のガウス関数によってモデリングすることが可能で
ある。従って、透過関数は以下の形をとる。
【００６８】
【数１９】 ここで、上と同様に、αmは各ガウス関数の振幅であ
り、γmはガウス関数の中心の位置であり、δmはガウス
関数の幅である。後者の２つは、スクエアアパーチャσ
の幅の倍数として正規化された数である。
【００６９】これらは振幅透過関数であり、その二乗に
よって各強度透過関数が得られることにも留意された
い。写真フィルム上になされた記録は、強度に関するの
で、振幅の分布をガウス関数の和の平方根とみなす方が
より有用であり得る。
【００７０】
【数２０】 （複数のグレーレベルを有するスクエアエッジ）この場
合、任意の関数が、幅および高さも異なる一連のスクエ
アエッジでモデリングされ得る。Ｎ個の新しいグレーレ
ベル（ゼロおよび１を含む）がバリアにもたらされると
すれば、バリアは次の一般的な透過関数を有する。
【００７１】
【数２１】 ここで、さまざまな値がアパーチャ上のセクションにお
いて定義される。これはまた、上述のアパーチャ系に重
畳され得る。
【００７２】上述のとおり、各グレーレベルの強度透過
を振幅ではなく、等差級数としてみなす方がより有用で
あり得る。
【００７３】
【数２２】 これらの透過関数の性能を比較するため、典型的なＬＣ
Ｄをさまざまな視差バリアと組み合わせて３Ｄディスプ
レイを形成したものの性能を考察する。これらの視差バ
リアは、上記の光透過関数の具体例を実現したアパーチ
ャを有する。特に、各ディスプレイについて、アイウィ
ンドウ関数の相対的な輝度、クロストーク性能および幅
を導出する。輝度は、バリアと幅σのスクエアエッジア
パーチャとの間の強度（バリア透過関数の内側の面積の
二乗）の相対的な比較を示す数で表される。
【００７４】クロストークは、最大輝度のパーセンテー
ジで表わされる。クロストークを計算するために、上述
の分析を用いてウィンドウ関数（この内側の面積が輝度
を表わす）を決定する。最も明るい部分および最も暗い
部分（典型的な１人の両目間隔だけ隔てられている）が
識別され、これらの間の比率が得られる。次に、図８に
示されるとおり左右のウィンドウが実質的に等しい量だ
け寄与するため、上記の値に２が掛けられる。その結果
をクロストーク値とする。
【００７５】ウィンドウの幅は、最大値周囲の９０％の
強度点間の距離と、最小値周囲の５％レベル間の距離と
の、２つの数として表わされる。最後に、各バリアを、
同じ輝度を有するスクエアエッジ状バリアの性能と比較
する。
【００７６】各ＬＣＤピクセル作用面積の幅がｗｉｄｔ
ｈ＝８５μｍであり、ピクセルピッチがｐｉｔｃｈ＝９
１μｍであるＬＣＤパネルを考える。観察者は、ｒ＝８
７０ｍｍの距離でスクリーンを見る。ＬＣＤパネルのガ
ラスの屈折率は、ｎ＝１．５５である。光の中心波長
は、λ＝５５０ｎｍである。バリアとＬＣＤとの間の距
離は、ρ＝１．３ｍｍである。最適なスクエアエッジバ
リア透過関数は、ｗ＝１８０μｍのピッチ、およびｆ＝
６５μｍのアパーチャ幅を有する。これによって、Ｗ＝
βｗ＝５．９１およびσ＝２．１３に対する値が得られ
る。バリアの黒状態の密度は、ＮＤ３．５に設定され
る。
【００７７】図７は、典型的なバックライト出力スペク
トルを示す。カラーピクセルフィルタを通過した後のス
ペクトルの個々のピークの幅は、６マイクロメートルの
コヒーレンス長に対応する、５０ナノメートルのオーダ
ーの幅である。下記の例で、バリアピッチの中心を通過
する光と、次のバリアピッチの中心を通過する光との間
の光路差は１６マイクロメートルあるため、これらの光
線はコヒーレントではない。アパーチャの中心を通過す
る光と、同じバリアピッチのアパーチャの端を通過する
光との間の光路差は、４マイクロメートルであるため、
これらの光はコヒーレントである。従って、上記の分析
でなされる仮定はこの場合正当である。
【００７８】以下のバリア透過関数を比較する。 バリア１、ソフト化スクエアエッジバリア、α＝２０ （図９） バリア２、ソフト化スクエアエッジバリア、α＝４ （図１０） バリア３、ソフト化スクエアエッジバリア、α＝２ （図１１） バリア４、ソフト化スクエアエッジバリア、α＝１．６ （図１２） バリア５、ソフト化スクエアエッジバリア、α＝１ （図１３） バリア６、ガウス曲線、α＝１ （図１４） バリア７、Ｓｉｎｃ二乗関数、α＝１ （図１５） バリア８、Ｓｉｎｃ二乗関数、α＝２／３ （図１６） バリア９、ソフト化エッジの平方根ガウス近似、 （図１７） 以下の係数による３つの項： α1＝ｌ；γ1＝０；δ1＝０．６ α2＝０．６５；γ2＝０．６５； δ2＝０．２５ バリア１０、ソフト化エッジへの平方根ガウス近似、 （図１８） 以下の係数による３つの項： α1＝ｌ；γ1＝０；δ1＝０．６１ α2＝０．５７； γ2＝０．５９；δ2＝０．２５ バリア１１、グレースケールレベル関数、以下の係数を有する３つのレベル （１、１／２、０）： （図１９） α1＝４０；γ1＝０；δ1＝０．５９１ α2＝６０； γ2＝０．７２９；δ2＝０．１３８ バリア１２、グレースケールレベル関数、以下の係数を有する３つのレベル （１、１／２、０）： （図２０） α1＝４０；γ1＝０；δ1＝０．７ α2＝６０； γ2＝０．７９５；δ2＝０．０９５ バリア１３、グレーレベル関数、以下の係数を有する３つのレベル （１、１／２、０）： （図２１） α1＝４０；γ1＝０；δ1＝０．８ α2＝６０； γ2＝０．８９５；δ2＝０．０９５ バリア１４、グレーレベル関数、以下の係数を有する３つのレベル （１、１／√２、０）： （図２２） α1＝７０；γ1＝０；δ1＝０．７ α2＝８０； γ2＝０．７９５；δ2＝０．０９５ バリア１５、グレーレベル関数、以下の係数を有する３つのレベル （１、１／√２、０）： （図２３） α1＝７０；γ1＝０；δ1＝０．６５ α2＝８０； γ2＝０．７４５；δ2＝０．０９５ バリア１６、グレーレベル関数、以下の係数を有する３つのレベル （１、１／√２、０）： （図２４） α1＝７０；γ1＝０；δ1＝０．７５ α2＝８０； γ2＝０．８６；δ2＝０．１１ 図９〜図２４に、透過関数を、そのフレネル回折パター
ンおよびウィンドウの形状とともに示す。最大値および
変曲点を、透過関数中に表示している。
【００７９】
【表１】 前述したとおり、バリアＮｏ．１（位置に対してのアパ
ーチャ透過関数、ピクセル平面上の単一の点によって生
成されたフレネル回折パターン、およびフルピクセル幅
によるイメージングについて得られたたたみ込まれたウ
ィンドウ関数を図９に示す）は、「シルクハット」型の
光透過関数を有する従来の視差バリアを表わす。この特
定の例では、３．５％のクロストークがスクエアエッジ
からの回折から生じており、これは多くの高品質ディス
プレイシステムにとっては不十分である。バリアＮｏ．
２〜６（図１０〜１４に性能を示す）は、このような単
一サブアパーチャ光透過曲線を改変あるいは近似したも
のである。
【００８０】バリアＮｏ．７〜１６（図１５〜２４に性
能を示す）は、本発明の実施形態例である。クロストー
クの性能と観察自由度との間で達成され得る中間値は、
他のバリアより実質的な向上を示している。よって、特
定のクロストーク性能要求について、本発明の実施形態
は向上した観察自由度を提供する。逆に、特定の観察自
由度要求について、向上したクロストークの性能が達成
され得る。ソフトエッジにより得られるクロストークの
性能の大きな向上は、グレースケールを有する複数のサ
ブアパーチャを用いることによって更に高められる。従
って、所与のクロストークに対して、ソフトエッジによ
って得られる輝度の向上は、複数のサブアパーチャを用
いることによって更に高められることになる。
【００８１】ソフト化エッジのため、また光がバリアか
らより均一に射出されることから、所与のディスプレイ
モードの視覚的な見かけを向上することも可能である。
【００８２】公知タイプのバリアは、各アパーチャ中に
単一のサブアパーチャを有することによって特徴づけら
れており、従って図９〜１４に示されるように単一の最
大値を有することによって特徴づけられている。図１５
〜２４に示される本発明の実施形態は、各アパーチャ中
に複数のサブアパーチャを有することによって特徴づけ
られており、従って図１５〜２４で示されるような最大
値群および変曲点群によって特徴づけられる。図１５に
示されるｓｉｎｃ二乗関数は、５つのサブアパーチャを
表わす５つの最大値を有する。図１６に示されるｓｉｎ
ｃ二乗関数および図１７および１８に示されるその「ガ
ウス」近似は、３つのサブアパーチャを表わす３つの最
大値を有する。図１９〜２４に示されるグレーレベル関
数は、３つのサブアパーチャを表わす１つの最大値およ
び２つの変曲点を有する。
【００８３】図２５は、本発明の１実施形態を構成する
視差バリアを製造するための技術を示す。この技術は、
個々の視差バリアを製造するためにも用いられ得る。ま
たこの技術は、マスターを製造し、複製（例えば、接触
または投射により、マスターからの複製材料を照射す
る）によりマスターから実際の視差バリアを形成するた
めにも、用いられ得る。
【００８４】図２５に示される装置は、出力光ビームが
音響光学変調器２１により偏向され得る、アルゴンイオ
ンレーザ２０を含んでいる。変調器２１からの出力ビー
ムはアパーチャ２２に向けられ、変調器２１による出力
方向の強度の変調がアパーチャ２２に対する光ビームの
位置を変化させ、これによって、アパーチャ２２からの
出力光強度が０と最大値との間で変化する。
【００８５】アパーチャ２２からの光が平行光学系部材
２３により平行光にされ、レーザビーム強度を調整する
ための露光制御手段２４を介して供給されることによっ
て、グレースケールが記録され得る。結果として生じる
光ビームは集光光学部材２５により集光され、走査ミラ
ー２６に供給される。このスキャニングミラー２６は記
録材料２７の表面に出力光ビームを走査させることによ
り、マスターパターンを記録または視差バリアを形成す
る。
【００８６】図２５に示される装置は従来のタイプであ
り、グレーレベルの制御によりさまざまな強度関数が得
られるように用いられる。この装置は可動式または固定
式のものか、またはそれらの組み合わせであり得る。
【００８７】図２６は、本発明の１実施形態を構成する
視差バリアを製造するための別の技術を示している。基
板５０は写真（ネガ）フィルムを担持しており、フィル
ムはマスキングスクエアエッジバリア５３を担持する更
なる基板５２に隣接する。これを既知の有限サイズの光
源５４により照射する。ガラスから形成され得る基板５
０および５２は、フィルム５１およびバリア５３が既知
の固定距離だけ離れており、かつバリア５３が光源５４
に面するように、共に固定される。
【００８８】フィルム５１はバリア５３を通して露光さ
れ、その結果、５５に示されるようなフレネルパターン
がフィルム５１上に記録される。露光されたフィルム５
１が現像されることにより複数のサブアパーチャを有す
るバリアを製造する。その透過関数は、バリア５３のピ
ッチ、バリア５３のアパーチャの幅、フィルム５１とバ
リア５３との間の間隔、およびバリア５３と光源５４と
の間の間隔により決定される。
【００８９】任意のマスク５６が図２６に示される。マ
スク５６は、フィルム５１上に記録されたパターンを制
御するために用いられ得る。特に、マスク５６がバリア
５３のアパーチャのそれぞれを通してイメージングされ
ることによって、マスク５６のパターンに依存するパタ
ーンをフィルム５１上に形成する。マスク５６の透過パ
ターンの１例を５７に示し、これによって得られる（バ
リア５３の各アパーチャの背面のフィルム５１上に記録
された）透過関数を５８に示す。
【００９０】マスク５６は、例えば、写真技術で製造さ
れる印刷された透明画の形態であり得る。しかしなが
ら、マスク５６は任意の適切な形態であり得、例えば、
コンピュータ制御の液晶デバイスを含み得る。
【００９１】本発明の実施形態を構成する視差バリア
は、３Ｄディスプレイを提供するために、図１に示され
るタイプのディスプレイにおいて用いられ得る。しかし
ながら、このような視差バリアは他のタイプのディスプ
レイ、例えば、背面視差バリアディスプレイにおいても
用いられ得る。更に、このような視差バリアは、図２７
に示されるように空間的に多重化された３Ｄ画像を含む
写真媒体等の記録媒体３０に対してバリアを配列するこ
とによって、自動立体視３Ｄピクチャを提供するために
も用いられ得る。このようなピクチャは、後方からまた
は前方から照明され得る。
【００９２】複数のグレーレベルバリアＮｏ．１１〜１
６（図１９〜２４に性能を示す）は、先に説明されたと
おり作製され得る。しかしながら、これらのバリアはま
た、光軸方向が変化することによって光透過関数を表現
する、複屈折層の形態で生成され得る。この層は偏光子
層と共に作用することにより、必要とされる光透過関数
を提供する。
【００９３】このタイプのバリアを用いたディスプレイ
を、図２８および２９に示す。ＬＣＤ１は、バックライ
ト３３からの非偏光を偏光する入力偏光子３２を有す
る。ピクセル５に供給される光は平行に偏光され、その
ピクセル５は表示される画像データに従って透過を変化
させる。
【００９４】ピクセルからの光は第２の偏光子３２’か
ら層３４へ通過する。層３４は、異なる幅を有しており
偏光方向に対して異なる影響を与える、平行な垂直方向
のストライプを含んでいる。層３４からの光は、垂直な
偏光方向を有する出力偏光子３５へと進む。
【００９５】層３４は、各アパーチャに対して、中央の
複屈折ストライプ３６、および複屈折ストライプ３７お
よび３８を有しており、これらは１グループを形成す
る。各グループは、３９等の非複屈折ストライプによっ
て隣接する他のグループから分離されている。ストライ
プ３６が垂直方向になるように光の偏光を回転させる一
方、ストライプ３７および３８は垂直および水平の両方
の方向に傾くように光の偏光を回転させる。ストライプ
３９は偏光に影響しないので、水平方向のままである。
【００９６】図２８に示されるとおり、ストライプ３６
を通過する光は垂直方向に偏光されるので、偏光子３５
を通過する際の減衰は最小である。ストライプ３７およ
び３８を通過する光は垂直方向に対して鋭角に偏光され
るので、光は偏光子３５を通過するが減衰される。スト
ライプ３９を通過する光は平行方向に偏光されるので、
偏光子３５により実質的に消光させられる。このように
して、図１９〜２４に示される性能を有するタイプの視
差バリアが提供され得る。
【００９７】このような複屈折層を形成するための技術
は、英国特許公開公報第２ ３２６７２９号および欧州
特許公開公報第０ ８８７ ６６７号に開示されてお
り、これらの特許出願の内容を本明細書において参考の
ため援用する。これらの特許明細書は２つの異なる光軸
方向を有する領域を形成することを開示しており、２つ
の異なる出力強度を提供するが、図１９〜２４に示され
る性能を有する３つのグレーレベルの関数を提供するよ
うにトリプルラビング技術を用いることにより、３つの
光軸方向を提供することが可能である。偏光子が取り除
かれたときに、このような構成は２Ｄモードの動作を提
供し得る。
【００９８】図３０は、ツイステッドネマティック液晶
構成に基づくアクティブ視差バリアと共に作用する前述
のタイプのＬＣＤ１を含む、自動立体視３Ｄディスプレ
イを示す。バリア６は、基板４０および４１を含む。基
板４０上には配向層４２が形成される。配向層４２は、
基板４１上に形成された配向層４３および電極層４４と
対向している。ネマティック液晶層４５が、配向層４２
と４３との間に提供される。基板４１には出力偏光子４
６が設けられている。平面電極（図示せず）が、配向層
４２の下の基板４０上に形成される。
【００９９】電極層４４は、適切な交流電流が視差バリ
アを作動させるために供給される、パターン化電極とし
て形成される。電極のパターニングは、作動時におい
て、電極の下の液晶が偏光に影響を与えずに光を通す一
方で、電極間の間隔の下の液晶が光の偏光を９０°回転
させるようにされる。中間の偏光子９および出力偏光子
４６の偏光方向は直交しているため、ＬＣＤ１からの光
は視差バリア６の各アパーチャを形成する複数のサブア
パーチャ４７を通って透過される。
【０１００】電極のエッジの液晶層４５上の電界の不均
一性のため、サブアパーチャは鋭角なエッジを有さず、
むしろ各サブアパーチャのエッジ部分でグレースケール
の遷移を提供する。
【０１０１】液晶層４５に電界が印加されないとき、液
晶層全体は光の偏光を９０°回転する。よって、バリア
構造は実効的に透明になり、ディスプレイはフルの解像
度の２Ｄモードで動作する。
【０１０２】図３１に示されるディスプレイでは、視差
バリアは相互に密着し且つＬＣＤの偏光子９に接する第
１および第２の層６ａおよび６ｂの形態である。第１の
層６ａは、視差バリアのアパーチャのピッチを規定する
ピッチを用いた実質的に矩形の透過関数を有する、第１
のバリアの形態である。第２の層６ｂは、暗部分の光吸
収率が１００％よりも低い正弦波の形態の、光透過関数
を有している。正弦波の空間周波数は、層６ａおよび６
ｂが視差バリアを形成するように重ね合わせられるとき
に、各バリアピッチ内に３つのサブアパーチャが存在す
るようにされる。
【０１０３】図３１に示されるディスプレイが前述の特
定の実施例の寸法を有するとき、層６ａは、各アパーチ
ャの幅が５５マイクロメートルでα＝１１であるよう
な、バリア１として先に説明したタイプのバリアを含み
得る。層６ａのみを用いたディスプレイは、２．２％の
クロストークを有する。層６ｂは、１００％と７０％と
の間で変化する光透過、１７．３マイクロメートルのピ
ッチを有する。このような構成は、１％のクロストーク
を有する。
【０１０４】視差バリアは、複数の平行な垂直方向のア
パーチャを含む。アパーチャを横切る方向においてアパ
ーチャは複数のサブアパーチャを含む光透過関数を有す
ることにより、光透過関数はこの方向において変化す
る。一般的に、この関数はアパーチャに平行な方向にお
いて一定である。このようなバリアは、自動立体視３Ｄ
ディスプレイを形成する液晶ディスプレイ等の空間光変
調器と共に用いられ得る。
【０１０５】
【発明の効果】他の光学デバイスと共に用いられたとき
に（例えば３Ｄピクチャまたはディスプレイの一部とし
て）、向上した性能を有する視差バリアを提供すること
が可能である。例えば、クロストークを維持または低減
しながら、ディスプレイの表面からより広い範囲の照明
領域を提供することが可能である。特に、「トップハッ
ト」光透過関数を有する従来の視差バリアと比較して、
より均一な照度およびより少ないクロストークが得られ
る。
【０１０６】サブアパーチャは、最大値または変曲点を
有する光透過関数として定義され得る。一般に、各サブ
アパーチャはアパーチャの光透過関数において最大値を
有するので、サブアパーチャの数は、最大値の数と変曲
点の数との和に等しくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】公知のタイプの視差バリアを用いる自動立体視
３Ｄディスプレイの水平方向の断面を示す図である。
【図２】観察ゾーンの生成を示す図１のディスプレイの
模式的な平面図である。
【図３】本発明の実施形態を構成する視差バリア、およ
び自動立体視３Ｄディスプレイ部分の水平方向の断面図
である。
【図４】視差バリアのアパーチャおよびサブアパーチャ
の定義を示す図である。
【図５】図３に示されるタイプのディスプレイのコヒー
レンス特性を示す図である。
【図６】フレネル構造の幾何学的寸法を示す図である。
【図７】典型的なバックライトのスペクトルを示す。
【図８】輝度およびクロストークの計算を示す図であ
る。
【図９】公知の視差バリアのアパーチャ、点光源照明か
らの観察ウィンドウにおいて得られる光強度曲線、およ
び観察ウィンドウにおける最終的な強度曲線の光透過関
数を示すグラフを含む。
【図１０】公知の視差バリアのアパーチャ、点光源照明
からの観察ウィンドウにおいて得られる光強度曲線、お
よび観察ウィンドウにおける最終的な強度曲線の光透過
関数を示すグラフを含む。
【図１１】公知の視差バリアのアパーチャ、点光源照明
からの観察ウィンドウにおいて得られる光強度曲線、お
よび観察ウィンドウにおける最終的な強度曲線の光透過
関数を示すグラフを含む。
【図１２】公知の視差バリアのアパーチャ、点光源照明
からの観察ウィンドウにおいて得られる光強度曲線、お
よび観察ウィンドウにおける最終的な強度曲線の光透過
関数を示すグラフを含む。
【図１３】公知の視差バリアのアパーチャ、点光源照明
からの観察ウィンドウにおいて得られる光強度曲線、お
よび観察ウィンドウにおける最終的な強度曲線の光透過
関数を示すグラフを含む。
【図１４】公知の視差バリアのアパーチャ、点光源照明
からの観察ウィンドウにおいて得られる光強度曲線、お
よび観察ウィンドウにおける最終的な強度曲線の光透過
関数を示すグラフを含む。
【図１５】本発明の実施形態を構成する視差バリアのア
パーチャ、点光源照明からの観察ウィンドウにおいて得
られる光強度曲線、および観察ウィンドウにおける最終
的な強度曲線の光透過関数を示すグラフを含む。
【図１６】本発明の実施形態を構成する視差バリアのア
パーチャ、点光源照明からの観察ウィンドウにおいて得
られる光強度曲線、および観察ウィンドウにおける最終
的な強度曲線の光透過関数を示すグラフを含む。
【図１７】本発明の実施形態を構成する視差バリアのア
パーチャ、点光源照明からの観察ウィンドウにおいて得
られる光強度曲線、および観察ウィンドウにおける最終
的な強度曲線の光透過関数を示すグラフを含む。
【図１８】本発明の実施形態を構成する視差バリアのア
パーチャ、点光源照明からの観察ウィンドウにおいて得
られる光強度曲線、および観察ウィンドウにおける最終
的な強度曲線の光透過関数を示すグラフを含む。
【図１９】本発明の実施形態を構成する視差バリアのア
パーチャ、点光源照明からの観察ウィンドウにおいて得
られる光強度曲線、および観察ウィンドウにおける最終
的な強度曲線の光透過関数を示すグラフを含む。
【図２０】本発明の実施形態を構成する視差バリアのア
パーチャ、点光源照明からの観察ウィンドウにおいて得
られる光強度曲線、および観察ウィンドウにおける最終
的な強度曲線の光透過関数を示すグラフを含む。
【図２１】本発明の実施形態を構成する視差バリアのア
パーチャ、点光源照明からの観察ウィンドウにおいて得
られる光強度曲線、および観察ウィンドウにおける最終
的な強度曲線の光透過関数を示すグラフを含む。
【図２２】本発明の実施形態を構成する視差バリアのア
パーチャ、点光源照明からの観察ウィンドウにおいて得
られる光強度曲線、および観察ウィンドウにおける最終
的な強度曲線の光透過関数を示すグラフを含む。
【図２３】本発明の実施形態を構成する視差バリアのア
パーチャ、点光源照明からの観察ウィンドウにおいて得
られる光強度曲線、および観察ウィンドウにおける最終
的な強度曲線の光透過関数を示すグラフを含む。
【図２４】本発明の実施形態を構成する視差バリアのア
パーチャ、点光源照明からの観察ウィンドウにおいて得
られる光強度曲線、および観察ウィンドウにおける最終
的な強度曲線の光透過関数を示すグラフを含む。
【図２５】本発明の実施形態を構成する視差バリアを製
造するための第１の方法を示す図である。
【図２６】本発明の実施形態を構成する視差バリアを製
造するための第２の方法を示す図である。
【図２７】本発明の実施形態を構成する自動立体視３Ｄ
ピクチャの水平方向の断面図である。
【図２８】本発明の実施形態を構成する自動立体視ディ
スプレイの水平方向の断面図である。
【図２９】図２８のディスプレイの分解図である。
【図３０】本発明の実施形態を構成する別の視差バリア
および自動立体視３Ｄディスプレイの断面図である。
【図３１】本発明の実施形態を構成する更なる視差バリ
アおよび自動立体視３Ｄディスプレイの断面図である。
【符号の説明】
２５ ＬＣＤ上の点 ２７ 記録材料 ３６、３７、３８、３９ 複屈折ストライプ ４０、４１ 基板 ５５ フレネルパターン ５７ 透過パターンの一例 ５８ 透過関数
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｆ 9/30 ３９０ Ｇ０９Ｆ 9/30 ３９０Ｅ Ｈ０４Ｎ 13/04 Ｈ０４Ｎ 13/04 (72)発明者 グラハム ジョン ウッドゲート イギリス国 アールジー９ １エイチエ フ， オクソン， ヘンリー−オン−テム ズ， ビカレイジ ロード ９ (72)発明者 デービッド エズラ イギリス国 オーエックス10 ０アールエ ル， オックスフォードシャー， ウォー リングフォード， ブライトウェル−カム −ソットウェル， モンクス ミード 19

Claims (27)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の方向に延びている複数の平行な細
    長いアパーチャを含む視差バリアであって、 該各アパーチャは複数のサブアパーチャを含む光透過関
    数を有し、該光透過関数が該第１の方向に対して垂直な
    第２の方向において変化する、視差バリアである。
  2. 【請求項２】 前記アパーチャが前記第２の方向におい
    て実質的に同じ幅を有する、請求項１に記載のバリア。
  3. 【請求項３】 前記光透過関数が前記第１の方向におい
    て実質的に一定である、請求項１に記載のバリア。
  4. 【請求項４】 前記各アパーチャのサブアパーチャのう
    ち少なくともいくつかが、前記第２の方向において異な
    る幅を有する、請求項１に記載のバリア。
  5. 【請求項５】 前記各アパーチャのサブアパーチャのう
    ち少なくともいくつかが、前記第２の方向において異な
    る光透過関数を有する、請求項１に記載のバリア。
  6. 【請求項６】 前記光透過関数が前記第２の方向におい
    てｓｉｎｃ二乗関数である、請求項１に記載のバリア。
  7. 【請求項７】 前記光透過関数が前記第２の方向におけ
    るガウス関数の和の平方根である、請求項１に記載のバ
    リア。
  8. 【請求項８】 前記光透過関数が前記第２の方向におい
    て階段関数である、請求項１に記載のバリア。
  9. 【請求項９】 前記各アパーチャのサブアパーチャが、
    前記光透過関数が該アパーチャ全体を通して非ゼロであ
    るように重ね合わされる、請求項７に記載のバリア。
  10. 【請求項１０】 前記各アパーチャのサブアパーチャ
    が、前記光透過関数が該アパーチャ全体を通して非ゼロ
    であるように重ね合わされる、請求項８に記載のバリ
    ア。
  11. 【請求項１１】 前記各アパーチャが（２ｍ＋１）個の
    サブアパーチャを含み、ｍは正の整数である、請求項７
    に記載のバリア。
  12. 【請求項１２】 前記各アパーチャが（２ｍ＋１）個の
    サブアパーチャを含み、ｍは正の整数である、請求項８
    に記載のバリア。
  13. 【請求項１３】 中央のサブアパーチャの前記第２の方
    向における前記光透過関数が有する最大値が、各アパー
    チャのその他のサブアパーチャの該第２の方向における
    該光透過関数の最大値よりも大きい、請求項１１に記載
    のバリア。
  14. 【請求項１４】 中央のサブアパーチャの前記第２の方
    向における前記光透過関数が有する最大値が、各アパー
    チャのその他のサブアパーチャの該第２の方向における
    該光透過関数の最大値よりも大きい、請求項１２に記載
    のバリア。
  15. 【請求項１５】 ｍ＝１である、請求項１１に記載のバ
    リア。
  16. 【請求項１６】 ｍ＝１である、請求項１２に記載のバ
    リア。
  17. 【請求項１７】 前記光透過関数が写真媒体に記録され
    る、請求項１に記載のバリア。
  18. 【請求項１８】 複数の層によって特徴づけられる、請
    求項１に記載のバリア。
  19. 【請求項１９】 前記層の各隣接する対が実質的に相互
    に接触している、請求項１８に記載のバリア。
  20. 【請求項２０】 前記層のうちの１つが前記アパーチャ
    を実質的に定義する光透過関数を有し、且つ該層のうち
    の他の層が前記サブアパーチャを実質的に定義する光透
    過関数を有する、請求項１８に記載のバリア。
  21. 【請求項２１】 前記他の層が単一の他の層である、請
    求項２０に記載のバリア。
  22. 【請求項２２】 前記１つの層の前記第２の方向におけ
    る前記光透過関数が、実質的に矩形関数であり、前記他
    の層の該第２の方向における該光透過関数が、該第２の
    方向全体に非ゼロな光透過を有するように定数関数に重
    畳されたシヌソイド関数である、請求項２１に記載のバ
    リア。
  23. 【請求項２３】 前記光透過関数が偏光子と共に作用す
    る複屈折層中の光軸配向関数としてコード化された、請
    求項１記載のバリア。
  24. 【請求項２４】 液晶装置によって特徴づけられたバリ
    アであって、該装置の液晶層を介して電界を印加するこ
    とによって前記光透過関数を形成する、パターン化電極
    を有する液晶装置によって特徴づけられた、請求項１に
    記載のバリア。
  25. 【請求項２５】 空間的に多重化された３Ｄ画像が記録
    された記録媒体と共に作用する、請求項１に記載のバリ
    アによって特徴づけられた自動立体視３Ｄピクチャ。
  26. 【請求項２６】 空間的に多重化された３Ｄ画像を用い
    て光を変調するための空間光変調器と共に作用する、請
    求項１に記載のバリアによって特徴づけられた自動立体
    視３Ｄディスプレイ。
  27. 【請求項２７】 前記空間光変調器が液晶ディスプレイ
    を含む、請求項２６に記載のディスプレイ。
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