JP2001519126A - 自動立体投影システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 自動立体投影システムは、多重にプロジェクタを使用してほとんど継目のない広い視野を形成する。各プロジェクタは、ＣＲＴディスプレイに整合される。各プロジェクタのシャッタ素子は、各ＣＲＴディスプレイ用に多重の瞳孔を作り出す。各ＣＲＴディスプレイは、各シャッタ瞳孔に対し異なる画像で駆動される。画像の継目は、共通レンチキュラー投影レンズの一部に調整可能な光学ディフューザを用いることにより、ほとんど見えなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】 自動立体投影システム 発明の背景 人聞の見る世界は３次元であり、人間の頭脳は、データが３次元のフォーマッ トで表現される時には、きわめて有効にそれを判定することができる。人間の頭 脳は、深さの認識のために情報を抽出する様々な目視上の手掛りにより、光景を ３次元として捉える。事実上リアルタイムの動作で世界に向けて真の３次元の窓 を設けるために、目視上の手掛りの利点を利用して表示を作り出すのに有効な方 法を見出す種々の試みが行なわれてきた。 目視上の手掛りは、３次元表示テクノロジーにより再現することのできる４つ の主要なカテゴリーに分類することができる。個々の眼は、網膜上に作り出され た２次元画像を見ることができるに過ぎないが、観察者の頭脳は２つの眼とはわ ずかに異なった投影図を用いて働くことにより第３の次元である深さを作り出し 、これにより頭脳は３次元の画像を作り出すことができる。このプロセスは、立 体画像と呼ばれる。これを実現するには、表示は各眼に対しいくらか異なった投 影図を与えねばならない。 他のカテゴリーは、観察者の頭が縦方向または横方向に動く際の視野の中の対 象の見掛上の相対運動を利用したモーションパララックス（運動視差）である。 この現象を作り出すには、表示は通常観察者の頭の運動を正確に測り、応答する 。 残りの２つのカテゴリーの与える目視上の手掛りは、前記に比較して弱い。眼 の焦点を合わせる動作と集束のフィードバック作用を用いることにより、頭脳は 対象に焦点を合わせるために眼球レンズをどれだけ強く絞らねばならないかによ り、対象の深さ方向の位置と対象の投影図を脳の中に集束させるのに必要とされ た２つの眼の相対角に関するある種 の情報を得ることができる。眼の焦点合わせおよび集束は、目視上の手掛りとし ては弱いから、大抵の３次元表示システムでは、観察者は焦点を、例えば、無限 大または観察者に近いスクリーン上のような固定距離に合わせて置くことができ る。 さらに、ソフトウエアを用いた目視上の幻影は、２次元表面上の表示に対する 画像生成装置の中に目視上の弱い手掛りを作ることができる。これらの幻影は、 対象の遠近、濃淡、距離ぼやけおよびカメラの動作から生じる運動視差を含む。 ソフトウエアを用いた目視上の幻影は、目視上の手掛りを作り出すための最も容 易なカテゴリである。実際に大抵のシミュレータおよびコンピュータゲームは、 これらの幻影を２次元の表面に投影する前にコンピュータメモリやプロセッサの 中の３次元世界を用いて作り出す。 立体映像の利点を利用する３次元表示の一つの例は、画像源に組合された可動 垂直スリットを含んでいる。このスクリーンは、画像源により表示される画像と 同じ順序で複数の位置の間で動かされる。画像が観察される場合には、各画像は スリットの位置に基づいてスペースの中で位置を移される。 立体映像および運動視差の両者を作り出すことのできる３次元表示装置の例は 、頭に取付けられる表示（ＨＭＤ）装置である。ＨＭＤ装置の中のミニチュア表 示スクリーンは、各眼に整合され、それぞれの画像を与える。観察者の頭の運動 と共に見回すことを可能にするために、頭部の追跡装置をＨＭＤ装置に組合わせ ることができる。しかし、このようなシステムは、一度に１人しか利用できず、 また追跡運動が遅れた場合に悪心と平衡感覚の喪失をもたらすことがある。 発明の概要 大抵の立体画面の観察時には、観察者の両眼の視界の中のある平面（例えば水 平面）における運動に対し、視差を作り出すことが必要である に過ぎない。公知のシステムは、観察者に立体画像を提供するが、それには無視 できない多くの制約がある。このようなシステムには、画像の明るさに乏しく、 視野が少なく、瞳孔の分割数が少なく、画像サイズが小さい。前記短所のいずれ かが公知の技術を用いて改善されることができても、他の点で著しい犠牲を伴わ ずには済まない。 発明の好ましい実施形態によれば、３次元の表示装置は多重の瞳孔、その瞳孔 をできる限り接近させて備える多重の投影システムをもつ。各投影システムは、 同時にそれぞれの画像源からの画像を共通の光学装置に写し出す。前記光学装置 は、折り畳まれたシステムの中にフレネルレンズまたは凹面鏡をもつことができ る。光学装置は、投影レンズの出口瞳孔を対象空間の連続的な投影図ポートのア レー上に画像を形成する。このようなシステムは明るく、広角投影の可能な多重 の表示を可能にする。 発明の第１の特徴によれば、表示装置は、複数の画像源と複数の個別の投影図 をもつ画像スペースを含む。各画像源は、対象の複数の連続画像を表示する。各 投影図は、対象のそれぞれの連続画像に光学的に結合される。 多重投影光学システムは、連続画像に投影図を結合するために用いられるのが 望ましい。多重投影光学システムは、複数の投影レンズアセンブリを含み、その それぞれはそれぞれの画像源に整合されている。複数のアドレス可能なシャッタ は、各投影レンズアセンブリに整合される。共通の投影アセンブリは、複数の投 影図を形成するために投影レンズアセンブリに整合されている。共通の投影アセ ンブリは、投影システムの間の継目を見えなくするために、調整可能な光学ディ フューザを含むのが望ましい。光学ディフューザは、屈折率整合媒質をもつこと が望ましい。 好ましくは、コントローラ（制御装置）が画像源およびシャッタ素子に結合さ れる。各画像源は、特定の時点での光景の対応する投影図を提 供する。シャッタには、各画像源に光学的に整合する複数のスリットが存在する ように設定される。コントローラは、画像源とシャッタを制御して複数の同時画 像を形成する。観察者は、一度にこれらの画像の２つを、各眼がそれぞれ一つを 見る方法て観察する。 発明の前記特徴および他の特徴ならびに部品の構造および組合わせの各種の斬 新な細部は、添付の図面を参照して詳述され、請求の範囲に指摘される。発明の 特定の実施形態は、参考の目的に過ぎず、発明の範囲を限定するものではないと 理解される。この発明の本質と特徴は、発明の範囲から逸脱することなく、多様 な形態で実施することができる。 図面の簡単な説明 図１は、個別の視差変化を用いる３次元投影図をシミュレートする概略図であ る。 図２は、本発明の好ましい実施形態による好ましい自動立体投影システムの概 略図である。 図３は、本発明による好ましいレンチキュラーサンドイッチディフューザの概 略図である。 図４は、本発明の好ましい実施形態にしたがい用いることのできる透過画像生 成装置の概略図である。 本発明の好ましい実施形態の詳細な説明 図１は、個別の視差変化を用いた３次元投影図（3-view）のシミュレーション の概略図である。実在の世界１では、観察者７は水平方向に視角を動かすにつれ て対象５の画像はなめらかに連続的に変化する。 しかし、実際には、人の頭脳は、便宜的に適切に小さい段階的増分での段階的 変化を利用する。効果的なシミュレーション３では、対象５の個別の投影図切片 （discrete view slices）Ｖ₁…，Ｖ_Nが観察者７に届く。 この“量子化（quantized）”アプローチは、最も簡単にはレンチキュラー格 子を用いる。各カメラ角度からの静止画像は、細かいストリップ（片）に分割さ れ、順序正しく互いに組合わされる。単位長さあたり正しいライン数のレンチキ ュラーレンズが、ストリップの幅にしたがって、交錯した画像の上に重ねられる と、観察者７は、彼等の視角によって異なる完全な画像を見ることができる。 レンチキュラー格子を用いた空間的に多重化されたシステムには、２つの大き な短所がある。まず、すべての画像は、画像生成装置に同時に表示されるために 、個々の利用し得る領域は限定され、画像の解像力が制約される。第２には、各 投影図には個々に光学投影システムが必要となるために、投影図を増やすことが 複雑で困難である。 本発明の好ましい実施形態によれば、時間的多重化を用いることにより、空間 的多重化システムのもつ短所を回避することができる。簡単にいえば、各視角に 対応する画像は、時系列をもって画像生成装置上に瞬間的にスクリーン一杯に写 される。 図２は、本発明の好ましい実施形態による好ましい自動立体投影システムの概 略図である。ある実施形態においては、対象５の投影図は静止カメラまたはビデ オカメラ１２₁，１２₂，…，１２_Nのアレーにより捉えられる。画像化システム １０は、捉えられた画像を表示するために機能する。画像およびビデオの同期信 号が、ビデオバスＶＩＤおよび同期接続ＨＳｙｎｃ，ＶＳｙｎｃ，ＺＳｙｎｃを 経て、制御システム２０に送られる。制御システム２０は、画像化システム１０ への制御バスＣＴＬを介して、カメラ１２₁，…，１２_Nの動作を制御する。他の 実施形態では、投影図は、コンピュータにより作られ、画像化システム１０によ り格納される。 制御システム２０は、ビデオ信号を画像化システム３０に送る。好ましくは、 画像化システム３０は、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶表示装置等の画像源３２₁， ３２₂，３２₃のアレーを含む。図のＣＲＴの数は３ つに過ぎないが、ＣＲＴの数は任意に定めることができる。ただし、この場合、 所望の個別の投影図の総数によって光学上のある種の制約が生じる。また、画像 源３２も、制御システム２０からの制御信号を受ける。 投影レンズシステム４０は、画像化システム３０に光学的に結合されている。 特に、投影システム４０は、複数の投影サブシステム４０₁，４０₂，４０₃を備 え、そのそれぞれは対応する画像源３２₁，３２₂ ，３２₃に結合されている。投影レンズサブシステム４０は、複数の投影レンズ ４１，４３，４５，４７，４９を含む。画像源３２₁，３２₂，３２₃の出口（瞳 孔，pupils）５２₁，５２₂，５２₃は、前方投影レンズ４９₁，４９₂，４９₃によ り限定される。図示されるように、前方投影レンズ４９₂は、隣の前方投影レン ズ４９₁，４９₃に接している。本発明の好ましい実施形態によれば、前方投影レ ンズ４９₁，４９₂，４９₃はプラスチックのシートからレンズを成型する方法で 作られる。 出口（瞳孔）５２₁，５２₂，５２₃からの光は、それぞれのシャッタ素子５０₁ ，５０₂，５０₃により処理される。シャッタ素子５０は、制御システム２０によ り制御される可動スリットを含む空間光線変調器である。好ましくは、シャッタ 素子５０は液晶装置であり、スリットは垂直光線変調セルであり、各シャッタ素 子５０の中の約５から８の垂直に配列された位置から選ぶことができる。または 、光線変調セルは、各シャッタ素子に２次元的に配置された複数のウィンドウか ら選ぶことができる。 シャッタ素子５０₁，５０₂，５０₃は、出口（瞳孔）５２₁，５２₂，５２₃の前 側に配置されているが、この配置は必ずしも必要ではない。実際、シャッタ素子 ５０₁，５０₂，５０₃は、前方投影レンズ４９₁，４９₂，４９₃の後側に設けるこ ともできる。好ましくは、シャッタ素子５０₁，５０₂，５０₃は、出口（瞳孔） ５２₁，５２₂，５ ２₃にできる限り接近した位置に設けられる。シャッタ素子が、出口（瞳孔）の 前で離れるほど光学的効果は失われる。本発明の特定の実施形態では、シャッタ 素子は前方投影レンズから１インチよりも近く、好ましくは約半インチの位置に 設けられる。 動作時、制御システム２０は、画像源３２および対応するシャッタ素子５０を 制御して、異なったビデオフレームがシャッタ素子の各スリット位置に対する表 示上に割り当てられる。特に、ビデオフレームは、シャッタに合わせて時間的に 多重化されている。このようにすることにより、各画像源３２に対して複数の瞳 孔が作り出される。 図示されたように複数のビデオ信号ＶＩＤ₁，ＶＩＤ₂，ＶＩＤ₃は、制御シス テム２０の表示ドライバ２２により対応する画像源３２₁，３２₂，３２₃に送ら れる。さらに、水平同期（ＨＳｙｎｃ）、垂直同期（ＶＳｙｎｃ）およびビデオ フィールド同期（ＺＳｙｎｃ）信号が制御システム２０により処理される。特に 、表示制御モジュール２４は、ＨＳｙｎｃおよびＶＳｙｎｃ信号を受取って画像 源３２を駆動する。シャッタ制御モジュール２６は、ＶＳｙｎｃおよびＺＳｙｎ ｃ信号を受信し、シャッタ素子４４を駆動する。ＶＳｙｎｃ信号は、画像源３２ のビデオフレームとシャッタ素子５０のスリットを同期させるために用いられる 。 図示されていないが、赤、緑、青（ＲＧＢ）分離フィルタ素子を各画像源３２ に重ねることができる。これらのカラーフィルタ素子は、広域スペクトル画像生 成装置からカラービデオフレームを順次作り出すために使用するのが望ましい。 この際、表示制御モジュール２４がカラーフィルタ素子を作動させることになる 。 画像源３２の特定のフレームに対して、投影システム４０は、画像Ｐ₁，…， Ｐ₉，…，Ｐ₁₇，…，Ｐ₂₄を共通の投影光学装置５５に投影する。本発明の一つ の特徴によれば、投影光学装置５５は、フレネルレンズである。投影光学装置５ ５は、各出口（瞳孔）の焦点を仮想出口（瞳 孔）または画像平面６０上の投影ポートＶ₁，…，Ｖ₂₄に合わせる。これらの投 影ポートは、画像源のフレーム画像の投影図を与える。 どの時点においても、投影光学装置５５は、各画像源３２の選ばれた瞳孔から の投影図を、単数または複数の観察者７の観察のための投影スペース６５に与え る。各観察者７は、通常左眼７０Ｌと右目７０Ｒを投影スペースに保持する。両 眼は、瞳孔内距離（ＩＰＤ）だけ隔てられている。図示したように、複数の投影 ポートＶ₁，…，Ｖ₂₄が画像平面６０に設けられ、そのそれぞれが、対応する画 像源の対応するビデオフレームの投影図を与える。光学装置は、投影スペース６ ５のスリットの投影図が各隣の投影図に接し、中心間で距離Ｄだけ隔たるように 調整される。観察者の頭が動くのにつれて画像が連続的に見えるような継目のな い状態を作り出すには、距離Ｄは、ＩＰＤの１／２以下であることが望ましい。 スリットは、例えば、観察者の眼のところで２２ないし２５ｍｍの幅である。こ のようにすることにより、観察者における画像の死角は、ほぼなくなる。 以上のように、各眼７０Ｌ、７０Ｒは、異なった画像源３２を見ることにより ３次元対象の幻影を作り出すことになる。ほぼ継目のない投影図を作るほかに、 光学システム３は、多くの投影ポートにより投影図を伸長することができる。 視野を最大にするために、レンズアレーはできる限り大きくされる。例えば、 本発明の好ましい実施形態によれぼ、光学システムはｆ／１の焦点比をもち、２ ５インチ対角のモニターに等しいサイズをもつ。 装置のサイズを最小にするために、凹面鏡をもつ折り畳まれた光学システムが 投影光学装置５５に使われるのが望ましい。凹面鏡は、投影スクリーンの役割を もち、光を対応する投影ポートに集束させる。鏡を用いることにより、光線の進 路は折り曲げられて、サイズが比較的コンパクトなまま、システムの焦点距離が 増大する。 好ましいシステムは、光線を一度に一つのセグメント（１区分）しか 通過させない、電子制御されたフェロエレクトリック（強誘電体）ディレクティ ングストリップシャッタを含む。ＣＲＴ上に表示される画像とディレクティング シャッタセグメントの切替えとは、適切な画像が各投影図切片に与えられるよう に同期される。投影レンズシステムは、フィールド（視野）レンズの位置にほぼ 歪のない実像を作り出す。この画像のサイズが、観察者の見る有効スクリーンサ イズを決定する。 一般に有効スクリーンサイズに等しいサイズのフレネルレンズであるフィール ドレンズ５５は、ＣＲＴの実像には何等の影響も及ぼさない。 それがもつ機能は、観察者のための最適投影面にディレクティングシャッタの実 像を作ることにある。このようにして、フレネルレンズは、観察者がスクリーン 一杯に３次元画像を見ることのてきる領域のサイズを決定できる。実用的なシス テムのために、投影領域の深さは、最適投影面を越えて数フィート延びることが できる。 プロトタイプシステムにおいては、毎秒３０フレームの再生速度が、連続モー ドの５１２×３８４ピクセル解像度をもって、２５インチ対角スクリーン上に実 現できる。好ましい視距離は、約５フィートであるから、スクリーンは約２０度 で対向する。フルスクリーン３次元画像のための投影アイボックスは、約２フィ ートの幅、数フィートの深さをもち、弱いデフューザにより互いに平滑化された ２８種のカメラ角度を可能にする。 好ましい表示の一つの特性は、投影領域の異なるセクションが全く異なるフル スクリーンアニメーションを映し出すことのできる多重投影（multiple-view） モードである。これは、投影図切片が、わずかずつ異なる一連のカメラ角度を表 示することに限定されないことから、可能である。例えば、最も左の投影図切片 は、シミュレータの中での闘いの全シーンをスクリーン一杯に３次元投影で提供 できるのに対し、最も右の切片投影図は闘いの情景の特定の領域に（カメラの） ねらいを定めるのに用いることができる。この多重投影の特徴は、ゲーム業界で 特に関心 が集まる。なぜなら、１台のマシンを用い２人のプレーヤーが並んですわり、そ れぞれが、個別の３次元フルスクリーンの形のゲームの情景を個別に楽しめるか らである。それぞれ約１フィート幅で２つ並ぶビューボックスをもつアーケード ゲーム市場用の５０インチスクリーンバージョンを作ることができる。 しかし、投影レンズシステムの出口（瞳孔）をギャップなしに隣接させるには 、実際上制約がある。出口（瞳孔）を一定方向に水平に長くするには、レンチキ ュラーレンズを用いることができる。レンチキュラーレンズは、通常アクリル樹 脂製のフラットシートであり、一連のラインをもち、そのそれぞれは半円形の断 面をもつきわめて細い円柱レンズとなっている。代表的なレンチキュラーレンズ は、インチあたり５０から１００ラインをもち、一定方向のディフューザの機能 を果たす。このようなレンズは、一般に大面積スクリーン投影テレビのフロント スクリーンとして用いられ、この場合のラインは、スクリーンに対する視角を横 方向に拡げるために、垂直に設置される。投影レンズシステム４０からの画像が レンチキュラーレンズ上に実像を形成する限り、画像自身は、出口（瞳孔）がな ければレンズによって拡散することはない。類似の効果は、一片のすりガラスの ような普通のデヒューザを通して対象を見るときにも、見ることができる。ガラ スから遠い位置の対象は、ガラスを通して見る時完全にボヤけるが、ガラスに押 し付けられた手は、反対側から明瞭に見ることができる。 投影テレビシステムに用いられるように、レンチキュラーレンズは、水平方向 に拡張して多重投影システムのためのアイボックスを結合するように設置するこ とができる。しかし、これで異なるカメラ投影図を結合させることにより３次元 効果は失われる。目標は、非常に小さい量の水平方向の塗り潰しをすることで継 目を消し、各投影図のエッジを和らげ、しかも３次元効果を損なわない程度にと どめることにある。もし、投影レンズシステムをできるだけ慎重に接合すること により継目を最初 からできる限り小さくすることができるならば、例えば約１／１０の角度の拡が りをもつ一定方向のデヒューザが必要となる。実際のレンチキュラーレンズは、 １．４９１の屈折率をもつアクリル製であり、２０ないし４０度の角度拡散をも たらす。角度拡散の著しく少ないアクリルレンチキュラーレンズを作ることは可 能と考えられるが、この特別設計のレンズを作るために必要な設備のコストは現 在では高く、本発明の好ましい実施形態においては、継目の除去と明瞭な３次元 画像生成との最適の兼合いを実現するためにレンズの作り出す拡散量を調整する ための能力が必要となる。 角度拡散のきわめて小さいアクリル製のレンチキュラーレンズを作製すること の困難は、１．４９１のアクリルと１．０００のレンズの周りの空気との間の屈 折率の差に起因する。レンズの集束性は、レンズ材料と外側の媒質すなわち通常 は空気との間の屈折率の差によって決まる。 図３は、本発明による好ましいレンチキュラーサンドイッチディフューザの概 略図である。レンチキュラーサンドイッチ１００は、アクリルレンチキュラーレ ンズ１０２、ガラス板１０６、およびレンズのレンチキュラー面に押し付けられ た１層の屈折率整合封入液、または他の媒質１０４を含む。密封壁１０８は、液 １０４のための外側の境界を作る。 液１０４は、アクリルレンズ１０２に近似した屈折率をもち、３次元表示内の 所望の光学効果を作り出すための総合的なレンチキュラーシステムを調整する際 に容易に変えることができる。拡散の量は、０．００４を最低とする段階をもつ 市販の整合液１０４の屈折率により制御される。屈折率整合液１０４がアクリル レンチキュラーレンズ１０２材料と同じ屈折率をもつ時には、装置全体が透明板 として作用し拡散は起きない。 液の屈折率ｎｌは、次式により算出できる。 ここで、 １ｐｉは、レンチキュラーレンズにおけるインチあたりのライン数 ｆｌは、レンチキュラーレンズセグメントの焦点距離 ｎは、レンチキュラーレンズ材料の屈折率 （例えば、アクリルでは１．４９１） ｄａは、レンチキュラーレンズにおける所望の半角の拡がりである。 このレンチキュラーサンドイッチ構造は、好ましい３次元表示システムに使用 され、継目を容認できるレベルにまで減らすように調節されると同時に、良好な 画質と３次元の現実感を保つことができた。さらにこのほかの利点は、スクリー ンの投影図Ｖ₁，…，Ｖ₂₄間の移行（図２）がスムースになってぎくしゃくしな くなり、観察者の頭７が端から端まで移動する際にも見ていてはるかに楽しめる ことにある。 本発明の好ましい実施形態は、ＣＲＴ画像源を用いるが、発明を実施するのに 光弁（light valve）表示装置を用いることもできる。このような表示装置の例 は、液晶表示装置である。 図４は、本発明の好ましい実施形態に用いられる透過画像生成装置の概略図で ある。図示されるように、ストリップのパックライト１１２は、透過性の表示画 像形成面１１０から分離される。各種の視角に対応する画像は、時系列的に、順 次画像生成装置１１０上でスクリーン一杯に瞬間的に現れる。共通のバックライ ト画像形成レンズ１１５は、観察者の投影（視野）面内に表示ストリップバック ライトの画像を作り出す。図示されるように、画像面６０上の投影図１（Ｖ₁） に対する画像Ｉ₁は、透過性の表示装置１１０上に表示される。図示されるよう に、表示ストリップバックライト１１２の第１バックライト１１２_lは、投影図 １画像（Ｐ₁）を投影するために瞬間的に現れる。バックライト１１２ および透過性表示１１０の動作は、適切な同期エレクトロニクス１２０により制 御される。 透過表示１１０は、共通レンズ１１５の平面内の位置にあり、それに影響され ることはない。各種の投影図は、スペース内の適切な投影図切片の中に、上述し たように表示バックライト装置または電子シャッタ方式を使用して伝えられる。 この装備では、投影図は光学トレーン（train）を共有することも可能で、簡素 化することができると同時に、システムにおいて投影図を増やすことも容易にな る。 液晶表示では、時間的多重化システムのために必要なフレーム速度を作り出す ことは、いまだ不可能である。しかし、現在のＣＲＴテクノロジーでは、時間的 多重化のために好ましい、より高速のフレーム速度で機能することが可能である 。本発明の好ましい実施形態に基づく時聞的多重化システムは、透過性表示装置 上で作られた画像の多重投影を含み得ると考えられる。 均等物 この分野の熟練者は、前記本発明の具体的な実施形態に対する変更の可能性を 、日常的な実験以上のものを使用することなしに知り、または確認することがで きるであろう。これらおよび他のすべての実施形態は、下記の請求の範囲に含め られるべきものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ０９／００３，６１４ (32)優先日 平成10年１月７日(1998．1．7) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＣＡ，ＣＮ，Ｊ Ｐ，ＫＲ，ＳＧ，ＵＳ (72)発明者 マクローリン・ジョセフ・エル アメリカ合衆国，マサチューセッツ州 01945，マーブルヘッド，コナント ロー ド 21

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．対象の３次元投影図を表示する装置であって、 対象の複数の連続画像をそれぞれが表示する複数の画像源と、 対象の対応する連続画像に光学的にそれぞれが結合されている複数の個別の投 影図を有する投影スペースとを備えた装置。 ２．請求項１において、 それぞれが複数の光線変調セルを有し、対応する画像源に結合されている複数 の空間光線変調器を備えた装置。 ３．請求項２において、 各画像源および各空間光線変調器に結合された制御ユニットを備え、 その制御ユニットが前記光線変調セルを前記連続画像と同じ順序で作動させる 装置。 ４．請求項１において、 前記画像源と投影スペースとの間に光学的に配置された共通投影光学装置を備 えた装置。 ５．請求項４において、 前記共通投影光学装置がレンチキュラーレンズを有する装置。 ６．請求項４において、 前記共通投影光学装置が調整可能な光学ディフューザを有する装置。 ７．請求項１において、 前記投影スペースが複数の観察者に前記画像源の拡大された投影を提示する装 置。 ８．請求項１において、 前記投影スペースが、観察者が前記投影スペースのある位置から別の位置に視 点を移す際に、継目のほとんどない前記画像源の投影を提示する装置。 ９．対象の３次元投影図を表示する装置であって、 選ばれた時点に選ばれたビデオフレームをそれぞれが表示する複数の 画像源と、 各画像源の各選ばれたビデオフレームからの光を、投影スペースの中の対応す る視点に投影するマルチプロジェクタ光学システムとを備えた装置。 １０．請求項９において、 前記光学システムが、 対応する画像源にそれぞれが整合されいる複数のプロジェクタレンズアセンブ リと、 各プロジェクタレンズアセンブリに整合されている複数のアドレス可能なシャ ッタと、 前記プロジェクタレンズアセンブリに整合されている共通投影アセンブリとを 有する装置。 １１．請求項１０において、 前記共通投影アセンブリがレンチキュラーレンズを有する装置。 １２．請求項１０において、 前記共通投影アセンブリが調整可能な光学ディフューザを有する装置。 １３．請求項１０において、 前記光学ディフューザが屈折率整合媒質を有する装置。 １４．請求項１０において、 前記共通投影アセンブリが鏡を有する装置。 １５．請求項１０において、 前記アドレス可能なシャッタがカラーフィルタ素子を有する装置。 １６．請求項９において、 前記投影スペースが視点の２次元アレーを有する装置。 １７．対象の３次元投影図を表示する方法であって、 対象の複数の連続画像をそれぞれが表示する複数の画像源を設ける工程と、 複数の個別の投影図を有する投影スペースを、対象の対応する連続画像に光学 的にそれぞれ結合させる工程とを備えた方法。 １８．請求項１７において、 それぞれが複数の光線変調セルを有する複数の空間光線変調器を設け、各空間 光線変調器を対応する画像源に結合する工程を備える方法。 １９．請求項１８において、 制御ユニットを各画像源および各空間光線変調器に結合し、前記制御ユニット から前記光線変調セルを前記連続画像と同じ順序で作動させる工程を備えた方法 。 ２０．請求項１７において、 共通投影光学装置を前記画像源と投影ソースとの間に光学的に配置する工程を 備えた方法。 ２１．請求項２０において、 前記共通投影光学装置がレンチキュラーレンズを有する方法。 ２２．請求項２０において、 前記共通投影光学装置の中に調整可能な光学ディフューザを形成する工程を備 えた方法。 ２３．請求項１７において、 前記投影スペースが複数の観察者に前記画像源の拡大された投影を提示する方 法。 ２４．請求項１７において、 前記投影スペースが、観察者が前記投影スペースのある位置から別の位置に視 点を移す際に、継目のほとんどない前記画像源の投影を提示する方法。 ２５．対象の３次元投影図を表示する方法であって、 複数の画像源を設ける工程と、 各画像源から、選ばれたビデオフレームを選ばれた時点で表示する工程と、 マルチプロジェクタ光学システムから、各画像源の各選ばれたビデオフレーム からの光を投影スペースの中の対応する視点に投影する工程とを備えた方法。 ２６．請求項２５において、 前記投影する工程が、 複数のプロジェクタレンズアセンブリのそれぞれを対応する画像源に整合させ る工程と、 複数のアドレス可能なシャッタを各ブロジェクタレンズアセンブリに整合させ る工程と、 共通投影アセンブリを前記プロジェクタレンズアセンブリに整合させる工程と を有する方法。 ２７．請求項２６において、 前記共通投影アセンブリがレンチキュラーレンズを有する方法。 ２８．請求項２６において、 前記共通投影アセンブリの中に調整可能な光学ディフューザを形成する工程を 備えた方法。 ２９．請求項２８において、 前記光学ディフューザを屈折率整合媒質を用いて調整する工程を備えた方法。 ３０．請求項２６において、 前記共通投影アセンブリが鏡を有する方法。 ３１．請求項２６において、 前記アドレス可能なシャッタがカラーフィルタ素子を有する方法。 ３２．請求項２５において、 前記投影スペースが視点の２次元アレーを有する方法。