JP2003262827A - 視差光学装置及び自動立体表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 観察者が、表示されている実際の画像とは関
係なく、自動立体表示装置に対する自分の位置を決定す
ることが可能な視差光学装置及び自動立体表示装置を提
供すること。 【解決手段】 自動立体表示装置は画像表示部と信号表
示部とを提供するように制御されるＳＬＭ２を含む。視
差光学装置３は、画像表示部と協働して複数の観察ウィ
ンドウ１６を形成する第１部分を有する。視差光学装置
３の第２部分３ａは、交互に位置する観察ウィンドウ１
６において観察者にとって可視の第１および第２画像を
形成し、これにより観察者は望ましい正像観察ゾーン１
７、１９、２１と擬似像視位置２２〜２５などの望まし
くない視位置との間を区別することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、視差光学装置及び
自動立体表示装置に関する。このような視差光学装置及
び視差光学装置を備えた表示装置は、自動立体三次元
（３Ｄ）表示装置を含み、例えば、３Ｄテレビ、医療用
画像化装置、コンピュータゲーム機、電話機、科学用視
覚化装置、仮想空間装置、およびオフィスオートメーシ
ョン機器において使用され得る。

【０００２】

【従来の技術】既知のタイプの自動立体３Ｄ表示装置を
添付図面の図１に示す。この表示装置は、例えば液晶表
示装置（ＬＣＤ）の形態の空間光変調器（ＳＬＭ）２の
背後に配置された分散バックライト１を備えている。Ｓ
ＬＭ２は、例えば欧州特許第0625 861号に開示されたよ
うな画素（ピクセル）アレイを含む。該特許では、画素
は列状に配置され、それぞれ隣接する列は横方向すなわ
ち水平方向に互いに実質的に接触している。

【０００３】ＳＬＭ２の前には、例えば図１に概略的に
示すようなレンティキュラスクリーンの形態の視差光学
装置３が配備される。視差光学装置３の各視差素子６
は、ＳＬＭ２の各画素列対と位置合わせされる。画素列
は、それぞれ観察者の左眼および右眼用の垂直方向に長
い左右二次元（２Ｄ）画像ストリップを交互に表示する
ように制御される。例えば、４で示す画素は左眼画像の
要素を表示し、５で示す画素は右眼画像の要素を表示す
る。

【０００４】画素４および５を含むそれぞれの画素列か
らの光は、関連する視差素子６によって第１ローブ７内
で画像化される。参照番号８および９で示すそれぞれ隣
接する画素列からの光は、視差素子６によってそれぞれ
隣接するローブ１０および１１へと画像化される。さら
に、参照番号１２および１３で示すそれぞれ次の画素列
からの光は、視差素子６によってさらに別のローブ１４
および１５へと画像化される。

【０００５】観察者の各眼が表示装置全体にわたって同
じ画像を見るように観察ポイントが補正された表示装置
を提供するために、視差光学装置３の視差素子のピッチ
は、ＳＬＭ２の画素列のピッチの２倍より僅かに小さく
される。このため、観察ゾーンがいくつかのローブで反
復される。観察者の左眼および右眼が、ローブの１つの
左および右観察ゾーン内にそれぞれ位置している場合
は、表示装置の全体にわたって、左眼は左眼によって見
られるように意図された２Ｄ画像のみを見、右眼は右眼
によって見られるように意図された２Ｄ画像のみを見
る。各観察ゾーンの最も広い部分は観察ウィンドウ（vi
ewing window）と呼ばれ、参照番号１６で示すように共
通面内に位置する。観察ウィンドウ１６は表示装置から
意図された視距離だけ離れた位置に形成される。

【０００６】英国特許第2252175号は、視差バリアタイ
プの自動立体表示装置を開示している。観察者が正像観
察領域から外側に移動すると、観察者にとって可視の画
像が変化する。横方向に移動すると、感知される画像は
暗くなり、縦方向に移動すると、画像に縦縞が重なって
見える。これらの画像変化は、表示装置の視差バリア構
造により得られる。

【０００７】国際公開第94/24601号もまた、観察者が正
像観察領域から移動するとき感知される画像が変化する
自動立体表示装置を開示している。この場合には、感知
される画像は、観察者が正像観察ゾーンを離れると直ち
に二次元となり、これにより疑似像を見るのが回避され
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】観察者の左眼および右
眼がそれぞれ左眼および右眼観察ゾーン内にあるとき
は、観察者は表示を正像として見、正しい３Ｄ画像を見
る。このような観察ゾーンは正像観察ゾーンと呼ばれ、
正像を見るための観察ウィンドウの位置を１７〜２１で
示す。しかし、観察者の左眼および右眼がそれぞれ右眼
および左眼観察ゾーン内に位置する場合は、観察者は疑
似画像を見る。疑似像観察ウィンドウの位置は図１に２
２〜２５で示す。疑似画像は奥行があるように見えるこ
とが多いが、その奥行情報は誤解を招くものであるかま
たは偽りであるため問題が生じる。従って、観察者が間
違った位置にいることがいつでも明白であるとは限らな
い。さらに、疑似像を見ることにより、頭痛および他の
視覚ひずみの徴候が生じることが知られている。

【０００９】E. Nakayamaらの"Proceedings of Third I
nternational Display Workshop"、volume 2、November
27-29、1996、1996 International Conference Centr
e, Kobe, Japanは、観察者が、添付図面の図１に示すタ
イプの自動立体３Ｄ表示装置の適切な観察領域を見つけ
るのを支援する３Ｄインジケータを開示している。イン
ジケータは添付図面の図２に示すように、前スリット２
７を有し発光ダイオード（ＬＥＤ）２８〜３２を含む遮
光ボックス２６を含む。ＬＥＤ２８、３０および３２は
緑色光を発し、ＬＥＤ２９および３１は赤色光を発す
る。スリット２７のサイズおよびＬＥＤ２８〜３２のス
リット２７に対する位置は、観察者の眼が正像位置１７
〜２１に位置しているときそれぞれＬＥＤ３２〜２８か
らの光をスリット２７を通して見ることができるように
設定される。従って、観察者の眼が正像位置１７〜２１
のいずれかの位置にあるときは、緑色ＬＥＤまたは赤色
ＬＥＤのいずれか一方のみが可視である。観察者が正像
位置から移動すると、緑色ＬＥＤおよび赤色ＬＥＤの両
方からの光が可視となる。従って、観察者は、インジケ
ータのスリット２７を通して単色の光のみを見ることが
できるように自分の位置を決めなければならない。

【００１０】インジケータは自動立体表示装置とは別の
個別の装置として作成され、従って、単色のみが見える
領域が観察ウィンドウ内の正像位置と正確に確実に位置
合わせされるように製造中に正しい位置合わせを行う必
要がある。このような位置合わせは時間が掛かり面倒で
あるため、製造コストおよび製造の複雑度が実質的に増
大する。さらに、インジケータの光学系は表示装置自体
の光学系とは異なる。従って、インジケータは、観察ウ
ィンドウを含む面内のおよびこれに非常に近い位置の正
像視位置を正確に識別するだけである。観察者がこの面
から外側に有意に移動する場合は、インジケータは、観
察者が正像位置にいるのかまたは非正像位置にいるのか
どうかを正確に示さなくなる。また、インジケータの光
学系と表示装置の光学系とは異なるため、インジケータ
は、表示装置の光学系の性能とは関係のない指示を与え
る。従って、たとえインジケータが表示装置と正確に位
置合わせされていても、実際には、表示装置の光学系の
欠陥により、観察者が不適切な視位置にいるときでも観
察者は正像位置にいるという偽りの指示を受け取ること
もあるという問題もある。

【００１１】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、観察者が、
表示されている実際の画像とは関係なく、自動立体表示
装置に対する自分の位置を決定することが可能な自動立
体表示装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の視差光学装置
は、第１の偏光を有する光を通過させる入射側偏光板
と、前記第１の偏光を有する光を受け取ったときに第２
の偏光を有する光を供給する第1の部分及び前記第１の
偏光を有する光を受け取ったときに該第２の偏光とは異
なる第３の偏光を有する光を供給する第２の部分を有す
る基板と、前記第２の偏光を有する光を通過させ前記第
３の偏光を有する光をブロックする出射側偏光板と、第
１のモードと第２のモードとを液晶を利用して選択的に
切り替える偏光変調器であって、前記第１のモードにお
いては、前記出射側偏光板により、前記第1の部分から
供給される光を通過させ前記第２の部分から供給される
光をブロックし、前記第２のモードにおいては、前記第
1の部分及び前記第２の部分から供給される光が前記出
射側偏光板を実質的に同じ減衰で透過する偏光変調器を
有することにより上記目的が達成される。

【００１３】また、本発明の自動立体表示装置は、上記
の本発明の視差光学装置を備えることにより上記目的が
達成される。

【００１４】以下、本発明の作用を説明する。

【００１５】本発明によれば、画像表示部と信号表示部
と視差光学装置とを備えた自動立体表示装置であって、
視差光学装置は、画像表示部と協働して観察領域内に複
数の右眼および左眼観察ゾーンを形成する第１部分と、
信号表示部と協働して、観察領域の少なくとも１つの第
１区域で可視である第１信号画像と、観察領域の少なく
とも１つの第２区域で可視である第２信号画像とを形成
する第２部分とを含むことを特徴とする自動立体表示装
置が提供される。

【００１６】従って、観察者が、表示されている実際の
画像とは関係なく、自動立体表示装置に対する自分の位
置を決定することが可能な配置を提供することが可能で
ある。特に、第１および第２信号画像を見ることによっ
て、観察者は自分が観察領域の第１区域にいるのかまた
は第２区域にいるのかを決定することができる。

【００１７】第１および第２区域のそれぞれは、それぞ
れの隣接する観察ゾーン対を含み得る。上記の少なくと
も１つの第１区域は複数の第１区域を含み、上記の少な
くとも１つの第２区域は、第１区域と空間的に交互に位
置する複数の第２区域を含み得る。第１区域は、交互に
位置する正像観察ゾーンを含み得る。従って、観察者
が、自分が正像観察領域にいるのかまたは疑似像観察領
域にいるのかを決定することが可能である。

【００１８】第１および第２信号画像を異なるものとす
るには様々な方法があり得る。例えば、第１および第２
信号画像の一方を明るい画像にし、他方を暗い画像にし
てもよい。別の例では、第１信号画像を第１の色とし、
第２信号画像を第１の色とは異なる第２の色としてもよ
い。

【００１９】第１および第２部分を有する視差光学装置
を使用することによって、視差光学装置の製造中に自動
的に位置合わせが行われる。さらに、画像表示部および
信号表示部はそれぞれ共通の表示装置の第１および第２
の部分を含み得る。従って、これら第１および第２の部
分の位置合わせは製造中に実現され、よって自動立体表
示装置の組立中に位置合わせのための調整は必要ない。

【００２０】このような共通表示装置は様々な方法で具
現化され得る。例えば、共通表示装置は、液晶装置など
の光透過型空間光変調器と光源とを備え得る。変形例と
しては、共通表示装置は発光装置を備え得る。

【００２１】画像表示部と上記の第１部分とは協働し
て、複数のローブ内にローブ毎に２つの観察ゾーンを形
成し得る。各ローブの観察ゾーン数を最小限にすること
によって、３Ｄ画像の解像度が向上し、また恐らく輝度
が増大し得る。

【００２２】第１部分は、第１の方向に第１のピッチを
有する視差素子アレイを含み、第２部分は、第１の方向
に第１のピッチのほぼ２倍に等しい第２のピッチを有す
る視差素子アレイを含み得る。第２部分の各視差素子
は、第１の方向に実質的に垂直の第２の方向に第１部分
の各視差素子と位置合わせされ得る。画像表示部は、第
１のピッチの半分に実質的に等しいかまたはこれより大
きい第１の方向の第３のピッチを有する画素アレイを含
み得、信号表示部は、第１の方向の第３のピッチの２倍
に実質的に等しい第４のピッチを有し、画像表示部の画
素と実質的に同一平面内にある画素アレイを含み得る。
このような配置は単純で製造上好都合であるため、比較
的費用が掛からない。

【００２３】視差光学装置は様々な方法で具現化され得
る。例えば、視差光学装置は、レンティキュラスクリー
ンなどのレンズアレイであり得る。変形例としては、視
差光学装置はホログラフ光学素子アレイであり得る。さ
らに別の変形例としては、視差光学装置は視差バリアで
あり得る。視差バリアの第１部分は第１の幅の複数のス
リットを含み、視差バリアの第２部分は第１の幅の複数
のスリットを含み得る。変形例としては、視差バリアの
第１部分は第１の幅の複数のスリットを含み、視差バリ
アの第２部分は、第１の幅より小さい第２の幅の複数の
スリットを含み得る。

【００２４】第２部分の各視差素子は、第１の方向に実
質的に垂直である第２の方向に第１部分の各視差素子と
位置合わせされ得る。

【００２５】非自動立体表示装置モードでは視差光学装
置を取り外すことができる。このような配置は、完全解
像度２Ｄ視モードを提供するために使用され得る。もし
くは、例えば英国特許第9620210.6号に開示されている
ように、視差光学装置を電子的に２Ｄモードに切り換え
可能にしてもよい。このような電子的に切り換えが可能
な視差バリアは、観察者位置指示が必要ないときは表示
装置のより多くの部分が３Ｄ画像表示のために使用され
得るように、観察者位置指示をオンまたはオフに切り換
えるように配置され得る。

【００２６】視差光学装置が視差バリアとして具現化さ
れる場合は、視差バリアは第１の層と移動可能な第２の
層とを含み得る。第１の層は、第１の偏光を有する光を
通すバリア領域と、第１の偏光に実質的に直交する第２
の偏光を有する光を少なくとも供給する開口領域とを有
し、第２の層は、第２の偏光を有する光を通す偏光板を
有する。第２の層は、第１の偏光を有する光を吸収する
出力側偏光板として作用し、表示装置が３Ｄモードにあ
るとき第２の偏光を有する光を透過させる。第１の層
は、自動立体表示装置の残りの部分に対して正しく整合
して固定され得る。自動立体モードと非自動立体モード
との間の切り換えは、第２の層を取り外し置き換えるこ
とによって実現され得、これは、表示装置の残りの部分
に対して角度的に整合させる必要があるだけであるた
め、許容要件が低減され、このため、可動要素の位置合
わせを行う場合の問題が低減するかもしくは解消され
る。

【００２７】画像表示部および信号表示部は第１の偏光
を有する光を供給するようにされ、バリア領域は第１の
偏光を有する光を通すようにされ、そして開口領域は、
第１の偏光を有する光を少なくとも部分的に第２の偏光
を有する光に変換するようにされ得る。第１の層は半波
長板であり、バリア領域は第１の偏光に平行な光学軸を
有し、開口領域は第１の偏光に対して４５°で位置合わ
せされた光学軸を有し得る。バリア領域で偏光回転子な
どの装置の使用を避けるために、バリア領域からの光の
抑制は可視スペクトルにわたって最大限にされ得る。こ
れにより、ビュー間のクロストークが最小限となる。

【００２８】信号表示部は、画像表示部によって表示さ
れる各三次元画像の横方向の大きさに対応する横方向の
大きさにわたってアクティブであるように配置され得
る。このような配置により、表示装置の長さ方向の視界
自由度が最適に示され得る。

【００２９】

【発明の実施の形態】図３および図４に示す自動立体３
Ｄ装置は、図４に示す観察者位置指示（ＶＰＩ）アレン
ジメントを含む点において、図１に示す装置とは異な
る。このアレンジメントは、バックライト１の一部、Ｓ
ＬＭ２の一部、および視差光学装置３の一部を含む。図
３に示すように、ＳＬＭ２は、２つの２Ｄ立体画像を交
互に配置された画素列にインターレース垂直ストライプ
として表示する画像部を有する。このとき隣接する２つ
の画素列は各視差素子６と光学的に位置合わせされてい
る。左および右観察ゾーンがローブ７、１０、１１、１
４および１５内に形成されるが、正像視位置１７、１９
および２１のみが観察者によって使用される。従って、
図１に示す正像位置１８および２０は使用されない。

【００３０】観察者位置指示アレンジメントは、バック
ライト１の上部ストリップと、ＳＬＭ２の１つ以上の上
部画素行を含む信号部２ｂと、視差光学装置３の部分３
ａとによって形成される。図４に示す画素は、図３に示
す画素より水平方向の長さが２倍でピッチが２倍の参照
番号３０および３１などの画素として作用するように、
水平方向に対となって作動し、立体画像を表示するため
に用いられる。視差光学装置３の部分３ａは、視差素子
３２が図３に示す視差素子６より水平方向のピッチが２
倍となる。参照番号３０などの画素（白色で示す）は、
明るい画像を提供するように制御され、暗い画像を提供
するように制御される参照番号３１などの画素（黒色で
示す）と横方向に交互に配置される。特に、画素３０は
実質的に透明であり、画素３１は実質的に不透明であ
る。

【００３１】各視差素子３２はそれぞれの視差素子６と
位置合わせされている。画素３０および３１と視差素子
３２とは協働して、ローブ１０および１１内では明るい
画像を提供し、ローブ７、１４および１５内では暗い画
像を提供する。従って、観察者が観察ウィンドウ１６内
の正像位置１７、１９および２１に位置しているとき
は、観察者位置指示アレンジメントは暗く見える。観察
者が参照番号１９などの正像位置から、参照番号２３な
どの疑似像位置へ移動すると、観察者位置指示アレンジ
メントからの光が、例えば観察者の右眼にとって可視と
なり、この結果、観察者が正像位置から疑似像位置へ移
動したことが観察者に示される。一方の眼が観察者位置
指示アレンジメントからの光を見るだけで、脳はこれを
画像データとして登録する。従って、本表示装置が機能
するためには、観察者の両眼がアレンジメントからの光
を見る必要はない。よって、観察者が、観察者位置指示
アレンジメントからの光が見えない位置に移動する場
合、観察者は、参照番号１７、１９および２１で示され
る位置などの正像位置内にいることになる。

【００３２】図５は、ＳＬＭがＬＣＤ２であり視差光学
装置がレンティキュラスクリーン３である表示装置の特
定の配置を示す。図６（ａ）の配置は、レンティキュラ
スクリーン３が視差光学装置を構成する視差バリアに置
き換わっている点で図５の配置とは異なる。視差バリア
３は、ＬＣＤ２より外側に位置するように示されている
が、図６（ｂ）および図６（ｃ）に示すようにＬＣＤ２
とバックライト１との間に位置するようにしてもよい。
この場合には、視差バリア３のピッチは、画素列のピッ
チより僅かに大きく、これにより観察ポイント補正が得
られる。

【００３３】以下に述べるホログラム光学素子などのよ
うに視差光学装置３の他の形態も可能である。

【００３４】図７は観察者の移動の許容範囲を示す。上
述のように、構成要素１、２および３を含む表示装置
は、左および右観察ゾーン３５および３６が形成される
観察ポイント補正タイプである。表示装置は、観察ウィ
ンドウを形成する横方向の最大長さが観察者の平均眼間
距離に実質的に等しいピッチを有するように観察ゾーン
を形成するようにされる。観察者の左眼および右眼がそ
れぞれ各ローブ内の観察ゾーン３５および３６内にある
場合、観察者は所望の３Ｄ画像を見る。観察者が横方向
または縦方向に移動して、少なくとも一方の眼がその観
察ゾーンの外側に移動すると、観察者は所望しない画像
を見る結果となる。例えば、上述のように、観察ウィン
ドウを含む面内で観察者が横方向に移動すると、左およ
び右画像がそれぞれ観察者の右眼および左眼によって見
られる疑似像を見る結果となる。

【００３５】図７の下部分は、観察者位置指示アレンジ
メントのための観察ポイント補正ゾーン３７の形成を示
す。正像画像を見るためには、観察者の両眼はゾーン３
７内に位置しなければならない。ＳＬＭ２の画素および
視差光学装置３の要素６および３２の配置により、隣接
する正像観察ゾーン対３５および３６と横方向および縦
方向に位置合わせされたゾーン３７がローブ内に形成さ
れるようにされる。明るいゾーンおよび暗いゾーン３７
が横方向に交互に配置され、交互に配置された観察者の
ための正像観察ゾーンと位置合わせされる。観察者が暗
いゾーン３７内にとどまり、観察者位置指示アレンジメ
ントからの光がどちらの眼にも不可視の場合は、観察者
は、使用されるように意図された正像観察ゾーンのいず
れかにいることになる。観察者が表示装置１、２および
３に対して横方向または縦方向もしくは両方向に移動す
ることにより暗いゾーン３７の外側に移動する場合は、
光は観察者の一方の眼または両眼に可視となる。

【００３６】例えば、図７に示す近点３８および遠点３
９はそれぞれ、観察者の最も近いおよび最も遠い正像視
位置を表す。表示装置に近づく方向へのまたは表示装置
から離れる方向への移動により、観察者はゾーン３７の
外側に移動し、観察者位置指示アレンジメントからの光
を見る。図７の上部分に示すように、このような移動に
より観察者は意図された正像観察ゾーンの外側に移動す
る。従って、観察者位置指示アレンジメントにより、観
察者が意図された正像観察ゾーンの外側へ移動したこと
が観察者にはっきりと示される。観察者は意図された正
像観察ゾーンからさらに離れる方向に移動するに従っ
て、観察者位置指示アレンジメントの領域にわたってさ
らに多くの光を見る。これにより、観察者は３Ｄ画像の
正像を見るために自らを正しく位置決めすることができ
る。

【００３７】ＳＬＭ２および視差光学装置３の異なる部
分を使用することにより、自動立体表示装置のサイズを
大きくせず、またコストの追加もほとんどまたは全くな
しに、観察者位置指示アレンジメントを提供することが
できる。製造中に、観察者位置指示アレンジメントを表
示装置の残りの部分と位置合わせするための位置合わせ
ステップを必要としない。何故なら、ＳＬＭ２および視
差光学装置３の許容誤差により位置合わせは個別に保証
されるからである。同様に、自動立体表示装置の使用中
に位置合わせ不良が起こることはあり得ない。さらに、
表示部分および観察者位置指示アレンジメント部分の視
覚性能は実質的に同じである。従って、収差、焦点ぼ
け、拡散、および他の観察ウィンドウの質を低下させる
影響は、観察者位置指示アレンジメントの性能にも同様
に影響を与える。位置指示は表示装置の領域内に提供さ
れるので観察者は容易に見ることができる。

【００３８】観察者位置指示アレンジメントは追加の電
力または接続を必要としない。さらに、小型の携帯装置
またはラップトップ型表示装置に容易に組み込むことが
できる。

【００３９】図８は、表示装置の１つの可能な配置を示
す。視差光学装置３は、ＬＣＤパネルであるＳＬＭ２に
対して通常の位置より前方に示されている。視差光学装
置３は視差バリアとして示され、参照番号４０で示され
るようにスリットの少なくともいくつかが延長し、パネ
ル２の先端で画素４１と協働して観察者位置指示アレン
ジメントを提供する。従って、観察者位置指示を提供す
るのに構成要素を追加する必要はなく、画素４１を適切
に制御することが必要なだけである。

【００４０】点またはスポット状の観察者位置指示を提
供するためには、２〜３個の画素に対して１つのスリッ
トを延長させるだけでよい。図７に示す配置では、イン
ジケータ上で可視のこのような点が２つ提供される。し
かし、以下に述べるような線状の指示を提供するために
は、複数のスリットを表示装置の幅全体にわたって延長
させるのが好ましい。

【００４１】図９（ａ）は、幅全体にわたってスリット
が延長して線状の指示を提供している、図８の視差バリ
ア３をさらに詳細に示す。視差バリア３のＬＣＤパネル
２と協働して自動立体画像を形成する部分は、規則的な
水平方向のピッチで配置された複数の平行な垂直方向に
延長するスリットを含む。スリットはバリア３の不透明
領域によって画定される。バリア３の部分３ａもまたス
リット列を含むが、この場合は、下部分のスリットの水
平方向のピッチの２倍のピッチで配置され、上部分の各
スリットは下部分のそれぞれのスリットと垂直方向に位
置合わせされている。スリットはすべて光学的に同じ幅
を有する。従って、窓間の境界は同じ光学性能を有す
る。この結果、観察者が窓の境界に接近し始めると、画
像のクロストークが増大する。しかし、観察者位置指示
アレンジメントにも同じ量のクロストークが生じるた
め、このアレンジメントにより自動立体表示装置の性能
についての直接の情報が、観察者に容易に見える形態で
与えられる。

【００４２】もしくは、部分３ａのスリット幅を変化さ
せて、最良の視位置を固定化してもよい。図９ｂは、よ
り明確な「最良の」視位置を与えるように、位置３ａで
のスリット幅をバリアの残りの部分のスリット幅より狭
くした視差バリア３を示す。また、バリア３の上部分お
よび下部分と位置合わせされた画素間のＳＬＭ２のブラ
ックマスクの部分により、窓面にブラックゾーンが形成
される。これらのブラックゾーンは望ましくない観察領
域である。観察者位置指示アレンジメントはまた、以下
に述べるようにブラックマスクの形状についての情報を
与える。

【００４３】図１０は、ストリップ状の観察者位置指示
アレンジメント４２のいくつかの可能な位置を示す。こ
のアレンジメントは、以下に述べるようにおよび図１０
の左上部分に示すように、表示装置の上部に位置する水
平ストリップであり得る。図１０の右上部分は、表示装
置の下部に位置する別の例を示す。図１０の左下部分
は、表示装置の両側部に位置する垂直ストリップを示
す。図１０の右下部分は、上部および下部の水平ストリ
ップと両側部の垂直ストリップとを組み合わせたアレン
ジメントを示す。好適なアレンジメントは、図１０の左
上および右上部分に示す水平ストリップであり、これら
により観察者は正しくない視位置に入ったことを最大限
に知ることができる。ストリップ４２は、以下に述べる
ように観察者が観察ウィンドウの平面内にいない場合、
その幅に沿ったいくつかの点で明るくなる。

【００４４】図１１（ａ）は、上部の３つの画素行４３
を用いて観察者位置指示を提供するＬＣＤ画素配置を示
す。画素行４３のうちの上側および下側の画素行は不透
明であるように制御され、中間の画素行は、２つの連続
する透明な画素と２つの連続する不透明な画素とが交互
に配置されるように制御される。これにより、幅および
ピッチが他の表示画素の２倍の明るい画素および暗い画
素が交互に効率的に提供される。

【００４５】表示画素は、例えばそれぞれ参照番号４４
および４５の異なる濃淡密度によって示されるような左
眼および右眼画像データを表示するための画素列が、交
互に配置される。図１１（ｂ）は、参照番号４６などの
観察者位置指示（ＶＰＩ）画素および参照番号４７など
の画像画素を示す。これらの画素は、ＳＬＭのブラック
マスクによって生成される黒色の背景を有する。指示ア
レンジメントの可視度を高めるためにもっと多くの画素
行を使用してもよい。

【００４６】図１２は指示アレンジメントの外観を示
す。上の図は画素の外観を示し、中間の図は、正像視位
置にいる観察者にとってのアレンジメントの外観を示
し、下の図は、疑似像視位置にいる観察者の一方の眼に
とっての外観を示す。表示装置の典型的には２〜３％の
クロストークにより、参照番号５０で示すストリップが
隣接する水平ストリップより２〜３％効果的に明るくな
り、これにより正像視位置にいる観察者にとって背景に
対して可視となる可能性が高い。これは、図１３に示す
ように、隣接する背景ストリップを、表示「ガンマ」を
考慮に入れてアクティブ画素行の暗い画素の「１００％
黒色」の外観と比較した場合に「９７％」黒色の外観と
なるようにすることによって克服され得る。従って、観
察者が正像視位置にいるとき、アクティブ画素行は隣接
する画素行に対して実質的に不可視となり、これにより
観察者に間違った指示が与えられることはない。

【００４７】図１４は、フルカラー表示を提供するため
にＳＬＭ２に対して形成される可能なカラーストライプ
パネルフィルタの配置を示す。画素に対する赤色、緑
色、および青色はそれぞれＲ、Ｇ、およびＢで示され
る。正像視位置にいる観察者の左眼および右眼にとって
の表示装置の外観の一例を図１５に示し、疑似位置にい
る観察者にとっての表示装置の外観を図１６に示す。図
１５に示すような正像視位置においてはＶＰＩ画素は不
可視であるが、図１６に示す疑似位置においては、この
例では観察者の右眼にとってＶＰＩ画素は可視となる。
例えば同じ色のＶＰＩ画素のみをオンにすることによっ
て、位置指示のために赤などの単色を利用することが可
能である。しかし、これは位置指示の輝度および解像度
を低下させる。これを避けるために、ＶＰＩ画素は単色
のカラーフルタリングと位置合わせされ得る。

【００４８】図１７は、上部の３つの画素行４３がパッ
シブな配置によって置き換えられている点で図１１
（ａ）に示す配置とは異なる配置を示す。このような画
素の表示情報は固定されているため、ＳＬＭの観察者位
置指示用画素を形成する部分もまた固定され得る。従っ
て、ＳＬＭの上部分を制御する必要はない。画素４３'
はＳＬＭのブラックマスクによって画定され、これらは
永久に透過であるためアドレス電極は配備されない。画
素４３'は図１７では赤色フィルタによって覆われてい
るものとして示されている。これにより観察者位置指示
は赤色の水平ストリップの形態で提供され、これらの画
素のための液晶は制御されない。より好都合であれば、
画素４３'はＳＬＭの液晶を含む領域からはみ出したＳ
ＬＭの基板およびブラックマスクの延長部によって形成
され得る。別の実施態様では、画素４３'は指示アレン
ジメント全体をオンおよびオフに切り換えるために使用
され得る単一の電極によって制御される。

【００４９】上述の表示装置は、観察者位置指示を明る
いゾーンおよび暗いゾーンの形態で提供する。もしく
は、異なる色のゾーンを交互に配置してもよく、このよ
うな配置を図１８に示す。これは、例えば図１１の上部
の画素行４３のうちのアクティブ行の画素のすべてが、
透明であるが、２つの異なる色の画素が交互に配置され
るようにカラーフィルタリングを有するようにすること
によって実現され得る。観察者は、最良の視位置を見い
だすためには純色と混合色との間の相違を検出しなけれ
ばならない。しかし、上述の表示装置では使用されない
中間の正像視位置１８および２０が再び使用され得る。
観察者は、両眼が観察者位置指示アレンジメント上に同
じ色を見るように自らを位置決めする。観察者が正像観
察ゾーンから離れる方向に移動すると、観察者の眼はそ
れぞれ異なる色を見る。

【００５０】図１９は、ゾーン１およびゾーン２などの
交互に配置される観察ゾーンで、それぞれ反対方向の斜
線の画像が可視となる配置を示す。図１９の下部分に示
すような疑似像ゾーンにおいては直交斜線が現れる。

【００５１】指示アレンジメントは、観察者が正像観察
ゾーンに戻るための正しい移動方向を決定するのを補助
する、赤色、緑色、白色、閃光色、テキスト、または矢
印などの記号である画像を提供し得る。

【００５２】上述の配置は、主に、観察者の正しい横方
向すなわち水平方向の位置を実現することに関連し、ま
た観察者の垂直方向の位置範囲に対して働き得る。しか
し、例えば最良の垂直方向の視位置を見いだすために観
察者の垂直方向の位置も必要とされる場合は、図２０に
示すような垂直方向位置指示部が配備され得る。

【００５３】上述のタイプの水平観察者位置指示アレン
ジメントが配備されており、これが垂直観察者位置指示
アレンジメント５１によって補完される。各アレンジメ
ント５１は、参照番号５２で示すような水平視差バリア
と参照番号５３で示すような画素配置とを含む。観察者
が正しい高さ位置にいるときは、アレンジメント５１は
参照番号５４で示すように明るくみえる。しかし、観察
者が正しい高さ位置にいないときは、アレンジメントは
参照番号５５で示すように暗く見える。もしくは、明る
い指示と暗い指示とを反対にして、正しい高さ位置では
暗く見え、正しくない高さ位置では明るく見えるように
してもよい。

【００５４】観察者の位置をもっと正確に最適化して、
表示の質を向上させるためには、観察者位置指示アレン
ジメントの視界自由度を、正像視を観察者に指示する場
合より制約してもよい。もしくはまたは上記に加えて、
アレンジメントの画素形状を、視界自由度を最小限にし
これにより観察者の位置を最適化するように調整しても
よい。

【００５５】上述しまた添付図面に示した表示装置は、
中心位置にいる観察者、および中央観察ウィンドウの側
部のローブ内の３Ｄ画像を見ることができる他の観察者
のための構成である。しかし、ビデオゲームなどのいく
つかのアプリケーションでは、２人の「横に並んだ」観
察者が好適である場合もある。これは、画像データを、
図２１の位置１に示す上述の配置から位置２に示す配置
に変更することによって実現され得る。これは単に、観
察者位置指示アレンジメントの画素の状態を変更するこ
とが必要なだけである。従って、表示装置は、可動部品
を用いずに電子的に２つのモード間の切り換えが可能と
なる。

【００５６】図２２は、上述の自動立体表示装置の形態
の表示装置を有するラップトップコンピュータ６０を示
す。この表示装置は、図４に示したタイプの視差バリア
の形態の視差光学装置３を含む。図２２の上部分は、表
示装置を自動立体３Ｄモードで使用する場合を示す。視
差バリアは付属部６１に配備され、これにより表示装置
内のＳＬＭの画素と正しく見当合わせされる。例えば、
バリアは、熱膨張係数がＳＬＭを形成するＬＣＤのガラ
スの熱膨張係数に十分に近いガラスまたはアクリル基板
上に作成され得る。バリアの開口部は感光乳剤を露光お
よび現像することにより形成され得る。このような露光
は、フラットベッドレーザ走査装置を用いて０．１μｍ
の許容誤差で生成され得る。

【００５７】図２２の下部分は２Ｄ操作モードを示し、
このモードでは、視差バリア３は付属部６１から取り外
され、例えば表示装置の背面の適切な容器または小袋に
保管される。これにより、ＳＬＭの全空間解像度を２Ｄ
モードで使用することができる。

【００５８】全解像度２Ｄモードのために視差バリアを
取り外すかまたは不能にするための他の配置も可能であ
る。例えば、バリアを表示装置の先端部にヒンジ状に取
り付けるか、または必要なときにＳＬＭ２の前に引き下
ろすことができるローラブラインドに取り付けてもよ
い。もしくは、半波長板などの半波長板９０度偏光回転
子アレイを、例えばＳＬＭ２の出射側偏光板に接着され
得る層に、または出射側偏光板の近くに取り付けられ表
示装置と位置合わせされた個別のシートにパターニング
することによって配備してもよい。２Ｄモードではこれ
は不可視である。しかし、表示装置の前面にさらに偏光
板を配備することによって、９０度回転子を有する領域
は光を透過する一方で、このような回転子のない領域は
光を消滅させ、視差バリアが形成される。追加の偏光板
はパターニングする必要はないため、表示装置との位置
合わせはそれほど重要ではない。このような偏光層は、
取り外し可能な視差バリアより堅実に作成することがで
き、また熱膨張の差に影響されない。バリア自体の位置
合わせに比べて位置合わせの誤差は著しく小さい。

【００５９】このタイプの配置を図２３（ａ）に示す。
視差光学装置３は、偏光に影響を与えない部分６４と、
半波長板として作用するストリップ状の部分６５とを有
する基板を備えている。３Ｄモードでは、直線偏光シー
トが基板を覆って配備される。ＳＬＭ２からの偏光は変
化せずに領域６４を通過するが、半波長板６５を通過す
る光は偏光ベクトルが９０度回転する。偏光シート６６
の偏光方向は、入射光の偏光方向に垂直であるため、領
域６４を通過する光は消滅し、半波長板６５を通過する
光は透過する。表示装置を全解像度２Ｄモードで作動さ
せるときは、偏光シート６６を取り外してＳＬＭ２から
のすべての光を透過させる。

【００６０】半波長板などの９０度回転子は、特定の波
長に対して最適化される傾向にある。従って、３Ｄモー
ドでは、スリットを透過する光は僅かに着色され得る。
この適用に対しては単層抑制要素が適切であり得るが、
多層抑制構造を使用することによって色彩性能が向上し
得る。スリット間の領域を透過する光により、望ましく
ない画像クロストークが生じ得るが、スリット間の領域
では偏光は変更されないため、光のほとんどは、良好な
広帯域吸収特性を有し得る偏光シート６６によって吸収
される。従って、表示クロストークは最小限となり得
る。

【００６１】図２３（ｂ）は、図２３（ａ）に示したタ
イプに類似するタイプの配置を示す。この場合は、部分
６４および６５はすべて半波長板である。ただし、これ
らの半波長板の光学軸の位置合わせは異なる。入射側偏
光板６３は、基準方向（水平方向）に対して４５°の偏
光軸を有するように示されている。入射側偏光板６３
は、一般には、ＬＣＤとして具現化されるときはＳＬＭ
２の出射側偏光板によって構成される。部分６４の光学
軸は４５°で位置合わせされ、従って入射側偏光板から
の光の偏光ベクトルに平行である。よって、部分６４は
偏光に対して実質的にいかなる影響も及ぼさないため、
部分６４を通過する光は、偏光軸が１３５°で位置合わ
せされる出射側偏光板６６によって吸収される。

【００６２】部分６５の光学軸は９０°で位置合わせさ
れるため、部分６５を通過する光の偏光ベクトルは１３
５°に変更され、出射側偏光板を透過する。従って、出
射側偏光板が定位置にあれば、視差バリアが形成され３
Ｄ画像を提供する。出射側偏光板を光路から取り去るこ
とにより、全解像度２Ｄモードが提供される。

【００６３】部分６５は参照番号６５'で示すように一
つ置きに下向きに延長して、３Ｄモードでのバリア部分
３ａを形成し、観察者位置指示を提供する。しかし、出
射側偏光板を取り除くと、ＳＬＭ全体が２Ｄ画像表示用
に利用可能となる。

【００６４】図２４は、３Ｄモードと２Ｄモードとの間
の切り換えのための別の配置を示す。ＳＬＭ２は、二方
向矢印６８によって示される偏光方向を有する入射側偏
光板６７と、液晶画素層６９と、二方向矢印７１によっ
て示される偏光方向を有する出射側偏光板７０とを含む
ＬＣＤである。波長板の基板７２は出射側偏光板７０の
近くに配備され、ストリップ状の半波長板７３を搭載し
た透明基板である。基板７２は、広領域切り換え可能偏
光変調器７４と、二方向矢印７６によって示される偏光
方向を有する出射側偏光板７５とを含む視差光学装置３
の一部を形成する。

【００６５】図２４に示す３Ｄモードでは、ＳＬＭ２か
らの出射光は、二方向矢印７７によって示される方向に
偏光する。波長板７３を通過する光は、９０度だけ回転
して二方向矢印７８によって示される方向となる偏光方
向を有する。波長板７３間の基板７２を通過する光は影
響を受けない。例えばツイスティッドネマティックセル
またはｐｉセルを含み得る偏光変調器７４は、偏光には
いかなる影響も及ぼさないように制御され、このため出
射側偏光板７５は偏光７８を有する光は通過させるが、
偏光７７を有する光は消滅させる。従って、視差光学装
置３は視差バリアとして機能する。

【００６６】図２５は、全解像度の２Ｄモードでの動作
を示す。このモードでは、偏光変調器７４の活性層７９
は、入射光の偏光を４５度だけ回転させるように制御さ
れる。活性層７９は、偏光を４５度回転させることによ
って、または１／４波長位相シフトを適用することによ
ってこれを行い得る。従って、波長板７３を含む基板７
２のすべての部分からの光は、偏光板７５の偏光軸７６
に対して４５度の偏光方向で、または円偏光で出射側偏
光板７５に入射する。この結果、出射側偏光板７５は、
基板７２のすべての領域からの光を実質的に同じ比較的
低い減衰で透過させ、視差光学装置は効果的に消滅す
る。

【００６７】いくつかの適用にとっては、ＳＬＭの一部
による観察者位置指示を含む３Ｄモードと、画像表示の
ためにＳＬＭの全体を用いる３Ｄモードとの間の切り換
えが可能であることが望ましい。これを実現する配置を
図２６に示す。この配置は改変された視差バリア３と偏
光シート８０とを含む。視差バリアの下部分３ａは、観
察者位置指示を提供するために使用される透明スリット
８１と、半波長板であり観察者位置指示を提供するため
には必要ないスリット８２とを含む。上述のように、Ｓ
ＬＭからの光は直線偏光であるため、スリット８１を通
過する光は影響を受けず、スリット８２を通過する光は
偏光軸が９０度回転する。観察者位置指示が必要なとき
は、偏光シート８０が視差バリア３の部分３ａを覆って
配置される。偏光シートは、スリット８１を通過する光
を透過させる一方でスリット８２を通過する光は消滅さ
せるような偏光軸を有する。このモードでは、視差バリ
ア３は、例えば図９に示したのと同じ方法で機能する。
観察者位置指示が必要とされず、表示装置の全領域が画
像表示用に使用されるときは、偏光シート８０は取り外
され、これによりスリット８１とスリット８２とは効果
的に視差バリア３の他のスリットの延長部を形成する。

【００６８】上述の配置では、ＳＬＭ２の画素行のいく
つかは位置指示を提供するために使用される。この結
果、３Ｄ画像の解像度および画像サイズが幾分失われ
る。しかし、これは位置指示専用の例えばカラーと黒色
との間の切り換えしかできない画素を別に配備すること
によって再確保され得る。このような画素に関連する電
子処理要件は少ないため、ドライバのコストは実質的に
影響されない。このような画素のためのデータは各動作
モード毎に固定されるため、これらの画素を制御するた
めの薄膜トランジスタなどの装置は必要ない。

【００６９】図２７は、列状に配置された画素を有する
ＳＬＭ２を使用することの効果を示す。このＳＬＭの各
画素列は、ＳＬＭのブラックマスクの連続垂直ストリッ
プによって横方向に分離されている。図２７の上部分
は、観察ウィンドウ１６は横方向に連続せず、ブラック
マスクの垂直ストリップが画像化される参照番号８３な
どの垂直ストリップによって分離されることを示す。従
って、許容観察ゾーン３５ａおよび３６ａは、図７に示
す観察ゾーン３５および３６より空間的により制約され
る。しかし、図２７の下部分に示すように、観察者位置
指示アレンジメントにも同じ効果が存在するため、観察
ウィンドウの平面により近い近点および遠点３８ａおよ
び３９ａを有する縮小観察ポイント補正ゾーン３７ａが
生成される。縮小ゾーン３７ａは縮小ゾーン３５ａおよ
び３６ａに対応し、これによりこの実施態様にとっての
正しい観察者位置指示が与えられる。

【００７０】図２８および図２９は、視差光学装置３が
観察ウィンドウ１６を形成するためのシート付きホログ
ラム８４および８５である点で図３および図４に示すも
のとは異なる自動立体３Ｄ表示装置を示す。各ホログラ
ム８４および８５は、名目上はＳＬＭ２の画素面に配置
される。もしくは、画素をホログラム上に画像化しても
同じ効果が得られ得る。表示装置は、参照ビーム８６に
よって照射され、ホログラム８４のそれぞれは、観察者
の両眼間の幅に実質的に等しい横方向の幅を有する観察
ウィンドウセットを生成する。同様に、観察者位置指示
を与えるホログラム８５は、それぞれの幅が両眼間の幅
の２倍に実質的に等しい窓を生成する。

【００７１】ホログラムを用いることにより、左眼およ
び右眼画像データをＳＬＭ２の画素行上に水平方向にイ
ンターレースし得るという利点が与えられる。このた
め、画像インターレースシステムのコストを低減し得
る。一方、ホログラムの画像化特性により、図示した視
位置指示窓構成を生成することができる。

【００７２】回折効率を向上させるためには、各ホログ
ラムを単一の観察ウィンドウを生成するように配置し
得、これにより、窓アレイを生成するためには、各画素
がそれ自体のホログラムを持つ画素アレイが必要とな
る。

【００７３】観察者位置指示アレンジメント内の画素の
すべてを、観察者位置指示を提供するための図示した窓
を生成するために使用してもよい。これにより比較的明
るい指示が提供され得る。

【００７４】図３０および図３１は、図２８および図２
９に示すのと同じタイプの表示装置を示すが、ホログラ
ム８４および８５は異なる観察ウィンドウを生成する。
特に、観察ウィンドウ８４は幅が観察者の両眼間の幅と
実質的に等しい窓を生成する。観察ウィンドウは対で配
備されて正像視位置１７、１９および２０を提供する
が、各対は擬似像位置が存在しないように離れて配置さ
れる。ホログラム８５は光を隣接する窓対間の隙間に導
き、観察者が正像視位置から外側に移動しようとする場
合に明瞭な指示を与える。

【００７５】図３２および図３３は、ＳＬＭ２と、観察
者位置指示を提供するための部分３ａを有する視差バリ
ア３とを備えた図３および図４に示すタイプの別の自動
立体３Ｄ表示装置を示す。しかし、図３２および図３３
に示す表示装置は、図３０および図３１に示すタイプの
間隔を空けた観察ウィンドウを備えている。ＳＬＭ２の
画素は、隣接する画素列対が観察ウィンドウ対間に隙間
を生じさせるＳＬＭのブラックマスクによって互いに離
されて配置される。

【００７６】観察者の一方の眼が正像視位置１７〜２１
より外側にある場合は、この眼によって見られる表示は
黒くなるようにみえる。実際の画像データにおいて、ほ
とんど相違のない低強度の画像の場合は問題が生じ得
る。何故なら、観察者は、画像がより高い強度値に戻る
まで最良の観察ゾーンから外れていることに気づかない
からである。非正像観察ゾーンで光が可視となることに
より観察者位置指示を提供することによって、観察者
は、表示されている画像データに関係なく自分が正像視
位置にいることを容易に確かめることができる。

【００７７】図３４は、図３および図４に示したタイプ
であるが、ローブ毎に３つの観察ウィンドウ１６を提供
する表示装置を示す。各窓セットは、図３５に示すよう
に、左ビュー、右ビュー、および「黒」ビューを与え
る。右眼画像９０は下縁部に永久に表示される黒ストリ
ップ９１を有する。同様に、左眼画像９２も下部黒スト
リップ９３を有する。黒ビュー部分は９４で示され、下
縁に白ストリップ９５を有する。

【００７８】黒窓が存在することにより擬似視位置がな
くなり、正像視位置１７〜２１とこれらの間の非正像視
位置とが残される。観察者が正像視位置１７〜２１のう
ちの１つの位置にいるとき、両眼は黒ストリップ９１お
よび９３を見る。しかし、観察者の一方の眼が非正像視
位置に移動すると、この眼は黒窓の白ストリップ９５を
見る。

【００７９】上述の表示装置は２つのビューを与えた
が、もっと多くのビューを与える表示装置も提供するこ
とができる。例えば、図３６は、ローブ毎に４つのビュ
ー（観察ウィンドウ１６において１〜４で示される）を
与える表示装置を示す。これにより、観察者は広範囲の
視界自由度を有し、隣接するローブ間の境界に擬似像視
位置９６、９７および９８が存在する。

【００８０】図３７は、観察者に擬似像視位置の視覚指
示を与える第１の方法を示す。この配置では、視差光学
装置の部分３ａのピッチは視差光学装置３の２倍であ
り、これにより中央ローブ９９内での指示は暗いが、隣
接するローブ１００および１０１内の指示は明るい。１
０２などの次のローブは再び暗く、これが繰り返され
る。したがって、擬似像視位置では、観察者の少なくと
も一方の眼は黒ではない位置指示を見る。

【００８１】図３８は、観察者位置指示の別の配置を示
す。この場合も、中央ローブ９９内では暗い指示が与え
られる。次のローブ１００および１０１内では、中央部
分は暗いが縁部分は明るい。参照番号１０２などの次の
ローブは暗く、これが繰り返される。この配置により、
さらに別の観察者が中間表示ローブ内の表示を使用する
ことができる。

【００８２】図３９および図４０は、ブラックライト１
が投影光源１０３に置き換えられ、光学系１０４がＳＬ
Ｍ２に表示された画像をレンティキュラスクリーン３の
背面に配置された拡散器１０５に投影する投影表示装置
を示す。図４０に示すレンティキュラスクリーンの部分
３ａは、立体画像用のスクリーン３の２倍のピッチを有
し、図３および図４に示す表示装置と同じ方法で観察者
位置指示を与える。

【００８３】図４１は、観察者位置指示を与える別の配
置を示す。ＳＬＭ２の位置指示画素を制御する代わり
に、レンティキュラスクリーンに印刷画像１０６が取り
付けられ、光源１０３によって背後から照明される。

【００８４】図４２は、観察者のいくつかの異なる位置
に対する観察者位置指示の典型的な外観を示す。観察者
位置指示アレンジメントは、観察者が、左眼および右眼
がそれぞれ左および右観察ゾーン３５および３６の左お
よび右窓内にある状態で窓平面内の正像視位置にあると
き、参照番号１０７で示すような暗い水平ストリップを
与えるタイプであると仮定する。この場合には、指示ア
レンジメントは両眼にとって暗く見える。

【００８５】観察者が位置１０８にいて、右眼が観察ゾ
ーン３５内にあり左眼が観察ゾーンから外れていると
き、位置指示は右眼には黒く見えるが、左眼には参照番
号１０９で示すように明るい線として見える。観察者
が、表示装置１、２、３と観察ゾーン３５および３６'
との間の位置１１０にいるとき、両眼によって見られる
指示の組み合わせは参照番号１１１で示すように見え
る。同様に、観察者が位置１１２にいるとき、指示は参
照番号１１３で示すように見える。従って、観察者が正
像視位置の範囲から外側に移動すると直ちに、観察者の
少なくとも一方の眼に明るい指示が見え始める。

【００８６】上述のように、図７は、表示装置１、２、
３が全幅３Ｄ画像を表示するときの縦方向の視界自由度
を示す。しかし、３Ｄ画像の横方向のサイズが表示装置
１、２、３の幅より狭いと、観察ゾーンの縦方向の大き
さが増大する。これを図４３に示す。同図では、３Ｄ画
像は参照番号１１５で示すように横方向に制限され、こ
れにより、観察ゾーン３５'および３６'は実質的に長く
なる。この場合には、新しい近点３８'は、図７に示す
近点３８より表示装置１、２、３により近い。同様に、
新しい遠点３９'は、図７に示す遠点３９より表示装置
１、２、３からより遠い。

【００８７】縦方向の移動の自由度が増大した観察者に
正しい指示を与えるために、表示装置の観察者位置指示
を与える部分を、３Ｄ画像の横方向の大きさ１１５より
横方向に外側に位置するすべての領域で黒にしてもよ
い。これにより、図４３に示すように、例えば観察者位
置指示を与える画素の部分１１６のみが使用される。こ
の結果、図４３に示すような観察ゾーン３５'および３
６'に整合する観察ポイント補正ゾーン３７'が得られ
る。従って、ゾーン３７'は表示された画像と同じ縦方
向の視界自由度を有する。

【００８８】３Ｄ画像の、または複数の３Ｄ画像が表示
されている場合はそのすべての３Ｄ画像の横方向の大き
さ１１５は、画像表示を制御するコントローラによって
決定されて、観察者位置指示幅計算ルーチンに供給さ
れ、これにより、アクティブ指示を行う横方向の部分１
１６が、表示された３Ｄ画像の横方向の全体の大きさに
整合する。図４４に示すように、表示装置１、２、３
は、３Ｄ画像が表示されているいくつかの領域１１７を
有し得る。視界自由度の正しい指示を与えるために、表
示装置の観察者位置指示を与えるアクティブ部分の全幅
は参照番号１１８で示される幅である。アクティブ部分
は、これら３Ｄ画像の最も左側の境界の横方向の位置か
ら、最も右側の境界まで連続して延びる。従って、表示
装置の最適な視界自由度がすべての画像に対して実現さ
れ得る。

【００８９】

【発明の効果】本発明によれば、少なくとも下記の効果
が得られる。

【００９０】観察者が、表示されている実際の画像とは
関係なく、視差光学装置や自動立体表示装置に対する自
分の位置を決定することが可能な視差光学装置や自動立
体表示装置を提供することが可能である。特に、第１お
よび第２信号画像を見ることによって、観察者は自分が
観察領域の第１区域にいるのかまたは第２区域にいるの
かを決定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の自動立体３Ｄ表示装置の概略水平断面
図。

【図２】従来の観察者位置インジケータの概略水平断面
図。

【図３】本発明の１つの実施態様を構成する自動立体３
Ｄ表示装置のある高さにおける概略水平断面図。

【図４】本発明の１つの実施態様を構成する自動立体３
Ｄ表示装置の別の高さにおける概略水平断面図。

【図５】図３および図４に示すタイプのレンティキュラ
スクリーン表示装置を示す概略断面図。

【図６（ａ）】図３および図４に示すタイプの前部視差
バリア表示装置を示す概略断面図。

【図６（ｂ）】本発明の１つの実施態様を構成する後部
視差バリア表示装置の図３と同様の図。

【図６（ｃ）】本発明の１つの実施態様を構成する後部
視差バリア表示装置の図４と同様の図。

【図７】図３および図４の表示装置による観察ゾーンの
形成を示す平面図。

【図８】図３および図４の表示装置の１つの可能な形態
を示す。

【図９（ａ）】図３および図４の表示装置の視差光学装
置の１つのタイプを示す。

【図９（ｂ）】図３および図４の表示装置の視差光学装
置の別のタイプを示す。

【図１０】図３および図４に示すタイプの自動立体３Ｄ
表示装置に対する可能なセンサ位置を示す。

【図１１（ａ）】図３および図４に示す表示装置のＳＬ
Ｍによって表示される情報を示す。

【図１１（ｂ）】図３および図４に示すＳＬＭの画素の
外観を示す。

【図１２】図３および図４の表示装置における位置指示
の外観を示す。

【図１３】図１２の変形例を示す。

【図１４】図３および図４の表示装置におけるＳＬＭの
カラーストライプ状パネルフィルタの配置を示す。

【図１５】正像画像を見るとき観察者に見えるパネル画
像の外観を示す。

【図１６】疑似画像を見るとき観察者に見えるパネル画
像の外観を示す。

【図１７】図３および図４に示す表示装置にとって適切
な別のＳＬＭの配置を示す。

【図１８】正しい観察者位置を示す別の方法を示す、図
３と同様の図。

【図１９】直交斜線画像の使用を示す。

【図２０】垂直および水平位置指示の使用を示す。

【図２１】２つの異なるモードでの動作を示す、図３と
同様の２つの図を示す。

【図２２】可動視差バリアを有する図３および図４に示
すタイプの表示装置を含むラップトップコンピュータを
示す。

【図２３（ａ）】３Ｄモードと２Ｄモードとの間の切り
換えを行うための第１の配置を示す。

【図２３（ｂ）】３Ｄモードと２Ｄモードとの間の切り
換えを行うための第２の配置を示す。

【図２４】３Ｄモードおよび２Ｄモードで動作する第３
の配置の概略断面図。

【図２５】３Ｄモードおよび２Ｄモードで動作する第３
の配置の概略断面図。

【図２６】２つの３Ｄモードを提供する視差光学装置の
配置を示す。

【図２７】ブラックマスクの連続ストリップによって横
方向に分離される画素列の効果を示す、図７と同様の
図。

【図２８】本発明の１つの実施態様を構成する別の表示
装置を示す、図３と同様の図。

【図２９】本発明の１つの実施態様を構成する別の表示
装置を示す、図４と同様の図。

【図３０】本発明の１つの実施態様を構成するさらに別
の表示装置を示す、図３と同様の図。

【図３１】本発明の１つの実施態様を構成するさらに別
の表示装置を示す、図４と同様の図。

【図３２】本発明の１つの実施態様を構成するさらに別
の表示装置を示す、図３と同様の図。

【図３３】本発明の１つの実施態様を構成するさらに別
の表示装置を示す、図４と同様の図。

【図３４】本発明の別の実施態様を構成する表示装置の
概略断面図。

【図３５】図３４の表示装置によって表示される画像の
１つの例を示す。

【図３６】本発明の１つの実施態様を構成する４ビュー
表示装置を示す、図３と同様の図。

【図３７】本発明の１つの実施態様を構成する４ビュー
表示装置を示す、図４と同様の図。

【図３８】別の観察者位置指示アレンジメントを示す、
図４と同様の図。

【図３９】本発明の１つの実施態様を構成する投影表示
装置を示す、図３と同様の図。

【図４０】本発明の１つの実施態様を構成する投影表示
装置を示す、図４と同様の図。

【図４１】別の観察者位置指示アレンジメントを示す、
図４と同様の図。

【図４２】観察者の様々な異なる位置に対する観察者位
置指示アレンジメントの可能な外観を示す。

【図４３】図７と同様の図であるが、表示された３Ｄ画
像の横方向の大きさの縮小により得られる縦方向の観察
者自由度の増大を示す図。

【図４４】図４３に示すように動作するときの表示装置
の外観を示す。

【符号の説明】

１ バックライト ２ ＳＬＭ ２ａ 画像部 ２ｂ 信号部 ３ 視差光学装置 ６、３２ 視差素子 ７、１０、１１、１４、１５ ローブ １６ 観察ウィンドウ １７、１９、２１ 正像視位置 ２２〜２５ 擬似視位置 ３５、３６ 観察ゾーン ３７ 観察ポイント補正ゾーン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード ロバート モズレイ イギリス国 アールエイチ12 ５エヌゼッ ト ウエスト サセックス， ホールシャ ム， ロープランド ウェイ 123 (72)発明者 デビッド 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 メッド 19 (72)発明者 ニコラス スティーブン ホリマン イギリス国 オーエックス10 ０エイワイ オックスフォードシャー， ウォーリン グフォード， ウッド ストリート 59エ イ Ｆターム(参考） 2H088 EA06 GA02 HA15 HA18 HA26 HA28 JA05 MA20 2H091 FA08X FA08Z FA11X FA19Y FA28X FA28Z FA31X FA41Z FD04 FD05 FD06 FD07 FD11 FD15 HA07 LA30 MA01 5C061 AA02 AA07 AB16

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の偏光を有する光を通過させる入射
   側偏光板と、 前記第１の偏光を有する光を受け取ったときに第２の偏
   光を有する光を供給する第1の部分及び前記第１の偏光
   を有する光を受け取ったときに該第２の偏光とは異なる
   第３の偏光を有する光を供給する第２の部分を有する基
   板と、 前記第２の偏光を有する光を通過させ前記第３の偏光を
   有する光をブロックする出射側偏光板と、 第１のモードと第２のモードとを液晶を利用して選択的
   に切り替える偏光変調器であって、 前記第１のモードにおいては、前記出射側偏光板によ
   り、前記第1の部分から供給される光を通過させ前記第
   ２の部分から供給される光をブロックし、 前記第２のモードにおいては、前記第1の部分及び前記
   第２の部分から供給される光が前記出射側偏光板を実質
   的に同じ減衰で透過する偏光変調器を有することを特徴
   とする視差光学装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の視差光学装置を備える
   ことを特徴とする自動立体表示装置。