JP3269823B2 - 情報の２次元および３次元表示のための光学システム - Google Patents
情報の２次元および３次元表示のための光学システムInfo
- Publication number
- JP3269823B2 JP3269823B2 JP52153294A JP52153294A JP3269823B2 JP 3269823 B2 JP3269823 B2 JP 3269823B2 JP 52153294 A JP52153294 A JP 52153294A JP 52153294 A JP52153294 A JP 52153294A JP 3269823 B2 JP3269823 B2 JP 3269823B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- prism
- optical system
- mask
- light source
- observer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B35/00—Stereoscopic photography
- G03B35/18—Stereoscopic photography by simultaneous viewing
- G03B35/24—Stereoscopic photography by simultaneous viewing using apertured or refractive resolving means on screens or between screen and eye
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
- G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
- G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
- G02B30/27—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
- G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
- G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
- G02B30/33—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving directional light or back-light sources
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
- G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
- G02B30/34—Stereoscopes providing a stereoscopic pair of separated images corresponding to parallactically displaced views of the same object, e.g. 3D slide viewers
- G02B30/36—Stereoscopes providing a stereoscopic pair of separated images corresponding to parallactically displaced views of the same object, e.g. 3D slide viewers using refractive optical elements, e.g. prisms, in the optical path between the images and the observer
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
- H04N13/305—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using lenticular lenses, e.g. arrangements of cylindrical lenses
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
- H04N13/32—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using arrays of controllable light sources; using moving apertures or moving light sources
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/366—Image reproducers using viewer tracking
- H04N13/368—Image reproducers using viewer tracking for two or more viewers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/366—Image reproducers using viewer tracking
- H04N13/376—Image reproducers using viewer tracking for tracking left-right translational head movements, i.e. lateral movements
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/398—Synchronisation thereof; Control thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/20—Image signal generators
- H04N13/204—Image signal generators using stereoscopic image cameras
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/20—Image signal generators
- H04N13/286—Image signal generators having separate monoscopic and stereoscopic modes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/302—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays
- H04N13/31—Image reproducers for viewing without the aid of special glasses, i.e. using autostereoscopic displays using parallax barriers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/332—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
- H04N13/337—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] using polarisation multiplexing
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/332—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
- H04N13/341—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] using temporal multiplexing
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/332—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]
- H04N13/344—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD] with head-mounted left-right displays
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/361—Reproducing mixed stereoscopic images; Reproducing mixed monoscopic and stereoscopic images, e.g. a stereoscopic image overlay window on a monoscopic image background
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/30—Image reproducers
- H04N13/366—Image reproducers using viewer tracking
- H04N13/38—Image reproducers using viewer tracking for tracking vertical translational head movements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
- Controls And Circuits For Display Device (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、広告や公示分野、医療技術分野、架空の世
界及びその他の分野において、コンピュータやビデオ技
術並びに航空や宇宙飛行用ヘッドアップ表示（船首情報
表示）に使われる伝送ディスプレイを用いて情報を２次
元および３次元で表示するための光学システムに関す
る。
界及びその他の分野において、コンピュータやビデオ技
術並びに航空や宇宙飛行用ヘッドアップ表示（船首情報
表示）に使われる伝送ディスプレイを用いて情報を２次
元および３次元で表示するための光学システムに関す
る。
従来の技術 マトリックス装置において電子的に選択可能な画素を
用い伝送表示をして情報を２次元表示することは、従来
から知られており、主にコンピュータやビデオ技術でゲ
ームや表示用として、特にラップトップやパームトップ
などのポータブルコンピュータに使用されている。これ
らのシステムの欠点は、イルミネーションを作動するた
めに高電力が必要なことであり、これによりバッテリー
の寿命が短くなってしまう。
用い伝送表示をして情報を２次元表示することは、従来
から知られており、主にコンピュータやビデオ技術でゲ
ームや表示用として、特にラップトップやパームトップ
などのポータブルコンピュータに使用されている。これ
らのシステムの欠点は、イルミネーションを作動するた
めに高電力が必要なことであり、これによりバッテリー
の寿命が短くなってしまう。
情報の３次元表示においては、いくつかの解決策が知
られている。
られている。
最も重要なのは、立体鏡技術である。通常、２つの立
体半画像が付加的な補助装置により現出される。公知の
技術では、２つの半画像を表示する相互に垂直な偏光を
用い、その半画像は観察者の目には１対の偏光眼鏡によ
って見えるものがある。
体半画像が付加的な補助装置により現出される。公知の
技術では、２つの半画像を表示する相互に垂直な偏光を
用い、その半画像は観察者の目には１対の偏光眼鏡によ
って見えるものがある。
別の方法は、同時切換えの一対のシャッター眼鏡を介
して、観察者の目に的確に投射される２つの半画像を連
続表示することである。
して、観察者の目に的確に投射される２つの半画像を連
続表示することである。
立体鏡技術には、付加的な補助装置を必要とするとい
う大きな欠点がある。これらの補助装置は、自動立体鏡
技術には必要とされない。
う大きな欠点がある。これらの補助装置は、自動立体鏡
技術には必要とされない。
最もよく知られた自動立体鏡技術は、レンチキュラー
スクリーンを用いる。これは、半画像の光を画素毎に観
察者の目に投射する。上記すべての方法において好まし
くないことは、観察者の位置が固定されてしまうことで
ある。観察者の横方向の移動範囲は、瞳孔間隔に制限さ
れる。この範囲を広げるために、スクリーンレンズにお
ける画素の数を増加しなければならない。この場合も、
写し出された画像において縦方向の倍率というやっかい
な反転ではじかれる画像が発生する。ディスプレイ解像
度に対して要求が大きいだけ、多くの観察者に解決をも
たらしている。
スクリーンを用いる。これは、半画像の光を画素毎に観
察者の目に投射する。上記すべての方法において好まし
くないことは、観察者の位置が固定されてしまうことで
ある。観察者の横方向の移動範囲は、瞳孔間隔に制限さ
れる。この範囲を広げるために、スクリーンレンズにお
ける画素の数を増加しなければならない。この場合も、
写し出された画像において縦方向の倍率というやっかい
な反転ではじかれる画像が発生する。ディスプレイ解像
度に対して要求が大きいだけ、多くの観察者に解決をも
たらしている。
別の自動立体鏡技術（米国特許第5,036,385号）で
は、観察者の目に伝送ディスプレイの画素を介して線あ
るいは点光源を投射する。光源がディスプレイの偶数お
よび奇数の段によりそれぞれ右の目および左の目にのみ
視覚可能となるように光源が配列されると、正しい視覚
が得られる。この場合の欠点は、観察者の位置が固定さ
れていること、イルミネーションシステムが複雑である
こと、並びにそのイルミネーションシステムを作動する
ために大きな電力が必要なことである。２次元画面を見
るように切り換え手段が設けられている。このような技
術は、仕切り技術（Barrierverfahren）として知られて
いる。仕切り技術では、左目には、左の画像に対応する
半画像の段のみがディスプレイに見えるように格子がデ
ィスプレイの前に置かれる。右目にも同じように対応画
像が得られるように格子が設置される。
は、観察者の目に伝送ディスプレイの画素を介して線あ
るいは点光源を投射する。光源がディスプレイの偶数お
よび奇数の段によりそれぞれ右の目および左の目にのみ
視覚可能となるように光源が配列されると、正しい視覚
が得られる。この場合の欠点は、観察者の位置が固定さ
れていること、イルミネーションシステムが複雑である
こと、並びにそのイルミネーションシステムを作動する
ために大きな電力が必要なことである。２次元画面を見
るように切り換え手段が設けられている。このような技
術は、仕切り技術（Barrierverfahren）として知られて
いる。仕切り技術では、左目には、左の画像に対応する
半画像の段のみがディスプレイに見えるように格子がデ
ィスプレイの前に置かれる。右目にも同じように対応画
像が得られるように格子が設置される。
オーストラリア特許（AU−Ａ−13076/92）による技術
は、また別の仕切り技術を構成する。グリッドの代わり
に、プリズムと同じ幾何学的な構成を別の方法で施した
スクリーンが用いられる。スクリーンのプリズムのない
段は、左の半画像に対すると同様に、右の半画像のため
のゲートとして使用される。これは、他の仕切り技術と
同じように、ディスプレイと観察者との配置が固定され
ることが大きな欠点である。
は、また別の仕切り技術を構成する。グリッドの代わり
に、プリズムと同じ幾何学的な構成を別の方法で施した
スクリーンが用いられる。スクリーンのプリズムのない
段は、左の半画像に対すると同様に、右の半画像のため
のゲートとして使用される。これは、他の仕切り技術と
同じように、ディスプレイと観察者との配置が固定され
ることが大きな欠点である。
DE−OS4004739による自動立体鏡技術では、２つの半
画像または半画像の部分が１対の光源の１つの光源を介
して観察者の目に交互に注がれる。これは、レンズ機能
を有する光学素子によってなされ、この場合、伝送ディ
スプレイは、その光学素子の開口絞り（Aperturblende
n）範囲内にある。この連続技術での障害は、画像周波
数の倍加を必要とすることであり、ちらつきなしで画像
を見ようとする場合、少なくとも現在でも、伝送ディス
プレイの非常に限られた切り換え周波数が、その現実化
には大いに必要とされる。
画像または半画像の部分が１対の光源の１つの光源を介
して観察者の目に交互に注がれる。これは、レンズ機能
を有する光学素子によってなされ、この場合、伝送ディ
スプレイは、その光学素子の開口絞り（Aperturblende
n）範囲内にある。この連続技術での障害は、画像周波
数の倍加を必要とすることであり、ちらつきなしで画像
を見ようとする場合、少なくとも現在でも、伝送ディス
プレイの非常に限られた切り換え周波数が、その現実化
には大いに必要とされる。
発明の開示 本発明の目的は、一人もしくはそれ以上の観察者に伝
送ディスプレイを用いて良好に見ることのできる２次元
もしくは３次元の自動立体像を提供することであり、そ
の際、観察者は、横方向にも縦方向にも好きなように移
動でき、補助機器なしにその画像をみることができる。
送ディスプレイを用いて良好に見ることのできる２次元
もしくは３次元の自動立体像を提供することであり、そ
の際、観察者は、横方向にも縦方向にも好きなように移
動でき、補助機器なしにその画像をみることができる。
本発明によれば、上記の目的は、特許請求の範囲に記
載され、実施例で詳細に説明された手段によって解決さ
れる。
載され、実施例で詳細に説明された手段によって解決さ
れる。
伝送ディスプレイは、同時に両方の半画像を含んでい
る。半画像間の切り換えは、必要ない。
る。半画像間の切り換えは、必要ない。
情報の２次元および３次元表示のための光学システム
は、次の構成からなる。
は、次の構成からなる。
少なくとも一つの点光源または線光源を有する光源装
置と、光線を平行にするための視準光学装置と、２つの
異なるプリズム角を有するマトリックス配置のプリズム
を有するプリズムマスクと、焦点合わせ光学装置として
の視野レンズと、位相マスク（Phasenmask）とである。
置と、光線を平行にするための視準光学装置と、２つの
異なるプリズム角を有するマトリックス配置のプリズム
を有するプリズムマスクと、焦点合わせ光学装置として
の視野レンズと、位相マスク（Phasenmask）とである。
光は、視準光学装置によって平行にされ、これによ
り、左の半画像の光を画素毎に一つのプリズム角を有す
る各（左の）プリズムに投射し、右の半画像の光をもう
一方のプリズム角を有する各（右の）プリズムに投射す
る。これにより、２つの半画像は、それぞれの方向に空
間的に離間される。焦点合わせ光学装置で、２つの平行
な光束が、瞳孔間隔に対応する２つのポイントにおいて
一緒にされる。したがって、焦点合わせ光学装置は、全
体の画像をカバーするちょうどひとつの視野レンズとし
て働く。
り、左の半画像の光を画素毎に一つのプリズム角を有す
る各（左の）プリズムに投射し、右の半画像の光をもう
一方のプリズム角を有する各（右の）プリズムに投射す
る。これにより、２つの半画像は、それぞれの方向に空
間的に離間される。焦点合わせ光学装置で、２つの平行
な光束が、瞳孔間隔に対応する２つのポイントにおいて
一緒にされる。したがって、焦点合わせ光学装置は、全
体の画像をカバーするちょうどひとつの視野レンズとし
て働く。
半画像から構成される画像は、それらの位置からだけ
見ることができる。
見ることができる。
光源または光源装置の横方向の水平な移動により、視
準光学装置は、平行な光束を他の方向に向けさせる。即
ちその光束は伝送ディスプレイと立体的半画像に対応す
るプリズムとを通過後、他の方向に分離され、他の点で
焦点合わせ光学装置により一緒にされる。このようにし
て、観察者の位置は、立体的半画像によりたどることが
できる。同様に、別の場所に立体的半画像を追加の光源
または光源装置により供給でき、多数の観察者にも追隋
可能となる。それぞれ横方向に移動でき、各光源により
追隋され（nachgefhrt）る。
準光学装置は、平行な光束を他の方向に向けさせる。即
ちその光束は伝送ディスプレイと立体的半画像に対応す
るプリズムとを通過後、他の方向に分離され、他の点で
焦点合わせ光学装置により一緒にされる。このようにし
て、観察者の位置は、立体的半画像によりたどることが
できる。同様に、別の場所に立体的半画像を追加の光源
または光源装置により供給でき、多数の観察者にも追隋
可能となる。それぞれ横方向に移動でき、各光源により
追隋され（nachgefhrt）る。
観察者または観察者達に、光源装置のヘッドモーショ
ンおよび追隋（Nachgefhrung）によって、観察者また
は観察者達のそれぞれの位置に対応して新しい画像の中
味が供給される。このようにして、ちょうどホログラフ
ィのように表示された物の背後でも見ることが可能とな
る。
ンおよび追隋（Nachgefhrung）によって、観察者また
は観察者達のそれぞれの位置に対応して新しい画像の中
味が供給される。このようにして、ちょうどホログラフ
ィのように表示された物の背後でも見ることが可能とな
る。
視準光学装置から発生し、ひとりまたは数人の観察者
にとって平行な光は、複数の点光源または線光源により
形成される。たとえば、ずらりと並んだ点光源によって
イルミネーションが一観察者に対して供給されると、そ
の光は、光源の位置により得られる方向で配列形状に視
準光学装置により視準される。
にとって平行な光は、複数の点光源または線光源により
形成される。たとえば、ずらりと並んだ点光源によって
イルミネーションが一観察者に対して供給されると、そ
の光は、光源の位置により得られる方向で配列形状に視
準光学装置により視準される。
光を束にすることにより、光の効率は減少出来、画像
もまた、明るい周囲の光で見ることができる。
もまた、明るい周囲の光で見ることができる。
位相振動（Phasenhben）を伴い各画素に現われるデ
ィスプレイに適当に分散される位相要素は、すりガラス
の役目を果たし、もはや目が最も明るいスポット、つま
り光源に長く順応しなくてもよくする。またこれによ
り、確実に、比較的均質の画面を見ることができる。
ィスプレイに適当に分散される位相要素は、すりガラス
の役目を果たし、もはや目が最も明るいスポット、つま
り光源に長く順応しなくてもよくする。またこれによ
り、確実に、比較的均質の画面を見ることができる。
全部合わせると、情報の２次元と３次元の（自動立体
的）両表示のための高画質が得られる。
的）両表示のための高画質が得られる。
２次元表示の場合、半画像は２次元の情報が、（各探
索後の変化が分かっていれば）それぞれ左目と右目にお
けるたとえば各第２段から得られ、その直後、両方の目
に偏光されて視準されると、伝送ディスプレイにより与
えられた最も高い解像度および高度の明るさで非常に良
質の２次元の画像が構成される。
索後の変化が分かっていれば）それぞれ左目と右目にお
けるたとえば各第２段から得られ、その直後、両方の目
に偏光されて視準されると、伝送ディスプレイにより与
えられた最も高い解像度および高度の明るさで非常に良
質の２次元の画像が構成される。
通常の観察と比較すると、上記の技術はディスプレイ
から小さな視角で光を通すことに対応している。このよ
うにすると、他の方法ではイルミネーションに必要とさ
れるエネルギーの大部分を節約することができる。さら
に、この視角内に限り見ることができる。ここで、就中
ラップトップへの適用が可能となる。
から小さな視角で光を通すことに対応している。このよ
うにすると、他の方法ではイルミネーションに必要とさ
れるエネルギーの大部分を節約することができる。さら
に、この視角内に限り見ることができる。ここで、就中
ラップトップへの適用が可能となる。
テレビ工業技術に用いられるひとつの同じ光学システ
ムによって、同時に複数の人々に２つの異なるテレビプ
ログラムを提供することができる。このため、それぞれ
２つの半画像を含む２つの画像内容が、同時に、光と共
に視聴者への半画像に対応して連続して流される。２つ
以上のテレビプログラムが同時に数人の観察者に提供さ
れる。すべての観察者が同じプログラムを見る場合、連
続的切り替えは必要ない。２つの半画像が光の放射によ
り得られる。
ムによって、同時に複数の人々に２つの異なるテレビプ
ログラムを提供することができる。このため、それぞれ
２つの半画像を含む２つの画像内容が、同時に、光と共
に視聴者への半画像に対応して連続して流される。２つ
以上のテレビプログラムが同時に数人の観察者に提供さ
れる。すべての観察者が同じプログラムを見る場合、連
続的切り替えは必要ない。２つの半画像が光の放射によ
り得られる。
二以上の観察者は、観察者の目への投射に含まれる映
像のみを見ることが可能である。つまり、画像は、別の
人もしくは別の視界には見えず、二以上の観察者のため
の画像は、重ならない。このことは、利用にとって有利
である。これにより、複数の人がいるにもかかわらず、
別の人にその情報を見られることなく、情報が仕入れら
れ、ラップトップを介して伝送される。有用な潜在的な
適用としては、キャッシュディスペンサー、銀行業界、
ビジネスおよびメディアからの機密情報の伝送などがあ
る。
像のみを見ることが可能である。つまり、画像は、別の
人もしくは別の視界には見えず、二以上の観察者のため
の画像は、重ならない。このことは、利用にとって有利
である。これにより、複数の人がいるにもかかわらず、
別の人にその情報を見られることなく、情報が仕入れら
れ、ラップトップを介して伝送される。有用な潜在的な
適用としては、キャッシュディスペンサー、銀行業界、
ビジネスおよびメディアからの機密情報の伝送などがあ
る。
図面の簡単な説明 本発明は、実施例を用いて説明される。図面には、以
下のものが示される。
下のものが示される。
第１図 本発明によるひとりの観察者のための光学シ
ステム。
ステム。
第２図 本発明によるひとりの観察者のための位相マ
スクと、伝送ディスプレイと、プリズムマスクと、焦点
合わせ光学装置との装置の断面図。
スクと、伝送ディスプレイと、プリズムマスクと、焦点
合わせ光学装置との装置の断面図。
第３図 位相マスクとプリズムマスクが結合マスクに
まとめられた第２図の本発明に係る装置を示す。
まとめられた第２図の本発明に係る装置を示す。
第４図 位相マスクとプリズムマスクが、焦点合わせ
光学装置とともに結合マスクにまとめられた第２図の本
発明に係る装置を示す。
光学装置とともに結合マスクにまとめられた第２図の本
発明に係る装置を示す。
第５図 焦点合わせ光学装置の機能が視準光学装置に
より行われる本発明に係る装置を示す。
より行われる本発明に係る装置を示す。
第６図 観察者が移動した場合の本発明に係る装置を
示す。
示す。
第７図 本発明に係る２人の観察者のための装置を示
す。
す。
第８図 視角が広くされた２次元場面を視るための本
発明に係る装置を示す。
発明に係る装置を示す。
好ましい実施の形態の説明 第１図において、光学システムは、光源１と、視準光
学装置７と、位相マスク３と、伝送ディスプレイ４と、
プリズムマスク５と、焦点合わせ光学装置６とから構成
される。視準の後、光源１の光は、位相マスク３および
伝送ディスプレイ４を介して平行に透過する。その後、
プリズムマスク５により２つの方向に分裂され、観察者
の目7rおよび7lで焦点が合わされる。
学装置７と、位相マスク３と、伝送ディスプレイ４と、
プリズムマスク５と、焦点合わせ光学装置６とから構成
される。視準の後、光源１の光は、位相マスク３および
伝送ディスプレイ４を介して平行に透過する。その後、
プリズムマスク５により２つの方向に分裂され、観察者
の目7rおよび7lで焦点が合わされる。
第２図は、ひとりの観察者のための位相マスク３と、
伝送ディスプレイ４と、プリズムマスク５と、焦点合わ
せ光学装置６とからなる断面図を示す。プリズムマスク
５は、左のプリズムと右のプリズムとからなる。これに
より、光がそれぞれ観察者の左目および右目に向けられ
る。右のプリズムまたは左のプリズムのプリズム角は、
マトリックス領域全体にわたり等しいが、互いには異な
る。第２図の場合、ひとつのプリズム角は、たとえば、
左のプリズムのプリズム角は、ゼロである。光は、それ
ら左の「プリズム」を偏向なしで透過し、次の焦点合わ
せ光学装置により、観察者の左の目に焦点が合わせられ
る。しかしながら、プリズムマスク５の右のプリズム
は、平行な入射光を偏向する。焦点合わせ光学装置６
で、この光は観察者のもう一方の目（右目）に焦点が合
わせられる。
伝送ディスプレイ４と、プリズムマスク５と、焦点合わ
せ光学装置６とからなる断面図を示す。プリズムマスク
５は、左のプリズムと右のプリズムとからなる。これに
より、光がそれぞれ観察者の左目および右目に向けられ
る。右のプリズムまたは左のプリズムのプリズム角は、
マトリックス領域全体にわたり等しいが、互いには異な
る。第２図の場合、ひとつのプリズム角は、たとえば、
左のプリズムのプリズム角は、ゼロである。光は、それ
ら左の「プリズム」を偏向なしで透過し、次の焦点合わ
せ光学装置により、観察者の左の目に焦点が合わせられ
る。しかしながら、プリズムマスク５の右のプリズム
は、平行な入射光を偏向する。焦点合わせ光学装置６
で、この光は観察者のもう一方の目（右目）に焦点が合
わせられる。
伝送ディスプレイでは、右および左のプリズムは、そ
れぞれ右目および左目のための半画像を有する４つの右
および左の画素が配されている。
れぞれ右目および左目のための半画像を有する４つの右
および左の画素が配されている。
半画像が立体半画像である場合、観察者は、３次元の
表示を見ることになる。半画像が２次元の画面からとら
れたものである場合、観察者は２次元の表示をみること
になる。
表示を見ることになる。半画像が２次元の画面からとら
れたものである場合、観察者は２次元の表示をみること
になる。
無秩序に配された光学的位相偏向で光を変調すること
により、観察者が光源に順応することが防止されてい
る。
により、観察者が光源に順応することが防止されてい
る。
位相マスクとプリズムマスクは、焦点合わせ光学装置
とともに、ホログラフィー光学エレメントとして作られ
てもよいし、及び／又はエンボス加工（Prgetechni
k）によって作ってもよい。
とともに、ホログラフィー光学エレメントとして作られ
てもよいし、及び／又はエンボス加工（Prgetechni
k）によって作ってもよい。
第３図は、第２図に示されたように、本発明にかかる
エレメントの組み合わせを示す。第２図から、位相マス
ク３およびプリズムマスク５は、うまく組み合わされ、
第３図のマスク８を形成する。
エレメントの組み合わせを示す。第２図から、位相マス
ク３およびプリズムマスク５は、うまく組み合わされ、
第３図のマスク８を形成する。
第４図は、本発明による、第２図に示された位相マス
ク３と、プリズムマスク５と、焦点合わせ光学装置６と
を組み合わせてマスク９を形成する高度の組み合わせを
示す。
ク３と、プリズムマスク５と、焦点合わせ光学装置６と
を組み合わせてマスク９を形成する高度の組み合わせを
示す。
本発明によれば、マスク３、５、８、９または組み合
わせにより作り出されたその他のマスクと、伝送ディス
プレイ４と、焦点合わせ光学装置が、別の順番および数
でもまた、組み合わせられてもよい。したがって、第３
図に示されたものの代わりに、伝送ディスプレイは、組
み合わせられたマスク８と焦点合わせ光学装置６との間
に配置されてもよい。
わせにより作り出されたその他のマスクと、伝送ディス
プレイ４と、焦点合わせ光学装置が、別の順番および数
でもまた、組み合わせられてもよい。したがって、第３
図に示されたものの代わりに、伝送ディスプレイは、組
み合わせられたマスク８と焦点合わせ光学装置６との間
に配置されてもよい。
本発明によれば、マスク３、５、８、９または組み合
わせにより作り出された他のマスクは、伝送ディスプレ
イの表面に直接取り付けられてもよい。
わせにより作り出された他のマスクは、伝送ディスプレ
イの表面に直接取り付けられてもよい。
本発明の別の有効な実施例は、マスク６内のまたは他
の組み合わされたマスク内の焦点合わせ光学装置の機能
を無くし、視準光学装置に代えたものである。第５図
は、本発明に係るこの種の装置である。
の組み合わされたマスク内の焦点合わせ光学装置の機能
を無くし、視準光学装置に代えたものである。第５図
は、本発明に係るこの種の装置である。
本発明によれば、観察者が見る方向を変えた場合、視
界方向は追隋される。第８図はそれを実施したものであ
り、光源をずらしたりまたは光源１を別な位置に切り替
えたりして光源の位置を変更することによって行われて
いる。
界方向は追隋される。第８図はそれを実施したものであ
り、光源をずらしたりまたは光源１を別な位置に切り替
えたりして光源の位置を変更することによって行われて
いる。
第７図は、観察者ごとの点光源または線光源を有する
光学装置を示す。
光学装置を示す。
本発明によれば、第８図に示されたように、光学シス
テムは、通常の２次元表示の視角を広角とすることを可
能とする。このため、より大きな光源１が使われ、又は
他の隣接光源に切り替えることにより用意される。
テムは、通常の２次元表示の視角を広角とすることを可
能とする。このため、より大きな光源１が使われ、又は
他の隣接光源に切り替えることにより用意される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 27/22 G03B 35/18
Claims (10)
- 【請求項１】同時に左と右の立体半画像を表示するもの
であり、マトリックス配置で電子的に選択可能な画素を
有する伝送ディスプレイ（４）と、観察者から見て伝送
ディスプレイ（４）の背後にある、少なくともひとつの
点光源または線光源を有する光源装置（１）と、この光
源装置の後側に配置された視準光学装置（２）と、焦点
合わせ光学装置（６）とからなる情報の２次元または３
次元表示のための光学システムにおいて、 前記マトリックスには、その上の空間で前記伝送ディス
プレイの画素と協動し、左の立体半画像の画素は、一方
のプリズム角を有する一つのプリズムに相応し、右の立
体半画像の画素は、他方のプリズム角を有する他のプリ
ズムに相応するように、二つのプリズムを有するプリズ
ムマスク（５）を更に設け、前記焦点合わせ光学装置
（６）を、観察される距離に対応する一つの焦点距離を
有するディスプレイ全体にわたる視野レンズとし、前記
光源装置（１）からの光が視準光学装置（２）を通して
略平行となり、同時に一方のプリズムと焦点合わせ光学
装置（６）を通して観察者の一方の目に、そして他方の
プリズムと焦点合わせ装置（６）を通して観察者の他方
の目に向けられることを特徴とする光学システム。 - 【請求項２】位相マスク（３）が更に設けられ、各画素
には無秩序に分布された光学的位相振動を伴って位相マ
スク（３）の位相エレメントがあたえられることを特徴
とする請求の範囲の第１項に記載の光学システム。 - 【請求項３】プリズムマスク（５）のプリズムは、コラ
ムごとまたはラインごとに同じプリズム角でコラムまた
はラインに配置されることを特徴とする請求の範囲の第
１項に記載の光学システム。 - 【請求項４】焦点合わせ光学装置は、視野レンズ機能を
有するマスク（６）として設計されることを特徴とする
請求の範囲の第１項に記載の光学システム。 - 【請求項５】少なくとも２つのマスクが、ひとつの結合
マスク（８または９）として設計されることを特徴とす
る請求の範囲の第２項から第４項のいずれかに記載の光
学システム。 - 【請求項６】少なくともひとつのマスクの位相エレメン
トまたはプリズムが、ホログラフィー光学エレメントと
して設計されることを特徴とする請求の範囲の第２項か
ら第５項のいずれかに記載の光学システム。 - 【請求項７】少なくともひとつのマスクの位相エレメン
トまたはプリズムが、エンボス加工により作られること
を特徴とする請求の範囲の第２項から第５項のいずれか
に記載の光学システム。 - 【請求項８】追加の観察者それぞれに、別の光源装置
（１）が設けられ、他の光源装置に対して横方向に配置
されることを特徴とする請求の範囲の第１項に記載の光
学システム。 - 【請求項９】少なくとも２人の観察者に、伝送ディスプ
レイ（４）の画像内容が、観察者用の対応光源装置に同
期して同時に逐次切り替えられる請求の範囲の第１項ま
たは第８項に記載の光学システム。 - 【請求項１０】光源装置（１）の位置が、伝送ディスプ
レイ（４）に対してほぼ平行にずらせる請求の範囲の第
１項に記載の光学システム。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4309667A DE4309667A1 (de) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | Optisches System zur zwei- und dreidimensionalen Darstellung von Information |
| DE4309667.0 | 1993-03-26 | ||
| PCT/DE1994/000342 WO1994023340A1 (de) | 1993-03-26 | 1994-03-25 | Optisches system zur zwei- und dreidimensionalen darstellung von information |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09504616A JPH09504616A (ja) | 1997-05-06 |
| JP3269823B2 true JP3269823B2 (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=6483798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52153294A Expired - Fee Related JP3269823B2 (ja) | 1993-03-26 | 1994-03-25 | 情報の２次元および３次元表示のための光学システム |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5774262A (ja) |
| EP (1) | EP0691000B1 (ja) |
| JP (1) | JP3269823B2 (ja) |
| AT (1) | ATE156601T1 (ja) |
| DE (2) | DE4309667A1 (ja) |
| DK (1) | DK0691000T3 (ja) |
| ES (1) | ES2110741T3 (ja) |
| WO (1) | WO1994023340A1 (ja) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2294350A (en) * | 1994-10-21 | 1996-04-24 | Sharp Kk | Light source and display |
| DE69434108T2 (de) * | 1993-12-01 | 2006-02-02 | Sharp K.K. | Display für dreidimensionale Bilder |
| GB9411561D0 (en) | 1994-06-07 | 1994-08-03 | Richmond Holographic Res | Stereoscopic display |
| EP0704721A3 (en) * | 1994-09-27 | 1997-12-17 | AT&T Corp. | Methods and apparatus for generating and displaying holographic images utilizing a laser pointer |
| DE19641480A1 (de) | 1996-10-09 | 1998-04-30 | Tan Helmut | Verfahren zur stereoskopischen Projektion von 3D-Bilddarstellungen auf einer Bildanzeigeeinrichtung |
| JP4119484B2 (ja) * | 1996-12-18 | 2008-07-16 | ゼーレアール テヒノロギース ゲーエムベーハー | 情報の３次元表示方法及び装置 |
| DE10030196C2 (de) * | 2000-06-22 | 2002-05-08 | 4D Vision Gmbh | Anordnung und Verfahren zur Aufnahme von mehreren Ansichten einer Szene oder eines Gegenstandes |
| CH697522B1 (fr) * | 2001-09-08 | 2008-11-28 | Tag Heuer Sa | Bracelet muni d'un fermoir. |
| GB0128983D0 (en) * | 2001-12-04 | 2002-01-23 | Koninkl Philips Electronics Nv | Directional image dislay |
| GB2406731A (en) * | 2003-08-30 | 2005-04-06 | Sharp Kk | Multiple view display having directional backlight |
| GB2405519A (en) * | 2003-08-30 | 2005-03-02 | Sharp Kk | A multiple-view directional display |
| DE10340089B4 (de) * | 2003-08-30 | 2005-12-22 | Seereal Technologies Gmbh | Sweet-Spot-Beamsplitter zur Bildtrennung |
| CN100395609C (zh) * | 2003-11-17 | 2008-06-18 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 液晶显示装置 |
| DE102005040597A1 (de) | 2005-02-25 | 2007-02-22 | Seereal Technologies Gmbh | Verfahren und Einrichtung zum Nachführen von Sweet-Spots |
| GB2428129A (en) * | 2005-07-08 | 2007-01-17 | Sharp Kk | A multiple-view directional display |
| JP4374387B2 (ja) | 2007-09-14 | 2009-12-02 | 株式会社沖データ | 三次元表示装置 |
| KR101595104B1 (ko) | 2008-07-10 | 2016-02-17 | 리얼 뷰 이미징 리미티드 | 광시야각 디스플레이들 및 사용자 인터페이스들 |
| KR101732131B1 (ko) * | 2010-11-12 | 2017-05-04 | 삼성전자주식회사 | 사용자 위치 기반의 영상 제공 장치 및 방법 |
| US10036884B2 (en) | 2012-12-18 | 2018-07-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Display including electrowetting prism array |
| KR102402048B1 (ko) | 2015-10-14 | 2022-05-26 | 삼성전자주식회사 | 전자 장치 및 그 제어 방법 |
| DE102016002648A1 (de) | 2016-03-04 | 2017-10-05 | Maximilian Notar | viritueller Realitätsapparat |
| KR102427854B1 (ko) | 2017-09-25 | 2022-08-01 | 삼성전자주식회사 | 영상 렌더링 방법 및 장치 |
| KR102690754B1 (ko) * | 2017-12-21 | 2024-08-01 | 시리얼 테크놀로지즈 에스.에이. | 가상 가시성 영역을 추적하기 위한 디스플레이 디바이스 및 방법 |
| JP2019139227A (ja) * | 2018-02-14 | 2019-08-22 | 国立大学法人東北大学 | 立体映像液晶表示装置 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US963959A (en) * | 1909-10-14 | 1910-07-12 | Samuel L Stratton | Spirit-level. |
| US2574186A (en) * | 1946-03-04 | 1951-11-06 | American Optical Corp | Apparatus for viewing stereoscopic pictures |
| US2891444A (en) * | 1955-10-24 | 1959-06-23 | Eastman Kodak Co | Stereo table viewer |
| US4772094A (en) * | 1985-02-05 | 1988-09-20 | Bright And Morning Star | Optical stereoscopic system and prism window |
| GB8600021D0 (en) * | 1986-01-02 | 1986-02-12 | Rca Corp | Light box |
| US5036385A (en) * | 1986-03-07 | 1991-07-30 | Dimension Technologies, Inc. | Autostereoscopic display with multiple sets of blinking illuminating lines and light valve |
| DE3712170A1 (de) * | 1987-04-10 | 1989-02-09 | Holtronic Gmbh | Stereoskopisches display-system |
| DE4004739A1 (de) * | 1990-02-15 | 1991-08-22 | Holtronic Gmbh | Optisches system zur stereoskopischen darstellung von informationen |
| DE4006868A1 (de) * | 1990-03-05 | 1991-09-12 | Hildebrand Peter Rene | Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von dreidimensional wirkenden darstellungen |
| FR2661259B1 (fr) * | 1990-04-20 | 1992-07-31 | Pochet Roger | Systeme de presentation d'images stereoscopiques par projection sur ecran lenticulaire. |
| GB9016902D0 (en) * | 1990-08-01 | 1990-09-12 | Delta System Design Ltd | Deep vision |
| US5258833A (en) * | 1991-04-08 | 1993-11-02 | Schenk Alan G | Sterescopic television/video system |
-
1993
- 1993-03-26 DE DE4309667A patent/DE4309667A1/de not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-03-25 DE DE59403661T patent/DE59403661D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-25 ES ES94912436T patent/ES2110741T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-25 AT AT94912436T patent/ATE156601T1/de not_active IP Right Cessation
- 1994-03-25 WO PCT/DE1994/000342 patent/WO1994023340A1/de active IP Right Grant
- 1994-03-25 DK DK94912436.6T patent/DK0691000T3/da active
- 1994-03-25 EP EP94912436A patent/EP0691000B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-03-25 JP JP52153294A patent/JP3269823B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1994-03-25 US US08/530,134 patent/US5774262A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2110741T3 (es) | 1998-02-16 |
| DE59403661D1 (de) | 1997-09-11 |
| DK0691000T3 (da) | 1998-03-02 |
| JPH09504616A (ja) | 1997-05-06 |
| DE4309667A1 (de) | 1994-09-29 |
| US5774262A (en) | 1998-06-30 |
| EP0691000A1 (de) | 1996-01-10 |
| ATE156601T1 (de) | 1997-08-15 |
| EP0691000B1 (de) | 1997-08-06 |
| WO1994023340A1 (de) | 1994-10-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3269823B2 (ja) | 情報の２次元および３次元表示のための光学システム | |
| JP3192298B2 (ja) | ディスプレイ | |
| US5726800A (en) | Autostereoscopic directional display apparatus | |
| US9958694B2 (en) | Minimized-thickness angular scanner of electromagnetic radiation | |
| US6593957B1 (en) | Multiple-viewer auto-stereoscopic display systems | |
| KR0145558B1 (ko) | 3차원 디스플레이장치 | |
| US7425070B2 (en) | Three-dimensional (3D) image projection | |
| US20060171008A1 (en) | Three-dimensional hologram display system | |
| WO2007056072A2 (en) | Head mounted display with eye accommodation | |
| JPH07168126A (ja) | 投映型三次元ディスプレイ装置 | |
| KR20210049594A (ko) | 공간 영상 투영 장치 | |
| JP3453086B2 (ja) | 三次元表示方法およびヘッドマウントディスプレイ装置 | |
| EP0830630B1 (en) | Stereoscopic display device | |
| US20040179263A1 (en) | Stereoscopic image display apparatus | |
| Travis et al. | Flat projection for 3-D | |
| Lipton | Future of autostereoscopic electronic displays | |
| Jang et al. | 100-inch 3D real-image rear-projection display system based on Fresnel lens | |
| JP3422760B2 (ja) | 三次元表示方法 | |
| JP3463960B2 (ja) | 立体画像表示装置 | |
| Momonoi et al. | 48‐2: Flipping‐free Light Field Mirage Using Multiple Light Field Displays | |
| GB2273577A (en) | Autostereoscopic directional display apparatus | |
| Brar et al. | Helium3D: a laser-based 3D display with'3D+'Capability | |
| JPH0397390A (ja) | 立体表示装置 | |
| KR100233801B1 (ko) | 입체 및 평면 영상 시청용 영상 표시기 | |
| Jönsson | State-of-the-art in holography and auto-stereoscopic displays |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090118 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100118 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100118 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110118 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |