JP3705643B2 - 自動立体表示装置および自動立体表示装置を制御する方法 - Google Patents
自動立体表示装置および自動立体表示装置を制御する方法 Download PDFInfo
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動立体表示装置、および自動立体表示装置を制御する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
観察者の位置が広い範囲にわたる場合でもすべての位置において三次元効果が感知される自動立体表示装置を提供することが望ましい。
【0003】
自動立体イメージを生成する方法は、観察者の左眼および右眼に異なるビューを提供することに依る。これは、左右の眼に与えるビューを一連のインターリーブされた垂直方向のストライプに分割することによって実現される。次に、各レンチキュラースクリーンが左眼イメージの1つのビュースライスおよび右眼イメージの1つのビュースライスをカバーするように、複合イメージに隣接してレンティキュラースクリーンを配置する。
【0004】
電気的に制御される表示装置もまた、左眼および右眼イメージを垂直方向のストライプに分割し、レンティキュラースクリーンを用いてイメージを異なる方向に再生し得る。別の配置では、2つのスクリーンが左眼と右眼のためのイメージを各々表示し、これらスクリーンからのイメージをビームコンバイナによって結合し得る。このような表示装置は欧州特許公開第EP-A-0602934号に開示されている。また、単一の空間光変調器を時間多重化方法で駆動して、左眼および右眼イメージを再生することもできる。光源の位置を時間多重化方法で変動させることにより、異なるイメージが異なる方向に投影される。これらの表示装置では、三次元効果を観察するためには、観察者は定義されたビューイング領域内に位置することが必要である。
【0005】
K.AkiyamaおよびN.Tetsutaniによる「三次元視覚通信」、ITEC’91、1991 ITE年次大会は、各レンティキュールが液晶表示装置の2列の画素列の前に位置するように、液晶表示装置をレンティキュールシートに極めて接近して配置した、観察者追従自動立体表示装置を開示している。このような配置では、表示装置の画素列から発せられる光が角度的に多重化される。表示装置は、観察者の左右の眼に投影するための左イメージおよび右イメージを織り交ぜて提供するように駆動される。観察者が移動すれば、観察者の左眼が、観察者の右眼用のイメージを受け取る位置にくる可能性が生じ、またこの逆も成り立つ。位置検出器は観察者の頭の位置をモニタし、正しいイメージが正しい眼に提供されるように観察者の移動に反応して左イメージおよび右イメージを交換するように配置される。
【0006】
このようなシステムは、観察者が表示装置に対して横方向に移動するのを制限付きで可能とする。
【0007】
欧州特許公開第EP-A-0 354 851号には、「2ウィンドウ」および「4ウィンドウ」表示装置の両方が開示されている。添付図面の図1に示すように、2ウィンドウ表示装置における自動立体イメージの構成部分は視点矯正ゾーンで収束する。表示装置5の第1端部を源とする第1の二次元(2D)イメージのためのイメージデータはゾーン6内に位置するように制約される。一方、表示装置の反対側の端部を源とする同じ二次元イメージのためのイメージデータはゾーン8内に制約される。ゾーン6と8とは重なって第1視点矯正ゾーン12を提供する。同様に、第2二次元イメージのためのイメージデータはゾーン7および10に位置するように制約され、これらのゾーンは重なって第2視点矯正ゾーン14を提供する。観察者は、観察者の眼の一方が第1視点矯正ゾーン12内にあり他方が第2視点矯正ゾーン14内にあるときは、自動立体イメージを感知し得る。観察者の両方の眼がこれら視点矯正ゾーン内にないときは、観察者は三次元イメージを表示装置の全体にわたって見ることはない。
【0008】
「4ウィンドウ」表示装置は2ウィンドウ表示装置の拡張であり、同じ原理で作動する。各々の場合において、視点矯正ゾーンは歪んだ「ダイヤモンド」形状である。視点矯正ゾーンの最大幅は、表示装置からの公称ビューイング距離の地点で発生する。視点矯正ゾーンの最大幅を「ウィンドウ」として示すと好都合である。
【0009】
欧州特許公開第EP-A-0 354 851号に開示された「4ウィンドウ」は、表示装置に隣接して配備されたレンティキュラースクリーンを有する。各レンティキュールは4列の画素列と関連する。簡単のために1列の画素列について考えると、画素R1およびR2の2つが観察者の右眼に提供するためのイメージデータを表示し、他の2つの画素L1およびL2が観察者の左眼に提供するためのイメージデータを表示する。画素R1、R2、L1、およびL2は4つの組み合わせ、すなわち、 R1−R2−L1−L2、L1−L2−R1−R2、L2−R1−R2−L1、およびR2−L1−L2−R1、のうちのいずれか1つの組み合わせで配置され得る。従って、各ウィンドウに提示されるイメージは同時に交換され、移動部分はなく観察者追従が提供される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術においては、次に示す問題があった。上記の従来のシステムは、追従装置に極めて高い精度を要求する。観察者の眼の各々が1つのウィンドウから隣接するウィンドウに移る正確な時点でビューが切り替わらなければならない。観察者に提示されるビューが観察者の位置に応じて変化する「ルックアラウンド」表示を提供することが望ましい。三次元イメージを人工的に自由に提示し得るためには、眼間距離に対して60個のビューが必要であると見積もられている。幅250mmの500ラインレンティキュラー表示装置であれば、各レンティキュールの大きさは0.5mmである。60個の眼間ビューを得るためには、最大画素サイズは8マイクロメータである。このような微細な画素ピッチをこのような長い距離にわたって提供することは現時点では不可能である。ビームコンバイナ型の表示装置によってこのように多くのビューを提供するには、60個の空間光変調器が必要である。このような表示装置を時間多重化表示装置として用いるには、約3kHzのフレームリフレッシュレートが必要である。
【0011】
「ルックアラウンド」三次元イメージを提供するために必要な同時提供ビューの数は、観察者追従表示装置を用いることによって大幅に減少し得る。何故なら、観察者の眼の方向に向かうビューしか表示する必要はないからである。観察者の移動と共に移動するように「ウィンドウ」の位置を可動とした配置が、欧州特許第EP O 576 106号および第EP 0 656 555号に記載されている。欧州特許第EP 0 576 106号もまた「ルックアラウンド」機能を提供する概念を開示している。
【0012】
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追従装置に高精度を必要としない自動立体表示装置およびその自動立体表示装置の制御方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動立体表示装置は、各イメージが異なる方向に向かい、公称ビューイング距離で少なくとも3つのイメージ領域のパターンを定義するように、かつ、複数のローブ内のそれぞれにおいて前記各イメージ領域を繰り返すように配置された少なくとも3つのイメージ表示装置、および観察者の位置を該観察者の手動操作によって検出する観察者追従装置を備えた観察者追従自動立体表示装置であって、前記イメージ表示装置は、特定の観察者グループの平均眼間距離をeおよび前記イメージ表示装置の数をNとすると、2e/Nにほぼ等しい横方向の大きさを有する各イメージ領域を生成するように配置され、該観察者追従装置に反応し、該イメージ表示装置によって表示されるイメージを更新するイメージコントローラを備え、該イメージコントローラは、前記各イメージ領域を観察者の左眼用のイメージと右眼用のイメージのいずれかを表示するようにそれぞれ制御し、該観察者追従装置によって、いずれかのイメージ領域内に観察者の左右の眼が位置することが検出されると、検出された各イメージ領域に位置する観察者の左右の眼用のイメージを検出された各イメージ領域にそれぞれ表示し、イメージ領域内で観察者の眼が移動することが検出されると、該観察者には見えない該イメージ領域内に表示されるイメージを更新するとともに、該観察者に見えるイメージ領域内で表示されるイメージを更新しないようになっており、そのことにより上記目的が達成される。
【0015】
他の実施の形態では、前記イメージ領域の隣接する2つのペアが実質的に間隔がない。
【0016】
更に、他の実施の形態では、前記イメージ表示装置は、単一の表示装置内に空間的に多重化されている。
【0017】
更に、他の実施の形態では、前記単一の表示装置は、パララックス要素のアレイに隣接しており、イメージ表示装置の数をNとするとN列の繰り返し領域に分割され、N列の各領域は該アレイの各要素または要素列に隣接している。
【0018】
更に、他の実施の形態では、前記パララックス要素のアレイはレンティキュラースクリーンを含む。
【0019】
更に、他の実施の形態では、前記パララックス要素のアレイはパララックスバリアを含む。
【0020】
更に、実施の形態では、イメージが異なる方向に向かうように配置されたホログラムを備えている。
【0021】
更に、他の実施の形態では、前記単一の表示装置は空間光変調器である。
【0022】
更に、他の実施の形態では、前記単一の表示装置は発光表示装置である。
【0023】
更に、他の実施の形態では、前記イメージ表示装置が空間光変調器であり、該変調器の各々が少なくとも1つの光源によって照らされ、該変調器からのイメージがビームコンバイナによって結合される。
【0024】
更に、他の実施の形態では、前記イメージ表示装置が、順次作動する少なくとも3つの個別に制御可能な光源と協働する単一の空間光変調器によって一時的に多重化される。
【0025】
更に、他の実施の形態では、前記光源の各々が少なくとも2つの発光領域を有する。
【0026】
更に、他の実施の形態では、前記単一の表示装置が、少なくとも2つの個別に制御可能な光源によって照らされ、また該光源と同期して時間多重化方法で作動するように配置された空間光変調器である。
【0027】
更に、他の実施の形態では、前記空間光変調器は、パララックス要素の中間第1および第2アレイであり、該第1アレイは該空間光変調器の画素ピッチに実質的に等しいピッチを有し、該第2アレイは該第1アレイのピッチの整数倍に等しいピッチを有する。
【0028】
更に、他の実施の形態では、前記第2アレイのピッチは、前記第1アレイのピッチの実質的に2倍である、請求項15に記載の自動立体表示装置。
【0029】
更に、他の実施の形態では、前記イメージ領域の各々のイメージは、観察者の眼が該イメージ領域の境界から所定の距離以内にあるとき、更新が妨げられる。
【0030】
更に、他の実施の形態では、3つのイメージ表示装置を有する。
【0032】
更に、他の実施の形態では、前記eは65ミリメートルに実質的に等しい。
【0033】
更に、他の実施の形態では、前記イメージ表示装置は、前記イメージ領域の隣接する2つが互いに空間的にクロスフェード(cross-fade)するように、該イメージ領域を生成するように配置される。
【0034】
更に、他の実施の形態では、前記イメージ表示装置は、所定の観察者グループの平均眼間距離に実質的に等しいピッチで前記イメージ領域を生成するように配置される。
【0035】
更に、他の実施の形態では、前記イメージ領域のピッチは実質的に65ミリメートルに等しい、請求項22に記載の自動立体表示装置。
【0036】
本発明の自動立体表示装置を制御する方法は、各イメージが異なる方向に向かい、公称ビューイング距離で少なくとも3つのイメージ領域のパターンを定義するように、かつ、複数のローブ内のそれぞれにおいて前記各イメージ領域を繰り返すように配置され、各イメージ領域に観察者の左眼用のイメージと右眼用のイメージのいずれかを表示するようになった少なくとも3つのイメージ表示装置、および観察者の位置を該観察者の手動操作によって検出する観察者追従装置を備え、前記イメージ表示装置は、特定の観察者グループの平均眼間距離をeおよび前記イメージ表示装置の数をNとすると、2e/Nにほぼ等しい横方向の大きさを有する各イメージ領域を生成するように配置された観察者追従自動立体表示装置を制御する方法であって、該観察者追従装置によって、いずれかのイメージ領域内に観察者の左右の眼が位置することが検出されると、検出された各イメージ領域に位置する観察者の左右の眼用のイメージを検出された各イメージ領域にそれぞれ表示するとともに、該観察者追従装置によってイメージ領域内で該観察者の眼が移動することが検出されると、該観察者には見えない該イメージ領域内に表示されるイメージを更新するとともに、該観察者に見えるイメージ領域内で表示されるイメージを更新しない工程を包含し、そのことにより上記目的が達成される。
【0038】
ある実施の形態では、前記イメージコントローラは、異なる観察者位置に対して表示装置との異なる対話を可能とするように配置される。
【0040】
更に、他の実施の形態では、前記異なる対話は、異なるイメージを異なる観察者位置に供給することを包含する。
【0041】
従って、観察者の横方向の移動の自由度が大幅に向上し、追従誤差への感度が低減され、また「ルックアラウンド」機能が提供され得る表示装置を提供することが可能である。
【0042】
ビューは移動場面のビューであり得る。ビューの各々は、個々のビュー内に移動を示すように更新され得る。従って、本明細書で用いられる「更新」という用語は、特に、異なる立体ビューイング方向を表すイメージ同士を交換することに関する。
【0043】
従って、一方の眼があるウィンドウの方向に向かって移動しその中にまさに進入しようとしているとき、そのウィンドウを更新して、その眼が現在属しており退出しようとしているウィンドウと同じビュー情報を表示することが可能であるため、追従システムの精度に対する要求の程度を下げることができる。従って、イメージ交換を行うための正確な位置情報に対する必要性は排除され得る。
【0044】
【発明の実施の形態】
図1に示すように、自動立体表示装置は、所定の方向に円錐状の光を放射する(平面図において)。円錐状の光の各々は所定のビューイング位置からのビューの一部を表す。同じビューに関連するが表示装置の異なる部分から放射する円錐状の光は、例えば、表示装置内のレンティキュラースクリーンのピッチを表示装置内の画素群のピッチより僅かに小さくすることによって、視点矯正ゾーンで収束するように配置され得る。表示装置5と視点矯正ゾーン12および14の最大幅部分との間の距離は、表示装置に対する設計ビューイング距離に対応する。図1の表示装置に対する視点矯正ゾーンの位置は表示装置に関して空間内で固定され、従って、このような表示装置は、三次元効果が感知され得るビューイング領域は制限される。観察者が横方向に移動すると、観察者の眼のいずれかが視点矯正ゾーンから外れるか、または両眼が同じ視点矯正ゾーン内に移動すると、立体イメージが失われる結果となる。
【0045】
表示装置は、視点矯正ゾーンの反復パターンを形成するように配置され得る。ゾーンは、2ウィンドウ表示として図2に示すような連続「ウィンドウ」反復パターンを定義するように配置され得る。「ウィンドウ」は視点矯正ゾーンの最大幅領域によって定義される。
【0046】
表示装置2は、各々W1およびW2と番号付けられる第1および第2ビューイングウィンドウの反復パターンである出力を生成する。図2の位置AからEの各々は、観察者の横方向の位置のみを表す。観察者の縦方向の位置はウィンドウに一致する。観察者が位置「A」にいるとき、観察者の左眼はウィンドウW1に提供されるイメージを観察し、一方、観察者の右眼はウィンドウW2に提供されるイメージを観察する。観察者が位置「C」に移動する場合、自動立体ビューを維持するためには、ウィンドウW1およびW2に示されるイメージデータは交換されなければならない。さらに、位置AおよびC間を移動するということは、観察者の眼は位置Bを通って移動することである。位置Bは、観察者の眼に提供されるイメージが交換されなければならない境界位置を表す。各眼によって見られるイメージは、両眼が同じビューを受け取ることがないように同時に交換されなければならない。さもなくば、自動立体効果は失われる。
【0047】
上述のように、真の三次元効果を維持するために各眼に提供されるイメージを交換すべき位置は正確に決定されなければならない。
【0048】
従来の表示装置の問題は、各ウィンドウに提供されるイメージを独立して制御し得るイメージコントローラと共に、少なくとも3つのウィンドウを有する表示出力を備えた表示装置を用いることによって克服され得る。表示装置は、観察者の横方向の移動の範囲がさらに大きくなるようなウィンドウの反復パターンを形成する。
【0049】
図3は、レンティキュラーアレイ22および空間光変調器23を用いて3つのローブにイメージ化された3つのビューの生成を示す概略平面図である。空間光変調器23は、3つのイメージを空間多重化方法で同時に表示し、これにより3つの異なる表示装置として作用するように配置される。第1の表示装置は画素Aよりなり、第2の表示装置は画素Bよりなり、第3の表示装置は画素Cよりなる。これらの表示装置は反復画素パターンABCABCなどを形成するようにインターリーブされる。レンティキュラーアレイ22は、各々の幅が3つの画素ABCの空間的な大きさとほぼ同じである複数のレンティキュールを含む。さらに、各レンティキュールの中央は各々のB画素とほぼ整合される(この状態は、レンティキュールのピッチがパターン反復ピッチABCより僅かに小さい視点矯正表示装置の場合は僅かに異なる。しかし、表示装置の中央付近のレンティキュールは各々のB画素とほぼ整合される)。画素からのイメージは、図示するように、レンティキュールを介してイメージ化され、−1、0、および+1と番号付けられた3つのローブを提供する。各ローブは3つのイメージA’、B’、およびC’を含む。図1に関連して上述したように、視点矯正の結果、図4に1、2、および3と番号付けられた各々のイメージ領域内で結合する個別のイメージが得られる。
【0050】
図4は、図3に示したレンティキュラー表示装置を備えた自動立体表示装置の概略を示す。前述のように、イメージデータは表示装置23に提供され、これにより各々が異なるビューに対応する多数の円錐状の出力光が生成される。同じビューに対応する円錐状の光は設計された位置で収束し、これにより観察者が自動立体効果を観察し得る視点矯正ゾーンが形成される。各視点矯正ゾーンの最大幅部分は「ウィンドウ」を定義する。「ウィンドウ」は表示装置から所定の距離で起こる。
【0051】
ウィンドウは互いに連続しており、従って、各ウィンドウに表示されたイメージが観察者の位置に従って更新されるならば自動立体効果画観察され得る、横方向に広がるビューイング領域の範囲を定める。
【0052】
3つのウィンドウは1、2、および3と番号付けられ、−1、0、および+1と番号付けられた3つのローブへとイメージ化される。一般に、各ウィンドウの大きさは、特定のユーザグループの平均眼間距離をe(例えば、大人の場合は約65mm、子供の場合はこれより小さい)および各ローブにおけるウィンドウ数をNとすると、2e/Nによって決定される。従って、「3ウィンドウ」表示装置において、各ウィンドウの横方向の大きさは大人の平均眼間距離の3分の2である。表示装置は、各ウィンドウが左ビューデータまたは右ビューデータのいずれかを表示するように配置される。左右のビューはウィンドウ内でミックスされない。
【0053】
観察者が図4の位置Aにいるとき、観察者の右眼Rはゼロ次のローブの第1ウィンドウ1内にあり、観察者の左眼はゼロ次のローブの第2および第3ウィンドウ2および3の境界にある。位置A〜Gは観察者の横方向の位置を示す。縦方向の位置はいつでも公称(nominal)ビューイング距離にある。自動立体ビューを提供するためには、第1ウィンドウ1は、右ビューデータを示すために(第1の表示装置を介して)制御され、第2および第3ウィンドウは左ビューデータを示すために(第2および第3の表示装置を介して)制御される。観察者が位置Aから位置Bに移動するとき、観察者の右眼はゼロ次のローブの第1および第2ウィンドウ間の境界の方向に移動する。同様に、観察者の左眼はゼロ次のローブの第2および第3ウィンドウ間の境界から離れる方向に移動する。この結果、第2ウィンドウ2は観察されなくなり、これによって表示されるイメージデータは、観察者が位置Bに到達するであろうと言う予想の下で左ビューデータから右ビューデータに更新され得る。観察者が位置Bにくると、観察者の右眼はゼロ次のローブの第1および第2ウィンドウ1および2の間の境界にある。これらウィンドウは共に右ビューデータを示す。一方、観察者の左眼は、左ビューデータを示す第3ウィンドウの中央にある。
【0054】
観察者が位置Bから位置Cに移動するとき、+1ローブの第1ウィンドウ1は更新され、観察者の左眼が+1ローブの第1ウィンドウが観察され得る位置にくるであろうという予想の下で左ビューデータを示す。
【0055】
このような表示装置では、すべてのローブの第1ウィンドウはすべて同じイメージを示し、同時に更新される。従って、−1および0次ローブの第1ウィンドウもまた更新される。しかし、位置BとCとの間を移動する観察者はこれらのウィンドウを見ることができないため、これは全く重要ではない。
【0056】
各位置間の移動のために同じ一連の行為が繰り返される。すなわち、ウィンドウによって表示されるイメージは更新されるが、観察者はそのウィンドウを見ることはできない。
【0057】
図5は図4に類似しているが、各々の横方向の幅が、特定のユーザグループの平均眼間距離の半分である4つのウィンドウ1〜4を有する表示装置のための状況を示す。例えば、図5の位置AおよびBの中間の位置では、観察者の右眼はゼロ次ローブの第1ウィンドウ1のみを観察し、一方、観察者の左眼はゼロ次ローブの第3ウィンドウ3のみを観察する。上述のように、観察されていないウィンドウは、観察者がこれらウィンドウが観察される位置に移動するという予測の下で更新される。
【0058】
ウィンドウの幅を小さくすると、観察者が所定の距離だけ横方向に移動するとき表示されるビューの数を多くすることができる。これは、イメージデータが「ルックアラウンド」効果を与えるためにも更新される場合は有益である。
【0059】
図6aおよび6bは、自動立体効果が観察され得るビューイング領域の空間的な大きさを比較している。各図において、位置Zは、本発明の実施態様を組み込んでいない表示装置の公称ウィンドウ位置を表す。図6aは、観察者追従を有しない多重ローブ表示装置に対するビューイング位置を示す。図6bは横方向の観察者追従を組み込んでいる多重ローブ表示装置に対する観察者の位置を示す。各々の場合において、縦座標は表示対称軸(すなわち、表示の中央線)を表し、斜線領域は自動立体効果を感知し得る領域を表す。
【0060】
横方向の追従を提供することによって、また、観察者の位置の縦方向の自由度が僅かではあるが増大する。
【0061】
本発明の実施態様により、自動立体ビューイングのための大きな視野を生成することが可能になる。観察者に表示されるイメージの内容もまた、観察者の位置に対して変動させ得、これにより、観察者に対して「ルックアラウンド」ビュー(すなわち、パララックス情報を含むビュー)を与え得る。
【0062】
観察者の位置を追従する方法は、磁気、赤外線、超音波、およびビデオ追従を包含し得る。追従システムは既に知られており、ここでは詳述しない。
【0063】
図7は、本発明の1つの実施態様を概略的に示す。表示装置は、空間光変調器40、レンズ47、および対で配置されている6つの発光素子42、43、および44を含む照明源41を有する。レンズ47は公称ビューイング距離Zで照明源41のイメージを形成するように作用する。発光素子の各対は互いに同じ素子間距離を有し、これら素子は共通の面内に配置される。発光素子対は順次照らされる。各発光素子対の連続照明に続いて、ビデオ情報が時間多重化方法で空間光変調器に供給される。このような表示装置は、各々が公称ビューイング位置Zに3つのウィンドウを有する2つのローブ45および46を提供する。6つの発光素子が個別に制御可能であるならば、表示装置は6ウィンドウ単一ローブ表示装置として作動して、同じ移動自由度を実現し得る。
【0064】
図8は、本発明の別の実施態様を示す。第1光源50は3つの等間隔の照明要素を有し、レンズ52を介して第1空間光変調器51を照らすように配置される。同様に、第2光源54は3つの等間隔に配置された照明要素を有し、レンズ56を介して第2空間光変調器55を照らすように配置される。第3光源57、第3レンズ59、および第3空間光変調器58に対しても同様な配置が提供される。第1ビームコンバイナ60は第1および第2光源50および54のイメージを、各々の空間光変調器による変調の後、結合する。この結合されたイメージはさらに、第2ビームコンバイナ62で、第3空間光変調器58による変調の後、第3光源57のイメージと結合される。イメージは互いに対して横方向に相殺されるように配置され、これにより各々が3つのウィンドウを有する3つのローブ(−1、0、および+1)の出力を提供する。ウィンドウは公称ビューイング位置Zで実質的に連続した出力を形成する。
【0065】
図9は、本発明の別の実施態様を示す。バックライト70は3つのグループの発光素子を有する。第1グループに属する素子は71、第2グループに属する素子は72、および第3グループに属する素子は73と各々番号付けられる。発光素子は、第1グループからの素子、第2グループからの素子、および第3グループからの素子が反復し連続して配置されている。発光素子からの光はレンズアレイ75によって収束され、空間光変調器76を介して公称観察者ビューイング位置Zの方向に向かう。各グループの発光素子は順番に照明され、空間光変調器は時間多重化方法で駆動され、ビューイングウィンドウの各々に異なるビューを提供する。
【0066】
図10は、本発明の1つの実施態様を構成する表示装置を概略的に示す。空間光変調器80は第1および第2レンティキュラーアレイ82および84間に挟まれている。第1アレイ82は空間光変調器80に隣接し、空間光変調器のピッチにほぼ等しいピッチを有する。第2レンティキュラーアレイ84は第1レンティキュラーアレイのピッチのほぼ2倍のピッチを有する。ディフューザ86は空間光変調器80と第2レンティキュラースクリーン84との中間に配置される。第1および第2光源88および90は、レンズ92を介して第1レンティキュラーアレイ82を照らすように配置される。ディフューザ86は、光源88および90のイメージが、空間光変調器80による変調の後、ディフューザ上に形成されるように配置される。ディフューザ86はまた第2レンティキュラースクリーン84の対物面内に位置する。第2レンティキュラースクリーン84は公称ビューイング位置Zでディフューザ86を再イメージ化する。光源88および90ならびに空間光変調器80は時間多重化方法で駆動される。第1光源88が照らされるときは、空間光変調器80の第1変調要素94は、ディフューザ86の位置95に変調イメージを形成し、一方、空間光変調器80の第2要素96はディフューザ86の位置97にイメージを形成する。このような位置は、各ローブのウィンドウビュー1および4の要素として再イメージ化される。第1照明要素88が消えて第2照明要素90が照明されると、同じ変調要素94および96はディフューザ86の位置98および99に各々イメージを形成する。これらのイメージは各ローブにウィンドウ2および3の要素を形成する。このような実施態様は空間的および時間的な多重化を組み合わせて、多ローブ4ビュー表示を提供する。
【0067】
図11は、複数の表示装置によって表示されるビューを制御するためのビデオ多重化システムを概略的に示す。3または4ウィンドウが提供されているが、左眼および右眼ビュー情報が必要とされるだけである。左眼ビュー情報はバッファ100を介して、第1、第2、および第3のビデオスイッチ102、104、および106の左ビュー入力に提供される。同様に、右眼ビュー情報はバッファ108を介して、第1、第2、および第3のビデオスイッチの右眼入力に提供される。各ビデオスイッチは、ウィンドウの1つに表示するために表示装置の1つに提供されるビデオビューを選択する。各ビデオスイッチは各表示装置を制御するか、または、例えば図7に示すように、単一の表示装置を多重化方法で駆動するように配置され得る。各ビデオスイッチは、左ビューが表示されるべきかまたは右ビューが表示されるべきかを選択するコントローラ110からの制御入力を受け取る。コントローラ110は、観察者の位置を決定する追従システム112に反応する。観察者の位置および表示装置のパラメータを知ることにより、コントローラは適切なビューを選択し、ビデオスイッチに関連する左または右ビューを表示するように指示する。コントローラ110によって用いられるスイッチポイントは、一般に、システムの計測によって、例えば、観察者がウィンドウ境界のような定義された光学位置に移動することによって、および観察者の位置を測定することによって決定される。もしくは、コントローラ110は、後述するように観察者によって手動で操作される手動コントロール111に反応し得る。
【0068】
図3に示した表示装置のようなレンティキュラースクリーンを用いる表示装置にとっては、空間光変調器のマスクされた領域は、望ましくは、観察者が移動すると移動する黒バンドとしてイメージ化されるべきではない。図12に示すような画素配列により、表示装置内に制御ラインのためのスペースを依然として提供する一方で、画素グループ120と画素グループ122との間の横方向の間隔をなくすることが可能となる。
【0069】
図13に示す表示装置は、光源50、54、および57ならびにレンズ52、56、および59がコンパクト照明要素50a、54a、および57aに置き換わっている点において、図8に示す表示装置と異なる。コンパクト照明要素50aは、レンティキュラースクリーン50bおよびその背後に配置されたパララックスバリア50cを有する。パララックスバリア50cは複数のスリットを有し、各スリットはレンティキュラースクリーン50bの各レンティキュールと整合している。パララックスバリア50cの背後にはランベルトバックライト50dが配置されている。コンパクト照明要素54aおよび57aはコンパクト照明要素50aと同一である。
【0070】
レンティキュラースクリーン50bの各レンティキュールは、パララックスバリア50cの整合されたスリットをゼロローブのウィンドウにイメージ化する。さらに、隣接するレンティキュールは同じスリットを、ビューイングウィンドウの−1および+1ローブの同じウィンドウにイメージ化する。従って、図13に示す表示装置は、図8に示す表示装置と同じ方法で作動するが、もっとコンパクトにすることが可能である。
【0071】
図14は、レンティキュラースクリーン22がパララックスバリア22aに置き換わっている点で、図3に示す表示装置と異なる表示装置の一部を示す。バリア22aは、図14に示すような液晶表示装置23の画素と整合した複数のスリットを有する。画素が互いに連続している液晶表示装置の背後には、ランベルトバックライト50dが配備される。
【0072】
図14に示すように、各スリットは光の円錐に沿って光を、関連する画素からゼロローブの第1、第2、および第3ウィンドウに向ける。さらに、スリットは、各ローブのウィンドウが互いに連続しローブが互いに連続するように+1および−1ローブウィンドウを形成する。
【0073】
「前部」パララックスバリア22aを有する、図14に示すタイプの表示装置は、レンティキュラースクリーンを用いる表示装置に比べて、所定のレベルの照明に対しては暗いイメージを生成するが、パララックスバリアは、レンティキュラースクリーンの収差の問題はない。前部パララックスバリア表示装置においては、観察者の面で生成されるウィンドウの品質は、特に各ウィンドウの境界の幅に関しては、スリットの幅によって制御される。スリットが狭くされると、各ウィンドウエッジの幾何学的広がりは減少する。しかし、各スリットの幅が小さくなるとスリットで起こる回折量が増加するため、スリットの幅は、回折と幾何学的劣化効果との間の折衷として選択することが必要である。
【0074】
図15は、図14に示した表示装置とは、前部パララックスバリア22aが、液晶表示装置23とバックライト50dとの間に配置された後部パララックスバリア22bに置き換わっている点で異なる表示装置の一部を示す。バリア22bと表示装置23との間に切り換え可能なディフューザ130が配備される。バックライト50dに面する側のバリア22bの表面は反射し、これによりバリア22bのスリットを通過しない光は反射し再使用のためにバックライト50dに戻される。これにより表示イメージの揮度が向上する。
【0075】
後部パララックスバリア22bを用いることにより、各ウィンドウエッジの幾何学的広がりがパララックスバリアのスリットの幅によって制御され、一方、エッジの回折広がりが表示装置23の画素の幅によって制御される結果となる。従って、前部パララックスバリアを用いる図14に示した表示装置と比べて、ウィンドウイメージ化の質を向上させることが可能である。
【0076】
切り替え可能なディフューザ130を切り換えてバリア22bのスリットから光を拡散させることにより、表示装置を二次元操作のために用いてもよい。液晶表示装置23はランベルト光源によって照明され、二次元イメージを幅広いビューイング領域にわたって見ることができる。
【0077】
後部パララックスバリア22dは不透明マスク内の透明スリットアレイとして作製され得る。もしくは、定義されたサイズの光源をレンティキュラースクリーンを通してディフューザにイメージ化することによってバリアが作製され得る。
【0078】
図16は、表示装置の空間光変調器の各画素と関連し画素の適切なカラーフィルタに対して調整された複数のホログラフ要素132を有するホログラム131によって、3つ以上の連続ウィンドウを製造する別の方法を概略的に示す。このようなホログラフ要素132は、操作においては、レンティキュラースクリーンまたはパララックスバリアに等しく、また、例えば、平行にされた白色光構成ビーム133によって適切に照明されるとき、各ホログラフ要素132は関連するカラーのための定義されたウィンドウを生成する。各ホログラフ要素は、図16に示すようないくつかのローブを定義するように記録され得る。ホログラフ要素132はグループで配置され、画素の各グループからの光は、図17に示すような3以上のグループのウィンドウのうちの1つのグループにイメージ化される。光の強度は画素切り替え特性によって制御され、方向性はホログラム131によって制御される。ホログラムを用いる利点は、ホログラムを記録するとき軸ずれ収差が実質的に相殺され得るため、表示装置の軸ずれ習性を著しく向上させ得ることである。
【0079】
図18に示すように、ホログラム131は、液晶層136およびカラーフィルタ137と共に、空間光変調器135内に配置され得る。従って、ホログラムは、例えば、画素アパチャー内の黒マスクのパターンを制御することによって、実質的に、SLM(空間光変調器)135を形成する液晶表示装置の面に配備される。各画素でのホログラムは、その画素に対するカラーフィルタに関連する特定のカラーのための光を適切なウィンドウに向けるように調整され得る。これは、図18では略語によって示される。ここでは、「W」はウィンドウを表し、「R」、「G」、および「B」は各々赤色光、緑色光、および青色光を表す。従って、表示装置の白色光性能は向上し得る。例えば、表示装置のための光源は、カラーフィルタと画素との組み合わせで、ホログラフ要素からの光のスペクトルの広がりが比較的小さい結果となる蛍光管で用いられる蛍光体を適切に選択することによって得られ得る3つの狭いスペクトルピークを含み得る。
【0080】
図19は、ホログラム131がSLM135の外表面に配置される別の配置を示す。この配置では、平行光の照明を用いることによって、光ポリマーまたは二色性のゼラチンの状態で形成された、もしくはエッチングによる表面レリーフまたは浮き出しホログラムの形態のホログラムを用いることが可能である。もしくは、SLM135の各画素内に電極の構造を制御することにより、SLM内に格子を作製し得る。
【0081】
ホログラム131はコンピュータ生成され得るか、または、照明されたウィンドウからの光を参照ビームと干渉させることによって記録され得る。例えば、マスクを用いて、各ローブの第1ウィンドウの記録プレートを、赤色参照ビームと共に赤カラーフィルタを介して露出させ得る。これは次に、緑色光および青色光に対して繰り返される。この工程は、次に、各ウィンドウおよび各対応するホログラム要素に対して繰り返され得る。
【0082】
図20は、ホログラム131を照らすために用いられ得るコンパクトな平行白色バックライトを示す。図20に示すバックライトは、レンズアレイ50bの要素間にバリア50eが配置され、レンズアレイ50bが平行光を生成するために配置されている点で、図13に示すバックライトと異なる。バリア50cの後表面は反射し、未使用の光をバックライト照明要素50dに戻して再使用する。
【0083】
図21は、レンズアレイ50bおよびバリア50eが大きな詰め込み(packing)密度を有する小さなガラス球140に置き換わっている点で、図20に示すバックライトと異なる平行光バックライトを示す。別の変形例としては、エッジ照明ホログラムによって平行光を生成することが可能である。
【0084】
従って、移動部分を有しない観察者追従自動立体表示装置を提供することが可能である。このような表示装置は、移動部分を内蔵する表示装置に比べて、より堅固で、反応も速い。このような表示装置はまた、観察者の追従における誤差に対する感度が比較的小さい。
【0085】
非機械的で電子的な横方向追従方法および機械的な追従方法(例えば、パララックスバリアまたはレンティキュラースクリーンなどのパララックス要素をSLMに対して平行移動させること、あるいは、フラットパネル型表示装置内の少なくともパララックス要素およびSLMを含むサンドイッチ構造を回転させること)の機能を組み合わせ得る。従って、機械的追従方法から良好な収差性能を(SLMの面におけるパララックス要素を介する観察者の眼のイメージはSLM画素の中央にまたはその近辺に保持される)、および、非機械的な追従方法から速度および拡張したビューイング自由度を得ることが可能である。このようにして、観察者が新しい位置に移動するとき、比較的速度の遅い機械的なシステムは、パララックスバリアまたはレンティキュラースクリーンをSLMに対して平行移動させるかまたはサンドイッチ構造を回転させ得る。さらに、機械的な追従方法に関連して作動する非機械的な追従方法では、観察者は、機械的な方法のみを用いる場合は不可能な拡張されたビューイング自由度で自動立体イメージを維持することが可能である。
【0086】
3ウィンドウ表示装置では、各レンティキュール124は、3列の画素列のピッチにほぼ等しいピッチを有する。
【0087】
図22に示す表示装置は、ビューイングウィンドウのサイズが平均眼間距離にほぼ等しい点において、図4に示す表示装置と異なる。さらに、この表示装置は、9つの異なるビューV1〜V9を有するルックアラウンド機能を備えているように示されている。これは1つの可能な構成の例である。この原理はまた、ローブ当たり3以上のウィンドウを有し、3ローブ以上を有する表示装置にも適用され得る。眼の位置は横方向の位置に関して示されているが、実際にはビューイングウィンドウの面内に位置する。図22の下部は、各ウィンドウにどのビューが示されるかを示し、矢印は、上部に垂直方向に示した対応する眼の位置に対して、ビューが変更中であり各眼にとっては見えないことを示す。
【0088】
眼がAで示す位置にあるとき、ウィンドウ2および3は各々ビューV2およびV1を含む。眼がBで示す位置に向かって移動するとき、ビューV3がウィンドウW1に入る。レンティキュラースクリーンの焦点ずれ、散乱、および収差による、またはパララックスバリアのスリット幅によりウィンドウ境界がぼけることがあり、これにより、観察者の眼がウィンドウ境界を横切るとき、観察者には図23に示すように1つのビューが他のビューへと溶暗(fade)するように見える。隣接するビューイングイメージ間には本質的な分離があるが、眼が境界を横切って移動するとき滑らかな移行が起こる。状況によっては、これは有益であることが分かっている。
【0089】
ウィンドウの境界がぼけるため、およびウィンドウの幅が平均眼間距離にほぼ等しいため、観察者の両眼はほぼ同時に隣接するウィンドウ境界を横切って移動する。従って、観察者がウィンドウ境界を横切って横方向に移動するときビューはかなりコースに沿って進行する。しかし、図4を参照して示したのと同じ方法で、観察者の眼が関連するウィンドウに移動するという予想の下で、現時点では観察者には見えないウィンドウでビューが交換される。
【0090】
図22に示した表示装置の利点は、この表示装置が、真のルックアラウンド型の表示の実行を妨げ得る光学誤差による影響が少ないことである。従って、低い性能およびより安価な光学用素を用い得、また、追従装置の精度が低くても許容可能である。さらに、大きなウィンドウを用いることによって、大きな視点矯正ゾーンが提供され、これにより、観察者に大きなビューイング自由度を与える。
【0091】
図22に示した表示装置は、完全ルックアラウンド表示の場合と同じ速さでイメージを生成することは要求されない。さらに、追従システムおよびイメージ生成システムの反応速度は、完全なルックアラウンド表示の場合と同じ速さである必要はない。
【0092】
いくつかの適用においては、観察者の位置を自動的に検出して観察者に気づかれないようにビューを切り換える追従システムを提供する必要はない。例えば、自動追従システムは、観察者によって手動で制御されるハンドコントローラに置き換えて、観察者の現在の位置に適合するようにビューの切り替えを行ってもよい。これにより、自動観察者追従システムに要する複雑さと費用を必要とせずに、ビューイング自由度を拡張することが可能である。観察者が、新しい位置への移動を予測してビューを切り換えるのに慣れるのは可能である。各ローブに3つのウィンドウを提供する表示装置で使用するのに適してはいるが、1つのローブに対して3つ以上のウィンドウを提供する表示装置に手動追従を用いることは、観察者が移動中に表示を更新しなければならない回数が低減されるため有利である。
【0093】
ウィンドウ境界でのぼけ効果は、表示装置に供給されるイメージの操作によって向上し得る。ぼけ効果は、3つ以上のウィンドウを有する表示装置と同様に、2つのウィンドウを有する表示装置でも用いられ得る。両方の場合に、ぼけは、表示装置における誤差の可視性を「洗い流す」(wash out)働きをし得る。ぼけはまた、イメージを境界地点でモノスコープにまたは黒色にフェーディングさせることにより導入され得、これにより、境界は可視であるが、邪魔になる人工物は減少する。
【0094】
ウィンドウの境界におけるぼけはまた、グラフィック性能が低い表示では有利である。例えば、イメージが十分に迅速に更新され得ないときは、ルックアラウンド中の隣接するイメージ間にウィンドウ境界ぼけが提供され、表示中の「フリッピング」人工物を減少させ得る。
【0095】
表示装置のビューイング領域より外側の不快な可視人工物を避けるために、観察者がビューイング領域より外側にいるときは光源はオフにされ得る。これは、ビューイング領域より外側の横方向の移動に対してのみならず、垂直方向の移動に対しても行われ得る。これらは共に光学要素内の収差効果を受け得る。光源をオフにする代わりに、観察者がビューイング領域のエッジに接近するに従って次第に光源を暗くするようにしてもよい。
【0096】
ローブの各ウィンドウにビューを有するウィンドウを手動で切り換える場合には、ウィンドウが適切な時に切り換えられないときは(ユーザが未経験のとき)、観察者はローブのエッジに反影鏡像を見ることがあり得る。この可能性を避けるために、第3のウィンドウにグレーレベル(白色など)を表示するのが望ましい。これにより、一方の眼がグレーウィンドウを見、他方の眼がエッジビューを見るとき、エッジ部ではイメージはグレーに変わり、次に二次元になるため、観察者が切り替え工程中に混乱することはない。
【0097】
観察者が手動コントロールのボタンを押すと、位置信号が提供され、この信号はイメージ生成システムにフィードバックされる。これは、観察者が両方の眼にイメージを見ていることを確実にするためだけではなく、イメージが特定のビューイング方向に対して調節されるように用いられ得る。例えば、コンピュータゲームへの適用においては、ソフトウェアは、ゲームの所定の部分は観察者が表示装置の左側の特定の位置にいるときのみ実行され得るように構成され得る。従って、このような表示装置によりゲームソフトウェアに特別な特徴が付加され得る。
【0098】
図24は、このような機能をコンピュータゲームのソフトウェアと組み合わせて実行するために、図22に示した型の表示装置を用いた場合を示す。観察者位置A、B、およびCが示され、図25〜図27は、コンピュータゲームの1つの例において、これらの位置から見えるイメージを示している。観察者は図11に示した手動コントロール111を用いて、その位置を表示装置を制御する、例えば、図11のコントローラ110の一部を形成するマイクロプロセッサを制御するソフトウェアに示す。
【0099】
観察者が手動コントロール111を用いて、観察者位置Aに位置していることを示すと、この位置を表すデータがコンピュータゲームソフトウェアに供給され、これにより、表示装置は、観察者の眼が各々位置しているウィンドウに現れるべき適切なイメージを供給する。図25は、一例として、位置Aにいるとき観察者には壁が見えていることを示す。
【0100】
観察者は位置Bに移動し得、これを手動コントロール111によってコントローラ110に知らせる。次に、コントローラ110によって、表示装置は、観察者が位置しているウィンドウにイメージを供給し、図26に示すような三次元イメージを与える。これにより、観察者は壁141の「背後」に位置する剣140を見ることができる。
【0101】
観察者が位置Cに移動して、これを手動コントロール111によってコントローラ110に知らせると、イメージは変化して、観察者は、手動コントロール111によって対話することができるゲームキャラクタ142の三次元イメージを見る。例えは、手動コントロール111は、観察者の位置を示すため以外に、ゲームソフトウェアと対話するための制御ボタンを有し得る。
【0102】
【発明の効果】
本願発明によれば、一方の眼があるウィンドウの方向に向かって移動しその中にまさに進入しようとしているとき、そのウィンドウを更新して、その眼が現在属しており退出しようとしているウィンドウと同じビュー情報を表示することを行う。このことにより、追従システムの精度に対する要求の程度を下げることができ、イメージ交換を行うための正確な位置情報が不要になる。即ち、観測者の横方向の移動の自由度が大幅に向上し、追従誤差への感度を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】2ウィンドウ表示装置のための視点矯正ゾーンの位置を示す概略図である。
【図2】多ローブ2ウィンドウ表示装置の出力およびそのイメージ交換要件の概略図である。
【図3】単一の空間光変調器およびレンティキュラーアレイによる3ビュー3ローブ表示の生成を示す概略図である。
【図4】本発明の1つの実施態様を構成する多ローブ3ウィンドウ表示装置の出力およびそのイメージ交換要件の概略図である。
【図5】本発明の1つの実施態様を構成する多ローブ4ウィンドウ表示装置の出力およびそのイメージ交換要件の概略図である。
【図6】(a)および(b)は、観察者が自動立体効果を感知する、表示装置に対する位置範囲の概略図である。
【図7】本発明の1つの実施態様を構成する時間多重化表示装置の概略図である。
【図8】本発明の1つの実施態様を構成する3ビュービームコンバイナ表示装置の概略図である。
【図9】本発明の1つの実施態様を構成する、コンパクト照明を有する時間多重化表示装置の概略図である。
【図10】本発明の別の実施態様を構成する4ビュー表示装置を示す概略図である。
【図11】本発明の1つの実施態様を構成する表示装置のための追従およびイメージコントローラの概略図である。
【図12】レンティキュラー表示装置における隣接イメージゾーンの形成を可能にするためのLCD画面内の画素配列の概略図である。
【図13】本発明の1つの実施態様を構成する別の3ビュービームコンバイナ表示装置の概略図である。
【図14】前部パララックスバリアを用いる表示装置の一部を示す概略断面図である。
【図15】後部パララックスバリアを用いる表示装置の一部を示す概略断面図である。
【図16】ホログラムを用いたビューイングウィンドウの形成を示す概略図である。
【図17】ホログラムを用いたビューイングウィンドウの形成を示す概略図である。
【図18】内部ホログラムを用いた表示装置の一部を示す概略断面図である。
【図19】外部ホログラムを用いた表示装置の一部を示す概略断面図である。
【図20】ホログラムを照らすためのコンパクトバックライトの概略断面図である。
【図21】ホログラムを照射するためのコンパクトバックライトの概略断面図である。
【図22】本発明の1つの実施態様を構成する多ローブ3ウィンドウ表示装置の出力およびそのイメージ交換要件を示す概略図である。
【図23】図22に示した表示装置のための、眼位置に対するイメージ強度を示す図である。
【図24】観察者の位置を手動制御する図22に示す型の表示装置をコンピュータゲームに用いる場合を示す図である。
【図25】図24の表示装置によって生成され、位置Aにいる観察者にとって観察されるイメージを示す図である。
【図26】図24の表示装置によって生成され、位置Bにいる観察者にとって観察されるイメージを示す図である。
【図27】図24の表示装置によって生成され、位置Cにいる観察者にとって観察されるイメージを示す図である。
【符号の説明】
22、50b、82、84 レンティキュラーアレイ
23、40、51、55、58、76、80、135 空間光変調器
47、52、56、59、92 レンズ
41、50、54、57、88、90 光源
50d、70 バックライト
86、130 ディフューザ
110 コントローラ
111 手動コントロール
22a、50c パララックスバリア
131 ホログラム
Claims (22)
- それぞれのイメージが異なる方向に向かうように配置された少なくとも3つのイメージ表示装置、および観察者の位置を該観察者の手動操作によって検出する観察者追従装置を備えた観察者追従自動立体表示装置であって、
前記少なくとも3つのイメージ表示装置は、該イメージ表示装置に関して公称ビューイング距離にある空間内に、少なくとも3つのイメージ領域のパターンを定義し、かつ、複数のローブ内のそれぞれにおいて前記少なくとも3つのイメージ領域が繰り返すように配置されるとともに、2e/N(所定の観察者グループの平均眼間距離をe、イメージ表示装置の数をN(前記少なくとも3つ)とする)にほぼ等しい横方向の大きさを有する各イメージ領域を生成するように配置され、
該観察者追従装置の検出結果に反応し、該イメージ表示装置によって各イメージ領域に表示されるイメージを更新するイメージコントローラを備え、
該イメージコントローラは、前記各イメージ領域を観察者の左眼用のイメージと右眼用のイメージのいずれかを表示するようにそれぞれ制御し、
該観察者追従装置の検出結果に基づき、
観察者の左眼又は右眼がいずれかのイメージ領域の内部に位置することが検出されると、観察者の左眼用又は右眼用のイメージを該イメージ領域に表示し、
観察者の眼が、現在位置しているイメージ領域から隣接するイメージ領域に向かって移動し該隣接するイメージ領域に進入しようとしていることが検出されると、該隣接するイメージ領域に表示されるイメージを現在のイメージ領域に表示されているイメージに更新するとともに、現在のイメージ領域内に表示されているイメージは更新しないように制御する、自動立体表示装置。 - 前記イメージ領域の隣接する2つのペアに実質的に間隔がない、請求項1に記載の自動立体表示装置。
- 前記イメージ表示装置は、単一の表示装置内に空間的に多重化されている、請求項1または2に記載の自動立体表示装置。
- 前記単一の表示装置は、パララックス要素のアレイに隣接しており、前記イメージ表示装置の数をNとするとN列の繰り返し領域に分割され、N列の各領域は該アレイの各要素または要素列に隣接している、請求項3に記載の自動立体表示装置。
- 前記パララックス要素のアレイはレンティキュラースクリーンを含む、請求項4に記載の自動立体表示装置。
- 前記パララックス要素のアレイはパララックスバリアを含む、請求項4に記載の自動立体表示装置。
- イメージが異なる方向に向かうように配置されたホログラムを備えた、請求項3に記載の自動立体表示装置。
- 前記単一の表示装置は空間光変調器である、請求項3から7のいずれか1つに記載の自動立体表示装置。
- 前記単一の表示装置は発光表示装置である、請求項3から7のずれか1つに記載の自動立体表示装置。
- 前記イメージ表示装置が空間光変調器であり、該変調器の各々が少なくとも1つの光源によって照らされ、該変調器からのイメージがビームコンバイナによって結合される、請求項1または2に記載の自動立体表示装置。
- 前記イメージ表示装置が、順次作動する少なくとも3つの個別に制御可能な光源と協働する単一の空間光変調器によって一時的に多重化される、請求項1または2に記載の自動立体表示装置。
- 前記光源の各々が少なくとも2つの発光領域を有する、請求項11に記載の自動立体表示装置。
- 前記単一の表示装置が、少なくとも2つの個別に制御可能な光源によって照らされ、また該光源と同期して時間多重化方法で作動するように配置された空間光変調器である、請求項3に記載の自動立体表示装置。
- 前記空間光変調器は、パララックス要素の中間第1および第2アレイであり、該第1アレイは該空間光変調器の画素ピッチに等しいピッチを有し、該第2アレイは該第1アレイのピッチの整数倍に実質的に等しいピッチを有する、請求項13に記載の自動立体表示装置。
- 前記第2アレイのピッチは、前記第1アレイのピッチの実質的に2倍である、請求項14に記載の自動立体表示装置。
- 観察者の眼が、現在位置しているイメージ領域から隣接するイメージ領域に向かって移動し該隣接するイメージ領域の境界から所定の距離以内にあるとき、該隣接するイメージ領域に表示されるイメージを現在のイメージ領域に表示されているイメージに更新する、請求項1から15のいずれか1つに記載の自動立体表示装置。
- 3つのイメージ表示装置を有する、請求項1から16いずれか1つに記載の自動立体表示装置。
- 前記eは65ミリメートルに実質的に等しい、請求項1に記載の自動立体表示装置。
- それぞれのイメージが異なる方向に向かうように配置された少なくとも3つのイメージ表示装置、および観察者の位置を該観察者の手動操作によって検出する観察者追従装置を備えた観察者追従自動立体表示装置であって、
前記少なくとも3つのイメージ表示装置は、該イメージ表示装置に関して公称ビューイング距離にある空間内に、少なくとも3つのイメージ領域のパターンを定義し、かつ、複数のローブ内のそれぞれにおいて前記少なくとも3つのイメージ領域が繰り返すように配置されるとともに、所定の観察者グループの平均眼間距離にほぼ等しい横方向の大きさを有する各イメージ領域を、隣接する2つが互いに空間的にクロスフェードするように生成するように配置され、
該観察者追従装置の検出結果に反応し、該イメージ表示装置によって各イメージ領域に表示されるイメージを更新するイメージコントローラを備え、
該イメージコントローラは、
前記各イメージ領域を観察者の左眼用のイメージと右眼用のイメージのいずれかを表示するようにそれぞれ制御し、
該観察者追従装置の検出結果に基づき、
観察者の左眼又は右眼がいずれかのイメージ領域の内部に位置することが検出されると、観察者の左眼用又は右眼用のイメージを該イメージ領域に表示し、
観察者の眼が、現在位置しているイメージ領域から隣接するイメージ領域に向かって移動し該隣接するイメージ領域に進入しようとしていることが検出されると、該隣接するイメージ領域に表示されるイメージを現在のイメージ領域に表示されているイメージに更新するとともに、現在のイメージ領域内に表示されているイメージは更新しないように制御する、自動立体表示装置。 - 前記イメージ領域のピッチは65ミリメートルに実質的に等しい、請求項19に記載の自動立体表示装置。
- 前記イメージコントローラは、異なる観察者位置に対して異なるイメージを供給するように配置される、請求項19または20に記載の自動立体表示装置。
- それぞれのイメージが異なる方向に向かうように配置された少なくとも3つのイメージ表示装置、および観察者の位置を該観察者の手動操作によって検出する観察者追従装置を備え、
前記少なくとも3つのイメージ表示装置は、該イメージ表示装置に関して公称ビューイング距離にある空間内に、少なくとも3つのイメージ領域のパターンを定義し、かつ、複数のローブ内のそれぞれにおいて前記少なくとも3つのイメージ領域が繰り返すように配置されるとともに、2e/N(所定の観察者グループの平均眼間距離をe、イメージ表示装置の数をN(前記少なくとも3つ)とする)にほぼ等しい横方向の大きさを有する各イメージ領域を生成するように配置された、観察者追従自動立体表示装置を制御する方法であって
該観察者追従装置の検出結果に基づき、
観察者の左眼又は右眼がいずれかのイメージ領域の内部に位置することが検出されると、観察者の左眼用又は右眼用のイメージを該イメージ領域に表示し、
観察者の眼が、現在位置しているイメージ領域から隣接するイメージ領域に向かって移動し該隣接するイメージ領域に進入しようとしていることが検出されると、該隣接するイメージ領域に表示されるイメージを現在のイメージ領域に表示されているイメージに更新するとともに、現在のイメージ領域内に表示されているイメージは更新しないように制御する、自動立体表示装置を制御する方法。
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