JPH01156791A - 自己立体的表示装置ユニット及び自己立体的画像表示方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、テレビジョン、コンピューターグラフインク
その他観察を行うようなものに使用される自己立体的平
面スクリーン装置に関するものである。

〔従来の技術〕

鮮明で明るく、高解像度をもつ画像を提供することので
きる簡単で低コストの自己立体的システムはテレビジョ
ンやコンピューターグラフインク業界における長期にわ
たる究極の目的であった。

このような装置を提供するためのこれまでの試みは高い
開発費と高価な装置例えば多数の種類の部品或はレンズ
が振動したり大きなサイズになってしまう等の問題を経
験して来た。

然しなから、透明で平板スクリーンからなる画像表示装
置の分野における最近の進歩はこれまでに開発された部
品を用いる低コスト、簡素でコンパクトな自己立体的表
示装置を確実にしている。

米国特許第２２０９７４７号（アイスラー）は複数の透
視可能なスリットを持った不透明なスクリーンを交互に
配列された細長状片から構成されている一組の立体画像
を表示する第２のスクリーンの前に置くことについて示
されている。

各細長状片（以下ストリップという）は一方の画像の垂
直な細い部分を表示している。このストリップは第１番
目のものが右目用の画像の一部を表示し、第２番目のも
のが左目用の画像、第３番目のものが右目用の画像をそ
れぞれ表示し、以下同様というように配列されている。

透視可能なスリットをもつスクリーンは観察者が右目用
ストリップのみをスリットを通して右目でみて、左目で
左目用のストリップをスリットを通してみれるような一
定の距離をおいて画像表示の前方におかれている。この
立体的画像表示技術はヘスシステムとして知られている
。

この技術を使用する装置は非常に安く簡単に製作出来る
。然しなから良好な画像の為にはスリットはその間の不
透明な部分に比較して非常に細くなくてはならないため
表示部分から来る分割された多数の光の小部分は阻止さ
れる。従ってこの方法は明るい画像を得ることが困難で
ある。　・′　米国特許第４３６７４８６号（アイヘン
ロウプ）は適宜の遠近画法を用いて多数の異る角度から
立体画像がいかに観察されうるかについて開示している
。

これらの画像は高速で連続的に画像を表示するカソード
レイチューブ（ＣＲＴ）の前面に位置しその表面を走査
されるピンホール孔或は垂直スリットにより創成される
。この特許は又小さな孔を用いることにより生ずる光が
ブロックされる問題は同じような光学的技術を用いるが
、ピンホールの代りに移動する光源と公知のＣＲＴの代
りに透過画像を表示する表面を採用することによって解
決しうろことも開示されている。この方法は明るく鮮明
な三次元画像が得られる。

米国特許第４４６１５４１号（デユーシー）は観察者に
対して１つの画面上に２つの分離されかつ異った画像を
提供する画像表示システムと方法を開示している。

目的としている光景の方向をみている近接した位置から
得られる画像は画像に対して相対的に小さく鋭い位置角
度から得られる。これ等の別々の画像はテレビジョンモ
ニター上の表示に続いて異った偏光によりコード化され
る。

この画像は液晶ライトバルブ上にモニターされた画像を
集中させることにより観察者の観察のために提供される
。コーヒレント源からの平行化された光はコード化され
た画像と共にコーヒレント出力が出されるライトバルブ
にアドレスされる。

これ等の画像はフーリエ平面にもたらされ、偏光化にお
ける選択的なフレームの中で別々にエンコードされた画
像を作るため選択的に偏光化或はフィルターされる。

観察者は別に偏光化されたレンズをかけて出力スクリー
ンをみると立体的な画像シーンがみられる。

今日の市場において、通常のＣＲ７表示装置を用いて使
用されるように設計された幾つかのコンピュータープロ
グラムや、使用者がかける一組の明滅型液晶表示（ＬＣ
Ｄ）めがねがある。

このタイプのシステムは英国のアンティクスソフトウエ
アアンドミレニイウム社（Ａｎｔｉｃｓ　Ｓｏｆｔ−ｗ
ａｒｅ　ａｎｄ　Ｍｉｌｌｅｎｉｕｍ　Ｌｔｄ、）によ
り販売されている。

このＬＣＤめがねはビームが一方の列に対して第１の走
査をしている時には左側のレンズが透明（右側のレンズ
は不透明となる）でありビームが残りの列に対して走査
を行っている時は右側レンズが透明となる（左側のレン
ズは不透明となる）如き方法によりＣＲＴスクリーンと
同期させられる。

このようにして観察者の左目が左目用画像のみを見て、
右の目が右目用画像のみをみることにより観察者は画面
に深さがあることを知覚する。

このようなシステムを用いて使用されるよう設計された
コンピュータープログラムはスクリーンの交互カラムの
代りにコンピューターのモニタースクリーンの交互の列
上に左目用画像と右目用画像を発生する。

然しなから立体的画像を簡単な方法で形成しかつ観察す
ることの必要性は依然として続いている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従って本発明の目的は平板状スクリーン型自己立体的表
示装置を提供するものである。

更に本発明の目的は安価で製造の容易な平板状スクリー
ン型自己立体的表示装置を提供するものである。

更に本発明の他の目的は画素の交互列の一方の列のみが
観察者の左目により見ることが出来他の組の画素の列は
観察者の右目によってのみみることが出来る平板状スク
リーン型自己立体的表示装置を提供するものである。

又本発明の他の目的は大型で明るく高解像度画像と巾の
広い観察域を提供する平板状スクリーン型自己立体的表
示装置を提供するものである。

以下余白 〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明に従
えば以下の構成を有する改良された自己立体的表示装置
が提供されるのである。即ち、（ａ）表面に沿って規則
的な間隔で分離されている複数の有限の光放射部を表示
している平板状表面を有するスクリーンで該スクリーン
の該放射部の間は暗く維持されており （ｂ）該スクリーンの前面でかつ該スクリーンに平行な
うイトバルブで該ライトバルブは該表面に沿って格子型
形状に配列された個々の画像要素をもっており各光放射
部に対する個々の画像要素の少くとも１組の垂直な列が
存在しており、該光放射部は該組の境界の背部に存在し
ておりかつ選択的に （ｃ）光部分に対し交互に不透明であるか透明であるよ
う構成されたマスクであって、１つの透明な区域と１つ
の不透明な区域が存在していてそれ等は視差の効果によ
り観察者の右目が個々の画像要素の交互の列の一つにお
ける透明な区域を通して光放射線のみを識別することが
出来又観察者の左目が個々の画像要素列の他の列におけ
る透明な区域を通して光放射線のみを識別することが出
来るように該ライトバルブの各々の個別の画像要素の前
方に設けられており該マスクが存在している時には各光
放射部に対し該ライトバルブ中に個々の画像要素につい
ての均質な縦列のみが存在している、 如き構成を有する表示装置である。

本発明について以下に詳述する。

第１図は本発明の要部を示す図である。平板状表面スク
リーン或はイルミネーションパネル３１はこの表面に沿
って設けられた多数の規則的間隔で分離された有限光放
射部を有している。これ等の放射部は長い垂直な線、一
つの縦列状態に配列された一連の短い線、ドツトのよう
なディス形のもの縦横形式に配列された四角型のものの
いづれであってもよい。

図においては複数の（典型的には１インチに約５０個或
は１ｃ１１１に約２０個）光を発する固定した′細い垂
直な線３５が存在しており、各々の線３５の間には暗所
部分を有している。いづれの表示装置における実際の線
の数は特定の好ましい効果をうるため１インチ当り約０
．５から２００ライン或は１ｃＩ１１あたり０．２から
８０ラインの間で変更することが出来る。ドツトの直径
及び四角型の一辺の長さは以下に述べる個々の画像要素
の巾の約３分の１である。全てのケースにおいて光放射
部は規則的に間隔をおいて配置されており、ドツト及び
四角型はラスター型格子状に配列される。

第２図に示すようにこれ等の線３５は連続的なものであ
ってもよく或は列状に配列された短い線状源或は点状源
から構成されたものであってもよい。線３５は（１）ガ
ラスにエツチングされている細い溝中に詰められた蛍光
ライトチューブに使用されるような蛍光性ガス、（２）
例えば電流を流した時に熱励起によって光を発するタン
グステンのような、ワイヤーフィラメント或は（３）交
流電流を流した時に電子の励起及び非励起によって光を
発する電子発光材料等から作られることが出来る。

線３５は又半透明シートの裏面（ライトバルブとは反対
側の面）にレーザービームを回折格子を通過させ目的の
線を突出させることにより形成されたものでもよい。

第１図においては、平板状のライトバルブ３２がスクリ
ーン或はパネル３１の前面でかつこれに平行に設けられ
ている。典型的には、ライトバルブはおおよそスクリー
ン３１に同じデイメンジョンをもつものである。ライト
バルブ３２は一般的には第２図において示されているよ
うな横列２３と縦列３３　、３４で示される画素として
参照される個々の複数の画像要素の手段によって透明な
画像を表示することが出来る。

代表的な表示装置（ポケットサイズ受信機或は大型壁か
け用表示装置のような）における画素の巾は、代表的な
巾が約０．３６ｍｍから約０．５　鶴であるのに対し約
０．１鶴から約２．０ｍｌまで変化させることが出来る
。

このライトバルブは液晶要素から作られる液状体或は機
械的要素から作られうる。

液晶表示装置の例は多くのミニチュアポータプルテレビ
ジョンセントに使用される表示装置である。

このタイプの表示装置はＰ、Ａｎｄｒｅｗ　Ｐｅｎｚに
よる著書で　Ｌａｈｒｉｎｃｅ　Ｅ、Ｔａｎｎａｓ、Ｊ
ｖ　　の編集にかかるｒＮｏｎｅｍｉｓｓｉｖｅ　Ｄｉ
ｓｐｌａｙ　ｉｎ　Ｆｌａｔ　Ｐａｖｅｌ　Ｄｉｓｐｌ
ａｙｓＪ（Ｖｓｎ　Ｎａ５ｔｒａｎｄ　Ｒｅ１ｎｈｏｌ
ｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ、Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ、ＮＹ）等に詳
細に説明がなされており、これはここにおいて参考例と
して取り入れられている。

本発明において使用するに適した機械的表示装置は大型
のコンピューター制御平板型スクリーン表示装置に使用
される機械的表示装置により例示されている。機械的表
示装置は参考例としてあげられている米国特許４２４８
５０１　（シンプソン、Ｓｉｍｐｓｏｎ）（これは又マ
イクロ−カール特許として知られている）にかなり詳細
に述べられている。

使用しうる他のライトバルブ３２の配列は多数の個々の
ボッケルセル或はこれと同様の電子光学装置から作られ
るものを含んでいる。多くの適切な液晶表示装置は通常
商業的に利用可能であり例えば日立製作所のモデルＬＭ
２５２Ｘがある。

本発明のスクリーンと組合される電子回路は平板スクリ
ーンテレビジョン受信機或はコンピューター表示装置に
使用されるものと同じものであってよい。

ライトバルブ３２を活性化させる変調された電磁信号は
、例えば図示されていないコンピューター或はテレビカ
メラのような送信機からライトバルブに伝送される。

画像がカラーで表示されるような場合には、電磁信号は
送信機から送り出される前に三種の光源色（赤、緑及び
青）の各々に分離される。

本発明がコンピューター操作によるグラフィックデイス
プレーとして使用される時には、ライトバルブ３２は同
じようなタイプのライトバルブを使用する通常の二次元
表示方法と同じ方法でケーブルの手段によりコンピュー
ターから信号をうけることになる。コンピューターグラ
フィックィソフトウエアーは画素２３の水平方行列と画
素３３゜３４の縦方向列からなる適当な線に対して適当
な画像を描く能力があると思われる。

この手順は第１０図に概略的に示されており、操作コン
ピューター４２はグラフィックメモリー４３と共にイン
ターフェース４４を通過し第１図の自己立体的表示装置
ユニット３０に入る信号を発生する。

本発明がテレビジョンシステムの表示装置として使用さ
れる場合には、入力信号はこの分野で一般的に実行され
ているような水平線に沿って等距離離れた異る点から１
つの光景を見ている２個或はそれ以上のテレビカメラか
ら出されることになろう。

各々のテレビカメラからの信号は適当な画素の縦側３３
　、３４の組を変更するのに使用される。

第８図は第１図の自己立体的表示装置３０に表示される
べき変調された電磁信号を送信するためのシステムが示
されている。第８図においては右側のカメラ２４と左側
のカメラ２５で両方とも同一対象物２６に焦点を合され
ている各カメラからのテレビ信号は信号混合器２７に供
給され次でそこからの混合信号を空中に信号を放射する
放送用のアンテナ２９へ送る送信器２８に送られる。

第９図においては変調された電磁信号を受信するシステ
ムについて示されている。第９図において、電磁信号は
アンテナ４０により受信され第１図の自己立体的表示装
置３０に分離された信号を供給するレシーバ−セット４
１にリレーされる。

第２図においてライトバルブ３２の中の横列２３と縦列
３３　、３４により示される画素は全て同一大きさであ
る。好ましくは横列２３と縦列３３　、３４により示さ
れる画素は水平方向にスクリーン３１上に存在する光放
射線３５の数の２倍より多い画素の縦列が存在するよう
な方法によりラスター型格子状に配列される。以下に説
明されるように、各光放射線３５に対し多数個の画素３
３　、３４が使用される。

第３図における交互の画素の縦列３３　、３４は一組の
立体的な画像のうちの左目用画像と右目用画像の垂直部
分をそれぞれ表わす。

自己立体的表示装置ユニットのバランスは代表的にはＣ
ＲＴ観察装置の製造と組合された方法で実行されかつハ
ウジング、平板表面３１とライトバルブ３２のための空
間保持枠、ライトバルブの前部にある保護スクリーン及
びその他類似のもの等を含んでいる。

第３図及び第４図は本発明の幾何学的及び光学的特徴を
図解したものであり第３図は上部平面図であり第４図は
斜視図である。

ライトバルブ３２は表示装置ユニットの前面にある成る
垂直線３６　（観察者の目の中心線）に沿ってここから
みた時にスクリーン３１上の放射線３５が二つの隣接す
る画素３３と３４の間の境界の後に直接位置せしめられ
るように配置される。

この状況下では、垂直線３６の左側にあり、そして該垂
直線３６を含みライトバルブ３２と平行である仮想平面
３９の範囲にある観察者の目は画素３３を通して全ての
放射線をみるであろう０画素３３は一組の立体画像のう
ちの左目用の画像を表示している。

この左目は放射線３５によって明るくなっている左目用
画像を認識しうるが右目用画像は観察域３７における透
視からでは明くなっていないので認識することはない。

同様の方法で観察域３８で垂直線３６の右側にある観察
者の目は一組の立体画像のうちの右目用画像を表示して
いる画素３４を通して全ての放射線３５をみることにな
ろう。

この目は右目用画像のみを認識することになろう。

このようにして、観察者はその右目を観察域３８に、又
左目は開城３７において、表示装置の前に座れば立体的
画像が認識しえるのである。

放射線３５の間の適切な間隔が次の式により与えられる
ことは幾何学的考察を通して示される。

ここで ｍはスクリーン３１とライトバルブ３２の間の距離を ｎはライトバルブ３２或はライトバルブ１２１上の均質
な画素３３或は３４の巾を ｄはライトバルブ３２と垂直線３６との間の法線に沿っ
た距離を（第３．４．６及び１２図参照）ａは各光放射
部に対する画素の縦列の数（一つの縦列に対し１個又は
縦列の組に対して２個又はそれ以上） をそれぞれ示す。

ここでｄは原理的にはいかなる値でもよく、実際上０．
５　＊ｍ巾の画素を使用する時にはｄは３０〜９０の値
となろう。通常の観察者はライトバルブ３２の外側表面
から約６０ｃｍ士約３０ｃｍまでの距離で表示装置ユニ
ットをみると思われる。このように代表的なｄの値は約
３０から９０である。第４図に示すように平面３９に沿
って左目用画像のみがみられる複数の区域１０が又平面
３９に沿って右目用画像のみがみられる複数の区域９が
存在することは幾何学的に示される。

このように複数の観察者達が適切な区域にその目をおい
て表紙装置ユニットの前に座り立体的画像を認識するこ
とが可能となる。

第２図及び第５図においてライトバルブの水平方向の画
素の列２３の数と光放射線３５の数は要求される解像度
の程度に応じて変化させうる。

第２図のライトバルブ３２における横列２３と縦列３３
　、３４により示される各画素の線が光の３原色の１つ
を有し独立して透明性を制御しうる画素により置きかえ
られるならばカラー画像も表示可能である。

このように各画素の列２３は３種類の列つまり２３ａ　
、　２３ｂ　、　２３ｃによって置換される。列２３ａ
は赤色に色づけされ、列−２３ｂは緑色に色づけされそ
して列２３ｃは青色に色づけされる。画素の縦列３３゜
３４は縦列の望ましい長さに亘って赤、緑、青、赤緑、
青等というようにこの順序で繰返されるものである。

上記言及したようなカラー表示のために構成された表示
装置ユニットの拡大図が第７図に示されている。

第７図の表示装置は第２図のものと同じであるが横列２
３が画素の横列２３ａ　、　２３ｂ　、　２３ｃで置換
されている点が異っている。これにより完全なカラーが
一般的なＣＲＴ表示装置上にカラートッドを用いてカラ
ー画像が形成されるのと同じ方法により形成される。

第５図に示すように各光放射線３５の前方に２個以上の
画素の縦列を使用することは可能である。

第５図のスクリーン３１における各線３５の前に、ライ
トバルブ中の６本の画素縦列１１　、１２　、１３゜１
４、１５　、１６が存在していることが示されている。

スクリーンの寸法や、要求される解像度に応じて他の数
の画素縦列も使用することが出来る。縦列の数を増加す
ることは線３６の近傍に２区域以上のものを存在させる
ことになろう。このことは第６図において区域１７　、
１８　、１９　、２０　、２１及び２２として示されて
いる。各画素縦列１１〜１６の組はある光景について異
った透視画を表示することになり各々の観察部分は区域
１７〜２２の中心からみた透視画像の光景となる。この
ように各区域より各観察者の目は一つの光景について異
った透視画を認識することになろう、このような場合に
おいては、観察者は観察者自身の目が２つの異なる区域
に置かれるならばいかなる場所からでも立体的画像をな
がめることが出来る。このようにして観察者は立体的効
果を失うことなく区域１７〜２２の範囲内で頭を動かす
自由をもつことが出来る。

第１１図はライトバルブの露出された面側にとりつけら
れたマスク４６を有する第１図における表示装置ユニッ
トの一部拡大図である。マスク４６は３次元ソフトウェ
ア（３−Ｄ）と両立しうるシステムを提供する。平板状
表面をもつＰ、に明源３１はライトバルブ１２１に対し
平行でかつ成る間隔をおいて配置されている。この間隔
は任意的であるがスペーサー４５によって維持されてい
る。

透明なガラスやプラスチック材料からなり適当な厚さを
もったシート４５が該？！明源３１とライトバルブ１２
１の間における理想的なスペーサーを形成する。ここで
ライトバルブ１２１は第２図のライトバルブ３２と同じ
であるがこのライトバルブ１２１には各光放射線又は光
放射部に対して１本の垂直な画素の列が存在している点
が異っている。

マスク４６は透明なプラスチックシート上に望ましい形
状で一連の不透明区域が印刷により形成されることがで
きる。この印刷工程はオフセット印刷或はゼロキソグラ
フ方式の複写における工程であることが出来る。

代表的なプラスチックシートは０．１〜４．０　ｍｍの
厚さを有するものでアセテート、“マイラー”（登録商
標）或は他の同様なプラスチックから製造されたもので
ある。

最良の結果はシートが光学的に透明である場合に得られ
る。

マスク４６はこの分野においてよく知られている多種類
の取り付は技術のいづれかによりライトバルブの前面（
観察する側）に取りつけられる。

理想的には、マスク４６は該マスク４６が取りつ□　け
られるライトパルプ１２１の表面に向いているものであ
る。マスク４６は平板状であるが然しながらマスク４６
の透明な部分と不透明な部分の存在位置は得られるべき
ラップアラウンド効果及びルックアラウンド効果を創造
するものである。第１１図において、マスク４６はライ
トパルプ１２１の前部表面に位置せしめられている。

マスクは不透明な矩形部４７と透明な矩形部４８とが交
互に存在する市松模様のパターンで構成されている。こ
のマスクは互に隣接して配置されている１つは透明であ
り、他は不透明である２つの矩形部がライトパルプの各
画素を被覆している。

第１２図は第１１図の表示装置ユニットを上方からみた
時の本発明の幾何学的及び光学的特徴を図示するもので
ある。ライトバルブ１２１は表示装置ユニットの前部に
おけるある垂直線３６（観察者の目の間の中心線）に沿
って見た時にスクリーン上の放射線３５があたかも各画
素の中心線のすぐ後側に位置しているようにみえる如き
方法により位置決めされる。このような条件下において
は、垂直線３６の右側にある観察区域３８に存在し、か
つ該垂直線３６を含みライトバルブ１２１と平行な仮想
平面５４の中もしくはその近傍にある観察者の目は全て
の放射線を各画素の右半分を通してみることになろう。

観察者はこのようにして透明な矩形状のマスクを持つ画
素の右側部分を通して放射線をみることができる。観察
者は不透明な四角形部を持つそれらの画素の右側部分を
通してはその放射線を見ることが出来ない。観察者はこ
のようにしてその右目でもって画素２３ａの交互の水平
列を通して放射線をみることが出来る。もし画素２３ａ
が立体画像の組の右目用の画像の部分を表示しているな
らば観察者の右目は右目用画像をみることになろう。

同様に観察者の左目は、即ち線３６の左側の区域３７に
ある目はこれ等透明の矩形部で画素の左側部分を通じて
全ての放射線をみることになる。

左の目はこのようにして右の目が放射線をみることが出
来ない画素の交互の横列２３ｂを通してのみ放射線をみ
ることが出来る。

もし横列２３ｂが左目用画像を表示すれば左目はこの左
目用画像のみをみることになり一方右目は右目用画像を
みることになり立体的画像が知覚されるのである。

この型式におけるカラー表示装置を製作する時には、製
造者は中間に挿入されたカラー画素を有する液晶表示装
置を使用する必要性に直面するかも知れない。この配列
において各横列の画素は第１３図に示されるようにそれ
等の巾の２分の１だけ互にずれている。

赤、青及び緑の画素は各色からなる３つの画素から構成
される小さな三角形の中に配列される。

第１３図はそのような画素配列と共に使用されうるマス
クと光放射線との配列を示すものである。

平板状の照明スクリーン３１は複数本の光放射要素４９
を表示する。各要素はライトパルプ１２１の画素とほぼ
同じ程度の長さである。交互の横列における画素は隣接
する照明線をこえてさらに次に隣接する照明線４９まで
の間の距離の半分の長だけ互にずれている。

該照明線４９は中心線３６からみた時に各照明線が直接
画素の背後に存在するようにみえるような適当な距離だ
け離して設けられている。

１つの照明ｖＡ４９はライトバルブ１２１の各画素の後
にあるようにみえる。

第１３図に示す透明部と不透明部をもつマスク４６がス
クリーン３１の前方に設けられている。

マスクは中心線３６からみた時にスクリーン上の各照明
線要素４９がマスク４６の明るい四角部分と暗い四角部
分との境界の背後部にあるようにみえるように位置決め
される。このマスクパターンを用いて観察者の左目は２
つのマスク４６の交互横列５０　、５１を通してのみ照
明線をみることが出来、又右目はマスク４６の他の交互
グループ５２　、５３の組を通してのみ照明線をみるこ
とが出来ることに注目すべきである。前と同じように右
目に対してみえるこれ等の横列は右目用画像を示すため
に使用され、左目に対してみえるものは左目用画像を示
すために使用される。

１つの光景に対する異った透視画が第１２図の仮想平面
５４に沿った幾つかの区域の各々からみえる“ルックア
ラウンド”可能性を達成するためこのマスクの配列を用
いることは可能である。このことは観察者に観察者が自
分の頭をコーナーを見廻す等のために頭を動かすことが
出来るホログラムのような効果を与える。

マスクの配列は照明線表示装置３１とマスク４６の間の
間隔をより短いものとする利益を有しておりこれは重量
を著しく軽減出来る。このことは、航空機のような重量
に対する限界的な条件を要する環境下での苛酷な使用の
ために設計されたユニットについては重要なことである
。第１４図は“ルックアラウンド”の三次元（３−Ｄ）
用態様として使用されるマスク配列を示すものである。

マスク５５は複数の相対的に細く透明な矩形部とその間
に存在する不透明部とを含んでいる。第１４図において
、該矩形部は画素２３　、３３　、３４の巾の６分の１
の巾をもつ。他の巾は以下に説明するように使用しうる
。マスクは第２図のそれと同一の照明線とライトバルブ
配列体の前部に配置される。１本の照明線は画素３３　
、３４の各々の縦列の後部に配置されるが理想的には第
１２図の仮想線５４からみて照明線が画素を２分するよ
うにみえるように位置決めされる。

マスクは１つの透明な矩形部が各画素の前に存在するよ
う置かれる。

更にマスクは横列５６において透明な矩形部が画素の右
端部に存在するように置かれる。横列５７とそれに続く
３つの横列の各々においては、透明な矩形部はその矩形
部である６分の１づつ左方向に移動して行き、列３３に
おいて該矩形が画素の左端部に達するまで続けられる。

次の横列においては示されていないが該矩形部は再び画
素の右端部に存在し、上記パターンがくりかえされる。

第１５図は第１４図のマスクを用いて使用された場合の
本発明の幾何学的特徴を上部からみて説明したものであ
る。矩形部は照明線３５が、仮想平面５４における区域
６２から６７までの異なる場所からみて異なる画素の列
を通してみえるように配列されるものである。第１４図
に示されるマスクを用いて列５６の後にある照明線は区
域６２からみえる状態にあり、列５７の後にある該線は
区域６３からみえる状態にあり以下同様である。

パターンが各６本の列においてくり返された後列４０に
より咳線が区域６２からみえ、列４１により区域６３か
らみえ以下同様である。

観察者は該装置の前部における連続する区域５６からの
み照明線をみることが出来る。

かようにしてもし画素横列２８と各６本の連続する列が
区域６２にいる観察者に対して適切な透視画をもつ光景
を表示するものであり又画素列２９と６本の連続する列
が区域６３からみた時の透視画をもつ同一光景を示すの
によく使用されるものであり以下同様であるならば場所
２４の近くにいる観察者は頭を一方の側から他方の側に
動かした時丁度、真の三次元物体が存在する゛かのよう
にその透視画が変化するようにみえる画像を認識するで
あろう。

６ケ所の観察区域のために設計されたマスクが示されて
おり、事実上マスクの矩形部の巾を変えることによって
いかなる数の区域でも作ることが出来る。

もしＮ区域が望まれるならば、各矩形部分は画素３３　
、３４の巾の最大１／Ｎ倍の巾を持たさなければならな
い。それ等の配列は第１４図と従前通り同じであること
が出来る。

−ｉ的にはより多くの区域を存在させ、矩形部をより細
くすれば、三次元的光景はより現実的となる。

第５図に示すようにライトバルブが赤、青及び緑のいづ
れかに色付けされた画素の縦列或は横列を有するならば
、カラー画像を表示することが可能である。本発明に関
する表示装置の前においである一つの区域のみにおいで
ある特定の照明線或は画素が見得るということを確実に
するため多くの照明線や透明な矩形部分についての可能
性あるパターンが使用されてもよいことは明らかであろ
う。

例えば左の目にみえる交互の対角線の列と右の目に見え
る他の交互の対角線を各画素に関して適当な矩形部をも
つマスクを置くことにより使用することが出来る。

ライトバルブ又はライトバルブとマスクとの組合せ体の
後背部において光放射パターンを用いて垂直及び水平な
方向に視差を作り出す三次元的表示装置を製造すること
も又可能である。

第１６図はこのシステムの態様を図説している。

第１６図において、表示パネル８５は照明スクリーン３
１に対し平行でこれから離れておかれておりかつその表
面にラスターパターン状の複数の小さな光放射区域６８
を有するライトバルブ１２１を持つものである。４つの
横列と４つの縦列からなる６９から８４に示す１６の画
素の群は各光放射区域６８の前部に置かれている。

各区域の前における各群の画素は他の光放射区域（又は
ドツト）６８の前部にある他の群の中の他の画素とは相
互に排他的である。

第１７図は第１６図に示されている表示パネル８５の幾
何学的特徴を示すものである。ドツト間の間隔とライト
バルブと照明パネル３１との間の距離は仮想平面８７に
あり該表示装置の前にある観察者の２つの目の中間を代
表する点８６から直接見た場合にドツトが直接画素６９
か８４までの群の中心の後部に位置されているようにみ
えるよう決定される。区域８８から１０３までの１６個
の群は仮想平面８７で表示装置８５の前面部に存在して
いる。区域８８からは各ドツト６８は画素６９の後部に
位置されているようにみえ、区域８９からは各ドツト６
８は画素７０の後部に位置されているようにみえ以下同
様である。画素６９の組は適切な透視画を伴ってその光
景をみた場合にそれが区域８８の中心から発生したもの
であるかのような光景の画像を表°示し、又画素７０の
組は同じ光景を区域８９の中心からみえているような透
視画を伴って表示し以下同様である。このようにして、
観察者が頭を区域８８から１０３の範囲で動した場合そ
の光景の透視画は観察者が上下に又は横方向に動くにつ
れて丁度実物の透視画であるかのように変化するように
みえる。

第１８図は水平方向と垂直方向の両方向に視差を持つ表
示装置を形成するため第１６図の表示パネルと共に使用
されるマスクを図説するものである。

６９から８４までの１６の画素からなる１つのグループ
を含む表示パネル８５のライトバルブ３２の一部が示さ
れている。各画素の後部に１つの照明された点８６が存
在する。マスク１０４は１０５から１２０までの透明部
分が各画素６９から８４の小部分のみを該透明部分で被
覆できるように間隔をあけて配置された状態でライトバ
ルブ１２１の前に置かれている。更に透明部分は各画素
或は画素の組の異る部分を被覆する。第１８図において
は、画素６９における透明部分はその画素の上部隅部か
ら光が散出することを可能とする。

この部分は第１７図における仮想平面８７の区域８８か
らのみ該画素の後部にあるドツトがみえることを可能と
する。同様に画素７０における透明部はその画素の上部
中心に近い透明な四角形部分を通して光が散出すること
を可能としそれが該画素の後にあるドツトが仮想平面８
７における区域８７の範囲からのみみえることを可能と
する。

各区域８８から１０３においてみえるただ１組の画素６
９から８４が存在する。

前と同様に、画素６９の組は区域８８からみえた時の透
明画に対し適切な透視画をもつ画像を表示し以下同様で
ある。

第１２図から第１４図は各ドツト８６の前におかれた１
６個の画素と仮想平面８７における１６の区域とを使用
する点について説明したが、いかなる数の画素でも仮想
平面のいかなる数の区域を作り出すために各区域の前に
配置されることが出来る。一方これ等の図で示されてい
るように四角形状の画素の組の使用が便利ではあるけれ
ども他の形状のものでも採用されうる。

前述の形状や方法は説明の目的のため上記特定の仕様の
形で説明されたが本発明はこれに限定されるものではな
い。他の多くの変化態様や派生的態様が本発明の開示に
もとづいて当業者に対し自然に示唆されるであろう。こ
れ等は本発明の範囲内のものとして理解されるべきであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自己立体的表示ユニットの斜視図
である。 第２図は第１図における表示ユニットの一部拡大図であ
る。 第３図は第１図の表示ユニットを上部から見た場合にお
ける幾何学的及び光学的特徴を図示したものである。 第４図は第１図における表示ユニットの幾何学的及び光
学的特徴を斜視的に示すものである。 第５図は第２図の表示ユニットの変形態様を示すもので
ありライトパルプ表示の中に多数の個々の画像要素（画
素）の縦列が存在している処を示している。 第６図は第５図における表示ユニットの幾何学的及び光
学的特徴を斜視的に示したものである。 第７図は第１図の表示ユニットがカラー表示を形成した
時の該表示ユニットの一部拡大図である。 第８図は第１図の自己立体的表示装置に表示されるため
の変調された電磁信号を送信するシステムの概略図であ
る。 第９図はスクリーンが第１図における表示ユニットであ
るテレビジョン受信システムの概略図である。 第１０図はビデオ表示が第１図の自己立体的表示ユニッ
トであるコンピューターシステムの概略図である。 第１１図はライトバルブの観察者側に取りつけられたマ
スクを有する第１図における表示ユニットの一部拡大図
である。 第１２図は第１１図の表示ユニットを上方からみた場合
の本発明に関する幾何学的及び光学的特徴を図示したも
のである。 第１３図はカラー画素のオフセット列をもったカラー表
示を形成する場合における第１図の表示ユニットの一部
拡大図を示すものである。 第１４図は“ルックアラウンド”の可能性を有するマス
クの正面図である。 第１５図は第１４図における表示ユニットを上部、から
みた場合における本発明の幾何学的及び光学的特徴を図
示するものである。 第１６図は水平方向及び垂直方向の双方に視差効果を形
成させた第１図における表示ユニットの一部拡大図であ
る。 第１７図は第１６図の表示ユニットに関する幾何学的及
び光学的特徴を説明するものである。 第１８図は第１６図の表示ユニットのためのマスクの一
部を表わす図である。 ９、ＩＯ・・・区域、 １１　、１２　、１３　、１４　、１５　、１６・・・
画素の縦列、１７　、１８　、１９　、２０　、２１　
、２２・・・区域、２３・・・横列画素（水平方向）、 ２３ａ・・・赤色用画素、　　２３ｂ・・・緑色用画素
、２３ｃ・・・青色用画素、　　　２４・・・右側カメ
ラ、２５・・・左側カメラ、　　２６・・・対象物体、
２７・・・信号混合器、　　２８・・・送信機、３０・
・・表示装置ユニット、 ３１・・・平板スクリーン、パネル、 ３２　、１２１・・・ライトバルブ、 ３３　、３４・・・垂直縦列画素、 ３５・・・光放射線（ライン）、 ３６・・・垂直線、　　　　　３７・・・左側区域、３
８・・・右側区域、　　　３９・・・仮想平面、４１・
・・受信機（電子機構）、 ４２・・・コンピューター、 ４３・・・グラフィックメモリー、 ４４・・・インターフェース、 ４５・・・スペーサー、　　　４６・・・マスク、４７
・・・不透明矩形部、　４８・・・透明矩形部、４９・
・・光放射線（ライン）、 ５０〜５３・・・マスクの横列、５４・・・仮想平面、
５５・・・マスク、　　　　５６〜６１・・・マスクの
横列、６２〜６７・・・区域、 ６８・・・ラスターパターン形状の光放射部、６９〜８
４・・・画素、　　　　８５・・・表示パネル、８６・
・・仮想平面上の観察者の目の中心点、８７・・・仮想
平面、　　　８８〜１０３・・・区域、１０４・・・マ
スク、　　　　１０５〜１２０・・・透明部分。 以下余白 Ｆ２Ｏ，Ａｄ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、表面に沿って規則的な間隔で分離されている複数の
   有限の光放射部を表示し、かつ該放射部の間は暗くなっ
   ている平板状平面スクリーン、表面に沿って各光放射部
   に対して少くとも１組の個々の画像要素の縦列が存在す
   るように格子型形状に配列された個々の画像要素を有す
   るライトバルブであって光放射部が該縦列の後背部に位
   置されるように該スクリーンの前面でかつ該スクリーン
   と平行に設けられているライトバルブとから構成されて
   いることを特徴とする自己立体的表示装置ユニット ２、光部分に対して交互に透明及び不透明であるように
   構成され、１つの透明な区域と１つの不透明な区域とが
   、視差の効果により観察者の右目が個々の画像要素の一
   方の列における透明な区域を通して光放射線のみを識別
   することが出来、又観察者の左目が個々の画像要素の他
   方の列における透明な区域を通して光放射線のみを識別
   しうるようにされており、各々の光放射部に対して個々
   の画像要素の均質な縦の列のみが存在する該ライトバル
   ブの各個々の画像要素の前方に位置せしめられているマ
   スクを併用することを特徴とする特許請求範囲第１項記
   載の自己立体的表示装置ユニット ３、光放射部が光放射線（ライン）であることを特徴と
   する特許請求範囲第１項又は第２項記載の自己立体的表
   示装置ユニット ４、各々の光放射線に対し１組の個々の画像要素からな
   る垂直な縦列が存在することを特徴とする特許請求範囲
   第３項記載の自己立体的表示装置ユニット ５、各々の光放射線に対し少くとも２組の個々の画像要
   素からなる垂直な縦列が存在していることを特徴とする
   特許請求範囲第３項記載の自己立体的表示装置ユニット ６、表示装置はカラー表示装置であり、個々の画像要素
   の格子パターンにおける水平方向の列は個々の画像要素
   からなる３個の横列により置換され、該要素の３つの列
   のそれぞれは異なる３原色の１つに色付けされているこ
   とを特徴とする特許請求範囲第３項記載の自己立体的表
   示装置ユニット ７、各々の光放射線に対して少くとも一組の垂直な個々
   の画像要素からなる縦列を有し、２個の連続する光放射
   線の間の間隔は次式により決定されることを特徴とする
   特許請求範囲第３項記載の自己立体的表示装置ユニット ｓ＝（ａｎ（ｄ＋ｍ））／ｄ ここでｍはスクリーンとライトバルブとの間の距離を、 ｎは均質な垂直の個々の画像要素の巾を、 ｓは２個の連続した光放射線の間隔を、 ａは各々の光放射線と組合される各々の画像要素の数を
   、 ｄは３０から９０の間の整数をそれぞれ表わす。 ８、視覚表示としてテレビジョン受信システムが使用さ
   れることを特徴とする特許請求範囲第３項記載の自己立
   体的表示装置ユニット ９、グラフィック表示としてコンピューターシステムが
   使用されることを特徴とする特許請求範囲第３項記載の
   自己立体的表示装置ユニット１０、光放射部がディスク
   状と四角形状のうちから選ばれた１つの形状をもちかつ
   ラスターパターン格子状に配列されていることを特徴と
   する特許請求範囲第１項又は第２項記載の自己立体的表
   示装置ユニット １１、表示装置ユニットのライトバルブにより受信され
   るべき変調された電磁信号を送信機から送信することか
   ら構成され、かつライトバルブが平板状表面スクリーン
   の前でこれに平行に配列されていて、 該平板状スクリーンはその表面に沿って規則的な間隔で
   分離されている複数の有限の光放射部を有し、かつ該放
   射部の間は暗くなっており、 又該ライトバルブはその表面に沿って各光放射部に対し
   て少くとも１組の個々の画像要素の縦列が存在するよう
   に格子型形状に配列された個々の画像要素を有しかつ光
   放射部が該縦列の後背部に位置されるように該スクリー
   ンの前面でかつ該スクリーンと平行となるように設けら
   れていることを特徴とする自己立体的画像表示方法 １２、該表示装置ユニットに対し、 光部分に対して交互に透明及び不透明であるように構成
   され、１つの透明な区域と１つの不透明な区域とが、視
   差の効果により観察者の右目が個々の画像要素の一方の
   列における透明な区域を通して光放射線のみを識別する
   ことが出来、又観察者の左目が個々の画像要素の他方の
   列における透明な区域を通して光放射線のみを識別しう
   るようにされており、各々の光放射部に対して個々の画
   像要素の均質な縦の列のみが存在する該ライトバルブの
   各個々の画像要素の前方に位置せしめられているマスク
   を併用することを特徴とする特許請求範囲第１１項記載
   の自己立体的画像表示方法１３、光放射部は垂直の光放
   射線であることを特徴とする特許請求範囲第１１項及び
   第１２項記載の自己立体的画像表示方法 １４、画像が電磁信号を光の３原色のそれぞれに対応す
   る分離信号に分割することによりカラーで表示されるも
   のであって、個々の画像要素の格子パターンにおける水
   平方向の列は個々の画像要素からなる３個の横列により
   置換され、該要素の３つの列のそれぞれは異なる３原色
   の１つに色付けされていることを特徴とする特許請求範
   囲第１３項記載の自己立体的画像表示方法 １５、電磁信号はコンピュータープログラムにより発生
   されることを特徴とする特許請求範囲第１３項記載の自
   己立体的画像表示方法 １６、電磁信号はテレビジョン信号により発生されるこ
   とを特徴とする特許請求範囲第１３項記載の自己立体的
   画像表示方法 １７、光放射部がディスク状及び四角形状の中から選ば
   れた一つの形状を有しておりかつラスターパターンがグ
   リット状に配列されていることを特徴とする特許請求範
   囲第１１項又は第１２項記載の自己立体的画像表示方法
   。