JPH0519155B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、テレビジヨン、コンピユーターグラ
フイツ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
ムはテレビジヨンやコンピユーターグラフイツク
業界における長期にわたる究極の目的であつた。
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つて
しまう等の問題を経験して来た。

然しながら、透明な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220747（アイスラー）は複数の透視
可能なスリツトを持つ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（以下ストリツプという）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
リツプは第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
リツトをもつスクリーンは観察者が右目用ストリ
ツプのみをスリツトを通して右目でみて、左目で
左目用のストリツプをスリツ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へスシステム
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。然しながら良好な画像の為にはスリツ
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。従つてこの方
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（アイヘンロウブ）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
カソードレイチユーブ（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
ツトにより創成される。この特徴は又小さな孔を
用いることにより生ずる光がブロツクされる問題
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つて解
決しうる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つ
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している近接した
位置から得られる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
テレビジヨンモニター上の表示に続いて異つた偏
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
めに供給される。コーヒレント源からの平行化さ
れた光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イ
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CRT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
ピユ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（LCD）めがねがある。

このタイプのシステムは英国のアンテイクスソ
フトウエアアンドミレニイウム社（Antics
Software 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つている時は
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
計されたコンピユ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ユーターのモニター
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。

然しなが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〕

従つ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つてのみみるこ
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は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。

〔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) 表面に沿つ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
行なライトバルブで該ライトバルブは該表面に
沿つて格子型形状に配列された個々の画像要素
をもつ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つて、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ヨンパネル３１
はこの表面に沿つ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、ドツトのようなデイス形の
もの縦欄形式に配列された四角型のもののいづれ
であつてもよい。

図においては複数の（典型的には１インチに約
50個或は１cm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。いずれの表示装置に
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１cm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。全せ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
ものであつ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つてもよ
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ユーブに使用さ
れるような蛍光性ガス、(2)例えば電流を流した時
に熱励起によつて光を発するタングステンのよう
な、ワイヤーフイラメント或は(3)交流電流を流し
た時に電子の励起及び非励起によつて光を発する
電子発光材料等から作られることが出来る。線３
５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に同じデイメンジヨ
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つて透明な画
像を表示することが出来る。

代表的な表示装置（ポケツ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0.5mmである
のに対し約0.1mmから約2.0mm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ユアポータブ
ルテレビジヨン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Lawrince E.Tannas，Jvの編集にかか
る「Nonemissive Display in Flat Pavel
Displays」（Von Nastrand Reinhold
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
置は大型のコンピユ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4248501（シンプソン、
Simpson）（これは又マイクローカール特許とし
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
の個々のポツ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LM252X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ヨン受信機或はコンピユー
ター表示装置に使用されるものと同じものであつ
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ユータ
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原
色（赤、緑及び青）の各々に分離される。

本発明がコンピユーター操作によるグラフイツ
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ユーターから信号をうけ
ることになる。コンピユーターグラフイツクイソ
フトウエアーは画素２３の水平方行列と画素３
３，３４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、
操作コンピユーター４２はグラフイツクメモリー
４３と共にインターフエース４４を通過し第１図
の自己立体的表示装置ユニツト３０に入る信号を
発生する。

本発明がテレビジヨ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つて等距
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
縦例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
供給するレシーバーセツト４１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２
３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３
３，３４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ツトのバランスは代表
的にはCRT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は表示装置ユニツトの前面に
ある或る垂直線３６（観察者の目の中心線）に沿
つ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。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によつて明るくなつてい
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つていないので
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者
３８に、又左目は同域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。

ｓ＝an（ｄ＋ｍ）／ｄ (I) 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
線に沿つた距離を（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0.5mm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±約30cmまでの距離で表示
装置ユニツ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に沿つて左目用画像のみがみられる
複数の区域１０が又平面３９に沿つて右目用画像
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ツ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によつて置換される。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
つて赤、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
れた表示装置ユニツトの拡大図が第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２３が画素の横列２３ａ，２３ｂ，２３ｃ
で置換されている点が異つている。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
ドツト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１１，１
２，１３，１４，１５，１６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
つ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つ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
表示装置ユニツトの一部拡大図である。マスク４
６は３次元ソフトウエア（３−Ｄ）と両立しうる
システムを提供する。平板状表面をもつ照明源３
１はライトバルブ１２１に対し平行でかつ或る間
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によつて維持されている。
透明なガラスやプラスチツク材料からなり適当な
厚さをもつたシート４５が該照明源３１とライト
バルブ１２１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つてい
る。

マスク４６は透明なプラスチツクシート上に望
ましい形状で一連の不透明区域が印刷により形成
されることがでる。この印刷工程はオフセツト印
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。

代表的なプラスチツクシートは0.1〜4.0mm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ツクから製造され
たものでる。

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
る多種類の取り付け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
けられるライトバルブ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ツプアラウンド効果及びル
ツクアラウンド効果を創造するものである。第１
１図において、マスク４６はライトバルブ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４
８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
の矩形部がライトバルブの各画素を被覆してい
る。

第１２図は第１１図の表示装置ユニツトを上方
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
装置ユニツ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）に沿つて見た時にスクリ
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
目でもつて画素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。各要素はライトバルブ１２
１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つの照明線４９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５
２，５３の組を通して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つた透視画が第１２図の
仮想平面５４に沿つた幾つかの区域の各々からみ
える“ルツクアラウンド”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４
６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
ユニツトについては重要なことである。第１４図
は“ルツクアラウンド”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１
２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５
７とそれに続く３つの横列の各々におては、透明
な矩形部はその矩形巾である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４
０により該線が区域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５
６からのみ照明線をみることが出来る。

かようにしても画素横列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２
９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
ることによつ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。

一般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
緑のいずれかに色付けされた画素の縦列域は横列
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て
ある一つの区域のみにおいて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に多
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３１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１２
１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６
９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６８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つ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
視画を伴つ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３
２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１
０５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１
２１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８７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６９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16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ツト
の斜視図である。第２図は第１図における表示ユ
ニツトの一部拡大図である。第３図は第１図の表
示ユニツ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ツ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
図の表示ユニツトの変形態様を示すものでありラ
イトバルブ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ツトの幾何学的及び
光学的特徴を斜視的に示したものである。第７図
は第１図の表示ユニツトがカラー表示を形成した
時の該表示ユニツ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
表示ユニツトであるテレビジヨン受信システムの
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ツトであるコンピユーターシ
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ツトの一部拡大図である。第
１２図は第１１図の表示ユニツトを上方からみた
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
フセツト列をもつたカラー表示を形成する場合に
おける第１図の表示ユニツトの一部拡大図を示す
ものである。第１４図は“ルツクアラウンド”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ツトを上部からみた
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
ける表示ユニツトの一部拡大図である。第１７図
は第１６図の表示ユニツ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図の表示ユニツトのためのマスクの一部を表
わす図である。 ９，１０……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
……表示装置ユニツト、３１……平板スクリー
ン、パネル、３２，１２１……ライトバルブ、３
３，３４……垂直縦列画素、３５……光放射線
（ライン）、３６……垂直線、３７……左側区域、
３８……右側区域、３９……仮想平面、４１……
受信機（電子機構）、４２……コンピユーター、
４３……グラフイツクメモリー、４４……インタ
ーフエース、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、６９〜８４……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、１０
４……マスク、１０５〜１２０……透明部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表面に沿つ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
   間は暗くなつている平板状平面スクリーン、表面
   に沿つ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
   であつ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
   ニツト。 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ツ
   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ツト。 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
   ニツト。 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
   的表示装置ユニツト。 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ツ
   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ツト。 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ヨン受信システムが
   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ツト。 ９ グラフイツク表示としてコンピユーターシス
   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ツト。 １０ 光放射部がデイ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
   装置ユニツト。 １１ 表示装置ユニツ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らに平行に配列さ
   れていて、 該平板状スクリーンはその表面に沿つて規則的
   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つており、 又該ライトバルブはその表面に沿つて各光放射
   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 該表示装置ユニツトに対し、 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つて、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 電磁信号はコンピユ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１
   ３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ヨ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 光放射部がデイ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
   パターンがグリツ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。