JPH06175242A - 自動立体画像表示装置 - Google Patents
自動立体画像表示装置Info
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- JPH06175242A JPH06175242A JP5130272A JP13027293A JPH06175242A JP H06175242 A JPH06175242 A JP H06175242A JP 5130272 A JP5130272 A JP 5130272A JP 13027293 A JP13027293 A JP 13027293A JP H06175242 A JPH06175242 A JP H06175242A
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- light
- image display
- optical element
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- 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
- G02B30/22—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 stereoscopic type
- G02B30/24—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 stereoscopic type involving temporal multiplexing, e.g. using sequentially activated left and right shutters
-
- 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
- H04N13/31—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
- H04N13/363—Image reproducers using image projection screens
-
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- 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
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、既存の帯域幅およびフォーマット
を用いて自動立体画像を表示できる表示装置を提供す
る。 【構成】 自動立体画像表示装置は、透過式表示装置の
近傍に挿入された光学要素を備え、表示装置の輝度が改
良されている。少なくとも１人の観測者の頭部位置を感
受できる頭部位置感受装置が付加的に係合される。頭部
感受装置によって提供される観測者の頭部位置に関する
情報に応じて、表示装置の発光領域を移動させる手段も
係合される。
を用いて自動立体画像を表示できる表示装置を提供す
る。 【構成】 自動立体画像表示装置は、透過式表示装置の
近傍に挿入された光学要素を備え、表示装置の輝度が改
良されている。少なくとも１人の観測者の頭部位置を感
受できる頭部位置感受装置が付加的に係合される。頭部
感受装置によって提供される観測者の頭部位置に関する
情報に応じて、表示装置の発光領域を移動させる手段も
係合される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、テレビ、コンピュータ
グラフィクス、および類似の画像表示装置に用いられる
自動立体画像表示装置に関する。
グラフィクス、および類似の画像表示装置に用いられる
自動立体画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】米国特許第４，７１７，９４９号には多
数の発光線を有する自動立体画像表示装置が記載され、
この発光線は透過式表示装置の後方に配置されている。
数の発光線を有する自動立体画像表示装置が記載され、
この発光線は透過式表示装置の後方に配置されている。
【０００３】米国特許第４，８２９，３６５号には特別
なマスキング技術が記載され、このマスキング技術では
実際的にあらゆる形状の透過式表示装置を備えたこの型
式の表示装置を用いてきた。
なマスキング技術が記載され、このマスキング技術では
実際的にあらゆる形状の透過式表示装置を備えたこの型
式の表示装置を用いてきた。
【０００４】さらに米国特許第５，０３６，３８５号に
記載の自動立体画像表示装置では、発光パターンおよび
カラーの発光パターンを点滅させる、あるいは移動させ
ることにより上記記載の自動立体画像表示装置の性能が
向上され、このため単一の観測者、あるいは複数の観測
者のそれぞれに対し正確な遠近関係を伴ったホログラム
のような画像が提供される。
記載の自動立体画像表示装置では、発光パターンおよび
カラーの発光パターンを点滅させる、あるいは移動させ
ることにより上記記載の自動立体画像表示装置の性能が
向上され、このため単一の観測者、あるいは複数の観測
者のそれぞれに対し正確な遠近関係を伴ったホログラム
のような画像が提供される。
【０００５】これら全ての表示装置はコンピュータ端末
室、ロボット遠隔操作室、あるいは同様な環境にある少
数の人々が見るように構成されたものである。これらは
典型的な娯楽であるテレビを視聴するときのように部屋
内で無秩序に位置した多数の人々が見るのには適してい
ない。
室、ロボット遠隔操作室、あるいは同様な環境にある少
数の人々が見るように構成されたものである。これらは
典型的な娯楽であるテレビを視聴するときのように部屋
内で無秩序に位置した多数の人々が見るのには適してい
ない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、現在テレビに対して用いられている、あるいは将
来の高解像度テレビに対して用いられるであろう帯域幅
およびフォーマットと同じ帯域幅およびフォーマットを
用いて上記のような画像を表示できる表示装置を提供す
ることである。
的は、現在テレビに対して用いられている、あるいは将
来の高解像度テレビに対して用いられるであろう帯域幅
およびフォーマットと同じ帯域幅およびフォーマットを
用いて上記のような画像を表示できる表示装置を提供す
ることである。
【０００７】本発明の他の目的は、典型的な家の居間の
ような平均的な大きさの部屋において様々な位置に座っ
ている多数の人々に対して、３次元画像を表示できる表
示装置を提供することである。
ような平均的な大きさの部屋において様々な位置に座っ
ている多数の人々に対して、３次元画像を表示できる表
示装置を提供することである。
【０００８】また本発明の他の目的は、１人、あるいは
複数の人々が表示装置に対し位置した場所によって異な
る遠近図を表示できる表示装置を提供することであり、
このため各人は部屋内におけるその人の位置、あるいは
空間によって決まる適当な遠近図を、ゆがんだ画像でな
く、見ることができる。
複数の人々が表示装置に対し位置した場所によって異な
る遠近図を表示できる表示装置を提供することであり、
このため各人は部屋内におけるその人の位置、あるいは
空間によって決まる適当な遠近図を、ゆがんだ画像でな
く、見ることができる。
【０００９】本発明のさらなる目的は、表示装置の前方
に位置した多数の人々の位置を感受してこれらの人々の
みに向けて光を指向させることができる表示装置を提供
することであり、左眼がとらえるべき画像と右眼がとら
えるべき画像との２つの遠近画像のみを各人に対して発
生し、このためそれらを観測者がいない表示装置の前方
の領域において３次元画像を発生しないために帯域幅が
浪費されない。
に位置した多数の人々の位置を感受してこれらの人々の
みに向けて光を指向させることができる表示装置を提供
することであり、左眼がとらえるべき画像と右眼がとら
えるべき画像との２つの遠近画像のみを各人に対して発
生し、このためそれらを観測者がいない表示装置の前方
の領域において３次元画像を発生しないために帯域幅が
浪費されない。
【００１０】さらに本発明の別の目的は、表示装置の前
方に位置した各人に対して同一の左眼がとらえるべき画
像と同一の右眼がとらえるべき画像とを表示する表示装
置を提供することであり、したがって立体画像の伝送に
関して最小の帯域幅が可能となる。
方に位置した各人に対して同一の左眼がとらえるべき画
像と同一の右眼がとらえるべき画像とを表示する表示装
置を提供することであり、したがって立体画像の伝送に
関して最小の帯域幅が可能となる。
【００１１】本発明のさらに別の目的は以下の記載およ
び特許請求の範囲を参照すると当業者には明らかになる
であろう。
び特許請求の範囲を参照すると当業者には明らかになる
であろう。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、輝度が
改良された自動立体画像表示装置であって、（ａ）発光
領域を発生、あるいは伝送できる表面と、（ｂ）上記表
面から離設された透過式表示装置、あるいは反射ライト
バルブ式表示装置と、（ｃ）上記表面上に上記発光領域
を作り出す装置と、（ｄ）発光領域を順次明滅させると
共にこの工程を連続的に繰り返させる手段と、（ｅ）上
記装置上の画像を迅速に変化させて発光領域が異なる度
に異なる画像が表示されるようにする手段と、を具備し
た自動立体画像表示装置において、上記透過式表示装置
に隣接配置されると共に上記装置とほぼ同次元である光
学要素であって、第１の表面上の発光領域からの光を上
記表示装置から離設された平面上に集束させるようにし
た光学要素をさらに備えたことによって輝度が改良され
た自動立体画像表示装置が提供される。
改良された自動立体画像表示装置であって、（ａ）発光
領域を発生、あるいは伝送できる表面と、（ｂ）上記表
面から離設された透過式表示装置、あるいは反射ライト
バルブ式表示装置と、（ｃ）上記表面上に上記発光領域
を作り出す装置と、（ｄ）発光領域を順次明滅させると
共にこの工程を連続的に繰り返させる手段と、（ｅ）上
記装置上の画像を迅速に変化させて発光領域が異なる度
に異なる画像が表示されるようにする手段と、を具備し
た自動立体画像表示装置において、上記透過式表示装置
に隣接配置されると共に上記装置とほぼ同次元である光
学要素であって、第１の表面上の発光領域からの光を上
記表示装置から離設された平面上に集束させるようにし
た光学要素をさらに備えたことによって輝度が改良され
た自動立体画像表示装置が提供される。
【００１３】
【実施例】図１および図２には、本発明の自動立体画像
表示装置で用いられた基本的な光学原理が示される。図
１は表示装置の斜視図であり、図２は図１の表示装置の
頂面図である。
表示装置で用いられた基本的な光学原理が示される。図
１は表示装置の斜視図であり、図２は図１の表示装置の
頂面図である。
【００１４】本発明の自動立体画像表示装置は、（ａ）
発光領域を発生、あるいは伝送できる表面１と、（ｂ）
上記表面から離設された透過式表示装置、あるいは反射
ライトバルブ式表示装置２と、（ｃ）上記透過式、ある
いは反射式ライトバルブ表示装置に隣接配置されると共
に上記装置とほぼ同次元である光学要素３であって、第
１の表面１上の発光領域からの光を上記表示装置２から
離設された平面上に集束させるようにした光学要素３
と、（ｄ）発光領域１を順次明滅させると共にこの工程
を連続的に繰り返させる手段と、（ｅ）透過式表示装置
２上の画像を迅速に変化させて発光領域１が異なる度に
異なる画像が表示されるようにする手段と、を具備し、
その結果、光が平面上において広角度で発散せずに集束
するようにされ、この平面に隣接配置された観測者の眼
に向けて光が集中されるために輝度が改良された表示装
置が形成される。
発光領域を発生、あるいは伝送できる表面１と、（ｂ）
上記表面から離設された透過式表示装置、あるいは反射
ライトバルブ式表示装置２と、（ｃ）上記透過式、ある
いは反射式ライトバルブ表示装置に隣接配置されると共
に上記装置とほぼ同次元である光学要素３であって、第
１の表面１上の発光領域からの光を上記表示装置２から
離設された平面上に集束させるようにした光学要素３
と、（ｄ）発光領域１を順次明滅させると共にこの工程
を連続的に繰り返させる手段と、（ｅ）透過式表示装置
２上の画像を迅速に変化させて発光領域１が異なる度に
異なる画像が表示されるようにする手段と、を具備し、
その結果、光が平面上において広角度で発散せずに集束
するようにされ、この平面に隣接配置された観測者の眼
に向けて光が集中されるために輝度が改良された表示装
置が形成される。
【００１５】上記の輝度が改良された表示装置には観測
者の頭部を追跡する、あるいは感受する表示装置が適合
され、この表示装置は、（ａ）表示装置２の表面の頂部
に配置されると共に表示装置２の表面の前方に向けて延
びる頭部位置感受装置４と、（ｂ）上記の頭部追跡装
置、あるいは頭部感受装置４によって提供される観測者
の頭部位置に関する情報に応じて第１表面１上の発光領
域を移動させる手段と、を含み、その結果自動立体画像
が光学要素の集束作用を介して上記画像の観測者の方向
のみに伝送される。
者の頭部を追跡する、あるいは感受する表示装置が適合
され、この表示装置は、（ａ）表示装置２の表面の頂部
に配置されると共に表示装置２の表面の前方に向けて延
びる頭部位置感受装置４と、（ｂ）上記の頭部追跡装
置、あるいは頭部感受装置４によって提供される観測者
の頭部位置に関する情報に応じて第１表面１上の発光領
域を移動させる手段と、を含み、その結果自動立体画像
が光学要素の集束作用を介して上記画像の観測者の方向
のみに伝送される。
【００１６】ライトバルブ配列体２は、発光している
線、点、あるいは他の形状の領域が表示される発光パネ
ル１の表面の前方に配置されると共に発光パネル１の表
面から離設される。この特別な実施例において、ライト
バルブ配列体２として液晶表示装置のような透過式表示
装置が望ましい。容易に用いることができる液晶表示装
置はスメクチック液晶装置、あるいはスメクチック液晶
表示装置である。他の実施例では、そのすぐ後方に反射
表面を備えた液晶表示装置（ＬＣＤ）のような反射式表
示装置がライトバルブ配列体として用いられ得る。
線、点、あるいは他の形状の領域が表示される発光パネ
ル１の表面の前方に配置されると共に発光パネル１の表
面から離設される。この特別な実施例において、ライト
バルブ配列体２として液晶表示装置のような透過式表示
装置が望ましい。容易に用いることができる液晶表示装
置はスメクチック液晶装置、あるいはスメクチック液晶
表示装置である。他の実施例では、そのすぐ後方に反射
表面を備えた液晶表示装置（ＬＣＤ）のような反射式表
示装置がライトバルブ配列体として用いられ得る。
【００１７】本実施例では、パネル１の表面はライトバ
ルブ配列体２から相対的に後方に配置される。その表面
に互いに直角をなして離設された多数行および列の画素
を備えた、典型的な高解像度の平板状気体プラズマ表示
装置がパネルとして適当である。同様に、残光が少ない
蛍光体を備えた陰極線管（ＣＲＴ）、画素の応答時間が
速いバックライト式の液晶表示装置、あるいはライトバ
ルブ配列体２の後方の平面上に一列、あるいは複数列に
取付けられた多数の独立したランプが適している。また
パネル１は、第２の光源、例えば小型陰極線管からの発
光領域が投影される受動的な拡散表面でもよい。
ルブ配列体２から相対的に後方に配置される。その表面
に互いに直角をなして離設された多数行および列の画素
を備えた、典型的な高解像度の平板状気体プラズマ表示
装置がパネルとして適当である。同様に、残光が少ない
蛍光体を備えた陰極線管（ＣＲＴ）、画素の応答時間が
速いバックライト式の液晶表示装置、あるいはライトバ
ルブ配列体２の後方の平面上に一列、あるいは複数列に
取付けられた多数の独立したランプが適している。また
パネル１は、第２の光源、例えば小型陰極線管からの発
光領域が投影される受動的な拡散表面でもよい。
【００１８】レンズ３はライトバルブ配列体２に、ある
いはライトバルブ配列体２の近くに設けられる。図１お
よび図２において、レンズ３はパネル１の一側に離設さ
れて示される。レンズ３はパネル１の表面からの光を観
測平面７上に集束させるようにする。レンズ３は光を水
平方向のみには集束させるように作動する必要がある
が、光を垂直方向に関して集束させるように作動しても
よい。レンズ３はこの位置において（ガラス、あるいは
プラスチックの）凸レンズでよいが、従来の凸レンズよ
りも安価で、軽く、かつ小型のフレネルレンズが好まし
い。
いはライトバルブ配列体２の近くに設けられる。図１お
よび図２において、レンズ３はパネル１の一側に離設さ
れて示される。レンズ３はパネル１の表面からの光を観
測平面７上に集束させるようにする。レンズ３は光を水
平方向のみには集束させるように作動する必要がある
が、光を垂直方向に関して集束させるように作動しても
よい。レンズ３はこの位置において（ガラス、あるいは
プラスチックの）凸レンズでよいが、従来の凸レンズよ
りも安価で、軽く、かつ小型のフレネルレンズが好まし
い。
【００１９】パネル１は発光位置８，９，１０，１１を
順次点灯させ、次いで消灯させて各位置がレンズ３によ
って平面７上の領域４３，４４，４５，４６内に順番に
集束されるようにする。位置８がまず点灯し、この光は
領域４３に向けて集束される。次いで位置８が消灯する
と共に位置９が点灯して領域４４内に集束される。次い
で位置９が消灯すると共に位置１０が点灯して領域４５
内に集束され、次いで領域１１が点灯し、消灯する。領
域１１が消灯した後領域８が点灯してこの工程が繰り返
される。
順次点灯させ、次いで消灯させて各位置がレンズ３によ
って平面７上の領域４３，４４，４５，４６内に順番に
集束されるようにする。位置８がまず点灯し、この光は
領域４３に向けて集束される。次いで位置８が消灯する
と共に位置９が点灯して領域４４内に集束される。次い
で位置９が消灯すると共に位置１０が点灯して領域４５
内に集束され、次いで領域１１が点灯し、消灯する。領
域１１が消灯した後領域８が点灯してこの工程が繰り返
される。
【００２０】位置８が点灯すると、ライトバルブ２は領
域４３内の位置から見るのに適当な遠近関係を伴って像
を表示する。位置９が点灯すると、領域４４に適当な遠
近図が表示され、位置１０，１１についても同様であ
り、平面７の近くの領域４３，４４，４５，４６内のい
ずれかにある観測者の眼がその位置に対して適当ないく
つかの像の遠近図を見るようにする。透過式表示装置２
は、或る発光領域が消灯してから次の領域が点灯するま
での間の時間に画像を変化させる。４つの領域４３，４
４，４５，４６を提供する４つの発光位置８，９，１
０，１１が図示されているが、或る１つの位置が平面７
内に示された各領域に光を提供する、多数の位置が使用
され得る。
域４３内の位置から見るのに適当な遠近関係を伴って像
を表示する。位置９が点灯すると、領域４４に適当な遠
近図が表示され、位置１０，１１についても同様であ
り、平面７の近くの領域４３，４４，４５，４６内のい
ずれかにある観測者の眼がその位置に対して適当ないく
つかの像の遠近図を見るようにする。透過式表示装置２
は、或る発光領域が消灯してから次の領域が点灯するま
での間の時間に画像を変化させる。４つの領域４３，４
４，４５，４６を提供する４つの発光位置８，９，１
０，１１が図示されているが、或る１つの位置が平面７
内に示された各領域に光を提供する、多数の位置が使用
され得る。
【００２１】図示された発光位置８，９，１０，１１は
四角形であるが、鉛直方向に延びる帯形状のような、他
の形状でもよい。
四角形であるが、鉛直方向に延びる帯形状のような、他
の形状でもよい。
【００２２】上述の構成において、観測者がいない位置
への遠近画像の提供のためにかなりの量の帯域幅および
画像操作時間が浪費される。典型的に、どんな所定時間
においても、単一あるいは２人の観測者が表示装置を見
ると共にこのあるいはこれら観測者が他の領域に視線を
移動させるまで、観測者の眼は他の領域をむだにしつつ
せいぜい４つの領域を見ている。この非効率性は、産業
界において頭部追跡器として知られている頭部位置感受
装置によって克服できる。頭部追跡器は、発光領域が形
成される表面１とコンピュータ、あるいは表示装置２上
に画像を提供する他の装置と係合されて作動する。
への遠近画像の提供のためにかなりの量の帯域幅および
画像操作時間が浪費される。典型的に、どんな所定時間
においても、単一あるいは２人の観測者が表示装置を見
ると共にこのあるいはこれら観測者が他の領域に視線を
移動させるまで、観測者の眼は他の領域をむだにしつつ
せいぜい４つの領域を見ている。この非効率性は、産業
界において頭部追跡器として知られている頭部位置感受
装置によって克服できる。頭部追跡器は、発光領域が形
成される表面１とコンピュータ、あるいは表示装置２上
に画像を提供する他の装置と係合されて作動する。
【００２３】アルフレッド シュワルツによる論文「頭
部追跡式立体表示装置」、１９８５年国際表示装置調査
会議会議録、中に記載された装置に類似した頭部追跡装
置、あるいは頭部感受器４は、表示装置２上に、あるい
は近傍に取付けられる。選択的に頭部追跡器、あるいは
感受器４は、パンドによる米国特許第４，６４９，４２
５号に記載の型式でもよい。さらに他の頭部位置決め装
置が用いられ得る。観測者が追跡器の前方に座ったと
き、頭部追跡器は少なくとも１人の観測者の頭部位置を
決定する。理想的には、この頭部追跡器４は１人以上の
観測者の頭部を認識し、追跡すべきである。このこと
は、発光体１８を取付けた数人の位置を追跡できるポル
ヘムス（Polhemus）磁気追跡装置によって可能となる。
部追跡式立体表示装置」、１９８５年国際表示装置調査
会議会議録、中に記載された装置に類似した頭部追跡装
置、あるいは頭部感受器４は、表示装置２上に、あるい
は近傍に取付けられる。選択的に頭部追跡器、あるいは
感受器４は、パンドによる米国特許第４，６４９，４２
５号に記載の型式でもよい。さらに他の頭部位置決め装
置が用いられ得る。観測者が追跡器の前方に座ったと
き、頭部追跡器は少なくとも１人の観測者の頭部位置を
決定する。理想的には、この頭部追跡器４は１人以上の
観測者の頭部を認識し、追跡すべきである。このこと
は、発光体１８を取付けた数人の位置を追跡できるポル
ヘムス（Polhemus）磁気追跡装置によって可能となる。
【００２４】パネル１は、図１および図２における四角
形８，９，１０，１１のような線、あるいは他の形状を
なす、その表面上にあるどんな発光位置も表示すること
ができると共に頭部追跡装置の指示から独立して上記発
光位置を移動させることができる。レンズ３が発光位置
８，１０からの光を観測者の右眼が位置する平面７内の
領域に集束させると共に、発光位置９，１１からの光を
観測者の左眼が位置する平面７内の領域に集束させるよ
うな位置に領域が移動される。
形８，９，１０，１１のような線、あるいは他の形状を
なす、その表面上にあるどんな発光位置も表示すること
ができると共に頭部追跡装置の指示から独立して上記発
光位置を移動させることができる。レンズ３が発光位置
８，１０からの光を観測者の右眼が位置する平面７内の
領域に集束させると共に、発光位置９，１１からの光を
観測者の左眼が位置する平面７内の領域に集束させるよ
うな位置に領域が移動される。
【００２５】パネル１は発光位置８，９，１０，１１を
順次点灯し、次いで消灯して各発光位置８，９，１０，
１１がレンズ３によって平面７内、あるいは近傍に位置
する観測者の眼２０，２１，２２，２３に向けて集束さ
れるようにする。発光位置８がまず点灯し、この光が第
１の観測者の右眼２０に向けて集束される。次いで発光
位置８が消灯され、発光位置９が点灯されて第１観測者
の左眼２１に向けて集束される。次いで、発光位置９が
消灯され、発光位置１０が点灯されて第２観測者の右眼
２２に向けて集束され、さらに次いで発光位置１０が消
灯され、発光位置１１が点灯されて第２観測者の左眼２
３に向けて集束される。
順次点灯し、次いで消灯して各発光位置８，９，１０，
１１がレンズ３によって平面７内、あるいは近傍に位置
する観測者の眼２０，２１，２２，２３に向けて集束さ
れるようにする。発光位置８がまず点灯し、この光が第
１の観測者の右眼２０に向けて集束される。次いで発光
位置８が消灯され、発光位置９が点灯されて第１観測者
の左眼２１に向けて集束される。次いで、発光位置９が
消灯され、発光位置１０が点灯されて第２観測者の右眼
２２に向けて集束され、さらに次いで発光位置１０が消
灯され、発光位置１１が点灯されて第２観測者の左眼２
３に向けて集束される。
【００２６】発光位置８が点灯すると、ライトバルブ２
は第１観測者の右眼の位置から見るのに適当な遠近関係
を伴って像を表示する。位置９が点灯すると、第１観測
者の左眼の位置に対して適当な遠近図が表示され、位置
１０，１１についても同様であり、各観測者がその位置
に対して適当ないくつかの像の遠近図を見るようにす
る。透過式表示装置は、或る発光領域が消灯してから次
の領域が点灯するまでの間の時間に画像を変化させる。
さらに、観測者の頭部が移動するのに伴い、コンピュー
タは発光位置８，９，１０，１１の位置を移動させて発
光位置８，９，１０，１１が観測者の眼に集束され続け
るようにする。加えて、コンピュータはライトバルブ２
上において遠近図を変化させて、観測者の頭部が移動す
るのに伴い、観測者が、ちょうど実像を見るように、変
化する対象物の遠近図を見るようにし、このため観測者
は頭部を動かすことができ、また部屋内を見回すことが
できる。
は第１観測者の右眼の位置から見るのに適当な遠近関係
を伴って像を表示する。位置９が点灯すると、第１観測
者の左眼の位置に対して適当な遠近図が表示され、位置
１０，１１についても同様であり、各観測者がその位置
に対して適当ないくつかの像の遠近図を見るようにす
る。透過式表示装置は、或る発光領域が消灯してから次
の領域が点灯するまでの間の時間に画像を変化させる。
さらに、観測者の頭部が移動するのに伴い、コンピュー
タは発光位置８，９，１０，１１の位置を移動させて発
光位置８，９，１０，１１が観測者の眼に集束され続け
るようにする。加えて、コンピュータはライトバルブ２
上において遠近図を変化させて、観測者の頭部が移動す
るのに伴い、観測者が、ちょうど実像を見るように、変
化する対象物の遠近図を見るようにし、このため観測者
は頭部を動かすことができ、また部屋内を見回すことが
できる。
【００２７】観測者が座っている位置に関わらず、各観
測者が同一の２つの遠近図を見るとすると、コンピュー
タの処理時間、帯域幅、および画像表示速度を低減でき
る。このような場合、全ての観測者の右眼に向けて集束
される発光位置８，１０が同時に点灯され、像のうちの
右眼がとらえる画像がライトバルブ２上に表示される。
次いで、左眼２１，２３に集束されるべき発光位置９，
１１が直ちに点灯され、像のうちの左眼がとらえる画像
が透過式表示装置５上に表示される。上述のように、発
光位置８，９，１０，１１は観測者の眼に追従し得る。
しかしながら、観測者が前方に、あるいは後方に移動す
るのに伴い観測者は同一の遠近図を見るようになり、こ
のため部屋内を見回すことができない。この効果は偏向
ガラスを用いて提供される効果と同一である。
測者が同一の２つの遠近図を見るとすると、コンピュー
タの処理時間、帯域幅、および画像表示速度を低減でき
る。このような場合、全ての観測者の右眼に向けて集束
される発光位置８，１０が同時に点灯され、像のうちの
右眼がとらえる画像がライトバルブ２上に表示される。
次いで、左眼２１，２３に集束されるべき発光位置９，
１１が直ちに点灯され、像のうちの左眼がとらえる画像
が透過式表示装置５上に表示される。上述のように、発
光位置８，９，１０，１１は観測者の眼に追従し得る。
しかしながら、観測者が前方に、あるいは後方に移動す
るのに伴い観測者は同一の遠近図を見るようになり、こ
のため部屋内を見回すことができない。この効果は偏向
ガラスを用いて提供される効果と同一である。
【００２８】図１および図２には２人の観測者に向けて
集束される光を提供する二対の発光位置が示されるが、
全ての観測者の頭部を感受し追跡できる頭部追跡装置を
備えたときには観測者はこれより多くすることができ
る。この場合、領域８，９と同様な一対の発光位置が各
観測者に対してパネル１上に形成されると共に、これら
からの光が各観測者の眼に向けて集束されるようにパネ
ル１上に配置される。
集束される光を提供する二対の発光位置が示されるが、
全ての観測者の頭部を感受し追跡できる頭部追跡装置を
備えたときには観測者はこれより多くすることができ
る。この場合、領域８，９と同様な一対の発光位置が各
観測者に対してパネル１上に形成されると共に、これら
からの光が各観測者の眼に向けて集束されるようにパネ
ル１上に配置される。
【００２９】図５および図６には、図１および図２に示
された、薄状のパネル１を含む表示装置５の変更例が示
される。図５は表示装置５の部分拡大斜視図である。図
６は表示装置５全体の頂面図である。発光パネル１はラ
イトバルブ２の後方に、かつライトバルブ２に平行に配
置される。ライトバルブ２上の分離画素１６群に対して
１つの正方形状の凸レンズ、あるいはフレネルレンズ１
４を備えた、多数のレンズを有する薄板１４がライトバ
ルブ２の前方、あるいは後方にわずかな間隔で配置され
る。頭部追跡器４が各観測者の位置を追跡しつつ、レン
ズ１４はパネル１上の発光位置からの光を観測平面７上
に集束させる。表示装置２上の画素１６の総数のうち１
個からかなりの部分まで、あらゆる数の画素１６が各レ
ンズ１４に覆われてもよい。
された、薄状のパネル１を含む表示装置５の変更例が示
される。図５は表示装置５の部分拡大斜視図である。図
６は表示装置５全体の頂面図である。発光パネル１はラ
イトバルブ２の後方に、かつライトバルブ２に平行に配
置される。ライトバルブ２上の分離画素１６群に対して
１つの正方形状の凸レンズ、あるいはフレネルレンズ１
４を備えた、多数のレンズを有する薄板１４がライトバ
ルブ２の前方、あるいは後方にわずかな間隔で配置され
る。頭部追跡器４が各観測者の位置を追跡しつつ、レン
ズ１４はパネル１上の発光位置からの光を観測平面７上
に集束させる。表示装置２上の画素１６の総数のうち１
個からかなりの部分まで、あらゆる数の画素１６が各レ
ンズ１４に覆われてもよい。
【００３０】一組の発光位置８，９，１０，１１が各画
素群の後方に表示される。各領域は平面７内にいる観測
者の一方の眼に向けて集束するような位置に配置され
る。観測者の左眼２１上に集束する全発光領域が直ちに
点灯でき、観測者の右眼２０上に集束する全発光領域が
直ちに点灯できる。選択可能には、単一の「右眼」がと
らえる像が透過式画像形成装置２上に表示されつつ、そ
の光が観測者の右眼に向けて集束される発光領域８，１
０の全組を直ちに点灯すると共に、装置２が単一の「左
眼」がとらえる像を表示しつつ、その光が観測者の左眼
に向けて集束される全発光領域９，１１を次いで点灯さ
せるようにしてもよい。
素群の後方に表示される。各領域は平面７内にいる観測
者の一方の眼に向けて集束するような位置に配置され
る。観測者の左眼２１上に集束する全発光領域が直ちに
点灯でき、観測者の右眼２０上に集束する全発光領域が
直ちに点灯できる。選択可能には、単一の「右眼」がと
らえる像が透過式画像形成装置２上に表示されつつ、そ
の光が観測者の右眼に向けて集束される発光領域８，１
０の全組を直ちに点灯すると共に、装置２が単一の「左
眼」がとらえる像を表示しつつ、その光が観測者の左眼
に向けて集束される全発光領域９，１１を次いで点灯さ
せるようにしてもよい。
【００３１】光学的に、図５および図６の装置の配置は
図１および図２の表示装置を多数敷き詰めたものと同一
である。各画素群１６およびその後方の発光パネルの作
動は、光学的に図１および図２の表示装置と同一であ
る。
図１および図２の表示装置を多数敷き詰めたものと同一
である。各画素群１６およびその後方の発光パネルの作
動は、光学的に図１および図２の表示装置と同一であ
る。
【００３２】図１および図２の表示装置の変更例は、観
測者が画像を見るべく平面７近傍に座らなければならな
いという点で、限定される。実際、立体画像を見るため
には、観測者の眼は平面７の前方および後方に数インチ
以内に維持されなければならない。装置がコンピュータ
の表示スクリーンとして、あるいはビデオゲームの表示
装置として用いられたときには状況は良好であるが、こ
れは全ての利用者が表示スクリーンから数フィート以内
に比較的静止して座っているからである。しかしなが
ら、この型式の表示装置が家庭用娯楽のためのテレビと
して用いられたときには状況は問題を生じる。この型式
の状況において、観測者は大きな部屋全体に無秩序に座
るであろう。
測者が画像を見るべく平面７近傍に座らなければならな
いという点で、限定される。実際、立体画像を見るため
には、観測者の眼は平面７の前方および後方に数インチ
以内に維持されなければならない。装置がコンピュータ
の表示スクリーンとして、あるいはビデオゲームの表示
装置として用いられたときには状況は良好であるが、こ
れは全ての利用者が表示スクリーンから数フィート以内
に比較的静止して座っているからである。しかしなが
ら、この型式の表示装置が家庭用娯楽のためのテレビと
して用いられたときには状況は問題を生じる。この型式
の状況において、観測者は大きな部屋全体に無秩序に座
るであろう。
【００３３】しかしながら、テレビを見ている状況にお
いて、観測者の眼全ては、少なくとも座っているときに
は、或る同一平面上にあり、この場合この平面は部屋の
床６に平行、あるいはほぼ平行な水平方向の平面である
と共に床６から数フィート上方にある。したがって、パ
ネル１の発光位置が集束される観測平面７が表示スクリ
ーンに平行で鉛直方向の平面でなく、部屋の床６に平行
で水平方向の平面であると有利である。
いて、観測者の眼全ては、少なくとも座っているときに
は、或る同一平面上にあり、この場合この平面は部屋の
床６に平行、あるいはほぼ平行な水平方向の平面である
と共に床６から数フィート上方にある。したがって、パ
ネル１の発光位置が集束される観測平面７が表示スクリ
ーンに平行で鉛直方向の平面でなく、部屋の床６に平行
で水平方向の平面であると有利である。
【００３４】図１および図２の装置の形状に関する変更
が可能である。このような変更は図３および図４に示さ
れ、図３は側面図であり、図４は頂面図である。これら
の図において、透過式表示装置２は発光パネル１に対し
傾斜させて平面７へのパネル１の画像が表示装置２に対
し傾斜するようにしている。図３に示すように、パネル
１が鉛直方向に延びると共に表示装置２が前方に傾斜す
るとパネル１の画像はさらにより大きな角度で前方に傾
斜する。表示装置２を適当な角度に傾斜させると平面７
は部屋の床６に平行、あるいはほぼ平行に形成される。
が可能である。このような変更は図３および図４に示さ
れ、図３は側面図であり、図４は頂面図である。これら
の図において、透過式表示装置２は発光パネル１に対し
傾斜させて平面７へのパネル１の画像が表示装置２に対
し傾斜するようにしている。図３に示すように、パネル
１が鉛直方向に延びると共に表示装置２が前方に傾斜す
るとパネル１の画像はさらにより大きな角度で前方に傾
斜する。表示装置２を適当な角度に傾斜させると平面７
は部屋の床６に平行、あるいはほぼ平行に形成される。
【００３５】簡単なレンズ要素３ではパネル１の画像が
湾曲されやすいために、パネル１の表面を凹状にして平
面７内、あるいは平面７近傍において画像がほぼ平坦お
よび直線になるようにするのが望ましい。また、レンズ
構成の技術においてよく知られているように、パネル１
から平面７までの光学的経路に沿った多数のレンズを用
いて正確な画像に対する画像の湾曲および歪みを修正で
きる。
湾曲されやすいために、パネル１の表面を凹状にして平
面７内、あるいは平面７近傍において画像がほぼ平坦お
よび直線になるようにするのが望ましい。また、レンズ
構成の技術においてよく知られているように、パネル１
から平面７までの光学的経路に沿った多数のレンズを用
いて正確な画像に対する画像の湾曲および歪みを修正で
きる。
【００３６】頭部感受装置４は、図１および図２に示さ
れたようにパネル１が表示装置２の後方にかつ表示装置
２に対して平行にされたときも、あるいは図３および図
４、あるいはそれ以降の図に示されたようにこれらの要
素が互いに傾斜されたときも、適用できる。図３および
図４に示された状況において、平面７内の様々な領域に
位置する観測者２６を追跡できることは特に有用であ
る。
れたようにパネル１が表示装置２の後方にかつ表示装置
２に対して平行にされたときも、あるいは図３および図
４、あるいはそれ以降の図に示されたようにこれらの要
素が互いに傾斜されたときも、適用できる。図３および
図４に示された状況において、平面７内の様々な領域に
位置する観測者２６を追跡できることは特に有用であ
る。
【００３７】図７および図８に示された図５および図６
の表示装置の変更例では観測平面を部屋の床６に対して
平行にすることができる。表示装置２の平板特性が維持
されつつ、図７には表示装置２の単一の「タイル」部分
がこの形状においてどのように作動するかが示される。
図８は表示装置全体の側面図が示され、発光パネル１の
表面の各部分１５は画素１６群およびレンズ１４の後方
に配置され、保持構造体２４によって画素１６から離設
され、レンズ１４の平面および床６に対して傾斜され
る。発光パネル１の表面の各部分１５は発光パネル支持
部材１９に取付けられて位置決めされる。頂部に位置す
る部分１５は底部に位置する部分１５よりもレンズ１４
から離れている。このため、図７および図８に示される
ように、表面１５上における光点８，９の画像が床６に
平行な平面７上に写し出される。
の表示装置の変更例では観測平面を部屋の床６に対して
平行にすることができる。表示装置２の平板特性が維持
されつつ、図７には表示装置２の単一の「タイル」部分
がこの形状においてどのように作動するかが示される。
図８は表示装置全体の側面図が示され、発光パネル１の
表面の各部分１５は画素１６群およびレンズ１４の後方
に配置され、保持構造体２４によって画素１６から離設
され、レンズ１４の平面および床６に対して傾斜され
る。発光パネル１の表面の各部分１５は発光パネル支持
部材１９に取付けられて位置決めされる。頂部に位置す
る部分１５は底部に位置する部分１５よりもレンズ１４
から離れている。このため、図７および図８に示される
ように、表面１５上における光点８，９の画像が床６に
平行な平面７上に写し出される。
【００３８】上述のように、頭部追跡器、あるいは頭部
感受装置４は、図３，４，７，８に示されるように、こ
れらの配置内での観測者２６の位置を追跡し続けること
ができる。この追跡器は、パンドによる米国特許第４，
６４９，４２５号に記載されたような、観測領域のディ
ジタル画像をパターン認識プログラムに提供するカメラ
でよく、このプログラムでは人間の顔を識別できる。選
択的に、観測者２６は小型バッテリにより駆動されボタ
ン程度の大きさの型式の赤外線発光器１８をその衣服に
クリップ止めし、このため、パターン認識することな
く、このような追跡器が観測者２６の位置を追跡し続け
られる。
感受装置４は、図３，４，７，８に示されるように、こ
れらの配置内での観測者２６の位置を追跡し続けること
ができる。この追跡器は、パンドによる米国特許第４，
６４９，４２５号に記載されたような、観測領域のディ
ジタル画像をパターン認識プログラムに提供するカメラ
でよく、このプログラムでは人間の顔を識別できる。選
択的に、観測者２６は小型バッテリにより駆動されボタ
ン程度の大きさの型式の赤外線発光器１８をその衣服に
クリップ止めし、このため、パターン認識することな
く、このような追跡器が観測者２６の位置を追跡し続け
られる。
【００３９】発光領域からの光を観測者の眼に向けて集
束させる光学要素はレンズに限定されないことが記載さ
れるべきである。図９に示すように、集束鏡１２、ある
いは鏡１２とレンズ３との結合体が用いられ得る。
束させる光学要素はレンズに限定されないことが記載さ
れるべきである。図９に示すように、集束鏡１２、ある
いは鏡１２とレンズ３との結合体が用いられ得る。
【００４０】図９において、発光パネル１は床６に対し
て平行、あるいはほぼ平行に配置される。ライトバルブ
２はパネル１に対して或る角度をなすように配置され、
フレネル鏡装置１７はライトバルブ２の後方に隣接配置
される。このフレネル鏡１７は理想的には、透過式表示
装置２の画素層の直後方に位置する平坦な反射鏡１２表
面と、鏡１２の前方に位置するフレネルレンズ３と、か
ら成る。選択的に、鏡１２がフレネル稜線を備えた反射
表面から成るようにしてもよい。この鏡は発光パネル１
上の発光位置を平面７上に集束させ、この平面７は観測
者２６が座席に座ったときの観測者の眼の平均的な高さ
にほぼ等しい。さらに選択可能には、米国特許第４，２
４８，５０１号（マイクロ−カール特許として知られて
いる）中に開示されたような反射式ライトバルブを用い
てもよく、この反射式ライトバルブは吸収式、あるいは
反射式に画素を形成すると共に画素の前方にフレネルレ
ンズを配置したことによって機能する。
て平行、あるいはほぼ平行に配置される。ライトバルブ
２はパネル１に対して或る角度をなすように配置され、
フレネル鏡装置１７はライトバルブ２の後方に隣接配置
される。このフレネル鏡１７は理想的には、透過式表示
装置２の画素層の直後方に位置する平坦な反射鏡１２表
面と、鏡１２の前方に位置するフレネルレンズ３と、か
ら成る。選択的に、鏡１２がフレネル稜線を備えた反射
表面から成るようにしてもよい。この鏡は発光パネル１
上の発光位置を平面７上に集束させ、この平面７は観測
者２６が座席に座ったときの観測者の眼の平均的な高さ
にほぼ等しい。さらに選択可能には、米国特許第４，２
４８，５０１号（マイクロ−カール特許として知られて
いる）中に開示されたような反射式ライトバルブを用い
てもよく、この反射式ライトバルブは吸収式、あるいは
反射式に画素を形成すると共に画素の前方にフレネルレ
ンズを配置したことによって機能する。
【００４１】図９の装置はかなり大きいライトバルブを
必要とし、理想的には対角線が１メータ、あるいはそれ
以上のライトバルブを必要とする。これに関し、世界中
においてこのようなライトバルブを製造する実際的な方
法を創案するために多くの研究がなされている。図７の
装置の変更例では非常に小型の液晶表示装置の画像をフ
レネル鏡に投影できる。この装置は図１０に示される。
必要とし、理想的には対角線が１メータ、あるいはそれ
以上のライトバルブを必要とする。これに関し、世界中
においてこのようなライトバルブを製造する実際的な方
法を創案するために多くの研究がなされている。図７の
装置の変更例では非常に小型の液晶表示装置の画像をフ
レネル鏡に投影できる。この装置は図１０に示される。
【００４２】図１０において、発光領域を表示する表
面、あるいは平面３０は中間的な寸法の液晶表示装置３
１に対して或る角度をなすように配置され、この液晶表
示装置３１は対角線が約１０インチ、あるいは２５セン
チであり、これは現在利用されている液晶表示装置の典
型的な寸法である。液晶表示装置３１はその近傍に１
つ、あるいは複数のレンズ３２を有し、レンズ３２は表
面３０上の発光領域を画像平面３３上に投影し、画像平
面３３は液晶表示装置３１に対して傾斜される。第２の
レンズ、あるいはレンズ装置３４は凹面鏡、あるいは収
斂反射式フラネル鏡３８上に液晶表示装置３１の画像を
映し出す。レンズ装置３４は同時に、平面３３内の領域
を平面３５内の対応する位置に再び映し出し、平面３５
は液晶表示装置３１およびレンズ３２に対してさらに傾
斜される。平面３５は、平面３５内の発光領域が鏡３８
によって観測平面３６内の対応する領域内に再び映し出
されるように傾斜され、観測平面３６は床６に対してほ
ぼ平行に配置される。表面およびその関連部材３０、液
晶表示装置３１、レンズ３２、およびレンズ３４は魅力
的な包囲体、あるいは棚３７内に収容されてこれらの構
成要素が互いに正確に整列するよう保持され、またレン
ズ３２に対する上記レンズおよび光学要素の角度および
位置の調整が可能となる。より小型で、かつ／あるい
は、調節が容易な投影装置を構成するために、鏡のよう
な追加の光学要素が配置され得る。
面、あるいは平面３０は中間的な寸法の液晶表示装置３
１に対して或る角度をなすように配置され、この液晶表
示装置３１は対角線が約１０インチ、あるいは２５セン
チであり、これは現在利用されている液晶表示装置の典
型的な寸法である。液晶表示装置３１はその近傍に１
つ、あるいは複数のレンズ３２を有し、レンズ３２は表
面３０上の発光領域を画像平面３３上に投影し、画像平
面３３は液晶表示装置３１に対して傾斜される。第２の
レンズ、あるいはレンズ装置３４は凹面鏡、あるいは収
斂反射式フラネル鏡３８上に液晶表示装置３１の画像を
映し出す。レンズ装置３４は同時に、平面３３内の領域
を平面３５内の対応する位置に再び映し出し、平面３５
は液晶表示装置３１およびレンズ３２に対してさらに傾
斜される。平面３５は、平面３５内の発光領域が鏡３８
によって観測平面３６内の対応する領域内に再び映し出
されるように傾斜され、観測平面３６は床６に対してほ
ぼ平行に配置される。表面およびその関連部材３０、液
晶表示装置３１、レンズ３２、およびレンズ３４は魅力
的な包囲体、あるいは棚３７内に収容されてこれらの構
成要素が互いに正確に整列するよう保持され、またレン
ズ３２に対する上記レンズおよび光学要素の角度および
位置の調整が可能となる。より小型で、かつ／あるい
は、調節が容易な投影装置を構成するために、鏡のよう
な追加の光学要素が配置され得る。
【００４３】現在における液晶表示装置に対する画素の
最大応答時間が１００マイクロ秒程度であるために、１
／３０秒毎に多くの分離画像が形成され、各単位操作は
液晶表示装置の画像変化走査と、全画素が変化を完了す
るための追加の１００マイクロ秒とから構成される。こ
れにより、数人が表示装置を観測して画像の適当な遠近
関係を見ることができる。もちろん、さらに多くの人が
テレビを見ることができ、この表示装置において左眼が
とらえるべき全発光領域が点灯されると共に右眼がとら
えるべき全発光領域が点灯され、したがって１／３０秒
毎に２つの画像のみの提供が必要となる。
最大応答時間が１００マイクロ秒程度であるために、１
／３０秒毎に多くの分離画像が形成され、各単位操作は
液晶表示装置の画像変化走査と、全画素が変化を完了す
るための追加の１００マイクロ秒とから構成される。こ
れにより、数人が表示装置を観測して画像の適当な遠近
関係を見ることができる。もちろん、さらに多くの人が
テレビを見ることができ、この表示装置において左眼が
とらえるべき全発光領域が点灯されると共に右眼がとら
えるべき全発光領域が点灯され、したがって１／３０秒
毎に２つの画像のみの提供が必要となる。
【００４４】透過式表示装置、レンズ、および発光領域
が様々な形状に変更可能であり、これらが多数の観測者
の左眼に対し左眼がとらえるべき画像を提供できると共
にこれらの観測者の右眼に対し右眼がとらえるべき画像
を提供できることが、当業者には理解されるであろう。
したがって、本発明は特別の形状について記載した上記
実施例に限定されない。これは、上記実施例が本発明を
限定するのではなく本発明に含まれることを意味する。
が様々な形状に変更可能であり、これらが多数の観測者
の左眼に対し左眼がとらえるべき画像を提供できると共
にこれらの観測者の右眼に対し右眼がとらえるべき画像
を提供できることが、当業者には理解されるであろう。
したがって、本発明は特別の形状について記載した上記
実施例に限定されない。これは、上記実施例が本発明を
限定するのではなく本発明に含まれることを意味する。
【００４５】上述の全ての態様において、赤色、緑色、
および青色の画素の組を備えた表示装置を用いることに
よってカラー画像を提供できる。また、多色発光領域が
結合された白黒透過式表示装置を用いることもできる。
例えば各領域、あるいは領域の各組は、次の領域が点灯
する前に、１回ではなく３回点灯すると共に消灯する。
まず１回目に赤色光を発生する各領域が点灯し、透過式
表示装置には或る画像の赤色要素が表示される。２回目
には緑色光を発生する各領域が点灯し、透過式表示装置
には前記画像の緑色要素が表示される。３回目には青色
光を発生する各領域が点灯し、透過式表示装置には前記
画像の青色要素が表示される。図１および図２において
番号１で示されるような発光表面が陰極線管表示装置、
あるいはバックライト式液晶表示装置であるときには、
このような多色発光領域が形成され得る。
および青色の画素の組を備えた表示装置を用いることに
よってカラー画像を提供できる。また、多色発光領域が
結合された白黒透過式表示装置を用いることもできる。
例えば各領域、あるいは領域の各組は、次の領域が点灯
する前に、１回ではなく３回点灯すると共に消灯する。
まず１回目に赤色光を発生する各領域が点灯し、透過式
表示装置には或る画像の赤色要素が表示される。２回目
には緑色光を発生する各領域が点灯し、透過式表示装置
には前記画像の緑色要素が表示される。３回目には青色
光を発生する各領域が点灯し、透過式表示装置には前記
画像の青色要素が表示される。図１および図２において
番号１で示されるような発光表面が陰極線管表示装置、
あるいはバックライト式液晶表示装置であるときには、
このような多色発光領域が形成され得る。
【００４６】上述された形状および方法は、明示するだ
けで限定しないことを目的として上述された。本明細書
の開示に基づき、他の多くの変更および分細化が当業者
によって本質的に提案されるであろう。これらは本発明
の請求の範囲内に含まれると理解されるべきである。
けで限定しないことを目的として上述された。本明細書
の開示に基づき、他の多くの変更および分細化が当業者
によって本質的に提案されるであろう。これらは本発明
の請求の範囲内に含まれると理解されるべきである。
【図１】本発明による自動立体画像表示装置の斜視図で
ある。
ある。
【図２】図１の表示装置の頂面図である。
【図３】典型的な部屋内で無秩序に位置した複数の観測
者が立体画像を見ることができる特別な投影スクリーン
を用いて、図１の装置の変更例の側面図である。
者が立体画像を見ることができる特別な投影スクリーン
を用いて、図１の装置の変更例の側面図である。
【図４】図３の表示装置の頂面図である。
【図５】図１および図２の薄状、平板状表示装置の変更
例を示す図である。
例を示す図である。
【図６】図５の表示装置の頂面図である。
【図７】図６の線Ａ−Ａ′に沿ってみた装置の断面図で
ある。
ある。
【図８】図５の装置全体の側面図である。
【図９】レンズの代わりに鏡を用いて典型的な部屋内で
無秩序に位置した人が立体画像を見ることができるよう
にした、図５の表示装置の変更例である。
無秩序に位置した人が立体画像を見ることができるよう
にした、図５の表示装置の変更例である。
【図１０】投影画像の画像源として図１および図５に示
した形式の表示装置を用いた、投影式テレビ装置の側面
図である。
した形式の表示装置を用いた、投影式テレビ装置の側面
図である。
１…パネル ２…透過式表示装置 ３…レンズ ４…頭部追跡装置 ６…部屋の床 ７…集束平面 ８，９，１０，１１…発光領域 １２…鏡 １４…レンズ １６…画素 ２０…第１観測者の右眼 ２１…第１観測者の左眼 ２２…第２観測者の右眼 ２３…第２観測者の左眼 ２６…観測者 ３３，３５…画像平面 ３２…レンズ ３４…レンズ装置 ３７…棚 ４３，４４，４５，４６…受像領域
Claims (25)
- 【請求項１】 （ａ）発光領域を発生、あるいは伝送で
きる表面と、 （ｂ）上記表面から離設された透過式表示装置、あるい
は反射ライトバルブ式表示装置と、 （ｃ）上記透過式あるいは反射式ライトバルブ表示装置
に隣接配置されると共に上記装置とほぼ同次元である光
学要素であって、第１の表面上の発光領域からの光を上
記表示装置から離設された平面上に集束させるようにし
た光学要素と、 （ｄ）発光領域を順次明滅させると共にこの工程を連続
的に繰り返させる手段と、 （ｅ）上記表示装置上の画像を迅速に変化させて発光領
域が異なる度に異なる画像が表示されるようにする手段
と、を具備した自動立体画像表示装置において、 上記透過式表示装置に隣接配置されると共に上記表示装
置とほぼ同次元である光学要素であって、第１の表面上
の発光領域からの光を上記表示装置から離設された平面
上に集束させるようにした光学要素をさらに備えた、こ
とによって輝度が改良された自動立体画像表示装置。 - 【請求項２】 発光領域が互いに並べて配置された複数
対の発光領域から成り、該対の発光領域の部材が水平線
に沿って配置された、請求項１に記載の自動立体画像表
示装置。 - 【請求項３】 発光された領域を発生、あるいは伝送で
きる領域がライトバルブに対して実質的に平行である、
請求項１に記載の自動立体画像表示装置。 - 【請求項４】 発光領域が二組から成り、一組の全ての
部材が同時に点灯すると共に消灯し、次いで第２の組の
全ての部材が同時に点灯すると共に消灯し、この工程が
連続的に繰り返されるようにした、請求項１に記載の自
動立体画像表示装置。 - 【請求項５】 光学要素がフレネルレンズである、請求
項１に記載の自動立体画像表示装置。 - 【請求項６】 透過式表示装置が液晶式装置である、請
求項１に記載の自動立体画像表示装置。 - 【請求項７】 各発光領域が３回点灯すると共に消灯
し、各時間において異なる色を発光し、表示装置が点灯
されている間はこの工程が連続的に繰り返されるように
した、請求項１に記載の自動立体画像表示装置。 - 【請求項８】 ３つの色が赤色、緑色、および青色であ
る、請求項７に記載の自動立体画像表示装置。 - 【請求項９】 発光表面が透過式表示装置およびレンズ
に対して傾斜されて発光領域からの光が部屋の床に平行
をなす平面上に集束されるようにした、請求項１に記載
の自動立体画像表示装置。 - 【請求項１０】 単一のレンズが多数のレンズを含むレ
ンズシート材に置換された、請求項１に記載の自動立体
画像表示装置。 - 【請求項１１】 発光領域を備えた表面が透過式表示装
置に直隣接配置され、レンズシート材の各レンズの後方
に位置する少なくとも一対の位置からの光を発光するよ
うにした、請求項１０に記載の自動立体画像表示装置。 - 【請求項１２】 発光位置を備えた表面が発光位置を備
えた多数の表面に置換され、各レンズあるいは各レンズ
列の後方に位置する多数の表面および各表面が傾斜され
て該表面上の発光位置からの光が部屋の床に平行をなす
平面上に集束されるようにした、請求項１１に記載の自
動立体画像表示装置。 - 【請求項１３】 光学要素が反射表面を備えた鏡を含
み、該鏡が発光領域の表面と対向する、透過式表示装置
の一側上の透過式表示装置に隣接配置された、請求項１
に記載の自動立体画像表示装置。 - 【請求項１４】 鏡がフレネル鏡である、請求項１３に
記載の自動立体画像表示装置。 - 【請求項１５】 鏡が発光領域を備えた表面に対して傾
斜された、請求項１３に記載の自動立体画像表示装置。 - 【請求項１６】 発光領域からの光が部屋の床に平行を
なす平面上に集束されるように発光表面、透過式表示装
置、および鏡が位置決めされると共に配置された、請求
項１５に記載の自動立体画像表示装置。 - 【請求項１７】 第２の光学要素が透過式表示装置と光
学要素間に配置され、該光学要素が第３の光学要素であ
る鏡を備え、第２の光学要素が透過式表示装置上の、あ
るいは鏡に隣接した画像を形成するようにした、請求項
１６に記載の自動立体画像表示装置。 - 【請求項１８】 上記光学要素が発光領域を備えた表面
上と第２の光学要素間に配置され、鏡から成る第３の光
学要素による観測平面内に写し出される前に、発光領域
を備えた表面上の発光領域の画像がまず第２の光学要素
に隣接配置された平面上に写し出されるようにした、請
求項１７に記載の自動立体画像表示装置。 - 【請求項１９】 発光領域および光学要素を備えた表面
と透過式表示装置とが他に対して互いに傾斜されて表面
上の発光領域の画像が、該領域からの光がさまざまな光
学要素を通過した後に、部屋の床にほぼ平行をなす位置
に配置された平面上に写し出されるようにした、請求項
１７に記載の自動立体画像表示装置。 - 【請求項２０】 発光領域を備えた表面、透過式表示装
置、第２の光学要素、および第１の光学要素がハウジン
グ内に収容され、該ハウジングが投影装置を形成すると
共に該ハウジングのために、内部における調節および投
影装置全体の鏡に対する位置決めによって、これらの構
成要素が他に対する位置決めおよび鏡に対する位置決め
が可能となるようにした、請求項１９に記載の自動立体
画像表示装置。 - 【請求項２１】 コンピュータによって発生された画像
のための表示装置として用いられる、請求項１に記載の
自動立体画像表示装置。 - 【請求項２２】 テレビの画像のための表示装置として
用いられる、請求項１に記載の自動立体画像表示装置。 - 【請求項２３】 （１）頭部位置感受装置と、 （２）頭部感受装置、あるいは頭部追跡器によって提供
される、観測者の頭部位置に関する情報に応じて第１表
面上の発光領域を移動させる手段と、をさらに備えるこ
とによって頭部の追跡が可能であるように適合された、
あるいは観測者の頭部の位置を感受するようにした自動
立体画像表示装置において、 自動立体画像が光学要素の集束作用を介して上記画像の
観測者の方向のみに伝送されるようにした、請求項１か
ら請求項１０および請求項１３のいずれか一項に記載の
自動立体画像表示装置。 - 【請求項２４】 発光領域の各対が頭部位置感受器から
の情報に応じて移動されると共に配置されて該対のうち
の一部材からの光がレンズによって観測者の左眼上に集
束され、該対の内野他部材からの光がレンズによって観
測者の右眼上に集束されるようにした、請求項２３に記
載の自動立体画像表示装置。 - 【請求項２５】 透過式表示装置が、各観測者の眼の位
置および発光領域が点灯している各時間に対して適当な
遠近関係を伴ったいくつかの像を表示するようにした、
請求項２３に記載の自動立体画像表示装置。
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