JPH08505014A - ビデオディスプレイ用ストロボ照明システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 フラットパネル自動立体ディスプレイにおいて、画像を発生するように働く二次元ライトバルブアレイ内の画素数に等しい完全解像度が、電気光学シャッタ手段（５６）との組合わせでストロボ光源（５）又は連続点灯光源を使用する照明システム（４０−４７）を組み込むことによって、達成される。この照明システムは、２−Ｄフラットパネルディスプレイとの関連において使用されるとき、前記ライトバルブアレイの画素解像度の数倍高い解像度を達成する。

Description

【発明の詳細な説明】 ビデオディスプレイ用ストロボ照明システム 背景 １．発明の分野 この発明は、コンピュータ、テレビジョン、及び同様のビューイング装置内に 使用される、液晶及び類似のフラットパネル伝送性三次元（３−Ｄ）ディスプレ イ及びエンハンスト解像度かつ色彩二次元（２−Ｄ）ディスプレイ内の画像解像 度を改善しかつルックアラウンド（ｌｏｏｋ ａｒｏｕｎｄ）ビューイングをで きるようにするために設計された照明システムに関する。 ２．先行技術 いくつかの種類のディスプレイシステムが今日市販されておりこれらはステレ オ対、すなわち、共役画像の使用に基づいて三次元画像を発生する能力があり、 これらは観察者の適当な眼に指向させられたとき三次元の知覚を生じさせる。こ のようなシステムの２つ、１つはステレオグラフィックス社（Ｓｔｅｒｅｏｇｒ ａｐｈｉｃｓ，Ｉｎｃ．，）製、他はテクトロニクス社（Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ Ｃｏｒｐ．，）は、観察者の左眼又は右眼にステレオ対の適当な半分を指向させ るように設計された液晶ライトバルブと関連して陰極線管を利用する。これらの システムの両方共、観察者が特別の眼鏡を着用することを必要とする。加えて、 完全解像度（ｆｕｌｌ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）を達成するために、これらのデ ィスプレイは、標準テレビジョン（ＴＶ）の走査速度の２倍のフレーム速度で動 作する。 ディメンションテクノロジー社（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉ ｅｓ，Ｉｎｃ．，）製の第３のシステムは、自動立体的（ａｕｔｏｓｔｅｒｅｏ ｓｃｏｐｉｃ）である。すなわち、観察者に眼鏡を着用する必要を伴わず３−Ｄ を知覚できるようにする。このシステムは、伝送性画像発生液晶パネル（ＬＣＤ ）を使用し、かつ米国特許第４，７１７，９４９号、第４，８２９，３６５号、 及び第５，０４０，８７８号に開示されている。このシ ステムにおいて、多数の平行、当距離、薄い、明るい、垂直な光線条（ｌｉｇｈ ｔ ｌｉｎｅ）が、「反射板」と称される光学デバイスを利用して発生され、こ のデバイスはＬＣＤに面したそのプレーナ面と反対のその１つの面に、数におい て前記光線条の数と等しい一連の平行リッジを坦持する。これらのリッジは、断 面が三角形であって、ＬＣＤの垂直側上に配置された直線構成光源から前記反射 板の前記リッジ坦持表面へ円筒レンズによって接線方向に沿って投写された光線 を遮るように設計されている。線条の格子を発生するこの方法は、米国特許第５ ，０４０，８７８号に明確に説明されている。画像発生ＬＣＤは、その観察者が 、視覚の視差効果に起因して、彼の左眼でＬＣＤの奇数画素列を通してそれらの 光線条を見、かつ彼の右眼で偶数の画素列を見るように、云うなれば、３ｍｍの 小さい固定距離だけ離隔されて、反射板に平行にかつこれの前方に、位置させら れる。それゆえ、深さの錯視が起こされる、もっとも３−Ｄ画像内の画素解像度 の半分を犠牲にすることによっている。 自動立体ディスプレイに対する線条の発生用他の光学構成は、米国特許第５， ０３６，３８５号に開示されおり、これは光線条の格子を発生するためにレンチ キュラーレンズ又は複眼レンズ（ｆｌｙ’ｓ ｅｙｅ ｌｅｎｓ）を採用する。 この構成は、異なる位置にある光線条の多数の集合を逐次フラッシュオン、オフ させるのを許し、広い角内から正しいパースペクティブで見ることのできる完全 解像度オートストロボ画像のディスプレイを提供する。これらの構成は、また、 ＬＣＤの画素によって提供される解像度よりも高い解像度を備える二次元画像の ディスプレイに対する光線条又は点の多数の集合の発生を、米国特許第５，０３ ６，３８５号内に説明された手段によって、可能にする。 したがって、この発明の目的は、米国特許第５，０３６，３８５号に開示され たような作像デバイス用であって、完全解像度３−Ｄディスプレイ、ルックアラ ウンド３−Ｄディスプレイ、及びエンハンスト解像度２−Ｄディスプレイの実現 に有効で、経済的かつ便利である、照明システムを提供することである。 この発明の他の目的は、その照明システムに対する蛍光ランプの使用にある。 この発明の更に他の目的は、前記照明システムに対してストロボガス入りアー クランプを利用することである。 この発明のなお他の目的は、前記照明システムに対して適当な光源と関連して 電気光学シャッタを使用することである。 本発明のなお他の目的は、前記システム内に使用される適当な光パターン発生 用手段として、高輝度投写受像管を利用することである。 この発明の更になお他の目的は、前記照明システム内に使用される適当な光パ ターンを発生する手段として少なくとも３色のいずれか１つの又はあらゆる組合 わせの高輝度発光ダイオード（ＬＥＤ）の二次元マトリックスを使用することで ある。 この発明の更に他の目的は、前記照明システム内に使用される適当な光パター ンを発生する光源としてエレクトロルミネセント又はＡＣプラズマディスプレイ を使用することである。 この発明のなお他の目的は、３−Ｄ及び２−Ｄ画像形成の目的のために前記フ ラットパネルディスプレイのラスタ走査と同期して前記光源及び前記電気光学シ ャッタのオン、オフ状態のタイミングを制御する電子制御システムを提供するこ とである。 この発明の更になお他の目的は、使用者に見える画像解体（ｉｍａｇｅｂｒｅ ａｋｕｐ）を伴うことなく完全解像度３−Ｄ及びエンハンスト２−Ｄ色彩画像を 発生する目的のために単色フラットパネルライトバルブディスプレイと関連して 様々な色の光を発光する複数の光源を使用する前記照明システムの実現である。 この発明のまた他の目的は、単一観察者の頭の位置をセンシングし、及び中央 ビューイングゾーンが観察者の頭に自動的に整列させられ、かつその人がその頭 を前後左右に動かすに従いそれに整列を維持するように立体ディスプレイ内の光 学を位置決めすることのできるデバイスを提供することである。 この発明の更に他の目的は、自動立体ディスプレイを使用するとき観察者に頭 運動及び身体の位置に対する広い寛容度を許すデバイスを提供することである。 この発明の他の目的は、ソフトウェアプログラムの動作を変更するために頭位 置データを使用し、それであるからそのプログラムが観察者の眼の位置に適当な パースペクティブを伴ってスクリーン上に常に画像を表示するような、デバイス を提供することである。 この発明のなお他の目的は、ディスプレイ内の可動部品の使用を伴わずに上の 目的を達成することである。 この目的の更になお他の目的は、次の詳細な説明及び請求の範囲を参照する当 業者に明白である。 発明の要約 この発明によれば、自動立体及び非自動立体高解像度ディスプレイの両方内に 、照明システムにおける改善が提供され、この改善は、複数の直線又は点状光源 、電子制御可能ライトバルブ上の画像発生プロセスと同期して前記光源のオン、 オフ状態を制御する電子手段、光を線条、線条セグメント、又は点状エリヤのパ ターン内へ集束するように前記発光源から間隔を取ってかつこれの前方に置かれ たレンチキュラ又は複眼レンズを含み、前記光パターンはライトバルブの選択部 分を照明する。 図面の簡単な説明 第１図は、発明の基本的光学構想を図解する概略線図である。 第２図は、２つのストロボ光源を採用する、この発明の他の実施例の上からの 概略図面である。 第３ａ−３ｃ図は、画素のアドレス指定と、アドレス指定後の画素状態の変化 に起因する画像の発生と、第２図の種々のランプのフラッシングとの間に引き起 こされるタイミングを図解するタイミング線図である。 第４図は、ディスプレイ内のビデオフィールドの発生とストロボ光源からの光 パルスのタイミングとの間の関係を図解する他のタイミング線図である。 第５図は、光学システムの素子間の距離の変動の影響を証明する第２図のシス テムの部分である。 第６図は、上から見た、概略光学レイアウトであって、複数のストロボ光源が 採用され液晶パネルの行から行アドレス指定を使用する画像発生と同期して動作 する。 第６Ａ図は、４ゾーンディスプレイ用に光線条の４つの集合を発生するために 使用され得る配置である。 第７図は、第６図の照明システムを使用するディスプレイの構成を概略的に示 す。 第８図は、液晶ディスプレイが行から行にアドレス指定される立体及び２−Ｄ ディスプレイの解像度を増大する立体手段を使用する方法に更に改善を提供する ために部分長の光線条を発生するに当たってセグメント化光源を利用する自動立 体ディスプレイである。 第８Ａ図は、光線条の４つの集合を生成する能力のあるランプ配置を図解する 。 第９図は、発明の照明システムの他の品型における直線状幾何学的光源と関連 して電気光学シャッタを使用するための光学レイアウトの概略線図である。 第１０図は、陰極線管を使用する照明システムを実現するためのレイアウトの 概略平面線図である。 第１１図は、照明システム内の光源としてエレクトロルミネセントデバイス又 はＡＣプラズマディスプレイを使用する光学レイアウトの概略平面線図である。 第１２図は、照明システム内の光源として発光ダイオードを使用する光学レイ アウトの概略平面線図である。 第１３図は、様々な色の発光ダイオードが光源として使用されかつ複眼レンズ が光を指向させかつ集束させる光学手段として採用されるエンハンスト２−Ｄデ ィスプレイの光学レイアウトの概略線図である。 第１４図は、様々な色の光源を使用する２−Ｄ及び３−Ｄディスプレイ両方を 実現する光学レイアウト及び制御電子工学の概略平面線図である。 第１５図は、第１２図における照明システムと同様の効果を達成するが、しか しより小さい容積しか占領しない多数のランプ及び適当な複眼レンズを使用する 代替照明構成を図示する。 第１６ａ−１６ｃ図は、ＬＣＤのアドレス指定と、アドレス指定後の画像状態 の変化と、第１５図に示された種々のランプのフラッシングとの間に引き起こさ れるタイミングを図示する。 第１７図は、いかに画素の副領域を或る空間パターンでかつ或る時間順序で赤 、緑、及び青光によって照明することができるかを図解するＬＣＤの断面の拡大 図である。 第１８図は、第１７図に図解された空間パターン及び時間順序を創出するため に使用され得る照明システムを図示する。 第１９図は、或る時間順序で照明することのできる着色照明副領域の代替空間 パターンを示すＬＣＤの拡大図である。 第２０図は、第１９図に示された空間パターン及び時間照明順序を創出するた めに使用され得る照明システムの部分の図である。 第２１図は、いかに或る空間パターンに従う多数の副領域を或る時間順序で各 画素内で照明することができるかを示すＬＣＤの部分の拡大図である。 第２２図は、画素の多数の層内の着色副領域の大きな空間パターンを図解する ＬＣＤの部分の拡大図である。 第２３図は、いかに画素の直線副領域を或る空間パターンでかつ或る時間順序 で照明することができるかを図解するＬＣＤの部分の拡大図である。 第２４図は、第２３図のパターンを発生するために使用され得る照明システム の部分の拡大図である。 第２５図は、頭追跡システムの平面図である。 第２６図は、レンズ、それゆえ、光線条及び自動立体ビューイングゾーンを側 方へ移動させることのできるスライド機構及びモータを備える、第６図のレンチ キュラレンズのクローズアップである。 第２７図は、部品を運動させることなくビューイングゾーンを側方へ移動させ るために使用することのできる、線条の２つの独立に制御可能な集合を生成する ライトバルブ及び照明システムである。 第２８ａから２８ｃ図は、そのシステムが使用されている間いかに第２７図の 実施例が観察者に眼に見えるかについての拡大図である。 第２９図は、発光ダイオードの３つの集合を使用してビューイングゾーンを側 方へ移動させる他の特定実施例である。 第３０ａから３０ｃ図は、第２９図のシステムの平面図である。 第３１ａから３１ｃ図は、そのシステムが使用されている間いかに第２９図の 実施例が観察者の眼に見えるかについての拡大図である。 第３２図は、第２９図に示された光線条の３つの集合によって形成された種々 のビューイングゾーン及びいかにこれらが重なり合うかを示す平面図である。 第３３図は、線条の２つ以上の集合を創出しかつこれらの集合を独立にターン オン、オフすることのできる、第６図のシステムに類似の、照明システムの変形 の平面図である。 第３４図は、ヒステリシス特徴を追加されることで以ていかに頭追跡システム が動作するかを図解する。 好適実施例の説明 この発明の立体照明システム目的を使用するディスプレイの基本構想が、この システムを組み込んでいる立体及び２−Ｄディスプレイの全体構成を概略的に描 く第１図を参照して説明される。液晶パネル（ＬＣＤ）又は類似の作像デバイス のような、二次元ライトバルブアレイ（６）は、個々の画素の行と列で構築され るアレイ（６）を電子的に走査することによって画像を発生するために使用され る。このような作像デバイスの動作は、当業者に周知である。情報は、通常リボ ンケーブルである入力（１０）を経由してＬＣＤ（６）に入力される。 ＬＣＤ（６）の照明は、立体又は非立体光源手段（３）によって提供され、こ の光源手段は次にそのいくつかの品型において説明されるが、いくつかの型式の 光源から構築され、一部の光源は電気光学シャッタと組み合わせられる。これら の光源の発光領域は、米国特許第５，０３６，３８５号に説明されたように、全 体的に長く、細く、垂直に配向されるか、又は小さく、点状である。光源手段（ ３）は、電子制御モジュール（１）から入力（９）を通して信号によって制御さ れかつ駆動される。制御モジュール（１）は、入力（８）を通してそのタイミン グ信号を受信し、かつＬＣＤ（６）上の画像の発生と適当に同期を取らされた光 フラッシュの順序を発生する。光源及び電気光学シャッタに加えて、光源手段（ ３）は、適当な反射器、機械的支持機構、冷却手段、及び照明システムの所望幾 何学を達成するために前記光源の位置をと調節する手段を含む。オペーク平坦黒 色非反射性障壁（９６）が、光を光源（３）から外へ出せない又は光源（３）か ら光源（３）以外の点から反射されないように、光源（３）の両側間及び両側に 対するエリヤをふさぐ。障壁（９６）は、光源（３）の前方のその表面にスロッ ト又は孔を切られた平坦黒色金属板であってよい。 障壁（９６）から延長するオペーク障壁からなるバッフルシステム（図示され ていない）が、光源（３）からの光が光源（３）の直ぐ前のエリヤから離れたレ ンチキュラレンズ上の点に達するのを防止するようにこのシステム内に配置され 得る。これらの障壁は、一般に、このシステム内の散乱光の量を減少させ、かつ 光線条間のエリヤ内の拡散器（５）を照射する散乱光によって起こされるゴース ト像、−すなわち、左眼によってかすかに見られる右眼を目指す画像及びこれの 逆−の輝度を減少させる。 レンチキュラレンズ又は複眼レンズのような、光学手段（４）は、前記光源手 段（３）からの光を弱拡散透明パネル（５）上へ集束し、このパネルの目的はこ れらの光線条をＬＣＤ（６）から見ることのできる角を僅かに広げることである 。パネル（５）は、典型的に或る厚さのクリア物質からなり、その最後部表面に 拡散材料の薄層が接着されている。その前表面に反射防止（ＡＲ）薄膜被覆（１ １）を備えるガラス又はプラスチックパネル（７）は、周囲光源からの乱反射を 減少させるようにＬＣＤ（６）の前側内に配置される、又はこの前側に接着され ている。 この総称的システムは、或るいくつかの細部を追加されるとき、及びそれが様 様に動作させられるとき、米国特許第４，７１７，９４９号、第４，８２９，３ ６５号、及び第５，０３６，３８５号に説明されているいくつかの先端的型式の ディスプレイに必要なように、様々な位置に光線条又は光点の１つ以上の集合を 創出しかつ光線条又は点のうちのどれが所与の時間にオンであるか制御するため に使用され得る。 もし定常的に光っている光源線条の１つのみの集合が使用されるならば、その システムは、米国特許第４，７１７，９４９号及び第４，８２９，３６５号に説 明されたように、ＬＣＤの背後に定常的に光る垂直に配向された光線条、又は光 点のアレイを発生するために使用され得る。このシステムは、ＬＣＤ自体のそれ より低い解像度を持つ立体画像を生成することになる。或る実施例においては、 それは、また、観察者に対して或る位置制約を創出し−その観察者は、左眼画像 及び右眼画像が見られる或るビューイングゾーン内に彼の眼を位置設定するよう に自身を位置決めしなければならない。 もし独立に制御可能な、定常的に光る光源の多数の集合が使用され、各集合は 観察者の頭の位置をセンシングするデバイスの命令に応じてターンオフ、他はタ ーンオンされる能力があるならば、その際は、ビューイングゾーンの内側で立体 画像が見られ、このゾーンを観察者の頭が動くに従いこの頭に追従して移動させ ることができ、それゆえ、米国特許第４，７１７，９４９号及び第４，８２９， ３６５号に説明されたデバイスに関連した位置制約を除去する。このシステムの 型式の動作は、本願において後に詳細に説明される。 米国特許第５，０３６，３８５号に詳細に説明されたように、自動立体ディス プレイを使用して発生された３−Ｄ画像の画素解像度の二倍化は、ＬＣＤ（６） 上に部分画像を敏速に発生させ、かつ適当な高速フラッシング光システムを使用 して画像発生と同期してＬＣＤ（６）上の適当なセクションをストロボ的に照明 することによって達成される。この仕方において、ステレオ対の左及び右半分を 表示するために画素列の同じ集合を使用することが可能であり、それゆえ、早期 方式、例えば、米国特許第４，７１７，９４９号に比較して、ディスプレイ解像 度を二倍化する。もし前記部分画像が視覚の融合周波数（ｆｕｓｉｏｎ ｆｒｅ ｑｕｅｎｃｙ）より上の速度で発生されかつ照明されるならば、フリッカは起こ らない。 米国特許第５，０３６，３８５号に説明された、自動立体ディスプレイ内のル ックアラウンド能力は、観察者が、ホログラムに似ず、いくつかのパースペクテ ィブから３−Ｄ画像を見ることを可能にさせる。この機能を実現するために、物 体又はシーンの様々なパースペクティブビューを表現するいくつかの相互にイン タレースされかつＬＣＤ（６）内へ逐次走査され、かつストロボ照明が異なるパ ースペクティブビューが異なるビューイングゾーンに現れるように同期させられ 、観察者の頭がディスプレイのスクリーンに対して運動するに従って、パースペ クティブに対応する適当なビューが現れる。実シーン又は物体についてのこのよ うな画像をいくつかのＴＶカメラ対を使用して実時間に発生することがき、又は コンピュータ発生画像をいくつかの利用可能画像回転プログラムの１つを使用し て提示することができる。 同様の調査研究が、非立体（２−Ｄ）平坦画像の解像度をＬＣＤの物理的解像 度を超えて数倍にまで増大するために使用され得る。この場合、各画素の異なる セクションが逐次照明され、他方、詳細総画像をＬＣＤ（６）の画素解像度より も数倍大きい解像度を持つ視覚残像のゆえに観察することができるように、各画 素は高解像度画像の異なるサブセクションに対応するようにその透明度を変動す る。この後者の場合、光線条は、どの所与の瞬間にも観察者が所与の画素の部分 のみしか見ないようにＬＣＤ（６）内の画素列に対して位置決めされる。それゆ え、完全高解像度画像が逐次にしかしフリッカを回避するに充分高速で組み立て られる。 これらの種々のディスプレイ構成に対して使用されるとき照明システム内の使 用に利用可能な構成要素の選択の或るものが、次に説明される。 自動立体ディスプレイ（２）の本実施例において、光源（３）は、アパーチャ 蛍光ランプ、すなわち、その主軸に平行に、内部で発光蛍光体内へけがきされた 、狭い透明スリットを備える蛍光ランプのバンクである。この構成は、非常に明 るい光が前記スリットを通してランプによって発光されるのを許す。 前記蛍光ランプの代わりに、短いフィラメント白熱電球が光ファイバデバイス と関連して使用されてきており、この光ファイバデバイスは短いフィラメントの 画像を光の長い線条に変換し、これが次いで類似の仕方で前記レンチキュラレン ズシート上へ指向させられる。 上に説明された光線条発生方式における光源（３）として、強照明、したがっ て、明るい画像がキセノンランプのような、直線状ガス入りアークストロボラン プを使用して発生することができる。このストロボランプは、人間視覚の溶融周 波数しきい値（２４〜３０Ｈｚ）より可なり高い速度で動作し、それであるから フリッカが知覚されない。ガス入りＤＣアークランプも、また、使用することが できる。 照明の他の方法は、レンチキュラレンズ（４）の背後或る距離に位置させられ た非常に明るい点状白熱電球を使用することである。照明のこの方法は、極端に 明るい３−Ｄ画像を生成する。 キセノンフフッシュランプ及び発光ダイオード（ＬＥＤ）もまた、実験的に利 用されてきている。 この照明システムに対する光源の他の可能性は、投写型受像管（ＣＲＴ）、エ レクトロルミネセント及びＡＣプラズマパネルである。 この型式のディスプレイ上の画素は、一般に、アドレス指定されたとき、スト ロボ様式でそれらの光を発射するように作製され得、それゆえ、本願に説明され た照明システムの型式に対する光源として使用され得る。 上に参照された本自動立体ディスプレイにおいてはＬＣＤの画素列の半分がス テレオ対の半分を表示するために使用されるので、この型式のディスプレイを使 っての３−Ｄ画像の解像度はＬＣＤの画素解像度の半分である。 ２つのストロボ光源を使用する本発明の実施例の平面図が、第２図に概略的に 示されている。光源（４２）、（４３）は、直線幾何学を有し、かつストロボモ ードで逐次動作させられる。光源（４２）、（４３）は、上に述べた光源のどの 型式であってもよい。反射器（４０）、（４１）は、ディスプレイの前面へ向け て投射される光の強度を増大すように使用され得る。 観察者に完全解像度３−Ｄ画像の錯視を知覚可能とさせるために、この実施例 に要求される光線条は、透明基板の部分を形成する細い、等間隔を取った円筒レ ンズレット（ｌｅｎｓｌｅｔ）の大きなアレイであるレンチキュラレンズ（４６ ）によって発生される。その照明システムの幾何学は、光源（４２）が、それが オンのとき、垂直光線条の集合を発生し、これらの線条の２つ、（Ｂ１）及び（ Ｂ２）はこの図中でレンズレット（５２）の中心の右側に示されており、及び光 源（４３）は、レンズレト（５２）の中心の左側の垂直光線条（Ａ１）及び（Ａ ２）集合を発生する。これらの光源（４２）及び（４３）は、順次動作するので 、光線条の１つの集合のみが一回に見られ得る。ルックアラウンド能力を備える 完全解像度ディスプレイに対する光線条の多数集合を発生するために多くのラン プを使用することができる。 レンチキュラレンズ（４）は、非常に狭い垂直に配置された並列円筒レンズレ ットのアレイをその１つの表面に有する透明板である。前記レンズレットの数は 、ＬＣＤ（６）の画素列の数の半分に等しいか又は未満である。複眼レンズ品型 は、同じ型式の透明板上に円形又は方形輪郭の球面レンズ二次元アレイを使用す る。それを細い、垂直に配向された光源を光線条に作像するために使用すること がで き、又はそれを一層小さい、一層点状の光源を光スポットに作像するために使用 することができる。上に説明された照明の種々の手段を、これらのレンズと共に 利用することができる。 各眼がＬＣＤ上の異なる画素を見る、３−Ｄ画像ディスプレイと、両眼が全て の画素を見る、２−Ｄ画像ディスプレイとの間にスイッチすることができること が、多くの応用において望ましい。市販されている電子制御拡散器（４４）は、 ２−Ｄ画像が表示されているとき広がる。３−Ｄ表現が望されるとき、拡散器（ ４４）は、それがその状態を強力拡散から透明へ変化し、それゆえ、２−Ｄ画像 に対して要求される均一、拡散照明の型式から、３−Ｄ画像に対して光線条の格 子を発生するために光源（４２）及び（４３）がレンチキュラレンズ（４６）に よって作像される型式へ照明の性質を変化させるように、入力（４５）に電圧を 印加することによって作動させられる。このような拡散器は、米国内のポリトロ ニックス（Ｐｌｙｔｒｏｎｉｃｓ）及びレイチェム（Ｒａｙｃｈｅｍ）、及び海 外の他の会社によって作製されている。 レンチキュラレンズ（４）及び電子制御シャッタ（４４）がその最前表面及び 最後表面に反射防止被覆を有すること、弱拡散透明パンネル（４７）のどの非拡 散表面も反射防止被覆を有すること、及びＬＣＤの最後表面が反射防止被覆を有 することが、一般に望ましい。代替として、拡散器（５）の最前表面をＬＣＤ最 後表面に光学的クリヤ接着剤で以て接着することができ、これらの表面における 反射を大いに減少させると云う同じ効果を達成する。 レンズレット（５２）は、光源（４２）及び（４３）の能動部分の画像を弱拡 散透明パネル（４７）上へ集束し、その目的は前記光線条が観察者の眼に見える 角を僅かに広げる、すなわち、観察ゾーンを広げること、かつまた照明の輝度が ディスプレイにわたり一層均一に見えるようにさせることである。３−Ｄ自動立 体作像の場合、線条が集束される所に拡散器を位置設定することは、充分に働く 唯一プレースメント（ｐｌａｃｅｍｅｎｔ）である。しかしながら、２−Ｄ高解 像度作像の場合、光線条又はスポットは、ＬＣＤガラスの中間であって、典型的 に拡散器を置くことのできない、液晶画素層自体に、理想的には、位置設定され ることになる。２−Ｄの場合、平等照明の意味における良好な結果を、光源の前 方数ミリメートルの面とＬＣＤの前面との間の利用可能な空間内の何処かに実際 的に配置された弱拡散器で以て得ることができる。しかしながら、ビューイング 角は、この拡散器がＬＣＤの前に置かれたときにのみ拡大される。２−Ｄ高解像 度作像の場合、また、ＬＣＤ画素を通してかつＬＣＤの前方に取り付けられた拡 散器上へ光スポット又は点を集束すると云うオプションを有する。 観察者は、液晶物質で充たされたセル（５０）の二次元アレイを含みかつ偏光 フィルム（４９）及び（５１）で被覆された２枚のガラスシート（５４）及び（ ５５）でサンドイッチされたＬＣＤ（５３）を通して、光線条を見る。ＬＣＤ（ ５３）上の画像発生を制御する駆動信号は、入力（５６）を通して供給される。 ビューイングゾーンを観察者の頭に追従させるほとんどの実施例は、定常的に 光るランプの多数の集合を必要とする。このようなシステムが下に説明される。 第３３図（他の平面図）は、独立に制御される発光線条の２つ、３つ、又は多 数の集合を生成するためにいかにレンチキュラレンズ及び直線状ランプ配置を使 用することができるかを示す。第３３図において、ランプ（４７０）、（４７１ ）、（４７２）の独立に制御可能集合は、ランプに平行なかつランプに平行な垂 直方向に配向されたレンチキュラレンズ又は複眼レンズ列（４７４）を備えるレ ンチキュラレンズ又は複眼レンズシート（４７３）の背後に間隔取って配置され いる。レンチキュラ拡散器（４７５）が、ランプ（４７０）、（４７１）、及び （４７２）からの光を集束するレンズから距離を置いて、かつＬＣＤ（４８１） の画素層（４８２）の背後或る距離にやはり配置されている。バッフル（４７６ ）、障壁（４７７）、及び反射防止被覆が、散乱及び反射光を最少化するように 、やはり、使用される。レンチキュラレンズ（４７４）は、ランプ（４７０）− （４７２）からの光を線条（４７８）−（４８０）の異なる集合に沿って拡散層 上へ作像し、各集合は拡散器（４７５）上の異なる位置にある。ランプ（４７０ ）からの光は線条（４７８）に沿い、ランプ（４７１）からの光は線条（４７９ ）に沿い、ランプ（４７２）からの光は線条（４８０）に沿う。ランプ（４７０ ）−（４７２）を独立にターンオン、オフすることによって、光線条集合（４７ ８）−（４８０）を独立にターンオン、オフさせることが可能である。注意する のは、この配置で以て形成された光線条の異なる集合の数は、ランプの 独立に制御可能な集合の数に等しくできると云うことである。ここでは、ランプ 及び光線条の３つの集合が示されているが、理論的には、どんな数をも使用する ことができる。 電子手段（４８３）が、レンプ電源電子回路（４８４）の動作を通してどの所 与の時刻においても１つのかつ１つのみのランプをターンオンするように提供さ れるであろう。本発明のこの実施例においては、この電子回路は、説明される観 察者の頭位置センシングデバイスから受信された情報に従ってランプ間をスイッ チする。電子手段（４８３）は、典型的にマイクロプロセッサベースデバイスで あって、Ｘ、Ｙ、及びＺデカルト座標頭位置情報の形の入力に従って異なるラン プをターンオン、オフする能力がある。前のように、蛍光ランプ又はアークスト ロボランプが、この応用に理想的であるであろう。 この照明システムは、もちろん、独立にターンオン、オフされ得る異なる位置 にある発光線条の単一、定常、集合又は多数の集合いずれにしても生成する唯一 の途ではない。他の可能なシステムは、米国特許第５，０４０，８７８号に説明 された特側照明反射板（ｓｐｅｃｉａｌ ｓｉｄｅ ｉｌｌｕｍｉｎａｔｅｄ ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ ｐｌａｔｅ）を使用する実施例を含む。 異なる光源からの光で以てＬＣＤの背後の異なる位置に光線条の異なる集合を 生成する他の方法、ばかりでなく上に説明されたシステムの変形は、当業者に明 白であろう。例えば、上に説明されたシステムについての変更は、レンチキュラ レンズの代わりの複眼レンズのアレイの使用、及び直線状垂直配向光源の代わり の点状光源の列の使用を含む。 第２５図は、上に説明された照明システムを採用するディスプレイと共に使用 することのできる頭追跡システムを図解する。頭位置センシングデバイスの代表 的例として、３つの超音波トンスジューサ（４２０ａ）、（４２０ｂ）、（４２ １）が第２５図のディスプレイケースの頂部に位置決めされている。実際には、 このような位置センサは、超音波トランスジューサに限定されない。多くの様々 な型式のセンサが、光線条の位置を偏移させるために上に説明された機械的又は 電子光学的方法によって使用される、頭位置についての情報を提供することがで きる。例えば、ポレムス社（Ｐｏｌｈｅｍｕｓ Ｃｏｍｐａｎｙ）は電気磁気セ ンサを作製しており、これは身体又は頭に着用されるとのできる素子と組み合わ せられて、この素子の位置を高度の精度で決定する能力を有する。ホレムスシス テムは、ヘルメットが着用される状況において特に有効であるが、それはその素 子をヘルメット上又は内に張り出さずに取り付けることができるからである。他 の型式のセンサは、頭の位置を決定するためにこの頭から反射される赤外光を使 用する。オリジンシンスツルメント（Ｏｒｉｇｉｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ） はこのようなセンサを作製し、これはひたい又は眼鏡に付けられた小さい反射ス ポットへ赤外光を反射する。米国特許第４，６４９，４２５号においてプンド（ Ｐｕｎｄ）によって説明された他の赤外線システムは、頭に光を直接反射し、使 用者がなんらの反射デバイスを着用することを必要としない。この技術の熟知者 は、頭位置センサの他の型式及び目下説明された型式の他の品型につい知ってい るであろう。 第２５図の超音波システムにおいて、電子パルス発生器（４２２）は、中間ト ランスジューサ（４２１）に周期的に超音波のパルスを環境内へ送らせる。ディ スプレイの側部近くに取り付けられた他の２つのトランスジューサ（４２０ａ） 、（４２０ｂ）は、折り返し反響を聴取する。一般に、全てのトランスジューサ は、出発ビームを前方向へ集中させ、前方向以外のあらゆる所から到来する音響 から聴取トランスジューサ（４２０ａ）、（４２０ｂ）を遮蔽するために、ホー ン反射器（４２３）の後に位置設定されることになる。 超音波エネルギーを受信すると、受信トランスジューサ（４２０ａ）、（４２ ０ｂ）は、どれか所与の瞬間に検出される超音波の強度に比例する振幅を有する 信号を電子インタフェース（４２４）へ送る。電子インタフェース（４２４）は フィルタを含み、このフィルタは特定の強度より高い第１信号が受信される時刻 をノートする。この信号は、トランスジューサに最近接物体上の最近接点からの 信号である。 マイクロプロセッサのような計算デバイス（４２５）が、中央トランスジュー サ（４２１）からの発射パルスと２つの受信器（４２０ａ）、（４２０ｂ）から の受信反響との間の測定された時間を使用して、この反響を起こさせている、物 体、推定するに観察者の頭（４２７）の位置を計算する。超音波デバイスの変形 は、中央トランスジューサ（４２１）を、それをディスプレイ（４３０）上に取 り付ける代わりに、使用者によって着用されるデバイス上のクリップ上に置く。 これは、使用者の衣服に彼又は彼女の顔の中心の下で直接付けられる。トランス ジューサ（４２１）は、観察者とディスプレイ又は他の電源との間にコード又は 他のデバイスが必要でないように、理想的には、電池で附勢されるべきである。 上に説明された頭位置センサの全ては、普通、少なくとも一次元内で、すなわ ち、スクリーン表面に平行な水平方向において頭（４２７）の位置を決定する能 力を有する。理想的には、スクリーンから前後方向及び垂直方向の、他の二次元 内の位置もまた、決定することができる。ポレムスデバイスは全三次元内で頭位 置を決定することができ、説明されたオリジンインスツルメンツ及びウルトラサ ウンドデバイスは、Ｙ（水平側方から側方へ）及びＺ（ディスプレイへ近遠方向 ）における位置を決定することわできる。或る状況においては、全座標内で観察 者の位置を決定するために、このようなセンシングデバイスを２つ以上組み合わ せて使用することが、必要である。 頭（４２７）位置についての情報は、ディスプレイの背後の発光線条の位置を 変化させ、それゆえ、ビューイングゾーンを横へ移動させ、観察者の頭（４２７ ）に心出し定在させるために、マイクロプロセッサ（４２５）によって使用され る。 第６図に示された照明システムで以てこれを完遂する方法は、第２６図の拡大 図に示されている。ここで、モータ（４１９）は、スライド機構（４２６）に付 属しており、この機構内に第６図のレンチキュラレンズ（６９）が保持されてい る。マイクロプロセッサ（４２５）からの信号は、ステッピングモータ（４１９ ）にその軸（４３１）を伸長又は引っ込めさせて、スライド機構を運動させる。 スライドが運動するるに従って、拡散器（４１７）上に形成された照明線条（４ １３）がＬＣＤ（４０１）（図示されていない）上の画素（４０４）に対して横 へ移動し、ビューイングゾーンが位置を偏移する。例えば、第２６図において、 もしレンズレット（４１２）が破線（４２７）内に示された位置へ偏移させられ るならば、線条（４１３）は位置（４１３）から新又は第２位置（４２８）へ偏 移し、かつビューイングゾーンが、線条（２１３）からＬＣＤの液晶層（４１ ７）内の画素（４０４）の境界（２２９）を通る矢印の方向の変化によって示さ れたように、水平に移動する。 使用されるモータ（４１９）は、理想的には、ステッパモータであるが、しか し減速歯車システムを備えて、モータ電機子の回転当たり少量だけ軸を運動させ る連続モータであってもよい。 ビューイングゾーンを距離Ｄ_hにわたって人の頭に追従させるために線条が偏 移しなければならない距離は、Ｓ（Ｄ_h／Ｚ）に等しく、ここにＳは光線条と画 像形成画素との間の距離、Ｄ_hは人の頭の運く距離、及びＺは人の頭から画像形 成画素層までの距離である。 第２６図は、可動部品を必要とする線条を移動させる方法を図解する。しかし ながら、第３３図に示されたものと類似の照明システムを使用して、ターンオン 、オフする線条の異なる集合を使用することによって可動部品を備えず頭追跡を 遂行することが可能であり、この照明システムは、先に説明されたようにランプ 集合をターンオン、オフすることによって発光線条の多数の集合を異なる位置に 形成することができる。可動部品を備えない頭追跡システムは、可動部品システ ムに優る利点を有し、ゾーンを観察者の眼へ位置決め維持する優れた能力、及び 航空機内で出合う高重力及び振動のような悪条件の元での優れた信頼性を含む。 線条の２つの集合で以てこれを行う方法が、第２７図に図解されている。発光 線条の２つの集合（４３２）及び（４３３）を表示することのできる拡散器（３ ４２）のような表面が、図示のように、ＬＣＤ（４０１）の背後に間隔を取って 配置される。線条の各集合は独立にターンオン、オフされ得るが、更に１つの集 合を、他の集合がオンされているときにはいつでも、ターンオンする又はこれの 逆をする能動回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）が提供される。発光線条のこのような 独立に制御可能な集合を、もしランプの２つの独立に制御可能な集合が使用され るならば、第３３図のレンチキュラレンズ配置によって形成することができる。 第２８ａ−２８ｃ図は、いかに第２７図の配置がディスプレイの前に座ってい る観察者の左眼に見えるかを図解する。光線条集合（４３２）が、オンされてい ると仮定する。観察者が右に動くに従って、第２８ａ図に示されたように、線条 集合（４３２）は、奇数画素列と偶数画素列との間の境界にますます近づくよう に見える。第２８ｂ図に示されたように、線条がこの境界に達するように見える 前の或る点において、線集合（４３２）がターンオフされかつ線条集合（４３３ ）がターンオンされる。線条集合（４３３）は画素境界から依然充分に離れてい るように見られ、それで観察者はゾーンと交差することなく右へ動き続けること ができる。第２８ｃ図に示されたように、線条集合（４３２）が境界と交差した 後、しかし線条集合（４３３）が境界に達する前の或る点において、集合（４３ ３）がターンオフされ、かつ集合（４３２）が再びターンオンされる。線条集合 （４３２）は、いま、左眼によって偶数画素列の背後にあるように見えるから、 コンピュータは、同時に、奇数列上の左眼ビュー画像を隣接の偶数列へスイッチ し、かつ右眼ビューを奇数列へスイッチしなければならない。これは、右眼ビュ ーに関する新画像を偶数列にかつ左眼ビューを奇数列に書き込むことによって完 遂される。 観察者が動き続けるに従って、線条が逐次画素列を横断して移動するように、 第２６図に図解されたプロセスを繰り返すことが可能である。もし観察者が次い で右へ動くならば、このプロセスは逆に繰り返す。 第２９図は、３つ以上の線条が使用されるとき画像フリップを伴うことなくこ のプロセスを完遂することのできる光線条照明配置を図解する。ここで、３つの 線条集合（４４１）、（４４２）、及び（４４３）が、ＬＣＤ（４０１）の背後 の拡散器（３４２）上に間隔を取って示されている。各集合は、独立にターンオ 、オフされ得る。更に、電子手段が、どれか所与の時刻に線条の１つの集合をタ ーンオンさせるために提供されている。 第３０ａ−３０ｃ図は、いかに第２９図における光線条によって形成されたビ ューイングゾーンをこれらの光線条の位置に従って横へ移動させるかを示す。米 国特許第４，７１７，９４９号に説明された原理に従って、第３０ａ図に示され るように、線条（４１）がオンのとき、中央左及び右ビューイングゾーンが位置 （４４４）及び（４４５）内に形成されると共に、これら２つのビューイングゾ ーンの輪郭は光線条間の虚線とライトバルブの奇数及び偶数画素列との境界によ って区画される。上掲の特許に説明されたように、ディスプレイに平行な面にわ たって平等に間隔を取ったこのようないくつかのゾーンがある。ここでは。明瞭 のために、２つだけが示されている。線条（４４２）がオンのとき、第３０ｂ図 においてこれらのゾーンは、位置（４４８）及び（４４９）へ移動する。線条（ ４３３）がオンのとき、第３０ｃ図においてこれらのゾーンは位置（４４８）及 び（４４９）へ移動する。 第３１ａ−３１ｃ図は、いかにこの配置が観察者の左眼に見えるかを図解する 。線条集合（４４１）が、オンされていると仮定する。観察者が右へ動くに従っ て、第３１ａ図に示されたように、線条集合（４４１）は、画素列間の境界に接 近するように見える。これが起こる前に、集合（４１）がターンオフされかつ集 合（４４２）がターンオンされる。観察者が動き続けるに従い、第３１ｂ図に示 されたように、集合（４４２）は画素境界に接近するように見える。それが境界 と交差する前に、集合（４４２）がターンオフされかつ集合（４４３）がターン オンされる。観察者が動き続けるに従い、第３１ｃ図に示されたように、集合（ ４４３）は終局的に画素境界に接近するように見えることないなる。それが境界 と交差する前に、集合（４４３）がターンオフされかつ集合（４４１）がターン オンへもどされる。集合（４４１）が再びターオンされるとき、観察者は、彼又 は彼女の眼がこの観察者が開始した中央対のゾーンに隣接した２つのビューイン グゾーン内にあるように動き終わっている。このプロセスは、必要である列間に なんらの画像フリップを伴うことなく、観察者の動きに従って連続的に繰り返さ れ得る。もし観察者が左に動くならば、プロセスは逆に繰り返され得る。 光線条の４つ以上の集合が使用されるとき、光線条集合の大きな数ほどそれら の間に狭い間隔を取ったものが使用され、それだけ多くのビューイングゾーンが 生成され、かつこれらのビューイングゾーンの中心が観察者の眼の位置に一層密 接に整合させられ得ると云うことを除き、プロセスは同等であって、観察者が動 くに従って１つの光線条がその隣の後のオンになる。 光線条の３つのみの集合が使用されるとき、いずれの光線条変化における画像 フリップをも、また、良好な効果を持たらすように使用されることがある、と云 うのは、それがビューイングゾーン中心を観察者の眼に接近して維持させ得るか らである。 ３つのランプ集合で以ての画像フリップの使用は、第３２図に図解されている 。 ここで、ランプ（４９０）、（４９１）、（４９３）は、光線条集合（４９３） 、（４９４）、（４９５）を創出する。立ち代わって、ＬＣＤ画素を通して光る 光線条（４９３）は、ビューイングゾーン（４９６）、（４９７）を創出し、光 線条（４９４）は、ビューイングゾーン（４９８）、（４９９）を創出し、及び 光線条（４９５）は、ビューイングゾーン（３５０）、（３５１）を創出する。 偶数番号ゾーンの各々は左根ゾーンと仮定され、かつ奇数番号ゾーンの各々は右 根ゾーンと仮定される。これらは、それぞれ、左に対しては「Ｌ」で、右に対し ては「Ｒ」で以て第３２図内にマークされている。ゾーンのこれらの集合はディ スプレイから僅かに異なった距離において間隔を取って示されているが、これは 明瞭性を与えるためになされているに過ぎない。ゾーンが最大である所の理想ビ ューイング面を表現する、水平な線（３６０）は、実際には一致する。理想ビュ ーイング面は、米国特許第４，７１７，９２９号に説明されている。 画像フリップが使用されない際、そのシステムは、観察者の眼が２つの左眼ゾ ーン又は２つの右眼ゾーンが重なり合う領域（３５２）のような領域にあるとき ランプをスイッチしなければならないことになる。これらの重なり合い領域は、 むしろ狭い。しかしながら、ランプがスイッチされる度毎に画像フリップが使用 されるならば、スイッチは、眼が、左眼ゾーンが右眼ゾーンと重なり合う、もっ と広い領域（３５３）内にあるときにいつでも起こる得る。ゾーンのこれらの集 合の間の重なり合い距離は、この図に見られるように、他の間の重なり合いの２ 倍ほど大きい。 観察者の運動中の画像フリップを伴う３つランプシステムの動作は、第３２図 に示されている。観察者の眼は初期的にゾーン（４９６）、（４９７）内にあり かつ観察者が左へ動くと仮定する。眼が水平位置（３５４）へ達すると、ランプ 集合（４９０）はターンオフしかつランプ集合（４９１）はターンオンし、新ゾ ーン（４９８）及び（４９９）を形成する。通常は、これは、左眼を右眼ゾーン 内に及びこの逆の関係に置かせるであろう。しかしながら、同時に、画像が列間 でスイッチして、ゾーン（４９８）を右眼ゾーンになるようにさせかつゾーン（ ４９９）を左眼ゾーンになるようにさせ、それゆえ、右眼画像を右眼に見えるよ うにしかつ左眼画像を左眼に見えるようにする。 もし観察者が左へ、位置（３５５）へ動き続けるならば、ランプ（４９１）は いまやターンオフしかつランプ（４９２）がオンになって、これらのゾーンを位 置（３５１）及び（３５２）へ移動させる。再び画像フリップが起こる。もし観 察者が依然として動き続けるならば、眼が位置（３５６）に達したときランプ集 合（４９１）は再びオンになる。（４９０、４９１、４９２、４９０、…）の順 番にランプ集合を連続的にターンオン、オフし、かつ各ランプ変化の後に列間で 画像をフリップすることによって、観察者が左へ動くに従い観察者の眼をこれら のゾーンに、追跡させることができる。もし観察者が右へ動くならば、ランプの ターンオン、オフの順序は逆にされ、かつ画像フリップがやはり毎ランプスイッ チにおいて起こる。注意することは、ランプがターンオンする順番は、画像フリ ップが３ランプシステムに使用されないときのそれらのターンオンの逆順番であ ると云うことである。 先行配置のどれにおいても、観察者が線条集合をスイッチさせる位置で又はそ の近くで止まるならば、目下説明されているシステムは、連続的に、線条集合を オン、オフスイッチさせかつ画像をフリップさせる。これは、おそらく、視聴者 をいらいらさせよう。この問題を防止するために、ヒステリシスが制御システム に導入される。これは、第３４図に図解されている。 第３４図において、観察者（４２７）が右へ動くに従って、いくつかの点（４ ５０）があってこれらは横切られるとき、コントローラに線条集合をスイッチさ せ及び又は画像をフリップさせる。このコントローラは、観察者が止まる又は左 へもどる動きをすると、観察者が点（４５１）に達するまで元の状態へのそのス イッチングバックが起こらないように、プログラムされ得る。それゆえ、もし観 察者が点（４５０）又は（４５１）で又はその近くで止まるならば、単一線条ス イッチ又は単一画像フリップが起こることになり、観察者が一方又は他方へ相当 距離動き終わるまでは、システムはその状態に滞在することになる。 上に説明されたシステムが画素列間の画像フリップを使用する際、ランプの１ つの集合と他との間をスイッチするとき、左及び右眼画像の位置をフリップする ためにＬＣＤ上の画素が変化する短い期間の全体又はほとんどの間中両ランプを オフに維持することが望ましい。そうしなければ、ディスプレイの画素が１つの 状態から次に変化している短い時間中、二重画像が瞬間だけ眼に見えるようにな る。もしストロボランプが使用されるならば、ランプのフラッシュとフラッシュ の間で短い時間間隔がＬＣＤのアドレス指定の終点で起こるようにタイミングを 取られて、かつそれは次にランプフラッシュが起こる時刻までに画素がそれらの 変化の全て又はほとんどを完了する長さのような長さの間隔である。 各眼がＬＣＤ上の異なる画素を見る、３−Ｄ画像ディスプレイと、両眼が全て の画素を見る、２−Ｄ画像ディスプレイとの間にスイッチできることが、多くの 応用に望ましい。３つ以上のランプを使用するシステムにおいては、これを、全 てのランプを単に一回にターンオンすることによって完遂することができる。全 てのランプをオンすることで以て、光線条が各眼によって全ての画素の背後に見 られ、それゆえ、完全解像度２−Ｄ画像をビューすることができる。１つのスイ ッチが、この目的のために提供される。１つの位置において、このスイッチは、 ランプの１つの集合のみが、どの所与の時刻にもオンであることを可能にする。 他の位置では、このスイッチは、全てのランプ集合をターンオンする。注意する のは、もし多数のランプ集合が使用されるならば、１つ光線条がいずれの画素の 背後にも見えるようにするためにこれらのランプの全てをターンオンする必要は ないと云うことである。２−Ｄビューイングに対してターンオンするとき、たと え多数のランプがオンであっても、ディスプレイの総体的な輝度がおおよそ一定 を維持するように、各ランプに供給される電力をターンダウンさせることが、一 般に、望ましい。第３２図及び第３３図の可変拡散器（４１６）を、多数ランプ 集合システム内の２−Ｄビューイングに対する良好な効果を持たらすように、ま た、使用することができる。もし多数ランプ集合が２−Ｄビューイングに対して ターンオンされるとき可変拡散器がその拡散条件にターンオンされるならば、非 常に平等な照明が得られることになる。 上に説明された多数線条集合又は機械的可動線条集合方法のどれかで以て、適 正画像発生ソフトウェア及びこのソフトウェエア及び頭追跡装置との間のインタ フェースの使用を通していわゆるルックアラウンド特徴を追加することが可能で ある。観察者がスクリーンの真っすぐ前の或る位置にいるとき、或るシーンの２ つのパースペクティブビューで作り上げられた立体画像が、スクリーン上に見ら れる。ディスプレイ表面上のシーンの実像は、虚空間内の点と観察者の眼位置と の間を走る線に沿っての虚３−Ｄ物体上の点のスクリーン表面への２つの投写で ある。このようなやり方での画像の作図は、立体又は非立体ディスプレイへ応用 されるコンピュータグラフィックの技術の熟知者に周知である。 観察者が横へ又は前後に動くに従って、コンピュータは、パースペクティブビ ューが観察者の新しい眼位置に向けての投写として作図されるように、シーンを 連続的に作図する。それゆえ、観察者は、観察者の現在位置からビューする空間 内の実物体について知覚するであろうビューと同等であるシーンのパースペクテ ィブビューを常に見ることになる。それゆえ、観察者は、物体の隅の回り又は背 後等々を見るように彼女の頭を動かすことができることになり、及びおそらくも っと重要なことは、最少のひずみを伴うだけで３−Ｄ画像を常に見ることになる 。これは、シーンの見掛けのリアリズムを大いにエンハンスすることになる。オ リジンインスツルメンツ社は、彼らの赤外線頭位置センシングシステムと共に使 用されるとき簡単な画像にこの機能を遂行するソフトウェアパッケージを発売し ている。 しかしながら、或る応用においては、他の方式が、軸外れから見られたときの 画像内のひずみの除法に一層望ましい。例えば、或るアビオニックス応用におい ては、パイロットは、ディスプレイの近くから無限遠へ拡がる、追従すべき空内 の虚経路の表現を見る。もし３−Ｄ内に表示されるならば、この経路は、あたか もディスプレイ表面における小さい窓のように見えよう。明らかに、もし上に説 明されたルックアラウンドソフトウェアが使用されているときパイロットが彼又 は彼女の頭を側方へ動かすならば、パースペクティブのゆえに遠隔物体が常にす るように、経路の最近部分を除く全ては窓の縁の背後に隠れることになる。これ は、非常に好ましくないであろう。 もし上に説明された型式のルックアラウンドソフトウェアが使用されないなら ば、画像はスクリーン上の同じ所に留まることになりかつ観察者は運動してもそ の全てを依然として見ることができよう、しかし、立体ディスプレイシステムの 熟知者に周知のように、１つを除く全ての位置からビューするときその画像はひ ずんで見えよう。 遥かに望ましい配置は、前のように、パイロットの両眼と一致した２つの眼の 点へ投写されるように画像を連続的に再作図し、かつ、同時に、画像空間内の同 じ軸が観察者の両眼間のスポットを常に指すような具合にシーン画像をディスプ レイの中心の虚点のまわりに回転させるソフトウェアを使用することであろう。 それゆえ、パイロットは、遠くへ真っすぐに延びるように見える、しかしディス プレイの縁の背後に隠れることのない経路のひずみのない画像を常に見ることに なるであろう。注意するのは、どちらのシステムでも、頭位置センサがこれらの 次元内の頭位置についての情報を提供することを条件として、画像の再作図を、 あらゆる方向、上、下、及び入、出ばかりでなく横方向に沿う観察者の運動に適 応するように、遂行することがきると云うことである。 上に説明された光線条移動システムのどれに関しても、観察者が最も快適な位 置に座っているとき、その観察者がビューイングイゾーンを彼又は彼女の眼に精 確に心出しするようにこのゾーンを初期的に位置決めすることのできる手段を提 供することが望ましい。これは、姿勢、眼離れ、被りもの等からの反響のような 変量によって起こされるどんな誤りに富む位置決めをも訂正することになる。こ の目的のために、スイッチが提供され、理想的にはディスプレイケース上に位置 設定され、理想的にはスプリング三位置ロッカスイッチである。その左位置にお いて、このスイッチは、機械的又は電気光学的光学機構にビューイングゾーンを 一度に１ステップ左へ偏移させるために必要な作用を取らせるであろう。このス イッチが押されないとき復帰する、その中間位置においては、何も起こらず−こ れは中性位置であるであろう。その右位置へ押されると、スイッチは電気接続を 起こさせるであろう、これらの接続は光線条再位置決めシステムに線条を左に移 動させ、それゆえ、ビューイングゾーンを一度に１ステップ右へ移動させる。 多数の使用者がディスプレイを観察するとき、頭追跡装置をターンオフするこ とが望ましいことになる、と云うのは、目下説明されている追跡方式は１人の人 の頭を追跡かつ追従することしかできないからである。この人の頭を追跡するた めに必要なゾーン運動は他の使用者に対しては適当でない、と云うのは、彼等の 頭が、被追跡使用者と異なる運動を行っている公算が極めて高いからである。 それゆえ、ディスプレイと独立に頭追跡装置をターンオン、オフするスイッチが 提供されるべきである。 上に説明された頭追跡システムにおいて、次の画像を形成する又は列間で画像 をフリップさせるために必要なＬＣＤアドレス指定の完遂にランプターンオン、 ターンオフを協調させることが望ましいが、しかし絶対的に必要と云うのではな い。しかしながら、完全解像度３−Ｄ、ルックアラウンドを伴う完全解像度３− Ｄ、及び増大解像度２−Ｄにおいては、種々のランプのターンオン、ターンオフ がＬＣＤ上の画素のアドレス指定と変化とに対して精確にタイミングを取らされ ることが、決定的に重要である。このタイミングの説明を、ここでは、いかに本 照明システムのストロボ品型が働くかの説明に先立って行う。 ＬＣＤ走査のタイミング順序（この間全ての画素がアドレス指定される）、次 の画像成分を形成するための画素透過率変化、及び少数のランプが第２図におけ るような完全解像度３−Ｄ作像に使用されるときの光源ターンオン、ターンオフ が、第３ａ−３ｃ図に示されている。 タイミング線図が、第３ａ−３ｃ図に示されている。第３ａ図は、最上行で開 始しかつ最下行へ進行するＬＣＤ行の繰り返しアドレス指定を描く。第３ｂ図は 、それらの画素がアドレス指定された後、ビデオフィールド内の最初及び最後の 画素の「オフ」又はオペーク状態から「オン」又はクリヤ状態への（又はこの逆 の）変化、及び第２図に示された第１発光点又はランプ（４２）のフラッシング を示す。ＴＦＴ及び強誘電体ＬＣＤの場合、ＬＣＤの走査中画素がターンオンさ れると、それはターンオフされるまで、この場合１ビデオフレームを表示するた めの全ＬＣＤの走査が完了し、かつ最終の画素がそれらの状態を変化する時間を 持つまで、オンに滞在する。 第３ａ図に示されたように、１つのＬＣＤ走査の開始と次の開始との間の時間 区間は３つの期間に分割され、これらの間中３つの作用が起こる。すなわち、第 １期間（２２）中ＬＣＤが走査されかつその行が通常最上行で開始しかつ最下行 で終端する順次アドレス指定されて、次の画像を表示するために画素の状態を変 化させ、休止又は待機期間（２３）中何も起こらず、或る種のＬＣＤにおいて有 益な効果のある動作消去期間（２４）中ＬＣＤは再び走査され及び全ての画素が アドレス指定され、かつ先行画像を完全に消去するために、ＬＣＤの構成に応じ てフルオン又はフルオフのどちらかをするように状態を変化させられる。典型的 に、所与の行の全ての画素は、同じ時刻にアドレス指定される。 最初の行の画素の状態を変化させる信号は、時刻ｔ₀にＬＣＤ（６）に与えら れる。図解目的のために、この画素が印加信号に応答して新状態へのその変化を 完了させる−それは、第３ｂ図に示されたように、時刻ｔ₁にターンオンし始め かつオペークと時刻ｔ₂におけるクリヤとの間にその状態の変化を完了する−前 に約３．５ｍｓの遅延が起こる。第３ｂ図において、画素はフルオンとフルオフ との間でターンするように示されているが、云うまでもなく典型的には或るもの はオンからオフへターンし、他は１の中間グレー状態から他へターンすることに なる。最後の画素は、それが時刻ｔ₂においてアドレス指定された後、時刻ｔ₃に その状態変化を開始し、かつそれを時刻ｔ₄において完了する。この瞬間に、第 ３ｃ図に示されたように、ビデオフレームが完了され、かつ光源（７）がフラッ シュし、それゆえ、第１フィールド内の情報を観察者へ転送する。第３ａ図で判 るように、ＬＣＤのアドレス指定が起こらない休止期間（２３）が、ランプが点 灯される前に全ての画素にそれらの新状態へ変化する時間を与えるために挿入さ れる。もし画素に状態変化を取らせる時間が充分に長いか、又は走査に要求され る時間が充分に短ければ、第２走査が休止期間中に起こり得る。第２走査中、第 １走査におけると同じ画像情報がＬＣＤへ転送される。次いで、動作帰線消去走 査を起こすことができこれにＬＣＤのアドレス指定が続き、この間中第２画像フ ィールドを創出するために画素がアドレス指定される。第２フレーム内の順序は ランプ（４３）がフラッシュすることを除き第１フレームにおけるのと同じであ る。同様に、事象のタイミングは、後続フレームにおいても同等であり、ただ異 なるのは、ＬＣＤへの書込み情報及びランプのどれがフラッシュするかである。 再び第３ａ−３ｃ図に示されたように、画素は、いったんそれらがアドレス指 定されると状態を変化するために或る期間を費やす。この場合、３．５ｍｓは照 明のために示され、これはディメンションテクノロジーズ社（Ｄｉｍｅｎｓｉｏ ｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｉｎｃ．，）のために或るＬＣＤ開発研究所に よって作製されるカスタム画素ＬＣＤの典型的期間である。フルオフからフルオ ンへのターンに要求される時間は、フルオンからフルオフに 対して要求される時間、又は種々の中間グレーレベル間の変化に要求される時間 と異なることがある。このような場合、２つの状態間の変化に要求される最長時 間が、最も関係性があり、全ての画素が、その変化がどの状態へ又はからにかか わらす、ランプが点灯される前にそれらの変化を完了することができるように、 適応しなければならない。 ランプは、もちろん、決して瞬間的にフラッシュはぜず、短い時間にわたり発 光し、次いでターンオフする。ランプが発光する持続時間はそのランプに依存し 、かつＬＥＤのような、或るランプで以て制御され得る。一般に、ランプは、最 後の画素の変化の完了と次のアドレス指定走査の開始との間の時間区間中にのみ 発光するべきである。しかしながら、もし帰線消去走査が使用され、ＬＣＤが暗 状態へ帰線消去されるならば、ランプは有意な画像劣化を伴うことなく帰線消去 期間中発光すると云える。しかしながら、もしＬＣＤが明るい又は透明状態へ帰 線消去されるならば、帰線消去期間が始まる前にランプは発光を停止するべきで ある。そうしないと、コントラストが可なり低下しよう。 ターンオン信号が最初の画素に印加された時刻から最後の画素の状態の変化の 完了、光源のフラッシュ、全ての画素における帰線消去、及び次の走査の始まり までに合計１６，７ｍｓが経過する。それゆえ、６０フィールド毎秒、又は３０ 画像（ビデオフレーム）毎秒がある。このフレーム周波数は、与えられ特定スク リーン寸法及び輝度レベルにおいてほとんどフリッカレス画像を生じることにな る。光線条又はスポットの３集合以上を創出する他の構成は、フリッカを回避す るために更に高いフレーム周波数を必要とすることがある。この走査、変化、及 びフラッシュ順序は、２つのランプフラッシュによって観察者の眼に見えるよう にさせられた２つの順次フィールドから各々がなる、後続の画像フレームが表示 されるに従って、連続的に進行する。これら２つの画像フィールドの各々は、米 国特許第５，０３６，３８５号に説明されたステレオ対のインタリーブ右及び左 眼要素からなる。 第４図は、光源（４２）及び（４３）のフラッシュとＬＣＤ（５３）上のフィ ールド発生との間の関係を描く。示されているように、時間は１で開始して線図 上に連続番号を付けられた期間に分割される。１、３等で標識された奇数期間中 、 ＬＣＤは走査されかつ画素の全ての行がアドレス指定される。これらは、第３ａ −３ｃ図における時間区間Ｔ₀からＴ₃に相当する。２、４等で標識された偶数期 間は待機期間でありこれらの期間中アドレス指定作用は行われず、最後にアドレ ス指定されたものを含むＬＣＤ上の全ての画素はアドレス指定された後それらの 新状態へ変化することを許される。これらの期間は、第３ａ−３ｃ図における時 間区間Ｔ₃からＴ₄に相当する。スパイクは、光源（４２）及び（４３）に対する フラッシュを表す。 ２つの期間は第４図におおよそ等しいように示されているが、しかし、いかに 高速にＬＣＤ内の液晶材料がその状態を変化させるかに応じて、待機期間は走査 期間より短い又は長いことがあり得る。もしこれらの期間が等しくあり得るなら ば、すなわち、もしＬＣ材料がＬＣＤを走査するのに要する時間と約同じ量内に 状態を変化させるならば、その際は、臨時走査を偶数時間区間中遂行することが でき、この間中先行奇数フィールドの情報が２度目にＬＣＤ上に走査される。こ れは、従来のＴＦＴ ＬＣＤが使用されるとき大きなコントラストを持つ、僅か に明るさを増した、一層均一な画像を生じることになる。これの理由は、ＬＣＤ 画素セルが状態を変化させかつ次のアドレス指定を待機して後、電荷がこのセル を横断してゆっくり漏れて、走査及び待機期間の残余中このセルの透過率を僅か に低下させるからである。第２走査は、画素透過率が低下するのを停止し、かつ これを、ランプがフラッシュする時刻までに、少なくとも部分的にその適正値へ 復帰させることになる。 第５図に指示されたように、光源（３０）とレンチキュラレンズ（３２）との 間の距離を変化させることによって、弱拡散パネル（３３）上へ作像される光線 条間のピッチを変動させることが可能である。このような仕方で左及び右眼ビュ ーイングゾーンの幅を調節して、観察者のひとみ間の間隔に整合させかつその観 察者に対して横方向頭運動の最大量を提供することが、また、可能である。この ようにして、照明システムをＬＣＤ上の画素幾何学に調節することが可能である 。加えて、レンチキュラレンズ（３２）と、前記拡散パネル（３３）と、ＬＣＤ との間の距離をまた変動させることによって、ＬＣＤから観察者までの最善ビュ ーイング距離を変動させることが可能である。 第２図の照明システムの品型は、第６図に平面図として図解されている。この システムにおいては、２つの代わりに、複数の光源（６１）から（６８）が、光 源の各対がレンチキュラレンズ（６９）の１つの垂直セクションを照明するよう に、位置決めされている。光源（６１）から（６８）は、蛍光ランプ又はキセノ ンガスで充たされたランプのような、ガス入りアークランプであってよい。バッ フル（７３）から（７７）は、光源の１つの対が各ランプの前方のセクション以 外のレンチキュラレンズ（６９）の他のセクションを照らすのを防止する。レン チキュラレンズ（６９）は、光源（６１）から（６８）を弱拡散パネル（７０） 上へ作像し、このパネルが細い、明るい、垂直線条の格子を発生し、その目的は 先に説明された通りある。この例において、ＬＣＤ画素の列は、各フィールド中 、最左列で開始しかつ最右列へ進行しながら順次アドレス指定される。 ランプ（６１）、（６３）、（６５）、及び（６７）は、ＬＣＤ（７２）上の 立体画像の半分の組立てと同期させられた間隔を取って順次にフラッシュする。 米国特許第５，０３５，３８５号に説明されているように、第１フィールド中に 表示される第１半画像はＬＣＤ（７２）の奇数列上に表示される左眼画像の奇数 列とＬＣＤ（７２）の偶数列上に表示される右眼画像の偶数列から作られている 。ランプ（６１）の前方の第１半画像が発生された、（すなわち、そのセクショ ンの画素がそれらの状態の変化を完了した）後、光源（６１）がフラッシュし、 それゆえビデオ情報を観察者へ転送する。このプロセスは光源（６３）、（６５ ）、及び（６７）によって順次繰り返され、これが、遂にその立体画像の第１半 部がアドレス指定されかつその状態を変化させるとき光源（６７）がフラッシュ するに至るまで行われる。立体画像の第２半部は同じ仕方で画素の同じ集合内へ 走査され、それゆえ立体画像の完全解像度を達成し、光源（６２）、（６４）、 （６６）、及び（６８）の集合が、順次にかつ第２図に示されたように配向され たＬＣＤ（７２）上の画像の組立てと同期して、フラッシュする。 この発明のこの実施例の主要な利点は、それらの変化を完了するために、最後 の画素を含む、全ての画素が待機している、待機期間又は休止期間の大部分が、 短縮されると云うことである。小さいセクションの各々はそのセクション内の画 素がそれらの変化を完了するや否や照明され、これがＬＣＤの他の部分がまだア ドレス指定されている間に起こることがある。事実、もし画素が、それらのセク ションの最後の列のアドレス指定とそれらのセクションの最初の列の次のアドレ ス指定との間の間隔より短い時間区間内にそれらの変化を完了することができる ならば、ＬＣＤは、フィールド間に少しの休止期間もなく、連続的にアドレス指 定され得る。 第６図は８つの光源を示すが、云うまでなもく、光源は、それらの数において ディスプレイの物理的大きさ及び光源自体の大きさのみにしか制約されず、その どんな数もこの照明方式に使用することができよう。 第６図の配置が与えられると、ランプは、非常に短い区間中に必ずしもフラッ シュしなくてよい。これらは、それらの前方にあるセクションの最終アドレス指 定された列の画素がこれの画素の変化を完了する時刻と、最初にアドレス指定さ れた列内のが画素が次の走査中に再びアドレス指定される時刻との間の時間区間 中オンを維持することができる。 当業者に既知の適当な光学及び光源構成が与えられるならば、ＬＣＤの画素解 像度の数倍の解像度を持つ２−Ｄ画像を発生するために、上に説明されたのと、 同じ照明システム及びタイミング順序を使用することが、可能である。 前掲の線図及び説明は、図解目的上自動立体完全解像度ディスプレイを使用し た。ディスプレイのこの型式は、各々の集合が他の集合の要素の中間に位置決め された、インタリーブ光線条の２つの集合を必要とする。このディスプレイは、 このディスプレイの前方のビューイング領域にわたって間隔を取った一連の左眼 及び右眼ビューイングゾーンから見ることが可能である、ステレオ対を形成する 、２つの完全解像度画像を発生する。米国特許第５，０３６，３８５号は、また 、ルックアラウンド効果を提供する多重パースペクティブビュー完全解像度ディ スプレイを説明しており、これはシーンのいくつかの異なる完全解像度パースペ クティブビューを発生し、これらの各々が異なるビューイングゾーンから見るこ とが可能であり、これらのゾーンのいくつかはディスプレイの前方のビューイン エリヤにわたって間隔を取っている。ディスプレイのこの型式は、フラッシング 光線条の多数の集合に依存する。 例として、第６図の配置及びフラッシイグ順序は、もし８つの代わりに合計１ ６のランプが使用されたとしたならば、４つのゾーンに対して光線条の４つの集 合を発生するために使用され得る。これらのランプは、第６Ａ図に示されている 。ランプ（１０１）、（１０５）、（１０９）、及び（１１１）は、（米国特許 第５，０３６，３８５号に説明されたように、４つのパースペクティブビューの インタリーブ部分からなる）４つの画像の最初のものがＬＣＤ上に組み立てられ るに従ってフラッシュオンする。次にランプ（１０２）、（１０６）、（１１０ ）、及び（１１４）が次の画像の組立てに従ってフラッシュオンするであろう、 次いで、ランプ（１０３）、（１０７）、（１１１）、及び（１１５）が第３画 像の組立てに従ってフラッシュオンするであろう、次にランプ（１０４）、（１ ０８）、（１１２）、及び（１１６）が第４画像の組立てに従ってフラッシュオ ンするであろう。 第７図に示されたように、前記ＬＣＤ（７２）がその普通使用配向、すなわち 、その長い寸法が垂直である、に対して９０度回転させられる。これは、「ポー トレイト様式（ｐｏｒｔｒａｉｔ ｆｏｍａｔ）」と呼ばれ多くの応用に有効で ある。この配向のゆえに、画素の行が列として使用され、かつ列が行として使用 される。この様式に対する理由は、全ての普通に利用可能なＬＣＤ駆動回路がラ スタ様式で、行から行へ、ＬＣＤを走査するように設計され、この構成が、結果 的に、このプロセスの利点を生かすからである。 同様の照明システムを、自動立体及びエンハンスト２−Ｄディスプレイに使用 することができ、ここでＬＣＤの長い側が水平で、いわゆる「ランドスケープ（ ｌａｎｄｓｃａｐｅ）」様式である。このようなシステムは、第８図に描かれて いる。複数の光源（８１）−（８８）、及び（９１）−（９２）等が、また、こ の方式に使用される。しかしながら、第６図を参照して説明された照明システム と対照的に、光源（８１）−（８８）は、ディスプレイの全高にわたって延びず 、同じ高さの垂直セクションに分割される。第８図は、２つのこのようなセクシ ョンを示すが、云うまでもなく３つ以上のセクションも使用することができ、そ れらの数においてはディスプレイの物理的寸法及び光源の物理的寸法のみにしか 制約されない。前記光源は、蛍光ランプ、ストロボモードで動作する、キセノン ガスで充たされたランプのような、ガス入りアークランプでよい。ＬＥＤのよ うな小形ランプのアレイは、ＥＬ又はプラズマディスプレイのようなアドレス指 定可能の発光ディスプレイのように、良好な効果を持たらすように使用され得る 。 この照明システムは、次のように動作する。すなわち、第１半画像が、ＬＣＤ （９５）上内で、最上（最初）行で開始して、この場合、ＬＣＤ（９５）スクリ ーンの上半部の走査が完了しかつ下半部内の画素が画像を形成するそれらの変化 を行ってしまうまで（走査はこの間ＬＣＤの下半部を通して連続することができ る）、漸次走査される。この瞬間に光源（８１）、（８３）、（８５）、及び（ ８７）がフラッシュし、それゆえ、スクリーンの上半部上のビデオ情報を観察者 へ転送する。ＬＣＤ（９５）の走査は、スクリーンの下半部が完了されるまで進 行する。下半部上の画素がそれらの変化を完了するや否や、光源（９１）等の下 側集合がトリガされてフラッシュし、ＬＣＤ（９５）スクリーン上のビデオ情報 を観察者へ転送させる。いまや、プロセスは、同等の仕方で次のインタリーブ半 画像に対して、まず光源（９２）、（９４）、（９６）、（９８）、次いで光源 （９２）、等々を使用して繰り返され、このような仕方で、画像の残りを観察者 へ転送し、かつ、このようにして、画像停滞の視覚現象のゆえに、フリッカのな い完全解像度三次元画像の錯視を発生する。 第１半画像の下半部の画素がそれらの状態の変化を許されている間に、次の半 画像の上半部を走査することを開始することができる。やはり、もし各半部内の 全ての画素がそれらの変化を他の半部の走査が完了される前に完了しているよう に画素がそれらの状態を充分速く変化させるならば、ＬＣＤは、連続的に走査さ れ、休止期間は必要とされないことになろう。 レンチキュラレンズ（９３）は、垂直光線条の画像を弱拡散パネル（９４）上 に発生する。第８図に図解された構成においては、これらの線条はＬＣＤ（９５ ）の高さの約半分である。特定のディスプレイ構成における光線条のた高さは、 光源の集合の数、それゆえ光源の行の数に依存する。同様に、どのような数の列 も、使用されると云ってよい。列の数は、ランプの幅及び照明エリヤの要求され る幅のみにしか制約されないであろう。 異なるランプ及び光学を備えるこの照明システムは、上に説明されたように、 ＬＣＤの異なるサブセクションを逐次照明することによってエハンスト解像度２ −Ｄ画像を発生するために、また、使用され得る。２−Ｄの場合の例として、第 １５図は、米国特許第５，０３６，３８５号に説明された原理に従って、４の率 だけＬＣＤの解像度を向上させるために使用され得る照明配置を図解する。 第１５図は、複眼レンズシート（２１１）及びＬＣＤ（２０６）の背後短い距 離に配置された多数の光源のアレイ（２３０）を使用する構成を示す。第１６ａ −１６ｃ図は、異なる行内のランプがいかにＬＣＤ走査及び画素変化と同期して ターンオン、オフされるかを示すタイミング線図である。 第１５図に示されるアレイは、光源群（２３１）−（２３８）の８つの行を有 する。各群は、４つの光源（２３９）−（２４２）からなる。光源群の各行は、 ＬＣＤのおおよそ１／８のＬＣＤの水平セクション（２４３）−（２５０）を照 明する。このＬＣＤは、ＬＣＤに典型的であるように、上から開始して、行から 行へアドレス指定されると仮定する。各光源はＬＣＤの１／８水平セクションを 照明するのみであるから、所与の１／８セクション内の画素がアドレス指定され かつその背後のランプがターンオンされる前にそれらの変化を完了することのみ を待機しさえすればよい。 例えば、第１６ａ、１６ｂ、１６ｃ図に、セクション（２４３）−（２５０） の最終行のアドレス指定及び画素応答が示されている。やはり、ＬＣＤは、１２ ０回毎秒で動作させられ、かつ画素は応答するのに３．５ｍｓを要する。セクシ ョン１の最終行の画素が変化を経るや否や第１５図におけるランプ群（２３１） の行内の（２３９）でマークされたランプがターンオンされる。それらの輝度曲 線（２３１）は、第１６ｃ図に示されている。それらは、セクション（２４３） の第１行が再びアドレス指定され、かつ変化を開始するまで、オンを維持すると 云える。第１６ｃ図は、これらのランプが、時間上のこの点でターンオフするこ とを示す。これらのランプからの光は、複眼レンズによって各画素の上左隅内へ 作像される。同様に、セクション（４４）が変化を経るや否や行（２３２）のラ ンプ群（２３９）のランプ（２３９）がターンオンされる。これらは、同様に、 セクション（４４）の第１行が再びアドレス指定されるまで、ターンオフされな い。アドレス指定及びターンオン順序は、セクション（２４５）−（２５０）に 対して続行する。 最終セクション（２５０）がアドレス指定された後、走査は、最上で開始して 直ちに進行することができＬＣＤを、アドレス指定する。セクション（２４３） の背後のランプは、もちろん、セクション（２４３）の次の走査が始まる前に、 理想的には、ターンオフする。第１セクション（２４３）が再びアドレス指定さ れ、かつその画素が変化する機会を持った後、行（２３１）内のランプ（２４０ ）がターンオンされて、セクション（２４３）のＬＣＤ画素の上右象限に照明を 施す。残りの行（２３２）−（２３８）のランプ（２４０）は、それらの前方の セクション（２４４）−（２５０）の画素が新透明状態へのそれらの変化を完了 するに従って、逐次ターンオンする。 同様に、その順序中の次の走査において、ランプ（２４１）がフラッシュオン 、オフし、次いでその後の次の走査でランプ（２４２）がフラッシュオン、オフ する。それゆえ、４つの走査内で、完全高解像度画像が観察者に提示される。次 の４つ走査中、高解像度画像の次のフレームが、第１６ａ−１６ｃ図に示された 同じ走査及びランプフラッシュタイミング順序を使用して同じように創出される 。 第１５図は各々が４つのランプの群に配置された光源の４つの集合を示すが、 云うまでもなく、光源又は光源の群は、それらの数においてディスプレイの物理 的寸法、光源自体の物理的寸法、及びＬＣＤのアドレス及び画素応答速度のみに しか制約されず、どのような数もこの照明方式に使用することができよう。 ルックアラウンドの場合は、一層多くのランプ集合をやはり使用しなればなら ないであろう。光線条の４つの集合を生成する能力があるランプ配置が第８Ａ図 に図解されている。これらのランプは、各々が２つのランプの１６列に配置され ている。ここで、ランプ列（１２１）、（１２５）、（１２９）、及び（１３３ ）の上側要素が第１画像の上半部が形成された後に全て同時にフラッシュオンす るであろう、次いでランプ列（１２１）、（１２５）、（１２９）、及び（１３ ３）の下側要素が その画像の下半部が形成されるときにフラッシュオンするで あろう。これと同様に、ランプ列（１２２）、（１２６）、（１３０）、及び（ １３４）の上側及び下側要素が画像の第２部分が形成されるのに従ってフラッシ ュオンされるであろう、次いでランプ（１２３）、（１２７）、（１３１）、及 び（１３５）の上側及び下側要素が第３画像が形成されるのに従い、及び最終 的にランプ（１２４）、（１２８）、（１３２）、及び（１３６）の上側及び下 側要素がフラッシュするであろう。 第２図から第８図を参照して説明された、画像形成構想は、第９図に概略的に 図解されたディスプレイ構成において実現され得る。この構成における照明シス テムは、フラッシング光源を採用するのではなくて、むしろ、ベース（１００） 上に取り付けられた光源（１０１）から（１０９）が絶えず点灯される。このよ うな光源は、好適には、蛍光ランプであってよいと云える。この光源からの光は 、強拡散器（１１０）によって拡散されて、好適には高速作動液晶バルブを採用 する電子光学シャッタアレイ（１１１）を均一照明を生成する。 目下の所、この型式の典型的シャッタは、角外れからビューされるとき低コン トラトを呈する。このことは、オフ状態にあるとき、これらを種々の軸高外れ角 で通過する光をこれらが効率的に阻止しないと云うことを意味する。バッフルは 、第２図に示されたものに類似し、この光を阻止し、それがシステム内で散乱し かつゴースト像を眼に見えさせるのを防止する。 採用されるシャッタが前部及び後部偏光器を必要とするＬＣデバイスであると き、その偏光角の偏光の方向が垂直及び水平方向に従う直線偏光器を使用するこ とが、一般に望ましい。この構成においては、光阻止は、垂直及び水平両方向に 対する法線方向から遠ざかる角において最も効率的である傾向を有し、これらの 方向に従う遥かな軸外れからゴースト像が問題になることなくディスプレイをビ ューすることを可能にする。また、前部シャッタ偏光器及び後部ＬＣＤ偏光器を 平行にし、それゆえ光透過を最大にさせることが、もちろん望ましい。もしＬＣ Ｄの後部偏光器がシャッタＬＣ材料と共に使用に供されのに最適のものであり、 かつもしその偏光方向が垂直又は水平であるならば、前部偏光器をシャッタから 外し、かつ単にＬＣ後部偏光器に依存してシャッタオフ状態における光阻止機能 を遂行させることが、また望ましい。これは、オン状態において僅かながら大き い光透過を生じる。 第９図に図解された電気光学シャッタアレイ（１１１）の個々のシャッタ（１ １５）から（１２４）等、（１３１）、（１３２）等の、オン−オフ、すなわち 、クリヤ及びオペーク、状態は、ＬＣＤ（１１４）の走査と同期して制御され、 か つ第８図に示されたディスプレイ内の光源フラッシュの順序に類似した、順序に 従ってターンオンされる。ＬＣＤ（１１４）上の走査及び画素変化が上から下へ 進行し、かつＬＣＤ高さの１／３を完了するに従って、光シャッタ（１１５）、 （１１７）、（１１９）、及び（１２１）が瞬間的にターンオンして、光をレン チキュラレンズ（１１２）に通過させ、このレンズが光線条の第１集合を拡散パ ネル（１１３）上に発生し、その結果、インタリーブ画像の第１部分を観察者へ 転送する。次に、画像の半分の第２の１／３が走査され、かつ画像のこの部分が 走査されるとき光シャッタ（１２３）等がターンオンされ、これに画像の最終の １／３が続く。 第１半画像の最終１／３内の画素がそれらの状態を変化している間、次の半画 像の最初の１／３をＬＣＤ（１１４）の上１／３内へ走査することができ、かつ シャッタ（１１５）、（１１７）、（１１９）、（１２１）を瞬間的にターンオ ンすることによって観察者へ転送する。この仕方で、ビデオ情報の高速かつ効率 的が達成される。 第１０図は、自動立体及びエンハンスト解像度２−Ｄディスプレイに対するな お他の照明システムを描く。このシステムにおいて、高強度投写型受像管（１９ ０）が使用されて、ＬＣＤ（１９３）上の走査と同期してかつ適当な順序で光線 条又は点のパターンを発生する。これらの光線条は、集束レンズ（１９１）によ って強拡散パネル（１９２）上へ投写される。ＬＣＤ走査及び光線条発生は、第 ２、５、７、８図の照明システムの説明を参照して説明されるようであるか、又 は適当な他の順序であってよく、そこでは拡散器（１９２）上に投写された線条 又は点がそれらの図内に指示されたランプを置換する。立体画像又はエンハンス ト解像度２−Ｄ画像は、既に説明されたように発生される。 第１１図は、エレクトロルミネセント又はプラズマパネル（１９４）を使用し 、このパネルはアドレス可能の線条又は点の所定パターンを有し、これらはＬＣ Ｄ（１９７）の走査と同期して適当な順序で作動させられる。或る場合には、情 報ディスプレイに通常使用される型式のカスタム化ＥＬ又はプラズマディスプレ イを採用することができる。先に説明されたシステムにおけるように、レンチキ ュラ又は複眼レンズ（１９５）が、パネル上に発生された線条又は点を弱拡散パ ネ ル（１９６）上へ作像し、かつ立体又はエンハンスト解像度２−Ｄ画像が上に説 明されたように生成される。 立体又はエンハンスト解像度２−Ｄ画像の発生に必要とされる照明を創出する なお他の方法は、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）の利点を生かすことがで きる。このようなデバイスは、種々の色でかつ高輝度を持つものが、ますます盛 んに市販されている。第１２図は、ＬＥＤを利用するディスプレイの１つの品型 を示す。 二次元アレイ（１４０）は、多数のＬＥＤ（１４４）、（１４５）、（１４６ ）等を含む。このようなＬＥＤは、全て１色、云うなれば、緑のものであり、単 色ディスプレイ用か、又は三原色、赤、青、及び緑の集合であって、色彩ディス プレイ用である。 青ＬＥＤの輝度は、赤及び緑デバイスのそれほどは高くないので、多数の青Ｌ ＥＤがＬＥＤアレイ（１４０）内の各ＬＥＤクラスタ内に使用されることもあり 得る。 これらのＬＥＤは、ベース上のアレイ内に取り付けられた離散パッケージデバ イスであるか又は適当な基板上に取り付けられたチップであり得る。 ＬＥＤは、個別に又は色発生集合上の光パターン内で、ＬＣＤ（１４３）の走 査と同期してターンオン、オフされる。前記ＬＥＤによって発生された光は、レ ンチキュラレンズ（１４１）によって弱拡散パネル（１４２）上へ集束されて、 ＬＣＤ（１４３）上の立体及びエンハンスト画像の観察に必要な光線条又は点を 形成する。 色彩ディスプレイに関しては、米国特許第５，０４０，８７８号に説明された ように、画像の赤、青、及び緑成分の順序は、単色ＬＣＤ上に発生されることが でき、観察者の視覚によって融合されて色彩画像となる。例として、２−Ｄディ スプレイ用ＬＥＤベース色彩照明システムの光学構成が第１３図に示されており 、この図は前記システムの拡大部分透視図を示す。ここでもまた、単色（白黒） ＬＣＤが利用される。第１２図を参照して説明されたシステムにおけるように、 少なくとも三原色の光を発射するＬＥＤが使用される。このようなＬＥＤは、例 えば、（１７４）（赤）、１７５（緑）、（１７６）及び（１７７）（青）（２ つ の青ＬＥＤが低輝度を補償する）。前記ＬＥＤはその光出力を複眼レンズ（１７ ８）へ指向させ、このレンズは、レンズレット（１７９）及び（１８０）のよう な、非常に小形凸レンズの２−Ｄアレイを含む。前記複眼レンズ（１７８）内の 前記レンズレットの数は、ＬＣＤ（１８１）内の画素の数に等しい。それゆえ、 各レンズレットは、その光をＬＣＤ（１８１）の１つの画素へ集束する。画素が それらのオン（クリヤ）状態にある（例えば、画素（１８２）及び（１８３）と き、それらは光をレンスレットから拡散パネル（１８４）へ伝送し、ここでこの 光が、（１８５）及び（１８６）のような、色ドットを形成する。この仕方で、 画像が拡散板（１８４）上に形成される。このディスプレイ内に色を達成するた めに、赤、青、及び緑組成色彩画像が、同じ色の全てのＬＥＤを集合の順次に適 当にターンオン、オフすると共に、この間相当する組成画像をＬＣＤ内へ走査す ることによって、同じ画素及び相当するレンズレットを使用して、高速順序で表 示される。 単色ＬＣＤもまた、色彩立体又はエンハンスト解像度２−Ｄ画像を発生するた めに、蛍光ランプ又はガス入りプラズマ放電ンプのような、他の色光源と関連し て使用され得る。この方式の実施例が、第１４図に示されている。 第１４図は、自動立体又はエンハンスト解像度２−Ｄディスプレイの平面図を 描く。光源（１５６）から（１６７）は、ベース（１５０）上に取り付けられて いる。各々が４つの光源からなる３つの集合がある。すなわち、赤（１５６）− （１５９）、緑（１６０）−（１６３）、及び青（１６４）−（１６７）。云う までもなく、。光源の集合の数は４つに限定されない。このような数は、ディス プレイの物理的寸法及び光源の寸法によってしか制約されない。三原色における 蛍光及びガス入りプラズマ放電ランプは、容易に市場で入手可能である。 しかしながら、赤、緑、及び青繰返しフラッシング順序は、他のフィールド順 次式色彩ディスプレイに見られる画像解体現象の同じ型式に帰着することになる 。それは、また、現存のフィールド順次式色彩システムの場合におけるように、 ＬＣＤに対して遥かに高速アドレス指定速度及び画素応答速度を必要とさせるで あろう。これは、フリッカを回避するために、全ＬＣＤをまず赤で、次に緑で、 次に青で照明する他のフィールド順次式色彩システムの場合のように、１／３０ 秒 でなく１／６０毎に完全画像を創出しなけれならないであろうゆえである。この ことは、ＬＣＤが毎秒１８０の完全に異なる画像を発生する能力がなければなら ず、それであるから赤、緑、及び青画像成分が１／６０秒毎に提示されると云う ことを意味する。 この画像解体現象を克服するために使用される照明順序は、照明を空間的ばか りでな時間的に多重化するこの発明のフィールド順次式色彩照明システムに依存 する。この能力は、また、ＬＥＤ及び照明システムを、フリッカを眼に見えるよ うにすることを伴わずに、遥かに遅い速度で−おそらく３０完全画像毎秒で−動 作させることを許すはずである。この理由は、線条インタレース画像が創出され 、ここで赤、緑、及び青素子の３つの線条の集合の要素が順次にフラッシュされ ると云うことである。 遥か前に、研究者達は、陰極線管（ＣＲＴ）を、もしインタレース走査システ ムを使用したならば、障害になるフリッカを伴うことなく、６０フレーム毎秒の 代わりに、３０フレーム毎秒で動作させることができることを発見した。通常の 家庭テレビジョン受像機に使用される、この方式においては、いずれの他の行も １／６０秒で走査され、残りの行が次の１／６０秒中に走査される。完全な画像 が１／３０内に組み立てられる。このシステムは低速度でフリッカのない作像を 許す、もっとも１全画像を組み立てるのに１／３０秒を要するが眼は各１／６０ 秒間隔中光で充たされたスクリーンを依然として見る。逐次間隔中、走査線は、 ほとんど検出されない量だけ偏移している。 この発明は、フィールド順次式色彩システムで以てインタレース効果を達成す ることができる。そのシステムは、これを、赤、青、及び緑光を、画素境界内の 順次に照明されたスポット又は線条内へ集束することによって行う。これらの線 条、又は色スポットの行を、ＣＲＴの走査線に類似の仕方で空間的及時間的にイ ンタレースすることができる。主要な相違は、他のフィールド順次式色彩システ ムに可能なのと同じ解像度を達成するために、インタレースは２：１の代わりに ３：１でなければならないと云うことである。 第１７図は、光学のこの型式で以て発生させることのできるいくつかのインタ レース構成の１つを示す。この特定のパターンは、典型的ＣＲＴ行インタレース 方式に最も近く、したがって、図解目的のために良好である。この図は、ＬＣＤ 上の画素の２つの代表列の拡大図を示す。最初の１／９０秒中、ＬＣＤが走査さ れ、かつ列（２６０）、（２６３）、（２６６）、等内の画素にそれらの透明性 を画像の赤成分の部分を表示するように変化さぜる。列（２６１）、（２６４） 、（２６７）、等内の画素にそれらの透明性を画像の緑成分の部分を表示するよ うに変化させ、及び列（２６１）、（２６４）、（２６７）、等内の画素に画像 の青成分の部分を表示するように変化させる。 １／９０秒期間の終端において、そのときこれらの画素は変化する機会を持っ ており、ストロボ照明が、各画素の上１／３内の個々の赤、青、及び青光スポッ ト（２６９）内へ集束される。 第２の１／９０秒時間区間中、行（２６０）、（２６３）、（２６６）、等の 画素は画像の他の赤成分の部分を表示するように変化させられ、行（２６１）、 （２６４）、（２６７）、等の画素は画像の緑成分の次の行を表示するように変 化させられ、及び行（２６２）、（２６５）、（２６８）、等は画像の青成分の 他の行を表示するように変化させられる。この第２の１／９０秒間隔の終端にお いて、光は各画素の中部内のスポット（２７０）の第２行内へ集束される。 最後の１／９０秒区間中、これらの画素は、画像の残りを表示するために、も う一度変化し、かつストロボ光が各画素の下１／３内のスポット（２７１）内へ 集束されることになるであろう。 注意するのは、この場合、各行内の３つの赤、緑、及び青スポットの各群は、 色フィルタスチリップを備える典型的色ＬＣＤに類似の仕方で、１完全画像画素 として使用されていると云うことである。 再び注意するのは、ここで、視覚効果は、順次に現れるインタレース水平行の ２つの集合の代わりに、３つの行が使用されることを除き、インタレースＣＲＴ 上に見られるものと類似しているだろうと云うことである。フリッカに関しては 、その結果は、低残光蛍光体を使った普通のインタレースＣＤＴ上に見られるも のから有意には異なっていないと信じられている。 この例においては、もしＬＣＤがＭ（水平）×Ｎ（垂直）の画素解像度を有し たとしたならば、画像解像度はＭ／３×３Ｎであろう−画素の総数は画像及びＬ ＣＤ内と同じであろう、しかし水平対垂直解像度の比は異なるであろう。このよ うな場合、それらの垂直解像度と水平解像度との間の（図示のように）高い比を 持った画素から開始するのが、最善であろう。 データをＬＣＤ上に置くやり方を変化することによって達成される、他のオプ ションは、ＬＣＤの各画素に画像上で１画素を提示させることである。このよう な場合、各画素は１Ｍ×Ｎ画像の１つの素子を提示することになるであろ、かつ 、赤、緑、及び青光がその点の副領域を照明する従って、その点における赤、緑 、及び青光の強度を反射するようにその透過率を変化することになるであろう。 赤、緑、及び青照明スポットが直線行及び列内に創出されることが必要である 。それらの配置を或る程度ランダム化すると画像解体に関して性能を更に向上す る傾向があるのではないかと考えられている。第１９図は、このようなランダム 化及び照明順序を示す。行（２６９）、（２７０）、及び（２７１）は上に説明 されたように順次に照明されるが、しかし、注意するのは、赤、緑、及び青エリ ヤは、行の３つの集合内で同じ左右関係にはない。 第１８図は、第１７図に示された光パターンを発生するために使用され得るで あろう照明アレイ（２５７）及び複眼レンズ（２５８）配置の型式を示す。第２ ０図は、第１９図に示された光パターンを発生するために使用され得る照明アレ イ（２５７）及び複眼レンズ（２５８）の型式を示す。複眼レンズのレンズレッ トは、全繰返しパターンを集束する所の画素の群の背後に位置させられている。 例えば、第１８図におけるように、パターンが３つの画素のいずれの群内におい ても繰り返すならば、３つの画素の群とおおよそ同じ寸法のレンズレットが使用 され、かつ３つのいずれの群の背後にも置かれなければならない。 照明装置上の赤、緑、及び青光のアレイは同じ繰り返しパターンに従って配置 されるであろうが、ただしレンズによって創出される逆転のゆえに、画素内へ集 束されるパターンに関して、図示のように、そのパターンが反転されることを除 く。このアレイ及びレンズレット上の照明領域は、レンズがこの照明領域の画像 を正しい画素の正しいセクション内に創出するように、適正な間隔及び寸法を有 することになるであろう。 前のように、照明装置上の各集合の素子を、ＬＣＤの走査に従って、上から下 へ順次にターンオン、オフさせることができるであろう。もし第１８図の照明が ３×３パターンの８行を有するとしたならば、ＬＣＤの８セクションが順次に照 明されるであろる。この図において、ランプ（２８０）、（２８１）、（２８２ ）が最初の走査中ターンオンされて、各画素の上１／３を照明する。ランプ（２ ８３）、（２８４）、（２８５）が次の走査中ターンオンされて、各画素の中１ ／３を照明し、及びランプ（２８６）、（２８７）、（２８８）がターンオンさ れて、各画素の下１／３を照明する。 注意するのは、行ずつ順次に画素を照明することが必要であると云うことであ る。異なる画素内の異なる行内の光スポットを同時に照明することも、また理論 的に可能である。例えば、第２０図において、まず、エリヤ（２９０）、（２９ １）、（２９８）を同時に、次いでエリヤ（２９３）、（２９４）、（２９２） を、次にエリヤ（２９６）、（２９７）、（２９５）を照明することもできる。 唯一の要件は、どの所与の照明期間中にも、赤、緑、及び青照明がオン、かつ各 ３つの周期サイクル中、全ての画素内の全てのエリヤが照明されると云うことで ある。 第１７図及び第１９図において、各画素の照明副領域の３つの行が示されてい るが、その数は３つより大きくてもよい。大きい数の副領域を使用することによ って、創出された画像は、ＬＣＤの画素解像度より大きい解像度を持つことがで きる。第２１図は、各画素内の副領域（３００）−（３０５）の６つの線条を示 す線図であり、これらは行（３００）から開始してかつ行（３０５）を通り進行 しながら、順次に照明される。Ｎ×Ｎ解像度のＬＣＤが与えられると、この配置 は、Ｎ×２Ｎの解像度を持つ色彩画像を生成することになるであろう。 もちろん、もし一層多くの副領域が使用されるならば、フリッカを回避するた めには高速ＬＣＤを使用しなけらばならない、それは、１／３０秒期間中に一層 多くの副成分を順次に照明しなければならないからである。各画素内の副領域の 数が増えるに従って、総フレーム速度、全画像が組み立てられる時間は短縮され るはずであるとまた考えられている。その極端においては、大きな画素内の極め て多数の順次照明副領域が約１／６０秒のフレーム速度を必要とすると云える、 と云うのは、視覚インパクトが、フリッカを回避するためには６０フレーム毎秒 で動作しなければならない、ノンインタレースＣＲＴのそれに接近し始めるから である。 第１９図及び第２１図は、画素の照明副領域の３×３パターンを示す。しかし ながら、もっと大きい又は小さいパターンを使用することができる。第２２図は 、例えば、６×６／３＝６×２画素の群内に繰り返され得る６×６パターンを示 す。画素のこのような１つの群は、第２２図内に破線で囲でまれている。 或る状況においては、直線状光源の一次元アレイからなる照明装置を使用する ことが望ましいことがある。ＬＣＤに対して使用される照明の最も普通の型式、 すなわち、蛍光管は、ほとんど長い、細い管として構成され、小さい点状源とし て作製され得ない。赤、緑、及び青光を発射する蛍光管は、製作され得るし、か つ容易に次々にバンクに取り付けられる。これらは、また、短いバーストで発光 するように作製され得る。 ＬＣＤの背後で動作する、直線状光源の場合、各集合の要素を、その前方のＬ ＣＤの走査に従って、上から下へ順次にフラッシュさせるように、これらの光源 を水平に取り付けることが最善である。もちろん、もしＬＣＤが列から列に側方 から側方へと走査されるならば、これらの管は垂直に取り付けられるべきである 。 直線状光源で以て生成され得るインタレースパターン及びその照明順序が、第 意２３図に示されている。赤、緑、及び青水平系線条が、図示のように画素の各 行内に投写される。 画素が新所望状態へ変化を許された後、最初の走査の終端において、全ての線 条（３１０）がこれらの画素内へ同時にフラッシュされる。それゆえ、赤線条が 画素（３２０）の行内へフラッシュされ、緑線条が画素（３２１）の行内へフラ ッシュされ、及び青線条が画素（３２２）の行内へフラッシュされる。注意する のは、ＲＢＧ（赤緑青）線条は、画素内の異なる位置に現れると云うことである 。もちろん、行（３２０）の画素は画像のこれらの行の赤成分を形成するように 透明性の適当な状態にあり、対応して、画素（３２１）の行はこれらの行内の緑 成分を形成するように制御され、及び行（３２２）の画素は画像の青成分の行を 形成する。 ＬＣＤが再走査されかつ画素がそれらの状態を再び変化することを許された後 、 緑線条が画素の行（３２０）内へフラッシュされ、青線条が行（３２１）内へフ ラッシュされ、及び赤線条が画素行（３２２）内へフラッシュされる。やはり、 各所与の行内の画素はそれら内に表れる色に適当な状態を有する。新しい部分画 像がＬＣＤ上に発生された後、次の走査の終端において、青線条が画素行（３２ ０）内へフラッシュされ、赤線条が画素行（３２１）内へフラッシュされ、及び 緑線条が画素行（３２２）内へフラッシュされる。 その結果は、完全解像度、全色彩画像であり、ここで色線条は空間的にインタ レースされている。 第２４図は、側面図であって、第２３図の線条パターン及び順序を発生するた めに使用されることのできるランプ及びレンズ配置を示す。直線状ランプのバン クは、赤、緑、及び青発光要素が図示の順に垂直に配置されることで以て取り付 けられている。前のようにレンズシートがＬＣＤ（２０６）の背後に取り付けら れ、そのレンズレットは理想的には画素層から約１焦点距離の所にある。直線状 光源を使用するとき、先に論じられた複眼レンズに置換してレンチキュラレンズ を使用するオプションを有する。レンチキュラレンズ（３２９）は、一般に、同 じ寸法の複眼レンズよりも製作が容易でかつ低コストである。レンチキュラレン ズは、その表面にわたって間隔を取った、直線状光源の長さに平行なレンズレッ トのアレイを有するであろう。このようなレンズが、第２４図に示されている。 どちらの場合においても、このようなレンズは光を３つの画素内へ作像する、 もっとも或る構成においてはレンズは光を４つ以上の画素内へ作像することがあ る。レンズ及び光源は、各レンズが赤、緑、及び青ランプの各集合からの光を正 しい画素内へ作像するように、正しい寸法のものでかつ互いに対して間隔を取っ ていなければならない。 ランプは、それらの前方のＬＣＤのセクションがアドレス指定されかつその画 素がそれらに要求された状態へのその変化を完了するや否や、逐次に次の順番で ターンオンされる。各ランプはターンオンされた後或る時間ターンオフし、それ であるから、それは次のアドレス指定が起こる時刻まで完全にオフしている。ラ ンプ（３３０）は、光線条（３１０）の第１集合を形成するために同時にターン する。ランプ（３３１）は、次の走査及び画素変化の後にターンオンして線条 （３１１）を形成する。ランプ（３３２）は、同時にターンオンして線条（３１ ２）を形成する。 先に論じた所から判るように、目下説明された照明及びタイミングシステムの 型式を使用して発生することのできる空間パターン及び時間的照明順序の多くの 型式がある。本願は、これら他の配置を包含するものと理解すべきである。 フラッシング光源の種々の型式が、この発明のディスプレイ用照明を提供する ために使用されることができ、蛍光ランプ、ガス入りアークランプ、ガス入りプ ラズマ放電デバイス、発光ダイオード、陰極線管のような電子励起蛍光ディスプ レイ、プラズマディスプレイ、蛍光ディスプレイ、光源の前方に置かれた液晶ラ イトバルブのアレイのような光透過制御手段を備える種々の定常光源を含む。 上の説明は、解説目的のためであって限定のためになされたのではない。多く の他の変形及び分派は、この開示に基づくならば当業者にもとより自明である。 これらがこの発明の範囲に包含されることを意図する。

【手続補正書】特許法第１８４条の７第１項 【提出日】１９９４年２月２８日 【補正内容】 補正された請求の範囲 ［１９９４年２月２８日（９４．０２．２８）国際事務局によって受理され、原 請求の範囲１−１１、１３−２１、２６−３１及び４０が補正され、請求の範囲 １２、２２−２５及び３２−３５が抹消され、新請求の範囲５７−６９が追加さ れ、残りの請求の範囲は変更されない（１１頁）］ １．（補正） 直線状又は点状光源、 電子的に制御可能ライトバルブアレイ上の画像発生のプロセスと同期して前記 光源のオン、オフ状態を制御する電子手段 前記ライトバルブアレイに実質的に隣接した面内の線条、線条セグメント、又 は点状エリヤのパターン内へ光を集束するように前記光源から間隔を取ったかつ 前記光源の前方の光学集束手段であって、前記集束光パターンが前記ライトバル ブアレイの選択部分を照明する、前記光学集束手段 を特徴とする光解像度ディスプレイ用改善照明システム。 ２．（補正）請求の範囲第５７項の照明システムであって、行から行又は列か ら列様式で前記ライトバルブアレイを繰り返しアドレス指定する手段を有し、ど れか個々のライトバルブ（画素）のアドレス指定と前記バルブがアドレス指定の 結果として透明性におけるその変化を完了した時刻との間に有限期間が存在し、 前記照明システムが前記光源の全体的に前方のアレイのセクション内にある前記 画素が透明性におけるそれらの変化を完了した時刻と、前記セクション内の画素 が再びアドレス指定される時刻との間の期間中ターンオンするように前記光源を タイミングする手段を更に有し、前記光源がこれらの時間区間の外側でターンオ フされる、照明システム。 ３．（補正）請求の範囲第５７項の照明システムにおいて、高解像度３−Ｄ画 像を創出する目的のために光の線条又は点の高速明滅集合を創出するような具合 に前記光源及び光学集束手段が互いにかつ前記ライトバルブアレイに対して位置 決めされる、照明システム。 ４．（補正）請求の範囲第５７項の照明システムにおいて、前記光源及び光学 集束手段が、前記ライトバルブアレイの画素解像度を超える解像度を備える２Ｄ 画像を創出するように前記アレイの画素層に接近して又は前記画素層内に光の線 条又は点の高速明滅集合を集束するように、互いにかつ前記ライトバルブアレイ に対して位置決めされる、照明システム。 ５．（補正）請求の範囲第５７項の照明システムにおいて、機械的手段が、前 記光源の位置を互いにかつ前記光学集束手段に対して調節するために提供される 、照明システム。 ６．（補正）請求の範囲第２項の照明システムにおいて、バッフリング手段が 、各光源に該光源の全体的に前方にある前記ライトバルブのセクションのみを照 明させるように前記光源と前記光学集束手段との間に提供される、照明システム 。 ７．（補正）請求の範囲第５７項の照明システムであって、前記光源と前記光 学集束手段との間に置かれた電気制御光拡散手段を含み、前記拡散手段が使用者 の制御の下にクリヤ、透明状態と光散乱、拡散状態との間で変化する能力がある 、照明システム。 ８．（補正）請求の範囲第５７項の照明システムであって、前記光源と前記光 学集束手段が、光を集束しかつ光パターンを創出する面との間に受動光拡散手段 を含む照明システム。 ９．（補正）請求の範囲第８項の照明システムにおいて、前記光拡散手段が基 板と前記基板表面に接着された拡散材料を含む、照明システム。 10． （補正）請求の範囲第９項の照明システムにおいて、前記基板が透明材 料の１つ以上のシートを含み、前記シートが観察者と反対を向く側で前記ライト バルブの最後面と接触して取り付けられる、照明システム。 11． （補正）請求の範囲第７項の照明システムであって、前記光学集束手段 、前記電気制御光拡散手段、及び異なる屈折率の透明構成要素間の少なくとも１ つの表面、又は透明構成要素と空気と間の表面における反射を減少させるため、 これらの表面上の光学的反射防止手段を更に含む照明システム。 12． （抹消） 13． （補正）請求の範囲第５７項の照明システムにおいて、前記光源が定常 発光手段を含み、ストロボ効果を達成するために前記照明システムが前記光源と 観察者との間に置かれた光透過制御手段を更に含む、照明システム。 14． （補正）請求の範囲第１３項の照明システムにおいて、前記光透過制御 手段がライトバルブのアレイである、照明システム。 15． （補正）請求の範囲第５７項の照明システムにおいて、ライトバルブの 前記アレイが電気制御液晶デバイスである、照明システム。 16． （補正）請求の範囲第５７項の照明システムにおいて、前記光源が少な くとも３つの異なる型式のものであり、各型式が１つの異なる色の光を発射する 能力がある、照明システム。 17． （補正）複数の点状又は直線状光源、線条、線条セグエント、又は点状 エリヤのアレイ内へ光を集束するように前記光源から間隔を取ったかつ前記光源 の前方の点状又は直線状光源及び光学集束手段であって、前記集束光パターンが 前記ライトバルブアレイの選択部分を照明する、前記点状又は直線状光源及び光 学集束手段を特徴とする自動立体ディスプレイ用改善照明システム。 18． （補正）請求の範囲第５８項の照明システムであって、前記光源に隣接 する非反射性かつオペーク障壁であって、ランプ位置におけるを除き光が前記障 壁を通過するのを防止するような具合に構成された前記障壁を含む照明システム 。 19． （補正）請求の範囲第５８項の照明システムにおいて、機械的手段が、 前記光源の位置を互いにかつ前記光学集束手段に対して調節するために提供され る、照明システム。 20． （補正）複数の多色光源を含むストロボ照明装置、 各フラッシュ中に前記光源の全てが同じ色を示さないように前記光源の各々を その色の各々を通して順次にフラッシュさせる手段、 前記照明装置の前方に位置設定された各々が調節可能透明性を有する個別制御 可能ライトバルブのアレイ、及び 各フラッシュ中に光の１つの色で以て各ライトバルブを照明するために前記ア レイ上へ又は近労へ光の各色を集束するたに前記照明装置とライトバルブの前記 アレイとの間に置かれた集束手段 を特徴とする画像発生ディスプレイ。 21． （補正）求の範囲第２０項のディスプレイにおいて、前記ライトバルブ アレイが前記ライトバルブの行及び列を含む、ディスプレイ。 22． （抹消） 23． （抹消） 24． （抹消） 25． （抹消） 26． （補正）請求の範囲第２０項のディスプレイにおいて、前記光学集束手 段がレンチキュラレンズレット又は複眼レンズレットのプレーナアレイである、 ディスプレイ。 27． （補正）請求の範囲第２０項のディスプレイであって、前記光源に隣接 した複数のアパーチャを有する非反射性かつオペーク障壁を更に含み、各アパー チャは前記光源の１つに整列している、ディスプレイ。 28． （補正）請求の範囲第２０項のディスプレイであって、各光源に対応し て整列するライトバルブのセクションを照明させるように前記光源と前記集束手 段との間に位置設定された光バッフルを更に含むディスプレイ。 29． （補正）請求の範囲第２０項のディスプレイであって、前記集束手段と 前記光源との間に位置設定された受動光拡散手段を更に含むディスプレイ。 30． （補正）請求の範囲第２０項のディスプレイにおいて、前記集束手段が その表面上に反射防止手段を含む、ディスプレイ。 31． （補正）請求の範囲第２０項のディスプレイにおいて、前記ライトバル ブアレイが液晶ディスプレイである、ディスプレイ。 32． （抹消） 33． （抹消） 34． （抹消） 35． （抹消） 36． （１）細い平行な垂直発光線条のいくついかの集合を表示し、又は作像 するスクリーン表面であって、各集合が多数の前記線条を含み、各集合の要素は 他の集合の要素間のエリヤ内に位置設定され、かつ各集合が独立にターンオン、 オフされる能力があり、前記表面が前記発光線条間に暗く維持される前記スクリ ーン表面、（２）前記スクリーンに平行なかつ前記スクリーンの前方のライトバ ルブアレイであって、前記ライトバルブがその表面にわたって規則パターンに従 って配置された個々の画素を有し、前記パターンが前記画素の垂直列を有し、前 記発光線条の各集合内の前記線条の各々に対して画素の少なくとも２つの列があ り、前記ディスプレイの前方に「ビューイングゾーン」として技術的に知られた 空間のエリヤを確立するように、前記発光線条が前記画素の背後及び間に位置設 定され、前記エリヤ内で観察者の眼が画素列の奇数又は偶数集合のどちらかの背 後の所与の集合の全ての光線条を見、（３）オプショナル的に前記ディスプレイ が少なくとも３つの色のフィルタを使って前記列に沿って前記画素を通して光を フィルタすることによって色彩で得られる、前記ライトバルブ、及び（４）左眼 画像又は （請求の範囲第３６項続き）ステレオ画像対を画素の奇数又は偶数列上に表示さ せ、かつステレオ画像対の右眼画像を画素の残りの列上に表示させる電子手段を 含む請求の範囲第１項の自動立体ディスプレイにおいて、前記改善が、（ａ）前 記ディスプレイを見ている人の頭の位置を監視する能力があるデバイスを組み込 むこと、（ｂ）発光線条のどの集合がオンであるか、及び画像情報のどの集合が 前記ディスプレイの奇数又は偶数列上に表示されるかを決定するためにこのデバ イスからの情報を使用すること、（ｃ）どの光線条がオンであるか、及び情報の どの集合が線条集合と画像表示とのどの組合わせに従って画素のどの列上に表示 されるかを選択することを含み、これによって観察者位置において形成された左 眼ビューイングゾーンに前記観察者の左眼の位置を包含させ、かつ右眼ゾーンに 前記観察者の右眼の位置を包含させる、改善。 37． 請求の範囲第３６項のデバイスにおいて、独立に制御可能光線条の２つ の集合が生成され、各集合の要素は他の集合の要素間の中途の中心線の実質的に 左又は右にある、デバスイス。 38． 請求の範囲第３７項のデバイスにおいて、観察者の眼がビューイングイ ゾーンの境界に近ずくように、１つの光線条集合によって創出されたビューイン グゾーン内に彼又は彼女の眼を持つ、前記観察者の頭が水平に左へ又は右へ動く に従って、その光線条集合がターンオフしかつ他の集合がオンし、それであるか ら第２集合によって形成された新ビューイングゾーンがいまや観察者の眼の位置 を包含し、及び観察者が動き続け、かつ前記眼が第２集合によって形成されたゾ ーン境界へ近ずくに従って、第２集合がターンオフしかつ第１集合が再びターン オンし、及び第１集合が再びオンになるとき、前記観察者の眼の位置を包含する ように左及び右眼 （請求の範囲第３８項続き）ビューイングゾーンが再び位置決めされると云うよ うに、同時に左及び右眼画像情報が前記奇数列と偶数列との間でスイッチされる 、デバイス。 39． 請求の範囲第３６項のデバイスにおいて、観察者が変化が起こる位置の 近くにいるとき光線条集合を高速にスイッチさせないように、前記観察者が右へ 動くとき前記光線条がスイッチする所での前記観察者の位置の軌跡は、前記観察 者が左へ動くとき前記光線条がスイッチする所での前記観察者の位置の軌跡の右 にある、デバイス。 40． 請求の範囲第３６項のデバイスにおいて、光線条のｎ集合が存在し、ｎ は２より大きい合計侵入者であり、ビューイングゾーン内に眼がある前記観察者 が左から右へ動くに従って、集合１と規定される、１つの光線条がオンし、及び 前記観察者の眼が中心から外れて動く、それゆえ、前記ビューイングゾーンの境 界へ近ずくに従って、集合１をターンオフしかつ、前記観察者の眼に一層心出し されるビューイングゾーンを創出するために、一般に、前記観察者の運動と反対 方向に沿い次の集合である、集合２をターンオンする、デバイス。 41． 請求の範囲第３６項のデバイスにおいて、光線条の３つの集合が存在し 、ビューイングゾーンの中心近くに眼がある前記観察者が左から右へ動くに従っ て、集合１と規定される、１つの光線条がオンし、及び前記観察者の眼が中心か ら外れて動く、それゆえ、前記ビューイングゾーンの境界へ近ずくに従って、集 合１をターンオフしかつ前記観察者の運動と同じ方向に沿い次の集合である、集 合２をターンオンし、この間、前記観察者の左眼及び右眼を、それぞれ、包含す る左及び右眼ビューイングゾーンを創出するように、前記観察者の眼の上に一層 心出しされるビューイングゾーンを創出するために、同時に前記スクリーン上の 左及び右画像を前記奇数列と偶数列との間でスイッチする、デバイス。 57． （新）請求の範囲第１項の照明システムにおいて、前記直線状又は点状 光源が複数の光源を含む、照明システム。 58． （新）請求の範囲第１７項の照明システムにおいて、前記直線状又は点 状光源が複数の光源を含む、照明システム。 59． （新）請求の範囲第１項の照明システムにおいて、前記光学集束手段が レンチキュラレンズシートを含む、照明システム。 60． （新）請求の範囲第１項の照明システムにおいて、前記光学集束手段が 複眼レンズシートを含む、照明システム。 61． （新）請求の範囲第１０項の照明システムであって、前記光拡散手段、 及び前記基板の透明シート、及び異なる屈折率の透明構成要素間の少なくとも１ つの表面、又は透明構成要素と空気と間の表面における反射を減少させるため、 これらの表面上の光学的反射防止手段を更に含む照明システム。 62． 各々が調節可能透明性を有する個別アドレス可能ライトバルブのアレイ を提供するステップ、 複数の色の光で以てライトバルブの前記アレイを同時に照明するために複数の 多色光源を含むストロボ照明装置を提供するステップ、 画像の色成分の部分を形成するために多色光の強度を変調するように前記ライ トバルブの透明性を変動するように前記ライトバルブを照明する前に前記ライト バルブの各々をアドレス指定するステップ、 複数の色の１つ以上の光が異なるライトバルブを同時に照明しかつ前記ライト バルブの各々が前記色の全てによって順次に照明されるような具合に前記ライト バルブがアドレス指定された後の有限時間中に前記多色光源の各々で以て前記ラ イトバルブの各々をストロボ照明し、それによって高解像度複合色彩画像が表示 される、前記ストロボ照明するステップ を特徴とするフィールド順次式色彩照明による画像形成方法。 63． 請求の範囲第６２項の方法であって、前記アレイに隣接して位置設定さ れた受動拡散器上に前記複数の多色光源を作像するステップを更に含む方法。 64． 請求の範囲第６２項の方法であって、前記ライトバルブアレイを含む面 の上へ、又は直ぐ近労へ前記複数の多色光源を作像するステップを更に含む方法 。 65． 請求の範囲第６４項の方法において、前記多色光源を作像するステップ が線条、線条セグメント、及び点のうちの１つのパターン内へ光を集束すること を含む、方法。 66． 請求の範囲第６５項の方法において、パターン内へ光を前記集束するス テップが個々のライトバルブの副領域を選択的に照明するステップを含む、方法 。 67． 請求の範囲第６２項の方法であって、行から行へかつ列から列様式の１ つにおいて前記アレイを繰り返しアドレス指定するステップを更に含み、前記ラ イトバルブのどれかのアドレス指定と前記アドレス指定に起因する前記ライトバ ルブの透明性の調節との間に有限の時間区間があり、更に前記ライトバルブが透 明性におけるそれらの調節を完了した時刻と前記ライトバルブが再びアドレス指 定される時刻との間で前記多色光源がオン状態を維持する、方法。 68． 請求の範囲第２０項のディスプレイにおいて、前記ライトバルブの各々 が副領域を含み、更に前記集束手段が１つ異なる色の光で以て前記ライトバルブ の各々の副領域を照明する手段を更に含む、ディスプレイ。 69． 多色照明を生成するストロボ照明装置、 各々が前記照明装置の前方に位置設定され調節可能透明性を有する個別制御可 能ライトバルブのアレイ、 ライトバルブの前記アレイ上の多色照明を時間的かつ空間的にインタレースす る手段 を特徴とする画像発生用ディスプレイ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｇ０９Ｇ 3/36 9471−5Ｈ (31)優先権主張番号 ０８／１０５，８１１ (32)優先日 1993年８月17日 (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＪＰ，ＫＲ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．自動立体及び非自動立体高解像度ディスプレイにおいて、複数の直線状又 は点状光源、電子的に制御可能ライトバルブ上の画像発生のプロセスと同期して 前記光源のオン、オフ状態を制御する電子手段、線条、線条セグメント、又は点 状エリヤのパターン内へ光を集束するように前記光源から間隔を取ったかつ前記 光源の前方のレンチキュラ又は複眼レンズシートを含み、前記光パターンが前記 ライトバルブの選択部分を照明する、照明システムにおける改善。 ２．請求の範囲第１項の照明システムにおいて、前記ライトバルブが行から行 又は列から列様式で繰り返しアドレス指定され、どれか個々のライトバルブ（画 素）のアドレス指定と前記バルブがアドレス指定の結果として透明性におけるそ の変化を完了した時刻との間に有限期間が存在し、各光源が、該光源の全体的に 前方のアレイのセクション内にある前記画素が透明性におけるそれらの変化を完 了した時刻と、前記セクション内の画素が再びアドレス指定される時刻との間の 期間中ターンオンされるようにタイミングを取らされ、前記光源がこれらの時間 区間の外側でターンオフされる、照明システム。 ３．請求の範囲第２項の照明システムにおいて、前記光源及び光学素子が互い にかつ光学素子に対して位置決めされ、前記光学素子が高解像度３−Ｄ画像を創 出する目的のために光の線条又は点の高速明滅集合を創出するような具合に構築 される、照明システム。 ４．請求の範囲第２項の照明システムにおいて、前記光源及び光学素子が、前 記ライトバルブアレイの画素解像度を超える解像度を備える２Ｄ画像を創出する ように前記アレイの画素層に接近して又は前記画素層内に光の線条又は点の高速 明滅集合を集束するように、互いにかつ前記ライトバルブに対して位置決めされ る、照明システム。 ５．請求の範囲第２項の照明システムにおいて、機械的手段が、前記光源の位 置を互いにかつ前記光学素子に対して調節するために提供される、照明システム 。 ６．請求の範囲第２項の照明システムにおいて、バッフリング手段が、各光源 に該光源の全体的に前方にある前記ライトバルブのセクションのみを照明させる ように前記光源と前記光学素子との間に提供される、照明システム。 ７．請求の範囲第２項の照明システムであって、前記光源と前記光学素子との 間に置かれた電気制御光拡散手段を含み、前記拡散手段が使用者の制御の下にク リヤ、透明状態と光散乱、拡散状態との間で変化する能力がある、照明システム 。 ８．請求の範囲第２項の照明システムであって、受動光拡散手段であって該手 段上に前記光学素子が、光を集束しかつ光パターンを創出する前記受動光拡散手 段を含む照明システム。 ９．請求の範囲第２項の照明システムにおいて、前記光拡散手段が基板表面上 の拡散材料の層からなる、照明システム。 10． 請求の範囲第２項の照明システムにおいて、前記基板が透明材料の１つ 以上のシートからなり、前記シートが観察者と反対を向く側で前記ライトバルブ の最後面と接触して取り付けられる、照明システム。 11． 請求の範囲第２項の照明システムであって、異なる屈折率の透明構成要 素間の表面、又は透明構成要素と空気と間の表面における反射を減少させるため 、これらの表面上の光学的反射防止手段を含む照明システム。 12． 請求の範囲第２項の照明システムにおいて、前記光源が定常発光手段で ある、照明システム。 13． 請求の範囲第１２項の照明システムにおいて、光透過制御手段が立体効 果を達成するために前記光源と観察者との間に置かれる、照明システム。 14． 請求の範囲第２項の照明システムにおいて、前記光透過制御手段がライ トバルブのアレイである、照明システム。 15． 請求の範囲第２項の照明システムにおいて、前記ライトバルブが電気制 御液晶デバイスである、照明システム。 16． 請求の範囲第２項の照明システムにおいて、前記光源が少なくとも３つ の異なる型式のものであり、各型式が異なる色の光を発射する能力がある、照明 システム。 17． 請求の範囲第１項の自動立体ディスプレイにおいて、複数の点状又は直 線状光源、線条、線条セグエント、又は点状エリヤのアレイ内へ光を集束するよ うに前記発光サイトから間隔を取ったかつ前記サイトの前方の複眼又はレンチキ ュラレンズシートを含み、前記光パターンが前記ライトバルブの選択部分を照明 する、照明システムにおける改善。 18． 請求の範囲第１７項の照明システムであって、前記光源の直ぐ前方又は 前記光源の間の非反射性かつオペーク障壁であって、ランプ位置におけるを除き 光が前記障壁を通過するのを防止するような具合に構成された前記障壁を含む照 明システム。 19． 請求の範囲第１７項の照明システムにおいて、機械的手段が前記光源の 位置を互いにかつ前記光学素子に対して調節するために提供される、照明システ ム。 20． 請求の範囲第１項のディスプレイにおいて、（１）複数の光源が光源の 少なくとも２つの集合からなり、光源の各集合が異なる色の光を発射し、かつ複 数の前記光源がまた少なくとも２つの群からなり、各群が各集合の少なくとも１ つの要素を含む、前記複数の光源、（２）光源の異なる群が逐次ターンオン、次 いでオフされるように、前記電子的に制御可能ライトバルブ上の画像発生のプロ セスと同期して前記光源のオン、オフ状態を独立に制御する電子手段、及び（３ ）前記光源から発射する光を受理しかつ前記ライトバルブの面内又は近くの線条 、線条セグエント、又は点状エリヤのパターン内へ前記光を集束する光学手段で あって、前記光パターンが前記ライトバルブアレイの素子の選択副領域を照明す る、前記光学手段を含み、 前記光源、光学、及びオン／オフ順序が、光源のどれかの群がオンのとき、前記 群内の異なる集合の要素から発射される少なくとも２つの光が同時にライトバル ブの異なる集合の副領域内へ指向させられるように配置され、それであるから異 なる色の光がライトバルブの異なる集合内へ指向させられ、このことによって改 善画像が得られる、前記ディスプレイ用ストロボ照明システムを含む更に改善。 21． 請求の範囲第２０項の照明システムにおいて、前記ライトバルブアレイ が、普通、画素と呼ばれる、アドレス可能ライトバルブの行及び列からなり、か つ、行から行又は列から列様式で繰り返しアドレス指定され、どれか個々のライ トバルブ（画素）のアドレス指定と前記バルブがアドレス指定の結果として透明 性におけるその変化を完了した時刻との間に有限時間区間が存在し、光源の各群 が、 該群によって照明された前記アレイのセクション内にある前記画素が透明性にお けるそれらの変化を完了した時刻と、前記セクション内の画素が再びアドレス指 定される時刻との間の期間中ターンオンされかつオンを維持するようにタイミン グを取らされ、前記光源群がこれらの時間区間の外側でターンオフされる、照明 システム。 22． 請求の範囲第２1項の照明システムにおいて、前記光源が３つの異なる 集合に群分けされ、各集合の要素は異なる色の光を発射する能力がある、照明シ ステム。 23． 請求の範囲第２２項の照明システムにおいて、前記光源が少なくとも３ つの異なる群内へ配置され、各群内に少なくとも１つ赤、１つの緑、及び１つ青 要素を備える、照明システム。 24． 請求の範囲第２３項の照明システムにおいて、前記光源及び光学素子が 互いにかつ前記ライトバルブアレイに対して位置決めされ、前記光学素子は、有 意な視覚画像解体を顕示することのない高解像度色彩画像の目的のために、前記 ライトバルブアレイの画素解像度に少なくとも等しい解像度で以て色彩で画像を 創出するように前記ライトバルブアレイの面に接近して又は前記面内に光の線条 又は点の高速明滅集合を創出するような具合に構築される、照明システム。 25． 請求の範囲第２１項のディスプレイにおいて、前記ライトバルブアレイ の画素がその点において或る画像の色成分の適正輝度を表示するためにそれらの 透過率を変化させられ、前記画像の前記色成分が前記画素が走査されたかつ変化 する機会を持った後ランプから前記画素へ指向させられるべき照明の色に等しい 色を持つ成分である、照明システム。 26． 請求の範囲第２０項の照明システムにおいて、前記光学素子がレンチキ ュラレンズレット又は複眼レンズレットのプレーナアレイである、照明システム 。 27． 請求の範囲第２０項の照明システムであって、前記光源の直ぐ前又は前 記光源の間の非反射性かつオペーク障壁であって、ランプ位置におけるを除き光 が前記障壁を通過するのを防止するような具合に構成された前記障壁を含む照明 システム。 28． 請求の範囲第２０項の照明システムにおいて、バッフリング手段が、各 光源に該光源の全体的に前方にある前記ライトバルブのセクションのみを照明さ せるように前記光源と前記光学素子との間に提供される、照明システム。 29． 請求の範囲第２０項の照明システムであって、受動光拡散手段であって 該手段上に前記光学素子が光を集束しかつ光パターンを創出する前記受動光拡散 手段を含む照明システム。 30． 請求の範囲第２０項の照明システムであって、異なる屈折率の透明構成 要素間の表面、又は透明構成要素と空気と間の表面における反射を減少させるた め、これらの表面上に光学的反射防止手段を含む照明システム。 31． 請求の範囲第２０項の照明システムにおいて、前記ライトバルブアレイ が液晶ディスプレイである、照明システム。 32． 請求の範囲第２０項の照明システムにおいて、前記光源は発光手段と光 透過制御手段とを含む、明システム。 33． 請求の範囲第３２項の照明システムにおいて、前記光透過制御手段はラ イトバルブのアレイである、照明システム。 34． 請求の範囲第３３項の照明システムにおいて、前記ライトバルブが電気 制御液晶デバイスである、照明システム。 35． 請求の範囲第３４項の照明システムであって、前記光源と前記レンチキ ュラ又は複眼アレイとの間に位置設定された受動光拡散手段を含む照明システム 。 36． （１）細い平行な垂直発光線条のいくついかの集合を表示し、又は作像 するスクリーン表面であって、各集合が多数の前記線条を含み、各集合の要素は 他の集合の要素間のエリヤ内に位置設定され、かつ各集合が独立にターンオン、 オフされる能力があり、前記表面が前記発光線条間に暗く維持される前記スクリ ーン表面、（２）前記スクリーンに平行なかつ前記スクリーンの前方のライトバ ルブアレイであって、前記ライトバルブがその表面にわたって規則パターンに従 って配置された個々の画素を有し、前記パターンが前記画素の垂直列を有し、前 記発光線条の各集合内の前記線条の各々に対して画素の少なくとも２つの列があ り、前記ディスプレイの前方に「ビューイングゾーン」として技術的に知られた 空間のエリヤを確立するように、前記発光線条が前記画素の背後及び間に位置設 定され、前記エリヤ内で観察者の眼が画素列の奇数又は偶数集合のどちらかの背 後の所与の集合の全ての光線条を見、（３）オプショナル的に前記ディスプレイ が少なくとも３つの色のフィルタを使って前記列に沿って前記画素を通して光を フィルタすることによって色彩で得られる、前記ライトバルブ、及び（４）左眼 画像又はステレオ画像対を画素の奇数又は偶数列上に表示させ、かつステレオ画 像対の右眼画像を画素の残りの列上に表示させる電子手段を含む請求の範囲第１ 項の自動立体ディスプレイにおいて、前記改善が、 （ａ） 前記ディスプレイを見ている人の頭の位置を監視する能力があるデバ イスを組み込むこと、 （ｂ） 発光線条のどの集合がオンであるか、及び画像情報のどの集合が前記 ディスプレイの奇数又は偶数列上に表示されるかを決定するためにこのデバイス からの情報を使用すること、 （ｃ） どの光線条がオンであるか、及び情報のどの集合が線条集合と画像表 示とのどの組合わせに従って画素のどの列上に表示されるかを選択すること を含み、 これによって観察者位置において形成された左眼ビューイングゾーンに前記観 察者の左眼の位置を包含させ、かつ右眼ゾーンに前記観察者の右眼の位置を包含 させる、改善。 37． 請求の範囲第３６項のデバイスにおいて、独立に制御可能光線条の２つ の集合が生成され、各集合の要素は他の集合の要素間の中途の中心線の実質的に 左又は右にある、デバスイス。 38． 請求の範囲第３７項のデバイスにおいて、観察者の眼がビューイングイ ゾーンの境界に近ずくように、１つの光線条集合によって創出されたビューイン グゾーン内に彼又は彼女の眼を持つ、前記観察者の頭が水平に左へ又は右へ動く に従って、その光線条集合がターンオフしかつ他の集合がオンし、それであるか ら第２集合によって形成された新ビューイングゾーンがいまや観察者の眼の位置 を包含し、及び観察者が動き続け、かつ前記眼が第２集合によって形成されたゾ ーン境界へ近ずくに従って、第２集合がターンオフしかつ第１集合が再びターン オンし、及び第１集合が再びオンになるとき、前記観察者の眼の位置を包含する ように左及び右眼ビューイングゾーンが再び位置決めされると云うように、同時 に左及び右眼画像情報が前記奇数列と偶数列との間でスイッチされる、デバイス 。 39． 請求の範囲第３６項のデバイスにおいて、観察者が変化が起こる位置の 近くにいるとき光線条集合を高速にスイッチさせないように、前記観察者が右へ 動くとき前記光線条がスイッチする所での前記観察者の位置の軌跡は、前記観察 者が左へ動くとき前記光線条がスイッチする所での前記観察者の位置の軌跡の右 にある、、デバイス。 40． 請求の範囲第３６項のデバイスにおいて、光線条のｎ集合が存在し、ｎ は２より大きい合計侵入者であり、ビューイングゾーン内に眼がある前記観察者 が左から右へ動くに従って、集合１と規定される、１つの光線条がオンし、及び 前記観察者の眼が中心から外れて動く、それゆえ、前記ビューイングゾーンの境 界へ近ずくに従って、集合１をターンオフしかつ、前記観察者の眼に一層心出し されるビューイングゾーンを創出するために、一般に、前記観察者の運動と反対 方向に沿い次の集合である、集合２をターンオンする、デバイス。 41． 請求の範囲第３６項のデバイスにおいて、光線条の３つの集合が存在し 、ビューイングゾーンの中心近くに眼がある前記観察者が左から右へ動くに従っ て、集合１と規定される、１つの光線条がオンし、及び前記観察者の眼が中心か ら外れて動く、それゆえ、前記ビューイングゾーンの境界へ近ずくに従って、集 合１をターンオフしかつ前記観察者の運動と同じ方向に沿い次の集合である、集 合２をターンオンし、この間、前記観察者の左眼及び右眼を、それぞれ、包含す る左及び右眼ビューイングゾーンを創出するように、前記観察者の眼の上に一層 心出しされるビューイングゾーンを創出するために、同時に前記スクリーン上の 左及び右画像を前記奇数列と偶数列との間でスイッチする、デバイス。 42． 請求の範囲第３６項のデバイスにおいて、前記観察者が動きかつ異なる 線条集合がターンオンするに従って、前記観察者の現行位置に無関係な仕方で前 記スクリーン上の左及び右眼ビューのパースペクティブを変化させるように、ソ フトウェアが逐次フレーム内にシーンを同時にかつ連続的に作図する、デバイス 。 43． 請求の範囲第４２項のデバイスにおいて、前記観察者が動くに従って、 前記観察者が認められるひずみを伴うことなく前記シーンを常に見かつ前記シー ン内の物体をルックアラウンドしかつルックオーバすることができるように、前 記観察者の現行眼位置から見られるパースペクティブを持つシーンを作図するよ うに、前記シーンが作図される、デバイス。 44． 請求の範囲第４２項のデバイスにおいて、前記観察者が動く際に、認め られるひずみを伴うことなく同じ画像のパースペクティブビューが前記観察者に よって見られるように、回転の点と前記観察者の両眼の間の点との間を走る虚空 間内の虚線が常に前記観察者の両眼の間に位置決めされて定在するような具合に 全シーンが前記ディスプレイ表面における又は前記表面の近くの前記回転の点の 回りに回転すると云う具合に前記シーンが作図される、デバイス。 45． 請求の範囲第３６項のデバイスにおいて、発光線条の全て又は２つ以上 が同時にターンオンされることができ、それで光が観察者の眼の各々によってい ずれの画素の背後にも見られ、それゆえ、前記観察者に前記ライトバルブ上に表 示された完全解像度二次元画像を容易に見させる、デバイス。 46． 請求の範囲第３６項のデバイスにおいて、三角測量を通して観察者の頭 位置についての情報を得るために、超音波発射器が前記観察者によって着用され 、かつ２つ以上の受信器が前記ディスプレイデバイスに又は前記デバイスの近く に取り付けられる、デバイス。 47． 請求の範囲第３６項のデバイスにおいて、観察者の眼の各々によって光 がいずれの画素の背後にも見られ、それゆえ、前記観察者に前記ライトバルブ上 に表示された完全解像度二次元画像を容易に見させるように、拡散、平等照明が 可変拡散デバイスから発射するように、拡散状態から透明状態へ変化させられ得 る前記拡散デバイスが拡散状態のとき光線条発生手段からの光が拡散される具合 に、前記拡散デバイスが前記光線条発生手段と前記ライトバルブ画素層との間の 光学経路内に置かれる、デバイス。 48． 請求の範囲第４７項のデバイスにおいて、前記ライトバルブが二次元ビ ューイングに使用されるとき前記ライトバルブの背後の照明の平等性を向上する ために前記可変拡散デバイスが拡散状態にあるとき光線条の２つ以上の集合がタ ーンオンされる、デバイス。 49． 請求の範囲第３６項のデバイスにおいて、前記光線条を創出するために 使用される前記照明システムが列に配置された直線状光源又は点状光源の２つ以 上の集合であって、各々の集合が他と独立にターンオン、オフされる能力がある 前記光源の２つ以上の集合、光を線条のアレイ内へ集束するように前記発光サイ トから間隔を取ったかつ前記発光サイトの前方の複眼又はレンチキュラレンズシ ート、前記光源の直ぐ前方又は前記光源の間の非反射性かつオペーク障壁であっ て、前記光源位置におけるを除き光が前記障壁を通過するのを防止するような具 合に構成された前記障壁、互いにかつ前記光学素子に対して前記光源の位置を調 節する手段、受動光拡散手段であって該手段上に前記光学素子が光を集束しかつ 光線条又はセグメント又は点の列のパターンを創出する前記受動光拡散手段の受 動薄層、及び異なる屈折率の透明構成要素間の表面、又は透明構成要素と空気と の間の表面における反射を減少させるための、これらの表面上の光学的反射防止 手段を含み、前記照明システムが、頭位置センシングデバイスによって提供され る情報に従って前記直線状又は点状光源の異なる集合をターンオン、オフするこ とによって光線条の異なる集合を前記ライトバルブの背後に出現させる、デバイ ス。 50． 請求の範囲第３６項のデバイスにおいて、前記光線条が光線条面にわた って間隔を取った小形直線状光源又は線条セグメント又は点状光源の列によって 形成され、かつレンチキュラレンズ又は複眼レンズは存在しない、デバイス。 51． 請求の範囲第３６項のデバイスにおいて、前記頭位置センシングデバイ スが少なくとも１つの発射器と前記ディスプレイに又は近くに取り付けられた少 なくとも２つの受信器を含む超音波範囲ファインディングデバイスからなり、超 音波インパルスが前記発射器から前記受信器へ走行するに要する時間の測定を使 用して、三角測量を通して前記観察者の頭位置決定を可能とする、デバイス。 52． 請求の範囲第３６項のデバイスにおいて、前記観察者の頭の位置が前記 ディスプレイ上に取り付けられた電磁センサによって決定され、前記電磁センサ が前記観察者の頭又は被りもの上に取り付けられた電磁発射器によって発射され た電磁界の方向及び配向を測定する、デバイス。 53． 請求の範囲第３６項のデバイスにおいて、前記観察者の頭の位置が、前 記ディスプレイの前方の領域を照射する赤外線発射器と、前記観察者の頭から又 は前記観察者の頭又は被りもの上に位置決めされた反射性デバイスから反射され た赤外光を作像する２つの赤外線センサとによって、測定される、デバイス。 54． 請求の範囲第３６項のデバイスにおいて、前記観察者頭位置が、組合わ せで働く、赤外線、超音波、又電磁センサの使用によって決定される、デバイス 。 55． （１）多数の細い平行な垂直発光線条を表示しかつ作像するスクリーン 表面であって、前記発光線条間に暗く維持される前記スクリーン表面、（２）前 記スクリーンに平行なかつ前記スクリーンの前方のライトバルブアレイであって 、前記ライトバルブがその表面にわたって規則パターンに従って配置された個々 の画素を有し、前記パターンが前記画素の垂直列を有し、前記発光線条の各々に 対して画素の少なくとも２つの列があり、前記ディスプレイの前方に「ビューイ ングゾーン」として技術的に知られた空間のエリヤを確立するように、前記発光 線条が前記画素の背後及び間に位置設定され、前記エリヤ内で観察者の眼が画素 列の奇数又は偶数集合のどちらかの背後の全ての光線条を見、（３）オプショナ ル的に前記ディスプレイが少なくとも３つの色のフィルタを使って前記列に沿っ て前記画素を通して光をフィルタすることによって色彩で得られる、前記ライト バルブ、及び（４）ステレオ画像対の左眼画像を画素の奇数又は偶数列上に表示 させ、かつステレオ画像対の右眼画像を画素の残りの列上に表示させる電子手段 を含む請求の範囲第１項の自動立体ディスプレイデバイスにおいて、前記改善が 、 （ａ） 前記ディスプレイを見ている人の頭の位置を監視する能力があるデバ イスを組み込むこと、及び （ｂ） 左眼ビューイングゾーンが前記観察者の左眼の位置を包含し続けるよ うな具合に前記左眼ビューイングゾーンが前記観察者に追従して移動し、かつ右 眼ゾーンがまた前記観察者の右眼の位置を包含し続けるような具合に前記右眼ビ ューイングゾーンが前記観察者にまた追従して移動するような距離だけ、前記観 察者の運動と反対の方向に水平に、光線条を生成しかつ作像するこのデバイスを 物理的に移動させるため前記デバイスからの情報を使用すること を含む、改善。 56． 請求の範囲第５５項のデバイスにおいて、前記光線条眼を創出しかつ前 記光条眼を移動させるために使用される前記照明システムが、（１）列に配置さ れた多数の直線状光源又は点状光源である発光サイト、（２）光を線条、線条セ グメント、又は点状エリヤの列のアレイ内へ集束するように前記発光サイトから 間隔を取ったかつ前記発光サイトの前方の複眼又はレンチキュラレンズシート、 （３）前記光源の直ぐ前又は前記光源の間の非反射性かつオペーク障壁であって 、前記光源位置におけるを除き光が前記障壁を通過するのを防止するような具合 に構成された前記障壁、（４）前記光源の位置を互いにかつ前記光学素子に対し て調節する手段、（５）受動光拡散手段であって該手段上に前記光学素子が光を 集束しかつ光線条又はセグメント又は点の列のパターンを創出する前記受動光拡 散手段の受動薄層、（６）異なる屈折率の透明構成要素間の表面、又は透明構成 要素と空気との間の表面における反射を減少させるため、これらの表面上の光学 的反射防止手段、及び（７）頭位置センシングデバイスによって提供される情報 に従って、前記観察者の頭の動きと反対の方向に水平に前記レンチキュラレンズ シート又は複眼レンズを移動させ機械的手段を含む、デバイス。