(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれのイメージが異なる方向に向かうように配置された少なくとも３つのイメージ表示装置、および観察者の位置を該観察者の手動操作によって検出する観察者追従装置を備えた観察者追従自動立体表示装置であって、
前記少なくとも３つのイメージ表示装置は、該イメージ表示装置に関して公称ビューイング距離にある空間内に、少なくとも３つのイメージ領域のパターンを定義し、かつ、複数のローブ内のそれぞれにおいて前記少なくとも３つのイメージ領域が繰り返すように配置されるとともに、２ｅ／Ｎ（所定の観察者グループの平均眼間距離をｅ、イメージ表示装置の数をＮ（前記少なくとも３つ）とする）にほぼ等しい横方向の大きさを有する各イメージ領域を生成するように配置され、
該観察者追従装置の検出結果に反応し、該イメージ表示装置によって各イメージ領域に表示されるイメージを更新するイメージコントローラを備え、
該イメージコントローラは、前記各イメージ領域を観察者の左眼用のイメージと右眼用のイメージのいずれかを表示するようにそれぞれ制御し、
該観察者追従装置の検出結果に基づき、
観察者の左眼又は右眼がいずれかのイメージ領域の内部に位置することが検出されると、観察者の左眼用又は右眼用のイメージを該イメージ領域に表示し、
観察者の眼が、現在位置しているイメージ領域から隣接するイメージ領域に向かって移動し該隣接するイメージ領域に進入しようとしていることが検出されると、該隣接するイメージ領域に表示されるイメージを現在のイメージ領域に表示されているイメージに更新するとともに、現在のイメージ領域内に表示されているイメージは更新しないように制御する、自動立体表示装置。
【請求項２】
前記イメージ領域の隣接する２つのペアに実質的に間隔がない、請求項１に記載の自動立体表示装置。
【請求項３】
前記イメージ表示装置は、単一の表示装置内に空間的に多重化されている、請求項１または２に記載の自動立体表示装置。
【請求項４】
前記単一の表示装置は、パララックス要素のアレイに隣接しており、前記イメージ表示装置の数をＮとするとＮ列の繰り返し領域に分割され、Ｎ列の各領域は該アレイの各要素または要素列に隣接している、請求項３に記載の自動立体表示装置。
【請求項５】
前記パララックス要素のアレイはレンティキュラースクリーンを含む、請求項４に記載の自動立体表示装置。
【請求項６】
前記パララックス要素のアレイはパララックスバリアを含む、請求項４に記載の自動立体表示装置。
【請求項７】
イメージが異なる方向に向かうように配置されたホログラムを備えた、請求項３に記載の自動立体表示装置。
【請求項８】
前記単一の表示装置は空間光変調器である、請求項３から７のいずれか１つに記載の自動立体表示装置。
【請求項９】
前記単一の表示装置は発光表示装置である、請求項３から７のずれか１つに記載の自動立体表示装置。
【請求項１０】
前記イメージ表示装置が空間光変調器であり、該変調器の各々が少なくとも１つの光源によって照らされ、該変調器からのイメージがビームコンバイナによって結合される、請求項１または２に記載の自動立体表示装置。
【請求項１１】
前記イメージ表示装置が、順次作動する少なくとも３つの個別に制御可能な光源と協働する単一の空間光変調器によって一時的に多重化される、請求項１または２に記載の自動立体表示装置。
【請求項１２】
前記光源の各々が少なくとも２つの発光領域を有する、請求項１１に記載の自動立体表示装置。
【請求項１３】
前記単一の表示装置が、少なくとも２つの個別に制御可能な光源によって照らされ、また該光源と同期して時間多重化方法で作動するように配置された空間光変調器である、請求項３に記載の自動立体表示装置。
【請求項１４】
前記空間光変調器は、パララックス要素の中間第１および第２アレイであり、該第１アレイは該空間光変調器の画素ピッチに等しいピッチを有し、該第２アレイは該第１アレイのピッチの整数倍に実質的に等しいピッチを有する、請求項１３に記載の自動立体表示装置。
【請求項１５】
前記第２アレイのピッチは、前記第１アレイのピッチの実質的に２倍である、請求項１４に記載の自動立体表示装置。
【請求項１６】
観察者の眼が、現在位置しているイメージ領域から隣接するイメージ領域に向かって移動し該隣接するイメージ領域の境界から所定の距離以内にあるとき、該隣接するイメージ領域に表示されるイメージを現在のイメージ領域に表示されているイメージに更新する、請求項１から１５のいずれか１つに記載の自動立体表示装置。
【請求項１７】
３つのイメージ表示装置を有する、請求項１から１６いずれか１つに記載の自動立体表示装置。
【請求項１８】
前記ｅは６５ミリメートルに実質的に等しい、請求項１に記載の自動立体表示装置。
【請求項１９】
それぞれのイメージが異なる方向に向かうように配置された少なくとも３つのイメージ表示装置、および観察者の位置を該観察者の手動操作によって検出する観察者追従装置を備えた観察者追従自動立体表示装置であって、
前記少なくとも３つのイメージ表示装置は、該イメージ表示装置に関して公称ビューイング距離にある空間内に、少なくとも３つのイメージ領域のパターンを定義し、かつ、複数のローブ内のそれぞれにおいて前記少なくとも３つのイメージ領域が繰り返すように配置されるとともに、所定の観察者グループの平均眼間距離にほぼ等しい横方向の大きさを有する各イメージ領域を、隣接する２つが互いに空間的にクロスフェードするように生成するように配置され、
該観察者追従装置の検出結果に反応し、該イメージ表示装置によって各イメージ領域に表示されるイメージを更新するイメージコントローラを備え、
該イメージコントローラは、
前記各イメージ領域を観察者の左眼用のイメージと右眼用のイメージのいずれかを表示するようにそれぞれ制御し、
該観察者追従装置の検出結果に基づき、
観察者の左眼又は右眼がいずれかのイメージ領域の内部に位置することが検出されると、観察者の左眼用又は右眼用のイメージを該イメージ領域に表示し、
観察者の眼が、現在位置しているイメージ領域から隣接するイメージ領域に向かって移動し該隣接するイメージ領域に進入しようとしていることが検出されると、該隣接するイメージ領域に表示されるイメージを現在のイメージ領域に表示されているイメージに更新するとともに、現在のイメージ領域内に表示されているイメージは更新しないように制御する、自動立体表示装置。
【請求項２０】
前記イメージ領域のピッチは６５ミリメートルに実質的に等しい、請求項１９に記載の自動立体表示装置。
【請求項２１】
前記イメージコントローラは、異なる観察者位置に対して異なるイメージを供給するように配置される、請求項１９または２０に記載の自動立体表示装置。
【請求項２２】
それぞれのイメージが異なる方向に向かうように配置された少なくとも３つのイメージ表示装置、および観察者の位置を該観察者の手動操作によって検出する観察者追従装置を備え、
前記少なくとも３つのイメージ表示装置は、該イメージ表示装置に関して公称ビューイング距離にある空間内に、少なくとも３つのイメージ領域のパターンを定義し、かつ、複数のローブ内のそれぞれにおいて前記少なくとも３つのイメージ領域が繰り返すように配置されるとともに、２ｅ／Ｎ（所定の観察者グループの平均眼間距離をｅ、イメージ表示装置の数をＮ（前記少なくとも３つ）とする）にほぼ等しい横方向の大きさを有する各イメージ領域を生成するように配置された、観察者追従自動立体表示装置を制御する方法であって
該観察者追従装置の検出結果に基づき、
観察者の左眼又は右眼がいずれかのイメージ領域の内部に位置することが検出されると、観察者の左眼用又は右眼用のイメージを該イメージ領域に表示し、
観察者の眼が、現在位置しているイメージ領域から隣接するイメージ領域に向かって移動し該隣接するイメージ領域に進入しようとしていることが検出されると、該隣接するイメージ領域に表示されるイメージを現在のイメージ領域に表示されているイメージに更新するとともに、現在のイメージ領域内に表示されているイメージは更新しないように制御する、自動立体表示装置を制御する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動立体表示装置、および自動立体表示装置を制御する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
観察者の位置が広い範囲にわたる場合でもすべての位置において三次元効果が感知される自動立体表示装置を提供することが望ましい。
【０００３】
自動立体イメージを生成する方法は、観察者の左眼および右眼に異なるビューを提供することに依る。これは、左右の眼に与えるビューを一連のインターリーブされた垂直方向のストライプに分割することによって実現される。次に、各レンチキュラースクリーンが左眼イメージの１つのビュースライスおよび右眼イメージの１つのビュースライスをカバーするように、複合イメージに隣接してレンティキュラースクリーンを配置する。
【０００４】
電気的に制御される表示装置もまた、左眼および右眼イメージを垂直方向のストライプに分割し、レンティキュラースクリーンを用いてイメージを異なる方向に再生し得る。別の配置では、２つのスクリーンが左眼と右眼のためのイメージを各々表示し、これらスクリーンからのイメージをビームコンバイナによって結合し得る。このような表示装置は欧州特許公開第EP-A-0602934号に開示されている。また、単一の空間光変調器を時間多重化方法で駆動して、左眼および右眼イメージを再生することもできる。光源の位置を時間多重化方法で変動させることにより、異なるイメージが異なる方向に投影される。これらの表示装置では、三次元効果を観察するためには、観察者は定義されたビューイング領域内に位置することが必要である。
【０００５】
K.AkiyamaおよびN.Tetsutaniによる「三次元視覚通信」、ＩＴＥＣ’９１、１９９１  ＩＴＥ年次大会は、各レンティキュールが液晶表示装置の２列の画素列の前に位置するように、液晶表示装置をレンティキュールシートに極めて接近して配置した、観察者追従自動立体表示装置を開示している。このような配置では、表示装置の画素列から発せられる光が角度的に多重化される。表示装置は、観察者の左右の眼に投影するための左イメージおよび右イメージを織り交ぜて提供するように駆動される。観察者が移動すれば、観察者の左眼が、観察者の右眼用のイメージを受け取る位置にくる可能性が生じ、またこの逆も成り立つ。位置検出器は観察者の頭の位置をモニタし、正しいイメージが正しい眼に提供されるように観察者の移動に反応して左イメージおよび右イメージを交換するように配置される。
【０００６】
このようなシステムは、観察者が表示装置に対して横方向に移動するのを制限付きで可能とする。
【０００７】
欧州特許公開第EP-A-0 354 851号には、「２ウィンドウ」および「４ウィンドウ」表示装置の両方が開示されている。添付図面の図１に示すように、２ウィンドウ表示装置における自動立体イメージの構成部分は視点矯正ゾーンで収束する。表示装置５の第１端部を源とする第１の二次元（２Ｄ）イメージのためのイメージデータはゾーン６内に位置するように制約される。一方、表示装置の反対側の端部を源とする同じ二次元イメージのためのイメージデータはゾーン８内に制約される。ゾーン６と８とは重なって第１視点矯正ゾーン１２を提供する。同様に、第２二次元イメージのためのイメージデータはゾーン７および１０に位置するように制約され、これらのゾーンは重なって第２視点矯正ゾーン１４を提供する。観察者は、観察者の眼の一方が第１視点矯正ゾーン１２内にあり他方が第２視点矯正ゾーン１４内にあるときは、自動立体イメージを感知し得る。観察者の両方の眼がこれら視点矯正ゾーン内にないときは、観察者は三次元イメージを表示装置の全体にわたって見ることはない。
【０００８】
「４ウィンドウ」表示装置は２ウィンドウ表示装置の拡張であり、同じ原理で作動する。各々の場合において、視点矯正ゾーンは歪んだ「ダイヤモンド」形状である。視点矯正ゾーンの最大幅は、表示装置からの公称ビューイング距離の地点で発生する。視点矯正ゾーンの最大幅を「ウィンドウ」として示すと好都合である。
【０００９】
欧州特許公開第EP-A-0 354 851号に開示された「４ウィンドウ」は、表示装置に隣接して配備されたレンティキュラースクリーンを有する。各レンティキュールは４列の画素列と関連する。簡単のために１列の画素列について考えると、画素Ｒ1およびＲ2の２つが観察者の右眼に提供するためのイメージデータを表示し、他の２つの画素Ｌ1およびＬ2が観察者の左眼に提供するためのイメージデータを表示する。画素Ｒ1、Ｒ2、Ｌ1、およびＬ2は４つの組み合わせ、すなわち、 Ｒ1−Ｒ2−Ｌ1−Ｌ2、Ｌ1−Ｌ2−Ｒ1−Ｒ2、Ｌ2−Ｒ1−Ｒ2−Ｌ1、およびＲ2−Ｌ1−Ｌ2−Ｒ1、のうちのいずれか１つの組み合わせで配置され得る。従って、各ウィンドウに提示されるイメージは同時に交換され、移動部分はなく観察者追従が提供される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術においては、次に示す問題があった。上記の従来のシステムは、追従装置に極めて高い精度を要求する。観察者の眼の各々が１つのウィンドウから隣接するウィンドウに移る正確な時点でビューが切り替わらなければならない。観察者に提示されるビューが観察者の位置に応じて変化する「ルックアラウンド」表示を提供することが望ましい。三次元イメージを人工的に自由に提示し得るためには、眼間距離に対して６０個のビューが必要であると見積もられている。幅２５０ｍｍの５００ラインレンティキュラー表示装置であれば、各レンティキュールの大きさは０．５ｍｍである。６０個の眼間ビューを得るためには、最大画素サイズは８マイクロメータである。このような微細な画素ピッチをこのような長い距離にわたって提供することは現時点では不可能である。ビームコンバイナ型の表示装置によってこのように多くのビューを提供するには、６０個の空間光変調器が必要である。このような表示装置を時間多重化表示装置として用いるには、約３ｋＨｚのフレームリフレッシュレートが必要である。
【００１１】
「ルックアラウンド」三次元イメージを提供するために必要な同時提供ビューの数は、観察者追従表示装置を用いることによって大幅に減少し得る。何故なら、観察者の眼の方向に向かうビューしか表示する必要はないからである。観察者の移動と共に移動するように「ウィンドウ」の位置を可動とした配置が、欧州特許第EP O 576 106号および第EP 0 656 555号に記載されている。欧州特許第EP 0 576 106号もまた「ルックアラウンド」機能を提供する概念を開示している。
【００１２】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは追従装置に高精度を必要としない自動立体表示装置およびその自動立体表示装置の制御方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動立体表示装置は、各イメージが異なる方向に向かい、公称ビューイング距離で少なくとも３つのイメージ領域のパターンを定義するように、かつ、複数のローブ内のそれぞれにおいて前記各イメージ領域を繰り返すように配置された少なくとも３つのイメージ表示装置、および観察者の位置を該観察者の手動操作によって検出する観察者追従装置を備えた観察者追従自動立体表示装置であって、前記イメージ表示装置は、特定の観察者グループの平均眼間距離をｅおよび前記イメージ表示装置の数をＮとすると、２ｅ／Ｎにほぼ等しい横方向の大きさを有する各イメージ領域を生成するように配置され、該観察者追従装置に反応し、該イメージ表示装置によって表示されるイメージを更新するイメージコントローラを備え、該イメージコントローラは、前記各イメージ領域を観察者の左眼用のイメージと右眼用のイメージのいずれかを表示するようにそれぞれ制御し、該観察者追従装置によって、いずれかのイメージ領域内に観察者の左右の眼が位置することが検出されると、検出された各イメージ領域に位置する観察者の左右の眼用のイメージを検出された各イメージ領域にそれぞれ表示し、イメージ領域内で観察者の眼が移動することが検出されると、該観察者には見えない該イメージ領域内に表示されるイメージを更新するとともに、該観察者に見えるイメージ領域内で表示されるイメージを更新しないようになっており、そのことにより上記目的が達成される。
【００１５】
他の実施の形態では、前記イメージ領域の隣接する２つのペアが実質的に間隔がない。
【００１６】
更に、他の実施の形態では、前記イメージ表示装置は、単一の表示装置内に空間的に多重化されている。
【００１７】
更に、他の実施の形態では、前記単一の表示装置は、パララックス要素のアレイに隣接しており、イメージ表示装置の数をＮとするとＮ列の繰り返し領域に分割され、Ｎ列の各領域は該アレイの各要素または要素列に隣接している。
【００１８】
更に、他の実施の形態では、前記パララックス要素のアレイはレンティキュラースクリーンを含む。
【００１９】
更に、他の実施の形態では、前記パララックス要素のアレイはパララックスバリアを含む。
【００２０】
更に、実施の形態では、イメージが異なる方向に向かうように配置されたホログラムを備えている。
【００２１】
更に、他の実施の形態では、前記単一の表示装置は空間光変調器である。
【００２２】
更に、他の実施の形態では、前記単一の表示装置は発光表示装置である。
【００２３】
更に、他の実施の形態では、前記イメージ表示装置が空間光変調器であり、該変調器の各々が少なくとも１つの光源によって照らされ、該変調器からのイメージがビームコンバイナによって結合される。
【００２４】
更に、他の実施の形態では、前記イメージ表示装置が、順次作動する少なくとも３つの個別に制御可能な光源と協働する単一の空間光変調器によって一時的に多重化される。
【００２５】
更に、他の実施の形態では、前記光源の各々が少なくとも２つの発光領域を有する。
【００２６】
更に、他の実施の形態では、前記単一の表示装置が、少なくとも２つの個別に制御可能な光源によって照らされ、また該光源と同期して時間多重化方法で作動するように配置された空間光変調器である。
【００２７】
更に、他の実施の形態では、前記空間光変調器は、パララックス要素の中間第１および第２アレイであり、該第１アレイは該空間光変調器の画素ピッチに実質的に等しいピッチを有し、該第２アレイは該第１アレイのピッチの整数倍に等しいピッチを有する。
【００２８】
更に、他の実施の形態では、前記第２アレイのピッチは、前記第１アレイのピッチの実質的に２倍である、請求項１５に記載の自動立体表示装置。
【００２９】
更に、他の実施の形態では、前記イメージ領域の各々のイメージは、観察者の眼が該イメージ領域の境界から所定の距離以内にあるとき、更新が妨げられる。
【００３０】
更に、他の実施の形態では、３つのイメージ表示装置を有する。
【００３２】
更に、他の実施の形態では、前記ｅは６５ミリメートルに実質的に等しい。
【００３３】
更に、他の実施の形態では、前記イメージ表示装置は、前記イメージ領域の隣接する２つが互いに空間的にクロスフェード(cross-fade)するように、該イメージ領域を生成するように配置される。
【００３４】
更に、他の実施の形態では、前記イメージ表示装置は、所定の観察者グループの平均眼間距離に実質的に等しいピッチで前記イメージ領域を生成するように配置される。
【００３５】
更に、他の実施の形態では、前記イメージ領域のピッチは実質的に６５ミリメートルに等しい、請求項２２に記載の自動立体表示装置。
【００３６】
本発明の自動立体表示装置を制御する方法は、各イメージが異なる方向に向かい、公称ビューイング距離で少なくとも３つのイメージ領域のパターンを定義するように、かつ、複数のローブ内のそれぞれにおいて前記各イメージ領域を繰り返すように配置され、各イメージ領域に観察者の左眼用のイメージと右眼用のイメージのいずれかを表示するようになった少なくとも３つのイメージ表示装置、および観察者の位置を該観察者の手動操作によって検出する観察者追従装置を備え、前記イメージ表示装置は、特定の観察者グループの平均眼間距離をｅおよび前記イメージ表示装置の数をＮとすると、２ｅ／Ｎにほぼ等しい横方向の大きさを有する各イメージ領域を生成するように配置された観察者追従自動立体表示装置を制御する方法であって、該観察者追従装置によって、いずれかのイメージ領域内に観察者の左右の眼が位置することが検出されると、検出された各イメージ領域に位置する観察者の左右の眼用のイメージを検出された各イメージ領域にそれぞれ表示するとともに、該観察者追従装置によってイメージ領域内で該観察者の眼が移動することが検出されると、該観察者には見えない該イメージ領域内に表示されるイメージを更新するとともに、該観察者に見えるイメージ領域内で表示されるイメージを更新しない工程を包含し、そのことにより上記目的が達成される。
【００３８】
ある実施の形態では、前記イメージコントローラは、異なる観察者位置に対して表示装置との異なる対話を可能とするように配置される。
【００４０】
更に、他の実施の形態では、前記異なる対話は、異なるイメージを異なる観察者位置に供給することを包含する。
【００４１】
従って、観察者の横方向の移動の自由度が大幅に向上し、追従誤差への感度が低減され、また「ルックアラウンド」機能が提供され得る表示装置を提供することが可能である。
【００４２】
ビューは移動場面のビューであり得る。ビューの各々は、個々のビュー内に移動を示すように更新され得る。従って、本明細書で用いられる「更新」という用語は、特に、異なる立体ビューイング方向を表すイメージ同士を交換することに関する。
【００４３】
従って、一方の眼があるウィンドウの方向に向かって移動しその中にまさに進入しようとしているとき、そのウィンドウを更新して、その眼が現在属しており退出しようとしているウィンドウと同じビュー情報を表示することが可能であるため、追従システムの精度に対する要求の程度を下げることができる。従って、イメージ交換を行うための正確な位置情報に対する必要性は排除され得る。
【００４４】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、自動立体表示装置は、所定の方向に円錐状の光を放射する（平面図において）。円錐状の光の各々は所定のビューイング位置からのビューの一部を表す。同じビューに関連するが表示装置の異なる部分から放射する円錐状の光は、例えば、表示装置内のレンティキュラースクリーンのピッチを表示装置内の画素群のピッチより僅かに小さくすることによって、視点矯正ゾーンで収束するように配置され得る。表示装置５と視点矯正ゾーン１２および１４の最大幅部分との間の距離は、表示装置に対する設計ビューイング距離に対応する。図１の表示装置に対する視点矯正ゾーンの位置は表示装置に関して空間内で固定され、従って、このような表示装置は、三次元効果が感知され得るビューイング領域は制限される。観察者が横方向に移動すると、観察者の眼のいずれかが視点矯正ゾーンから外れるか、または両眼が同じ視点矯正ゾーン内に移動すると、立体イメージが失われる結果となる。
【００４５】
表示装置は、視点矯正ゾーンの反復パターンを形成するように配置され得る。ゾーンは、２ウィンドウ表示として図２に示すような連続「ウィンドウ」反復パターンを定義するように配置され得る。「ウィンドウ」は視点矯正ゾーンの最大幅領域によって定義される。
【００４６】
表示装置２は、各々Ｗ１およびＷ２と番号付けられる第１および第２ビューイングウィンドウの反復パターンである出力を生成する。図２の位置ＡからＥの各々は、観察者の横方向の位置のみを表す。観察者の縦方向の位置はウィンドウに一致する。観察者が位置「Ａ」にいるとき、観察者の左眼はウィンドウＷ１に提供されるイメージを観察し、一方、観察者の右眼はウィンドウＷ２に提供されるイメージを観察する。観察者が位置「Ｃ」に移動する場合、自動立体ビューを維持するためには、ウィンドウＷ１およびＷ２に示されるイメージデータは交換されなければならない。さらに、位置ＡおよびＣ間を移動するということは、観察者の眼は位置Ｂを通って移動することである。位置Ｂは、観察者の眼に提供されるイメージが交換されなければならない境界位置を表す。各眼によって見られるイメージは、両眼が同じビューを受け取ることがないように同時に交換されなければならない。さもなくば、自動立体効果は失われる。
【００４７】
上述のように、真の三次元効果を維持するために各眼に提供されるイメージを交換すべき位置は正確に決定されなければならない。
【００４８】
従来の表示装置の問題は、各ウィンドウに提供されるイメージを独立して制御し得るイメージコントローラと共に、少なくとも３つのウィンドウを有する表示出力を備えた表示装置を用いることによって克服され得る。表示装置は、観察者の横方向の移動の範囲がさらに大きくなるようなウィンドウの反復パターンを形成する。
【００４９】
図３は、レンティキュラーアレイ２２および空間光変調器２３を用いて３つのローブにイメージ化された３つのビューの生成を示す概略平面図である。空間光変調器２３は、３つのイメージを空間多重化方法で同時に表示し、これにより３つの異なる表示装置として作用するように配置される。第１の表示装置は画素Ａよりなり、第２の表示装置は画素Ｂよりなり、第３の表示装置は画素Ｃよりなる。これらの表示装置は反復画素パターンＡＢＣＡＢＣなどを形成するようにインターリーブされる。レンティキュラーアレイ２２は、各々の幅が３つの画素ＡＢＣの空間的な大きさとほぼ同じである複数のレンティキュールを含む。さらに、各レンティキュールの中央は各々のＢ画素とほぼ整合される（この状態は、レンティキュールのピッチがパターン反復ピッチＡＢＣより僅かに小さい視点矯正表示装置の場合は僅かに異なる。しかし、表示装置の中央付近のレンティキュールは各々のＢ画素とほぼ整合される）。画素からのイメージは、図示するように、レンティキュールを介してイメージ化され、−１、０、および＋１と番号付けられた３つのローブを提供する。各ローブは３つのイメージＡ’、Ｂ’、およびＣ’を含む。図１に関連して上述したように、視点矯正の結果、図４に１、２、および３と番号付けられた各々のイメージ領域内で結合する個別のイメージが得られる。
【００５０】
図４は、図３に示したレンティキュラー表示装置を備えた自動立体表示装置の概略を示す。前述のように、イメージデータは表示装置２３に提供され、これにより各々が異なるビューに対応する多数の円錐状の出力光が生成される。同じビューに対応する円錐状の光は設計された位置で収束し、これにより観察者が自動立体効果を観察し得る視点矯正ゾーンが形成される。各視点矯正ゾーンの最大幅部分は「ウィンドウ」を定義する。「ウィンドウ」は表示装置から所定の距離で起こる。
【００５１】
ウィンドウは互いに連続しており、従って、各ウィンドウに表示されたイメージが観察者の位置に従って更新されるならば自動立体効果画観察され得る、横方向に広がるビューイング領域の範囲を定める。
【００５２】
３つのウィンドウは１、２、および３と番号付けられ、−１、０、および＋１と番号付けられた３つのローブへとイメージ化される。一般に、各ウィンドウの大きさは、特定のユーザグループの平均眼間距離をｅ（例えば、大人の場合は約６５ｍｍ、子供の場合はこれより小さい）および各ローブにおけるウィンドウ数をＮとすると、２ｅ／Ｎによって決定される。従って、「３ウィンドウ」表示装置において、各ウィンドウの横方向の大きさは大人の平均眼間距離の３分の２である。表示装置は、各ウィンドウが左ビューデータまたは右ビューデータのいずれかを表示するように配置される。左右のビューはウィンドウ内でミックスされない。
【００５３】
観察者が図４の位置Ａにいるとき、観察者の右眼Ｒはゼロ次のローブの第１ウィンドウ１内にあり、観察者の左眼はゼロ次のローブの第２および第３ウィンドウ２および３の境界にある。位置Ａ〜Ｇは観察者の横方向の位置を示す。縦方向の位置はいつでも公称(nominal)ビューイング距離にある。自動立体ビューを提供するためには、第１ウィンドウ１は、右ビューデータを示すために（第１の表示装置を介して）制御され、第２および第３ウィンドウは左ビューデータを示すために（第２および第３の表示装置を介して）制御される。観察者が位置Ａから位置Ｂに移動するとき、観察者の右眼はゼロ次のローブの第１および第２ウィンドウ間の境界の方向に移動する。同様に、観察者の左眼はゼロ次のローブの第２および第３ウィンドウ間の境界から離れる方向に移動する。この結果、第２ウィンドウ２は観察されなくなり、これによって表示されるイメージデータは、観察者が位置Ｂに到達するであろうと言う予想の下で左ビューデータから右ビューデータに更新され得る。観察者が位置Ｂにくると、観察者の右眼はゼロ次のローブの第１および第２ウィンドウ１および２の間の境界にある。これらウィンドウは共に右ビューデータを示す。一方、観察者の左眼は、左ビューデータを示す第３ウィンドウの中央にある。
【００５４】
観察者が位置Ｂから位置Ｃに移動するとき、＋１ローブの第１ウィンドウ１は更新され、観察者の左眼が＋１ローブの第１ウィンドウが観察され得る位置にくるであろうという予想の下で左ビューデータを示す。
【００５５】
このような表示装置では、すべてのローブの第１ウィンドウはすべて同じイメージを示し、同時に更新される。従って、−１および０次ローブの第１ウィンドウもまた更新される。しかし、位置ＢとＣとの間を移動する観察者はこれらのウィンドウを見ることができないため、これは全く重要ではない。
【００５６】
各位置間の移動のために同じ一連の行為が繰り返される。すなわち、ウィンドウによって表示されるイメージは更新されるが、観察者はそのウィンドウを見ることはできない。
【００５７】
図５は図４に類似しているが、各々の横方向の幅が、特定のユーザグループの平均眼間距離の半分である４つのウィンドウ１〜４を有する表示装置のための状況を示す。例えば、図５の位置ＡおよびＢの中間の位置では、観察者の右眼はゼロ次ローブの第１ウィンドウ１のみを観察し、一方、観察者の左眼はゼロ次ローブの第３ウィンドウ３のみを観察する。上述のように、観察されていないウィンドウは、観察者がこれらウィンドウが観察される位置に移動するという予測の下で更新される。
【００５８】
ウィンドウの幅を小さくすると、観察者が所定の距離だけ横方向に移動するとき表示されるビューの数を多くすることができる。これは、イメージデータが「ルックアラウンド」効果を与えるためにも更新される場合は有益である。
【００５９】
図６ａおよび６ｂは、自動立体効果が観察され得るビューイング領域の空間的な大きさを比較している。各図において、位置Ｚは、本発明の実施態様を組み込んでいない表示装置の公称ウィンドウ位置を表す。図６ａは、観察者追従を有しない多重ローブ表示装置に対するビューイング位置を示す。図６ｂは横方向の観察者追従を組み込んでいる多重ローブ表示装置に対する観察者の位置を示す。各々の場合において、縦座標は表示対称軸（すなわち、表示の中央線）を表し、斜線領域は自動立体効果を感知し得る領域を表す。
【００６０】
横方向の追従を提供することによって、また、観察者の位置の縦方向の自由度が僅かではあるが増大する。
【００６１】
本発明の実施態様により、自動立体ビューイングのための大きな視野を生成することが可能になる。観察者に表示されるイメージの内容もまた、観察者の位置に対して変動させ得、これにより、観察者に対して「ルックアラウンド」ビュー（すなわち、パララックス情報を含むビュー）を与え得る。
【００６２】
観察者の位置を追従する方法は、磁気、赤外線、超音波、およびビデオ追従を包含し得る。追従システムは既に知られており、ここでは詳述しない。
【００６３】
図７は、本発明の１つの実施態様を概略的に示す。表示装置は、空間光変調器４０、レンズ４７、および対で配置されている６つの発光素子４２、４３、および４４を含む照明源４１を有する。レンズ４７は公称ビューイング距離Ｚで照明源４１のイメージを形成するように作用する。発光素子の各対は互いに同じ素子間距離を有し、これら素子は共通の面内に配置される。発光素子対は順次照らされる。各発光素子対の連続照明に続いて、ビデオ情報が時間多重化方法で空間光変調器に供給される。このような表示装置は、各々が公称ビューイング位置Ｚに３つのウィンドウを有する２つのローブ４５および４６を提供する。６つの発光素子が個別に制御可能であるならば、表示装置は６ウィンドウ単一ローブ表示装置として作動して、同じ移動自由度を実現し得る。
【００６４】
図８は、本発明の別の実施態様を示す。第１光源５０は３つの等間隔の照明要素を有し、レンズ５２を介して第１空間光変調器５１を照らすように配置される。同様に、第２光源５４は３つの等間隔に配置された照明要素を有し、レンズ５６を介して第２空間光変調器５５を照らすように配置される。第３光源５７、第３レンズ５９、および第３空間光変調器５８に対しても同様な配置が提供される。第１ビームコンバイナ６０は第１および第２光源５０および５４のイメージを、各々の空間光変調器による変調の後、結合する。この結合されたイメージはさらに、第２ビームコンバイナ６２で、第３空間光変調器５８による変調の後、第３光源５７のイメージと結合される。イメージは互いに対して横方向に相殺されるように配置され、これにより各々が３つのウィンドウを有する３つのローブ（−１、０、および＋１）の出力を提供する。ウィンドウは公称ビューイング位置Ｚで実質的に連続した出力を形成する。
【００６５】
図９は、本発明の別の実施態様を示す。バックライト７０は３つのグループの発光素子を有する。第１グループに属する素子は７１、第２グループに属する素子は７２、および第３グループに属する素子は７３と各々番号付けられる。発光素子は、第１グループからの素子、第２グループからの素子、および第３グループからの素子が反復し連続して配置されている。発光素子からの光はレンズアレイ７５によって収束され、空間光変調器７６を介して公称観察者ビューイング位置Ｚの方向に向かう。各グループの発光素子は順番に照明され、空間光変調器は時間多重化方法で駆動され、ビューイングウィンドウの各々に異なるビューを提供する。
【００６６】
図１０は、本発明の１つの実施態様を構成する表示装置を概略的に示す。空間光変調器８０は第１および第２レンティキュラーアレイ８２および８４間に挟まれている。第１アレイ８２は空間光変調器８０に隣接し、空間光変調器のピッチにほぼ等しいピッチを有する。第２レンティキュラーアレイ８４は第１レンティキュラーアレイのピッチのほぼ２倍のピッチを有する。ディフューザ８６は空間光変調器８０と第２レンティキュラースクリーン８４との中間に配置される。第１および第２光源８８および９０は、レンズ９２を介して第１レンティキュラーアレイ８２を照らすように配置される。ディフューザ８６は、光源８８および９０のイメージが、空間光変調器８０による変調の後、ディフューザ上に形成されるように配置される。ディフューザ８６はまた第２レンティキュラースクリーン８４の対物面内に位置する。第２レンティキュラースクリーン８４は公称ビューイング位置Ｚでディフューザ８６を再イメージ化する。光源８８および９０ならびに空間光変調器８０は時間多重化方法で駆動される。第１光源８８が照らされるときは、空間光変調器８０の第１変調要素９４は、ディフューザ８６の位置９５に変調イメージを形成し、一方、空間光変調器８０の第２要素９６はディフューザ８６の位置９７にイメージを形成する。このような位置は、各ローブのウィンドウビュー１および４の要素として再イメージ化される。第１照明要素８８が消えて第２照明要素９０が照明されると、同じ変調要素９４および９６はディフューザ８６の位置９８および９９に各々イメージを形成する。これらのイメージは各ローブにウィンドウ２および３の要素を形成する。このような実施態様は空間的および時間的な多重化を組み合わせて、多ローブ４ビュー表示を提供する。
【００６７】
図１１は、複数の表示装置によって表示されるビューを制御するためのビデオ多重化システムを概略的に示す。３または４ウィンドウが提供されているが、左眼および右眼ビュー情報が必要とされるだけである。左眼ビュー情報はバッファ１００を介して、第１、第２、および第３のビデオスイッチ１０２、１０４、および１０６の左ビュー入力に提供される。同様に、右眼ビュー情報はバッファ１０８を介して、第１、第２、および第３のビデオスイッチの右眼入力に提供される。各ビデオスイッチは、ウィンドウの１つに表示するために表示装置の１つに提供されるビデオビューを選択する。各ビデオスイッチは各表示装置を制御するか、または、例えば図７に示すように、単一の表示装置を多重化方法で駆動するように配置され得る。各ビデオスイッチは、左ビューが表示されるべきかまたは右ビューが表示されるべきかを選択するコントローラ１１０からの制御入力を受け取る。コントローラ１１０は、観察者の位置を決定する追従システム１１２に反応する。観察者の位置および表示装置のパラメータを知ることにより、コントローラは適切なビューを選択し、ビデオスイッチに関連する左または右ビューを表示するように指示する。コントローラ１１０によって用いられるスイッチポイントは、一般に、システムの計測によって、例えば、観察者がウィンドウ境界のような定義された光学位置に移動することによって、および観察者の位置を測定することによって決定される。もしくは、コントローラ１１０は、後述するように観察者によって手動で操作される手動コントロール１１１に反応し得る。
【００６８】
図３に示した表示装置のようなレンティキュラースクリーンを用いる表示装置にとっては、空間光変調器のマスクされた領域は、望ましくは、観察者が移動すると移動する黒バンドとしてイメージ化されるべきではない。図１２に示すような画素配列により、表示装置内に制御ラインのためのスペースを依然として提供する一方で、画素グループ１２０と画素グループ１２２との間の横方向の間隔をなくすることが可能となる。
【００６９】
図１３に示す表示装置は、光源５０、５４、および５７ならびにレンズ５２、５６、および５９がコンパクト照明要素５０ａ、５４ａ、および５７ａに置き換わっている点において、図８に示す表示装置と異なる。コンパクト照明要素５０ａは、レンティキュラースクリーン５０ｂおよびその背後に配置されたパララックスバリア５０ｃを有する。パララックスバリア５０ｃは複数のスリットを有し、各スリットはレンティキュラースクリーン５０ｂの各レンティキュールと整合している。パララックスバリア５０ｃの背後にはランベルトバックライト５０ｄが配置されている。コンパクト照明要素５４ａおよび５７ａはコンパクト照明要素５０ａと同一である。
【００７０】
レンティキュラースクリーン５０ｂの各レンティキュールは、パララックスバリア５０ｃの整合されたスリットをゼロローブのウィンドウにイメージ化する。さらに、隣接するレンティキュールは同じスリットを、ビューイングウィンドウの−１および＋１ローブの同じウィンドウにイメージ化する。従って、図１３に示す表示装置は、図８に示す表示装置と同じ方法で作動するが、もっとコンパクトにすることが可能である。
【００７１】
図１４は、レンティキュラースクリーン２２がパララックスバリア２２ａに置き換わっている点で、図３に示す表示装置と異なる表示装置の一部を示す。バリア２２ａは、図１４に示すような液晶表示装置２３の画素と整合した複数のスリットを有する。画素が互いに連続している液晶表示装置の背後には、ランベルトバックライト５０ｄが配備される。
【００７２】
図１４に示すように、各スリットは光の円錐に沿って光を、関連する画素からゼロローブの第１、第２、および第３ウィンドウに向ける。さらに、スリットは、各ローブのウィンドウが互いに連続しローブが互いに連続するように＋１および−１ローブウィンドウを形成する。
【００７３】
「前部」パララックスバリア２２ａを有する、図１４に示すタイプの表示装置は、レンティキュラースクリーンを用いる表示装置に比べて、所定のレベルの照明に対しては暗いイメージを生成するが、パララックスバリアは、レンティキュラースクリーンの収差の問題はない。前部パララックスバリア表示装置においては、観察者の面で生成されるウィンドウの品質は、特に各ウィンドウの境界の幅に関しては、スリットの幅によって制御される。スリットが狭くされると、各ウィンドウエッジの幾何学的広がりは減少する。しかし、各スリットの幅が小さくなるとスリットで起こる回折量が増加するため、スリットの幅は、回折と幾何学的劣化効果との間の折衷として選択することが必要である。
【００７４】
図１５は、図１４に示した表示装置とは、前部パララックスバリア２２ａが、液晶表示装置２３とバックライト５０ｄとの間に配置された後部パララックスバリア２２ｂに置き換わっている点で異なる表示装置の一部を示す。バリア２２ｂと表示装置２３との間に切り換え可能なディフューザ１３０が配備される。バックライト５０ｄに面する側のバリア２２ｂの表面は反射し、これによりバリア２２ｂのスリットを通過しない光は反射し再使用のためにバックライト５０ｄに戻される。これにより表示イメージの揮度が向上する。
【００７５】
後部パララックスバリア２２ｂを用いることにより、各ウィンドウエッジの幾何学的広がりがパララックスバリアのスリットの幅によって制御され、一方、エッジの回折広がりが表示装置２３の画素の幅によって制御される結果となる。従って、前部パララックスバリアを用いる図１４に示した表示装置と比べて、ウィンドウイメージ化の質を向上させることが可能である。
【００７６】
切り替え可能なディフューザ１３０を切り換えてバリア２２ｂのスリットから光を拡散させることにより、表示装置を二次元操作のために用いてもよい。液晶表示装置２３はランベルト光源によって照明され、二次元イメージを幅広いビューイング領域にわたって見ることができる。
【００７７】
後部パララックスバリア２２ｄは不透明マスク内の透明スリットアレイとして作製され得る。もしくは、定義されたサイズの光源をレンティキュラースクリーンを通してディフューザにイメージ化することによってバリアが作製され得る。
【００７８】
図１６は、表示装置の空間光変調器の各画素と関連し画素の適切なカラーフィルタに対して調整された複数のホログラフ要素１３２を有するホログラム１３１によって、３つ以上の連続ウィンドウを製造する別の方法を概略的に示す。このようなホログラフ要素１３２は、操作においては、レンティキュラースクリーンまたはパララックスバリアに等しく、また、例えば、平行にされた白色光構成ビーム１３３によって適切に照明されるとき、各ホログラフ要素１３２は関連するカラーのための定義されたウィンドウを生成する。各ホログラフ要素は、図１６に示すようないくつかのローブを定義するように記録され得る。ホログラフ要素１３２はグループで配置され、画素の各グループからの光は、図１７に示すような３以上のグループのウィンドウのうちの１つのグループにイメージ化される。光の強度は画素切り替え特性によって制御され、方向性はホログラム１３１によって制御される。ホログラムを用いる利点は、ホログラムを記録するとき軸ずれ収差が実質的に相殺され得るため、表示装置の軸ずれ習性を著しく向上させ得ることである。
【００７９】
図１８に示すように、ホログラム１３１は、液晶層１３６およびカラーフィルタ１３７と共に、空間光変調器１３５内に配置され得る。従って、ホログラムは、例えば、画素アパチャー内の黒マスクのパターンを制御することによって、実質的に、ＳＬＭ（空間光変調器）１３５を形成する液晶表示装置の面に配備される。各画素でのホログラムは、その画素に対するカラーフィルタに関連する特定のカラーのための光を適切なウィンドウに向けるように調整され得る。これは、図１８では略語によって示される。ここでは、「Ｗ」はウィンドウを表し、「Ｒ」、「Ｇ」、および「Ｂ」は各々赤色光、緑色光、および青色光を表す。従って、表示装置の白色光性能は向上し得る。例えば、表示装置のための光源は、カラーフィルタと画素との組み合わせで、ホログラフ要素からの光のスペクトルの広がりが比較的小さい結果となる蛍光管で用いられる蛍光体を適切に選択することによって得られ得る３つの狭いスペクトルピークを含み得る。
【００８０】
図１９は、ホログラム１３１がＳＬＭ１３５の外表面に配置される別の配置を示す。この配置では、平行光の照明を用いることによって、光ポリマーまたは二色性のゼラチンの状態で形成された、もしくはエッチングによる表面レリーフまたは浮き出しホログラムの形態のホログラムを用いることが可能である。もしくは、ＳＬＭ１３５の各画素内に電極の構造を制御することにより、ＳＬＭ内に格子を作製し得る。
【００８１】
ホログラム１３１はコンピュータ生成され得るか、または、照明されたウィンドウからの光を参照ビームと干渉させることによって記録され得る。例えば、マスクを用いて、各ローブの第１ウィンドウの記録プレートを、赤色参照ビームと共に赤カラーフィルタを介して露出させ得る。これは次に、緑色光および青色光に対して繰り返される。この工程は、次に、各ウィンドウおよび各対応するホログラム要素に対して繰り返され得る。
【００８２】
図２０は、ホログラム１３１を照らすために用いられ得るコンパクトな平行白色バックライトを示す。図２０に示すバックライトは、レンズアレイ５０ｂの要素間にバリア５０ｅが配置され、レンズアレイ５０ｂが平行光を生成するために配置されている点で、図１３に示すバックライトと異なる。バリア５０ｃの後表面は反射し、未使用の光をバックライト照明要素５０ｄに戻して再使用する。
【００８３】
図２１は、レンズアレイ５０ｂおよびバリア５０ｅが大きな詰め込み(packing)密度を有する小さなガラス球１４０に置き換わっている点で、図２０に示すバックライトと異なる平行光バックライトを示す。別の変形例としては、エッジ照明ホログラムによって平行光を生成することが可能である。
【００８４】
従って、移動部分を有しない観察者追従自動立体表示装置を提供することが可能である。このような表示装置は、移動部分を内蔵する表示装置に比べて、より堅固で、反応も速い。このような表示装置はまた、観察者の追従における誤差に対する感度が比較的小さい。
【００８５】
非機械的で電子的な横方向追従方法および機械的な追従方法（例えば、パララックスバリアまたはレンティキュラースクリーンなどのパララックス要素をＳＬＭに対して平行移動させること、あるいは、フラットパネル型表示装置内の少なくともパララックス要素およびＳＬＭを含むサンドイッチ構造を回転させること）の機能を組み合わせ得る。従って、機械的追従方法から良好な収差性能を（ＳＬＭの面におけるパララックス要素を介する観察者の眼のイメージはＳＬＭ画素の中央にまたはその近辺に保持される）、および、非機械的な追従方法から速度および拡張したビューイング自由度を得ることが可能である。このようにして、観察者が新しい位置に移動するとき、比較的速度の遅い機械的なシステムは、パララックスバリアまたはレンティキュラースクリーンをＳＬＭに対して平行移動させるかまたはサンドイッチ構造を回転させ得る。さらに、機械的な追従方法に関連して作動する非機械的な追従方法では、観察者は、機械的な方法のみを用いる場合は不可能な拡張されたビューイング自由度で自動立体イメージを維持することが可能である。
【００８６】
３ウィンドウ表示装置では、各レンティキュール１２４は、３列の画素列のピッチにほぼ等しいピッチを有する。
【００８７】
図２２に示す表示装置は、ビューイングウィンドウのサイズが平均眼間距離にほぼ等しい点において、図４に示す表示装置と異なる。さらに、この表示装置は、９つの異なるビューＶ１〜Ｖ９を有するルックアラウンド機能を備えているように示されている。これは１つの可能な構成の例である。この原理はまた、ローブ当たり３以上のウィンドウを有し、３ローブ以上を有する表示装置にも適用され得る。眼の位置は横方向の位置に関して示されているが、実際にはビューイングウィンドウの面内に位置する。図２２の下部は、各ウィンドウにどのビューが示されるかを示し、矢印は、上部に垂直方向に示した対応する眼の位置に対して、ビューが変更中であり各眼にとっては見えないことを示す。
【００８８】
眼がＡで示す位置にあるとき、ウィンドウ２および３は各々ビューＶ２およびＶ１を含む。眼がＢで示す位置に向かって移動するとき、ビューＶ３がウィンドウＷ１に入る。レンティキュラースクリーンの焦点ずれ、散乱、および収差による、またはパララックスバリアのスリット幅によりウィンドウ境界がぼけることがあり、これにより、観察者の眼がウィンドウ境界を横切るとき、観察者には図２３に示すように１つのビューが他のビューへと溶暗(fade)するように見える。隣接するビューイングイメージ間には本質的な分離があるが、眼が境界を横切って移動するとき滑らかな移行が起こる。状況によっては、これは有益であることが分かっている。
【００８９】
ウィンドウの境界がぼけるため、およびウィンドウの幅が平均眼間距離にほぼ等しいため、観察者の両眼はほぼ同時に隣接するウィンドウ境界を横切って移動する。従って、観察者がウィンドウ境界を横切って横方向に移動するときビューはかなりコースに沿って進行する。しかし、図４を参照して示したのと同じ方法で、観察者の眼が関連するウィンドウに移動するという予想の下で、現時点では観察者には見えないウィンドウでビューが交換される。
【００９０】
図２２に示した表示装置の利点は、この表示装置が、真のルックアラウンド型の表示の実行を妨げ得る光学誤差による影響が少ないことである。従って、低い性能およびより安価な光学用素を用い得、また、追従装置の精度が低くても許容可能である。さらに、大きなウィンドウを用いることによって、大きな視点矯正ゾーンが提供され、これにより、観察者に大きなビューイング自由度を与える。
【００９１】
図２２に示した表示装置は、完全ルックアラウンド表示の場合と同じ速さでイメージを生成することは要求されない。さらに、追従システムおよびイメージ生成システムの反応速度は、完全なルックアラウンド表示の場合と同じ速さである必要はない。
【００９２】
いくつかの適用においては、観察者の位置を自動的に検出して観察者に気づかれないようにビューを切り換える追従システムを提供する必要はない。例えば、自動追従システムは、観察者によって手動で制御されるハンドコントローラに置き換えて、観察者の現在の位置に適合するようにビューの切り替えを行ってもよい。これにより、自動観察者追従システムに要する複雑さと費用を必要とせずに、ビューイング自由度を拡張することが可能である。観察者が、新しい位置への移動を予測してビューを切り換えるのに慣れるのは可能である。各ローブに３つのウィンドウを提供する表示装置で使用するのに適してはいるが、１つのローブに対して３つ以上のウィンドウを提供する表示装置に手動追従を用いることは、観察者が移動中に表示を更新しなければならない回数が低減されるため有利である。
【００９３】
ウィンドウ境界でのぼけ効果は、表示装置に供給されるイメージの操作によって向上し得る。ぼけ効果は、３つ以上のウィンドウを有する表示装置と同様に、２つのウィンドウを有する表示装置でも用いられ得る。両方の場合に、ぼけは、表示装置における誤差の可視性を「洗い流す」(wash out)働きをし得る。ぼけはまた、イメージを境界地点でモノスコープにまたは黒色にフェーディングさせることにより導入され得、これにより、境界は可視であるが、邪魔になる人工物は減少する。
【００９４】
ウィンドウの境界におけるぼけはまた、グラフィック性能が低い表示では有利である。例えば、イメージが十分に迅速に更新され得ないときは、ルックアラウンド中の隣接するイメージ間にウィンドウ境界ぼけが提供され、表示中の「フリッピング」人工物を減少させ得る。
【００９５】
表示装置のビューイング領域より外側の不快な可視人工物を避けるために、観察者がビューイング領域より外側にいるときは光源はオフにされ得る。これは、ビューイング領域より外側の横方向の移動に対してのみならず、垂直方向の移動に対しても行われ得る。これらは共に光学要素内の収差効果を受け得る。光源をオフにする代わりに、観察者がビューイング領域のエッジに接近するに従って次第に光源を暗くするようにしてもよい。
【００９６】
ローブの各ウィンドウにビューを有するウィンドウを手動で切り換える場合には、ウィンドウが適切な時に切り換えられないときは（ユーザが未経験のとき）、観察者はローブのエッジに反影鏡像を見ることがあり得る。この可能性を避けるために、第３のウィンドウにグレーレベル（白色など）を表示するのが望ましい。これにより、一方の眼がグレーウィンドウを見、他方の眼がエッジビューを見るとき、エッジ部ではイメージはグレーに変わり、次に二次元になるため、観察者が切り替え工程中に混乱することはない。
【００９７】
観察者が手動コントロールのボタンを押すと、位置信号が提供され、この信号はイメージ生成システムにフィードバックされる。これは、観察者が両方の眼にイメージを見ていることを確実にするためだけではなく、イメージが特定のビューイング方向に対して調節されるように用いられ得る。例えば、コンピュータゲームへの適用においては、ソフトウェアは、ゲームの所定の部分は観察者が表示装置の左側の特定の位置にいるときのみ実行され得るように構成され得る。従って、このような表示装置によりゲームソフトウェアに特別な特徴が付加され得る。
【００９８】
図２４は、このような機能をコンピュータゲームのソフトウェアと組み合わせて実行するために、図２２に示した型の表示装置を用いた場合を示す。観察者位置Ａ、Ｂ、およびＣが示され、図２５〜図２７は、コンピュータゲームの１つの例において、これらの位置から見えるイメージを示している。観察者は図１１に示した手動コントロール１１１を用いて、その位置を表示装置を制御する、例えば、図１１のコントローラ１１０の一部を形成するマイクロプロセッサを制御するソフトウェアに示す。
【００９９】
観察者が手動コントロール１１１を用いて、観察者位置Ａに位置していることを示すと、この位置を表すデータがコンピュータゲームソフトウェアに供給され、これにより、表示装置は、観察者の眼が各々位置しているウィンドウに現れるべき適切なイメージを供給する。図２５は、一例として、位置Ａにいるとき観察者には壁が見えていることを示す。
【０１００】
観察者は位置Ｂに移動し得、これを手動コントロール１１１によってコントローラ１１０に知らせる。次に、コントローラ１１０によって、表示装置は、観察者が位置しているウィンドウにイメージを供給し、図２６に示すような三次元イメージを与える。これにより、観察者は壁１４１の「背後」に位置する剣１４０を見ることができる。
【０１０１】
観察者が位置Ｃに移動して、これを手動コントロール１１１によってコントローラ１１０に知らせると、イメージは変化して、観察者は、手動コントロール１１１によって対話することができるゲームキャラクタ１４２の三次元イメージを見る。例えは、手動コントロール１１１は、観察者の位置を示すため以外に、ゲームソフトウェアと対話するための制御ボタンを有し得る。
【０１０２】
【発明の効果】
本願発明によれば、一方の眼があるウィンドウの方向に向かって移動しその中にまさに進入しようとしているとき、そのウィンドウを更新して、その眼が現在属しており退出しようとしているウィンドウと同じビュー情報を表示することを行う。このことにより、追従システムの精度に対する要求の程度を下げることができ、イメージ交換を行うための正確な位置情報が不要になる。即ち、観測者の横方向の移動の自由度が大幅に向上し、追従誤差への感度を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】２ウィンドウ表示装置のための視点矯正ゾーンの位置を示す概略図である。
【図２】多ローブ２ウィンドウ表示装置の出力およびそのイメージ交換要件の概略図である。
【図３】単一の空間光変調器およびレンティキュラーアレイによる３ビュー３ローブ表示の生成を示す概略図である。
【図４】本発明の１つの実施態様を構成する多ローブ３ウィンドウ表示装置の出力およびそのイメージ交換要件の概略図である。
【図５】本発明の１つの実施態様を構成する多ローブ４ウィンドウ表示装置の出力およびそのイメージ交換要件の概略図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、観察者が自動立体効果を感知する、表示装置に対する位置範囲の概略図である。
【図７】本発明の１つの実施態様を構成する時間多重化表示装置の概略図である。
【図８】本発明の１つの実施態様を構成する３ビュービームコンバイナ表示装置の概略図である。
【図９】本発明の１つの実施態様を構成する、コンパクト照明を有する時間多重化表示装置の概略図である。
【図１０】本発明の別の実施態様を構成する４ビュー表示装置を示す概略図である。
【図１１】本発明の１つの実施態様を構成する表示装置のための追従およびイメージコントローラの概略図である。
【図１２】レンティキュラー表示装置における隣接イメージゾーンの形成を可能にするためのＬＣＤ画面内の画素配列の概略図である。
【図１３】本発明の１つの実施態様を構成する別の３ビュービームコンバイナ表示装置の概略図である。
【図１４】前部パララックスバリアを用いる表示装置の一部を示す概略断面図である。
【図１５】後部パララックスバリアを用いる表示装置の一部を示す概略断面図である。
【図１６】ホログラムを用いたビューイングウィンドウの形成を示す概略図である。
【図１７】ホログラムを用いたビューイングウィンドウの形成を示す概略図である。
【図１８】内部ホログラムを用いた表示装置の一部を示す概略断面図である。
【図１９】外部ホログラムを用いた表示装置の一部を示す概略断面図である。
【図２０】ホログラムを照らすためのコンパクトバックライトの概略断面図である。
【図２１】ホログラムを照射するためのコンパクトバックライトの概略断面図である。
【図２２】本発明の１つの実施態様を構成する多ローブ３ウィンドウ表示装置の出力およびそのイメージ交換要件を示す概略図である。
【図２３】図２２に示した表示装置のための、眼位置に対するイメージ強度を示す図である。
【図２４】観察者の位置を手動制御する図２２に示す型の表示装置をコンピュータゲームに用いる場合を示す図である。
【図２５】図２４の表示装置によって生成され、位置Ａにいる観察者にとって観察されるイメージを示す図である。
【図２６】図２４の表示装置によって生成され、位置Ｂにいる観察者にとって観察されるイメージを示す図である。
【図２７】図２４の表示装置によって生成され、位置Ｃにいる観察者にとって観察されるイメージを示す図である。
【符号の説明】
２２、５０ｂ、８２、８４  レンティキュラーアレイ
２３、４０、５１、５５、５８、７６、８０、１３５  空間光変調器
４７、５２、５６、５９、９２  レンズ
４１、５０、５４、５７、８８、９０  光源
５０ｄ、７０  バックライト
８６、１３０  ディフューザ
１１０  コントローラ
１１１  手動コントロール
２２ａ、５０ｃ  パララックスバリア
１３１  ホログラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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