(57)【要約】【課題】この発明は、二つの立体画像を表示するための平面ディスプレイ、左と右の立体画像を観察者の左と右の目に誘導するための垂直の周期的な構造を持つ画像分離マスク、および観察者の位置に対応して、この画像分離マスクを水平に動かすための機器から構成される立体ディスプレイに関する。【解決手段】この発明にもとづく立体ディスプレイは、特に、観察者の横の動きに対するピクセル単位およびサブピクセル単位に構造化された画像分離マスクの水平方向の追従が、この画像分離マスクの周期の長さの範囲に制限され、その際この間隔の境界に到達した場合に、この画像分離マスクは、一周期間隔だけ戻されるという特徴を有する。このため、画像分離マスクの所要の動作距離が、大幅に低減される。画像分離マスクを水平に動かすための機械的な部分が、簡単化されると同時に、より頑丈に構成することができる。これに伴う短い調整距離は、観察者の速い動きにも、画像分離マスクの追従を可能とすることにつながるものである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの立体画像を表示するための平面ディスプレイ、左と右の立体画像を観察者の左と右の目に誘導するための垂直の周期的な構造を持つ画像分離マスク、および観察者の位置に対応して、この画像分離マスクを水平に動かすための機器から構成される立体ディスプレイにおいて、この画像分離マスク（２）の垂直の周期的な構造の周期間隔が、２ピクセル以下であること、ならびにこの画像分離マスク（２）の水平の動きが、この構造の周期性を利用して、この周期間隔以下の幅に対応し、その際この画像分離マスク（２）が、この周期の境界に到達した場合に、一周期間隔だけ戻されることを特徴とする立体ディスプレイ。
【請求項２】
当該の画像分離マスク（２）が、仕切りとして、不透明なストライプを持つ形の領域を有することを特徴とする請求項１に記載の立体ディスプレイ。
【請求項３】
当該の画像分離マスク（２）が、ストライプ形状のプリズムから構成されることを特徴とする請求項１に記載の立体ディスプレイ。
【請求項４】
当該の画像分離マスク（２）が、円柱レンズを有するレンチキュラーであることを特徴とする請求項１に記載の立体ディスプレイ。
【請求項５】
当該の画像分離マスク（２）が、ピクセル列単位に構造化されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の立体ディスプレイ。
【請求項６】
当該の画像分離マスク（２）が、サブピクセル列単位に構造化されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の立体ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、二つの立体画像を表示するための平面ディスプレイ、左と右の立体画像を観察者の左と右の目に誘導する（Kanalisierung ）ための垂直の周期的な構造を持つ画像分離マスク、および観察者の位置に対応して、この画像分離マスクを水平に動かすための機器から構成される立体ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
補助手段無しでの立体表示のためには、左と右の立体画像をモニター上に、有利には平面ディスプレイ上に表示する、二チャンネル方式および構成が、既に周知である。
【０００３】
この構成では、左目用に一つ、右目用に一つの、二つの立体画像（以下において、左画像および右画像と呼ぶ）が、行と列のマトリックス形状に構造化された平面ディスプレイ上に同時に表示される。左画像を左目に、右画像を右目に誘導するために、様々なマスク（以下において、画像分離マスクと呼ぶ）が用いられている。この最も良く知られたマスクは、ストライプ形状の仕切り（Barrier ）またはレンチキュラー（Lentikular）を利用している。
【０００４】
画像分離マスクとしてストライプ形状の仕切りを利用する場合、左画像は、右目から、右画像は、左目から簡単に遮蔽される。レンチキュラーを利用する場合、左画像は、左目に、右画像は、右目に投影される。
【０００５】
通常は、この画像分離マスクは、ピクセル列単位で作用する、例えば奇数番目のピクセル列は、左目にだけ、偶数番目のピクセル列は、右目だけに見える。この画像分離マスクは、通常仕切りでは垂直のストライプの周期的な構造、またはレンチキュラーでは円柱レンズであり、これらは、平面ディスプレイの列方向に対して位置が揃っている。二つの隣接するピクセル列間の周期間隔は、ピッチと呼ばれる。
【０００６】
観察者が予め規定された位置に居る場合、回り込み無しに立体表示が見える。観察者が、横に動くと、左目には、右画像の部分が、右目には、左画像の部分がますます見えてくる。立体画像をピクセル列単位に分離する構造には、回り込みの無い立体視に関する観察者の横の許容範囲が非常に小さいという欠点がある。その他、観察者は、平面ディスプレイとの間隔に関して、小さな余裕しか持たない。
【０００７】
このピクセルは、通常三つの隣接する色のサブピクセルから構成されており、画像分離マスクをサブピクセル単位に構造化することもできる。サブピクセル単位に構造化された画像分離マスクによって、左画像を左目に、右画像を右目に誘導することを行う構造が周知である。この場合、もはやピクセルの配分を保つことができないという問題がある。例えば、奇数番目の列の緑のサブピクセルは、もはや左目にではなく、右目に投影されることになる。
【０００８】
この問題は、コード変換（１９９５年の特許文献１、立体表示装置）または新設計の平面ディスプレイ（１９９４年の特許文献２、平板型立体画像表示装置およびその製造方法）によって解決することができる。
【０００９】
画像分離マスクとしてレンチキュラーを利用するのは、特に有利であり、それは、回り込みの無い立体視に関する横の許容範囲を、最大で観察者の両目の間隔にまで、大幅に拡大するものである。
【００１０】
回り込みの無い許容範囲を、さらに拡大するために、観察者の位置に対して画像分離マスクを水平に追従させることができる。
【００１１】
観察者の位置に対して、ピクセル単位に構造化された画像分離マスクを水平に追従させる方法が周知である。観察者の横の余裕に対応する水平方向の移動は、数ピクセルである。通常、それは、数ミリメートルである。
【００１２】
この場合、ピクセル単位およびサブピクセル単位に構造化された画像分離マスクによる追従を実現するための、機械部分における高度な要求条件が欠点である。
【特許文献１】
特開平７−１３１１９号公報
【特許文献２】
特開平６−４６４６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
この発明の課題は、観察者の横の動きの余裕を低減することなく、画像分離マスクを水平に機械的に追従させる範囲を短縮し、その結果機械的な部分を簡単化すること、ならびにより頑丈に構成することを可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この課題は、請求項１に挙げた特徴によって解決される。
【００１５】
この発明にもとづく立体ディスプレイは、特に、観察者の横の動きに対するピクセル単位およびサブピクセル単位に構造化された画像分離マスクの水平方向の追従が、この画像分離マスクの周期の長さの範囲に制限され、その際この間隔の境界に到達した場合に、この画像分離マスクは、一周期間隔だけ戻されるという特徴を有する。このため、画像分離マスクの所要の動作距離が、大幅に低減される。画像分離マスクを水平に動かすための機械的な部分が、簡単化されると同時に、より頑丈に構成することができる。これに伴う短い調整距離は、観察者の速い動きにも、画像分離マスクの追従を可能とすることにつながるものである。そのため、この発明にもとづく立体ディスプレイは、例えば、特に医学工学、マルチメディアおよび工学の分野に適している。
【００１６】
画像分離マスクの有利な実施構成は、請求項１から６までの構成において、取り上げられている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
この発明の実施例を図面で示すとともに、以下において、より詳しく説明する。
【００１８】
立体ディスプレイは、二つの立体画像を表示するための平面ディスプレイ、左と右の立体画像を観察者の左と右の目に誘導するための垂直の周期的な構造を持つ画像分離マスク、および観察者の位置に対応して、画像分離マスクを水平に動かすための機器から構成されている。
【００１９】
図１の図解に対応する周知の構造においては、奇数番目のピクセル列Ａ，Ｃ，Ｅ，... は、平面ディスプレイ１に書き込まれた左の立体画像を、偶数番目のピクセル列Ｂ，Ｄ，Ｆ，... は、右の立体画像を構成している。その前にある画像分離マスク２の垂直の不透明なストライプａ，ｂ，ｃ，... は、左目が右の画像部分を、右目が左の画像部分を見るのを妨げている。そのため、観察者の正確な位置においては、回り込みは無い。
【００２０】
観察者が右に動くと、右目には、左の画像部分が、左目には、右の画像部分が、次第に見えるようになってくる。これによって、立体画像に、偽視の部分が重なって、それらの濃度比率が逆転する。
【００２１】
画像分離マスク２の周知の追従によって、この回り込みを回避することができる（図２の図解）。この画像分離マスク２は、通常両目の間隔が、平面ディスプレイ１における水平のピクセル間隔に対応するように構成されている。観察者に対する横の動きの余裕が約５０ｃｍの場合、画像分離マスク２は、８ピクセル分移動しなければならず、それは、ＳＸＧＡの解像度を持つ１８インチのＴＦＴディスプレイでは、約２．２５ｍｍの範囲に相当する。このために必要となる画像分離マスク２の位置決めの高い精度では、そのために機械的な操作に関する過大な要求が必要となる。
【００２２】
追従を低減した、この発明にもとづく立体ディスプレイは、図３に原理的に描かれており、その際水平方向の移動範囲が低減されている。観察者は、図２に図示されたものと同じ位置に居る。画像分離マスク１の周期性を利用して、画像分離マスク２の水平方向の移動範囲を、周期間隔の幅に低減している。画像分離マスク２の水平方向の移動は、この構造の周期性を利用して、周期間隔の幅に制限されている。画像分離マスク２は、この間隔の限界に到達した場合、水平方向に動かすための機器を用いて、一周期間隔だけ戻される。
【００２３】
観察者に関して許容される横方向の動きの余裕が約５０ｃｍの場合、ＳＸＧＡの解像度を持つ１８インチのＴＦＴディスプレイでの水平方向の動きは、０．６ｍｍ以下に低減される。
【００２４】
サブピクセル単位に構造化された画像分離マスク２において、画像分離マスク２の動きを低減できることは、より一層明らかである。この場合、ピッチは、０．２ｍｍ以下の幅を有する。
【００２５】
この不透明なストライプから成る画像分離マスク２は、光を通す垂直のストライプと光を通さない垂直のストライプを交互に並べた構造を持ち、それらの幅は、均一であり、ピクセルの幅よりも大きくはない。この周期間隔は、約２ピクセルの幅である。サブピクセル単位で動作させる場合、これらのストライプは、１サブピクセルに相当する幅であり、そのため周期間隔は、通常１／３に低減される。
【００２６】
別の実施構成では、不透明なストライプに代わって、画像分離マスク２には、プリズムまたはレンズを利用することも可能であり、その際それらの間隔、すなわち周期間隔は、ピクセルまたはサブピクセルの幅の約２倍に相当する。プリズムの画像分離マスク２では、二つのプリズム面は、そのプリズムの下にあるピクセル列が、２倍の幅のプリズムによって二者択一的に左目と右目に投影されるように機能する。別の実施構成における、画像分離マスク２としてのレンチキュラーマスクの機能も同様である。その場合、交互のピクセルまたはサブピクセル列から成る、より幅の狭いストライプが、それぞれ左目または右目に投影される。
【００２７】
画像分離マスク２を水平方向に動かすための機器が、周知である。例えば、周知のステップモーターとすることができ、その回転子の回転する動きが、それに接続されたギアおよび／または継ぎ手および／または偏心カムを用いて、高い精度の並進運動に変換される。この場合、ステップモーターは、原則的に多相同期電気モーターであり、電子回路を用いて、パルス動作で電力を供給される。このモーターは、１ステップ前進駆動されると、ステップ角だけの回転を起こす。このステップモーターは、永久磁石で励磁される形で動作するか、あるいはハイブリッドモーターである。ハイブリッドモーターは、永久磁石で励磁されて、リラクタンス方式で動作する。別の実施構成では、周知の並進駆動を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】観察者が予め決められた位置に居る場合における、周知の仕切り構造の模式的な平面図
【図２】観察者が横に動き、画像分離マスクが観察者に追従した場合における、図１の図解に対応する構造の模式図
【図３】画像分離マスクの水平な動きを周期の長さに低減した、この発明にもとづく立体ディスプレイの模式図
【符号の説明】
【００２９】
１    平面ディスプレイ
２    画像分離マスク
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ    垂直の不透明なストライプ
Ａ，Ｃ，Ｅ，Ｇ，Ｉ    奇数番目のピクセル列
Ｂ，Ｄ，Ｆ，Ｈ    偶数番目のピクセル列
ｎ，Δ，δ    画像分離マスクの動作距離
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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