(57)【要約】  左眼画像と右眼画像とを含む立体画像を形成する方法では、左眼画像のラインを入射光として走査素子に送る一方で、右眼画像のラインを入射光として前記走査素子に送るステップと、表示面の一部分に向けて入射光を送り出す位置に、前記走査素子を移動するステップと、を繰り返す。
2011519194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左眼画像および右眼画像を含む立体画像の形成方法であって、
前記左眼画像のラインを入射光として走査素子に送る一方で、前記右眼画像のラインを入射光として前記走査素子に送るステップと、
表示面の一部分に向けて入射光を送り出す位置に前記走査素子を移動するステップと、を繰り返すことを含む、方法。
【請求項２】
前記左眼画像のラインを送ることは、第１の線形光変調器を用いて前記左眼画像のラインを形成することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記右眼画像のラインを送ることは、第２の線形光変調器を用いて前記右眼画像のラインを形成することを更に含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１および第２の線形光変調器は、同一基板上に形成される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記左眼画像のラインは第１波長にあり、前記右眼画像のラインは第２波長にあり、前記第１波長は前記第２波長から４０ｎｍ以内である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記左眼画像のラインを送ることは、少なくとも一つのレンズを通って前記ラインを送ることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記左眼画像のラインおよび前記右眼画像のラインは、実質的に直交偏光状態にある、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記左眼画像のラインおよび前記右眼画像のラインは円偏光されている、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の線形光変調器は、回折格子電気機械システム素子である、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
左眼画像および右眼画像を含む多色立体画像の形成方法であって、少なくとも第１色チャンネルと、第２色チャンネルと、第３色チャンネルとのそれぞれについて、
前記左眼画像のラインを入射光として走査素子に送る一方で、前記右眼画像のラインを入射光として前記走査素子に送るステップと、
表示面の一部分に向かって入射光を送り出す位置に前記走査素子を移動するステップと、を繰り返すことを含む、方法。
【請求項１１】
各色チャンネルについて、前記左眼画像のラインは第１波長にあり、前記右眼画像のラインは第２波長にあり、前記第１波長は、前記第２波長から４０ｎｍ以内である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１色チャンネルにおいて、前記左眼画像を形成するための照射と、前記右眼画像を形成するための照射とを固体光源が供給する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記左眼画像用の光は、前記右眼画像用の光に対する直交偏光を有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記左眼画像のラインを送ることは、多重線形回折格子電気機械システム素子を用いて、前記左眼画像のラインを形成することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記走査素子は、ミラーおよびポリゴンから成る群から採用される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
左眼画像および右眼画像を含む多色立体画像を形成する方法であって、少なくとも２つの色チャンネルのそれぞれについて、
第１の多重線形光変調器を用いて前記左眼画像のラインを形成すると同時に、前記第１の多重線形光変調器を用いて前記右眼画像のラインを形成するステップと、
前記左眼画像のラインと前記右眼画像のラインとの両方を入射光として走査素子に送るステップと、
映写レンズによって提供される入射光を表示面の一部分に向けて送り出す位置に、前記走査素子を移動するステップと、を繰り返すことを含む、方法。
【請求項１７】
第１の多重線形光変調器を用いて前記左眼画像のラインを形成することは、多重線形回折格子電気機械システム素子を用いて前記左眼画像のラインを形成することを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記左眼画像のラインは固体光源から形成される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記左眼画像のラインは円偏光される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
左眼画像および右眼画像を含む多色立体画像を形成する方法であって、少なくとも２つの色チャンネルのそれぞれについて、
第１の多重線形光変調器を用いて前記左眼画像のラインを形成すると同時に、第２の多重線形光変調器を用いて前記右眼画像のラインを形成するステップと、
前記左眼画像のラインと前記右眼画像のラインの両方を入射光として走査素子に送るステップと、
映写レンズによって提供される入射光を表示面の一部分に向けて送り出す位置に、前記走査素子を移動するステップと、を繰り返すことを含む、方法。
【請求項２１】
第１観察者用画像および第２観察者用画像を含む１組の画像を形成する方法であって、
前記第１観察者用画像のラインを入射光として走査素子に送る一方で、前記第２観察者用画像のラインを入射光として前記走査素子に送るステップと、
表示面の一部分に向かって入射光を送り出す位置に、前記走査素子を移動するステップと、を繰り返すことを含む、方法。
【請求項２２】
前記第１観察者用画像のラインを送ることは、第１の線形光変調器を用いて前記第１観察者用画像のラインを形成することを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第２観察者用画像のラインを送ることは、第２の線形光変調器を用いて前記第２観察者用画像のラインを形成することを含む、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して表示装置に関し、より詳細には、双線（ｂｉｌｉｎｅａｒ）および三線（ｔｒｉｌｉｎｅａｒ）の電気機械式回折格子素子の配列を用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コストと性能における継続した改善により、固体レーザは、表示システムの照光構成要素としての潜在的な利点を有する。固体レーザに固有のスペクトル純度、高輝度、および長い動作寿命は、デジタル映画、シミュレーション、および他の高性能画像形成装置のための高性能なカラー映写システムの設計者の中で特に注目を集めている。ただし、デジタル映写にレーザ光源を利用するために提案されている解決策は、レーザ光源の潜在的な利点を活用する堅牢な表示装置を提供するために必要とされるものとは程遠いレベルにある。
【０００３】
立体映写は、映画の映写全般で特に関心がもたれている分野の一つになっている。立体映写のための従来の構成は、一方が左眼用で、もう一方が右眼用である２つの映写機を使用する構成を含む。この基本モデルは、初期のフィルム基準のシステム、およびバルコ社（Ｂａｒｃｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）などの製造業者から提供されるデジタル映写装置で適用されている。このような２映写機設計は、立体画像システムによって与えられる画像生成機能の実現および向上という点で成功を収めているが、これらのシステムは、高価であり、映写機同士の精密な位置合わせを必要とする上に、映画館の設計および配置にいくつかの追加の要件を課すものである。
【０００４】
デジタル映写装置に関して、単一の映写機のみを用いる構成を含め、立体映写のための各種の解決策が提示されている。これらの装置は、通常、２つのタイプの空間光変調器（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ，ＳＬＭ）のいずれかを利用するシステムを含んでいる。提案されている立体視設計に用いられる空間光変調器の第１のタイプは、デジタル光処理装置（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ，ＤＬＰ）、例えば、テキサス州ダラスのテキサスインストルメンツ社（Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．）によって開発されたデジタルマイクロミラーデバイス（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ，ＤＭＤ）である。デジタル映写に幅広く用いられるＳＬＭの第２のタイプは、液晶技術に基づいたもので、液晶デバイス（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｉｓｔａｌ  Ｄｅｖｉｃｅ，ＬＣＤ）である透過型光変調器としても、反射型のシリコン上液晶（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ，ＬＣＯＳ）変調器としても入手できる。
【０００５】
いずれのタイプの立体映写システムでも、共通の表示画面上で結合されるものではあるが、観察者の左眼および右眼に適切に意図される左画像と右画像とを区別するために、ある種の分離機構が必要である。左眼画像および右眼画像は、時間的に隔てられたものであっても、互いに対して直交する異なる偏光状態にあるものでも、または波長が異なるものであってもよい。従来の２映写機システムは、ここで説明したいずれかの分離方式を利用することができる。単一映写機のデジタルシステムも上記の方法のいずれかを利用することができる。ただし、単一映写機のデジタルシステムでは、同一の映写レンズから光を送る必要があるため、単一映写機のシステムは、元来、効率が悪い傾向にある。
【０００６】
時間順序付けシステムは、「ページフリッピング」技法を利用している。ページフリッピングは、左眼画像と右眼画像とを交互に表示することで、ディスプレイのリフレッシュレートに同期したシャッタ式眼鏡を装着した一人以上の観察者に立体画像を提供する。複数の観察者に立体画像を提示することに適するこのタイプの表示システムの例は、特許文献１（マクダウエル（ＭｃＤｏｗａｌｌ）他）に示されている。
【０００７】
偏波差分を利用する立体視システムは、互いに直交偏光である光を利用して左眼画像と右眼画像とを提供する。観察者には、これらの左眼画像と右眼画像とを分離する偏光眼鏡が提供される。直線偏波光を利用するこのタイプの表示システムの一例は、特許文献２（オドンネル（Ｏ’Ｄｏｎｎｅｌｌ）他）に示されている。左円偏光および右円偏光を利用する立体表示装置は、特許文献３（ディベルビス（Ｄｉｖｅｌｂｉｓｓ）他）に記載されている。
【０００８】
立体視システムは、波長により左眼画像と右眼画像を分離することができ、各眼に該当する画像を判別するように適切に設計されたフィルタ式眼鏡を観察者に提供する。このタイプのスペクトル分離表示システムは、特許文献４（ジョルケ（Ｊｏｒｋｅ））に示されている。
【０００９】
これらの各手法は、少なくともある程度有効な立体表示の解決策を提供するが、それでもある種の重要な問題が残る。シャッタ式眼鏡は、比較的高価になり得、内蔵バッテリ電力を必要とする上に、映写システムとの同期も必要になる。これらすべての解決策において、光の利用率および効率は満足できるものではない。偏光を利用する立体視システムは、任意の時点で同時に利用できる利用可能な光を半分も利用していない。スペクトル分離を利用する解決策には、他のシステムの２倍の数の有効な光源を必要とし、結果的に低下した色域を提供する。前述したタイプの各システムの実施例は、ちらつきを防止するために高いリフレッシュレートを必要とし、現実的なリフレッシュレートの上限で空間光変調器を用いることになり得る。これらは、相対的なスペクトル純度および潜在的に高い輝度レベルに関して他のタイプの光源よりも有利であるが、固体光源は、これらの利点を効果的に利用するために異なる手法を必要とする。
【００１０】
デジタル映写の他のタイプの光変調器の解決策は、ｎ個の微小デバイスの一次元配列を利用して、ｍ個の連続した単一ライン画像を形成することによって２次元画像を形成する線形光変調器を利用しており、各単一ライン画像を第１の方向に延長し、その後、第１の方向と垂直な方向にｍ個の連続したライン画像を走査して、ｍ×ｎピクセルの画像を映写するものである。
【００１１】
線形光変調器の中には、特許文献５（ブルーム（Ｂｌｏｏｍ）他）に記載された、シリコンライトマシン（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍａｃｈｉｎｅｓ）によって提供される回折格子ライトバルブ（Ｇｒａｔｉｎｇ  Ｌｉｇｈｔ  Ｖａｌｖｅ，ＧＬＶ）設計などがある。更に他の解決策としては、本願と同一の出願人による特許文献６（アゴスティネッリ（Ａｇｏｓｔｉｎｅｌｌｉ）他）に記載されたものなど、回折格子電気機械システム（Ｇｒａｔｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，ＧＥＭＳ）素子を利用するものが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第６，５３５，２４１号明細書
【特許文献２】米国特許第７，２０４，５９２号明細書
【特許文献３】米国特許第７，１８０，５５４号明細書
【特許文献４】米国特許第７，００１，０２１号明細書
【特許文献５】米国特許第６，２１５，５７９号明細書
【特許文献６】米国特許第６，８０２，６１３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ＧＬＶおよびＧＥＭＳ素子は、両方ともレーザ装置を用いる映写に非常に適している。ただし、いくつかの理由により、これらの素子も依然として、立体映写の候補となるほどには進歩していない。これらの素子では、シャッタ式眼鏡や、ページフリッピング式立体分離を利用できるが、この技法での光の利用はまだ満足できるものではない。偏光やスペクトル分離を用いる立体視構成を利用できるが、今までのところ比較的複雑な光学設計を必要としており、部品点数が多く、かなり難しい位置合わせ課題が存在する。また、これらの手法のいずれにおいても、光の効率を向上させる試みは、システムの複雑さとコストとの増大をもたらしている。
【００１４】
現在のところ、立体画像映写への関心は、ＤＬＰ（ＤＭＤ）や、ＬＣＤデバイスなどの領域空間光変調器に向けられている。ここで、立体画像映写に用いるＧＥＭＳおよび他の回折格子電気機械光変調器素子のその固有の光効率と高解像度の利点とを活用するデジタル映写の解決策を求める要望が存在する。
【００１５】
本発明は、改良された立体映写装置を求める要望に対処することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前述の目的に鑑みて、本発明は、左眼画像および右眼画像を含む立体画像の形成方法を提供し、本方法は、左眼画像のラインを入射光として走査素子に送る一方で、右眼画像のラインを入射光として前記走査素子に送るステップと、表示面の一部分に向けて入射光を送り出す位置に前記走査素子を移動するステップと、を繰り返すことを含む。
【００１７】
本発明の特徴は、多重線形ＧＥＭＳ空間光変調器を利用して、輝度、解像度、および光の利用度が向上した立体映写方法を提供することである。
【００１８】
本発明の利点は、３つ以上の固体光源を利用し、従来の設計よりも複雑さが低下し、かつ、光学的位置合わせ要件が低減された立体映写手法を提供することである。
【００１９】
前述したもの、および他の本発明の態様、目的、特徴、および利点は、付属の図面を参照しながら下記の好ましい実施形態の詳細な説明と、付随する請求項を検討することでより明瞭に理解および評価されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】双線ＧＥＭＳチップの平面図である。
【図１Ｂ】三線ＧＥＭＳチップの平面図である。
【図２】本発明の一実施形態における立体表示装置を模式的に示すブロック図である。
【図３】照光路内の結合ビームスプリッタを模式的に示すブロック図である。
【図４Ａ】立体表示の従来のタイミングシーケンスを示すタイミングチャートである。
【図４Ｂ】本発明を用いて実施される立体画像の形成と、従来のタイミングシーケンスとを対比したタイミングチャートである。
【図５】２次元画像の線走査形式を示す平面図である。
【図６Ａ】光路内の各種の構成要素が、同一の走査素子から一度に単一ラインずつ左眼画像と右眼画像の両方を走査することによって、左眼画像および右眼画像を形成する様子を示す斜視図である。
【図６Ｂ】光路内の各種の構成要素が、同一の走査素子から一度に単一ラインずつ左眼画像と右眼画像の両方を走査することによって、左眼画像および右眼画像を形成する様子を示す斜視図である。
【図６Ｃ】光路内の各種の構成要素が、同一の走査素子から一度に単一ラインずつ左眼画像と右眼画像の両方を走査することによって、左眼画像および右眼画像を形成する様子を示す斜視図である。
【図７】本発明の代替実施形態における色順照光を利用した立体表示装置を模式的に示すブロック図である。
【図８】三線ＧＥＭＳチップを用いて、立体映写画像を提供する実施形態を模式的に示す図である。
【図９】３色および４色の実施形態の色空間マップを示すグラフである。
【図１０】スペクトル分離を利用した立体画像形成装置の色マップを示すグラフである。
【図１１】二人の観察者の用途における表示装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本明細書は、特に、本発明の内容を示すと共に明瞭に権利を請求する請求項に帰結するが、本発明は、付属の図面と組み合わせて提供される下記の説明からより適切に理解されるものと考えられる。
【００２２】
本明細書では、特に、本発明に係る装置の一部を形成する要素、又は前記装置とより直接的に協働する要素について説明する。具体的に図示または説明されていない要素は、当業者に周知の各種の形式をとれることは理解されよう。本明細書で提示および説明する図は、本発明の動作の重要な原理を例示するために提供するものであり、実際の大きさまたは倍率を示すことを意図して作画されたものではない。相対的な空間関係または動作原理を強調するために、ある程度の誇張を必要とする場合もある。
【００２３】
下記の開示において、「左眼画像」という表現は、表示装置によって形成され、観察者の左眼によって視認されることが意図された画像を意味する。同様に、「右眼画像」の表現は、観察者の右眼から視認されることが意図された画像を意味する。
【００２４】
本発明の文脈において、「スペクトル領域」の用語は、単一波長、または４０ｎｍを超えない比較的狭い波長範囲を意味する。背景技術の項目で既に説明したように、立体視のスペクトル分離方式では、原色（従来からＲ，Ｇ，Ｂと呼ばれる赤色、緑色、または青色）それぞれについて左眼画像と右眼画像とを異なる波長で投影し、フィルタ素子を利用して、色ごとに左眼画像および右眼画像の内容を分離する。
【００２５】
画像分離に関して、本発明の実施形態は、左眼画像と右眼画像とを区別する特徴として、直交偏光された光を利用することができる。偏光は、線形偏光、楕円偏光、または円偏光であってよく、左眼用の変調光は、右眼用の変調光に対して直交偏光される。
【００２６】
本発明の実施形態では、多重線形回折格子電気機械システム（ＧＥＭＳ）素子などの線形光変調器アレイを利用して、レーザ光源の使用状況の改善、および単一映写機から得られる輝度の向上などの利点を実現でき、かつ、既に提案されている設計より単純な光学設計を用いる立体表示装置を提供する。本開示の文脈において、「チップ（ｃｈｉｐ）」の用語は、微小電気機械素子技術の当業者によって熟知された用法どおりに使用される。チップの用語は、本願と同一の出願人による米国特許第６，４１１，４２５号（コワルツ（Ｋｏｗａｒｚ）他）に詳しく記載されている共形回折格子素子（ｃｏｎｆｏｒｍａｌ  ｇｒａｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）など、単一基板に形成された一つ以上の線形光変調器アレイを含む一体型の電気機械回路パッケージを表す。ＧＥＭＳチップは、光を反射および回折させる光変調回折格子を形成する細長いリボン素子を含むのみならず、そのリボン素子の駆動に利用される静電気力を印加する基底回路も含むことができる。製造において、コワルツ他の‘４２５特許に示されるＧＥＭＳチップなどのチップを形成する小さい電子構成要素および機械構成要素は、単一の基板上に作製される。このチップパッケージは、回路基板や他の適切な表面における相互接続および取り付けのための信号導線も含む。
【００２７】
ＧＥＭＳ素子の構造および動作の更に詳細な説明は、米国特許第６，３０７，６６３号（コワルツ）、米国特許第６，６６３，７８８号（コワルツ他）、および米国特許第６，８０２，６１３号（アゴスティネッリ他）を含む、本願と同一の出願人によるいくつかの米国特許および公開出願に記載されている。ＧＥＭＳ素子において、光は回折によって変調される。ＧＥＭＳチップ上で、単一基板に形成された共形電気機械リボン素子のリニアアレイは、１以上の光の回折次数を提供して、線走査される映写表示用ピクセルの各ラインを形成する。
【００２８】
多重線形ＧＥＭＳチップは、本明細書に記載する立体視の実施形態用の線形光変調器アレイとして特に興味深い。本願と同一の出願人による米国特許出願公開第２００７／００４７０６１号（コワルツ）に記載されるような双線ＧＥＭＳ素子は、２つの独立した電気機械回折格子光変調器アレイ区画、すなわち、単一の基板に形成される共形電気機械回折格子素子の２つのリニアアレイを提供する。図１Ａに、双線ＧＥＭＳチップ６０を示す。このＧＥＭＳチップ６０は、８５ａ（Ｉ）および８５ｂ（ＩＩ）の符号で示される２つの独立した電気機械回折格子光変調器アレイ区画と共に、基板６２に形成される。参考のため、入射線形照射８８の相対位置は、各区画に向けて送られたものとして図示されている。このタイプの素子において、区画ＩおよびＩＩを形成する光変調素子８５ａおよび８５ｂの２つの各リニアアレイは、それぞれ個別に変調することができる。一般に、リニアアレイ上の各光変調素子は、自身に対応付けられた電子駆動チャンネルを有する。
【００２９】
三線ＧＥＭＳ素子は、米国特許第７，２７４，５００号（コワルツ）に記載されている。図１Ｂに、基板６２上に形成され、１８５ｒ（Ｒ）、１８５ｇ（Ｇ）、および１８５ｂ（Ｂ）の符号で示される３つの独立した電気機械回折格子光変調器アレイ区画を有する三線ＧＥＭＳチップ４０を示す。参考のため、入射線形照射８８の相対位置は、各区画に向けて送られたものとして図示されている。このタイプの素子において、光変調素子１８５ｒ，１８５ｇ、および１８５ｂの３つの各リニアアレイは、それぞれ個別に変調することができる。一般に、リニアアレイ上の各光変調素子は、自身に対応付けられた電子駆動チャンネルを有する。
【００３０】
次に説明する実施形態では、例示的線形光変調器アレイとしてＧＥＭＳ素子を利用する。ただし、本明細書に記載する方法を用いた立体表示に、他のタイプの線形光変調器アレイも利用できることに留意されたい。
【００３１】
図２を参照すると、それぞれ一つの色チャンネルに対応する光変調モジュール１０４ｒ、１０４ｇ、および１０４ｂとして示される３つの光変調サブシステムを有する多色表示装置１００の実施形態が示されている。各変調モジュール１０４ｒ，１０４ｇ，１０４ｂは、双線ＧＥＭＳ空間光変調器チップ１１０ｒ，１１０ｇ，１１０ｂをそれぞれ使用する。各双線ＧＥＭＳ空間光変調器チップは、一つが左眼画像用で、一つが右眼画像用である２つのレーザ光源からの光を変調する。図１Ａの平面図に戻って参照すると、２つのレーザ光源のうちの第１の光源からの光は、リニアアレイ８５ａに入射する線形照射８８を形成し、２つのレーザ光源のうちの第２の光源からの光は、リニアアレイ８５ｂに入射する線形照射８８を形成する。図２の実施形態において、双線ＧＥＭＳ空間光変調器チップ１１０ｒは、赤色レーザ１１２ｒ１，１１２ｒ２から入射する線形照射を変調する。双線ＧＥＭＳ空間光変調器チップ１１０ｇは、緑色レーザ１１２ｇ１，１１２ｇ２から入射する線形照射を変調する。双線ＧＥＭＳ空間光変調器チップ１１０ｂは、青色レーザ１１２ｂ１，１１２ｂ２から入射する線形照射を変調する。リニアアレイ８５ａ，８５ｂは、図２の模式図において、その機能をより明瞭に図示するために、空間の離隔距離を誇張して図示されていることに留意されたい。一実施形態において、リニアアレイ８５ａとリニアアレイ８５ｂとの間の実際の距離は、１ｍｍ程度である。各リニアアレイ８５ａ，８５ｂは、たとえば、リニアアレイ８５ａが左眼画像を生成し、リニアアレイ８５ｂが右眼画像を生成するというように、各眼用の画像を生成する。
【００３２】
各光変調モジュール１０４ｒ，１０４ｇ，１０４ｂ内には、反射区画と透過区画とを交互に有するパターン化ミラーなどの空間フィルタ１０８が存在する。空間フィルタ１０８の反射区画は、各レーザ光源からの照射方向を変えて、双線ＧＥＭＳ空間光変調器チップ上の光変調器素子の対応するアレイに送る。次に、空間フィルタ１０８の透過区画は、双線ＧＥＭＳ空間光変調器からの変調光を透過して結合器６４に送る。双線ＧＥＭＳ空間光変調器からの望ましくないゼロ次の反射光も、空間フィルタ１０８によって阻止される。
【００３３】
各光変調モジュール１０４ｒ，１０４ｇ，１０４ｂからの変調光は、電子映写技術の当業者に周知の図２に示されるＸキューブなどの結合器６４によって結合され、光路Ｏに沿って送られる。次に、映写光学部品１２０は、光路Ｏに沿って、走査鏡や、回転プリズムや、回転ポリゴンや、一つ以上の連結走査鏡を有する装置などの単一の走査素子１２２に変調光を送り、その後、この走査素子１２２が、左眼画像用および右眼画像用の入射変調光のラインを表示面１２４に送る。したがって、２次元画像を形成するために、走査素子１２２は、各光変調モジュールからの入射光を表示面１２４の一部分に向けて送り出せるように、継続的に位置変更される。復号装置を利用して、右眼画像から左眼画像を分離する。図２の実施形態には、復号装置として眼鏡６６が図示されている。各観察者によって装着されるこのタイプの眼鏡６６は、右眼画像と左眼画像とを分離するフィルタや偏光子などの左および右の判別要素７２１ｌ，７２１ｒを適切に装備している。眼鏡６６は、左眼と右眼の分離に利用し得る復号装置の多数の実現可能なタイプの一つであることに留意されたい。
【００３４】
図２の実施形態では、各光変調モジュール１０４ｒ，１０４ｇ，１０４ｂは、一方が左眼用の照射を提供し、もう一方が右眼用の照射を提供する２つの光源を有する。例えば、光変調モジュール１０４ｒの一実施形態について検討すると、偏光を利用して、右眼画像と左眼画像を区別することができる。光源１１２ｒ１は、左眼用に意図される第１偏光の赤色光を有する。光源１１２ｒ２は、前述の第１偏光に対して垂直で、右眼用に意図される第２偏光の赤色光を有する。他の実施形態において、一つ以上の色チャンネルの直交偏光の照射は、同一の光源から行われる。ビームスプリッタは、最初の光ビームを２つのビームに分離し、その後、一方のビームは、波長板などの偏光修正構成要素を介して、直交偏光を提供する。
【００３５】
ＧＥＭＳ空間光変調器チップ１１０ｒにおける変調に続いて、結合器６４は、二色性表面を用いて、両方の偏光の変調赤色光の向きを変え、光軸Ｏに沿って送る。左眼画像と右眼画像の分化に偏光を利用する場合、表示面１２４は、偏光保存表示面である。このタイプの偏光分離の実施形態において、結合器６４は、実質的に偏光に反応せず、直交偏光状態の光に、同一の光透過動作および光反射動作を提供する。
【００３６】
図２の模式図を参照しながら更に説明すると、同様の動作は、偏光状態の差ではなくスペクトルの差を利用して、左眼画像と右眼画像とを区別する場合にも該当する。このような一例の実施形態において、光変調モジュール１０４ｒは、赤色チャンネルを提供し、光源１１２ｒ１，１１２ｒ２は、名目上の赤色で、両方とも同一のスペクトル範囲内、すなわち、４０ｎｍ未満だけ離れた波長を有する。一実施形態において、光源１１２ｒ１は、左眼用として用いられる第１赤色波長（たとえば、６２０ｎｍ）の光を有する。光源１１２ｒ２は、右眼用として用いられる第２赤色波長（たとえば、６４０ｎｍ）の光を放射する。緑色および青色のチャンネルも、異なる波長の光源を用いて同様に構成される。フィルタ式眼鏡６６は、観察者によって装着されるもので、左および右の判別要素７２ｌおよび７２ｒとしてフィルタを含み、これらのフィルタにより、色チャンネルからの左眼画像および右眼画像が個別に視認可能になり、立体表示を行うことができる。
【００３７】
同一の双線ＧＥＭＳ空間光変調器チップ１１０ｒ、１１０ｇ、または１１０ｂに複数の光源の向きを合わせるための選択肢はいくつか存在する。一つの方法は、図２に記載した実施形態によって提案されるような、若干異なる角度で並置された異なる光源からレーザ光源を送るものである。図３の模式的ブロック図に、一つの色チャンネルの構成要素と共に用いられる、本例の光変調モジュール１０４ｒの他の実施形態を示す。この例において、ビームスプリッタ１１５は、光源１１２ｒｌおよび光源１１２ｒ２からの光を結合する。光源１１２ｒ１および光源１１２ｒ２の波長が異なる場合、ビームスプリッタ１１５はダイクロイックビームスプリッタ（ｄｉｃｈｒｏｉｃ  ｂｅａｍｓｐｌｉｔｔｅｒ）である。光源１１２ｒ１および光源１１２ｒ２の偏光状態が異なる場合、ビームスプリッタ１１５は偏光ビームスプリッタである。
【００３８】
画像の形成に利用される走査シーケンスは、線形光変調器を利用することに精通した者には周知である。多重リニアアレイの走査および列のタイミング動作の更なる詳細は、たとえば、既に引用した米国特許出願公開第２００７／００４７０６１号に記載されている。
【００３９】
図２に示した実施形態を用いて表示面１２４に（ｎ×ｍ）ピクセルの立体画像を形成する場合、左眼画像の各連続ラインは、順次、入射光として走査素子１２２に送られ、そこから表示面１２４に送られる。同時に、右眼画像の各連続ラインも同様に、順次、入射光として走査素子１２２に送られ、そこから表示面１２４に送られる。各ラインは、ｎピクセルの長さである。完全な左眼画像または右眼画像は、ｍ個の連続ラインを走査することによって、走査素子１２２から表示面１２４上に形成される。
【００４０】
走査素子１２２は、連続して位置を変化させて、通常は、ある角度範囲で回転して動作する。入射光を送り出す角度位置は、双線ＧＥＭＳ空間光変調器チップ１１０ｒ，１１０ｇ，１１０ｂに適宜データを送るタイミングを制御する制御論理回路（図示せず）によってトラッキングおよび同期される。図２、およびこの後で示される実施形態の図において誇張されるように、左眼画像および右眼画像用に同時に映写される２つのラインは、表示面１２４上で重畳する必要はなく、むしろ、その間に所定のオフセット距離を有することができる。このことは、表示面１２４の端縁に沿って映写される画像の内容にも影響を与え得ることは、電子画像生成技術の当業者であれば理解されるであろう。したがって、たとえば、走査の後縁端（走査移動の最終端に最も近い縁端）は、左眼画像専用の画像データのいくつかのラインを含むことができる。同様に、走査の前縁端（走査移動の開始部に最も近い縁端）は、右眼画像専用の画像データのラインを含むことができる。これらの縁端の間の大部分の表示領域には、左眼画像と右眼画像の両方の内容が映写される。画像の縁端におけるペアを構成しないラインは、必要に応じて空白にすることができる。
【００４１】
図２およびそれ以降の図に示す実施形態について特に興味深い所見がいくつかある。
（ｉ）同一のＧＥＭＳチップからの左眼画像および右眼画像の映写。後述する三線の実施形態には該当しないが、この特徴には、特に、表示面１２４上の左眼画像と右眼画像の正確な位置合わせに関して、いくつかの利点がある。
（ｉｉ）左眼画像用と右眼画像用の光のラインの同時走査。このシーケンスは、後で詳述するように、左眼用の完全な画像と右眼用の完全な画像とを周期的に表示する「ページフリッピング」など、他の既知の単一映写機の立体画像形成方法とは対象的である。前述したように、ある特定の時点で走査素子１２２に送られる光のラインは、互いに重畳しても、または互いに空間的にオフセットされてもよい。説明および理解を容易にするために、本開示の図には、左眼画像用および右眼画像用として同時に映写されるライン間に、特定のオフセット距離が示されている。変調光の左右のラインは、特定の時点において同時に映写できるが、各ラインの映写の開始時と終了時の間にそれぞれ特定のタイミングオフセットが存在してもよい。異なる色の光は、重畳しても、または重畳しなくてもよい。
（ｉｉｉ）単一の走査素子の利用。本発明の実施形態では、同一の走査素子１２２を用いて、表示面１２４全体で左眼画像と右眼画像の両方のラインを走査する。有利な構成として、左眼画像および右眼画像の個々のラインは、走査素子１２２から表示面１２４に同時に映写することができる。
【００４２】
図２に示した基本パターンは、３つより多くの色、または３つより多くのスペクトル範囲の変調を可能にするダイクロイック面または偏光面の組み合わせを利用することを含む、多数の実施形態および変形例を許容し、これらはすべて本発明の範囲に入る。本発明の装置および方法、ならびにその利点をより良く理解するために、これらの実施形態および変形例を、単一映写機のデジタル映写装置で用いられる従来の立体視技術および事例と比較および対比することは有益である。
【００４３】
図４Ａおよび図４Ｂは、従来の立体画像生成シーケンスの動作と、本発明に係る多重線形回折格子電気機械システムまたは他の線形変調器アレイによって提供される動作とを比較したタイミングチャートである。この後の説明では、１つの色のみについて考察するが、カラー画像の映写には通常３つ以上の色が用いられることに留意されたい。図４Ａのタイミングチャートに、この分野で「ページフリッピング」として知られている、完全な左眼画像と右眼画像とが交互に表示される立体表示の従来のシーケンスを示す。これらの画像の組み合わせは立体フレーム９０を形成する。この例には、代表的な標準の期間が示されており、この期間中に、完全な左眼画像または完全な右眼画像のいずれかが表示される。例えば、時間ｔaとｔbとの間の期間には、左眼画像のみが表示される。そして、次の時間ｔbとｔcとの間の期間には、右眼画像のみが表示される。次の時間ｔcとｔdとの間の期間には、左眼画像のみというように、このサイクルが継続される。
【００４４】
図４Ａに関して、単一映写装置の実施形態は、左右の画像を同時に提供でき、ページフリッピングを行う必要はないが、各眼に一つずつの独立した空間光変調器の費用および複雑さ、ならびに各色経路内での光学系の支持を必要とすることに留意されたい。これに代えて、２連映写機を用いると、左眼と右眼の画像を同時に提供できるが、併用のコスト、複雑さ、装置の設定、および位置合わせの難しさが伴う。この両方の代替案の欠点により、図４Ａのページフリッピングシーケンスが好ましい立体視解決法として採用されている。
【００４５】
図４Ｂに、図４Ａの期間ｔb−ｔaを示し、この期間について、従来の構成と、本発明のタイミングシーケンスによるものとの対比を示した。期間ｔb−ｔaにおいて、図４Ｂの上部に再度記載したように、従来のシーケンスでは左眼画像のみが表示される。本発明において、この同じ期間ｔb−ｔaは、図４Ｂにｔa1，ｔa2・・・ｔaxと記載される、数百程度の下位期間に分割されていると見なすことができる。各下位期間中、本発明の走査シーケンスにおいて、左眼と右眼の両方の画像１３２が継続して形成される。どの一つの下位期間においても、ｎ個のピクセルを有する左眼画像のライン画像１３０ｌが映写され、かつ、右眼画像のライン画像１３０ｒも映写される。完全な左眼画像または右眼画像１３２は、ｔaからｔbの期間内のいずれの時点においても映写されないが、この完全な画像１３２は、ｍ個の単一画像ライン１３０ｌ，１３０ｒをそれぞれ高速で走査することによって形成される。程度を示す一つの概念として、標準的な画像１３２は、数百の個別のライン画像１３０ｌ，１３０ｒを走査することによって形成することができる。ちらつきを防止するのに十分な速さの高いフレームレートが使用される。通常、このレートは、各眼同時手法において、両方の眼の画像で６０Ｈｚ程度のフレームレートであることを意味する。このフレームレートにおいて、単一のラインを走査する各下位期間は、１０８０×１９２０ピクセルを有する大型の表示装置で、８マイクロ秒程度であってよい。
【００４６】
図５に、ここで時間ｔa6とする一瞬間における変調光の「スナップショット」を示す。この単一の瞬間において、左眼画像および右眼画像のライン画像１３０ｌ，１３０ｒは、同時に表示画面に送られる。図５およびこれ以降の図に関して、同一の瞬時に映写される特定の左および右のライン画像１３０ｌ，１３０ｒの間に示されるいくらかの空間的離隔が存在することに注意されたい。この離隔距離は、図において誇張されており、左および右のライン画像１３０ｌ，１３０ｒは、極めて近接して、例えば、互いに数ピクセル以内に配置されても、または重畳していてもよい。図２の実施形態を用いて、赤色チャンネルについて検討すると、ライン画像１３０ｌは、光変調モジュール１０４ｒの双線ＧＥＭＳ空間光変調器チップ１１０ｒの一方のリニアアレイ８５ａ（図１Ａ）から生成され、ライン画像１３０ｒは、光変調モジュール１０４ｒの双線ＧＥＭＳ空間光変調器チップ１１０ｒの他方のリニアアレイ８５ｂから生成される。他の色チャンネルも同様に機能する。繰り返すが、ライン画像１３０ｌ，１３０ｒは、図５において、間にいくらかの離隔距離をおいて示されているが、これらの画像は重畳していてもよい。
【００４７】
一連の図６Ａ、図６Ｂ、および図６Ｃに、左および右のライン画像１３０ｌ，１３０ｒが、どのように単一の双線ＧＥＭＳ空間光変調器チップ１１０ｒから生成されるのかを示す。光路のこれらの簡略図において、ＧＥＭＳチップ１１０ｒは、後方から見た状態で図示され、有効なアレイ８５ａ，８５ｂは、背後から見えるものとして示されている。空間的関係および寸法関係は、倍率を考慮せずに示されている。判りやすくするため、図６Ａ〜図６Ｃの斜視図には、映写光学部品１２０および空間フィルタ１０８は記載されていない。図６Ａにおいて、照射光学部品１０６によって整形される、レーザ光源１１２ｒｌからの光は、アレイ８５ａにおいて変調され、空間フィルタ１０８（図２に記載）を介して走査素子１２２に送られる。次に、走査素子１２２は、左眼用の光の変調ラインを走査して、ライン画像１３０ｌとして表示面１２４に送る。
【００４８】
図６Ｂに、右眼画像用のライン画像１３０ｒを生成するための、対応する光路を示す。レーザ光源１１２ｒ２からの光は、照射光学部品１０６によって整形されて、アレイ８５ｂにおいて変調された後、空間フィルタ１０８（図２）を介して同一の走査素子１２２に送られる。図６Ｃに、左および右のライン画像１３０ｌ，１３０ｒの光路を組み合わせたものを示す。繰り返すが、左のライン画像１３０ｌと右のライン画像１３０ｒとの間の離隔距離は、説明を判り易くするために、ここで示されるように誇張されており、同時に表示面１２４に送られる左右のライン画像１３０ｌ，１３０ｒは、実際には、隣接しているか、または重畳していることが多い。
【００４９】
有用であるので再び注記するが、図４Ａから図６Ｃに関連して既に記載した説明は、単一の色チャンネルのみに関するものである。フルカラーの表示装置では、この同じタイミングおよび光路構成が、３つ以上の原色チャンネルにそれぞれ適用される。
【００５０】
特に図４Ｂ、図５、および図６Ｃに示したタイミングを参照して注記したように、左眼画像と右眼画像の両方は、本発明の装置および方法を利用して同時に映写することができ、各画像について、単一のラインが同時に映写される。このため、画像の解像度や光効率を落とす必要はない。任意の一時点で光源の半分がアイドル状態にある、図４Ａを参照して説明した従来のタイミング構成とは異なり、本発明の光源は、画像形成中に連続して稼働できるため、光の使用量および効率を改善することができる。有利な構成として、ＧＥＭＳチップの応答速度により、比較的速いリフレッシュレートで、動画を提供することができるため、ちらつきのアーティファクトを最小限に抑えられる。図４Ｂ〜図６Ｃの実施形態に示した動作シーケンスは、偏光分離またはスペクトル分離のいずれかを用いて右眼画像から左眼画像を区別するシステムで利用することができる。
【００５１】
双線ＧＥＭＳ空間光変調器チップ１１０ｒ，１１０ｇ，１１０ｂにおいて光を変調するために提供される画像データは、走査素子１２２が、その全角度範囲に亘って回転しながら光の方向を変えて表示面１２４に光を送る全走査タイミングと同期される。ＧＥＭＳ素子または他の双線光変調素子に画像データが供給される正確なタイミングは、ライン画像１３０ｌ，１３０ｒが重畳しているか否か、または空間的にオフセットされているか否かなどの要因、走査素子１２２の回転速度、およびライン画像の厚さに加え、線形変調器ハードウェア自体のリフレッシュレートに応じて制御される。
【００５２】
本発明は、立体表示の多数の関連実施形態のいずれにも適用できることは理解できるであろう。色順次照射などの他の既知の技術を利用して、より単純な光路を有する立体表示装置を提供することができる。一例として、図７の実施形態の立体表示装置は、単一の双線ＧＥＭＳ空間光変調器チップ１１０、または同様の双線空間光変調器を用いて設計することができる。図示した光変調モジュール１５０の構成において、左眼画像のラインのための照射は、電子画像形成技術の当業者に周知の色順次タイミング配列を利用して、各原色（ＲＧＢ）を順に提供する照射ビーム１５２ｌによってアレイ８５ａに提供される。同様に、右眼画像のための照射ビーム１５２ｒは、アレイ８５ｂによる連続変調のために原色を提供する。この単一の変調器構成は、前述したように、左眼画像と右眼画像とを分離する偏光に基づく方式またはスペクトル分離方式のいずれにも利用できる。照射ビーム１５２ｌ，１５２ｒには、一次波長が異なるレーザ光源を利用すると好ましいが、代わりに他の固体光源を利用することもできる。
【００５３】
図７の実施形態において、光変調モジュール１５０は、光源１１２ｒ，１１２ｇ，１１２ｂを用いて、順次色照射配列のための照射ビーム１５２ｌ，１５２ｒを生成する。光源１１２ｒ，１１２ｇ，１１２ｂは、例えば、偏光レーザなどのように偏光される。各光源１１２ｒ，１１２ｇ，１１２ｂは、Ｘキューブなどの結合器１５４に向けられており、結合器１５４は、光源の照明を同一経路に沿って、図に横変位ビームスプリッタとして示されているビームスプリッタ１５６に送る。偏光状態は、従来のＳおよびＰの表記法を用いて示されている。ビームスプリッタ１５６は、いずれも同一の偏光状態（Ｓとして図示）を有する２つの経路に前記照射を分離する。半波長板１５８は、一方の経路（図では右眼画像の経路）に沿って偏光状態を回転させる。変調光は、次に、空間フィルタ１０８から一つ以上のレンズ１６０を通って映写光学部品１２０に送られる。円偏光を利用する実施形態では、変調光の経路に、４分の１波長板１６２を設けることができる。
【００５４】
図７の構成では、赤、緑、および青の原色光が、双線ＧＥＭＳ空間光変調器チップ１１０に連続して送られて、各眼のための変調が行われる。この構成は、本明細書に記載した他の実施形態の効率および輝度については十分ではないが、単一の双線ＧＥＭＳチップを用いて立体表示を行う機能を提供する。
【００５５】
［三線の実施形態］
図８を参照すると、２つの光変調モジュール１０４ａ，１０４ｂを利用し、それぞれ対応する三線ＧＥＭＳ空間光変調器チップ１４０ａ，１４０ｂを個別に備える表示装置１００の他の実施形態が示されている。図示した本実施形態では、偏光を利用して、個別の左眼画像および右眼画像を提供する。従来の表記法を用いると、光変調モジュール１０４ａは、一方の偏光（本例ではＰ偏光）の照射を利用し、光変調モジュール１０４ｂは、直交偏光（本例ではＳ偏光）の光を利用する。固体レーザアレイなどの素子からのレーザ光は、通常、高度に偏光されている。図示した本実施形態では、半波長板６８を設けて、一方の光変調器、ここでは１０４ｂからの変調光の偏光状態を変化させる。電子画像形成技術に精通した者であれば明らかなように、代替の実施形態では、半波長板６８の代わりに、２つの４分の１波長板を利用することができる。一方の４分の１波長板は、光変調モジュール１０４ａからの変調光の経路に配置され、他方は、光変調モジュール１０４ｂからの変調光の経路に、異なる向きで配置される。
【００５６】
変調光は、偏光ビームスプリッタ（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  ｂｅａｍｓｐｌｉｔｔｅｒ，ＰＢＳ）１１４によって光軸Ｏ上に送られ、図２および図７の実施形態と同様に、表示面１２４上に映写されて走査される。円偏光を利用する実施形態では、変調光の経路に、４分の１波長板１６２を設けることができる。
【００５７】
スペクトル分離の実施形態も提供でき、この実施形態では、２つの三線ＧＥＭＳ空間光変調器チップ１４０ａ，１４０ｂを使用して、原色の光源間のスペクトルが適切に分離される。このような実施形態では、半波長板６８を利用せず、また、ＰＢＳ１１４は、ダイクロイック結合器に置き換えられる。色域の考慮事項については後で説明する。
【００５８】
照射、ひいては認識される画像解像度にとって緑色チャンネルは特に重要であり、この目的に関して、赤色および青色チャンネルは、それほど重要でないことは、電子的カラー映写技術の当業者には既知である。本発明の更なる実施形態では、この特性を、異なる色チャンネルの変調を異なる解像度で提供することによって活用することができる。したがって、例えば、光変調モジュール１０４ｇの緑色チャンネルは、最大解像度になる。光変調モジュール１０４ｒおよび光変調モジュール１０４ｂによって提供される赤色チャンネルおよび青色チャンネルは、アレイ軸の方向、および任意構成として走査軸の方向において、それぞれ緑色チャンネルの解像度の半分になる。
【００５９】
解像度を減じた構成は、いくつかの点で有利であり得る。多重線形ＧＥＭＳ空間光変調器チップ１１０の応答タイミング要件を緩和することができる。また、製造の必要物資を削減できるため、最大解像度の双線設計では制限され得る、多重線形ＧＥＭＳ基板上の制御信号トレースを配線する追加のスペースが得られる。
【００６０】
［色域の考慮事項］
フィルム染料または蛍光体のガモット（ｇａｍｕｔ）限界で実現できるものよりも現実味があり、より鮮明な画像を提供するために、表示可能な色の範囲すなわちガモットを増やすことにかなりの関心が払われている。Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ｄｅ  ｌ‘Ｅｃｌａｉｒａｇｅ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ  ｏｎ  Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ，国際照明委員会）によって開発された周知の三刺激ＣＩＥ色モデルには、標準的な人間の観察者によって知覚される色空間が示されている。図９に、よく知られている「馬蹄形」曲線として可視ガモット２００を表したｕ’ｖ’空間におけるＣＩＥ色モデルを示す。可視ガモット２００内で、従来の表示装置のガモットは、例えば、映画テレビ技術者協会（ＳＭＰＴＥ：Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｍｏｔｉｏｎ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  ａｎｄ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）の規格など、三角形のデバイスガモット２０２で表すことができる。カラー映写技術においてよく知られているように、表示装置には、例えば、可能な限り多くの可視ガモット２００を提供して画像の実際の色を忠実に表現すること、または図もしくはコンピュータ生成画像に広い色範囲を提供することが求められている。
【００６１】
図９を参照すると、純粋な飽和スペクトル色は、可視ガモット２００の「馬蹄形」の形状の周辺部にマッピングされている。ディスプレイの構成色、通常は原色の赤、緑、および青（ＲＧＢ）は、色域多角形の頂点を画定するため、デバイスガモット２０２の形状および限界を規定する。デバイスガモット２０２は、見易くするために破線で図示されている。これらの構成色は、可視ガモット２００の周辺部に可能な限り近接していると理想的である。ここで、「馬蹄形」の内部には、純色と白色の混合物、例えば、スペクトルの赤に白を追加して、ピンクになるものなどを含め、混合色の全マッピングが収容されている。
【００６２】
デバイスガモット２０２のサイズを大きくする簡単な戦略の一つは、スペクトル的に純粋であるか、少なくとも良好なレベルのスペクトル純度を有する光源を利用することである。レーザは、レーザ固有のスペクトル純度により、デバイスガモット２０２を最大化する上で特に有利である。色域を拡張する第２の戦略は、図９に示すデバイスガモット２０２の従来の三角形領域を、拡張デバイスガモット２０４として示される多角形領域に移すことである。このためには、一つ以上の追加の原色スペクトル（ｐｒｉｍａｒｙ  ｓｐｅｃｔｒａｌ  ｃｏｌｏｒｓ）を追加しなければならない。原色スペクトルＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４は、拡張デバイスガモット２０４の頂点を形成する点として示されている。同一光路上で追加の色を組み合わせるために必要な方法は、電子画像形成技術において既知である。
【００６３】
本発明の実施形態における表示装置１００の光源としてレーザが示されている。レーザは、連続的に作動でき、その相対的なスペクトル純度および空間干渉性により有利である。レーザが特に有利であるのは、スペクトル分離を利用して右眼画像から左眼画像を区別する場合である。映写用途に関して特に注目すべきレーザアレイは、各種の垂直共振器面発光レーザ（ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｃａｖｉｔｙ  ｓｕｒｆａｃｅ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｌａｓｅｒ，ＶＣＳＥＬ）アレイであり、垂直拡張共振器面発光レーザ（ｖｅｒｔｉｃａｌ  ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ｃａｖｉｔｙ  ｓｕｒｆａｃｅ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｌａｓｅｒ，ＶＥＣＳＥＬ）、およびカリフォルニア州サニーベールのノバラクス（Ｎｏｖａｌｕｘ）によるノバラクス拡張共振器面発光レーザ（Ｎｏｖａｌｕｘ  Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ，ＮＥＣＳＥＬ）が挙げられる。ただし、他のタイプの光源を用いて、ＧＥＭＳ空間光変調器チップへの線形照射を提供してもよい。単一の光源から２つの直交偏光状態の光を提供する方法は、電子画像形成技術の当業者には周知である。
【００６４】
左眼画像と右眼画像のスペクトル分離を利用する立体視の実施形態には、色域の更なる考慮事項が存在し得る。スペクトル分離方式では、第１集合｛Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３｝が左眼画像用であり、第２集合｛Ｃ１’，Ｃ２’，Ｃ３’｝が右眼画像用である２組の原色集合が用いられる。図１０に示すように、第１集合の原色｛Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３｝は、デバイスガモット２０２（破線）を規定する。第２集合の原色｛Ｃ１’，Ｃ２’，Ｃ３’｝は、デバイスガモット３０２（実線）を規定する。デバイスガモット２０２，３０２は、可視ガモット２００のかなりの部分と重なっているが、それぞれ固有の部分も存在している。実際には、立体視に利用可能なガモットは、図１０に強調表現を用いて示した共通部である（この共通部分の外側の色の使用は、視認者に不快感を与えることが判明している）。したがって、波長が近接している同様の色（Ｃ１とＣ１’など）を選択して、共通領域を最大化するという動機付けが存在する。一方、不完全なフィルタ挙動の結果である同様の色の間のクロストーク（ｃｒｏｓｓｔａｌｋ）は、最小限に抑えなければならない。したがって、左眼画像用の｛Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３｝および右眼画像用の｛Ｃ１’，Ｃ２’，Ｃ３’｝の２つの原色集合の選択では、色域を最適化することと、色チャンネルのクロストークを最小にすることとののバランスを取る必要があることは理解されよう。
【００６５】
多重線形電気機械アレイを用いる追加の立体視構成の多くは、本発明の範囲に入ることは理解できるであろう。追加の原色は、追加の双線または三線アレイとの組み合わせを利用して挿入することができる。
【００６６】
図２、図７、および図８に示した立体視実施形態は、モードを切り替えて、３次元立体モードまたは２次元画像形成モードのいずれかで動作することができる。図２に関して、例えば、左眼画像と右眼画像に同一の画像内容を使用して、偏光またはスペクトルの違いが観察者に不可視であるようにすると有利である。また、立体画像内容が利用可能である場合、その内容に応じて画像形成モードを切り替えることができる。このとき、眼鏡６６または他のタイプの復号装置は、立体画像形成部に対してのみ利用できる。
【００６７】
［二人の観察者の実施形態］
立体表示装置１００は、代替構成として、二人の観察者のための映写にも利用できる。ゲームおよびシミュレーション用途でかなり関心の高い目的である二人の観察者用動作は、観察者の側に若干の変更を加えて立体映写装置および立体映写技法を用いるという点で、立体視動作の変位形である。二人の観察者モードに関して、この変更は、「左眼画像」と呼ばれているものが、今度は第１観察者用に用いられ、「右眼画像」と呼ばれていたものが第２観察者用に用いられるという単純なものである。
【００６８】
図１１に、一実施形態における二人の観察者用表示システム１９０を示す。立体表示装置１００は、左眼画像および右眼画像を提供する、図２、図７、および図８に示した実施形態に関して既に説明したものと同じ方式で動作する。第１の観察者１７０ａは、両目の前に配置される判別要素７２ｌを有する眼鏡６６ａまたは他のタイプの復号装置を装着し、その結果、左眼画像のみを見る。同様に、第２の観察者１７０ｂは、両目に判別要素７２ｒを有する眼鏡６６ｂを利用して、右眼画像のみを見る。図１１から判るように、二人で見るために必要な立体表示システムへの唯一の変更は、図２、図７、および図８に示した眼鏡６６を眼鏡６６ａ，６６ｂ（または他の適切な復号装置）に入れ替えることである。この構成により、二つの異なるビューが実現し、一人以上の観察者１７０ａは、左側観察者画像（図１１の実施形態の例において左眼画像に対応）を見ることができ、一人以上の観察者１７０ｂは、右側観察者画像（図１１の実施形態の例において右眼画像に対応）を見ることができる。
【００６９】
一般消費者向け表示装置に関して特に興味深いのは、二人の観察者用動作により、二人の観察者が異なるプログラムを同時に楽しめること、または二人の対戦ゲーム実行者が、互いに対戦している同一ゲームの全画面の個別の眺望を持てることである。複数の観察者には、二人の観察者用表示に対応した眼鏡６６ａ，６６ｂを提供することができる。
【００７０】
本発明について、本発明の特定の好ましい実施形態を詳しく参照して詳細に説明したが、当業者によって、本発明の範囲から外れることなく、上記で説明すると共に、付属の請求項に記載した本発明の範囲内で、変形および変更を実施できることは理解されるであろう。例えば、本明細書に記載した実施形態の例においてＧＥＭＳ素子が用いられているが、他のタイプの線形光変調器を利用することも想到できる。一部の実施形態では、回折格子ライトバルブ（ｇｒａｔｉｎｇ  ｌｉｇｈｔ  ｖａｌｖｅ，ＧＬＶ）の構成要素を代わりに利用して、左眼ライン画像および右眼ライン画像を形成することができる。画像変調のタイミングと、走査素子１２２の位置決めとを同期させる制御論理回路は、図２、図７、および図８には示されていないが、電子画像形成技術に精通した者には周知である。また、光学系に偏光浄化構成要素を追加して、左眼画像と右眼画像の分離状態および平均光のレベルを維持することができる。この偏光浄化構成要素は、浄化偏光子または補償子を含むことができる。
【００７１】
このように、立体カラー映写用の多重線形電気機械回折格子素子が提供される。
【符号の説明】
【００７２】
４０，６０  ＧＥＭＳチップ、６２  基板、６４，１５４  結合器、６６  眼鏡、６８，１５８  半波長板、７２ｌ  右判別要素、７２ｒ  左判別要素、８５ａ，８５ｂ，１８５ｒ，１８５ｇ，１８５ｂ  アレイ、８８  線形照射、９０  立体フレーム、１００  表示装置、１０４ａ，１０４ｒ，１０４ｇ，１０４ｂ，１５０  光変調モジュール、１０６  照射光学部品、１０８  空間フィルタ、１１０，１１０ｒ，１１０ｇ，１１０ｂ  双線ＧＥＭＳ空間光変調器チップ、１１２ｒ，１１２ｇ，１１２ｂ，  光源、１１２ｒ１，１１２ｒ２，１１２ｇ１，１１２ｇ２，１１２ｂ１，１１２ｂ２  レーザ光源、１１４  偏光ビームスプリッタ、１１５，１５６  ビームスプリッタ、１２０  映写光学部品、１２２  走査素子、１２４  表示面、１３０ｌ，１３０ｒ  ライン画像、１３２  画像、１４０ａ，１４０ｂ  三線ＧＥＭＳ空間光変調器チップ、１５２ｌ，１５２ｒ  照射ビーム、１６０  レンズ、１６２  ４分の１波長板、１７０ａ，１７０ｂ  観察者、１９０  二人の観察者用表示システム。
【図１Ａ】
2011519194.tif 000003
【図１Ｂ】
2011519194.tif 000004
【図２】
2011519194.tif 000005
【図３】
2011519194.tif 000006
【図４Ａ】
2011519194.tif 000007
【図４Ｂ】
2011519194.tif 000008
【図５】
2011519194.tif 000009
【図６Ａ】
2011519194.tif 000010
【図６Ｂ】
2011519194.tif 000011
【図６Ｃ】
2011519194.tif 000012
【図７】
2011519194.tif 000013
【図８】
2011519194.tif 000014
【図９】
2011519194.tif 000015
【図１０】
2011519194.tif 000016
【図１１】
2011519194.tif 000017
【国際調査報告】
2011519194.tif 000018
2011519194.tif 000019