(57)【要約】      （修正有）【課題】フルカラーの平坦スクリーンの双眼的立体観察を企図した３次元観察および投影用システムの提供。【解決手段】ディスプレイはフレームを提供し、当該フレームは複数の第１小区域と該フレームに沿って全体的に分布された、複数の第２小区域とを含み第１小区域は左画像および右画像の第１および第２の画素を夫々交互的に提供し、これと同時に第２小区域は右画像および左画像にそれぞれ対応する第２および第１画素を交互的に提供し、ディスプレイ1から発せられまたはそれに投影されて左画像2および右画像3を提供する光は、偏光層および光回転手段層またはカラーフィルタの種々の組合せ16を用いて、少なくともひとりの観察者の両目は夫々の適切な画像のみを観察し、即ち、左目は左画像を観察すると共に右目は右画像を観察する。【選択図】図４
2008293011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
当該フレームに亙り該フレームに沿って分布された、左画像および右画像の第１および第２の画素を夫々交互的に提供する複数の第１小区域と、これと同時に右画像および左画像の対応第２および対応第１画素を夫々交互的に提供する複数の第２小区域と、を含むフレームを表示するディスプレイの３次元観察用システムであって、該システムは、
（a）第１サブエリアおよび第２サブエリアを含む偏光層と、
上記第１サブエリアは光を第１配向に偏光すると共に上記第２サブエリアは光を第２配向に偏光し、
上記第１および第２サブエリアは、
第１および第２小区域から発する光が上記第１および第２サブエリアを夫々通過し、
第１小区域から発する光が上記第１サブエリアを通過した後に上記第１配向に偏光される一方、
第２小区域から発する光が上記第２サブエリアを通過した後に上記第２配向に偏光される、
如く、第１および第２小区域の分布に対応する装置で上記偏光層に亙り且つ該偏光層に沿って分布され、
当該偏光層はディスプレイに対して最も近接して配置され、
（b）上記偏光層と観察者との間のオン／オフ転換可能な光回転手段層であって、当該光回転手段層がオンとされたときにそれを通過する光は回転される一方、当該光回転手段層がオフとされたときにそれを通過する光は回転されない、光回転手段層と、
（c）左アイピースおよび右アイピースを含む眼鏡と、
上記左アイピースは、上記第１配向に偏光された光が観察者の左目に到達するのを許容すると共に、上記第２配向に偏光された光を観察者の左目から実質的に遮断し、
上記右アイピースは、上記第２配向に偏光された光が観察者の右目に到達するのを許容すると共に、上記第１配向に偏光された光を観察者の右目から実質的に遮断し、
（d）上記転換可能な光回転手段層がオフであるときには第１小区域は左画像の第１画素を提供すると共に第２小区域は右画像の第２画素を提供する一方、上記転換可能な光回転手段層がオンであるときには第１小区域は右画像の第２画素を提供すると共に第２小区域は左画像の第１画素を提供する如く、上記転換可能な光回転手段層のオン／オフを交互的に転換える調整転換手段と、
を備えて成る、ディスプレイの３次元観察用システム。
【請求項２】
前記偏光は、前記第１配向が前記第２配向に実質的に直交する線形偏光、および、上記第１配向が上記第２配向の向きと実質的に逆となる回転偏光、から成る群から選択される、請求項１記載の３次元観察用システム。
【請求項３】
第１および第２小区域間の第１および第２画素の交互転換は、人間の視覚機構の視覚的持続性により、実質的に同時に左目は左画像を見る共に右目が右画像を見るという幻覚が形成される如き速度である、請求項１記載の３次元観察用システム。
【請求項４】
フレームに亙りかつ該フレームに沿った第１および第２小区域の分布は、任意分布および交互的分布の群から選択される、請求項１記載の３次元観察用システム。
【請求項５】
第１画像の少なくとも一部を提供する少なくとも一個の第１レジオンと、第２画像の少なくとも一部を提供する少なくとも一個の第２レジオンとに分割されたフレームを提供するディスプレイの３次元観察用システムであって、
該システムは、各々が第１サブエリアおよび第２サブエリアに分割された第１および第２偏光層を備えて成り、
上記第１サブエリアは光を第１配向に偏光し、
上記第２サブエリアは光を第２配向に偏光し、
上記第１偏光層はディスプレイに最も近接しており、
上記第１および第２偏光層は相互に所定距離にあり、
上記第１および第２サブエリアは、
少なくとも一個の第１レジオンから発する光が観察者の一方の目に到達すると共に他方の目から実質的に遮断され、少なくとも一個の第２レジオンから発する光が観察者の他方の目に到達すると共に第１の目から実質的に遮断される如く、
上記第１および第２偏光層に亙り且つそれに沿って分布されている、
ディスプレイの３次元観察用システム。
【請求項６】
前記偏光は、前記第１配向が前記第２配向に実質的に直交する線形偏光、および、上記第１配向が上記第２配向の向きと実質的に逆となる回転偏光、から成る群から選択される、請求項５記載の３次元観察用システム。
【請求項７】
前記第１画像は左画像であると共に前記第２画像は右画像である、請求項５記載の３次元観察用システム。
【請求項８】
前記第１画像は右画像であると共に前記第２画像は左画像である、請求項５記載の３次元観察用システム。
【請求項９】
前記第１および第２偏光層の少なくとも一方は、偏光副層と、複数オン／オフ転換可能光回転手段の副層とを含み、
当該システムは更に、マルチライン制御転換手段を備えて成り、
上記複数オン／オフ転換可能光回転手段の副層の各々の複数転換可能光回転手段の各々は、前記第１および第２サブエリアのサイズが上記マルチライン制御転換手段の制御下になると共にディスプレイから種々の位置および距離に在る観察者に対して当該システムを適合せしめる如く、上記マルチライン制御転換手段により個々にオン／オフ転換えされる、請求項５記載の３次元観察用システム。
【請求項１０】
前記第１および第２偏光層を相互に対して並進せしめる第１機械的手段を更に備えて成る、請求項５記載の３次元観察用システム。
【請求項１１】
前記第１および第２偏光層の任意のものをディスプレイに対して並進せしめる第２機械的手段を更に備えて成る、請求項５記載の３次元観察用システム。
【請求項１２】
前記第１および第２偏光層の間であると共に、前記マルチライン制御転換手段により制御される、複数オン／オフ転換可能光回転手段の付加的な副層を更に備えて成る、請求項９記載の３次元観察用システム。
【請求項１３】
ディスプレイに対する観察者の前記位置および前記距離を検出する手段を更に備えて成る、請求項９記載の３次元観察用システム。
【請求項１４】
少なくとも一個の第１レジオンおよび少なくとも一個の第２レジオンに分割されたフレームを提供するディスプレイの３次元観察用システムであって、該システムは、
（a）第１サブエリアおよび第２サブエリアに分割された第１偏光層と、
第１作用段階において上記第１サブエリアは光を第１配向に偏光すると共に上記第２サブエリアは光を第２配向に偏光し、且つ、第２作用段階において上記第１サブエリアは光を上記第２配向に偏光すると共に上記第２サブエリアは光を上記第１配向に偏光し、
上記第１偏光層はディスプレイと観察者との間に在り、
（b）第３サブエリアおよび第４サブエリアに分割された第２偏光層と、
上記第３サブエリアは光を上記第１配向に偏光すると共に上記第４サブエリアは光を上記第２配向に偏光し、
上記第２偏光層はディスプレイと観察者との間に在り、
上記第１および第２偏光層の一方は観察者に近接され且つ他方はディスプレイに近接されており、
（c）上記第１作用段階と上記第２作用段階との間を迅速に選択する手段と、
上記第１および第２偏光層は相互に所定距離離間され、
上記第１、第２、第３および第４サブエリアは、
上記第１作用段階が選択されたときには、少なくとも一個の第１レジオンから発する光は観察者の両目の一方に到達すると共に他方の目から実質的に遮断され、且つ、少なくとも一個の第２レジオンから発する光は観察者の他方の目に到達すると共に第１の目から実質的に遮断され、又、
上記第２作用段階が選択されたときには、少なくとも一個の第１レジオンから発する光は観察者の他方の目に到達すると共に第１の目から実質的に遮断され、且つ、少なくとも一個の第２レジオンから発する光は観察者の第１の目に到達すると共に他方の目から実質的に遮断される、
如く、上記第１および第２偏光層に亙りかつそれらに沿って分布されており、
（d）上記第１作用段階が選択されたときには上記第１画像の上記第１部分がフレームの少なくとも一個の第１レジオン上に提供されると共に上記第２画像の第２部分がフレームの少なくとも一個の第２レジオン上に提供され、且つ、上記第２作用段階が選択されたときには上記第１画像の第２部分がフレームの少なくとも一個の第２レジオン上に提供されると共に上記第２画像の第１部分はフレームの少なくとも一個の第１レジオン上に提供される、如くに、上記第１作用段階と第２作用段階との間の選択の速度間の調整と、フレームの各レジオン上に提供されつつある第１および第２画像の第１および第２部分との間の調整と、を行う調整要素と、
を備えて成る、ディスプレイの３次元観察用システム。
【請求項１５】
前記偏光は、前記第１配向が前記第２配向に実質的に直交する線形偏光、および、上記第１配向が上記第２配向の向きと実質的に逆となる回転偏光、から成る群から選択される、請求項１４記載の３次元観察用システム。
【請求項１６】
前記第１作用段階と前記第２作用段階との間を迅速に選択する手段は、機械的なものである、請求項１４記載の３次元観察用システム。
【請求項１７】
前記第１画像は左画像であり、前記第２画像は右画像であり、前記第１部分は左部分であり、且つ、前記第２部分は右部分である、請求項１４記載の３次元観察用システム。
【請求項１８】
前記第１画像は右画像であり、前記第２画像は左画像であり、前記第１部分は右部分であり、且つ、前記第２部分は左部分である、請求項１４記載の３次元観察用システム。
【請求項１９】
少なくとも一個の第１レジオンおよび少なくとも一個の第２レジオンとに分割されたフレームを提供するディスプレイの３次元観察用システムであって、該システムは、
（a）各々が第１サブエリアおよび第２サブエリアに分割された第１および第２偏光層と、
上記第１サブエリアは光を第１配向に偏光し、上記第２サブエリアは光を第２配向に偏光し、上記第１偏光層はディスプレイに最も近いものであり、上記第２偏光層は上記第１偏光層と観察者との間に在り、
（b）上記偏光層の間に載置されると共に、自身がオンとされたときに自身を通過する光を回転し、且つ、自身がオフとされたときに自身を通過する光を回転しないオン／オフ転換可能な光回転手段層と、
上記転換可能な光回転手段層がオフであるとき、少なくとも一個の第１レジオンから発する光は観察者の両目の一方に到達すると共に他方の目から実質的に遮断され、且つ、少なくとも一個の第２レジオンから発する光は観察者の他方の目に到達すると共に第１の目から実質的に遮断され、又、
上記転換可能な光回転手段層がオンであるとき、少なくとも一個の第１レジオンから発する光は観察者の他方の目に到達すると共に第１の目から実質的に遮断され、且つ、少なくとも一個の第２レジオンから発する光は観察者の第１の目に到達すると共に他方の目から実質的に遮断される、
如く、上記第１および第２偏光層は相互から所定距離に置かれると共に、上記第１および第２サブエリアは上記第１および第２偏光層に亙り且つそれらに沿って分布されており、
（c）上記転換可能な光回転手段層がオフであるときには上記第１画像の上記第１部分が少なくとも一個の第１レジオン上に提供されると共に上記第２画像の第２部分が少なくとも一個の第２レジオン上に提供され、且つ、上記転換可能な光回転手段層がオンであるときには上記第１画像の第２部分が少なくとも一個の第２レジオン上に提供されると共に上記第２画像の第１部分は少なくとも一個の第１レジオン上に提供される、如くに、上記転換可能な光回転手段層のオン／オフ転換えの速度間の調整と、フレームの各レジオン上に提供されつつある第１および第２画像の第１および第２部分との間の調整と、を行う調整要素と、
を備えて成る、ディスプレイの３次元観察用システム。
【請求項２０】
前記偏光は、前記第１配向が前記第２配向に実質的に直交する線形偏光、および、上記第１配向が上記第２配向の向きと実質的に逆となる回転偏光、から成る群から選択される、請求項１９記載の３次元観察用システム。
【請求項２１】
前記第１画像は左画像であり、前記第２画像は右画像であり、前記第１部分は左部分であり、且つ、前記第２部分は右部分である、請求項１９記載の３次元観察用システム。
【請求項２２】
前記第１画像は右画像であり、前記第２画像は左画像であり、前記第１部分は右部分であり、且つ、前記第２部分は左部分である、請求項１９記載の３次元観察用システム。
【請求項２３】
前記第１および第２偏光層の各々は、偏光副層と、複数オン／オフ転換可能光回転手段の副層とを含み、
当該システムは更に、マルチライン制御転換手段を備えて成り、
上記複数オン／オフ転換可能光回転手段の副層の各々の複数転換可能光回転手段の各々は、前記第１および第２サブエリアのサイズが上記マルチライン制御転換手段の制御下になると共にディスプレイから種々の位置および距離に在る観察者に対して当該システムを適合せしめる如く、上記マルチライン制御転換手段により個々にオン／オフ転換えされる、請求項１９記載の３次元観察用システム。
【請求項２４】
前記第１および第２偏光層を相互に対して並進せしめる機械的手段を更に備えて成る、請求項１９記載の３次元観察用システム。
【請求項２５】
前記第１および第２偏光層の任意のものを相互に対して、且つ、前記オン／オフ転換可能な光回転手段層をディスプレイに対して、並進せしめる機械的手段を更に備えて成る、請求項１９記載の３次元観察用システム。
【請求項２６】
前記第１および第２偏光層の間であると共に、前記マルチライン制御転換手段により制御される、複数オン／オフ転換可能光回転手段の付加的な副層を更に備えて成る、請求項２３記載の３次元観察用システム。
【請求項２７】
ディスプレイに対する観察者の前記位置および前記距離を検出する手段を更に備えて成る、請求項２７記載の３次元観察用システム。
【請求項２８】
左画像および右画像を交互的に提供するディスプレイの３次元観察用システムであって、該システムは、
（a）第１サブエリアおよび第２サブエリアに分割された第１偏光層と、
第１作用段階において上記第１サブエリアは光を第１配向に偏光すると共に上記第２サブエリアは光を第２配向に偏光すると共に、第２作用段階において上記第１サブエリアは光を上記第２配向に偏光すると共に上記第２サブエリアは光を上記第１配向に偏光し、
上記第１偏光層は観察者とディスプレイとの間に在り、
（b）第３サブエリアおよび第４サブエリアに分割された第２偏光層と、
上記第３サブエリアは光を上記第１配向に偏光すると共に上記第４サブエリアは光を上記第２配向に偏光し、
上記第２偏光層は観察者とディスプレイとの間に在り、
上記第１および第２偏光層の一方はディスプレイに近接され且つ他方は観察者に近接されており、
（c）上記第１作用段階と上記第２作用段階との間を迅速に選択する手段と、
上記第１および第２偏光層は相互に所定距離離間され、
上記第１、第２、第３および第４サブエリアは、
上記第１作用段階が選択されたときには、ディスプレイから発する光が観察者の第１の目に到達すると共に第２の目から実質的に遮断され、又、
上記第２作用段階が選択されたときには、ディスプレイから発する光が観察者の第２の目に到達すると共に第１の目から実質的に遮断される、
如く、上記第１および第２偏光層に亙りかつそれらに沿って分布されており、
（d）上記第１作用段階が選択されたときには上記左画像がディスプレイ上に提供され、且つ、上記第２作用段階が選択されたときには右画像がディスプレイ上に提供される、如くに、上記第１作用段階と第２作用段階との間の選択の速度間の調整と、ディスプレイ上における左画像と右画像との交互的提供の間の調整と、を行う調整要素と、
を備えて成る、ディスプレイの３次元観察用システム。
【請求項２９】
前記偏光は、前記第１配向が前記第２配向に実質的に直交する線形偏光、および、上記第１配向が上記第２配向の向きと実質的に逆となる回転偏光、から成る群から選択される、請求項２８記載の３次元観察用システム。
【請求項３０】
前記第１作用段階と前記第２作用段階との間を迅速に選択する手段は、機械的なものである、請求項２８記載の３次元観察用システム。
【請求項３１】
左画像および右画像を交互的に提供するディスプレイの３次元観察用システムであって、該システムは、
（a）各々が第１サブエリアおよび第２サブエリアに分割された第１および第２偏光層と、
上記第１サブエリアは光を第１配向に偏光し、上記第２サブエリアは光を第２配向に偏光し、上記第１偏光層はディスプレイに最も近いものであり、上記第２偏光層は上記第１偏光層と観察者との間に在り、
（b）上記偏光層の間に載置されると共に、自身がオンとされたときに自身を通過する光を回転し、且つ、自身がオフとされたときに自身を通過する光を回転しないオン／オフ転換可能な光回転手段層と、
上記転換可能な光回転手段層がオフであるとき、ディスプレイから発する光は観察者の第１の目に到達すると共に第２の目から実質的に遮断され、又、
上記転換可能な光回転手段層がオンであるとき、ディスプレイから発する光は観察者の第２の目に到達すると共に第１の目から実質的に遮断される、
如く、上記第１および第２偏光層は相互から所定距離に置かれると共に、上記第１および第２サブエリアは上記第１および第２偏光層に亙り且つそれらに沿って分布されており、
（c）上記転換可能な光回転手段層がオフであるときにはディスプレイ上に左画像が提供され、且つ、上記転換可能な光回転手段層がオンであるときにはディスプレイ上に右画像が提供される、如くに、上記転換可能な光回転手段層のオン／オフ転換えの速度間の調整と、ディスプレイ上の第１および第２画像の交互表示間の調整と、を行う調整要素と、
を備えて成る、ディスプレイの３次元観察用システム。
【請求項３２】
前記偏光は、前記第１配向が前記第２配向に実質的に直交する線形偏光、および、上記第１配向が上記第２配向の向きと実質的に逆となる回転偏光、から成る群から選択される、請求項３１記載の３次元観察用システム。
【請求項３３】
前記第１および第２偏光層の各々は、偏光副層と、複数オン／オフ転換可能光回転手段の副層とを含み、
当該システムは更に、マルチライン制御転換手段を備えて成り、
上記複数オン／オフ転換可能光回転手段の副層の各々の複数転換可能光回転手段の各々は、前記第１および第２サブエリアのサイズが上記マルチライン制御転換手段の制御下になると共にディスプレイから種々の位置および距離に在る観察者に対して当該システムを適合せしめる如く、上記マルチライン制御転換手段により個々にオン／オフ転換えされる、請求項３１記載の３次元観察用システム。
【請求項３４】
前記第１および第２偏光層を相互に対して並進せしめる機械的手段を更に備えて成る、請求項３１記載の３次元観察用システム。
【請求項３５】
前記第１および第２偏光層の任意のものを相互に対して、且つ、前記オン／オフ転換可能な光回転手段層をディスプレイに対して、並進せしめる機械的手段を更に備えて成る、請求項３１記載の３次元観察用システム。
【請求項３６】
前記第１および第２偏光層の間であると共に、前記マルチライン制御転換手段により制御される、複数オン／オフ転換可能光回転手段の付加的な副層を更に備えて成る、請求項３３記載の３次元観察用システム。
【請求項３７】
ディスプレイに対する観察者の前記位置および前記距離を検出する手段を更に備えて成る、請求項３３記載の３次元観察用システム。
【請求項３８】
当該フレームに亙り該フレームに沿って分布された、左画像および右画像の第１および第２の画素を夫々交互的に提供する複数の第１小区域と、これと同時に右画像および左画像の対応第２および対応第１画素を夫々交互的に提供する複数の第２小区域と、を含むフレームを表示するディスプレイの３次元観察用システムであって、該システムは、
（a）当該層に亙りそれに沿って配置された交互的な第１および第２サブエリアを含むシャッタ手段層と、
第１作用段階においては、上記第１サブエリアは実質的に不透明であると共に上記第２サブエリアは実質的に透明であり、
第２作用段階においては、上記第１サブエリアは実質的に透明であると共に上記サブエリアは実質的に不透明であり、且つ、
上記第１作用段階においては、第１小区域から発する光は観察者の両目の一方に到達すると共に他方の目から実質的に遮断され、且つ、第２小区域から発する光は観察者の他方の目に到達すると共に第１の目から実質的に遮断され、又、
上記第２作用段階においては、第１小区域から発する光は観察者の他方の目に到達すると共に第１の目から実質的に遮断され、且つ、第２小区域から発する光は観察者の第１の目に到達すると共に他方の目から実質的に遮断される、
如く、上記シャッタ手段層はディスプレイから所定の距離に置かれ、且つ、上記第１および第２サブエリアは上記シャッタ手段層に亙り且つそれに沿って分布されており、
（b）上記第１作用段階が選択されたときには第１画素は第１え小区域に提供されると共に第２画素は第２レジオンに提供される一方、上記第２作用段階が選択されたときには第２画素は第１小区域に提供されると共に第１画素は第２レジオンに提供される、如くに、上記第１および第２作用段階の選択の速度間の調整と、第１および第２小区域における左右の画像の第１および第２画素の交互提供間の調整と、を行う調整要素と、
を備えて成る、ディスプレイの３次元観察用システム。
【請求項３９】
前記シャッタ手段層は、両者共に偏光を行う第１および第２偏光副層と、該第１および第２偏光副層の間に配置された交互的な第１および第２のオン／オフ転換可能な光回転手段の副層と、を含み、
上記第１および第２の転換可能な光回転手段は、上記第１の転換可能な光回転手段がオンであるときに上記第２の転換可能な光回転手段はオフとされ、上記第１の転換可能な光回転手段がオフであるときに上記第２の転換可能な光回転手段がオンとされる、如く、前記調整要素の制御下にある、
請求項３８記載の３次元観察用システム。
【請求項４０】
前記シャッタ手段層は第１および第２偏光副層と、該第１および第２偏光副層の間に配置された複数オン／オフ転換可能光回転手段の副層とを含み、
当該システムはマルチライン制御転換手段を更に備え、
上記複数オン／オフ転換可能光回転手段の副層の各々の上記複数転換可能光回転手段の各々は、上記第１および第２サブエリアのサイズおよび位置が上記マルチライン制御転換手段の制御下に置かれると共に、観察者のディスプレイからの種々の位置および距離に対応すべく当該システムが調節可能となる如く、上記マルチライン制御転換手段によりオン／オフ転換えされる、
請求項３８記載の３次元観察用システム。
【請求項４１】
上記シャッタ手段層をディスプレイに対して並進させる機械的手段を更に備えて成る、請求項３８記載の３次元観察用システム。
【請求項４２】
ディスプレイと観察者との間に置かれると共に上記マルチライン制御転換手段により制御される付加的なシャッタ手段層を更に備えて成る、請求項４０記載の３次元観察用システム。
【請求項４３】
ディスプレイに対する観察者の前記位置および前記距離を検出する手段を更に備えて成る、請求項４０記載の３次元観察用システム。
【請求項４４】
当該フレームに亙り該フレームに沿って分布され、所定の時間にて、左画像の第１画素を提供する第１小区域と、対応する右画像の第２画素を提供する第２小区域と、を含むフレームを表示するディスプレイの３次元観察用システムであって、該システムは、
（a）上記所定の時間の間に左画像の第１画素から発する光が観察者の右目に到達するのを制限すると共に、上記所定の時間の間に右画像の第２画素から発する光が観察者の左目に到達するのを制限する光遮断システムと、
（b）当該光学的装置を通過する光線が広げられることにより、観察者の両目の各々の網膜により再現される画像は、当該光学的装置を省略した場合におけるであろうよりも少ないブランク領域を含むことにより粗さが低くなる如く、上記光遮断システムと観察者の両目との間に位置せしめられた光学的装置と、
を備えて成る、ディスプレイの３次元観察用システム。
【請求項４５】
前記光学的装置は、前記光遮断システムに近い方に位置せしめられた発散レンズ状要素の配列と、観察者の両目に近い方に位置せしめられた収斂レンズ状要素の配列とを含む、請求項４４記載の３次元観察用システム。
【請求項４６】
前記光学的装置は、前記光遮断システムに近い方に位置せしめられた発散レンズと、観察者の両目に近い方に位置せしめられた収斂レンズとを含む、請求項４４記載の３次元観察用システム。
【請求項４７】
（a）所定時点において第１サブエリアおよび第２サブエリアに分割される第１および第２偏光層と、
上記所定時点において上記第１サブエリアは光を第１配向に偏光し、
上記所定時点において上記第２サブエリアは光を第２配向に偏光し、
上記第１偏光層はディスプレイに最も近接しており、
上記第２偏光層は上記第１偏光層と観察者との間に置かれ、
（b）第２副層と第３副層との間に配設された第１偏光フィルタ副層を含む少なくとも一個の付加的層であって、
上記第２および第３副層は、任意の所定時点において上記第１、第２および第３の副層が第１および第２サブユニットの装置を形成する如く、オン／オフ転換可能な光回転手段要素を含み、該要素のいずれかがオンとされたときにそれを通過する光は回転される一方、上記要素のいずれかがオフとされたときにそれを通過する光は回転されず、
上記第１および第２偏光層の間の距離を選択すると共に上記付加的層の上記第１および第２副層内の上記オン／オフ転換可能な光回転手段を制御することにより、ディスプレイから発する光が選択された方向に制限される如く、上記第１サブユニットは上記第１配向に偏光された光の通過を許容すると共に上記第２サブユニットは上記第２配向に偏光された光の通過を許容する、
少なくとも一個の付加的層と、
を備えて成る、ディスプレイの方向制限観察用システム。
【請求項４８】
（c）前記オン／オフ光回転手段を制御することにより前記方向を制御する制御装置を更に備えて成る、請求項４７記載のシステム。
【請求項４９】
ディスプレイは左画像および右画像を含み、
当該システムは、少なくともひとりの観察者の各々がディスプレイの３次元認識を獲得する如く、左画像から発する光を観察者の左目に導くと共に右画像から発す光を観察者の右目に導くものである、請求項４７記載のシステム。
【請求項５０】
（a）左右の画像の画素を表示するディスプレイと、
上記画素の少なくとも一定の割合は、実質的に光を発しない小区域に隣接されており、
（b）上記右画像の上記画素から発する光を観察者の右目に導くと共に、上記左画像の上記画素から発する光を観察者の左目に導く手段と、
を備えて成る、３次元観察用システム。
【請求項５１】
ディスプレイの少なくとも一個のレジオンにおいて、如何なる画像の部分も表示されていない第２小区域により囲繞された第１小区域内に、現在において表示されている画像のセクションが表示される如く、左画像および右画像を提供するディスプレイの３次元観察用システムであって、該システムは、
（a）第１サブエリアおよび第２サブエリアに各々分割された第１および第２偏光層であって、
上記第１サブエリアは光を第ｌ配向に偏光し、 上記第２サブエリアは光を第２配向に偏光し、
上記第１偏光層はディスプレイに最も近接しており、 上記第２偏光層は上記第１偏光層と観察者との間に在り、
上記副層の各々は、左画像から発する光が観察者の左目に導かれると共に右画像から発する光が観察者の右目に導かれる如く配置されている、
第１および第２偏光層、
を備えて成る、３次元観察用システム。
【請求項５２】
（b）当該光回転手段層がオンとされたときはそれを通過する光は回転せしめられると共に当該光回転手段層がオフとされたときはそれを通過する光は回転されない様に前記偏光層間に置かれたオン／オフ転換可能な光回転手段層と、
上記転換可能な光回転手段層がオフであるときにはディスプレイから発する光が観察者の第１の目に到達すると共に第２の目から実質的に遮断され、且つ、上記転換可能な光回転手段層がオンであるときにはディスプレイから発する光が観察者の第２の目に到達すると共に第１の目から実質的に遮断される、如くに、上記第１および第２偏光層は相互から所定距離に置かれ且つ上記第１および第２サブエリアは上記第１および第２偏光層に亙り且つそれらに沿って分布されており、
（c）上記転換可能な光回転手段層がオフであるときにはディスプレイ上に左画像が提供され、且つ、上記転換可能な光回転手段層がオンであるときにはディスプレイ上に右画像が提供される、如くに、上記転換可能な光回転手段層のオン／オフ転換えの速度間の調整と、ディスプレイ上の第１および第２画像の交互表示間の調整と、を行う調整要素と、
を更に備えて成る、請求項５１記載の３次元観察用システム。
【請求項５３】
光を第１配向に偏光する第１サブエリアと、光を第１配向に直交する第２配向に偏光する第２サブエリアとを含む偏光層であって、該層は、
光を第１配向に偏光する偏光手段の第１副層と、第２サブエリアにのみ対応すべき形状とされると共に光回転に関して活性なサブエリアを有する光回転手段の第２副層と、を含む、
偏光層。
【請求項５４】
前記第１および第２サブエリアは交互的な細片パターンで配置される、請求項５３記載の偏光層。
【請求項５５】
前記第１および第２サブエリアはチェックボードパターンで配置される、請求項５３記載の偏光層。
【請求項５６】
前記第２副層は、第２セットの平行細片に関して垂直に配設された第１セットの平行細片を含んでチェックボードパターンを形成する、請求項５３記載の偏光層。
【請求項５７】
少なくとも一個の第１レジオンと少なくとも一個の第２レジオンとに分割されたフレームを提供するディスプレイの３次元観察用システムであって、該システムは、
（a）ディスプレイから発する光を偏光する第１偏光層と、
（b）第１作用段階においては光回転に関して起動状態であると共に第２作用段階においては光回転に関して解除状態であり、上記第１作用段階にてはそれを通過するK 配向の光が該K 配向に直交するJ 配向を与えられる、光回転層と、
（c）上記第１偏光層と、上記光回転および当該光遅延層とを通過する光が、光回転層が上記第１または第２段階のいずれにあるか、および、光が上記第１および第２サブエリアのいずれかを通過するか、に依存して、第１配向もしくは該第１配向に直交する第２配向に偏光される如く、光をn ゜で遅延する第１サブエリアおよびn ＋90°で遅延する第２サブエリアに分割された光遅延層と、
（d）上記第１配向の光を偏光する第３サブエリアと上記第２配向の光を偏光する第４サブエリアとに分割された第２偏光層と、
全ての層(a)乃至(d)は順番に並べて位置されており、
（e）上記第１作用段階と上記第２作用段階との間を迅速に選択する手段であって、
上記層は相互に所定距離離間されて配置され、
上記第１、第２、第３および第４サブエリアは、
上記第１作用段階が選択されたときには、少なくとも一個の第１レジオンから発する光は観察者の両目の一方に到達すると共に他方の目から実質的に遮断され、且つ、少なくとも一個の第２レジオンから発する光は観察者の他方の目に到達すると共に第１の目から実質的に遮断され、又、
上記第２作用段階が選択されたときには、少なくとも一個の第１レジオンから発する光は観察者の他方の目に到達すると共に第１の目から実質的に遮断され、且つ、少なくとも一個の第２レジオンから発する光は観察者の第１の目に到達すると共に他方の目から実質的に遮断される、
如く、上記光遅延層および上記第２偏光層に亙りかつそれらに沿って分布されている、
上記第１作用段階と上記第２作用段階との間を迅速に選択する手段と、
を備えて成る、ディスプレイの３次元観察用システム。
【請求項５８】
（f）前記第１作用段階が選択されたときには前記第１画像の前記第１部分がフレームの少なくとも一個の第１レジオン上に提供されると共に前記第２画像の第２部分がフレームの少なくとも一個の第２レジオン上に提供され、且つ、前記第２作用段階が選択されたときには上記第１画像の第２部分がフレームの少なくとも一個の第２レジオン上に提供されると共に上記第２画像の第１部分はフレームの少なくとも一個の第１レジオン上に提供される、如くに、上記第１作用段階と第２作用段階との間の選択の速度間の調整と、フレームの各レジオン上に提供されつつある第１および第２画像の第１および第２部分との間の調整と、を行う調整要素、
を更に備えて成る、請求項５７記載の３次元観察用システム。
【請求項５９】
（a）投影された表示内容を表示するスクリーンと、
（b）表示内容の左側画素を上記スクリーン上に投影する左側投影器と、
（c）表示内容の右側画素を上記スクリーン上に投影する右側投影器と、
（d）上記左側投影器から発する光が上記スクリーン上の第１小区域上に到達することと上記右側投影器から発する光が上記スクリーン上の第２小区域上に到達することを許容すると共に、上記左側投影器から発する光が上記スクリーンの上記第２小区域上に到達することと上記右側投影器から発する光が上記スクリーンの上記第１小区域上に到達することを制限し、更に、上記第１小区域から反射された光が観察者の右目に到達することとスクリーンの上記第２小区域から反射された光が観察者の左目に到達することを制限する、光遮断装置と、
を備えて成る、投影された表示内容の３次元観察用システム。
【請求項６０】
（a）投影された表示内容を表示する偏光維持スクリーンと、
（b）表示内容の左側画素を上記スクリーンに投影する左側投影器と、
（c）表示内容の右側画素を上記スクリーンに投影する右側投影器と、
（d）光を第１配向に偏光する第１サブエリアと、光を上記第１配向に直交する第２配向に偏光する第２サブエリアと、に分割されると共に上記各投影器と上記スクリーンとの間に置かれた偏光層と、
を備えて成る、投影された表示内容の３次元観察用システム。
【請求項６１】
(i)前記左側投影器から発すると共に前記第１サブエリアを通過する光は、前記第１配向に偏光され、前記スクリーン上の第１小区域に到達してから、その極性を維持し乍ら上記スクリーンから反射され、
(ii)前記左側投影器から発すると共に前記第２サブエリアを通過する光は、前記第２配向に偏光され、上記スクリーン上の第２小区域に到達してから、その極性を維持し乍ら上記スクリーンから反射され、
(iii)前記右側投影器から発すると共に上記第１サブエリアを通過する光は、前記第１配向に偏光され、上記スクリーン上の第２小区域に到達してから、その極性を維持し乍ら上記スクリーンから反射され、
(iv)前記右側投影器から発すると共に上記第２サブエリアを通過する光は、前記第２配向に偏光され、上記スクリーン上の第１小区域に到達してから、その極性を維持し乍ら上記スクリーンから反射される、
請求項６０記載の３次元観察用システム。
【請求項６２】
更に、（v）前記スクリーン、前記層および前記投影器の位置設定は、
前記左側投影器から発し、夫々、前記スクリーンの前記第１および第２小区域から反射され、上記偏光層の前記第１および第２サブエリアを通過する光を観察者の左目が受け、且つ、
前記右側投影器から発し、夫々、上記スクリーンの上記第１および第２小区域から反射され、上記偏光層の上記第２および第１サブエリアを通過する光を観察者の右目が受ける、
如く選択される、請求項６１記載の３次元観察用システム。
【請求項６３】
（a）投影された表示内容を表示するスクリーンと、
（b）表示内容の左側画素を上記スクリーンに投影する左側投影器と、
（c）表示内容の右側画素を上記スクリーンに投影する右側投影器と、
（d）第１波長範囲の光を透過する第１サブエリアと、第１長範囲と実質的に異なる範囲である第２波長範囲の光を透過する第２サブエリアと、に分割されると共に上記各投影器と上記スクリーンとの間に置かれたカラーフィルタ層と、
を備えて成る、投影された表示内容の３次元観察用システム。
【請求項６４】
(i)前記左側投影器から発すると共に前記第１サブエリアを通過する光は、前記第１範囲に制限された波長から成る如く濾過され、前記スクリーン上の第１小区域に到達した後、上記スクリーンから反射され、
(ii)前記左側投影器から発すると共に前記第２サブエリアを通過する光は、前記第２範囲に制限された波長から成る如く濾過され、上記スクリーン上の第２小区域に到達した後、上記スクリーンから反射され、
(iii)前記右側投影器から発すると共に上記第１サブエリアを通過する光は、前記第１範囲に制限された波長から成る如く濾過され、上記スクリーン上の第２小区域に到達した後、上記スクリーンから反射され、
(iv)前記右側投影器から発すると共に上記第２サブエリアを通過する光は、前記第２範囲に制限された波長から成る如く濾過され、上記スクリーン上の第１小区域に到達した後、上記スクリーンから反射される、
請求項６３記載の３次元観察用システム。
【請求項６５】
更に、（v）前記スクリーン、前記フィルタ層および前記投影器の位置設定は、
前記左側投影器から発し、夫々、前記スクリーンの前記第１および第２小区域から反射され、上記フィルタ層の前記第１および第２サブエリアを通過する光を観察者の左目が受け、且つ、
前記右側投影器から発し、夫々、上記スクリーンの上記第１および第２小区域から反射され、上記フィルタ層の上記第２および第１サブエリアを通過する光を観察者の右目が受ける、
如く選択される、請求項６４記載の３次元観察用システム。
【請求項６６】
第１画像の少なくとも一部を提供する少なくとも一個の第１レジオンと、第２画像の少なくとも一部を提供する少なくとも一個の第２レジオンとに分割されたフレームを提供するディスプレイの３次元観察用システムであって、
該システムは、各々が第１サブエリアおよび第２サブエリアに分割された第１および第２カラーフィルタを備えて成り、
上記第１サブエリアは光を第１波長範囲に濾過し、
上記第２サブエリアは光を第２波長範囲に濾過し、
上記第１偏光層はディスプレイに最も近接しており、
上記第１および第２偏光層は相互に所定距離にあり、
上記第１および第２サブエリアは、
少なくとも一個の第１レジオンから発する光が観察者の一方の目に到達すると共に他方の目から実質的に遮断され、少なくとも一個の第２レジオンから発する光が観察者の他方の目に到達すると共に第１の目から実質的に遮断される如く、
上記第１および第２偏光層に亙り且つそれに沿って分布されている、
ディスプレイの３次元観察用システム。
【請求項６７】
左画像の少なくとも一部を提供する第１レジオンと、右画像の少なくとも一部を提供する第２レジオンとに分割されたフレームを提供するディスプレイの３次元観察用システムであって、
第１および第２レジオンの各々は、第１スペクトル範囲の光を発する第１小区域と、第２スペクトル範囲の光を発する第２小区域と、第３スペクトル範囲の光を発する第３小区域と、に分割され、
上記各スペクトル範囲は、それらの範囲の各々を選択された強度で表示することにより上記レジオンの各々が所望のカラーを有するものとして観察者により認識される如く選択される、
ディスプレイの３次元観察用システムであって、
該システムは、光フィルタ層を備え、
該光フィルタ層は、
（a）上記第１スペクトル範囲の光を遮断する第１サブエリアと、
（b）上記第１および第２のスペクトル範囲の光を遮断する第２サブエリアと、
（c）上記スペクトル範囲の全ての光を遮断する第３サブエリアと、
（d）上記第２および第３スペクトル範囲の光を遮断する第４サブエリアと、
（e）上記第３スペクトル範囲の光を遮断する第５サブエリアと、
（f）上記スペクトル範囲の全ての光を透過する第６サブエリアと、
を含み、
上記第１乃至第６サブエリアは、上記第１レジオンから発する光が観察者の右目から実質的に遮断されると共に上記第２レジオンから発する光が観察者の左目から実質的に遮断される如く、上記光フィルタ層に沿って且つ該光フィルタ層に亙り配置されている、
ディスプレイの３次元観察用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元観察および投影用システムに関する。より詳細には、本発明は、ひとり以上の観察者が眼鏡無しで静止画もしくは動画を見て距離知覚を得るために使用する３次元観察および投影用システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
長年に亙り、当分野で３次元性として知られている距離知覚感を生じさせるように景色および物体を表示する方法および装置を開発して実現する種々の試みが行われてきた。
【０００３】
（米国の特許分類体系では通常‘深度幻覚(depthi  llusion)’として分類される）回転物体、回転ミラー等を含む方法、及び、ホログラフ技術すなわちコヒーレントな光源を用いる方法とは別に、上記方法は観察者の左右の目に対して２種類の異なる画像を送る種々の機構を含んでいる。２種類の異なる画像は、人間の両目の視覚を模擬する様に並列配置された２個のカメラにより形成されるのが通常である。
【０００４】
周知のように、哺乳類の視覚機構は、右目により認識された所定光景と、左目により認識された同一の光景との間の差異を利用し、観察者に対する光景内の物体の距離に関する情報を抽出する。この点、観察者に近い物体は左目で見た場合に右側に変位して見えると共に、同一の物体を右目で見ると左側に変位して見え、一方、更に遠距離の物体はかゝる変位が小さく見え、最も遠距離にある物体はかゝる変位が全く無いように見えることから、観察された側方変位量の関数として物体の距離を計算することが可能であり、これは見かけ上、我々人間の視覚機構が通常の双眼鏡的（即ち３次元）世界観で行っているものである。
【０００５】
適宜な視差を含む一対の画像、即ち左目への一方の画像および右目への他方の画像が呈示されたとき、見かけ上は同様の距離知覚が経験される。以下、左目を対象とする画像を‘左画像’とし、右目を対象とする画像を‘右画像’と称する。
【０００６】
先行技術の３次元観察は、以下のカテゴリに分けられる。第１カテゴリは、様々な種類の（当分野では‘ビューワー(viewer)’として知られた）携帯観察装置が挙げられるが、これは、レンズ、プリズム、ミラー、もしくはそれらの組合せに基づくものであり、これらのビューワーは両目に接近して保持されて適切な画像を夫々の目に与えるものである。第２カテゴリとしては、光学的装置（即ち、眼鏡および／またはビューワーを使用せずに）を目に隣接保持すること無く画像を観察することを目的とした方法であり、この方法はディスプレイ内に配設された複数個のレンズ状要素に基づくものである。第３カテゴリは、観察者により装着された眼鏡を含むシステムであり、これらの眼鏡は光をその偏光により濾過するものである。第４のカテゴリとしては、光を波長（即ち色）により濾過すべく観察者により装着された眼鏡を使用したシステムが挙げられる。第５のカテゴリとしては、観察者により装着されると共に光学素子を迅速にオン／オフ切り換えする転換機構（すなわちシャッター・システム）を採用した眼鏡を含むシステムが挙げられる。第６カテゴリは、ランダムドット立体画等の並置手段を含むものである。最後の第７のカテゴリは、目の近傍に光学装置を保持することを必要とせずに（即ち、眼鏡および／またはビューワーを使用すること無く）且つレンズ状表面を含まない画像観察用の平坦スクリーンを使用する方法が挙げられる。これらの方法は主として、観察者と観察画像との間に置かれた平坦スクリーン内に配置された物理的妨害物を介在させることに基づくものであり、この妨害物は画像を一方の目から隠し乍らも他方の目には見える様にするものである。
【０００７】
上記に列挙したカテゴリの各々は、以下のように、個有の欠点を伴っている。
【０００８】
第１カテゴリに関する限り、レンズ、プリズム、もしくはミラーを観察者の両目の近傍に保持する必要のある観察装置は、特別のアイウェアを必要とせずかつ観察者に装置保持のためまたは特別のアイピースに両目を近づけるためにそれらの使用を必要としない代替装置よりも凡そ不便である。本明細書中に開示された発明はレンズ、プリズム、もしくはミラーを使用する必要もなく観察者が両目の近傍に載置もしくは保持された観察装置を介して見る必要も無いので、このようなカテゴリの装置と比較して本発明は基本的に異なると共に有利である。
【０００９】
第２のカテゴリに関する限り、レンチキュラーシステムは、高解像の画像が望まれる場合、生産に伴う精度量により、高品質の画像を有するものの製造が比較的に困難かつ費用を要する。更に、レンズシステムは、レンチキュラーアレイが取付けられるディスプレイ装置が本来的に行い得る解像度よりも低い解像度の画像を呈するのが通常である。明らかにレンチキュラーシステムはコンピュータ・ディスプレイおよびテレビジョンなどの観察システムには適しておらず、従って、広く使用されるものでは無い。Shiojiに対する米国特許第4,957,351 号はレンチキュラーシステムを記述していることから第２のカテゴリの一例を開示しており、左右の画像の各部分を表す交互ラインが屈折し、対応するレンズを通る各ラインは右目もしくは左目に対して選択的に導かれる。
【００１０】
第３乃至第５カテゴリに関する限り、それらは全て眼鏡もしくは同等物を観察者が使用する必要がある。尚、本明細書において‘眼鏡’の用語は、観察者の両目に接近保持される左右のアイピースを有し、左目に入る光の殆ど全てが左側のアイピースにより影響を受けると共に右目に入る光の殆ど全てが右側のアイピースにより影響を受ける如き光学装置を一般的な意味で指している。上述の如く、このような範躊に入る３次元システムは全て眼鏡を使用する必要があり、両目の各々に到達する画像を色（波長）、タイミング（シャッタ）、もしくは偏光によって選択している。これらのカテゴリには、従来の眼鏡の形態の装置（例えば読書用のもの）も含まれが、限定的ではなく、パイロットのヘッドアップ・ディスプレイ(HUD)、バーチャル・リアリティ・ヘッドギアおよび類似の設計態様の装置も該当する。上述の如く、これらのカテゴリに入るシステムは共通した欠点を有しており、全てが、特別の眼鏡もしくはヘッドギアを使用する必要がある。両目の近傍に光学装置を保持する必要があると、ディスプレイを見る上での楽しさ、快適さおよび自然さが損なわれると共に、使用するシステムによっては相当の費用も掛かってしまう。
【００１１】
第３のカテゴリに関する限り、偏光眼鏡は、ディスプレイシステムが、左画像から誘導される光を所定の特定方向に偏光すると共に、右画像から誘導される光を別の特定方向に偏光するという装置に関する。従って、観察者は夫々の目に対して一対の偏光フィルタを装着する。左目のフィルタは、左画像を偏光させた特定方向に偏光される光を通過させ、右目のフィルタは右画像を偏光させた他の特定方向に偏光される光のみを通過させる。従って、夫々の目は、それに適した画像のみを見ることになり、適さない画像を見ることは無く、そのようにして、観察者は３次元画像を見る。Franklinに対する米国特許第5,113,285 号は、偏光眼鏡を使用することにより左右の画像を対応する目に与えるシステムを開示している。また、BoSに対する米国特許第4,719,507 号は、左右画像を識別する偏光眼鏡を採用したシステムを開示すると共に、転換可能な回転手段を使用して、一時的シーケンスで、いずれの画像がどちらの偏光を受けるかを決定している。然るに、これらのシステムおよび同様のシステムは偏光眼鏡の使用を必要とする欠点を有する。更に他の欠点を有するシステムは、偏光グラスを使用するが転換手段を使用しない（第５カテゴリを参照）。例えばVenolia に対する米国特許第5,050,961 号は、その他の種々の一例でありかつ代表例である。Venoliaの発明によれば、ディスプレイ領域は左画像用セグメントおよび右画像用セグメントを有する小区域に分割される。Venolia によれば更に、小さな偏光サブユニットがディスプレイの小区域の各々から発射する光をプロセスすると共に、左右画像領域への画像の分割は第１層に使用される偏光手段の方向と一致し、右画像から発射する光の全てが第１方向に偏光し、他方、左画像から発射する光は第１方向に直交する第２の方向に偏光する。また、ユーザは眼鏡を装着することから目の各々はその適切な画像セグメントのみを見る。かゝる機構に伴う内在的な欠点は、ディスプレイ表面の一部が夫々の目の視界から遮断されることである。画像セグメントが小さいより良い場合に、この遮断は画像内の孔としてではなく、観察される３次元画像の粗さ(graininess)もしくは低解像度として認識される。他方、左右の画像の各々の（同時的でなければ連続的に）表示にディスプレイ空間の全領域を使用せんとするシステムは、幾分なりとも複雑になると共にその製造は潜在的に比較的高価になる。MacDonald に対する米国特許第5,083,851 号は、確かな品質のシステムを提供した一例であるが、実現するには費用が掛かると思われる。更に、比較的簡素で安価な手法で同様の機能を達成するシステムは多くの用途に使用できるであろう。
【００１２】
完全を期す為に、最も公知の人工的な３次元体験に言及することは意味がある。これは伝統的３次元映画（即ち3D-映画）であり、投影システムが左右画像の全画像を同一のディスプレイ（典型的には反射性映画スクリーン）上に同時に投影する。かゝる従来の3D-映画は現在では例えばディズニーランドで上映されている。この投影システムは、両目の各々が連続的で中断の無い画像を見る利点を有する。それでも、この投影システムは(i)観察者が眼鏡を装着する必要があり、且つ、(ii)スクリーン上に関連画像対を同時に投影する２台の投影器（もしくは、２台の投影器の効果を有する特別設計の単一の投影器）を含む特別の投影装置を必要とする欠点がある。従って、この方法は特別の投影装置を必要とし、且つ、２個の別体の光源を必要とすることから、標準的コンピュータ・ディスプレイもしくはテレビジョン・ディスプレイに適合しない。
【００１３】
第４カテゴリに関する限り、光学フィルタでは結果的にフィルタを通る特定波長により形成されると共に実質的に限定される右画像が右目を覆い、フィルタを通る特定の別の波長により形成されると共に限定される左画像が左目を覆う。従って、眼鏡の使用を必要とする欠点に加え、これらのシステムは自然色の画像の使用を阻止する。
【００１４】
第５カテゴリに関する限り、シャッタシステムは、光の遮断もしくは光の通過のいずれかを可能にする要素、または偏光された光の方向の回転を可能にする要素（本明細書では集合的に転換可能手段と称する）から成る機構である。いずれの場合においても、その機構は迅速にオン／オフ転換可能である。使用に際して、機構の切り換えは表示中の画像の変換を伴い、これは通常、スクリーンに対する左目の視覚が機能して右目の視覚が遮断されたときに左画像を表示し、後に、右目の視覚が機能して左目の視覚が遮断されたときに右画像を表示する如く行われ、且つ、人間の視覚的持続性(visualpersistence)が観察者に連続的画像の印象を与えることのできる速さで意図的に迅速に切り換えが行われる。もし転換が遅い場合、明滅する印象を与える。従ってBaljetに対する米国特許第5,002,387号、MacDonald に対する米国特許第5,083,851 号、Kilianに対する米国特許第5,245,319 号は、3D眼鏡を変更し、左右のレンズの透過性を変化させ、かつ、左レンズの透過性を左画像にそして右レンズの透過性を右画像に同期させる点に特徴を有するシステム例を提供する。しかしながら、これらの方法は観察者による眼鏡の義務的装着を含む。ただし、この内在的義務は基本的欠点である。これらのシステムの他の欠点として、シャッタ眼鏡は表示装置に接続されて同時に制御されねばならないことから複雑で高価となり、または（例えばMacDonald）、ディスプレイのハードウェア自体の複雑さが増して高価になる。複雑な眼鏡の使用を回避すべく、Bos に対する米国特許第4,719,507 号は、眼鏡に受動的偏光フィルタの使用を可能にする装置を開示し、ディスプレイ装置に更に複雑で高電圧の装置を導入している。Liptonに対する米国特許第4,792,850 号は、循環的偏光を行う同様の装置を開示している。しかし乍ら、これらの解決策では各サイクル間に目の各々に対してスクリーン全体が現れたり消えたりして、スクリーンが明滅する印象が大きくなる欠点を有している。前述と同様に、Bos およびLiptohにより記述されたシステムの基本的な欠点は、観察者が装着する眼鏡に依存していることである。
【００１５】
第６カテゴリに関する限り、例えばランダムドット立体画などの並置手段は本質的に視差情報を利用する方法であり、多くの観察者は見ることが困難であり、簡単な画像しか送ることができず、且つ色彩を付けることができない。即ち、これらの方法によれば、色彩の無い簡単な画像が複雑な背景パターンと組み合わされ、背景パターンは観察者の瞳孔間距離よりも短い間隔で、実質的に反復し、かつ単純な画像により変更され、単純な観察者により近く見えることが企図された画像の要素によって、複雑な背景の反復パターンの対応領域が相互に向けて変位する。即ち、例えば背景パターンが大部分においてそれ自体がインチ毎に反復するのであれば、近い物体を表す領域はそれ自体19/20インチの距離で反復し、遠くに見えることが企図された領域はそれ自体21/20インチの距離で反復する。観察者は、多くの場合は困難さを伴い乍ら、右目を反復パターンの所定領域に向けると共に、左目は、右目により見られる点の左に位置する反復パターンの近接領域に向けることにより、立体画を見ることになる。パターンは実質的にそれ自体が反復することから、観察者は（通常は）画像を合体することができる。この様に左目は、右画像とは異なる左画像を受ける（それは立体画上で例えば1インチ離間に起因する）。そのように両目は２つの画像間の一定差異に基づいて情報を抽出能力を有し、かつ単純化された光景を基に、実際には背景パターンの要素の位置、変化として含まれる情報を理解する。通常の画像もまた刊行された立体画に含まれており、例えば、ロンドンのMichael Joseph Ltd．により刊行された“マジックアイ(Magic Eye)”シリーズである。この場合、異なる視差情報を含む通常のフルカラ一画像セットが刊行画像には含まれ、観察者は、立体画を見るのと同様に両目を向け、即ち、右目を所定画像に向けると共に第１の画像と物理的に隣接し、かつも同一の光景の異なる視差の視界を含む点で異なる類似の画像に左目を向けてその画像を観察できる。
【００１６】
第７カテゴリに関する限り、３次元観察のための平坦スクリーンは最近の幾つかの特許に開示されている。これらの特許のシステムでは、分散した不透明部と透明部から成るグリッドを観察されもしくは投影される画像に対して種々の関係で設置し、画像は、（観察者の左目によってのみ最終的に観察される）左画像から取り出された領域と、（観察者の右目によってのみ最終的に観察される）右画像から取り出された領域との分散組成物であり、グリッドは、左目から右画像の領域を隠すと共に右目から左画像の領域を隠す位置に設置され、一方、適切な画像に由来する領域を示すディスプレイの部分を両目の各々が見え得る様にしている。例えば、Augustに対する米国特許第4,671,632 号は、“ラインスクリーン(line screen)”を使用したシステムを開示しており、このAugustのシステムは、垂直の透明部と交互になる垂直遮断部と、第１ラインスクリーンに平行の第２遮断スクリーンとを含み、第２スクリーンも遮断部および透明部を有している。しかし乍ら、Augustの実施例（その図１１、１２および１３に示されたもの）は、各々の目の視野の大部分（Augustの図面によれば半分より遥かに大きい）を所定時点で目から隠し、灰色の低解像画像を得る、という大きな欠点につながる。一方、Faris に対する米国特許第5,264,964号は、視差バリヤを生成する方法を開示しており、これは、小さな一対の偏光領域の一方を他方の直上に偏光方向を逆にして載置して不透明領域を形成することで生成しており、また、偏光領域対の代わりに単純な不透明領域を使用した実施例も記述している。いずれの場合においてもバリヤは不透明領域と交互になる透明領域により形成されると共に、サイズおよび間隔は、バリヤの透明領域を通して見ている左右の目がディスプレィ層上の異なるピクセルを見る様に調節され、従って、各々の目に対して左右画像の適切な方の要素を与える可能性を生み出している。しかし、Faris の発明は、観察の全時間に亙りディスプレイに対して観察者の位置が固定されるという制限がある。Farisの発明に従う眼鏡方法で見た画像は粗くなることは避けられない、と言うのも、それらは常に少なくとも50%の画像を有さない領域を含み、これが、バリヤの不透明部分により各々の目の視覚を遮断する領域に対応しているからである。Marks に対する米国特許第5,146,246 号は、画像の狭幅片を一方の目から遮断すると共に他方の目には見せ、右画像の部分は右目に対して見えると共に左画像の部分は左目に見える様に画像を配分すべくラスターグリッドを使用した方法を開示している。これは基本的に交互に不透明部分と透明部分とを有する２個のラスタ−構造の間の拡散スクリーンを使用した投影システムであり、その故に、Farisにより記述された実施例の幾つかと類似している。しかし乍らそれは上述の制限を有する、即ち、視野の相当パーセントがいずれの画像をも通さない不透明領域により占有されることから、観察画像の解像度が制限されて粗さが生じる。
【００１７】
従って、上記の制限を受けず、眼鏡の使用を必要とせずに静止画もしくは動画を見るときに観察者が距離知覚を得ることの出来る３次元観察および投影用システムに対する要望が広く認識されており、また、かゝるシステムを得ることは極めて有益であろう。
【００１８】
語句の定義：
明瞭化のために、本明細書中で使用される語句を以下の様に定義する。
【００１９】
“フレーム”：３次元的に観察されるディスプレイもしくはディスプレイの一部。
【００２０】
“左画像”：観察者の左目で見る画像。深度の幻覚を生成すべく使用される本発明の実施例において、この語句は、左目で見ると共に、例えば、右目の役割を果たす第２カメラの近傍に設置された（典型的には左側において）左目の役割を果たすカメラにより捕捉された画像に対応する画像であり、または、製図、コンピュータ・グラフィックスもしくは他の非撮影手段による生成画像であって、一対の画像の左側位置に適合した視差情報を含み、この一対の画像は人間の知覚システムによって、一緒に観察して単一画像に組み合わせたときに深度の幻覚を与える。尚、この説明は明瞭化の為にのみ与えられるものであり、任意の特定の出所の左右の画像の表示に関して本発明の範囲を限定することを意図するものではない。左画像は、静止画像、または、動画を構成すべく次々に表示される一連の画像の内のひとつでも良い。
【００２１】
“右画像”：右目で見ることが意図された画像。右画像は、静止画像、または、動画を構成すべく次々に表示される一速の画像の内のひとつでも良い。
【００２２】
“3D-画像”：本発明の実施例のいずれかに従って観察者が見る３次元画像。
【００２３】
“ディスプレイ” ：上記定義の画像を最初に提供する媒体。制限的ではない適切なディスプレイとして、光反射手段の如きディスプレイスクリーン、半透明スクリーン、または、CRT スクリーンもしくはLCD スクリーンなどの発光手段を含む。本明細書中で使用される“ディスプレイ”の特質はこれらの例に限定されるものでなく、且つ、本明細書中に記述された発明は何らかの特定の技術によるディスプレイの使用に限定されるものではない。特に、“ディスプレイ”の意味は、３次元画像および動画を表示すべく使用される従来の手段に限定されるものでは無い。従って、例えば、屋外広告ディスプレイ、または、カードもしくは書籍もしくは雑誌などに印刷された絵も全て、以下に記述する本発明のいくつかの実施例に該当する“ディスプレイ”の付加的例示である。
【００２４】
“偏光手段”：この語句は、振動の角度が一方向（即ち一配向）である光を遮断する一方、振動の角度が他方向である光を通過せしめる線形偏光手段の一切を包含している。該語句はまた、線形に偏光された光を回転方向に(circularly)偏光された光に変換する手段、回転方向に偏光された光を線形に偏光された光に変換する手段、および、回転方向に偏光された光を一方向に通過させるが他方向には通過させない手段、を含む。
【００２５】
“光回転手段”は、当分野において“光リターディング手段”もしくは“位相遅れ手段”として知られている。本明細書中で使用された様に、これらの語句は特に、線形に偏光された光の配向を90゜変換する手段、または、回転方向に偏光された光の向きを変える、即ち、右回りに偏光された光を左回りに偏光される光に変換しもしくは左回りに偏光された光を右回りに変換する手段、を指している。また、本明細書中、特に請求の範囲において‘光回転において活性(active)もしくは不活性(inactive)’という概念が使用される場合、不活性状態では光がm ゜回転しかつ活性状態ではそれがm ＋90゜回転する状況をも指している。
【００２６】
“転換可能な光回転手段”は、カー効果(Kerr effect)下の電子制御により光回転効果がオン／オフ転換され得る光回転手段である。従って、光回転手段はそれが光を回転するときに‘オン’と定義しかつ光を回転させないときに‘オフ’と定義する。従って、本明細書中で使用された‘オン’および‘オフ’とは、光回転効果の光学的現象の存在もしくは不存在を指しており、この効果を制御する電界の存在もしくは不存在を指すものではない。また、本明細書中、特に請求の範囲において‘光回転において活性もしくは不活性’という概念が使用された場合、それは、不活性状態では光がm ゜回転されるとともに活性状態ではそれがm ＋90゜回転される状況をも指している。
【００２７】
“シャッタ手段” ：この語句は、スクリーンもしくは材料層の特定部が実質的に透明に形成されると共に、他の時点では転換可能手段の制御により実質的に不透明にされ得る任意の手段を包含すべく使用される。これは例えば、両者ともに所定方向に配向された２層の線形偏光手段の間に挟持された転換可能な光回転手段（上記定義のとおり）のユニットにより達成され得る。かゝる装置は不透明もしくは透明とされるが、これは、光回転手段がオンもしくはオフであるかに依存する。しかし乍ら、これは例えば、明確化の為に与えられたものであり、本明細書中で使用される“シャッタ手段”の特性はこの例に限定されるものでなく、且つ、シャッタ手段の何らかの特定の技術に制限されるものでもない。従って、上記で定義の画像と相対的に並進する透明孔を有する固体材料もまた、本発明の幾つかの実施例においては適切なシャッタ手段として使用され得る。
【００２８】
“眼鏡”：この語句は本明細書を通し、観察者の左右の目に物理的に近接した光学的手段を提供するいずれの装置をも端的に指すものであり、特に、ディスプレイから放射もしくは反射された光が左目に導かれると共に左目に入る前に左目の前方に置かれた光学的手段に入り、他方、ディスプレイから放射もしくは反射された光が右目に導かれると共に右目に入る前に右目の前方に置かれた光学的手段に入る如き装置を指す。従って、本明細書中で使用される眼鏡は、立体的映像の分野で使用される従来の偏光眼鏡およびカラーフィルタ眼鏡を含み、更に、この語句は、ヘッドフォン、または、両目の近傍にミラーもしくはレンズもしくはプリズムなどを載置する装置をも包含する。
【００２９】
“観察者”とは、ディスプレイに向かってそれを見る人間である。
【００３０】
観察者の左目に対する“適切画像”は上記で定義した左画像であり、観察者の右目に対する“適切画像”は上記で限定した右画像である。“不適切画像”は、左目に対する右画像であり、右目に対する左画像である。“適切な目”および“不適切な目２は上記記述から導かれる語句である。
【００３１】
“立体的に見る”とは特に、適切な視差情報を含む左右の画像対を見ることを意味し、これは、観察者が画像を同時にもしくは殆ど同時に見たときに、観察者が観察プロセスにおいて立体的映像の分野で周知の手法により２個の画像を単一の画像ゲシュタルトに合体し、その結果、深度幻覚を与える単一個の知覚画像すなわち上記で定義の3D- 画像を得る様に見ることを意味する。但し、本明細書中で使用された、立体映像的に見る、という語句はかゝる視差情報を含む画像対に限定されるものでなく、合体されることにより観察者に対して単一画像の印象を与える、という２個のソースからの情報を含むいずれの画像対にも適用することを意図している。
【００３２】
“カラーフィルタ”：本発明の幾つかの実施例は、一定の波長範囲内の光に対しては透明であるが、他の波長範囲内の光は阻止する要素を使用している。“カラーフィルタ”という語句は、かゝる要素の一切を指している。
【００３３】
本発明は、線形の偏光に関して記述されている。しかし乍ら、当業者であれば、以下に記述した発明の実施例の種々の側面が回転方向の偏光を用いても実施出来ることは明らかであろう。従って、たとえば、偏光層がディスプレイに近接設置された本発明の実施例に言及すると、この層は実際には線形偏光層を含み、該線形偏光層は、線形に偏光された光を回転方向に偏光する光に変換すべく適切に整列された四分の一波長・光リターディング手段に連結されて良い。また、特定の方向に線形偏光された光、という表現は、特定の向き（即ち、左回りもしくは右回り）の回転方向に偏光された光を指すものと解釈され得る。また、分析フィルタが観察者の両目の直近に位置決めされ、この分析フィルタが線形偏光フィルタである実施例に言及すると、フィルタは実際には、回転方向に偏光された光を線形に偏光された光に変換すべく適切に整列された四分の一波長・光リターディング手段を更に含んでも良い。代わりに、線形偏光フィルタは、光をひとつの特定の向き（即ち左旋回または右旋回）に回転偏光して通過せしめると共に他の向きにおいては光を吸収、拡散もしくは反射する回転偏光手段で置換えても良い。線形に偏光された光の方向を回転する為にオン／オフ転換可能な光回転手段を採用した実施例に関しては、これらの手段に対する言及は、回転方向に偏光された光の向きを偏光するオン／オフ転換可能な光回転手段にも引用できる。
【００３４】
このように、後述の光の偏向および偏光に基づく濾過を考慮すると、本発明の本質的特徴は上述した種類の置換により影響を受けるものでは無い。その結果として、且つ簡素化の為に、以下においては本発明の実施例は線形偏光に関して記述するが、かゝる記述は如何なる意味においても本発明の範囲を何らかの特定の偏光方法に限定するものと解釈してはならない。従って、本明細書中、特に請求の範囲において、偏光の方向を記述すべく ‘配向’という語句を使用する場合、それは線形偏光および回転方向偏光の両者に言及している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３５】
本発明によれば、観察者が静止画もしくは動画を見るときに距離知覚を得るために使用できる３次元観察および投影用システムが提供され、幾つかにシステムは眼鏡の使用を必要とせず、また、幾つかのシステムはひとり以上の観察者により同時に観察し得る様に設計されている。
【００３６】
後述の本発明の好適実施例における他の特徴に依れば、ディスプレイの３次元観察用システムが提供され、当該ディスプレイはフレームを提供し当該フレームは複数の第１小区域と該フレームに沿って全体的に分布された、複数の第２小区域とを含み第１小区域は左画像および右画像の第１および第２の画素を夫々交互的に提供し、これと同時に第２小区域は右画像および左画像にそれぞれ対応する第２および第１画素を交互的に提供し、上記システムは、（a）第１サブエリアおよび第２サブエリアを含む偏光層、第１サブエリアは光を第１配向に偏光すると共に第２サブエリアは光を第２配向に偏光し、第１および第２サブエリアは、第１および第２小区域から発する光が第１および第２サブエリアを夫々通過し、第１小区域から発する光が第１サブエリアを通過した後に上記第１配向に偏光され、他方、第２小区域から発する光が上記第２サブエリアを通過した後に上記第２配向に偏光されるように、第１および第２小区域の分布に対応する装置で上記偏光層に亙り且つ該偏光層に沿って分布され、当該偏光層はディスプレイに対して最も接近して配置され、（b）上記偏光層と観察者との間のオン／オフ転換可能な光回転手段層、当該光回転手段層がオンされたときにそれを通過する光は回転し、他方、当該光回転手段層がオフされたときにそれを通過する光は回転しない、（c）左アイピースおよび右アイピースを含む眼鏡、当該左アイピースは、上記第１配向に偏光された光の観察者の左目への到達を、可能にすると共に、上記第２配向に偏光された光を観察者の左目から実質的に遮断し、当該右アイピースは、上記第２配向に偏光された光の観察者の右目への到達を可能にすると共に、上記第１配向に偏光された光を観察者の右目から実質的に遮断する、（d）上記転換可能な光回転手段層がオフのときに第１小区域は左画像の第１画素を提供すると共に第２小区域は右画像の第２画素を提供し、他方、上記転換可能な光回転手段層がオンであるときには第１小区域は右画像の第２画素を提供すると共に第２小区域は左画像の第１画素を提供するように、上記転換可能な光回転手段層のオン／オフを交互に転換する調整転換手段、から成る。
【００３７】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、第１および第２小区域間の第１および第２画素の交換は、人間の視覚機構の視覚的持続性により、実質的に同時に左目は左画像を見る共に右目が右画像を見るという幻覚が形成される如き速度で行う。
【００３８】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、フレームに亙りかつ該フレームに沿った第１および第２小区域の分布は、任意分布および交互的分布の群から選択される。
【００３９】
また、以下に記述される本発明の好適実施例の更なる特徴に依れば、第１画像の少なくとも一部を提供する少なくとも一個の第１レジオン、と、第２画像の少なくとも一部を提供する少なくとも一個の第２レジオン（「区域」以下同様）とに分割されたフレームを提供するディスプレイの３次元観察用システムが提供され、当該システムは、各々が第１サブエリアおよび第２サブエリアに分割された第１および第２偏光層から成り、第１偏光サブエリアは光を第１配向に偏光し、第２サブエリアは光を第２配向に偏光し、第１偏光層はディスプレイに最も近接しており、第１および第２偏光層は相互に所定距離にあり、第１および第２サブエリアは、少なくとも一個の第１レジオンから発する光が観察者の一方の目に到達すると共に他方の目から実質的に遮断され、少なくとも一個の第２レジオンから発する光が観察者の他方の目に到達すると共に第１の目から実質的に遮断される如く、上記第１および第２層に亙り且つそれに沿って分布されている。
【００４０】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、夫々、第１画像は左画像もしくは右画像であり、且つ、第２画像は右画像もしくは左画像である。
【００４１】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記第１および第２偏光層の各々は、偏光副層と複数オン／オフ転換可能光回転手段の副層とを含み、当該システムは更にマルチライン制御転換手段を備えて成り、上記複数オン／オフ転換可能光回転手段の副層の各々の複数転換可能光回転手段の各々は、上記第１および第２サブエリアのサイズが上記マルチライン制御転換手段の制御下になると共にディスプレイから種々の位置および距離に在る観察者に対して当該システムを調整できるように、上記マルチライン制御転換手段により個別にオン／オフ転換される。
【００４２】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記システムは、上記第１および第２偏光層を相互に対して並進させる第１機械的手段を更に備えて成る。
【００４３】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記システムは、上記第１および第２偏光層のいずれかを上記ディスプレイに対して並進させる第２機械的手段を更に備えて成る。
【００４４】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記システムは、上記第ｌと第２偏光層との間にあって上記マルチライン制御転換手段により制御される、複数オン／オフ転換可能光回転手段の付加的な副層を更に備えて成る。
【００４５】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記システムは、上記ディスプレイに対する観察者の位置および距離を検出する手段を更に備えて成る。
【００４６】
また、以下に記述される本発明の好適実施例の更なる特徴に依れば、少なくとも一個の第１レジオンおよび少なくとも一個の第２レジオンに分割されたフレームを提供するディスプレイの３次元観察用システムを提供し、該システムは、（a）第１サブエリアおよび第２サブエリアに分割された第１偏光層、第１作用段階において第１サブエリアは光を第１配向に偏光すると共に第２サブエリアは光を第２配向に偏光し、且つ、第２作用段階において第１サブエリアは光を上記第２配向に偏光すると共に第２サブエリアは光を上記第１配向に偏光し、第２偏光層はディスプレイと観察者との間に在り、第１偏光層は観察者とディスプレイとの間に在る、（b）第３サブエリアおよび第４サブエリアに分割された第２偏光層、第３サブエリアは光を上記第１配向に偏光すると共に第４サブエリアは光を第２配向に偏光し、第２偏光層は第１偏光層と観察者との間に在り、第２偏光層はディスプレイと観察者との間に在り、第１および第２偏光層の一方は観察者に接近し且つ他方はディスプレイに接近する、（c）上記第１作用段階と上記第２作用段階との間を迅速に選択する手段、第１および第２偏光層は相互に所定距離を置き、上記第１、第２、第３および第４サブエリアは、上記第１作用段階が選択されたときには、少なくとも一個の第１レジオンから発する光は観察者の両目の一方に到達すると共に他方の目から実質的に遮断され、且つ、少なくとも一個の第２レジオンから発する光は観察者の他方の目に到達すると共に第１の目から実質的に遮断され、又、上記第２作用段階が選択されたときには、少なくとも一個の第１レジオンから発する光は観察者の他方の目に到達すると共に第１の目から実質的に遮断され、且つ少なくとも一個の第２レジオンから発する光は観察者の第１の目に到達すると共に他方の目から実質的に遮断されるように、上記第１および第２偏光層に亙りかつそれらに沿って分布する、（d）上記第１作用段階が選択されたときに上記第１画像の第１部分がフレームの少なくとも一個の第１レジオン上に提供されると共に上記第２画像の第２部分がフレームの少なくとも一個の第２レジオン上に提供され、且つ上記第２作用段階が選択されたときには上記第１画像の第２部分がフレームの少なくとも一個の第２レジオン上に提供されると共に上記第２画像の第１部分はフレームの少なくとも一個の第１レジオン上に提供されるように、上記第１作用段階と第２作用段階との間の選択の速度間の調整と、フレームの各レジオン上に提供されている第１および第２画像の第１および第２部分との間の調整とを行う調整要素から成る。
【００４７】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記第１作用段階と上記第２作用段階との間を迅速に選択する手段は、機械的なものである。
【００４８】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記第１画像は左画像であり、上記第２画像は右画像であり、上記第１部分は左部分であり、且つ、上記第２部分は右部分である。
【００４９】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記第１画像は右画像であり、上記第２画像は左画像であり、上記第１部分は右部分であり、且つ、上記第２部分は左部分である。
【００５０】
また、以下に記述される本発明の好適実施例の更なる特徴に依れば、少なくとも一個の第１レジオンおよび少なくとも一個の第２レジオンとに分割されたフレームを提供するディスプレイの３次元観察用システムが提供され、当該システムは、（a）各々が第１サブエリアおよび第２サブエリアに分割された第１および第２偏光層、上記第１サブエリアは光を第１配向に偏光し、上記第２サブエリアは光を第２配向に偏光し、第１偏光層はディスプレイに最も近く、第２偏光層は上記第１偏光層と観察者との間に在り、（b）上記偏光層間に設置されるオン／オフ転換可能な光回転手段層、当該光回転手段層がオンされたときにそこを通過する光が回転し、且つ、当該光回転手段層がオフされたときにそこを通過する光は回転しない、上記転換可能な光回転手段層がオフのとき、少なくとも一個の第１レジオンから発する光は観察者の両目の一方に到達すると共に他方の目から実質的に遮断され、且つ少なくとも一個の第２レジオンから発する光は観察者の他方の目に到達すると共に第１の目から実質的に遮断され、又、上記転換可能な光回転手段層がオンのとき、少なくとも一個の第１レジオンから発する光は観察者の他方の目に到達すると共に第１の目から実質的に遮断され、且つ少なくとも一個の第２レジオンから発する光は観察者の第１の目に到達すると共に他方の目から実質的に遮断されるように、上記第１および第２偏光層は相互から所定距離に置かれ、上記第１および第２サブエリアは上記第１および第２偏光層に亙り且つそれらに沿って分布している、（c）上記転換可能な光回転手段層がオフであるときに第１画像の第１部分が少なくとも一個の第１レジオン上に提供されると共に上記第２画像の第２部分が少なくとも一個の第２レジオン上に提供され、且つ上記転換可能な光回転手段層がオンであるときには上記第１画像の第２部分が少なくとも一個の第２レジオン上に提供されると共に上記第２画像の第１部分は少なくとも一個の第１レジオン上に提供されるように、上記転換可能な光回転手段層のオン／オフ転換速度間の調整と、フレームの各レジオン上に提供されている第１および第２画像の第１および第２部分との間の調整とを行う調整要素から成る。
【００５１】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記偏光は、上記第１配向が上記第２配向に実質的に直交する線形偏光、および上記第１配向が上記第２配向の向きと実質的に逆となる回転偏光から成る群から選択される。
【００５２】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記第１画像は左画像であり、上記第２画像は右画像であり、上記第１部分は左部分であり、且つ上記第２部分は右部分である。
【００５３】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記第１画像は右画像であり、上記第２画像は左画像であり、上記第１部分は右部分であり、且つ上記第２部分は左部分である。
【００５４】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記第１および第２偏光層の各々は偏光副層と複数のオン／オフ転換可能光回転手段の副層とを含み、上記システムは更にマルチライン制御転換手段を含み、上記複数のオン／オフ転換可能光回転手段の副層の各々の複数転換可能光回転手段の各々は、上記第１および第２サブエリアのサイズが上記マルチライン制御転換手段の制御下になると共にディスプレイから種々の位置および距離に在る観察者に対して当該システムを調整できるように、上記マルチライン制御転換手段により個々にオン／オフ転換される。
【００５５】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記システムは、上記第１および第２偏光層を相互に対して並進せしめる機械的手段を更に備えて成る。
【００５６】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記システムは、上記第１および第２偏光層のいずれかを相互に対して、且つ上記オン／オフ転換可能な光回転手段層をディスプレイに対して、並進せしめる機械的手段を更に備えて成る。
【００５７】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記システムは、上記第１および第２偏光層間にあると共に上記マルチライン制御転換手段により制御される、複数オン／オフ転換可能光回転手段の付加的な副層を更に備えて成る。
【００５８】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記システムは、ディスプレイに対する観察者の位置および距離を検出する手段を更に備えて成る。
【００５９】
また、以下に記述される本発明の好適実施例の更なる特徴に依れば、左画像および右画像を交互的に提供するディスプレイの３次元観察用システムが提供され、当該システムは、（a）第１サブエリアおよび第２サブエリアに分割された第１偏光層、第１作用段階において上記第１サブエリアは光を第１配向に偏光すると共に上記第２サブエリアは光を第２配向に偏光し、他方、第２作用段階において上記第１サブエリアは光を上記第２配向に偏光すると共に上記第２サブエリアは光を上記第１配向に偏光し、上記第１偏光層はディスプレイに最も接近する、（b）第３サブエリアおよび第４サブエリアに分割された第２偏光層、上記第３サブエリアは光を上記第１配向に偏光すると共に上記第４サブエリアは光を上記第２配向に偏光し、上記第２偏光層は第１偏光層と観察者との間に在る、（c）上記第１作用段階と上記第２作用段階との間を迅速に選択する手段、上記第１および第２偏光層は相互に所定距離を置き、上記第１、第２、第３および第４サブエリアは、上記第１作用段階が選択されたときに、ディスプレイから発する光が観察者の第１の目に到達すると共に第２の目から実質的に遮断され、又上記第２作用段階が選択されたときに、ディスプレイから発する光が観察者の第２の目に到達すると共に第１の目から実質的に遮断されるように、上記第１および第２偏光層に亙りかつそれらに沿って分布している、（d）上記第１作用段階が選択されたときに上記左画像がディスプレイ上に提供され、且つ上記第２作用段階が選択されたときに右画像がディスプレイ上に提供されるように、上記第１作用段階と第２作用段階との間の選択速度間の調整と、ディスプレイ上における左画像と右画像との交互呈示間の調整を行う調整要素を備えて成る。
【００６０】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記偏光は、上記第１配向が上記第２配向に実質的に直交する線形偏光、および上記第１配向が上記第２配向の向きと実質的に逆となる回転偏光から成る群から選択される。
【００６１】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記第１作用段階と上記第２作用段階との間を迅速に選択する手段は機械的なものである。
【００６２】
また、以下に記述される本発明の好適実施例の更なる特徴に依れば、左画像および右画像を交互に呈示するディスプレイの３次元観察用システムが提供され、当該システムは、（a）各々が第１サブエリアおよび第２サブエリアに分割された第１および第２偏光層、上記第１サブエリアは光を第１配向に偏光し、上記第２サブエリアは光を第２配向に偏光し、上記第１偏光層はディスプレイに最も接近する、上記第２偏光層は上記第１偏光層と観察者との間に在る、（b）上記偏光層間に設置されるオン／オフ転換可能な光回転手段層、当該光回転手段層がオンのときにそこを通過する光が回転し、且つ当該光回転層がオフのときにそこを通過する光は回転しない、上記転換可能な光回転手段層がオフのときに、ディスプレイから発する光は観察者の第１の目に到達すると共に第２の目から実質的に遮断され、又、上記転換可能な光回転手段層がオンのときに、ディスプレイから発する光は観察者の第２の目に到達すると共に第１の目から実質的に遮断されるように、上記第１および第２偏光層は相互から所定距離に置かれると共に上記第１および第２サブエリアは上記第１および第２偏光層に亙り且つそれらに沿って分布する、（c）上記転換可能な光回転手段層がオフのときにディスプレイ上に左画像が提供され、且つ上記転換可能な光回転手段層がオンであるときにはディスプレイ上に右画像が提供されるように、上記転換可能な光回転手段層のオン／オフ転換の速度間の調整と、ディスプレイ上の第１および第２画像の交互表示間の調整を行う調整要素を備えて成る。
【００６３】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記偏光は、上記第１配向が上記第２配向に実質的に直交する線形偏光、および、上記第１配向が上記第２配向の向きと実質的に逆となる回転偏光、から成る群から選択される。
【００６４】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記第１および第２偏光層の各々は、偏光副層と、複数オン／オフ転換可能光回転手段の副層とを含み、当該システムは更に、マルチライン制御転換手段を備えて成り、上記複数オン／オフ転換可能光回転手段の副層の各々の複数転換可能光回転手段の各々は、上記第１および第２サブエリアのサイズが上記マルチライン制御転換手段の制御下になると共にディスプレイから種々の位置および距離に在る観察者に対して当該システムを適合せしめる如く、上記マルチライン制御転換手段により個々にオン／オフ転換される。
【００６５】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記システムは、上記第１および第２偏光層を相互に対して並進せしめる機械的手段を更に備えて成る。
【００６６】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記システムは、上記第１および第２偏光層の任意のものを相互に対して、且つ、上記オン／オフ転換可能な光回転手段層をディスプレイに対して、並進せしめる機械的手段を更に備えて成る。
【００６７】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記システムは、上記第１および第２偏光層の間であると共に、上記マルチライン制御転換手段により制御される、複数オン／オフ転換可能光回転手段の付加的な副層を更に備えて成る。
【００６８】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記システムは、ディスプレイに対する観察者の上記位置および上記距離を検出する手段を更に備えて成る。
【００６９】
また、以下に記述される本発明の好適実施例の更なる特徴に依れば、当該フレームに亙り該フレームに沿って分布された、左画像および右画像の第１および第２の画素を夫々交互的に提供する複数の第１小区域と、これと同時に右画像および左画像の対応第２および対応第１画素を夫々交互的に提供する複数の第２小区域と、を含むフレームを表示するディスプレイの３次元観察用システムであって、該システムは、（a）当該層に亙りそれに沿って配置された交互的な第１および第２サブエリアを含むシャッタ手段層と、第１作用段階においては、上記第１サブエリアは実質的に不透明であると共に上記第２サブエリアは実質的に透明であり、第２作用段階においては、上記第１サブエリアは実質的に透明であると共に上記サブエリアは実質的に不透明であり、且つ、上記第１作用段階においては、第１小区域から発する光は観察者の両目の一方に到達すると共に他方の目から実質的に遮断され、且つ、第２小区域から発する光は観察者の他方の目に到達すると共に第１の目から実質的に遮断され、又、上記第２作用段階においては、第１小区域から発する光は観察者の他方の目に到達すると共に第1の目から実質的に遮断され、且つ、第２小区域から発する光は観察者の第１の目に到達すると共に他方の目から実質的に遮断される、如く、上記シャッタ手段層はディスプレイから所定の距離に置かれ、且つ、上記第１および第２サブエリアは上記シャッタ手段層に亙り且つそれに沿って分布されており、（b）上記第１作用段階が選択されたときには第１画素は第１小区域に提供されると共に第２画素は第２レジオンに提供される一方、上記第２作用段階が選択されたときには第２画素は第１小区域に提供されると共に第１画素は第２レジオンに提供される、如くに、上記第１および第２作用段階の選択の速度間の調整と、第１および第２小区域における左右の画像の第１および第２画素の交互提供間の調整と、を行う調整要素と、を備えて成る、ディスプレイの３次元観察用システム、が提供される。
【００７０】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記シャッタ手段層は、両者共に同一の配向に偏光を行う第１および第２偏光副層と、該第１および第２偏光副層の間に配置された交互的な第１および第２のオン／オフ転換可能な光回転手段の副層と、を含み、上記第１および第２の転換可能な光回転手段は、上記第１の転換可能な光回転手段がオンであるときに上記第２の転換可能な光回転手段はオフとされ、上記第１の転換可能な光回転手段がオフであるときに上記第２の転換可能な光回転手段がオンとされる、如く、上記調整要素の制御下にある。
【００７１】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記シャッタ手段層は第１および第２偏光副層と、該第１および第２偏光副層の間に配置された複数オン／オフ転換可能光回転手段の副層とを含み、当該システムはマルチライン制御転換手段を更に備え、上記複数オン／オフ転換可能光回転手段の副層の各々の上記複数転換可能光回転手段の各々は、上記第1および第２サブエリアのサイズが上記マルチライン制御転換手段の制御下に置かれると共に、観察者のディスプレイからの種々の位置および距離に対応すべく当該システムが調節可能となる如く、上記マルチライン制御転換手段によりオン／オフ転換される。
【００７２】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記システムは、上記シャッタ手段層をディスプレイに対して並進させる機械的手段を更に備えて成る。
【００７３】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記システムは、ディスプレイと観察者との間に置かれると共に上記マルチライン制御転換手段により制御される付加的なシャッタ手段層を更に備えて成る。
【００７４】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記システムは、ディスプレイに対する観察者の上記位置および上記距離を検出する手段を更に備えて成る。
【００７５】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記偏光は、上記第１配向が上記第２配向に実質的に直交する線形偏光、および、上記第１配向が上記第２配向の向きと実質的に逆となる回転偏光、から成る群から選択される。
【００７６】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記システムの任意のものは、ディスプレイに対する観察者の上記位置および上記距離を検出する手段を更に備えて成る。
【００７７】
また、以下に記述される本発明の好適実施例の更なる特徴に依れば、当該フレームに亙り該フレームに沿って分布され、所定の時間にて、左画像の第１画素を提供する第１小区域と、対応する右画像の第２画素を提供する第２小区域と、を含むフレームを表示するディスプレイの３次元観察用システムであって、該システムは、（a）上記所定の時間の間に左画像の第１画素から発する光が観察者の右目に到達するのを制限すると共に、上記所定の時間の間に右画像の第２画素から発する光が観察者の左目に到達するのを制限する光遮断システムと、（b）当該光学的装置を通過する光線が広げられることにより、観察者の両目の各々の網膜により再現される画像は、当該光学的装置を省略した場合におけるであろうよりも少ないブランク領域を含むことにより粗さが低くなる如く、上記光遮断システムと観察者の両目との間に位置せしめられた光学的装置と、を備えて成る、ディスプレイの３次元観察用システム、が提供される。
【００７８】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記光学的装置は、上記光遮断システムに近い方に位置せしめられた発散レンズ状要素の配列と、観察者の両目に近い方に位置せしめられた収斂レンズ状要素の配列とを含む。
【００７９】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記光学的装置は、上記光遮断システムに近い方に位置せしめられた発散レンズと、観察者の両目に近い方に位置せしめられた収斂レンズとを含む。
【００８０】
また、以下に記述される本発明の好適実施例の更なる特徴に依れば、（a）所定時点において第１サブエリアおよび第２サブエリアに分割される第１および第２偏光層と、上記所定時点において上記第１サブエリアは光を第１配向に偏光し、上記所定時点において上記第２サブエリアは光を第２配向に偏光し、上記第１偏光層はディスプレイに最も近接しており、上記第２偏光層は上記第１偏光層と観察者との間に置かれ、（b）第２副層と第３副層との間に配設された第１偏光フィルタ副層を含む少なくとも一個の付加的層であって、上記第２および第３副層は、任意の所定時点において上記第１、第２および第３の副層が第１および第２サブユニットの装置を形成する如く、オン／オフ転換可能な光回転手段要素を含み、該要素のいずれかがオンとされたときにそれを通過する光は回転される一方、上記要素のいずれかがオフとされたときにそれを通過する光は回転されず、上記第１および第２偏光層の間の距離を選択すると共に上記付加的層の上記第１および第２副層内の上記オン／オフ転換可能な光回転手段を制御することにより、ディスプレイから発する光が選択された方向に制限される如く、上記第１サブユニットは上記第１配向に偏光された光の通過を許容すると共に上記第２サブユニットは上記第２配向に偏光された光の通過を許容する、少なくとも一個の付加的層と、を備えて成る、ディスプレイの方向制限観察用システム、が提供される。
【００８１】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記システムは、（c）上記オン／オフ光回転手段を制御することにより上記方向を制御する制御装置を更に備えて成る。
【００８２】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、ディスプレイは左画像および右画像を含み、当該システムは、少なくともひとりの観察者の各々がディスプレイの３次元認識を獲得する如く、左画像から発する光を観察者の左目に導くと共に右画像から発す光を観察者の右目に導くものである。
【００８３】
また、以下に記述される本発明の好適実施例の更なる特徴に依れば、（a）左右の画像の小寸で強度を有する画素を表示するディスプレイと、上記小さく集中的な画素の少なくとも一部は、実質的に光を発しない小区域に隣接され（例えば囲繞され）ており、（b）上記右画像の画素から発する光を観察者の右目に導くと共に、上記左画像の画素から発する光を観察者の左目に導く手段と、を備えて成る、３次元観察用システム、が提供される。
【００８４】
また、以下に記述される本発明の好適実施例の更なる特徴に依れば、ディスプレイの少なくとも一個のレジオンにおいて、（例えば、画像を実際に表示せずに、または、その代わりに、表示された画像を、表示画像を隠す不透明要素により隠すことにより）画像の部分が表示されていない第２小区域により囲繞された第１小区域内に、現在において表示されている画像のセクションが表示される如く、左画像および右画像を交互に提供する、ディスプレイの３次元観察用システムであって、該システムは、（a）第１サブエリアおよび第２サブエリアに各々分割された第１および第２偏光層であって、上記第１サブエリアは光を第１配向に偏光し、上記第２サブエリアは光を第２配向に偏光し、上記第１偏光層はディスプレイに最も近接しており、上記第２偏光層は上記第１偏光層と観察者との間に在る、第１および第２偏光層、と、（b）当該光回転手段層がオンとされたときはそれを通過する光は回転せしめられると共に当該光回転手段層がオフとされたときはそれを通過する光は回転されない様に上記偏光層間に置かれたオン／オフ転換可能な光回転手段層と、上記転換可能な光回転手段層がオフであるときにはディスプレイから発する光が観察者の第1の目に到達すると共に第２の目から実質的に遮断され、且つ、上記転換可能な光回転手段層がオンであるときにはディスプレイから発する光が観察者の第２の目に到達すると共に第１の目から実質的に遮断される、如くに、上記第１および第２偏光層は相互から所定距離に置かれ且つ上記第１および第２サブエリアは上記第１および第２偏光層に亙り且つそれらに沿って分布されており、（c）上記転換可能な光回転手段層がオフであるときにはディスプレイ上に左画像が提供され、且つ、上記転換可能な光回転手段層がオンであるときにはディスプレイ上に右画像が提供される、如くに、上記転換可能な光回転手段層のオン／オフ転換の速度間の調整と、ディスプレイ上の第１および第２画像の交互表示間の調整と、を行う調整要素と、を備えて成る、３次元観察用システム、が提供される。
【００８５】
また、以下に記述される本発明の好適実施例の更なる特徴に依れば、光を第１配向に偏光する第１サブエリアと、光を第１配向に直交する第２配向に偏光する第２サブエリアとを含む偏光層であって、該層は、光を第１配向に偏光する偏光手段の第１副層と、第２サブエリアにのみ対応すべき形状とされると共に光回転に関して活性なサブエリアを有する光回転手段の第２副層と、を含む、偏光層、が提供される。
【００８６】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記第１および第２サブエリアは交互的な細片パターンで配置される。
【００８７】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記第１および第２サブエリアはチェックボードパターンで配置される。
【００８８】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記第２副層は、第２セットの平行細片に関して垂直に配設された第１セットの平行細片を含んでチェックボードパターンを形成する。
【００８９】
また、以下に記述される本発明の好適実施例の更なる特徴に依れば、少なくとも一個の第１レジオンと少なくとも一個の第２レジオンとに分割されたフレームを提供するディスプレイの３次元観察用システムであって、該システムは、（a）ディスプレイから発する光を偏光する第１偏光層と、（b）第１作用段階においては光回転に関して起動状態（「活性」以下同様）であると共に第２作用段階においては光回転に関して解除状態（「不活性」以下同様）であり、上記第１作用段階にてはそれを通過するK 配向の光が該K 配向に直交するJ配向を与えられる、光回転層と、（c）上記第１偏光層と、上記光回転および当該光遅延層とを通過する光が、光回転層が上記第１または第２段階のいずれにあるか、および、光が上記第１および第２サブエリアのいずれかを通過するか、に依存して、第１配向もしくは該第1配向に直交する第２配向に偏光される如く、光をn ゜で遅らせる第１サブリエリアおよびn ＋90゜で遅延する第２サブエリアに分割された光遅延層（「光りターディング層」以下同様）と、（d）上記、第１配向の光を偏光する第３サブエリアと上記第２配向の光を偏光する第４サブエリアとに分割された第２偏光層と、全ての層（a）乃至（d）は順番に並べて位置されており、（e）上記第１作用段階と上記第２作用段階との間を迅速に選択する手段であって、上記層は相互に所定距離離間されて配置され、上記第１、第２、第３および第４サブエリアは、上記第１作用段階が選択されたときには、少なくとも一個の第１レジオンから発する光は観察者の両目の一方に到達すると共に他方の目から実質的に遮断され、且つ、少なくとも一個の第２レジオンから発する光は観察者の他方の目に到達すると共に第１の目から実質的に遮断され、又、上記第２作用段階が選択されたときには、少なくとも一個の第１レジオンから発する光は観察者の他方の目に到達すると共に第１の目から実質的に遮断され、且つ、少なくとも一個の第２レジオンから発する光は観察者の第１の目に到達すると共に他方の目から実質的に遮断される、如く、上記光遅延層および上記第２偏光層に亙りかつそれらに沿って分布されている、上記第１作用段階と上記第２作用段階との間を迅速に選択する手段と、を備えて成る、ディスプレイの３次元観察用システム、が提供される。
【００９０】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、上記システムは、（f）上記第１作用段階が選択されたときには上記第１画像の上記第１部分がフレームの少なくとも一個の第１レジオン上に提供されると共に上記第２画像の第２部分がフレームの少なくとも一個の第２レジオン上に提供され、且つ、上記第２作用段階が選択されたときには上記第１画像の第２部分がフレームの少なくとも一個の第２レジオン上に提供されると共に上記第２画像の第1部分はフレームの少なくとも一個の第１レジオン上に提供される、如くに、上記第１作用段階と第２作用段階との間の選択の速度間の調整と、フレームの各レジオン上に提供されつつある第１および第２画像の第１および第２部分との間の調整と、を行う調整要素、を更に備えて成る。
【００９１】
また、以下に記述される本発明の好適実施例の更なる特徴に依れば、（a）投影された表示内容を表示するスクリーンと、（b）表示内容の左側画素を上記スクリーン上に投影する左側投影器と、（c）表示内容の右側画素を上記スクリーン上に投影する右側投影器と、（d）上記左側投影器から発する光が上記スクリーン上の第１小区域上に到達することと上記右側投影器から発する光が上記スクリーン上の第２小区域上に到達することを許容すると共に、上記左側投影器から発する光が上記スクリーンの上記第２小区域上に到達することと上記右側投影器から発する光が上記スクリーンの上記第１小区域上に到達することを制限し、更に、上記第１小区域から反射された光が観察者の右目に到達することとスクリーンの上記第２小区域から反射された光が観察者の左目に到達することを制限する、光遮断装置と、を備えて成る、投影された表示内容の３次元観察用システム、が提供される。
【００９２】
また、以下に記述される本発明の好適実施例の更なる特徴に依れば、（a）投影された表示内容を表示する偏光維持スクリーンと、（b）表示内容の左側画素を上記スクリーンに投影する左側投影器と、（c）表示内容の右側画素を上記スクリーンに投影する右側投影器と、（d）光を第１配向に偏光する第１サブエリアと、光を上記第１配向に直交する第２配向に偏光する第２サブエリアと、に分割されると共に上記各投影器と上記スクリーンとの間に置かれた偏光層と、を備えて成る、投影された表示内容の３次元観察用システム、が提供される。
【００９３】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、（i）上記左側投影器から発すると共に上記第１サブエリアを通過する光は、上記第１配向に偏光され、上記スクリーン上の第１小区域に到達してから、その極性を維持し乍ら上記スクリーンから反射され、(ii)上記左側投影器から発すると共に上記第２サブエリアを通過する光は、上記第２配向に偏光され、上記スクリーン上の第２小区域に到達してから、その極性を維持し乍ら上記スクリーンから反射され、（iii）上記右側投影器から発すると共に上記第１サブエリアを通過する光は、上記第１配向に偏光され、上記スクリーン上の第２小区域に到達してから、その極性を維持し乍ら上記スクリーンから反射され、(iv)上記右側投影器から発すると共に上記第２サブエリアを通過する光は、上記第２配向に偏光され、上記スクリーン上の第１小区域に到達してから、その極性を維持し乍ら上記スクリーンから反射される。
【００９４】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、更に、（v）上記スクリーン、上記層および上記投影器の位置設定は、上記左側投影器から発し、夫々、上記スクリーンの上記第１および第２小区域から反射され、上記偏光層の上記第１および第２サブエリアを通過する光を観察者の左目が受け、且つ、上記右側投影器から発し、夫々、上記スクリーンの上記第１および第２小区域から反射され、上記偏光層の上記第２および第１サブエリアを通過する光を観察者の右目が受ける、如く選択される。
【００９５】
また、以下に記述される本発明の好適実施例の更なる特徴に依れば、（a）投影された表示内容を表示するスクリーンと、（b）表示内容の左側画素を上記スクリーンに投影する左側投影器と、（c）表示内容の右側画素を上記スクリーンに投影する右側投影器と、（d）第１波長範囲の光を透過する第１サブエリアと、第１波長範囲と実質的に異なる範囲である第２波長範囲の光を透過する第２サブエリアと、に分割されると共に上記各投影器と上記スクリーンとの間に置かれたカラーフィルタ層と、を備えて成る、投影された表示内容の３次元観察用システム、が提供される。
【００９６】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、（i）上記左側投影器から発すると共に上記第１サブエリアを通過する光は、上記第１範囲に制限された波長から成る如く濾過され、上記スクリーン上の第１小区域に到達した後、上記スクリーンから反射され、(ii)上記左側投影器から発すると共に上記第２サブエリアを通過する光は、上記第２範囲に制限された波長から成る如く濾過され、上記スクリーン上の第２小区域に到達した後、上記スクリーンから反射され、(iii)上記右側投影器から発すると共に上記第１サブエリアを通過する光は、上記第１範囲に制限された波長から成る如く濾過され、上記スクリーン上の第２小区域に到達した後、上記スクリーンから反射され、(iv)上記右側投影器から発すると共に上記第２サブエリアを通過する光は、上記第２範囲に制限された波長から成る如く濾過され、上記スクリーン上の第１小区域に到達した後、上記スクリーンから反射される。
【００９７】
記述された好適実施例における更なる特徴に依れば、更に、（v）上記スクリーン、上記フィルタ層および上記投影器の位置設定は、上記左側投影器から発し、夫々、上記スクリーンの上記第１および第２小区域から反射され、上記フィルタ層の上記第１および第２サブエリアを通過する光を観察者の左目が受け、且つ、上記右側投影器から発し、夫々、上記スクリーンの上記第１および第２小区域から反射され、上記フィルタ層の上記第２および第１サブエリアを通過する光を観察者の右目が受ける、如く選択される。
【００９８】
また、以下に記述される本発明の好適実施例の更なる特徴に依れば、第１画像の少なくとも一部を提供する少なくとも一個の第１レジオンと、第２画像の少なくとも一部を提供する少なくとも一個の第２レジオンとに分割されたフレームを提供するディスプレイの３次元観察用システムであって、該システムは、各々が第１サブエリアおよび第２サブエリアに分割された第１および第２カラーフィルタを備えて成り、上記第１サブエリアは光を第１波長範囲に濾過し、上記第２サブエリアは光を第２波長範囲に濾過し、上記第１偏光層はディスプレイに最も近接しており、上記第１および第２偏光層は相互に所定距離にあり、上記第１および第２サブエリアは、少なくとも一個の第１レジオンから発する光が観察者の一方の目に到達すると共に他方の目から実質的に遮断され、少なくとも一個の第２レジオンから発する光が観察者の他方の目に到達すると共に第１の目から実質的に遮断される如く、上記第１および第２偏光層に亙り且つそれに沿って分布されている、ディスプレイの３次元観察用システム、が提供される。
【００９９】
また、以下に記述される本発明の好適実施例の更なる特徴に依れば、左画像の少なくとも一部を提供する第１レジオンと、右画像の少なくとも一部を提供する第２レジオンとに分割されたフレームを提供するディスプレイの３次元観察用システムであって、第１および第２レジオンの各々は、第１スペクトル範囲の光を発する第１小区域と、第２スペクトル範囲の光を発する第２小区域と、第３スペクトル範囲の光を発する第３小区域と、に分割され、上記各スペクトル範囲は、それらの範囲の各々を選択された強度で表示することにより上記レジオンの各々が所望のカラーを有するものとして観察者により認識される如く選択される、ディスプレイの３次元観察用システムであって、該システムは、光フィルタ層を備え、該光フィルタ層は、（a）上記第１スペクトル範囲の光を遮断する第１サブエリアと、（b）上記第１および第２のスペクトル範囲の光を遮断する第２サブエリアと、（c）上記スペクトル範囲の全ての光を遮断する第３サブエリアと、（d）上記第２および第３スペクトル範囲の光を遮断する第４サブエリアと、（e）上記第３スペクトル範囲の光を遮断する第５サブエリアと、（f）上記スペクトル範囲の全ての光を透過する第６サブエリアと、を含み、上記第１乃至第６サブエリアは、上記第１レジオンから発する光が観察者の右目から実質的に遮断されると共に上記第２レジオンから発する光が観察者の左目から実質的に遮断される如く、上記光フィルタ層に沿って且つ該光フィルタ層に亙り配置されている、ディスプレイの３次元観察用システム、が提供される。
【０１００】
本発明は、現在において公知の装置の欠点に好首尾に対処しているが、これは、観察者の両目に近接係合される眼鏡もしくは他の光学的手段無しで、直接的に表示もしくは投影される平坦スクリーン・フルカラーの立体的ビジョン(stereoscopic vision)を提供することで行われる。更に、本発明に係る３次元観察用システムの幾つかは、ディスプレイに対する特定の位置および距離に観察者を制限することが無く、従って、観察者はディスプレイを見る間に頭部を自由に動かすことができ、また、これらのシステムの幾つかは、ひとり以上の観察者に対するディスプレイの３次元観察の同時提供に関している。そして更に、本発明の更に進歩したシステムは、静止画および動画のいずれに対する３次元観察および投影に関しても高度に適しており、また、先行技術のシステムと対照的に可動部分を含まず、しかも、幾つかのものはコンピュータおよびテレビジョンセットなどの既存のハードウェアにさえも取付け得るものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１０１】
本発明は、観察者が静止画もしくは動画を観察して距離知覚を得るべく使用され得る３次元観察および投影用システムに関している。特に、本発明は、同時にひとり以上の観察者が眼鏡無しで静止画もしくは動画を３次元的に見る為に使用され得る。
【０１０２】
本発明に係る３次元観察用システムの原理および作用は、添付図面およびそれに関連する説明を参照することによりより良く理解されよう。
【０１０３】
図面を参照すると、図１乃至３は本発明の第１実施例を示している。本発明の第１実施例に依れば左画像および右画像のフレーム対から成る立体動画が表示（即ち提供）されるが、この画像対はそれらをディスプレイ上に並置表示（即ち提供）することにより協働して立体的観察を構成するものであり、これらの画像対のサイズ、位置および周縁部は観察者がそれらを立体的に見ることができる如きものであるが、これは、観察者の右目が右画像を見ると共に左目が左画像を見る如く視界方向を分岐(diverge)することにより行われる。
【０１０４】
図１はスクリーン上に表示されたディスプレイ1 を示しており、このディスプレイ1 は、右画像3 の左側の左画像2 を含む表示フレームを含んでいるが、これらの語句は上述の語句定義箇所にて定義したものである。左画像2 および右画像3 は典型的には対象物に関して実質的に同一であるが、場合によっては配向が異なっており、これは例えば、人間の瞳間距離（約6.5cm）と略々等しく離間された１対のビデオカメラが僅かに視点(perspective)を異ならせて単一の光景に向けられた場合であり、斯く生成された画像は、左画像２がディスプレイ1 の左側に表示される様にして左画像2 および右画像3 として表示（即ち提供）される。但し、上記の定義箇所で述べた如く、この例、並びに、以下に示す特定の画像の出所の例、および／または、それらを表示（即ち提供）する特殊な技術は、明確化の為に示しただけであり、本発明の範囲を何らかの特定のタイプの画像もしくはディスプレイに限定することを意図するものでは無いことを銘記されたい。
【０１０５】
本発明の第１実施例に従って3D- 画像を観察する方法は図２に示されている。
【０１０６】
先ず、図２は、観察者4 が対象を通常的に見る方法を検討すべく使用される。通常の対象、例えば左画像2 、を見るときに観察者4 は、通常の方法により左目5 および右目6 を左画像2 に向け、その結果、左目5 の視線7 および右目6 の視線9 となる。同様に、観察者4 が画像3 を通常的に見る場合、観察者は両目5 および6 をその対象に向け、左目5 に対する視線10および右目6 に対する視線8 を引き起こす。
【０１０７】
もし画像2 が定義された如き左画像であると共に画像3 が右画像であれば、観察者4 は立体的な双眼の（即ち３次元的な）観察を得ることができるが、これは、観察者4 が、左目5 を左画像2 に向けて視線7 を生ずると共に右目6 を右画像3 に向けて視線8 を生ずる如く両目を分岐した場合である。
【０１０８】
左画像2 および右画像3 はそのときに観察者4 により単一画像に合体される。もし左画像2 および右画像3 がひとつの光景に関して視差情報を含んでいれば、深度の立体的幻覚(stereoscopic
illusion）、換言すれば3D- 画像に帰着する。
【０１０９】
代替的な観察方法は観察者によっては更に快適なものである。この場合、左画像2 はディスプレイ1 の右側に表示される一方、右画像3 は左側に表示される。距離知覚の為に、観察者4 は両目を分岐するのではなくそれらを交差させ、従って、左目5 は視線10に沿って右画像3 を見て、右目6 は視線9 に沿って左画像2 を見る。
【０１１０】
いずれの場合においても、左目5は左画像を見ると共に右目6は右画像を見る。左画像および右画像は多くの点において実質的に同一であることから、観察者4は、実践する上で適切な訓練を受けた後に両画像を中央領域の単一画像に合体することができるが、この中央領域は、左画像および右画像を単一画像即ち単一の形態(gestalt）に組合せるところである。同一の周縁により左画像2および右画像3を囲繞するとプロセスが促進されるが、必須では無い。もし画像2および3が、上記で定義した視差情報により導入された差異においてのみ本質的に異なる同一の対象物の左右画像であれば、観察者4は、付加的な光学的用具を何ら使用せずに双眼の立体光学観察(binary  stereo-optic  viewing)により深度幻覚（即ち３次元性）を認識する。
【０１１１】
もし適切な順序で複数のフレームが表示され、その各々がディスプレイ・スクリーンの一部分に表示された左画像およびそれに並べてディスプレイ・スクリーンの別の部分に表示された右画像を組合せたものであれば、上述の如くして両目を向ける観察者は３次元映画を見ることができる。
【０１１２】
従って、本発明の第１実施例に依れば、各画像が上述の様にして見られるという左右の画像を各々含む一連のフレームを表示し、各フレームは従来の映画の手法で相互に連続する様にして立体的な3D- 動画を生成すれば、画像を表示する為の習用の手段（例えば、テレビジョンもしくはコンピュータ・スクリーン）以外の特別の光学装置を必要とせずに、距離知覚が得られる。
【０１１３】
例えば上述した“マジックアイ”シリーズなどの書籍刊行物においては、ランダムドット立体画がページ上に印刷された小さな通常の静止画像と組み合わされており、観察者は、ランダムドット立体画(random-dot stereogram)を見るときに右目をひとつの特定の画像に向けると共に左目をもうひとつの特定の画像に向ける様にして静止画像を見るが、通常は、ひとつの画像は左側に置かれて右目で見る様になっている。各画像は僅かに異なる視点からの同一の光景を写しており、ユーザは、各画像を合体するときに、画像を組合せて深度幻覚を認識する。
【０１１４】
これまでのところ、本発明者が知る限り、一連のフレームに適用して動画を生成すべき上述の観察方法の使用は未だ企図されておらず、実現されてもいない。但し、Trumbull et alに対する米国特許第5,126,878号において、左画像および右画像をディスプレイ上に並置表示するというアイデアが実際に企図されているのは興味深い処である。しかし乍ら、Trumbull et alは、かゝる画像が更なる光学装置の恩恵を受けずに単一画像に合体して立体的に見ることが可能である如く、かゝる画像が表示される可能性には言及していない。その代わりTrumbull et alの開示は、両目の前面に装着される装置に関しており、これは画像を移動すると共にそれらの寸法を変化させている。かゝる装置は特殊なアイウェア（即ち眼鏡）を必要とする解決策の全てに関する一般的な不利益を伴う一方、表示された画像の見かけのサイズに関しては一定の利点を呈すると共に、その一方で、高価であり、また、簡便さ、興味深さ、およびおそらくは快適性に関する明らかな不都合さを呈している。
【０１１５】
しかし乍ら、本明細書中に記述した本発明の第１実施例には本来的なふたつの不便さがある。第１の不便さは、眼鏡、レンズ、ミラーもしくは他の光学的用具を用いずに画像を見た場合、両目の視線が本質的に相互に平行となり、遠距離の対象物を器具を使用しないで通常的に観察する為の自然な角度を越えて両目を分岐する必要がない場合に、最良の結果が得られる、ということである。従って、全体として単一の形態に好首尾に組合せられ得る画像の幅は、観察者の瞳間距離の略々上限であり、通常は各画像に対して7cm 以下である。
【０１１６】
第１実施例の第２の不便さは、各々の目が夫々に適切な画像を見ることに加え、それに適切でない画像を周縁で見てしまうことである。従って、第１実施例を通常的に実施する上では、左目はスクリーンの左側に載置された左画像を見ると共に右目はスクリーンの右側に載置された右画像を見るが、左画像を見ている左目は周縁において、左画像の右側に配置された右画像をも見ると共に、右画像を見ている右目は周縁において、右画像の左側に配置された左画像をも見ている。図２を再度参照すると、このことは、視線7 に沿って左画像2 を左目5 で見ている観察者4 は、“自身の目の角隅の外側で”（即ち周縁で）、左目5 が向けられた左画像2 の右側に配置された右画像3 も見えることになる。同様に、観察者4 の右目6 が視線8 に沿って右画像3 を見ているときに、右目6 により見られている右画像3 の左に配置された左画像2 を周縁で認識する。
【０１１７】
図３を参照すると、上述の状況が示されている。左画像がディスプレイの左側にあるものとすれば、ボックス12は左目により認識される光景を表す一方、ボックス11は右目により認識される光景を表している。図３の中央エリア13は、両目が焦点を合せる領域であり、中央エリア13における画像は単一形態に合体される。尚、明瞭化の為に、左目からの画像は僅かに左側および上方に変位されていることから、中央エリア13は２重の画像を示している。実際の認識においては、これらの画像は観察者により合体され、中央エリア13は単一画像（形態）として現われ、且つ、左右の画像が適切に選択されるのであれば、その単一画像は深度幻覚を有する。
【０１１８】
上述した不便さは、観察者により知覚された全体光景が、図３の中央エリア13のみではなく図３全体を擬態することである。観察者が２個の適切な画像をその視野の中央エリア13における単一の立体的画像（形態）に組合せるとき、２個の付加的な側部画像14および15が、夫々、中央エリア13の側方に現われる。これらは、熟練した観察者であれば殆ど無視され得るが、観察者によっては、２個の適切な画像を単一の立体光学的画像に解像する上で散漫にさせると共に困難性を覚えさせる傾向がある。
【０１１９】
従って、本発明の以下の実施例は、観察者の両目は夫々の適切な画像のみを観察し、即ち、左目は左画像を観察すると共に右目は右画像を観察する、というシステムに関している。
【０１２０】
図４を参照すると、上述した側部存在(flanking)（即ち周囲）画像の問題を解決することを企図した、本発明の第２実施例が示されている。図４は、３次元観察用のシステム16を示している。システム16は層すなわち層20を含み、この層20は、偏光手段を含むと共に第１エリア21および第２エリア22に分割されており、ディスプレイ1 上に表示された両画像に関し、エリア21は実質的に左画像2 をカバーする一方、エリア22は実質的に右画像3 をカバーしている。尚、層20は実際はディスプレイ1 に近接されているが、ディスプレイ1 上の画像の位置を示して明瞭化を図るべく、図面中では寸法を無視して離間移動されている。エリア21は光を第１配向に偏光する一方、エリア22は、第１のものに実質的に直交する第２配向に偏光を行う。そのときに観察者は、第１配向に偏光された光のみが左目に入るのを許容する左側アイピース24と、第２配向に偏光された光のみが右目に入るのを許容する右側アイピース25とを有する偏光眼鏡23を装着する。
【０１２１】
従って、この解決策は立体的映像の分野において公知の古典的な解決策に類似しており、一配向に偏光された左画像が左目に入ると共に別配向に偏光された右画像が右目に入るのを許容する一方、両目が不適切画像を見るのを阻止すべく、偏光眼鏡を使用する。典型的にはこの技術は、両者共にディスプレイ全体に分布された左画像および右画像と共に使用されてきており、それは例えば、各々が異なる配向に偏光された２個の独立した画像を共通のディスプレイ・スクリーン上に投影するものであり、例えば3D- 映画はこの様にして典型的に投影される。
【０１２２】
本発明の第２実施例および引続く実施例においては、ディスプレイがLCD である場合に対して特定の改変が想起される、と言うのも、標準的なLCD から発せられる光は既に偏光されているからである。かゝる場合において、本発明の第２実施例に対して示した如く、層20は偏光手段では無く光回転手段を含み、エリア21は何らの光学的効果を有さないことからLCD スクリーンから発する共に第１配向を有する偏光を通過せしめる一方、エリア22は光回転効果を有することにより、LCD スクリーンから発する光を90°回転させて第２配向を付与する如くなる。
【０１２３】
左画像および右画像が図１乃至図４に示された如く載置されるという本発明の第２実施例の利点は、２個の画像から発する光は別個に偏光されるという状況を生み出すべく極めて簡素で安価な手段が使用され得る、という事実に見出されるものであり、この方法論を用いれば、立体的映像の分野にて知られた他の方法論を用いること無く３次元ディスプレイを更に簡素かつ安価に構成することが可能となる。画像の幅は制限されるが、入手可能なディスプレイに関するフルカラーおよび完全解像度を享受する。この実施例の付加的な利点は、記述された如く用意された画像と共に偏光手段層20および眼鏡23を組合せたとすれば、極めて安価な手法で既存のディスプレイ（例えば標準的なテレビジョンおよびコンピュータ・ディスプレイ・スクリーン、印刷材料など）に応用することができ、既存のハードウェアに対する何らの付加も変更も必要としないことである。
【０１２４】
図５を参照すると、本発明の第３実施例が示されている。第３実施例によれば、更なる３次元観察用システム35が提供されるが、このシステム35は、幅の制限が無く、３次元的に観察されるべき画像に対して両目を特に分岐もしくは集中させる必要の無い画像の使用を可能とする。
【０１２５】
上述の如く、Venoliaに対する米国特許第5,050,961号は、夫々の目に対して適切な左右の画像の適切な小区域を提供しているが、ディスプレイの50%の領域は両目の各々からは見えず、従って、知覚された3D- 画像の品質（即ち解像度地）に影響を与えている。他方、MacDonaldに対する米国特許第5,083,851号は左右の画像の両者に対してディスプレイ領域の画像情報を全て使用する手段を提供しているが、MacDonaldの手段は依然として、本願の図５に示されると共に以下で説明するシステム35と比較した場合に相当に高価で複雑なものである。
【０１２６】
システム35は、図４の層20の機能と類似した偏光層39と、上述の第２実施例に関して記述したものと同様の偏光眼鏡23と、当分野でカ一効果(Kerr effect)として知られた効果を提供すべく光回転手段のオン／オフ転換可能要素を含む層49と、を含んでいる。
【０１２７】
左右の画像は、ディスプレイ1 に亙るフレーム22内で、小さな第1 小区域31および第２小区域32（フレーム22内の交互の黒色画素31および白色画素32として示されている）に分布される。画素31および32の各々はコンピュータ駆動のラスタ(raster)ディスプレイの個々のピクセル、または、テレビジョン・ディスプレイの交互走査線と同程度に小さくできる。３次元観察用システム35を使用する上では極めて小さなサブレジオンを含むのが通常であるが、図５においては明瞭化の為にそれらのサイズを誇張してある。更に、層39および49はディスプレイ1 から離間して引出されると共に相互に離間されているがこれは明瞭化の為であり、層39および49は相互に対して且つディスプレイ1 に対し更に近接（例えば隣接）されるのが典型的である。
【０１２８】
図５に更に示される如く、システム35の層39は小さな第１および第２のサブエリア41および42に分割され、フレーム22の小区域31および32の各々からの光が偏光層39のサブエリア41（図５では交差線×でマークされている）およびサブエリア42を夫々通過する如き装置を提供している。偏光層39の内で、フレーム22の小区域31から発する光が横切るサブエリア41はその光を第１配向に偏光するが、偏光層39の内で、フレーム22の小区域32から発する光が横切るサブエリア42は、第１配向と実質的に直交する第２配向にその光を偏光する。従って、図５の例では、サブエリア41は左画像の小区域31からの光を第１配向に偏光する一方、右画像の小区域32からの光を第２配向に偏光する。
【０１２９】
図４におけるのと同様に、眼鏡23の左側アイピース24は第１配向に偏光された光のみが観察者の左目に到達するのを許容すると共に、右側アイピース25は、実質的に第２配向に偏光された光のみが観察者の右目に到達するのを許容する。従って、各々の目はその適切な画像のみを見ることになる。
【０１３０】
もしこの様に処理された光が眼鏡23を直接的に通過すれば、特に視線を分岐もしくは集中する必要無しにフルカラーの立体画観察を許容するシステムが提供されるが、この立体画観察はディスプレイの全幅を占めると共に、本質的にVanolia により記述されたのと同様に粗い画像を有するが、これは、ディスプレイの一部が各々の目の視線から恒常的に遮断されるからである。
【０１３１】
この問題を克服する為に、システム35では付加的な層49が採用されている。上述の如く、層49は、光回転手段のオン／オフ転換可能要素を含み、当分野でカー効果として知られた効果を提供している。従って、層49をスイッチオン（即ち起動）すると、カー効果により、偏光層39のサブエリア41およ42の全てから発する光の偏光配向は90°変化せしめられる。結果として、それまでは右目から隠されていた小区域31からの光は今や右目により観察可能となる一方、それまでは左目から隠されていた小区域32からの光は左目に観察可能となり、且つ、企図されない方の目には光は到達しない。一方、層49をスイッチオフ（即ち解除）すると、かゝる効果は無くなる。
【０１３２】
本発明の第３実施例に依れば更に、光回転手段層49が解除されたとき、ディスプレイ1 は左画像をその元の小区域31群内に表示（即ち提供）する一方、右画像はその元の小区域32群内に表示される。一方、光回転手段層49が起動されたときは、左画像は小区域32内に表示されると共に右画像は小区域31内に表示される。
【０１３３】
当業者には明らかな様に、且つ、上述した如く、フレーム22の画素、即ち本明細書中では小区域31および32と称される画素は、特別の構造は不要である。従って、画素は、ピクセル、走査線または他の任意のサイズもしくは形状のものでも良く、装置の製造および画像の生成に関して好都合なものとし、且つ、観察者により認識される画像の明滅を減少するものであれば良い。
【０１３４】
本発明の第３実施例に依れば更に、且つ、図５に更に示される如く、上述の如き光回転層49のオン／オフ転換がディスプレイ上の左右の画像画素の変化と一致するのを確かなものとすべく、調整転換手段51が採用されている。当業者であれば、転換手段51はディスプレイ1 および光回転層49へのコマンドライン33および34に接続され得ることを理解し得ようが、転換手段51を適切に作動させるに必要な情報が独立的に得られる限りにおいては、ディスプレイ1 へのコマンドライン接続33は強制的なものでなく必須でもない。これはたとえば、ディスプレイ1 のスキャン周波数が主要電流の周波数に依存しもしくはディスプレイの入力データストリームから得られる信号に依存すると共に、調整転換手段51も同様に依存する場合である。これらの場合、図５に示されたシステム35はコマンドライン33を必要とせず、ディスプレイ1 から独立して製造されることになろう。故にこのシステムは例えば3D- ビデオテープのセットと共に提供され、標準的なテレビジョンと共に使用されることになる。
【０１３５】
図６を参照すると、本発明の第４実施例が示されている。第４実施例は更なる３次元観察用システム50を提供し、該システム50は、本発明の第１実施例に関して前述した図３の周縁の（即ち側部の）‘余分な’画像14および15を除去する代替的方法を提供するものである。上述したシステム16および35に関する実施例と比較した場合の第４実施例のシステム50の深遠な利点は、このシステム50では、距離知覚（即ち３次元性）を得る上で観察者が眼鏡を装着する必要が無いことである。
【０１３６】
図６に示される如く、システム50はディスプレイ1 を含むが、該ディプレイ1 は、第１画像の少なくとも一部（即ち、第１画像の全て、または、第１画像から得られた画素）が表示される少なくとも一個の左側レジオン52と、第２画像の少なくとも一部（即ち、第2 画像の全て、または、第２画像から得られた画素）が表示される少なくとも一個の右側レジオン53と、に分割されたフレーム22を含んでいる。
【０１３７】
尚、本明細書中では、記述された種々のシステムのディスプレイのレジオン（または小区域）に関し、左右の配向に言及していることを銘記されたい。但し、かゝる多くの実施例において、上方および下方などの他の配向も可能である。従って、‘左レジオン（または小区域）’および‘右レジオン（または小区域）’という語句が本明細書中で使用されたとき、それらは‘第１レジオン（または小区域）’および‘第２レジオン（または小区域）’という語句も指しており、それらは全て可能な配向を指すものである。
【０１３８】
好適には第１画像は左画像であると共に第２画像は右画像であり、これは上記において図２の考察で説明したが、以下の説明から理解される様に左右の画像の配置を逆にすることも可能である。尚、点54および55は観察者の左右の目の位置を夫々表している。
【０１３９】
システム50は、観察者とディスプレイ1 との間に介設された第１および第２の層56および57を含む。明瞭化の為にディスプレイ1 から幾分か離間された層57は、実際はディスプレイ1 に近接（例えば隣接）している。層56および57の各々は２種類のサブエリアに分割され（細片で配置されるが図６では断面で示される）図６では暗いサブエリア58および明るいサブエリア59にマークされている。サブエリア58は光を第１配向に偏光する一方、サブエリア59は光を第１配向に対して実質的に直交する第２配向に偏光する。
【０１４０】
層57がディスプレイ1 に隣接する特定位置に在ると共に層57のサブエリア58および59が特定の位置およびサイズであるとすれば、層56の位置と、該層56のサブエリア58および59の位置およびサイズを選択することにより、ディスプレイ1 からの光が層57のサブエリア58および59を介して適切な目の方向に通過するのを層56のサブエリア58および59が阻止（すると共に透過）し、且つ、光が不適切な目に向けられたときにはサブエリア58および59からの光を層56のサブエリア58および59が阻止（すると共にブロック）する様にすることも可能である。
【０１４１】
層56と層57との間の距離62、並びに、層56のサブエリア58および59のサイズおよび位置は、観察者の両目の位置およびそれらの間の瞳間距離64と、観察者と層57との間の距離と、層57が分割されるサブエリア58および59のサイズと、に依存するものである。層56およびそのサブエリア58および59を適切に載置すれば、左目54は実質的に左画像のみを観察すると共に右目55はは実質的に右画像のみを観察し、且つ、距離知覚（即ち３次元性）を得ることが確実なものとなる。これらの種々の要素のサイズおよび位置の厳密な決定方法は、特に図２４を参照して以下で更に論ずる。
【０１４２】
例えば、左画像を表示している左側レジオン52のゾーン61bから発する光を考える。層57に亙るサブエリア58および59の装置に依り、層57を通過するに際し、ゾーン61bから発した光は層57のサブエリア59により第１配向に偏光される。従って、且つ、層56に亙るサブエリア58および59の交互装置、および、上記で説明した如く層57と観察者とに対する層56の位置に依り、層56を通過するに際して、ゾーン61bから発せられて右目55に向けられた光はサブエリア58に遭遇してブロックされるがこれはそのサブエリアが逆の偏光配向を有しているからであり、一方、ゾーン61bから発せられて左目54に向けられた光は、同一の偏光配向を有するサブエリア59に遭遇して左目54に伝達される。同様にして、右画像を表示する右側レジオン53のゾーン61aから発する光は層57のサブエリア58を通過するときに先ず偏光される。左目54に向けられたかゝる光は、層56の逆極性のサブエリア59に遭遇したときに遮断されるが、層57の同一極性のサブエリア58に遭遇したときには右目55に向けて導かれ、このサブエリアはそれを右目55に伝達する。従って、両目54および55の各々は、それに適切なゾーンのみを観察する。図６に示された如く、この説明は左右の画像の他の全てのゾーンに対して有効であり、従って、両目54および55の各々は自身に適切な画像のみを観察して距離知覚を得る。
【０１４３】
当業者であれば、層56に対してはひとつ以上の適宜な距離62が存在することを理解し得よう。例えば、層56は破線65に沿って位置しても良く、更に、距離を変更すると層56に亙るサブエリア58および59のサイズの変更も必要となる。現在は、層56を層57に可及的に近接させ、システム50を可及的に薄寸とするのが好適である。
【０１４４】
更に、当業者であれば、図６の例は説明の為にのみ示され、本明細書中で記述された本発明の第４実施例の範囲は例示的に与えられた特定の詳細に限定されるものでないことを理解し得よう。特に、（i）層56および57は平坦配向である必要は無く、(ii)サブエリアは必ずしも矩形の細片である必要はなく、左右の画像は任意の小さなサイズの複数個のサブエリアに分割し、エリアの各々は、レジオン52および53が関する様に第１偏光層57のひとつ以上のレジオンに関しても良く、（iii）層57および56のサブエリアのサイズは各層を通して等しくする必要は無く、サブエリアに更に分割された２個以上の偏光層を用いても良く、且つ、各サブエリアの偏光能力はサブエリアの全体に亙る必要は無い。従って、用途に依っては、頭部移動に関する過大な制限を回避し、または、層56および／または57の偏光サブエリア58および59の回りに不透明ゾーンを残し、または、そこに‘フリー’な非偏光ゾーンを残して２個以上の層（例えば３つの層）を用いることによりこれを補償することが好都合なることもありまたは必要になり得る。
【０１４５】
尚、図６は全体としてディスプレイ領域1 が左画像もしくはその一部を表示する左側レジオン52と右画像もしくはその一部を表示する右側レジオン53とに分割された状況を記述しているが、図６に記述されると共に上述した偏光サブエリアの相互作用は等しく有効であり、これは、例えば表示領域全体を２個の画像の一方例えば左画像で占有させることを意図したとしてもである。この場合、当該装置は図６の上半分すなわちレジオン52に示された様に構成される。同様に、図６の下半分すなわちレジオン53に示された様に当該装置は構成され得るが、この場合にはディスプレイ全体が右画像を表示する右側レジオンを構成することになる。かゝる用途の実際の例としては、ディスプレイの水平レジオン（例えば、テレビジョンディスプレイの１本の走査線のレジオン）が図６の上半分により示された様に構成されると共に、これらの水平領域が、図６の下半分により示された様に構成される類似形状および寸法の他のディスプレイ水平領域と交互になる様に装置を構成することもある。結果としては、一方の目に対しては偶数番号の走査線を示すと共に他方の目に対しては奇数番号の走査線を示すというテレビジョン・ディスプレイ・ユニットに帰着するであろう。この点に関し、例えばサイバーマックス(Cybermaxx)バーチャル・リアリティー・ヘルメット・ディスプレイ・ハードウェアに対して企図された最近の幾つかのコンピュータ・ゲームにより発生される表示形態のひとつが、通常のVGA CRT ディスプレイ上に正にこの特性を有する画像を表示することを銘記するのも興味深いものであり、これは、右目に対し企図されて全てがスクリーンに亙って延伸するピクセルの水平列であってひとつもしくは幾つかのピクセルが高くなっているピクセルの水平列が、左目に対し全てが企図された同一幅および高さのピクセルの水平列と交互配置されている。従って、かゝるシステムは標準的なCRT スクリーン上にサイバーマックス形態の3D- 画像を表示する。
【０１４６】
次に、上記に記述した第４実施例の使用法を図１および図２に記述された第１実施例と比較して見る。第４実施例においては、第１実施例と同様に、観察者の両目の各々はそれに適切な画像を見ると共に、不適切画像を見ることは無い。左画像はスクリーンの左側に全体として一体化された画像を表示すると共に右画像はスクリーンの右側に全体として一体化された画像を表示し、且つ、第１実施例と同様に、ユーザは左目が左画像を見ると共に右目が右画像を見る如く両目を分岐することによりこれらの画像を結合する。しかし乍ら、この第４実施例においては、第１実施例から区別される様に、周縁画像を全く伴わない、と言うのも、右目は左画像の観察から遮断されると共に左目は右画像の観察から遮断されるからである。この改良は、ユーザが２個の適切な画像を融合させて、立体的に見えて深度幻覚を与え得る単一の見かけの3D- 画像を得る過程を相当に促進するものである。この画像の立体的観察は、眼鏡もしくはレンズ無しで達成されるものであり、必要とされるシステムは製造が比較的に簡素かつ安価であり、電子的な構成要素も必要とせず、且つ、既存のハードウェアと共に作動すべく容易に適合され得るものである。
【０１４７】
但し、上述した第４実施例は第１実施例の検討において言及した制限のひとつを有しており、即ち、この様にして快適に表示され得る画像の幅には実施上の最大値があることである。これは、各画像がディスプレイ上に並置して置かれ、且つ、左目が左画像に集中して向けられると共に右目が右画像に集中して向けられるのを許容すべく（レンズ、ミラー、もしくは他の光学的補助装置が無い場合に）観察者の両目を快適に集中もしくは分岐し得るには限度があるからである。
【０１４８】
図７乃至図１２を参照すると、本発明の第５実施例が示されている。本発明の第５実施例に依れば、更なる３次元観察用システム70が提供される。このシステム70は、第１実施例および第４実施例に関して上述した実施上の最大幅の制限が無い。
【０１４９】
システム70は第４実施例のシステム50と同様であるが、相違点としては、図６の層56および57により上記で示された偏光要素の内の少なくとも幾つかが、電子制御もしくは他の例えば機械的な制御により転換可能なことである。即ち、システム70は、幾つかの要素の偏光配向が電子的にもしくは機械的に迅速に変更され得る如く構成されている。システム70の以下の例は全て電子制御による偏光要素の偏光効果の転換に関しているが、当業者であれば、機械的手段による偏光要素の転換はおそらくは電子的手段よりも更に複雑なものではあるが、発明の要約の箇所で簡単に述べた如く同様の結果を得るものであることを理解し得よう。
【０１５０】
図７乃至図９は、システム70の第１の配置形状を示しているが、図７乃至図９の実施例が例示の為に提供されるものであり、本発明の範囲が何らかの特定の偏光転換方法に制限されるものでないことは理解される。従って、システム70は、フレーム22を表示するディスプレイ1 と、第１および第２の偏光層56および57とを含んでいる。図７乃至図９に示された層57の幅、および、層57とディスプレイ1
との間の距離は、明瞭化の為に誇張されている。
【０１５１】
層57と層56との間には、層80の形態のオン／オフ転換可能光回転手段が付加されるが、この層80は、当分野でカー効果(Kerr effect)として知られた効果を提供する。従って、層80は自身を通過する光の極性の配向を90゜変更すると共に、調整要素89により制御される転換要素82の制御の下でオン／オフ転換され得るものである。もし層80の光回転作用が解除されれば、層は効果を有さずかつシステム70は、間もなく記述する様に、レジオン52および53の画像内容が変更されること以外は上記のシステム50と同様に作動する。一方、もし層80の光回転作用が起動されれば、ディスプレイ1 から発せられて層57のサブエリア58および59の各々を通過してから起動された層80を通る光は、層80が解除されたときのものに対して結果的に直交する。従って、以前は第１配向に偏光された光は今や第２配向に偏光され、以前は第２配向に偏光された光は今や第１配向に偏光される。
【０１５２】
結果として、層80が起動されたとき、それに到達する光に対する層56の作用は、前の節で記述したものと厳密に逆のものとなる。左側レジオン52からの光は左目に到達するのを妨げられるが右目に到達するのを許容され、右側レジオン53からの光は右目に到達するのを妨げられるが左目に到達するのを許容される。
【０１５３】
更に、本発明の第５実施例に依れば、左右の画像は図８及び図９に示された様にして使用されるが、これらはシステム70の交互的な状態を示している。概略的には、画像の各々はディスプレイ1の全幅に表示されるが、各画像の一部のみが任意の所定時点において表示される。図８は、層80が解除されたときの分布を示している。この場合、ディスプレイ1の左側レジオン52は左目54で観察でき、ディスプレイ1の右側レジオン53は右目55で観察できる。この段階の間、かつ、調整要素89（図７に示される）の制御下で、ディスプレイ1は、図８で81と示された第1（例えば、左）画像の第１（例えば左）部分を左側レジオン52に表示（即ち提供）すると共に、図８で82aとマークされた第2（例えば、右）画像の第2（例えば右）部分を右側レジオン53に表示（即ち提供）する。左目54は、視界83により示される如くスクリーンの左部分上の適切な画像の左部分を見ることになり、且つ、右目は、視界84により示される如くスクリーンの右部分上の適切な画像の右部分を見ることになる。
【０１５４】
図９に示される如く、調整要素89により開始かつ制御される第２段階の間に、層80は起動され、層56に到達する光の極性は90゜変更され、且つ、各視界は図８に関して記述した先の段階におけるのと逆になる。従って、図９中の視界87により示される如く、左目54は今やディスプレイ1 の右側に配置された右側レジオン53を見ることになり、また、視界88により示される如く、右目55は今やディスプレイ1 の左側に配置された左側レジオン52を見ることになる。同時に、ディスプレイ1 は、右側レジオン53内に左画像86の右部分を、且つ、左側レジオン52内に右画像85の左部分を表示（即ち提供）する。
【０１５５】
但し、当業者であれば、図７乃至図９に示された如く、システム70のディスプレイ1 は右および左のレジオンの付加的なセットを同時に提供し得ることは理解されよう。
【０１５６】
従って、左目は、第１段階の間においてはディスプレイの左側におけるその適切な画像の左部分を見ると共に第２段階の間においてはディスプレイ・スクリーンの右側におけるその適切な画像の右側を見る一方、右目は、第１段階の間においてはディスプレイの右側におけるその適切な画像の右部分を見ると共に第２段階の間においてはスクリーンの左側におけるその適切な画像の左側を見ることになる。いずれの目も、如何なる時点においてもそれに適切でない画像の如何なる部分も見ることは無い。転換速度が十分に高速であり、例えば、＞20転換／秒、好適には＞30転換／秒、更に好適には＞40転換／秒、最も好適には＞60転換／秒、であると共にディスプレイにより提供される光強度が十分に強ければ、人間の視覚機構の視覚的持続性により、各々の目は常に完全な画像を見ているという錯覚に陥る。
【０１５７】
故に、システム70は、明らかに平坦スクリーンからのフルスクリーンかつフルカラーの立体的観察をユーザに提供し、これを、左画像および右画像を単一の立体的画像に合体すべく両目を特別に分岐もしくは集中することを要さずに、且つ、何らの種類の眼鏡の使用をも要さずに行い、その左右の画像の最大幅は限定されることが無い。
【０１５８】
再度喚起するが、提供された実施例の詳細は例示的なものに過ぎず、本明細書中に記述された本発明の範囲を限定することを意図するものではない。特に、上記実施例で提供された方法を組合せて用いれば、先行段落に記述された目的が達成されるが、これは、ふたつ以上の段階の間にディスプレイ上に亙り左右の画像の部分を分布させるべく種々の異なる機構の下で行い得る。
【０１５９】
例えば、図１０および図１１はシステム70の第２配置形状を示しており、この第２配置形状は偏光配向の分布における簡単な変更を含み、光回転層80が解除されたときに、ディスプレイのスクリーン全体を左目54に見せると共に、光回転層80が起動されたときにはスクリーン全体を右目55に見せる如き効果を備えている。図１０は、比較の為に簡素化されている図６の再現であるが、光回転層80が付加されている。図１０は、異なる偏光配向を提供するサブエリア58および59の装置を示している。図１１は図１０と殆ど同一であるか、レジオン67における幾つかのサブエリアの装置が転換られている。従って、層80が解除されたとき、層56および57の偏光サブエリア58および59はディスプレイの全てを左目54に対しては見せると共に右目55からは遮断する効果を有する一方、層80を起動すると層56の作用を逆にして、ディスプレイ全体を右目55には見せると共に左目54からは遮断する効果が生ずる。層57に亙る偏光サブエリア58および59の特定の装置は、例えば、ディスプレイ1 がテレビジョンから導かれたときの使用に好都合である、と言うのも、これは、各走査線が左画像から部分的に且つ右画像から部分的に導かれるという複合フレームを生成するよりも、左右の画像間を交錯させる方がおそらく容易だからである。
【０１６０】
サブエリア58および59の装置の別の例は図１２に示されている。偏光細片（サブエリア５８および５９）を垂直方向に分割することも可能である。かゝる分割のひとつは、図１１に示された如き偏光配向を各々が有する第１レベルの細片と、層57のサブエリアの各々が図１１の配向と逆となる図１２の第２レベルとを提供するものとなろう。（不図示の）第３、第５、第７レベルなどは第１のものと同様の配向を有し、且つ、（不図示の）第４、第６、第８レベルなどは第２のものと同様の配向を有する。各レベルの深さ(depth)は、単一の走査線もしくは単一のピクセル、または、好都合であればそれらの複数のものに等しくされ得る。使用されるディスプレイによっては、この分布機構は明滅の無いディスプレイを更に容易に生成せしめるが、これは、画像の全体もしくは画像の大きな領域が所定の目に対して同時に出現かつ消失する機構と比較した場合である。この機構のもとでは、隣接するピクセルもしくは走査線はシステム70がフェーズ間を循環するときに出現かつ消失すると共に、各々の目は、粗いものではあるが常に完全な画像形態を見ることになり、フェーズ間を区別する詳細の変化は極めて僅かである。
【０１６１】
尚、（i）層57および56のサブエリアのサイズは必ずしも各層を通して等しくなる必要は無く、(ii)サブエリアに細分されたふたつ以上の偏光層がを使用しても良く、且つ、（iii）各サブエリアの偏光能力はサブエリア全体を満たす必要は無い、ということを銘記されたい。従って、層56および／または57の偏光サブエリア58および59の回りに不透明ゾーンを残し、または、其処に‘フリーな’非偏光ゾーンを残すと共にこれをふたつ以上の層（例えば３つの層）を用いて補償する、という頭部運動に関する過剰な制限を回避することが必要かも知れず、また、用途に依っては必須になることもある。
【０１６２】
先行段落において記述されたサブエリアの分布に対する体系は、転換可能な光回転層80が無くても一定の状況では適切なものであることを銘記されたい。例えば、図６に示されたシステム50を用いれば、ディスプレイの幅および高さに亙る交互のピクセルによるチェックボード(checkerboard)パターンで左画像および右画像を分布させることが可能である。代わりに、画像の僅かに大きなエリアをグループ化し、ディスプレイに対する観察者の両目の小さな動きに対する感度を落としたディスプレイを作成しても良い。いずれの場合においても、結果としては、上述の如く層80の使用を通して可能とされた比較的平坦で更に詳細なディスプレイと比べれば比較的に粗いディスプレイとなるが、それでも眼鏡無しでフルスクリーンかつフルカラーの立体的観察を提供し、これは左右の画像を単一画像に合体する上で両目を特に分岐もしくは集中することを必要とせず、且つ、比較的に安価であると共に電子ハードウェアを必要としないという付加的な利点を有し、（例えば書籍もしくは雑誌などの）印刷物などの静的画像との使用互換性を有しまたは既存のハードウェアに物理的に付加して使用することにより、立体的コンピュータプログラム、ビデオテープ、テレビジョンプログラムなどの適切なソースを標準的なハードウェアが使用できる様にするディスプレイとなる。
【０１６３】
図１３乃至図１５を参照すると、本発明の第６実施例が示されている。本発明の第６実施例は、平坦スクリーンのフルカラー立体ビジョンを眼鏡無しで別な手法で達成可能とする更なるシステム93を提供する。
【０１６４】
図６では58'とマークされた特殊なサブエリア58に注目する。この特定のサブエリア58'の状況は通常的なものではない。左目54により見られるディスプレイの左側レジオン52の右側と、右目55により見られるディスプレイの右側レジオン53の左側と、に対するこれの位置は、両目に関するそれの機能が光の透過を遮断する如きものである。従って、図６において定義された偏光の分布配置において、サブエリア58'は光をいずれの目にも伝達しない。換言すると、このサブエリアは、何らかの特定の配向に分極されるのでは無く、単純に不透明とされ得るものである。
【０１６５】
サブエリア58'およびその直近の状況が図１３に再現されている。図示された如く、もしサブエリア58'が不透明であれば、サブエリア59a を通過する光は左目54には見えるが右目55からは見えず、サブエリア59b を通過する光は右目55には見えるが左目54からは見えない。
【０１６６】
図１４は、この状況を概略化した図である。ここで偏光層56および57は、交互配置されたサブエリア91および92に分割されたシャッタ・層90により置換えられている。図１４の例ではディスプレイ１は複数個の小区域100 乃至107 に分割されており、以下に記述する左右の画像の種々の部分（即ち画素）を表示する。
【０１６７】
シャッタ・層90のサブエリア91および92の各々は、電子制御の下で（即ち調整要素９７を介して）、実質的に透明（図１４および図１５において白色で示されたもの）、又は、（黒色で示された）実質的に不透明なものとされる。これを達成する上では、種々の技術か公知である。図１４（a）に示されたひとつの例は、同一の配向に配向された２個の偏光要素95および96の間に光回転手段94が位置せしめられた装置である。光回転手段94のいずれかが解除される（図１４（a）では白色で示している）と光は偏光要素95および96を通過する、と言うのも、それらは同一の配向であると共にサブエリア（図１４（a）の例では92）が全体として透明だからである。一方、光回転手段94のいずれかが起動される（図１４（a）では黒色で示してある）と、第１偏光要素95により偏光されると共にその配向が光回転手段94により90゜変化せしめられた光は第２偏光要素96を通過できず、且つ、サブエリア（図１４（a）の例では91）は全体として実質的に不透明である。
【０１６８】
図１４（b）に示された同様の効果を達成する別の例は、光回転手段層94が２個の偏光要素95および96の間に位置せしめられた装置であり、この構成においては偏光要素のひとつ（図１４（b）の例では96）が光を相互に直交配向に偏光する交互的サブエリア91および92を含む一方、他方の偏光層（図１４（b）の例では95）が光を配向の内のひとつ（図１４（b）の例においてはサブエリア92の配向）に偏光している。極めて明らかな如く、起動されている／解除されている層94は、交互的な透明／不透明なサブエリア91に帰着すると同時に、交互的な不透明／透明なサブエリア92に帰着することになる。
【０１６９】
この場合、図１４のシャッタ・層90のサブエリア91および92の各々は、図１４（a）もしくは図１４（b）に関して上述したタイプのシャッタ・ユニットであり、または、電子制御の下で夫々が実質的に透明もしくは実質的に不透明とされると共に迅速に転換られ得る同一目的のユニットを生成する別の技術を使用したタイプのシャッタ・ユニットである。
【０１７０】
システム93は二つの作動段階を有している。図１４に示された第１の作動段階においては、シャッタ・層90のサブエリア91は不透明とされると共にシャッタ・層90のサブエリア92は透明とされたままである。従って、ディスプレイ1 の小区域101 、103 、105 および107 は左目54からは見えるが右目55からは見えず、ディスプレイ1 の小区域100 、102 、104 および106 から発する光は右目55からは見えるが左目54からは見えない。
【０１７１】
図１５に示されたシステム93の第２の作動段階においては、シャッタ・層90のサブエリア92は実質的に不透明とされると共に、サブエリア91は実質的に透明とされる。従って、ディスプレイ1 の小区域100 、102 、104 および106 から発する光は今や左目54からは見えるが右目55からは見えず、一方、ディスプレイ1 の小区域101 、103 、105 および107 から発した光は今や右目55からは見えるが左目54からは見えなくなる。
【０１７２】
そのときに、もし、上述の第１作動段階に間に小区域101 、103、105 および107 内に入るエリアが表示されると共に上述の第２作動段階の間に小区域100 、102 、104 および106 内に入るエリアが表示される如く左画像がディスプレイ1 に表示される一方、第１段階の間に小区域100 、102 、104 および106 内に入るエリアが表示されると共に第２段階の間に小区域101 、103 、105 および107 に入るエリアが表示される如く右画像がディスプレイ1 に表示され、且つ、もし第１段階と第２段階との間の交錯が充分に迅速であれば、人間の視覚機構における視覚的持続性は、左目が左画像の全体を継続的に見ると共に右目が右画像の全体を継続的に見ているかの如き印象を生み出す。前述の他の実施例におけるのと同様に、もし左右の画像が僅かに異なる視点(perspective)から見た光景を表していれば、結果的な観察感覚は双眼でフルスクリーンの立体光学的深度幻覚を見ている如きものとなり、これを、観察者が眼鏡を装着すること無く行える。
【０１７３】
前述の実施例を示す各図から理解されると共に引続き記述される様に、偏光手段および／またはシャッタ手段の種々の装置の幾何学的配置(geometry)は、ディスプレイから観察者までの距離ならびに観察者の左右の目の間の距離などの要因に依存する。
【０１７４】
図１６（a）乃至（c）を参照すると、本発明の第７実施例が示されている。この点本明細書中で上述した幾つかのシステム、並びに、発明の背景の部分で記述した如き３次元ディスプレイを生成する他の種々のシステムは、光遮断システム（例えば、図１４の層90、図１３の層56および57など）によりディスプレイの一定の画素をひとつの目から隠す一方でそれらを他方の目から見える様にし、これを、左画像を左目に見せながら右目から隠すと共に右画像を右目に見せながら左目から隠す様にすることで観察者に対して距離知覚を与えている。
【０１７５】
かゝるシステムに共通の不便さとは、いずれの目に関しても、所定の時点にてスクリーンの一部が見えないことから粗い画像を生成していることである。この第７実施例によればかゝる画像は改善されると共に粗さ(graininess)が減じられるが、該第７実施例では、目と、視界からディスプレイのレジオンを遮断する役割を果たすシステムの構成要素と、の間にレンズまたはレンズ状要素配列が介設されている。
【０１７６】
このレンズの使用は本明細書中で上述したシステムと組合せて使用するものとして記述するが、スクリーンにおける交互配置ピクセルもしくは小レジオンを遮断することにより同一の目的を達成する他の方法にも等しく関連することは明確に理解されよう。
【０１７７】
図１６（a）には、複数の小区域202 および204 に分割されたディスプレイ1 が示されている。ディスプレイ1 から発せられて目208に向けられた光線206 により担持されるこれらの小区域のパターンは、目208 内の網膜210 上に再現されるが、これらは全て公知である。
【０１７８】
図１６（b）に示される如く、光遮断要素213 を有する光遮断システム212 が付加されるが、これは、ディスプレイ1の小区域204から発せられて目208に向けられた光を遮断する一方、（不図示の）他方の目に関してはディスプレイ1の小区域202 から発せられて目208に向けられた光を通過せしめている。これを行う種々の方法は本明細書中で上述したが、シャッタ手段（例えば層形態）はひとつの例である。従って、小区域202から発する光線206だけではなく、小区域204から発する光線も目208に到達する。網膜210上の結果は、ディスプレイの小区域202を再現する一連のエリア212となるが、これには、ディスプレイが遮断されることにより画像の部分が示されないブランクエリア214が分散介在している。
【０１７９】
図１６（c）に示される如く、光遮断システム212と目208との間には発散レンズ216および収斂レンズ218が位置せしめられ、光線206が発散レンズ216を通過すると広がると共に、適切な距離においてその広がりが収斂レンズ218により停止されている。レンズ216および218の焦点距離および位置を適切に選択したときの結果は、目208および網膜210に到達する光線が図１６（b）に示された状態（即ち各レンズの介在無し）におけるよりも広がり、網膜上でディスプレイ1の小区域202を再現するエリア212が、図１６（b）の状況で得られる画像のエリア212間のブランクエリア214を含まない連続的画像を呈する如きものである。
【０１８０】
従って、この実施例では、ディスプレイ1 上の画像のピクセル解像度は遮断システム212 の介在しない場合の半分であるが、表示される画像は滑らかで完全なものであり、レンチキュラーシステム即ちレンズ216 および218 の介在が無い場合における如き画像の粗さを呈さない。
【０１８１】
明らかに、レンズ216 および218 は、光遮断要素213 の各々に対する単一個のレンズの対、もしくは、発散および収斂レンズ状要素の２個の独立配列、または、必要な光学的発散および収斂特性を備えた他の任意の組合せ物たり得る。
【０１８２】
次に図１７を参照する。本明細書中で記述された本発明の各実施例に係るシステムは、複数の観察者が同時に３次元観察を可能とすべく設計されている。
【０１８３】
図１７に示される如く、左画像および右画像の画素を夫々表す第1 小区域220 （白色）および第２小区域222 （黒色）に分割されたディスプレイ1 はふたりの観察者の２個の左目224 および２個の右目226 により３次元的に観察され得るが、これは、例えば上述した如き光遮断要素213 を有する適切な光遮断システム212 がディスプレイ1 と各観察者との間の適切な距離に配設されることを条件とする。記述されたシステムが複数の（例えばふたりより多い）観察者に対しても適切なことは明らかである。
【０１８４】
図１８乃至図２０を参照すると、本発明の第８実施例が示されている。第８実施例に依れば、上記において第４実施例乃至第６実施例に関して記述されたシステム50、70および93が調節可能に改変されることによりディスプレイから観察者までの種々の位置および距離に対処可能とされている。
【０１８５】
故に、第８実施例ならびにそれに続く実施例は、転換手段の制御の下で、偏光層（図６の層５６および５７など）のサブエリアまたはシャッタ・層（図１４乃至図１５の層９０）のサブエリアの幾何学的配列(geometry)を変更する手段を取入れている。従って、各サブエリア自体が複数の要素から成っている。この可変幾何学的配列が実現された実施例に依存して、各要素は、独立的に制御可能なシャッタ要素（定義された如き“シャッタ手段”の要素）、または、自身を通過する偏光の偏光配向を自身起動時に90゜変化せしめ得る光回転手段の独立制御可能なサブエリア、または、偏光層と組み合わされた独立制御可能な光回転手段から成る要素、のいずれかとなる。
【０１８６】
図１８に示される如く、本発明の第８実施例は上述の第４実施例のシステム50の改変であり、ここではシステム108と称する。図１8は図６のディスプレイ1および偏光層57および56の各部分の概略図と見做され得るが、第８実施例を示す図１８においては偏光層56および57が次の様に改変されている。前者の層57はここでは114とし、後者の層56はここでは115とされている。層114は第１および第２の副層110および111を夫々含む一方、層115は第３および第4の副層112および113を夫々含んでいる。
【０１８７】
副層110 および113 は偏光手段のものであり、図６に関して記述された層56および57と同様に機能するが、図１８の実施例においては、副層110 および113 自体は異なる偏光配向のサブエリアに分割されず、副層110 および113 の両者はサブ層全体を通して、第１配向に偏光された光を通過させる。
【０１８８】
副層111 および112 は両者ともに、複数の独立転換可能要素に分割された転換可能な光回転手段を含んでいる。図１９はかゝる副層111 のひとつの一部分の詳細を示しているが、これは複数個の要素116 乃至133 に分割されている。各要素116 乃至133 は接続手段136 によりマルチライン制御手段135 に独立的に接続されるが、この手段135 により層111 の各要素116 乃至133 は起動もしくは解除される。転換手段135 は通常、要素116 乃至133 から選択された要素のグループを起動すべく使用される。図１８に示された実施例においては、要素116 乃至121 はそれらの暗色により示された如く起動されると共に、要素122 乃至127 はそれらの明色により示された如く解除され、且つ、要素116 乃至121 と同様に要素128 乃至133 が起動されるなどして、起動ブロック137 および139 並びに解除ブロック138 を生成する。層111 の要素116 乃至133 のブロック137 乃至139 は、いずれも起動されもしくは解除されるが、偏光副層110（図１８）と組合せて使用されることにより図６の層57に対して記述された機能性を生み出している。
【０１８９】
副層111 と同様に副層112 もまた副層111 に関して図１９に示されると共に上述した様に構成され、且つ、副層112 の起動ブロックおよび解除ブロックは偏光副層113 に関して同様に使用されて図６の層56に対して記述された機能性を生み出している。
【０１９０】
図１８に示されると共に上述した如く、層114 は２層の副層から構成されており、それは、第１配向に光を偏光する偏光手段の副層110 と、図１９に示された如く構成された転換可能光回転手段の副層111 である。サブエリア140 および142 （図１８に詳細に示されてはいないが夫々複数個の要素から成る）は起動されたものとして暗色で示されており（即ち、サブエリア140 および142 の各々の要素の各々は起動されており）、一方、サブエリア141 および143 は解除されているものとして明色で示されている。
【０１９１】
更に示される如く、層114 と同様に層115 も２層の層から構成されており、それは、第２配向に光を偏光する偏光手段の副層113 と、図１９に示された副層111 に対して記述された如く構成された転換可能光回転手段の副層112 である。サブエリア152 および153
（図１８には詳細に示されていないが夫々複数個の要素から成る）は起動されたものとして暗色で示されており（即ち、サブエリア152および153 の各々の要素の各々は起動されており）、一方、サブエリア154 および155 は解除されているものとして明色で示されている。
【０１９２】
ライン144、145、146および147は、ディスプレイ1から発せられると共に層114を貫通してから層115に遭遇すべく観察者の両目の方向に進む光線が遭遇する起動／解除の４通りの可能な組合せを表している。光線144は副層111および112の両者において起動レジオンに遭遇し、光線145は副層112においてのみ起動レジオンに遭遇し、光線146は副層111においてのみ起動レジオンに遭遇し、且つ、光線147は起動レジオンに遭遇しない。
【０１９３】
図１８の例においては偏光副層110は第１配向に光を偏光することから、層111が起動されていない層114のサブエリア（例えば、図１８のサブエリア141および143）に関しては層114が全体として図６の層57のサブエリア58の如く機能することは明らかである。従って、副層110は自身を通過する光を第１配向に偏光すると共に、副層111の起動されないサブエリア（141または143）は偏光に関して何らの変更も行わない。而して、副層111が起動される（例えば、図１８のサブエリア140および142）層114のエリアを通る光線に関しては、状況は異なる。これらの光線も副層110を通るそれらの経路により第１配向に偏光されるが、それらはその後に通過する副層111の起動サブエリア140もしくは142により第２配向に90°回転される。従って、層114の起動サブエリアは図６の層57のサブエリア59と同一の機能性を有する。
【０１９４】
次に、層115に進む光線に関して重点的に考察を行う。層114の作用により、光線144は第２配向に分極された層115に到達する。其処で光線144は、転換可能な回転副層112の起動サブエリア152に遭遇する。起動副層112は光線144を第１配向に90°逆回転させる。光線144は第１配向を有する偏光副層113に進み、この副層113は光線144を観察者の目に向けて通過せしめる。上述の如く層114を通過した後に第１配向に偏光された光線145は副層112の起動サブエリア153に遭遇し、それにより第２配向に90゜回転せしめられる。この光線は次に、第１配向を有する副層113に遭遇することから遮断され、それ以上は進まない。光線146は、第２配向に分極された層115に到達してから副層113に遭遇して遮断される。光線147は、第１配向に分極された層115に到達する。その極性は副層112の解除状態サブエリア155により変更されず、従って、それは次に副層113を介して進むことにより観察者の目に到達する。上述の内容からは、副層113が偏光に対する解析フィルタ(analyzing  filter)として機能することが明らかである。
【０１９５】
従って、副層112の、所定の時点において解除されるサブエリアに対して層115は全体として第１配向の光を通過させると共に第２配向の光を遮断する一方、副層112の、その時点において起動されるサブエリアに対して層115は全体として第２配向の光を通過させると共に第１配向の光を遮断する。換言すると、副層112が解除されたところのサブエリアに対して層115は図６の層56のサブエリア58の如く挙動する一方、副層112が起動されたところのサブエリアにおいて層115は図６の層56のサブエリア59と同様の挙動を行う。
【０１９６】
故に、図１８に示された層115 は図６の層56に対して記述されたのと同一の機能性を提供する一方、層114 は図６の層57に対して記述されたのと同一の機能性を提供する。
【０１９７】
更に、図６に示された第４実施例のシステム50と対照的に、この第８実施例に依れば、種々のサブエリアのサイズおよび位置は物質的構造により機械的に固定されるのではなく、寧ろ、これらのサイズおよび位置は、図１９の考察において記述された如く複数転換手段135 を用いた形態とされる。
【０１９８】
従って、図１８の副層111 および112 の起動サブエリアおよび解除サブエリアのサイズおよび位置は、電子制御の下で変更され得るものである。一方、種々のサブエリアは効率的に改変することが可能であるが、それは、実施例の幾何学的配列の種々の側面が観察者の都合に合せて調節される如きものとし、これを、観察者の位置、両目の間の距離の個人的特性、ディスプレイを見る間に頭を動かす度合い、および、その他の種々の利便性および嗜好を考慮に入れて行う。
【０１９９】
同様に、上記実施例の幾何学的配列の種々の側面は観察者の利便性に対して調節することが可能であるが、これは、層115 のみが図１８に示された様に構成されると共に、層114 が、例えば図６の層57に関する第４実施例の下で上述した如き固定幾何学的配列とされた場合にである。同様に、もし層114 が図１８に記述された如く構成されると共に、層115 が、例えば図６の層56に関する第４実施例の下で上述した固定幾何学的配列とされれば、上記実施例の幾何学的配列の種々の側面は観察者の利便性に対して調節することが可能である。
【０２００】
最後に、層114 および層115 の両者が固定幾何学的配列とされた（即ち、図６の層５６および５７と同等とされた）としても、これらの層のいずれかもしくは両者共に機械的手段を用いて観察者およびディスプレイに関して側方に移動し、任意の時点における観察者の特定の位置に対してシステムを適合させることは可能である。
【０２０１】
図１８および図１９に示されたシステムに関して変更を企図し得る残りの寸法は、層114 および115 （すなわち、図６の層56および57）の間の距離と、これらの層とディスプレイ1 との間の距離である。これは２通りの代替的な手法により達成し得る。
【０２０２】
第１に、矢印134 により示される如く、各層を相互に関してもしくはディスプレイ1 に関して近接もしくは離間させるべく単純にスライドさせる機械的手段を用いても良い。これは、観察者の位置変更が電子的にもしくは機械的に補償されるという本明細書中に記述された実施例の任意のものに対しても該当する。
【０２０３】
第２に、図２０を参照すると、可動部分を用いずに電子制御により同一の目的が達成されている。図２０に示される如く、各々が副層111 （または112）に等しい複数の層160
が副層111 および112 間に位置せしめられている。副層111 、112 もしくは160 のいずれも起動されなければ光に関して実質的な影響を与えず、且つ、定義によれば各層は電子式転換手段135 により起動もしくは解除され得ることから、副層111 、112 および116 の間の任意の対が図６の副層111 および112 に対して記述された様に使用可能である。従って、図１９の如く構成された層がそれらの構成配向に沿ったサブエリアのサイズおよび位置の柔軟性を許容するだけでなく、観察者およびディスプレイに繋がる軸心に沿ったかゝる層の配列が起動層の相互間の距離とそれらのディスプレイからの距離とを固定する上で柔'軟性を与えることは理解されよう。
【０２０４】
図１９に関して説明された構造原理は実際は任意の形状の要素（例えば層）に関連し得るものであり、特に図１９に示された細片パターンではなくチェックボードパターンで構築された要素に関連し得ることから、その装置が装置の起動層の位置および間隔に関して電子制御の下で全体的な柔軟性を与えることは明らかである。
【０２０５】
次に図２１乃至図２２を参照すると、本発明の第９実施例が示されている。第９実施例に依れば、本発明の第６実施例の下で上述されたシステム93（図１４乃至図１５）の内部幾何学的配列に柔軟性を与えるシステム170が提供される。図１４乃至図１５に示される如く、シャッタ手段は、電子制御の下で作動／停止され得るサブエリアを有する層90として形成されていた。図１４（a）に示されると共に上述した如く、かゝるシャッタ手段を構成するひとつの方法は、転換可能な光回転材料（即ち、当分野でカー効果として知られるものを配備する）を同一の配向を有する２個の偏光層の間に挟持することであるが、これを図２１に再度示した。従って、第１配向を有する第１偏光層165 に入った光は、転換可能な光回転層166 を通過する。もし層166 が解除状態であれば、この光は影響を受けず、且つ、それ自体が第１配向に配向された第２偏光層167 を自由に通り抜ける。一方、もし層166 が起動されていれば、それを通過する偏光の配向を90゜回転し、その光に第２配向を与える。この光は次に、第１配向を有する偏光層167 により遮断される。
【０２０６】
層166 が図１９に示された副層111 と同様に構成され得ることから、所望に応じてサブエリアに分割すると共に各々を電子制御の下で制御し得ることは理解されよう。従って、（図１４乃至図１５で使用された）サブエリアのサイズおよび間隔は、利便性、位置、および個人的特性、並びに観察者の嗜好に依って調節可能である。
【０２０７】
上記第８実施例と同様に、ここでも、各サブエリアに含まれた要素を選択変更する上で与えられた柔軟性により、これらの要素を使用する上で大きな融通性が得られる。例えば、図１４乃至図１５に示された如くサブエリアに対して要素群を単純に割当てると共にそれらのサブエリアをブロックとしてオン／オフするのでは無く、特定幅の光遮断サブエリアを形成すると共に個々の要素を遮断サブエリアの一側に付加し且つ遮断サブエリアの他側からは（解除）要素を除去し、光遮断サブエリア（またはブロック）を層に沿って並進させるという効果を引き起こすこともある。この効果は例えば、ディスプレイから遠過ぎる位置の観察者が遮断ブロックのサイズをディスプレイ上のピクセルのサイズと比較するのを適合許容する上で有用となろう。
【０２０８】
第８実施例と同様に、第９実施例もまた観察者とディスプレイとの間に延伸する軸心に沿った柔軟性を提供し得る。図２２に示される如く、ディスプレイ1 から発すると共にユーザの目に向けられた光は複数のシャッタ・層168に遭遇するが、その各々は図２１に関して記述かつ図示された様に構成される。この装置は（図１４乃至図１５に示された）第６実施例のシステム93に対して観察者とディスプレイとを接続する軸心に沿ったシャッタ・層の位置に関する柔軟性を提供するが、これは、図２０に示された装置が本発明の第４実施例に対してかゝる柔軟性を与えたのと同様である。
【０２０９】
図２３を参照すると、本発明の第１０実施例が示されている。第１０実施例に依れば、ディスプレイに関する観察者の位置を検出すると共に、プログラムされたコンピュータ手段182 により解析されたかゝる情報を用いて転換手段135 を制御する制御手段179 が提供される。図１９、２０および２２から思い起こされる様に、転換手段135 は、種々の層（図２３では183 とグループ化されている）の種々のサブエリアのサイズおよび位置を改変することによりシステムをディスプレイに関する観察者の位置に適合せしめるべく使用される。
【０２１０】
この点、ユーザの位置を検知する多くの公知技術がある。例えば、イスラエルのエルサレムのPegasus  Ltd.社により販売されている“３次元マウス”181は、所定の原点に関する自身の３次元位置を通知し得る。もし“マウス”181が、該マウス181と観察者の両目との間が固定関係に維持されるとともに当該システムがマウス181と両目との間の関係を考慮して較正される如く観察者に装着されたとすれば、簡単な計算により、システムに関する両目の位置が決定され得る。
【０２１１】
使用され得る更なる技術は、赤外線もしくは可視光を発する一対の放射体を備えたピンを装着すると共に、これを、システムに関する放射体の角度と２個の放射体間の角度的距離（それから、その距離が計算され得る）とを通知するセンサと結合する、というものである。更に複雑な但し更に好都合な例としては、システム上にビデオカメラ180 が取付けられると共に略々観察者の方向に向けられたとすれば、受信した画像から観察者の顔とその両目とを認識すべくコンピュータ手段はプログラムされ得る。かゝるシステムは一旦較正されれば、ディスプレイに関する両目の方向と、三角測量によるそれらの距離とを通知することができる。
【０２１２】
当該装置に関する観察者の位置を決定すべくかゝる任意のシステムにより生成された情報は、適宜な計算に引続き、転換手段135 によりいずれの要素が起動されて所望の配置形状を生成するかを決定すべく使用され得る。
【０２１３】
図２４は、計算において距離および位置が如何にして使用され得るかの例を示している。以下の段落は図１３乃至図１５の項目および第６実施例に言及しているが、自明な手法により他の実施例にも一般化され得ることは明らかである。
【０２１４】
図２４には、図１３の代表的エリアがデカルトx/y座標（Cartesian  x/y coordinates）に関して示されている。Ｅを左目54と右目55との間の距離とし、Dを左目54および55の各々とディスプレイ1との間距離とし、Ｉをディスプレイ上の画像（63,64）のセグメントの長さとすると共に、左目54の位置が（XE,YE）であり且つディスプレイ上の所定セグメントの開始点（start）の高さが（Ys)であるものとすれば、以下の座標は、図面上における関連各点を記述している：
（XE，YE+E）  右目55の位置；
（XE+D，YS）  ディスプレイ上の点190の位置；
（XE+D，YS+I）  ディスプレイ上の点191の位置；
（XE+D，YS+2I）  ディスプレイ上の点192の位置；
（XE+D，YS+nI）  ディスプレイ上の第“n”番目の次続点の位置。
【０２１５】
尚、図２４に現われる視線（195,196,197,198,199,200）の各々と、図示されたシステムの部分の上下に延伸する同様の視線の一切を導くべく、簡単な代数が使用され得る。
【０２１６】
視線196および198に対する連立方程式を解くと、点193が求められる。また、視線197および199に対する方程式を解くと、点194が求められる。点193および194はシャッタ・セグメント72の端点である。点193および194が一旦知られれば、シャッタ・セグメント72の位置および長さは決定される。
【０２１７】
この様にして、ディスプレイに関する両目の位置、ディスプレイのサイズ、および、画像が分割されるエリアの個数に関する情報が与えられれば、シャッタ・層の位置と、その内部細分の適切な配置形状とを計算することができる。同様にして、両目の位置、ディスプレイのサイズおよび位置、および、シャッタ・層90の位置および配向に関する情報が与えられれば、シャッタ・層90とディスプレイ1に表示されている画像とが分割されるべきサブエリアに対するサイズおよび位置を計算することができる。
【０２１８】
これまでに記述した様に、転換手段135 は、第８および第９実施例に関して起動される回転手段の要素を選択することによりこれらの実施例の層およびサブエリアの内部幾何学的配列(internal geometry)を観察者の観察の距離および角度に対して適合させ得るものである。これらの処理は全て電子的な速度で制御されることから、システムの内部幾何学的配列は進行中の観察者の位置の変化に適合できる。
【０２１９】
当業者であれば、層57をディスプレイ1 に隣接して位置せしめると共にそのサブエリアをディスプレイ1 の小区域（例えばピクセル）と確実に一致させれば、固定寸法のサブエリアを有する層56を使用できる一方、ディスプレイ1 から異なる距離に位置する観察者に対するシステムの調節は層56をディスプレイ1 に対して単純に前後させるだけで足りることを理解し得よう。
【０２２０】
但し、用途に依っては、より簡素で安価な機械的手段が好適なこともある。
【０２２１】
図２５乃至図３０を参照すると、複数の観察者に対する３次元観察の提供に向けられた本発明の第１１実施例が示されている。本発明の上記実施例は、ディスプレイの選択レジオンを観察者の左目に見える様にし乍らもそれらを右の観察からは遮断すると同時に、ディスプレイの他の選択レジオンを観察者の右目に見える様にし乍らも左目の観察からは遮断する如き種々のシステムを記述している。また、上記の種々の実施例に関しては、記述されたシステムは同一のディスプレイの複数の観察者に対する如く使用され得ると記述された。ここではかゝる実施例のひとつを記述するが、これは、上述の第８実施例に関して記述された技術を改変して使用し、同一のデイスプレイの３次元双眼観察(three dimensional binocular vision)を複数の観察者に眼鏡無しで同時に提供するものである。
【０２２２】
図２５は図１１の再現であるが、図１１に示された転換層80を取り除いている。図１１と同様に、層56および57の偏光サブエリア58および59は、左目54がディスプレイ1 全体を見ると共に右目55はディスプレイ１を見えない様に配置されている。
【０２２３】
この実施例においては、図１８に関して上述した如く層57はディスプレイ１に隣接されると共に好適には（副層110および111を結合する）層114の構造に記述に従って構成される一方、観察者に最も近い層である層56は図１８に関して更に上述した如く（副層112および113を結合する）層115の構造の記述に従って好適に構成される。副層111および112は図１９に関して相当に詳細に記述されると共に、線形に偏光された光の極性の軸心を（スイッチオンされたときに）90゜回転させ得ると共に個々に転換可能な一群のカー要素(Kerr element)を含んでいたことを思い起こされたい。
【０２２４】
図２６においては、以下に詳述する如く任意の所定時点において第１サブユニットａおよび第２サブユニットｂの装置を有する一群の付加的副層324が層56および57間に導入されている。図２６の層324 の各々の構造は図２７に詳細に示されている。図２７の副層326 は、特定の偏光軸心に配向された偏光フィルタである。副層328 および330 は夫々、上記で図１９に関して（要素116 乃至133 として）記述した転換可能カー・セル(Kerr cell)の多数の要素332 から構成されている。即ち、副層328 および330 を形成する要素332は半波遅延器として作用可能であり、即ち、それらは自身を通過する線形偏光の配向軸心を90゜変化させ得るものであり、この効果は電子制御の下で要素332の任意の組合せを、従って層324の任意のエリアを、作動／停止せしめることができる。尚、図２７においては、副層間の距離は説明を容易なものとする為に誇張しているが、それらは隣接したものと考えられる。
【０２２５】
次に、図２７を用いて、偏光ビームが右側から入射した際における層324の効果を記述する。ビーム334および338は第１配向Ｘに偏光されたものとし、且つ、ビーム336および340はＸに直交する第２配向Yに偏光されたものとする。例示の目的の為に、フィルタ層326はX配向で偏光された光を通過せしめる共にY配向で偏光された光を遮断するものとする。層328および330の暗色要素332は、上述した如きそれらの半波遅延効果が起動されるべく転換られたものと解釈される。層328および330のブランク要素332は、それらの遅延効果が解除され、それら自身を通過する光に関して実質的な影響を与えない様に転換られている。X配向に偏光されたビーム334は、層328の起動状態要素332を通過するときにY配向に変化せしめられることから、フィルタ326により遮断されてそれ以上は進まない。ビーム336はY配向を有して、層328の起動要素332に到達する。要素332はその配向をXに変える。今やX配向を有するビームはフィルタ326を通過して層330の起動状態要素332に至り、該要素はそれを元のY配向に変化させる。X配向を有するビーム338は層328の解除状態要素332により影響を受けない。それはそのX配向を変化させずにフィルタ326に至り、フィルタ326により通過せしめられ、層330の解除状態エリア332に至るが、これによってもそれは変化せずに通過し続けて遮断されず、それが最初に有していたのと同一の配向Xを有する。一方、Y配向を有するビーム340は層328の解除状態要素332を通過して変更されず、Y配向を以て、フィルタ326に至る。従ってそれは遮断されてそれ以上進まない。
【０２２６】
従って、図２７は、層324の解除状態要素332が如何にしてX配向を有する偏光を通過させると共にY配向を有する偏光を遮断するかを示すと共に、層324の起動状態要素332が如何にしてX配向を有する偏光を遮断すると共にY配向を有する偏光を通過させるかを示している。いずれの場合にも、層324の通過に成功する光は、その元の極性を維持する。換言すると、各層324は副層326、328および330の組合せであり、これらの副層は、層324の丈に沿って選択された（即ち、第１タイプのユニット３３３または第２タイプユニット335を形成する）ブロックもしくはユニットに対して起動もしくは解除され得る要素332を有している。起動状態のユニット333はY配向における線形偏光フィルタとして挙動すると共に、解除状態のユニット335はX配向における線形偏光フィルタとして挙動する。この構成の少なくとも一個の層324は、図２６に示された如く使用される。
【０２２７】
前述の如く、図２６の層56および57のサブエリア58および59は、上述の図１１の層56および57に対して示されたのと同一の偏光配向を有する如く転換られる。従って、図示された時点においては、左目54はディスプレイ1の全てを見ることができ、右目55はディスプレイ１を全く見ることができない。図２７にては別個に示される図２６の層324は、いずれかの配向の偏光フィルタとして挙動すべく、全体的にもしくは部分的に転換られる。そのときに層324の各々は、X配向に偏光する層57のサブエリア58とX配向に偏光する層56のサブエリア58との間に（図２７のサブユニット３３５に対応する）位置せしめられた任意の第１サブユニットaもX偏光配向を有する如く転換られる様に転換られるものとする。同様に、層56および57のY配向サブエリア59間にある層324の（図２７のサブユニット333に対応する）第２サブユニットbは、Y配向を有する如く転換られる。同様の状況が図２８に示されているが、この図においては、明瞭化の為に光の筋の偏光配向は明色354および暗色356で強調されている。ディスプレイ1の全てが左目54から見えるが、右目55からは見えない。
【０２２８】
図２９には同様の状況が示されているが、明瞭化の為に、両目54および55の各々の間の視線368 と、ディスプレイ1 の単一の特定のエリア360 のみが示されている。これに加え、ライン362 は左目54からディスプレイ1 上の特定のピクセル366 への視線を示し、且つ、ライン364 は右目55からこのピクセル366 への視線を示している。図２９から理解される様に、視線362 はひとつの同一の配向に分極されたサブエリア58のみを貫通することから、左目54はその視線に沿ってピクセル366 が見える。一方、視線364 は、層56の一配向のサブエリア59と、層57の逆配向のサブエリア58とに交差する。従って、この光は遮断され、右目から上記ピクセルを見ることはできない。
【０２２９】
同一の装置が図３０に移されており、これは、左目54とピクセル366 との間の視線362 と、右目55とピクセル366 との間の視線364 とを再現したものである。更に、他の有り得る複数の視線（例えば、362'および364'）が描かれている。特に、他の有り得る観察者の両目54'および55'が362'および364'で描かれている。
【０２３０】
上述の記述内容は、層56および57のサブエリア58および59を、右目55からディスプレイ1 の全てを遮断し乍らもそれを左目54には見える様にし、次に、適切なところで配向を転換ることにより逆のことを行ってディスプレイ1 の全てを右目55に見える様にし乍らも左目54からは隠す、という様に配置することが可能であることを例証している。しかし、図３０を検証すると、他の有り得る視線の全てから所定ピクセル（例えば、ピクセル366 ）を隠す為には層56および57だけでは不十分であることが分かる。
【０２３１】
層324 が存在しなければピクセル366 は第２の観察者の右目55'から見えてしまう、と言うのも、層56および57上では偏光部分（即ちサブエリア58）が同一の配向だからである。しかし乍ら、層324 が存在したとしても、 ‘側部からの’かゝる観察を防ぐものではない。図３０を検証すれば理解される如く、付加的な可能性の視線の各々は、層324 の極性がピクセル366 に近接する層56の偏光サブエリアにより課せられるものと逆になる箇所にて層324 の少なくとも一個を横切る。換言すると、第１の観察者の左目54はそのピクセルを見ることができるがその右目では見ることが出来ず、同様に、第２の観察者のいずれの目(54'または55')もそのピクセルを見ることができず、且つ、このピクセルは、図中に幾つか示されると共に記号361 により集合的に表された他の有り得る視線のいずれからも見ることができない。
【０２３２】
従って、この第１１実施例の下で記述したシステムは、ディスプレイ全体を狭い視線に対してのみ見せる可能性を有している。図３０に示された状況においては、第１観察者の左目54のみが図示された配置形状のディスプレイを見ることができる。しかし乍ら、同一の原理により、第２観察者の左目54'に対してのみ適した配置形状に転換得るシステムの要素の直後的配置形状を許容して、第２観察者の左目のみが見える様にできることは理解されよう。後の時点において、その配置形状は、第１観察者の右目55のみがディスプレイ１を見ることができる様に変更され得ると共に、更に後の時点において、第２観察者の右目55'のみがディスプレイを見ることが出来るようにその配置形状を変更することが可能である。
【０２３３】
この様にして、このシステムは全体として、ディスプレイ1 の全体もしくはその任意の選択部分を観察者の各々の適切な目に対して見えるように一連の配置形状を通して反復することができる。また、上記の第８実施例の記述と同様に、各配置形状における変化は、各観察者の各々の左目に対して観察し得るディスプレイの部分上の左画像の提供と、各観察者の各々の右目に対して観察し得るディスプレイの部分上の右画像の提供とを調節すべく時間調節される。この様にして、複数の観察者は双眼的３次元表示(binocular three-dimensional display）を見ることができる。層324 の密度（即ち、層56および57間に介設される層324 の個数）は、極限的側方角度からの不適切な視線の何処までを防止せんとするかに依り決定されるが；もし全ての観察者がディスプレイの表面に殆ど直交する角度にいれば、単一の層324 で充分であろう。一方、もしスクリーンを実質的に側部から見ている複数の観察者がいれば、不適切な視線を防ぐ為には複数の層324 が必要になる。
【０２３４】
この実施例は、ディスプレイ・システムが全体として観察者の位置に関わるという実施例（例えば、上述の第１０実施例）において複数の観察者に対して視覚を与えるに適したものである。この実施例の下では、夫々の位置が独立して変わる複数の観察者が受入れられる。
【０２３５】
本実施例に関して記述されたシステムに従うディスプレイを観察し得る観察者の人数はディスプレイにより発生される光の量により制限される、と言うのも、夫々の目は時間の一部分においてのみディスプレイを見ることになるからである。それはまた、採用される転換機構の速度によっても、且つ、短時間間隔においてのみ観察し得る光に対する観察者の視覚機構(optical system)の生理学的な限界によっても制限される。層324 の副層328 および330 の要素332 における光回転手段のオン／オフ状況を制御すべく企図された図２７の制御システム400 は、任意の所定時点においてディスプレイから発せられる光の方向を制御する為に使用される。
【０２３６】
次に図３１乃至図３３を参照すると、本発明の第１２実施例が示されている。上記において観察者の左右の目に対する左右の画像の提供を制御すべく上述された各システムの特性のひとつは、それらの作用に関して観察者の特定の位置にシステムが依存するということであった。また、幾つかの実施例は、観察者の両目の位置をシステムが認識し、その動きに適合していた（上記第１０実施例を参照）。
【０２３７】
この第１２実施例は、ディスプレイ・スクリーンに関するユーザの頭部の正確な位置決めの重要性を他の場合よりも減じる如き、システム配置形状の僅かな変更を記述するものである。
【０２３８】
図３１において、例えば図１１に示されたシステムの幾つかの構成要素は分離して示されている。従って、図３１は、ディスプレイ１内からの単一のレジオン500 と、ディスプレイ1 に隣接する第１偏光層57内からの単一の偏光サブエリア502 、および、第２偏光層56からの２個の偏光サブエリア504 および506 を示している。上述の種々の実施例に関して説明した様に、もしサブエリア504 がサブエリア502 と同一の配向に分極されるとともに、サブエリア506 が直交配向に分極されていれば、ディスプレイ1 のレジオン500 に提供された画像の部分は左目54からは見えるが、右目55の視線からは遮断される。そのときにもし転換可能な半波遅延層80が起動されれば、ディスプレイ1 のレジオン500 は右目55から見えると共に左目54からは遮断される。
【０２３９】
この装置は明らかに、両目の位置に関わるものである。もしユーザの頭部が右にもしくは左に動き、または、観察者がディスプレイに対して接近しもしくは遠ざかる場合には、レジオン500 の部分は適切な目に対して遮断され、または、不適切な目から見える様になる。
【０２４０】
図３２は図３１の装置を僅かに改変したものであり、この改変はシステムを頭部移動に対して更に許容範囲を大きくするものである。当業者であれば、もし光の個々の点が相互に充分に近接すると共に充分に明るければ、人間の視覚機構はこれらの個々の点を連続的なフィールドに見える様に結合することを熟知している。新聞の写真再現を厳密に検証するとこの現象が例証され、また、拡大鏡で多くのテレビジョン・スクリーンを検証しても同様である。
【０２４１】
図３２ではこの現象を利用している。ディスプレイ1 のレジオン500 は図３２で再現されているが、画像のレジオン500 の部分を表すべく実際に使用される部分は第１小区域501 として示されている。従って、小区域501 は、ディスプレイのこの部分上に表示されつつある画像内からの適切なピクセルを示すと共に、画像が表示されない小さな第２小区域508 により囲繞される。対照的に、サブエリア502 、504 および506 は図３１におけるのと同一の相対寸法および位置を有すると共に、同一の機能を達成する。
【０２４２】
一方、視線510 は小区域501 の頂部から偏光サブエリア504 の頂部を通って引かれている。また、視線512 は小区域501 の底部から偏光サブエリア504 の底部を通って引かれている。従って、ディスプレイのレジオン500 内で左目により見える画像を変更しないものとすれば、これらの視線は観察者の左目54が移動し得るエリアの境界を定義している。
【０２４３】
同様に、視線514 は小区域501 の頂部から偏光サブエリア506 の頂部を通って引かれると共に、視線516 は小区域501 の底部から偏光サブエリア506 の底部を通って引かれている。従って、ディスプレイのレジオン500 内で右目により見える画像を変更しないものとすれば、これらの視線は観察者の右目55が移動し得るエリアの境界を定義している。
【０２４４】
従って、ディスプレイ1 の小区域501 内の小さな強調ピクセルを利用すると共に、光を放射せず且つ画像の表示に使用されない小さな小区域508 によりそれらを囲繞することにより、観察者が画像を見る間におけるその頭部および両目の移動に対して比較的に耐性を有する状況が生み出される。
【０２４５】
図３２はディスプレイ1 の単一のレジオン500 に対する装置を示していることを思い起こすべきである。ディスプレイ1 の任意の個数の他のレジオン、或いは実際にはディスプレイの全てのレジオンがこの様に配置され得ることから、それらが可能とする移動自由エリアは重なり合う。従って、複数のユーザの夫々の両目の間の距離には僅かな差異があるとしても、これらのユーザにより同一のディスプレイ装置が使用され得ることになり、ディスプレイに対する観察者の観察が損なわれること無く、各観察者はディスプレイを観察する間に幾分か左右に移動し得る様になり、且つ、ディスプレイを見る間に幾分か前後に移動し得る様になる。
【０２４６】
図３３は同一の装置を示しているが、ディスプレイ1 の異なるレジオンに配置された幾つかのレジオン500 、500aおよび500bの詳細を含んでいる。ライン510 、510a、510a、510b、および、ライン512 、512a、512bは左目54の移動許容限界を示しており、その内側において、レジオン500 、500aおよび500bの各々の内側の小区域501 、501aおよび501bの全ては障害なしに見ることができる。左目54の回りに形成されたクリアな菱形エリア520 は上述の小区域の全てからの視線の全ての交差により形成されたエリアであり、ディスプレイ1 の観察の影響を受けることなく観察者がその内側を移動し得る、左目の回りのエリアを構成している。尚、図面中では、実際の使用において予期されるシステムの寸法と比較して幾分か尺度外となっていることを銘記すべきである。ディスプレイからユーザまでの距離は典型的には、例えばディスプレイの幅の２倍乃至２０倍であろう。これらの状況下では菱形エリアは相当に長いものとなり、ディスプレイに対する接近もしくは離間寸法における観察者の移動の結果的自由度は相当なものとなる。
【０２４７】
この装置は、種々の層56および57の構成を簡素化し得るという点において更なる利点を与える。然るに、層56および57の構成方法に依存して、ひとつの配向の極性の小区域と第２の配向の極性の小区域との間の遷移のエリアは視覚特性に関して問題を呈する可能性がある。この装置の下ではこれらの遷移エリアはそれほど重要でない、と言うのも、それらはいずれの場合においても観察者の両目と、ディスプレイ1 の未使用小区域508 、508aおよび508b（図３３の実施例）との間のライン上に在るからである。換言すると、観察者の視点からは、層56および57上の遷移エリアはディスプレイ1 の“前方（in front of）”ブランクもしくは未使用部分である。
【０２４８】
図３３（a）を参照すると、図３２に示された構造を用いて達成されたのと同一の効果が達成されるが、これは、ディスプレイ1 の光を発しない小区域508 を用意する代わりに、層56、層57もしくは80のいずれかに小さな不透明レジオンを配備し、ディスプレイ1 の小区域508 が光を発するのであれば、これらにより発せられた一切の光を観察者の目から隠す如き位置に配備した場合である。いずれの状況も、本明細書中および請求の範囲においては‘光を質的に発しないレジオン（もしくは小区域）’ と概略的に称する。図３３（a）は、表示レジオン500 のサイズが縮小されなくとも、層56上の不透明要素519 は、両目54、55が不適切な画像を見ることの無い様にして目の移動の拡大を許容することを例証している。
【０２４９】
更に、ここで記述された効果は、使用される光遮断システムが、本発明の第４実施例および第５実施例に関して記述された図３１乃至図３３に示された分極サブエリアに基づくか、または、交互配置された透明および不透明要素のグリッドを含む光遮断システムに基づくか、に関わらず同一である。後者の場合には、グリッドの不透明セグメントを透明セグメントよりも長寸としても同様の効果となる。
【０２５０】
従って、広義の意味において、この実施例に係るシステムは、少なくともその一部分が、観察者が観察する光を実質的に放射しない小区域（例えば黒色小区域）に近接し（例えば、それにより囲繞され）た、左右の画像の小寸強調画素を表示するディスプレイと、（b）右画像の画素から発する光を観察者の右目に導くと共に左画像の画素から発する光を観察者の左目に導く手段と、を含み、かゝる手段は例えば図３３の層56、57および80である。更に、当業者であれば理解される様に、その幾つかは本発明の他の実施例に関して上述した他の同様の手段もまた適切である。
【０２５１】
上述した多くの実施例に依れば、光を各直交配向に偏光する第１サブエリアおよび第２サブエリアの交互的な細片もしくはチェックボードを含む少なくとも一個の偏光層が使用される。
【０２５２】
図３４および図３５はかゝる層を示しており、ここでは層700 と称される。層700 は、光を第１配向に偏光する第１サブエリア702 （図３４では白色ゾーンにより示されている）と、光を第１の配向に直交する第２配向に偏光する第２サブエリア704 （図３４では黒色ゾーンにより示されている）とにより特徴付けられる。
【０２５３】
層700 は、光を第１配向に偏光する第１副層706 と、第２サブエリア704 にのみ対応すべき形状とされた光回転手段708 の第２副層とを含む。
【０２５４】
偏光に際する層700 の作用は、図３５に示されている。偏光されていない光を生成する光源710 を考えると、その２本のビーム712 および714 は、層700 の第１サブエリア702
および第２サブエリア704 を夫々通過する様に示されている。第１副層706 を通過するビーム712 は第１配向に偏光され、その後も、第１配向に偏光された712'により示される如く伝播し続ける。第１副層706 を通過するビーム714 は第１配向に偏光されると共に、その後に光回転手段708 により90°回転されて第２配向に偏光された714'により示される如く伝播し続ける。
【０２５５】
図３４に更に示される如く、好適実施例においては、第１サブエリア702 および第２サブエリア704 は交互的な細片パターン、またはその代わりに、チェックボードパターンで配置され、第２副層708 が交互的な細片もしくはチェックボード形状に対して第２副層708 の形状が対応するのを左右している。
【０２５６】
図３６（a）乃至（c）を参照すると、好適実施例において光回転手段708 の第２副層のチェックボード形状は第１セットの平行細片720 を第２セットの平行細片722 に関して垂直に配設することにより得られるが、全ての細片は光回転能力を有している。従って、細片を配設した結果は、図３６（a）においてＡ−Ｄで表される４種のレジオンとなる。レジオンA は２層の光回転手段を含むことから、光回転効果を有さず、これは、光回転層を有さないレジオンD も同様である。一方、レジオンB およびレジオンC は光回転効果を有する。図３６（a）の左側において、レジオンA およびレジオンD は暗色で示される一方、レジオンB およびレジオンC は明色で示され、得られたチェックボードパターンを強調している。第１セットの平行細片720 を第２セットの平行細片722 に対して垂直に配設する上では多くの手法が可能であることは理解されるが、その内の２通りのものが図３６（b）乃至（c）に示されており、図３６（b）においては第１セットの平行細片720 が第２セットの平行細片722 上に垂直に配設され、図３６（c）においえは、第１セットの平行細片720 および第２セットの平行細片722 は交錯パターンで配置されている。
【０２５７】
この様に構成する層700 は極めて簡素であることは理解されるが、それが必要とするのは、光を所定の配向に偏光する偏光層と、直交する偏光能力を有する第１および第２のサブエリアを形成すべく所望形状とされた光回転層と、を配備することだけである。
【０２５８】
代わりに、光回転副層708 は、第１サブエリア702 および第２サブエリア704 と夫々一致する第１および第２サブエリアに分割しても良い。上記の語句定義の箇所にて定義された如く、かゝる第１サブエリアは一定の、例えばm °（m はゼロでも良い）の光回転能力を有し得るものであり、この場合に第２サブエリアはm ＋9O°の光回転能力を有さねばならない。故に、光回転が、光回転層708を形成する材料の厚みの関数であれば、第１および第２サブエリアに異なる厚みを持たせることでその様な効果が得られる。
【０２５９】
更に、ある種のディスプレイは偏光を発することも理解される。その例としては、限定的なものとしてでは無く、”ラップトップ”コンピュータおよび“ノートブック”コンピュータ並びに他の携帯用の演算および通信装置に見られる平坦なLCD 画面が挙げられる。これらの場合には、光回転手段708 の第２副層のみが必要とされる。故に、ディスプレイから発する光が偏光された場合、そのディスプレイは光源710 と第１副層706 とを含むものと見做される。この状況は、偏光手段の層がディスプレイから発する光を偏光すべく採用される本発明の他の実施例に当てはまる。
【０２６０】
図３７を参照すると、本発明の第１３実施例が示されている。上述の実施例の幾つかに依れば、図７および図１２の層56および57の如く、光を直交配向に偏光する交互的な第１および第２サブエリアを含む２層の偏光層の間に挟持可能な光回転層が使用されていた。構造の簡便さおよび簡素さを含む種々の理由により、場合によっては、高度に細分された２枚の偏光層の間に転換可能な光回転層を載置しないことが好都合なこともある。特に、各サブエリアのサイズを最小限にすることを望む（例えば高解像度のディスプレイ）のであれば、当該装置の幾何学的配列は層56および57間の距離の現象を許容しまた必要とするものである。
【０２６１】
サブエリアに対して極限的に小さなサイズが選択された場合、層56および57は近接し過ぎて層80を両者間に好適に挟持できなくなり得る。故に代替的な構造が望まれるが、それは、層80などの転換可能な光回転層の使用を教示する第５実施例（図７乃至図１２）および他の実施例に対して記述された機能性を生み出す構造である。
【０２６２】
図３７にはひとつの代替的構成が示されている（正しい比率で描かれてはいない）。ディスプレイ1 から発する光は第１偏光器800 により均一な配向に偏光される。転換可能な光回転層810 の光回転効果は、調整要素89により（ディスプレイ1 と同様に）制御される転換要素82により、作動（即ち、光回転に関して起動状態）もしくは停止（即ち、光回転に関して解除状態であり、光は、その元の均一な配向に等しいＫ配向を与えられる）のいずれかとされるものであり、該光回転層810 は、その光の配向をＫから90°の第２配向に回転しもしくは回転しないが、この第２配向は以下ではＪと称する。
【０２６３】
層820 は図７の層57の幾何学的配列に匹敵するが、層57は異なる偏光配向のサブエリアに分割された偏光層であるのに反し、層820 は第１サブエリア830 に分割された（当分野では光回転層としても知られる）光遅延層であり、この第１サブエリア830 は、領域830 の回転量より90°多く（即ちｎ＋90°）回転するサブエリア840 のひとつに左投影器915 が位置せしめられていることを確実なものとすべく光の配向を回転する。遅延層820 に到達する光は均一に偏光されていることから、効果としては、そのサブエリア830 を通過する光は或る配向に偏光されると共に、そのサブエリア840 を通過する光は、エリア830 を通過する光の配向から90°異なる別の配向に偏光される。
【０２６４】
もし層820 に到達する光がK 配向であると共にK 配向の光が層820 のサブエリア830
を通過した後の配向を“X ”（即ち第１）配向とすれば、K 配向光が層820 のサブエリア840 を通過した後の配向は、X に直交する“Y ”（即ち第２）配向と記述できる。
【０２６５】
層810 が解除状態のとき、ディスプレイ1 から発せられてK 配向に分極されている光は層820 に到達すると共に、もしそれがサブエリア830 のいずれかを通過したとすればX 配向に偏光され、且つ、もしそれがサブエリア840 のいずれかを通過したとすればY 配向に偏光される。
【０２６６】
また、もし層810が起動状態にあれば、ディスプレイ1から発せられてJ配向を有する光は層820に達する。J配向の光はK配向から90°であることから、J配向の光を層820のサブエリア830に通過させるとY配向の光となり、且つ、J配向の光を層820のサブエリア840に通過させるとX配向の光となる。
【０２６７】
従って、もし層810 が起動状態にあれば、層820 を通過する光は、サブエリア830 のいずれかを通過すればY配向に在り、或いは、サブエリア840 のいずれかを通過すればX 配向に在る。換言すると、サブエリア830 は、層810 がオフであればX 配向の光を通過させると共に層810 がオンであればY 配向の光を通過させ、且つ、サブエリア840 は、層810 がオフであればY 配向の光を通過させると共に層810 がオンであればX 配向の光を通過させる。
【０２６８】
層820 は、層57の載置およびそのサブエリアへの分割に関して上述した規則に従い、当該装置の内部に載置されると共にサブエリア830 および840 に分割される。もし層810 が解除状態であれば、層800 および820 は、上記の種々の実施例において層57に関して様々に記述した機能を協働して達成する。
【０２６９】
図３７の層56は、図６、図７および図１２の層56と同一の載置箇所、形状および機能とされる。それが層800 および820 と組合せて使用されると共に、ディスプレイ1 上には適切な画像ピクセルが表示されているとすれば、それは、観察者の両目54および55に対し、上記で種々に記述した双眼的３次元画像を見せることができる。
【０２７０】
転換可能な光回転層810 が起動されたとき、その効果は図７および図１２の転換可能光回転層80が起動されたときと同様である。ディスプレイ１から層820 の特定のサブエリアを介して特定の目に向けられた光であって、それまでは層56のサブエリアにより遮断されていた光は、今やその特定の目から見える様になり、一方、ディスプレイ１から層820 の特定のサブエリアを介して特定の目に向けられた光であって、それまではその特定の目に見えていた光は、今や遮断されることによりその目からは見えなくなる。換言すると、それまでは左目54から見えると共に右目55から遮断されていたディスプレイ１のピクセルエリアは今や右目55から見える様になると共に左目54から遮断され、且つ、それまでは右目55から見えると共に左目54から遮断されていたピクセルは左目54に見える様になると共に右目55から遮断される。
【０２７１】
これは明らかに、図７および図１２およびその他の転換可能な光回転層80の機能性に関して記述されたものと同一の効果であり、かゝる同一の効果を実現するものである。層810 がオフに転換られたとき、観察者の各々の目はディスプレイ1 上のピクセルの特定の集合を見る。層810 がオンに転換られたとき、各々の目は別のピクセル集合を見る。転換要素82はそのときに、第５実施例に関して記述した調整要素89により使用されて画像の見かけの粗さを減少するが、これは、左目が第１セットのピクセルを見るときは常に第１セットのピクセルを見せると共に、左目が第２セットのピクセルを見るときは常に第２セットのピクセルを見せ、且つ、右目および右画像に関しても同様に見せることにより行われる。
【０２７２】
従って、図３７の装置は、高度に細分された２枚の静的な層56および57の間に転換層を介設せずに、図７および図１２およびその他に示された装置と同様の効果を生み出している。
【０２７３】
一方、順序を逆にすることにより同様の効果が得られると想起されるかも知れず、これは、（図６の層５６または５７の様に）サブエリアに分割された偏光フィルタをディスプレイ1 の近傍に位置せしめ、次に、層820 に関して記述された如く細分された光遅延層を配置し、次に、層810 に関して記述された如き転換可能な光遅延層を配置し、更に、層800 に関して上述した如き均一な偏光フィルタを配備することになる。
【０２７４】
図３８を参照すると本発明の第１４実施例が示されており、一対の画像投影器と組み合わされて光遮断グリッドが使用され、眼鏡無しで見ることのできる双眼的３次元ディスプレイを生成している。
【０２７５】
図３８は図１７と類似したものであり、図１７は、種々の実施例において記述された光遮断および偏光グリッドによりひとり以上のユーザが双眼的ディスプレイ（binocular display）を見える様になることを例証すべく使用されたものである。図３８は図１７を再現するが、観察者の左目および右目で其処から適切な画像を見る一対の位置が付加されている。
【０２７６】
図３８において、905は左目位置に対応し、910は右目位置に対応する。左目位置のひとつにおいて、投影器915が載置される。これは、動画投影器、テレビジョン投影器、コンピュータ駆動投影装置、スライド投影器、もしくは、スクリーン上に画像を集中せしめ得る適宜なサイズの他の装置設備とされ得る。右目位置910のひとつには第２投影器920が在る。図３８において投影器915および920は一対の目の様に並べて載置されて示されるが、これはシステムの要件ではない。左目位置905における投影器915は、先に定義した左画像を投影することから、本明細書中および請求の範囲の箇所では“左側投影器”と称する。また、投影器920は上記で定義された右画像を投影するものであることから、本明細書中および請求の範囲の箇所では“右側投影器”と称する。
【０２７７】
両投影器915 および920 はスクリーン930 上に各画像を投影するが、これは標準的な投影スクリーンまたは他の適切な表面でも良い。上記で定義した語句である光遮断システムはグリッド940 の形状で載置され、これは透明なサブエリア950 と交互的な不透明サブエリア945 を含み、且つ、上記の種々のグリッドに基づく実施例に関して記述した如くサブエリアに細分されている。
【０２７８】
図３８に示されたシステムを検証すると、幾つかの対の左右の目が左右の画像の適切なものを見ることを（図１７に関して上述した様に）確実なものとする装置は、もし左目位置905 のひとつに位置せしめられた左側投影器915 が左画像をスクリーン930 上に投影するのであれば投影された光は、左目位置905 からのひとり以上の観察者の左目から見えるスクリーン930 のレジオン960 にのみ到達することを確実なものとする、ということが分かる。同様に、右目位置910 のひとつに位置せしめられた右側投影器920 は、右画像を、右目位置910 からのひとり以上の観察者の右目から見えるスクリーン930 のレジオン955 にのみ投影できる。
【０２７９】
換言すると、スクリーン930 のレジオン955 は右側投影器920 からの光のみを受け、レジオン960 は左側投影器915 からの光のみを受ける。位置905 のひとつにおける任意の観察者の左目はスクリーンのレジオン955 のみが見え、一方、位置910 における該観察者の右目はレジオン960 のみが見える。左側投影器915 は左画像を投影すると共に右側投影器920 は右画像を投影することから、位置905 における観察者の左目には左画像のみが見え、それらの観察者の位置910 における右目には右画像のみが見え、従って、３次元画像を眼鏡無しで双眼立体的に見ることが可能となる。
【０２８０】
この実施例は、先の実施例に関して記述した種々の画質改善から恩恵を受け得ることを銘記されたい。特に、第６実施例（図１４乃至図１５）に関して記述された如く、グリッド940 は移動するもしくは振動するグリッドもしくはLCD グリッドとしても良く、いずれの場合においても、その効果は時間的に不透明サブエリアの位置を変更することにより、一切の特定時点において一切の特定の目から観察されるディスプレイ・スクリーン930 の小区域を変化させる如きものである。もしこの変化が充分に迅速であれば、その効果は、観察された画像の見かけの粗さを減少し得るものである。
【０２８１】
同様に、第１２実施例（図３１乃至図３３（a））に関して記述した如く、グリッド940 の不透明サブエリア945 を透明サブエリア950 よりも大きく配備すると観察者の移動の自由度が大きくなるが、これは、不適切な投影画像からの光がスクリーン小区域から見える位置まで移動することなく各々の目が（前後に且つ左右に）移動し得る空間が増大されたからである。
【０２８２】
依然として図３８を参照すると、本発明の第１５実施例が示されており、異なる偏光配向のサブエリアに分割された偏光層が一対の画像投影器と組み合わされて使用され、複数の観察者により眼鏡なしで観察できる双眼的３次元表示を生成している。
【０２８３】
前述の実施例と同様に、左側投影器915 は左画像を投影し、右側投影器920 は右画像を投影する。本実施例においては、層940 は特定の第１偏光軸心X を有するサブエリア945 と、第１のものに直交する第２の偏光軸心Y を有するサブエリア950 とを有する偏光層である。
【０２８４】
この実施例においては、スクリーン930 はアルミニウム被覆され、または、他の公知の手法により構成され、該スクリーン930 は、それ自身に対して投影されて反射される光の偏光配向を変化させないものであり、即ち、偏光維持スクリーンである。層940 の載置、およびそのサブエリアのサイズおよび載置は、図６および図１２の偏光層56の載置および細分と同様の手法で決定される。
【０２８５】
もし層940のサブエリア945 が投影器915 および920 からの光を第１配向、例えばX 配向に偏光すると共に、サブエリア950 が各投影器からの光を第１配向から90°第２配向、例えばY 配向に偏光するとすれば、スクリーン930 の小区域955 は第１配向に偏光された左側投影器915 からの光と第２配向に偏光された右側投影器920 からの光とを受け、一方、スクリーンの小区域960 は第２配向に偏光された左側投影器915 からの光と第１配向に偏光された右側投影器920 からの光とを受ける。右側投影器920 からのX 配向の光および左側投影器915 からのY 配向の光はレジオン955 に一切到達せず、且つ、右側投影器920 からのY 配向の光および左側投影器915 からのX 配向の光は小区域960に一切到達しない。
【０２８６】
観察者の左目が位置905のいずれかからサブエリア945のひとつを介して見るときは常に、スクリーン930の小区域955のひとつからの光を見ることになり、これらの小区域は、上述の如く、X配向に偏光された左画像からの光と、Y配向に偏光された右画像からの光とによってのみ照らされる。而して、サブエリア945はX配向に偏光された光のみを通過せしめることから、左画像の光のみが観察者の左目に通過せしめられる。
【０２８７】
同様に、観察者の左目がサブエリア950 のひとつを介して見るとき、それは小区域960 のひとつからの光を見ることになるが、該小区域はY 配向に偏光された左画像からの光とX 配向に偏光された右画像からの光により照らされる。サブエリア950 はY 配向の光のみを透過することから、ここでも左画像の光のみが通過せしめられる。従って、いずれの場所で左目が見ても、それは左画像を見ることになる。
【０２８８】
逆のことが右目にも言える。小区域955 はX 偏光の左画像とY 偏光の右画像とにより照らされる。910 における右目は、Y 配向の光のみを通過せしめる層940 のサブエリア950 のいずれかひとつを介して見ることによってのみ小区域955 を見ることができることから、小区域955 からの右画像光のみが右目から見えることになる。
【０２８９】
同様に、小区域960 からの光はY 配向の左画像またはX 配向の右画像のいずれかであり、910 における右目に到達する為には、X 配向の光のみを通過させるサブエリア950 を通過せねばならない。
【０２９０】
上記の結果、905 において左目がスクリーン930 を見る限り、それは左画像を見ることになり且つ左画像のみを見ることになり、910 における右目は右画像を見ることになり且つ右画像のみを見ることになり、これはスクリーン全体を通してである。もし、左側投影器が適切な左画像を投影すると共に右側投影器が適切な右画像を投影し、且つ、２個の画像がスクリーン930 上で適切に一致されることが企図されていれば、観察者は眼鏡を必要とせずに双眼的立体的な３次元画像を見ることになる。
【０２９１】
ここで、各投影器を観察者の目のレベルの上方に上昇させまたはこのレベルの下方に下降させ、投影器からの光が層940の表面から観察者の目に対して直接的に反射されるのを回避することが望ましいこともある。かゝる反射の方向を変える別の方法としては、層940を傾斜もしくは湾曲させると共に対応して層940のサブエリアの各々の間隔を調整し、層940がスクリーン930に近接する場合には層940のサブエリアを更に小さくする一方、層940がスクリーンから更に遠い場合には更に大きくし、任意の所定の高さに対するシステムの幾何学的配列の要件を満足する、という方法が挙げられる。
【０２９２】
更に別の方法としては、傾斜面（例えば、プラスチック）もしくはかゝる表面の複数のセグメントの内部に層940を載置し、反射の方向を変える方法が考えられる。更に、反射を防止しまたはその方向を変える反射防止被覆もしくは他の公知の手段を用いる可能性もある。
【０２９３】
第１４実施例および第１５実施例は、スクリーン930 からの観察者／投影器の距離の設定に関して柔軟性を備えている。フィルムもしくはスライドからの投影の場合、画像が粗くなけれ（fine-grained）ば、ディスプレイの小区域955および960は固定サイズもしくは位置とする必要はない。層940のサブエリアの所定のサイズに関し、層940とスクリーン930との間の距離980は、層940と、位置905/910における観察者／投影器との間の距離985に対して一定の割合となるが、スクリーン930から及び観察者／投影器からの層940の絶対的距離は決定されない。
【０２９４】
換言すると、スクリーンから更に遠ざからんと意図する特定の位置905/910 の観察者は、層940 を比例的に更に遠ざけることを必要とするが、層自体の変更は必要とされない。第４実施例および第５実施例に関し、層57（図６、図７および図１２）の位置およびサブエリアは固定される一方、層56がかゝる方法で移動可能であったことを思い起こされたい。
【０２９５】
第１２実施例（例えば、図３３（a））に関して述べると共に第１４実施例にて言及した如く、観察者の移動の自由度を増大することにより観察者が理想的な観察位置905/910 から移動し得る様にし、これを不適切な画像が目に見えること無く行うことは可能である。
【０２９６】
上記で説明した如く、本方法は概略的に、ディスプレイの小区域の各々を、右画像も左画像も表示しないエリアで囲繞する段階を含むものである。ひとつの可能な実施法は、（別実施例に関して図３３（a）に示された不透明要素519と同様に）層940の偏光用サブエリア945および950の各々の左右に小さな不透明要素を置けば、図３１乃至図３３（a）に関して記述した効果の幾つかを生み出すことになる。層940上のかゝる不透明要素は、観察者がその両目を図３８に示された理想的位置から幾分か離間したとしても不適切な画像を見るのを防止することになるが、但し、本実施例においてそれらを使用した場合、一定の地点を越えると、適切な画像からの光の強度の幾分かの減少を回避し得ない、と言うのも、両目はそれらの理想的位置から離間されているからである。
【０２９７】
好適な装置は、図３３の小区域508に類似して、任意の画像の部分を反射しない非反射要素をスクリーン930上に位置せしめることである。ひとつの要素から次の要素までの距離は、スクリーン930の小区域955および960の距離に等しい（この距離は、層940のサブエリア945および950の長さと、観察者の眼間(inter-ocular)距離との関数である）。この方法によれば、両目がそれらの理想的位置から幾分か移動したときでも、不適切な画像が見えるのを防止すると共に、適切な画像の光強度の変化が防止される。非反射要素がスクリーン930の小区域955および960の間の接続部に対応すべく位置されたときに最適な結果が得られるが、かゝる要素間に付加されるかゝる要素の各々の丈がスクリーン930の小区域955または960の各々の丈に等しい限りにおいて、非反射要素の位置と小区域の位置との間に特定の整列がたとえ存在しなくても、実質的に良好な結果が得られる。
【０２９８】
これは勿論、図１８および図２３に関して記述された如き、観察者の位置を継続的に認識して層940 の位置を自動的に調節するというシステムと組合せても良い。好適には、層940 を移動する手段は遠隔制御器に接続される。
【０２９９】
上述した如く、図３８に示された構成要素の機能的関係は層940の所定サイズのサブエリアに対して維持されているが、これは、（スクリーン930から層940までの）距離980と（層940から視点905/910までの）距離980との比率が一定に維持されている限りにおいてである。
【０３００】
この故に、例えば、観察者および投影器（点905、910）が大きな高さのスクリーン930の底部に整列され、スクリーンの頂部に投影される画像レジオン(image  region)がスクリーンの底部に投影される画像領域よりも観察者から相当に離間されたとしても、このシステムは記述された様に機能する。層940の平面がスクリーン930の平面に平行である限り、任意の視点905または910からスクリーン930の任意の特定レジオンに対する視線は、距離985に対する距離980の比率が維持される点において層940と交差する。
【０３０１】
従って、図示された装置は、投影器および観察者の全てがスクリーン930 から実質的に同一の距離である限り、スクリーン930 に投影された画像対を複数の観察者が３次元的に見るのを許容する。
【０３０２】
図３９は、この装置では内在的であった付加的な利点を明確にするものである。例えば映画館において多数の観察者に対して座席を用意すべく（図３８に示された）垂直なスクリーン930 、および、層940 上での載置箇所の高さに関わり無く一定幅であるエリア945 および950 を使用するものとし、且つ、スクリーン930 に面する座先列を埋めたので更なる座先を用意せんとしたとき、全ての観察者がスクリーン930 から実質的に等しい距離に置かれるという条件を満足する為には、付加的な観察者を第１の座先列の実質的に直上に着座させるしかない。
【０３０３】
しかし、図３９によれば、上述の幾何学的配列は傾斜されたスクリーン930 に対しても等しく適用され、その場合、この装置は最初の列の上方および後方にも付加的な座先列を許容するが、これは劇場用の装置において好都合でありかつ習用的なものである。図３８は上方から見た観察者の列（目の位置905 および910 ）を示す一方、図３９は側部から見た、すなわち各列の端部を越えた位置から見た観察者990 の幾つかの列を示している。図３９に示された如く、列990 が位置せしめられる平面995 がスクリーン930 の平面と平行であることを条件とすれば、任意の観察者からスクリーン930 上の任意の特定点までの視線に沿って測定された距離980 と距離985 との比率は一定に維持される。従って、上述した映画館の装置においては、複数の座先列が収容され得る。
【０３０４】
上記において図６、図２４、図３８および図３１乃至３３（a）（後者における光回転層80の存在は無視する）に関して特に記述された幾何学的配列に言及すると、もしカラーフィルタのエリアおよびサブエリアが、上記の種々の実施例に記述における偏光フィルタとして指定されたエリアに対して代用されれば、類似した結果（例えば、立体的視覚、頭部移動の自由性など）が達成され得ることが銘記される。特に図６を参照すると、もし、層56および57のサブエリア58が、特定のカラー範囲（即ち、波長範囲）の光のみに対して透明であると共にその範囲以外の光を遮断するというカラーフィルタにより構成されると共に、もし、層56および57のサブエリア59が異なる色のフィルタにより同様に構成され（即ち、異なる波長範囲の光の透過）、サブエリア58および59により透過されるカラー範囲が殆どまたは実質的に全く重なり合わなければ、かゝる装置の効果はシステム50に関して上述した効果と同様となろう。ディスプレイ１から出て層57のサブエリア58を通過してから層56のサブエリア58を通過する光はサブエリア58の特定のカラー範囲に濾過されるが、そのカラー範囲内では実質的に遮断されない。ディスプレイ1 から出て層57のサブエリア59を通過してから層56のサブエリア59を通過する光は同様にサブエリア59の特定のカラー範囲に濾過されるが、そのカラー範囲内では実質的に遮断されない。
【０３０５】
一方、ディスプレイ1 から発すると共に層57のサブエリア58を通過してから層56のサブエリア59を通過する光は実質的に遮断されて観察者の目には到達しない。同様に、ディスプレイ1 から発すると共に層57のサブエリア59を通過してから層56のサブエリア58を通過する光は実質的に遮断されて観察者の目には到達しない。
【０３０６】
立体写真用の“アナグリフ(anaglyph)”形態の眼鏡においてカラーフィルタを使用することは、立体的映像の分野では公知である。ふたつの画像が典型的に単一画像に結合されるが、各画像の一方は通常は赤色であり、他方は通常は青または緑である。
【０３０７】
次に観察者はフィルタ・眼鏡を装着し、一方の目が赤色画像を見ると共に他方は青／緑画像を見る結果となる。もしこれらの画像がじょうきで定義した適切な左右の画像であれば、３次元立体的視覚が得られる。しかし、この従来の装置は眼鏡に依存するという通常的な欠点と、各々の目に対して単一のフィルタカラーを使用すると、カラー情報が存在する場合、認識された画像は３次元ではあってもカラー情報は殆ど残存しない、という欠点を有している。また、従来の立体写真の画像に関してカラーを見ることもあり得るが、カラーの量は厳しく制限されると共に認識された画像は本質的に色無しに見えるのが一般的である。
【０３０８】
図６およびその他の種々の上記図面に示された幾何学的配列に関し乍らも、例えば図６の層56および層57などの種々の層における偏光フィルタでは無くカラーフィルタを使用するものとして記述された装置は、立体的観察の従来の立体写真方法(anaglyph method)と比較して幾つかの利点を有している。第１に、眼鏡が不要である。第２に、左右の画像から適切な目までの光の通過を制御すべくカラー濾過が使用されるが、各々の目は濾過カラー範囲の一方にのみ限定されるものでない。図６を再度参照すると、左目54は左画像のレジオン52を見えるものの、右画像のレジオン53は見えない様にされていることが分かる。レジオン52内において、第１カラー濾過サブエリア58の画素は第２カラー濾過サブエリア59のカラー要素と交互配置されることから、特定のゾーン（例えば61b ）の各々において制限された範囲の光のみがレジオン52を通して透過されたとしても、全体としては両方のカラー範囲が透過される。当分野では公知の如く、異なるカラーを有すると共に充分に小さなサイズの画素が並置されたとき、視覚効果はそれらのカラーを組合せたものである。換言すると、記述された装置は、各画像から適切な目への光の通過を制御すべくカラー濾過を使用しているが、従来の立体写真観察の欠点の大部分は回避している、と言うのも、それは全体として各画像を特定のカラー範囲に制限しないからである。従って、色付き画像の３次元観察が得られる。
【０３０９】
更に、上述の考察は投影システムに関して記述すると共に図３８および図３９に関して詳述した幾何学的配列に対しても等しく好適に適用されることを銘記されたい。ここでも、カラー濾過は層940 の構造における偏光濾過に代用可能である。図６に関して上述した如く、この置換えはシステムの幾何学的配列にもその作用理論にも影響を与えない。
【０３１０】
以下においては、上記の概念に依るシステムを記述すべく図３８を使用する。図３８のシステムは：投影された表示内容を表示するスクリーン930'と；表示内容の左側画素をスクリーン930'に投影する左側投影器915'と；表示内容の右側画素をスクリーン930'上に投影する右側投影器920'と；第１サブエリア945'と第２サブエリア950'とに分割されたカラーフィルタ層940'と；を含んでいる。層940'は、投影器915'および920'とスクリーン930'との間に位置せしめられている。第１サブエリア945'は第１波長範囲（例えば350 nm乃至400 nm）内の光を透過すると共に、第２サブエリアは第２波長範囲（例えば400 nm乃至750 nm）内の光を透過する。第１および第２の波長範囲は実質的に異なる範囲であり、上記フィルタ層は投影器とスクリーンとの間に置かれる。
【０３１１】
左側投影器915'から発せられて第１サブエリア945'を通過する光は第１範囲に制限された波長から成る様に濾過されて、スクリーン930'上の第１小区域955'に到達した後にスクリーン930'から反射される。また、左側投影器915'から発せられて第２サブエリア950'を通過する光は第２範囲に制限された波長から成る様に濾過されてスクリーン930'上の第２小区域960'に到達した後にスクリーン930'から反射される。一方、右側投影器920'から発せられて第１サブエリア945'を通過する光は第１範囲に制限された波長から成る様に濾過されてスクリーン930'上の第２小区域960'に到達した後にスクリーン930'から反射される。他方、右側投影器920'から発せられて第２サブエリア950'を通過する光は第２範囲に制限された波長から成る様に濾過されてスクリーン930'上の第１小区域955'に到達した後にスクリーン930'から反射される。
【０３１２】
スクリーン930'、層940'、および、投影器915'および920'の位置決めは、905により表される観察者の左目が、左側投影器915'から発せられ、夫々、スクリーン930'の第１小区域955'および第２小区域960'から反射され、フィルタ層940'の第１サブエリア945'および第２サブエリア950'を通過した光を受け、一方、910で表される観察者の右目が、右側投影器920'から発せられ、夫々、スクリーン930'の第１小区域955'および第２小区域960'から反射され、フィルタ層940'の第２サブエリア950'および第１サブエリア945'を通過した光を受ける、様に選択される。
【０３１３】
例えば多くのテレビジョン・ディスプレイおよびCRT カラー・モニタなどの、現在使用されている多くのディスプレイ・システムは、基本カラーのひとつを夫々提供する別体的な独立したカラー要素を並置することによりカラーを生成しているが、これらのカラー要素はモニタ上で並置整列されることが多い。図４０は、眼鏡無しで立体的視覚を達成すべく、かゝるディスプレイと共にカラーフィルタを使用する方法を更に示している。図４０に示されたシステムは観察者の両目が比較的に自由に局部移動できるという付加的な長所を有しており、これを、各々の目に対して適切な画像の全ての部分をその目が見るのを妨げる動き無しに、且つ、いずれの目もそれに不適切な画像を一切見ることが無い様にして行う。従って、図４０に示されたシステムは、図３１乃至図３３（a）に関して上述した利点を提供するだけでなく、付加的な利点を提供するが、それは、図３１乃至図３３（a）のシステムが、いずれかの画像からも光を発しない様にするか又は観察者の両目から隠す為のディスプレイの一定の小区域を要するのに反し、このシステムは観察者の頭部の動きの自由度を同様に可能とする効果を達成すると共に、実質的に全てのディスプレイ領域を発光および画像表示の為に使用可能としている、という利点である。
【０３１４】
図４０において、ディスプレイ1 は、左画像の少なくとも一部を表示する複数の第１レジオン1020と、右画像の少なくとも一部を示す複数の第２レジオン1030と、に分割されている。第１レジオン1020および第２レジオン1030の各々は、第１スペクトル範囲により特徴付けられる第１基本色を示す第１小区域1110と、第２スペクトル範囲により特徴付けられる第２基本色を示す第２小区域1120と、第３スペクトル範囲により特徴付けられる第３基本色を示す第３小区域1130と、に分割される。これらのスペクトル範囲は、選択された強度で各々を表示することにより、第１レジオン1020および第２レジオン1030の各々が所望のカラーを有するものとして観察者により認識される如く選択される。通常、各基本色は、赤、緑および青であり、当分野ではRGB 表示として知られている。
【０３１５】
図４０には更に光濾過層1200が示されているが、これは、第１スペクトル範囲の光を遮断する第１サブエリア1210と、第１および第２スペクトル範囲の両方の光を遮断する第２サブエリア1220と、３つのスペクトル範囲の全ての光を遮断する第３サブエリア1230と、第２および第３のスペクトル範囲の光を遮断する第４サブエリア1240と、第３スペクトル範囲の光を遮断する第５サブエリア1250と、全てのスペクトル範囲の光を透過する第６サブエリア1260と、に分割される。
【０３１６】
層1200の位置と、第１乃至第６のサブエリア1210、1220、1230、1240、1250、および、1260のサイズおよび位置は、上記において種々の図面および種々の実施例に関し、特に図２４に関して記述したのと同様にして決定される。
【０３１７】
このシステムの機能性を、小区域1110のひとつから無作為に選択された小区域1300を一例として説明する。小区域1300は第１レジオン1020の一部であり、第１スペクトル範囲により特徴付けられる第１基本色の光を発する第１画像の一部を表示する。
【０３１８】
左目54は小区域1300からの光を見ることはできない、と言うのも、小区域1300は第１スペクトル範囲内の光のみを発するものであり、かゝる光は、左目54と小区域1300との間に位置せしめられたサブエリア1220により遮断されるからである。小区域1300からの光はサブエリア1210および1230によっても遮断される。従って、視線1400は、小区域1300のいずれかの部分を左目54が見える位置に行かない様な左目54の左側への移動可能限界を表している。同様に、視線1410は、小区域1300のいずれかの部分を左目54が見える位置に行かない様な左目54の右側への移動可能限界を示している。
【０３１９】
しかし乍ら、右目55は小区域1300を見ることができる、と言うのも、右目55と小区域1300との間であるサブエリア1250*は第１スペクトル範囲の光を遮断しないからである。サブエリア1240および1260もまた第１スペクトル範囲の光を遮断しないことから、視線1420は、小区域1300の全てへの観察性を失うこと無く右目55が左側へ移動し得る限界を示し、且つ、視線1430は、小区域1300の全てへの観察性を失うこと無く右目55が右側へ移動し得る限界を示している。従って、観察者の頭部は、眼間距離の略々半分だけ左側へ、且つ、眼間距離の略々半分だけ右側へ移動し得るが、これは、左目が小区域1300の一切の部分を見ること無く、且つ右目が小区域1300の全てに対する観察性を失うこと無く行われる。
【０３２０】
図４０に示されたシステムを検証すると、フレーム1010の各小区域に関しても同様の効果が示される。例えば、無作為に選択されたもうひとつの小区域1320は第１スペクトル範囲の光を発するが、これは第２画像の一部である。この小区域は左目54から見ることができる、と言うのも、サブエリア1240、1250および1260は第１スペクトル範囲の光の通過を許容するからである。しかし乍ら、小区域1320は右目55から遮断される、と言うのも、サブエリア1210、1220および1230は第１スペクトル範囲の光の通過を遮断するからである。更なる無作為の例として、第１画像に属する第２スペクトル範囲の光を発する小区域1310を考える。それは左目54から遮断される、と言うのも、サブエリア1220、1230および1240は第２スペクトル範囲の光を遮断するからであり、一方、小区域1310からの光は右目55に到達する、と言うのも、サブエリア1250、1260および1210はその通過を許容するからである。
【０３２１】
更に、フレーム1010の小区域の各々に関しては、適切な目からはその小区域が隠されず且つ不適切な目からは見えない様に各々の目が移動し得る位置もまた同様に広げられている。例えば、視線1440および1450は、無作為に選択された更なる小区域1340からの光の全てに対する観察性を左目54が失わずに移動し得る位置の限界を示している。
【０３２２】
従って、図４０のシステムは、右画像の全てもしくは一部を示す第１レジオン1020の各々からの光の全てを右目55が観察し、且つ、左画像の全てもしくは一部を示す第２レジオン1030の各々からの光を左目54が観察し、これを、いずれの目も不適切な画像からの光を一切見ることの無い様にして行い得る、という装置を提供する。図４０は更に、各々の目が、適切な画像の観察性を阻害されること無く且つ不適切な画像を見ることが無い様にして、左右に且つディスプレイに接近または離間して実質的に移動し得ることを示している。従って、図４０のシステムは、眼鏡を必要とせずに左右の画像の双眼的立体ビジョン(binocular stereoscopic vision)を可能とすると共に、画像を表示するディスプレイ表面の全てを使用し乍ら、画像の品質を損なうこと無く両目が或る程度自由に移動するのを許容している。
【０３２３】
図４１は、図４０に関して記述されたカラー濾過のシステムが、眼鏡無しで立体的ビジョンを提供すべく、且つ、個々のカラーの光を整然としたパターンでは発しないディスプレイに対しても観察者の両目の或る程度の移動を許容すべく使用され得ることを例証している。
【０３２４】
この場合、ディスプレイ1500は、各画素がいずれかのスペクトル特性の光を潜在的に発するタイプ（例えば、背後から投影されたスクリーン）である。ディスプレイ1500は、左画像の少なくとも一部を提供する第１レジオン1506と、右画像の少なくとも一部を提供する第２レジオン1508とに分割されたフレーム1505を含んでいる。図４１のシステムは更にフィルタ層1550を含み、該フィルタ層1550は、実質的に第１スペクトル範囲内のみの光の通過を許容するサブエリア1510と、実質的に第２スペクトル範囲内のみの光の通過を許容するサブエリア1520と、実質的に第３スペクトル範囲内のみの光の通過を許容するサブエリア1530と、に分割されている。
【０３２５】
フィルタ層1550をディスプレイ1500と組合せた効果は、厳密に、図４０のディスプレイ1 から発する光に関して記述された如く特徴付けられると共に細分されたシステムを提供することである。故に、‘ディスプレイ（display）’という語句が本発明のこれらの実施例に関して請求の範囲で使用される場合、それは両方の選択肢を指している。換言すると、この点に関するディスプレイは、図４０のディスプレイ1 、または、図４１のディスプレイ1500とフィルタ層1550との組み合せであり得る。
【０３２６】
図４１に示された光濾過層1200の細分および機能性は図４０のシステムに対して記述されたのと同様であり、且つ、視線1400、1410、1420、1430、1440および1450の意味は図４０に関して上述した処と同様である。
【０３２７】
図４１は、図４０により示されたシステムの機能性および利点を備えたシステムを示しているが、そのディスプレイ装置は、ディスプレイ表面の任意の特定点において任意のカラーの光を発する任意のディスプレイとされ得る。
【０３２８】
従って、本明細書中で上記において例示的に記述された発明は、観察者の目に近接して係合された眼鏡もしくは他の光学的手段(optical means）なしで、平坦スクリーンによるフルカラー立体的ビジョン用の手段の提供を企図した３次元観察および投影用システム(system for three-dimensional viewing and projection)に関している。更に、本発明に係る３次元観察システムの幾つかは、ディスプレイに対して観察者を特定の位置および距離に制限せず、従って、観察者はディスプレイを見ながらその頭部を自由に動かすことができる。しかも、更に発展した本発明のシステムは静止画および動画のいずれの３次元観察に対しても極めて適切であり、更に、先行技術のシステムと対照的に、本発明のシステムは可動部分を含まず、その幾つかは、コンピュータ、テレビジョンセットおよび投影器などの既存のハードウェアを用いて設置することさえ可能である。
【０３２９】
以上、限られた数の実施例に関して本発明を記述してきたが、本発明の多くの異形、改変ならびに他の応用が為され得ることは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【０３３０】
【図１】本発明の第１実施例に従い、ディスプレイ上に左画像および右画像を表示する手法を示す図である。
【図２】本発明の第１実施例に従い、観察者が両目を左画像および右画像に向ける手法を示す図である。
【図３】本発明の第１実施例に従い、画像を認識する手法を示す図である。
【図４】偏光用眼鏡と図１乃至３に示された第１実施例のディスプレイ上に置かれた画像とを用いた、本発明の第２実施例に係る３次元観察用システムの概略斜視図である。
【図５】偏光用眼鏡を用いると共に左画像および右画像がディスプレイ全体に分布された、本発明の第３実施例に係る３次元観察用システムの概略斜視図である。
【図６】左画像および右画像が第１実施例と同様に載置されると共に立体的ビジョンが眼鏡を使用せずに達成されている、本発明の第４実施例に係る３次元観察用システムの概略断面図である。
【図７】所定の任意の時点で各々の目に見えるディスプレイの部分を迅速に交替する転換機構を含む、本発明の第５実施例に係る３次元観察用システムの概略断面図である。
【図８】左目がディスプレイの左側を見ると共に右目がディスプレイの右側を見る段階の間における、本発明の第５実施例に係るシステムの作用を示す図である。
【図９】左目がディスプレイの右側を見ると共に右目がディスプレイの左側を見る段階の間における、本発明の第５実施例に係るシステムの作用を示す図である。
【図１０】図１１との比較を容易なものとすべく図６の表示内容の幾つかを繰り返した図である。
【図１１】左画像全体もしくは右画像全体が所定の任意の時点で選択された右目もしくは左目により観察し得る如き、本発明の第５実施例に係るシステムの要素の交互的装置の一例を示す図である。
【図１２】本発明の第５実施例に係るシステムの要素の交互的装置の別例を示す図である。
【図１３】不透明サブエリアの使用を例証する、図６の表示内容の一部を示す図である。
【図１４】転換用シャッタ層を有する本発明の第６実施例に係る３次元観察用システムの概略断面図であり、作動の第１段階を示している。（a）は、図１４のシステムにおいて選択的に使用された転換用シャッタ層の第１の概略断面図である。（b）は、図１４のシステムにおいて選択的に使用された転換用シャッタ層の第２の概略断面図である。
【図１５】本発明の第６実施例に係るシステムの概略断面図であり、作動の第２段階を示している。
【図１６】（a）は、人間の視覚機構によりディスプレイが如何にして通常的に見られるかの概略説明図であり、（b）は、ディスプレイから発せられた光の幾分かを遮断することにより本発明に係る３次元認識を与えるべく遮断システムが採用された場合において、両目の一方により如何にしてディスプレイが見られるかの概略説明図であり、（c）は、本発明の第７実施例に従い、粗さの減少を企図した光学的システムと組み合わされ、ディスプレイから発せられた光の幾分かを遮断することにより本発明に係る３次元認識を与えるべく遮断システムが採用された場合において、両目の一方により如何にしてディスプレイが見られるかの概略説明図である。
【図１７】ディスプレイから発せられた光の幾分かを遮断することにより本発明に係る３次元認識を与えるべく遮断システムが採用された場合において、ふたりの観察者により如何にしてディスプレイが同時に見られるかの概略説明図である。
【図１８】サブエリアが電子制御の下で変更され得る偏光層を有する、本発明の第８実施例に係る３次元観察用システムの概略断面図である。
【図１９】かゝる層のひとつに対する転換機構の詳細を示す本発明の第８実施例にかゝる偏光層の断面を示す概略断面図である。
【図２０】本発明の第８実施例に係る、ディスプレイから種々の距離に置かれた偏光層の配列を示す図である。
【図２１】シャッタ層のサブエリアの概略的断面図である。
【図２２】本発明の第９実施例に係る、ディスプレイから種々の距離に置かれた偏光層の配列を示す図である。
【図２３】システムに対する観察者の位置を検出する手段の制御下においてサブエリアの内部装置が自動的に変更せしめられる、本発明の第１０実施例に係る３次元観察用システムの制御手段を示す図である。
【図２４】距離およびサイズの計算に対する基礎としてのデカルト座標において３次元観察用システムの一部を示した図である。
【図２５】転換層を除いた図１１の再現である。
【図２６】ひとり以上の観察者による３次元観察を可能とする、本発明の第１１実施例に係る３次元観察用システムの概略断面図である。
【図２７】図２６のシステムに配備された層のひとつの断面図である。
【図２８】光の筋の偏光配向が明暗強調により強調された、図２６のシステムの断面図である。
【図２９】更なる説明の為に用意された、図２８の特徴を示す図である。
【図３０】ふたりの観察者により使用された場合における光の筋の偏光配向が明暗強調により強調された、図２６のシステムの断面図である。
【図３１】図１１のシステムの構成要素を示す図である。
【図３２】観察者の頭部の移動を許容すべくディスプレイのひとつのレジオンにおける特殊なディスプレイ・パターンを使用した、本発明の第１２実施例に係る３次元観察用システムの概略断面図である。
【図３３】ディスプレイの３個のレジオンが特殊パターンにより表示された、図３２のシステムを示す図である。（a）は、各層のひとつにおける不透明領域が特殊パターンの表示によるのと同一の効果を達成すべく使用された、図３２のシステムを示す図である。
【図３４】直交する配向に光を偏光する第１および第２のサブエリアを有する偏光層と、その組立に必要な副層の平面図である。
【図３５】図３４の層の第１および第２のサブエリアの拡大断面図であり、それらの作用モードを示している。
【図３６】（a）乃至（c）は、図３４の第２副層のチェックボード形状を得る方法を示す図である。
【図３７】本発明の第１３実施例に係る３次元観察用システムを示す概略断面図であり、システムは、偏光器、転換可能な光回転層、および、第１および第２のサブエリアに分割された光遅延層を採用し、細分層同士が近接されたシステムが集合的に達成されている。
【図３８】３次元投影および投影ディスプレイの観察の両用の、本発明に係る３次元観察用システムの概略断面図である。
【図３９】劇場における３次元投影および投影ディスプレイの観察の両用の、本発明に係る３次元観察用システムの概略断面図である。
【図４０】本発明に係る３色ディスプレイ（例えばRGB ディスプレイ）の３次元観察用システムの概略断面図である。
【図４１】本発明に係る３色ディスプレイ（例えばRGB ディスプレイ）の第２の３次元観察用システムの概略断面図である。
【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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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年6月3日(2008.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の三次元的に関連する画像を三次元観察するためのシステム（７０）であって、
ａ）前記一対の画像を、ディスプレイ画面上におけるほぼ全ての画素上に第1の画素化された画像として表示する電子ディスプレイ装置（１）、および
ｂ）観察者と前記ディスプレイ画面との間であって、前記ディスプレイ画面に近い位置に設けられ、前記観察者の一方の目に至る前記ディスプレイ画面の画像からの光を通過させるが他方の目に至る前記ディスプレイ画面の画像からの光を遮断する多層偏光フィルタを用いた選択光遮断モジュール（５６，５７）からなることを特徴とする電子ディスプレイ装置。
【外国語明細書】
2008293011000001.pdf