(57)【要約】      （修正有）【課題】狭い拡散特性を有する面に複数の点から２Ｄ画像を投射することにより、任意の角度に依存する３Ｄの明視野を得る３Ｄ画像表示装置を提供する。【解決手段】拡散器スクリーン１２と、前記拡散器スクリーン１２に２Ｄ画像を投射する複数のプロジェクター１０とを備える。前記２Ｄ画像は、共に３Ｄの明視野１３を生成し、前記３Ｄ画像は、前記３Ｄの明視野１３における各々のビューアーの位置に対応し、前記３Ｄの明視野１３における２Ｄビューは、複数のプロジェクター１０によってもたらされる。前記ビューアーは、異なるスクリーン１２の範囲における前記３Ｄ画像の中の、複数のプロジェクター１０の画像の部分を見て、前記拡散器スクリーン１２は、均一な光学的構造体を含み、任意のスクリーン点から見たときの、隣り合うプロジェクター１０の光学的中心点１１の間の最大角度α以上である拡散角δを有する。【選択図】図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
３Ｄ画像を表示する方法であって、
複数のプロジェクター（１０）によって２Ｄ画像を拡散器スクリーン（１２）に投射するステップを備え、
前記２Ｄ画像は、共に３Ｄの明視野（１３）を生成し、
前記３Ｄの明視野（１３）における２Ｄビューは、複数のプロジェクター（１０）の画像の部分から構成され、
前記拡散器スクリーン（１２）は、均一な光学的構造体を備え、および任意のスクリーン点から見たときの、隣り合うプロジェクター（１０）の光学的中心点（１１）の間の最大角度（α）以上である拡散角（δ）を有し、
前記拡散器スクリーン（１２）は、前記スクリーン（１２）に投射される光ビームの主方向を変更することなく限定された拡散を行い、隣り合うプロジェクター（１０）の間のギャップから生じる不均等性を取り除き、前記３Ｄの明視野（１３）におけるビューアーの位置が変わるときに前記３Ｄの明視野（１３）における前記３Ｄ画像どうしの間のスムーズな移り変わりを可能にすることを特徴とする３Ｄ画像を表示する方法。
【請求項２】
水平方向に配置された複数のプロジェクター（１０）を利用するステップと、
非対称の拡散特性を有する拡散器スクリーン（１２）を利用するステップとを備え、
前記拡散角（δ）は、前記拡散器スクリーンの水平方向の拡散角であり、
前記スクリーン（１２）の垂直方向の拡散角（δｖ）は、その水平方向の拡散角より大きいことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
３Ｄ画像を表示する装置であって、
拡散器スクリーン（１２）と、
前記拡散器スクリーン（１２）に２Ｄ画像を投射する複数のプロジェクター（１０）とを備え、
前記２Ｄ画像は、共に３Ｄの明視野（１３）を生成し、
前記３Ｄ画像は、前記３Ｄの明視野（１３）における各々のビューアーの位置に対応し、
前記３Ｄの明視野（１３）における２Ｄビューは、複数のプロジェクター（１０）によってもたらされ、
前記ビューアーは、異なるスクリーン（１２）の範囲における前記３Ｄ画像の中の、複数のプロジェクター（１０）の画像の部分を見て、
前記拡散器スクリーン（１２）は、均一な光学的構造体を含み、任意のスクリーン点から見たときの、隣り合うプロジェクター（１０）の光学的中心点（１１）の間の最大角度（α）以上である拡散角（δ）を有し、
前記拡散器スクリーン（１２）は、限定された拡散を行い、隣り合うプロジェクター（１０）の間のギャップから生じる不均等性を取り除き、前記３Ｄの明視野（１３）におけるビューアーの位置が変わるときに前記３Ｄの明視野（１３）における前記３Ｄ画像どうしの間のスムーズな移り変わりを可能にすることを特徴とする３Ｄ画像を表示する装置。
【請求項４】
前記複数のプロジェクター（１０）は、水平方向に配置されており、
前記拡散器スクリーン（１２）は、非対称の拡散特性を有し、
前記拡散角（δ）は、前記拡散器スクリーンの水平方向の拡散角であり、
前記スクリーン（１２）の垂直方向の拡散角（δｖ）は、その水平方向の拡散角より大きいことを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記プロジェクター（１０）は、ビデオプロジェクター、データプロジェクター、ビデオプロジェクターのオプティカルエンジン、ＲＰＴＶオプティカルエンジン、ＬＥＤプロジェクター、レーザープロジェクター、マイクロプロジェクターもしくはナノプロジェクターもしくはピコプロジェクター、スキャナーコンポーネントに基づくプロジェクター、または、ＤＭＤ、ＬＣＯＳ、ＯＬＥＤ、もしくはＬＣＤなどのマイクロディスプレイに基づくプロジェクターであることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記プロジェクター（１０）は、前記スクリーンに対する無レンズのホログラフィックプロジェクションを可能にするマイクロディスプレイを含む回折イメージングに基づいていることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記拡散器スクリーン（１２）は、ホログラフィックスクリーン、マイクロレンズスクリーン、容積拡散スクリーン、レンチキュラースクリーン、逆反射スクリーン、屈折または回折拡散器シート、フレネルレンズ、もしくはこれらの任意の組み合わせ、または、物質の層流によって作られる面であることを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記スクリーン（１２）は、互いに対してわずかに回転して配置された２つ以上の拡散層を含むことを特徴とする請求項３乃至請求項７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記スクリーン（１２）は、切換え可能なＬＣフィルムなどのアクティブな拡散層を備えることによって、制御可能な拡散を有することを特徴とする請求項３乃至請求項８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記スクリーン（１２）は、入射光の一部を拡散せずに送出して、部分的に拡散する特性により、透明であることを特徴とする請求項３乃至請求項８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記スクリーン（１２）は、
方向を変えるフィルム、円筒フレネルレンズなどの、投射された光ビームを、前記ビューアーの標準的な高さに最適に方向付ける層と、
または、通常はブラックマトリクスを有するレンチキュラーアレイである、前記プロジェクター（１０）から入射する光以外の方向から入射する光を阻止する層と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項３乃至請求項８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
好ましくは、複数の投射モジュールを備える３Ｄの携帯電話、３ＤのＤＶＤプレーヤー、３Ｄのゲームセット、３ＤのＧＰＳセットなど、または、好ましくは、小型サイズのピコプロジェクター（１０）である携帯型の３Ｄデバイスであって、
前記拡散器スクリーン（１２）は、３Ｄ画像を表示する最適な投射位置に移動可能であり、
制御システムおよびバッテリーは、自律動作を可能とすることを特徴とする請求項３乃至請求項１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
３Ｄのシネマ装置であって、
前記プロジェクター（１０）および前記拡散器スクリーン（１２）は、前方投射の構成で配置されており、
前記拡散器スクリーン（１２）は、１Ｄの逆反射面またはミラー状反射面からなっており、
前記プロジェクターは、好ましくは、前記ビューアーの場所の上方における、軸から外れた位置に配置されていることを特徴とする請求項３乃至請求項１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記プロジェクター（１０）によって投射される前記３Ｄの明視野（１３）は、複数の狭い角度ゾーンに分割され、固定のビュー位置に対して周期的に繰り返される３Ｄのコンテンツを投射することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
入力画像の数がプロジェクター（１０）の数より少ないか、または、入力される３Ｄの情報が、全ての前記プロジェクター（１０）を駆動するのに必要な全ての情報を含まない前記装置に入力された前記画像から、中間の画像を自律的に計算する制御システムを備えることを特徴とする請求項３に記載の装置。
【請求項１６】
前記制御システムは、３Ｄオブジェクトに対して非常に臨場感のある３Ｄ画像の描画環境の照明を制作するために前記ビューアーの位置に対する最適化を補助し、テキスチャーマッピングを行い、陰影をつけ、または、表示される前記３Ｄオブジェクトとのインタラクションを可能にする、カメラ、ＩＲセンサ、または他のトラッキングデバイスなどの入力デバイスを備えたことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
少なくとも１つの画像検出器（２０）を用いて、前記複数のプロジェクター（１０）によって投射された前記画像を検出するステップと、
検出された前記画像を評価するステップと、
前記評価に基づいて前記プロジェクターのためのキャリブレーションデータを生成するステップと、
各々の前記キャリブレーションデータに基づいて前記プロジェクターの入力データを修正するステップと、
を備えることを特徴とする請求項３から１６のいずれか一項に記載の装置を較正する方法。
【請求項１８】
前記検出するステップと、前記評価するステップと、前記キャリブレーションデータを生成するステップと、前記入力データを修正するステップとは、周期的に行われることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
各々の前記プロジェクター（１０）により、スクリーン（１２）と取り替わっているか、または、前記スクリーン（１２）を覆っている、広角の拡散器スクリーン（１２ｗ）に
２Ｄの試験画像パターンを連続的に投射し、
前記試験画像パターンは、前記広角の拡散器スクリーン（１２ｗ）の表示範囲全体に広がり、
投射される前記試験画像パターンの全ては、前記拡散器スクリーン（１２）について前記プロジェクター（１０）と同じ側に配置された単一の画像検出器（２０）による前記検出するステップの間に検出されることを特徴とする請求項１７乃至請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記評価するステップでは、
前記試験画像パターンが、前記拡散器スクリーン（１２）に一致して表示されていること、
前記試験画像パターンが、同じ輝度／コントラストを有していること、
前記試験画像パターンが、同じ色を有していることの少なくとも１つが評価され、
および、前記キャリブレーションデータを生成するステップでは、
光学的な不完全さ、歪み、形状調整もしくは色調整の不良、および／または、前記プロジェクター（１０）どうしの間の輝度／コントラストの差異を補償するために、前記キャリブレーションデータが、生成されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記検出するステップと、前記評価するステップと、前記キャリブレーションデータを生成するステップと、前記入力データを修正するステップとは、前記装置の通常動作の間に連続的に、または、見かけ上連続的に行われることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記投射された画像は、前記拡散器スクリーン（１２）について前方投射構成用の前記プロジェクター（１０）と同じ側に、または、前記拡散器スクリーン（１２）について後方投射構成用の前記プロジェクター（１０）と反対の側に配置された複数の画像検出器によって、検出されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
前記プロジェクター（１０）によって前記拡散器スクリーン（１２）に投射された画像を検出するための少なくとも１つの画像検出器（２０）と、
検出された前記画像を評価するための評価する手段と、
前記評価に基づいて前記プロジェクター（１０）用のキャリブレーションデータを生成するためのキャリブレーションデータを生成する手段と、
各々の前記キャリブレーションデータに基づいて前記プロジェクター（１０）の入力データを修正するための修正する手段と、
を含むことを特徴とする請求項３乃至請求項１６のいずれか一項に記載の装置を較正するためのキャリブレーションデバイス。
【請求項２４】
前記拡散器スクリーン（１２）について前記プロジェクター（１０）と同じ側に配置された単一の画像検出器（２０）を備え、
前記画像検出器（２０）は、各々の前記プロジェクター（１０）によって前記拡散器スクリーン（１２）に連続的に投射された２Ｄの試験画像パターンを検出することが可能であることを特徴とする請求項２３に記載のキャリブレーションデバイス。
【請求項２５】
前記拡散器スクリーン（１２）について前方投射構成用の前記プロジェクター（１０）と同じ側に、または、前記拡散器スクリーン（１２）について後方投射構成用の前記プロジェクター（１０）と反対の側に配置された複数の画像検出器を備え、
前記画像検出器は、前記プロジェクター（１０）によって前記拡散器スクリーン（１２）に同時に投射された前記画像を検出することが可能であることを特徴とする請求項２３に記載のキャリブレーションデバイス。
【請求項２６】
前記評価する手段は、前記検出された画像と、理論的に誤差のない画像との差異を確認することが可能であることを特徴とする請求項２３に記載のキャリブレーションデバイス。
【請求項２７】
前記評価する手段と、
前記キャリブレーションデータを生成する手段と、
前記修正する手段とは、前記装置の制御システムで動作するコンピュータプログラムモジュールとして実装されていることを特徴とする請求項２３に記載のキャリブレーションデバイス。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３Ｄ画像を表示するための方法および装置、ならびに、その装置を較正するための方法およびデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
３Ｄ画像を生成するための方法およびシステムは、例えば、国際公開第０１／８８５９８Ａ２号パンフレット、国際公開第２００５／１１７４５８Ａ２号パンフレットに開示されており、それらの教示は参照によって組み込まれている。公知の装置は、適切な制御によって光ビームを拡散器スクリーンに投射する複数の光学モジュールを備え、異なる色と強度の光ビームがスクリーンの各点から伝播して３Ｄの明視野を再現する。ビューアー（ｖｉｅｗｅｒ）が、３Ｄの明視野において自身の位置を変えると、それに応じて、知覚される３Ｄ画像が変化し、それによって真の３Ｄ、現実の効果がもたらされる。
【０００３】
しかし、３Ｄの明視野においてビューアーの位置を変える過程では、プロジェクターの物理的調整、スクリーンの拡散角、光学的な不完全さ、歪み、形状調整もしくは色調整の不良、および／または、プロジェクター間の輝度／コントラストの差異によって、ビューアー（観測者）は強度の変動を知覚することになり、言い換えれば、２つの３Ｄ画像の移り変わり部分の所で不均等性が生じることになる点が、従来技術のソリューションにおける一般的な問題である。もし調整不良および／または差異がある値に達し、スクリーンにおける発散の角度（拡散角）が、強度の不均等性とディスプレイの誤差とを補償するには高く設定され過ぎることになる場合、それによって観測者は、隣り合う３Ｄ画像間の、すなわち、隣り合う３Ｄ画像の光ビームが部分的に重なる所におけるクロストークによって引き起こされる視覚ノイズを知覚することになる。観測者にとっては、知覚される画像がそれによってぼやけ、３Ｄ画像における隣り合うビューが同時に提示されることになり、装置は、シャープな輪郭を有する画像を表示することができなくなる。
【０００４】
さらに、このようなシステムではスクリーンの拡散特性が重要な要素であるが、残念なことに、実用的な全ての拡散器においては、ホログラフィックの拡散スクリーンでさえ、ガウス強度分布が固有のものである。相反する要求事項により、不均一な全体的強度または望ましくないクロストークは実際に避けがたいものであるが、このことによって、このようなシステムの性能は著しく制限される。これらのシステムが細かく較正されていなければ、重大な調整の問題、色のばらつきの問題が生じる恐れがあり、それらの問題もまた、知覚される画像の劣化を引き起こす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第０１／８８５９８Ａ２号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００５／１１７４５８Ａ２号パンフレット
【考案の概要】
【０００６】
本発明の目的は、従来技術の欠点を取り除き、それほど複雑でない投射コンポーネントに基づいて実用的なシステムを可能にする、３Ｄの明視野生成の方法およびその装置を提供することである。本発明の別の目的は、発明性のある本装置のための、効率的なキャリブレーションデバイスおよびキャリブレーション方法を提供することである。
【０００７】
上記の目的は、請求項１および請求項１７に記載の方法、ならびに、請求項３および請求項２３に各々記載の装置およびキャリブレーションデバイスによって達成されている。好ましい実施形態は、従属請求項で定義されている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
以降では、図面によって示されている好ましい実施形態に基づいて本発明を説明する。
【０００９】
【図１Ａ】本発明を支持する原理に関する概略図である。
【図１Ｂ】本発明を支持する原理に関する概略図である。
【図２Ａ】本発明を支持する原理に関する概略図である。
【図２Ｂ】本発明を支持する原理に関する概略図である。
【図３】発明性のある本装置における第１の実施形態に関する概略図である。
【図４】図３と同様の実施形態の機能を示す概略図である。
【図５Ａ】図３と同様の好ましい実施形態の表示メカニズムにおける垂直セグメントを示す概略図である。
【図５Ｂ】図３と同様の好ましい実施形態の表示メカニズムにおける垂直セグメントを示す概略図である。
【図６】キャリブレーションデバイスを有する装置における、後方投射の好ましい実施形態の概略図である。
【図７Ａ】３Ｄシネマで用いられる前方投射の実施形態の概略図である。
【図７Ｂ】３Ｄシネマで用いられる前方投射の実施形態の概略図である。
【図７Ｃ】３Ｄシネマで用いられる前方投射の実施形態の概略図である。
【図８Ａ】湾曲したミラー状の反射スクリーンによるビュー範囲の概略図である。
【図８Ｂ】逆反射スクリーンによるビュー範囲の概略図である。
【図８Ｃ】好ましい逆反射スクリーンの構造である。
【図９】湾曲したスクリーンを有する、発明性のある本装置の概略図である。
【図１０Ａ】ＰＤＡデバイスで用いられる第４の実施形態の概略図である。
【図１０Ｂ】ＰＤＡデバイスで用いられる第４の実施形態の概略図である。
【図１１】小型ラップトップデバイスで用いられる第５の実施形態の概略図である。
【図１２Ａ】ポータブルＤＶＤプレーヤーで用いられる第６の実施形態の概略図である。
【図１２Ｂ】ポータブルＤＶＤプレーヤーで用いられる第６の実施形態の概略図である。
【図１３Ａ】携帯電話で用いられる第７の実施形態の概略図である。
【図１３Ｂ】携帯電話で用いられる第７の実施形態の概略図である。
【図１４】好ましいスクリーン構成を有する３ＤＲＰＴＶデバイスの概略図である。
【図１４Ａ】好ましいスクリーン構成を有する３ＤＲＰＴＶデバイスの概略図である。
【図１５Ａ】切換え可能なＬＣフィルムを有する制御可能な拡散スクリーンの動作を示す図である。
【図１５Ｂ】切換え可能なＬＣフィルムを有する制御可能な拡散スクリーンの動作を示す図である。
【図１６Ａ】本装置用の好ましいプロジェクターの概略断面図である。
【図１６Ｂ】図１６Ａに示されている内部構造を有するプロジェクターの概略図である。
【考案を実施するための形態】
【００１０】
特に３Ｄ表示における表示の最終的な目標は、実際のシーンからの可視光ビームを再現することであり、言い換えれば、この目標は、自然に見えるように提示される３Ｄの明視野を再現することである。
【００１１】
明視野は、３Ｄのシーンを、３Ｄのシーンの点から放射または反射された光線の集まりと見なす３Ｄ情報を最も一般的に表現したものである。可視光ビームは、ディスプレイではスクリーンである、基準面を基準にして、可視光ビームの交差点を基準面と伝播の角度と共に用いて説明される。交差点は、何らかのパラメータ表示を用いて、基準面の位置として与えられ、方向は、何らかの角度のパラメータ表示によって、垂直な面からの偏りとして与えられる。
【００１２】
２Ｄと比較して３Ｄ表示では、独立の可変要素である角度が加わる。２Ｄ表示では、異なる方向から見た場合にピクセルにおける変化は理想的にはないが、３Ｄでは、（ピクセルから届く光ビームの）色と強度の値は、角度に応じて変化する。これは、原理により、３Ｄ画像が、３Ｄシステムにおいて必要な光学的構成および制御構成の複雑さの結果によって、類似した２Ｄより多くの情報を含むというバックグラウンドである。
【００１３】
一般に、図１Ａおよび図１Ｂに示されているように、２Ｄ画像は、単一の点から、広い拡散角δを有するスクリーンである拡散面に投射され、角度に依存しない均一な光の分布をもたらす。３Ｄ画像を得るためには、面の同じ点から、異なる強度／色を生成可能であることが必要である。３Ｄの画像化を実現するためには、図２Ａおよび図２Ｂに示されているように、拡散特性が狭い面に複数の点から投射が行われ、それによって、任意の角度に依存する３Ｄの明視野を得ることができる。
【００１４】
図３から図５Ｂは、３Ｄの明視野１３を生成するための、発明性のある本装置および本方法で用いられる基本的な原理を示す。ビューアーは、３Ｄの明視野１３の中で３Ｄ画像を知覚することができるが、このうち３Ｄの明視野１３におけるビューアーの位置によって、３Ｄ画像のうちのどれが知覚されるかが決まる。
【００１５】
本発明によれば、図３に見られるように、複数のプロジェクター１０によって、２Ｄ画像が拡散器スクリーン１２に投射され、このうちスクリーンによって送出または反射される、投射された２Ｄ画像の各々におけるピクセルからの光ビームは、３Ｄの明視野１３における、知覚される３Ｄ画像の点である空間位置に焦点を合わせ、また、３Ｄの明視野１３における各々の２Ｄビューは、複数のプロジェクター１０の画像から構成されている。
【００１６】
２Ｄ画像のプロジェクター１０のピクセルからの光ビームは、物理的に分離しているスクリーンの点には焦点を合わせていない。拡散器スクリーン１２は、全体的に均一な、光学的に連続な構造を有しており、言い換えれば、拡散器スクリーン１２は、投射された画像のピクセルより小さい任意の範囲では光学的に同一である。
【００１７】
拡散器スクリーン１２は、スクリーンの任意の点から見たときに、隣り合うプロジェクター１０の光学的中心点１１の間の最大角度α以上の拡散角δを有する。そのため、拡散器スクリーン１２は、制限された（所定の）角度の拡散を行って、スクリーン１２に投射され、その後で送出または反射される光ビームの主要な方向を変更することなく、プロジェクター１０どうしの間のギャップより生じる不均等性をなくす。したがって、拡散角は、プロジェクターの構成に対応しており、すなわち、プロジェクターの構成によって決まり、より詳細には、スクリーンの点から見たときの、隣り合うプロジェクターの光学的中心点の間の角度によって決まり、それによって、３Ｄの明視野１３におけるビューアーの位置が変化したときの、その３Ｄの明視野１３における３Ｄ画像のビュー間のスムーズな移り変わりを可能にする。
【００１８】
スクリーンから放たれる光ビームの方向は、異なるスクリーン点と、プロジェクター１０の光学的中心点の位置との相対的な位置によってのみ、実質的に決められる。プロジェクター１０は方向に関連づけられておらず、投射された２Ｄ画像の各々における光ビームは、３Ｄの明視野の再現を行う、表示される物体の点となる空間の位置に焦点を合わせており、そのため、投射される画像は、最終的な３Ｄ画像の２Ｄビューではなく、表示される３Ｄ画像におけるいかなる２Ｄビューとも異なる。
【００１９】
さらに、表示される３Ｄ画像と、プロジェクター１０の画像とのアスペクトおよび解像度は異なる場合がある。従来技術のソリューションとは対照的に、複数のプロジェクター１０によって生み出される３Ｄ画像がもたらされるため、いくつかの低解像度のプロジェクター１０からでも、高解像度の３Ｄ画像が得られる。プロジェクターは、スクリーン１２の一部だけを投射することができ、または、投射された２Ｄ画像のスクリーン部分を反射するミラーをかけている同じスクリーン部分に、複数の光ビームを投射することができる。
【００２０】
例えば、水平方向のみの視差構成に対する図５Ａおよび図５Ｂに見られるように、３Ｄ画像における各々の２Ｄビューは、ビューポイントに応じた、異なるスクリーン範囲における２Ｄ画像のセグメントの組み合わせとして、複数のプロジェクター１０から届く。ビューアーは、異なるスクリーン範囲において複数の２Ｄ画像からなる、表示される３Ｄ画像における異なる２Ｄビューを、各々の眼で常に見る。スクリーンの前で動くと、個々のビュー間の境界は、異なるスクリーン範囲に分布している同時に移り変わる部分によって、プロジェクター１０に対するビューアーの位置に応じて連続的に変化し、それによって、ビューアーは、そのビューアーに連続的な運動視差を与える適切な知覚情報を有して投射される画像を（任意の位置から）見ることができる。したがって、マルチビューシステムとは対照的に、単一のプロジェクターの画像だけからの光ビームが見られる、視野における点は存在せず、３Ｄ画像における離散的なビューの間に境界は生じない。
【００２１】
プロジェクター１０によって投射される２Ｄ画像は、表示される画像から適切なアルゴリズムによって生成される。このようなアルゴリズムは、例えば、既存の画像データからセグメントの切取り／生成を行うためのものでもよく、それらのセグメントを、投射される２Ｄ画像に併合することができる。コンピュータで生成されたデジタルデータに基づいて３Ｄ画像が表示されることになる場合、各々の光ビームは、適切なプロジェクター１０によって計算され、また生成されてもよい。
【００２２】
プロジェクター１０のピクセルから投射された全ての光ビームによって、３Ｄの明視野１３は、ビューアーの位置とは無関係となり、３Ｄの明視野１３における各々の点には、異なる光ビームが存在する。さらに、このことは、ビューアーの眼の位置における異なる２つの点にもあてはまり、それによって３Ｄ画像を知覚することが可能となり、ビューアーが３Ｄの明視野１３において自身の位置を変えると、それによって、３Ｄ画像のうちのどれが自然に見えるように知覚されるかが決まる。
【００２３】
人間の眼が水平方向に位置しており、ビューアーが通常は水平に動くため、空間情報を得る際には、水平方向の視差は、垂直方向の視差よりはるかに重要である。これによって、実用的な実施形態として、水平方向のみの視差システムを構築するための大幅な簡略化が可能となる。
【００２４】
２Ｄ画像のプロジェクター１０は、水平に、実質的に一定間隔で、光学的に等しく、密の位置で構成され、複数の２Ｄ画像をスクリーン１２に投射することが好ましい。
【００２５】
導入部で説明したように、ビュー間の移り変わり部分の品質は、全ての３Ｄディスプレイにおける一般的な問題である。いかなる不均等性またはクロストーク効果も妨害となるものであり、また極めて目につき、それらは高品質の表示では許容することができない。一方、隣り合うプロジェクター１０の間の角度が小さいほど、３Ｄビューは、奥行きをもって表示することができる。しばしば半値全幅（ＦＷＨＭ）値を用いて定義される拡散角δは、以下の検討によってラインで選択（調整）されることになる。
【００２６】
拡散角δが大きすぎると、ビューアーは、３Ｄ画像における隣り合うビュー間のクロストーク、すなわち、隣り合う２Ｄ画像が広角の拡散によって部分的に重なる方向におけるクロストークによって引き起こされる視覚ノイズを知覚する。したがって、拡散器スクリーン１２は、任意のスクリーン点から見たときの、隣り合うプロジェクター１０の光学的中心点１１の間の最大角度αに等しい拡散角δを有していることが好ましい。所与のスクリーン点を考えると、最大角度αが、最も近い２つのプロジェクター１０に関係する角度となることは明らかである。他のプロジェクターのペアは、わずかに小さい角度のもとで見られることになる。したがって、強度における変動、すなわち、任意のビュー位置における３Ｄ画像の不均等性がないことを確実なものとするためには、拡散器スクリーン１２の拡散角δは、この最大角度αと少なくとも等しくすべきである。それにより、視覚で知覚される画像が暗い部分によって損なわれることがなく、ビュー範囲は連続的にカバーされ、言い換えれば、連続的な運動視差が実現される。
【００２７】
実用的な実施形態では、プロジェクターは密に並べられる。「隣り合う」という用語は、プロジェクターが物理的に隣接している必要はなく、スクリーン点から見た場合に、それらのプロジェクターが互いに並んでいるように光学的に見えれば十分であると理解される。
【００２８】
図４は、３Ｄの明視野１３において、ビューアーの眼１４が、投射された３Ｄ画像をどのように知覚するかを示す。拡散器スクリーン１２は、スクリーン１２のセグメント１６に関係する画像をビューアーの眼１４に向けて送ることになる。他の方向においては、図５Ｂに示されているように、後方の別のプロジェクター１０に関係し、他のセグメントがビューの中にあることになる。スクリーン１２の拡散により、各々のスクリーン点より、全ての方向から光ビームがビューアーの眼に届き、それによって、ビューアーが、角度の範囲において連続的な画像を知覚可能となることが、さらに確実なものとされる。また、個々のビュー方向に関係するビュー全体は、１つのプロジェクターによって作られるものではなく、全てのプロジェクターによって作られるものであることを明確に理解することができる。この構成によって、ビューアーが位置を変え、自身のビューポイントが変化すると、スクリーン１２によって転送され、眼１４に対する画像を作り出す、知覚される光ビームも連続的に変化する。このようにして、連続的に変化する画像が作り出される。さらに、異なるプロジェクターからのビームが、個々のスクリーン点からビューアーの右眼と左眼に届くことも理解することができる。このことは、基本的に、同じスクリーン点が、左眼と右眼の各々を含む異なる方向に向けて異なる情報を送出可能であることを意味する。
【００２９】
また、スクリーン１２の前の物体と、スクリーン１２の後ろの物体とが、発明性のある本装置の助けによって等しく表示され得ることを理解することができる。本装置によって生み出される光ビームは、それらの光ビームが、あたかも表示される物体から生じたかのように、まさに同じものとなる。ビューアーの位置にかかわらず、投射角の範囲内における全ての方向に実物そっくりの画像が表示される。本装置が、ビューアーが全くいないビュー範囲の方向にも光ビームを連続的に投射する点は重要である。
【００３０】
ビューアーがスクリーンの前で動くと（連続的な水平方向の視差）、そのビューアーは、見えたり消えたりする細部を見ることができ、物体の背後を見ることすら可能である。陰と明るい部分とは、自然なシーンのように動く。ステレオまたはマルチビューの３Ｄシステムでは、このレベルの臨場感は体験され難い。ビューは、眺めに応じて連続的に変化する。本発明のシステムは、３Ｄの明視野を再現し、３Ｄオブジェクトの空間的な位置は固定されており、その位置は、ステレオにおけるビューアー依存のビューのようにビューアーが自身の位置を変えたときに変化しない。言い換えれば、このシステムは、ビューアーに依存しておらず、トラッキングが特別に必要性ではなく、無制限の数のビューアーがスクリーンを同時に見ることができ、また、ビューアーには、視野の中で別の位置に立ったときに異なる細部が見える。このシステムは、ゲームのシナリオにおいて、高まったモチベーションを伴うリアルな協同の利用を可能にする。
【００３１】
３Ｄ画像は、同様の２Ｄよりはるかに多くの情報を含むため、３Ｄのシステムでは、はるかに多くのピクセル、または、はるかに高スピードのコンポーネントが必要となる。この能力を有していないシステムでは、メガネ着用の必要があること、またはマルチビューの画像のジャンプ、または制限された奥行き特性のように、画像は妥協されたものとなる。説明する原理は、画像構成されたものが並行して配信される方法である。この手法によって、従来の表示パネルより大きい規模のオーダーである、１００メガピクセルの範囲における極めて高いピクセル数を有するモジュールシステムを構築することが可能である。
【００３２】
図５Ａおよび図５Ｂは、複数のプロジェクター１０が水平に配置されている（図５Ａでは、それらの１つだけが示されている）好ましい実施形態を示し、拡散器スクリーン１２は、非対称の拡散特性を有する。この場合における非対称性は、拡散角δが拡散器スクリーンの水平方向の拡散角であるように理解され、また、スクリーン１２の垂直方向の拡散角δｖが、その水平方向の拡散角より大きいことを意味する。このようにして、連続的な水平方向の運動視差が、３Ｄの明視野１３におけるビューアーの眼の高さとは無関係に実現される。また、垂直方向の大きい発散によって、プロジェクター１０どうしの間の垂直方向のオフセットを補償することがもたらされる。図５Ｂは、知覚される画像が、ビューアーの眼１４に対してどのように構成されているかを示しており、プロジェクターのパターンと、スクリーンのセグメントとは、どのプロジェクターがどのセグメントに対する役割を担っているかを示す。知覚される画像を正確に構成するには、後で説明するように、プロジェクター１０を較正することが必要になる。
【００３３】
プロジェクターは、それらの異なる水平位置に対応する２Ｄの（複合の）画像を投射し、生み出される３Ｄの明視野１３における水平方向の視差をもたらし、各々の２Ｄの（複合の）画像におけるビューは、垂直方向の同じ位置に対して一致しており、言い換えれば、２Ｄ画像は、垂直方向の視差情報は含まない。この場合、２Ｄの（複合の）画像のピクセルに投射される光ビームは、表示される点の水平方向の位置だけに焦点を合わせており、全てのプロジェクター１０の垂直方向には、それらの光ビームは、ビューアーの理想的な眺めからスクリーン面に投じられる点の垂直方向の位置となる、スクリーン１２における同じ高さの部分に向かう。言い換えれば、水平方向のみの視差（ＨＯＰ）システムでは、ＨＯＰ情報だけを含む光ビームは、３Ｄの明視野に関係する点の水平方向の位置に焦点を合わせており、垂直方向には、点の垂直方向の位置におけるスクリーン面への投影に対応する同じ高さの部分に向いている。
【００３４】
本発明の範囲には、水平方向の異なる視差情報を有する画像をスクリーンに投射する、特にビデオプロジェクターである多数の投射モジュールが水平方向に一定間隔で配置されている構成全てが含まれる。スクリーンは、ほとんど垂直方向の拡散器のように、垂直方向の大きいビュー角度を与えるために垂直方向の大きい拡散を有し、同時に、（何段かに配置されている場合には）プロジェクターの垂直方向の位置どうしの間の垂直方向の差異を取り除いている。一方、水平方向の拡散は著しく小さく、入射光ビームの元の方向を水平方向に維持している。
【００３５】
図６は、透過型拡散スクリーン１２と、より密に並べられるスタンド構成における小型プロジェクター１０とを有する、発明性のある本装置の好ましい実施形態の概略図である。この実施形態は、デジタルによる販売促進のためのショーウィンドウへの用途に特に有利であるが、それは、分離している３Ｄの投射ユニット、すなわち並べられたプロジェクター１０とは別にスクリーン１２を吊るすことができ、容易な取り付けを可能にし、利用可能なスペース条件に柔軟に適合するためである。
【００３６】
さらに、スクリーン１２は透明（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ）でもよく、入射光の一部を拡散せずに送出する、部分的に拡散する特性を有していてもよく、また、軸からずれた投射が加えられる場合、例えば、投射ユニットが天井近くの上方に配置されるか、または、スクリーンに急勾配で面して地面に配置されると、３Ｄのショーウィンドウへの用途は、さらに効果的に実現され得る。
【００３７】
既に示されたように、観測者の２つの眼は水平面にあるため、人である観測者は、もともと水平方向のビューの変化に対してより敏感である。本発明の原理によって垂直方向の視差情報を提供することは可能であるが、その提供によって、水平方向のみの視差（ＨＯＰ）システムに比べて、プロジェクターのラインにおけるさらなるグループが必要となり、装置のコストが実質的に増えることになる点を強調しておくことは重要である。
【００３８】
プロジェクター１０は、ビデオプロジェクター、データプロジェクター、ビデオプロジェクターのオプティカルエンジン、ＲＰＴＶオプティカルエンジン、ＬＥＤプロジェクター、レーザープロジェクター、マイクロプロジェクターもしくはナノプロジェクターもしくはピコプロジェクター、スキャナーコンポーネントに基づくプロジェクター、または、ＤＭＤ、ＬＣＯＳ、ＯＬＥＤ、もしくはＬＣＤなどのマイクロディスプレイに基づくプロジェクターなどの、制御可能な任意の投射デバイスでもよい。さらに、プロジェクター１０は、スクリーンに対する無レンズのホログラフィックプロジェクションを可能にするマイクロディスプレイを含む回折イメージング（ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｍａｇｉｎｇ）に基づくものでもよい。サイズによって解像度と輝度が妥協されており、それによって利用が単独の投射ユニットとして制限されていても、小型サイズのプロジェクター分野においては堅実な増加がある。しかし、本発明のマルチチャネルの３Ｄ投射システムは、ピクセル値の高い適切な輝度のシステムを費用効果が高い方法で構築する際に、出てきているこれらのカテゴリーのデバイスをうまく利用することができる。
【００３９】
拡散器スクリーン１２は、ホログラフィックスクリーン、マイクロレンズアレイ、構造化された容積拡散器フィルム、レンチキュラーシート、逆反射スクリーン、屈折または回折拡散器シート、フレネルレンズ、もしくはこれらの任意の組み合わせ、または、物質の層流によって作られる面であることが好ましい。
【００４０】
図１４に示されている３ＤＲＰＴＶ（リアプロジェクションテレビジョン）で用いられる特に好ましい実施形態では、スクリーン１２は、互いに対してわずかに回転して配置された２つ以上の拡散層を含む。この場合、２つの狭角の拡散器層１７、１７’が互いに対して回転していると、もたらされる拡散角は、回転角度に比例して広くなる。規定された許容誤差内で正確な角度を有する拡散器を製造することは極めて難しいが、これは、最終的な拡散特性が、製造のパラメータに強く依存しているためである。この調整によって、装置のプロジェクター構成における光学的な要件に適合する正確な拡散を行うスクリーンを作成するために、連続的に調整可能な拡散器を実現することができる。
【００４１】
図１５Ａおよび図１５Ｂに示されているように、スクリーン１２が、切換え可能なＬＣフィルムのように、パッシブな拡散器層およびアクティブな拡散層１８を含む、制御可能な拡散を有すると好ましい。この方法では、スクリーン１２の拡散でさえ、特定の用途、または動作条件の変化に対して調整され得る。スクリーン１２の拡散角を動的に変更することによって、様々なコンテンツに対してディスプレイを最適化することができる。スクリーンの拡散角は、敏感なパラメータである。拡散角が狭すぎる場合には、プロジェクターどうしの間のギャップに起因する不均等性が最終的な３Ｄ画像に生じる恐れがあり、拡散角が広すぎる場合には、それによってディスプレイの奥行きの範囲が狭まるが、一方で、奥行きが制限された３Ｄ画像では、広い拡散角は許容され得る。２Ｄ画像を表示する場合、理想的には１８０度の拡散角を有する十分な拡散スクリーン１２によって、異なるプロジェクターから届く光ビームを全て組み合わせ、最終的な２Ｄ画像に残っている不均等性をなくす利点が加えられる。キャリブレーションプロセスでは、１８０度で光を反射するか、または拡散する十分な拡散スクリーンによって、２Ｄパターンベースのアルゴリズムを可能にする、より多くの柔軟性が与えられる。
【００４２】
スクリーン１２は透明であり、入射光の一部を拡散せずに送出する、部分的に拡散する特性を有することが好ましい。このことによって、バーチャルリアリティまたは拡張リアリティ（ＶＲまたはＡＲ）システムにおいて、現実のシーンに仮想の３Ｄオブジェクトが組み合わせられる構成が可能となるが、これはまた、ここでも同様に、示される３Ｄオブジェクトとの組み合わせにおいて、ビューアー／顧客が透明なスクリーンを通して陳列されている商品を見ることができるショーウィンドウの用途に最適な構成である。
【００４３】
スクリーン１２は、  
‐方向を変えるフィルム（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ  ｔｕｒｎｉｎｇ  ｆｉｌｍ）、円筒フレネルレンズなどの、投射された光ビームをビューアーの標準的な高さに最適に方向付ける層、または、  
‐通常はブラックマトリクスを有するレンチキュラーアレイである、プロジェクター１０から入射する光以外の方向から入射する光を阻止する層をさらに含むことが好ましい。水平方向のみの視差（ＨＯＰ）システムにおいてビューアーの標準的な高さに光を向ける層は、水平方向の拡散である、いかなる変化もさせないため、３Ｄの画像化における役割を担うことはないが、より多くの光をビューアーに向けることによって輝度を高め、システムの効率を向上させ、消費電力を下げることができる。
【００４４】
プロジェクターの光より他方向からの光を阻止する層によって、十分に明るい昼間の環境においても、実用的で自由な多くの構成が可能となる。このような場合には、スクリーンが、周囲の光または拡散する光を除き、暗室においてのみ実現可能なコントラストと同様の適切なコントラストを提供することができるため、日よけをすること、または、箱を閉じるスタイルのデザインは必要ない。
【００４５】
例えば、ソースビューの画像どうしの間の角度の変位が、隣り合うプロジェクター１０の間の角度より大きい場合に、本装置に対して任意のフォーマットで提供される３Ｄの情報が、全てのプロジェクター１０を駆動するのに必要な全ての情報を含んでいないことが起こり得る。この場合に対して、本装置は、本装置に入力された画像から中間の画像を自律的に計算する制御システムを備えることができる。
【００４６】
十分に最適化された高性能の並列処理を行う３Ｄのソフトウェア環境が、本装置のハードウェアシステムを制御することが好ましい。このソフトウェア環境では、標準的な３Ｄモデルのフォーマットから、３Ｄのアプリケーションをラッピングすること、さらには３Ｄの情報、追加の奥行きマップ（ｄｅｐｔｈ  ｍａｐ）、またはマルチビューのビデオストリームを含む２Ｄ画像のセットを扱うことにわたる、様々な種類の３Ｄデータから３Ｄを表示するためのソリューションが提供される。このソフトウェア環境によって、ゲーム、オンザフライ（ｏｎ−ｔｈｅ−ｆｌｙ）も含む広範な３Ｄのアプリケーションを視覚化するための簡単な方法が提供される。このソフトウェア環境では、３Ｄビジョン用のデータを生成する、リアルタイムの、高度に最適化された分散描画プロセス（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓ）が管理される。いずれにしてもアプリケーションが変更される必要はなく、３Ｄ画像の生成は、ＯｐｅｎＧＬベースのアプリケーション用に完全に透明である。Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）およびＬｉｎｕｘ（登録商標）、３２ビットおよび６４のビットプラットフォームのサポートによって、既存のリアルタイムのグラフィックスシステムとの互換性が確実なものとなる。
【００４７】
より好ましくは、本装置の制御システムは、臨場感のある陰影と共に、３Ｄオブジェクトに対して非常に臨場感のある３Ｄ画像の描画環境の照明を制作するためにビューアーの位置に対する最適化を補助し、テキスチャーマッピング（ｔｅｘｔｕｒｅ  ｍａｐｐｉｎｇ）を行い、または、表示された３Ｄオブジェクトとのインタラクションを可能にするために、カメラ、ＩＲセンサ、または他のトラッキングデバイスなどの入力デバイスも含む。
【００４８】
マルチチャネルの光学システムを正確に配置することは、むしろ困難である。正確なピクセルの配置はほとんど不可能である。その配置によって、システムの極端なコストをもたらし、温度変化または機械的な動きに対してより敏感となり、実際にはそのようなシステムをほとんど動作させることのない、大規模な機械コンポーネント、または歪みのない光学コンポーネントが必要となる。本発明のシステムでは、実用的な利点として、本発明者らは、異なる輝度、異なる色バランス、著しい歪み、おおざっぱに配置された機械部品を有するプロジェクターのうち、ローエンドのコンポーネントですらある、任意の種類のものを使用して、さらに、高品質、高解像度の最終的な３Ｄ画像を実現することを可能にしている。
【００４９】
発明性のある本原理におけるように、プロジェクター１０は、スクリーン１２の特定の点を対象としない。プロジェクター１０は、特別な位置決めをされずにスクリーン１２に向いているが、投射される画像における多数のピクセルに関係して存在している光ビームの束から、キャリブレーションプロセスを通じて、ピクセルごとの正確な３Ｄの明視野を選択し、また画定することができる。
【００５０】
図６は、キャリブレーションデバイスを有する、発明性のある本装置の実施形態における概略図である。キャリブレーションデバイスは、  
‐プロジェクター１０によって拡散器スクリーン１２に投射された画像を検出するための、少なくとも１つの画像検出器２０と、  
‐検出された画像を評価するための評価する手段と、  
‐評価に基づいて、プロジェクター１０に対するキャリブレーションデータを生成するためのキャリブレーションデータを生成する手段と、  
‐各々のキャリブレーションデータに基づいて、プロジェクター１０の入力データを修正するための修正する手段と、  
を含む。
【００５１】
以下では、本発明者らは、投射型の３Ｄディスプレイシステムに対してキャリブレーションを行うための方法および装置を説明する。従来技術の投射キャリブレーションの方法および装置は、多くは、大きいサイズで高解像度の画像が、よりタイルのように並べられた多くの投射画像から構成されていたか、または、平らな面以外に投射が行われていた、タイルのように並べられた２Ｄの投射構成に関係している。典型的な解決のための作業では、例えば、異なるプロジェクターについて部分的に重なる端部分の所に形作られた微妙な変化によって、形状が合わせられ、また輝度が調整されていた。これらの方法は、２Ｄの投射に適用され得るが、３Ｄの投射では、本発明の方法および装置におけるように、全てのプロジェクター１０がそれらの画像を同じスクリーン１２の部分に投射する。特に、互いの上に投射された黒レベルである画像を分離することはほとんど不可能であり、２Ｄでは問題ではない、互いに並んでいる２つ以上のプロジェクターの画像を同時に較正することは困難であり、各々の画像セグメントの位置と相対的な輝度とが、角度と、３Ｄの明視野１３における画像検出器の位置とに応じて変化する、狭角の拡散スクリーン１２に投射された画像セグメントを確実に記録することは極めて困難である。マルチチャネルの３Ｄ投射システムを較正するためには、新規性のある方法および装置が設けられているべきである。
【００５２】
画像検出器２０は、キャリブレーションカメラであることが好ましい。２つのキャリブレーション構成があり得る。キャリブレーションカメラの位置が複数の場合、キャリブレーションは、ディスプレイのアクティブな３Ｄの明視野において、ディスプレイの前方で行われる。各々のカメラ位置におけるキャリブレーションは、利用可能なプロジェクターのピクセルのサブセットに対するキャリブレーションデータをもたらすことになる。この構成の利点は以下の通りである。  
‐キャリブレーションのために全てのスクリーン要素が利用可能である。キャリブレーションカメラは実際のビューに対して動作し、歪みを有する全ての要素がキャリブレーションされることになる。  
‐この構成は、任意の種類のディスプレイに適用され得る。カメラをディスプレイに組み込む必要はない。  
‐ディスプレイの最大輝度に対してキャリブレーションを行うことができる。
【００５３】
しかし、この構成の欠点は以下の通りである。  
‐処理が遅く、十分に自動化されていない。  
‐この構成は、暗い環境、および調節された環境でなされる必要がある。  
‐ビューアーがスクリーンの前で動いていると「ウォッシング効果（ｗａｓｈｉｎｇ  ｅｆｆｅｃｔ）」を引き起こすことになる、キャリブレーションカメラの位置決めに起因する特定の誤差が生じる。
【００５４】
あるいは、単一のキャリブレーションカメラの構成では、単一カメラの位置から、全てのプロジェクターのピクセルが見られるようになる。この場合には、広い拡散角のスクリーン１２ｗが、通常の２Ｄディスプレイとして用いられる。この構成の利点は以下の通りである。  
‐キャリブレーションカメラの位置から生じる誤差がない。  
‐高速なキャリブレーション処理  
‐キャリブレーションはディスプレイの内側にあり、それによって、ほとんど任意の種類の環境においてキャリブレーションプロセスがなされ得る。
【００５５】
しかし、この構成の欠点は以下の通りである。  
‐カメラは、ディスプレイの内部に設けられる必要がある。  
‐この構成は、ディスプレイの輝度が、追加の広角の拡散器（例えば、光沢のない白い面）によって明るくするのに十分であり、または、ディスプレイの輝度が、その広角の拡散器から反射されるのに十分であり、その輝度が、キャリブレーションカメラで取り込んだ画像上で依然として見られる、適切な輝度のディスプレイに適用することができる。  
‐スクリーン１２自体は、（覆われているために）キャリブレーション画像に対してその歪みをもたらすことはなく、そのため、このキャリブレーションは、スクリーン１２の歪みを十分に補償しないことになる。
【００５６】
単一のキャリブレーションカメラの位置の構成を実現するためのいくつかの方法がある。  
‐光沢のない白い紙のような面で拡散器スクリーン１２を覆うこと。この方法は、キャリブレーションカメラがディスプレイの内側にある場合、または、実用的には、前方投射の３Ｄムービーの構成において用いられる。  
‐別の、９０度回転した非対称の拡散器スクリーン１２を用いて拡散器スクリーン１２を覆うこと。この方法は、キャリブレーションカメラがディスプレイの外側にある場合に用いられる。  
‐スクリーン１２を拡散シート（つや消しの白いガラス）と取り替えること。この方法は、キャリブレーションカメラがディスプレイの外側にあり、ディスプレイの輝度がそれほど低くない場合に用いられる。
【００５７】
小さいディスプレイの場合には、キャリブレーションは、実際には製造の後に一度だけ行われるが、これは、これらのディスプレイが機械的および電気的に一般に安定しており、それらの非常に小さいプロジェクターの調子が悪くなることが通常ないためである。一方、大きいディスプレイは、一般に、再配置後、またはプロジェクターの交換後に較正する必要がある。
【００５８】
図６における特定の実施形態は、拡散器スクリーン１２についてプロジェクター１０と同じ側に配置された単一の画像検出器２０を含む。画像検出器２０は、各々のプロジェクター１０によって拡散器スクリーン１２に連続的に投射される２Ｄの試験画像パターンを検出することが好ましい。
【００５９】
あるいは、キャリブレーションデバイスは、拡散器スクリーン１２についてプロジェクター１０と反対の側に配置された複数の画像検出器（図示せず）を含むことができる。この場合には、画像検出器は、プロジェクター１０によって拡散器スクリーン１２に同時に投射された画像を検出する。
【００６０】
キャリブレーションデバイスを評価する手段は、検出された画像と、理論的に誤差のない画像との差異を確認できることが好ましい。評価する手段、キャリブレーションデータを生成する手段、および修正する手段は、本装置の制御システムで動作するコンピュータプログラムモジュールとして実装されていることが好ましい。
【００６１】
キャリブレーションプロセスでは、複数のプロジェクター１０によって投射された画像が画像検出器２０で検出され、検出された画像が評価され、その評価に基づいてプロジェクターのためのキャリブレーションデータが生成される。最終的には、各々のキャリブレーションデータに基づいてプロジェクターの入力データが修正される。検出するステップ、評価するステップ、キャリブレーションデータを生成するステップ、および入力データを修正するステップは、周期的に行われることが好ましい。
【００６２】
３Ｄディスプレイのキャリブレーションでは、ディスプレイによって放射された光ビームの物理特性が測定される。この方法では、プロジェクター１０の方向指定可能な光ビームにおける方向、角度、色、強度の値に関する情報が集められる。
【００６３】
方向と角度の特性は、形状のキャリブレーションの間に測定され、色と強度の値は、光のキャリブレーションによって評価される。
【００６４】
画像検出器（例えばカメラ）を用いる形状のキャリブレーションのプロセスは、以下のステップを含む。
【００６５】
１．まず、スクリーンの物理的な境界部分を利用して、画像検出器とディスプレイ面（例えば、キャリブレーションスクリーン）とを位置合わせするステップ。この境界部分は、（システムに２つ以上ある場合には）画像検出器を互いに較正するためにも用いられる。  
２．次に、取り込まれたカメラ画像において、プロジェクターのピクセルが特定される。このステップは、  
ａ）プロジェクターのピクセル座標におけるグレイコーディング、  
ｂ）各々のｎ×ｍカラーブロックに１つだけのインスタンスが存在する、ピクセルの疑似ランダムカラーコーディング  
である、いくつかのコーディングを用いて達成される。一意性によって、各ブロックが、カメラの画像とプロジェクターの画像との両方に基づくことができる点が保証される。カメラ−プロジェクターのピクセルにおけるドラフトの対応関係は、グリッドに配置された、点である画像を用いてさらに改善される。  
３．上記の２つのステップの出力を組み合わせる次のステップでは、プロジェクターから（キャリブレーション）スクリーンへのマッピングが計算される（必要であれば、その逆も同様に計算される）。  
４．ディスプレイによって放たれた光線の、スクリーン上の正確なヒット点を見つけた後、光学モジュールの数学モデルを用いて、方向指定可能な光ビームが評価される。
【００６６】
キャリブレーションされていないプロジェクターに起因する誤差はごくわずかであるが、ディスプレイの物理的な位置を用いてより正確な投射パラメータを見つけることによって、この結果はさらに改善される。
【００６７】
光のキャリブレーションは、プロジェクター間の輝度、コントラスト、ガンマ非線形、色の差を、ビュー方向に応じて補正することであり、このプロセスは、  
１．特定のビュー方向への画像検出器、カメラの位置決めと、  
２．取り込まれたカメラ画像におけるプロジェクターの識別、およびセグメントに関係する調整（ｃｏｎｃｉｌｉａｔｉｏｎ）と、  
３．各々のプロジェクターに対するいくつかの較正されていない強度レベルについての画像検出器ベースの測定と、  
４．各々のプロジェクターに対する画像検出器ベースの色バランス測定と、  
５．プロジェクターごとの最良／所望の強度、および色バランス値の計算と、  
６．計算された／所望の値と、実際に測定された値との比較に基づく、強度および色バランスの繰り返し調整と、  
７．特定のビュー方向に対する上記ステップの繰り返しと  
からなるステップにおいて実行され得ることが好ましい。
【００６８】
キャリブレーションは、マルチチャネルにおける、互いに対してずれている値を調整するために適用されるが、全体的な画像形状の歪み、強度／色の均等性の改善も同時に行われる。個々のプロジェクター画像のパラメータにおける適合化が行われるだけでなく、中央部と隅との間の不均一な照度などの、プロジェクターにおける固有の制限事項もこのようにして補償される（チャネル間のキャリブレーション、およびチャネル内のキャリブレーション）。
【００６９】
キャリブレーション方法に関する好ましい実施形態では、各々のプロジェクター１０によって、拡散器スクリーン１２を覆っている広角の拡散器スクリーン１２ｗに、２Ｄの試験画像パターンが連続的に投射される。実際には、この試験画像パターンは、拡散器スクリーン１２ｗの表示範囲全体に及ぶ。投射される試験画像パターンは全て、画像検出器２０による検出するステップの間に次々に検出される。評価するステップでは、試験画像パターンが拡散器スクリーン１２に一致して表示されていること、試験画像パターンが同じ輝度／コントラストを有していること、試験画像パターンが同じ色を有していることの少なくとも１つが評価される。キャリブレーションデータを生成するステップでは、光学的不完全さ、歪み、形状調整もしくは色調整の不良、および／または、プロジェクター１０どうしの間の輝度／コントラストの差異を補償するために、キャリブレーションデータが生成される。
【００７０】
実際には、試験画像は、パターン認識ソフトウェアによって容易に識別可能である単純な十字、または同様である公知の試験画像でもよい。本装置の制御システムは、試験グリッドなどの、明確な位置に試験画像を投射するようにプロジェクターに命令する。この試験グリッドは、スクリーン１２に物理的に取り付けられていてもよく、または、カメラ画像から正確に計算されてもよい。次に、制御システムは、画像検出器２０によって、生成された試験画像を検出することができる。制御システムは、検出された画像を評価するために適合している適切なソフトウェアを含む。さらに、このソフトウェアは、投射された試験画像の実際の位置を検出し、実際の位置と公称の位置との差異を確定する。これらの差異に基づいて、キャリブレーションソフトウェアは、関連するプロジェクターに対するキャリブレーションデータを生成する。公称の位置は、理論的に正しい試験画像の投射位置である。制御システムは、キャリブレーションデータに基づいて、投射位置において必要な修正を行うことになり、投射される画像データに対してリアルタイムでプレディストーション（ｐｒｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）を行う。投射位置は、プロジェクター内の２Ｄのディスプレイに対する２Ｄ画像を変換することによって修正されることが好ましい。投射光学系を機械的に調整することも可能であるが、ソフトウェアのソリューションが好ましい。位置合わせの誤差と、画像化の歪みとの両方を、同様の方法で補正することができる。
【００７１】
このように、キャリブレーションデータが得られると、制御システムは、プロジェクターに入力されるデータを修正する。これは、画像データが、光学的歪みを相殺する「逆歪み」変換を受けることを意味する。それにより、プロジェクターは、スクリーンに対して無歪みに近い画像を投射することになる。キャリブレーションデータは、各々のプロジェクターのために記憶されることが好ましい。
【００７２】
ビデオ画像の場合には、対応するキャリブレーションデータによるプロジェクターの入力データの修正と、プロジェクター、または、プロジェクター内の２Ｄのディスプレイへの修正された画像データの送出とは、リアルタイムに行われる。理論においては、実際に投射を行う前に、ビデオデータシーケンスのキャリブレーションを前もって行うことも可能であるが、大量のデータを記憶することが必要となるため、それほど実用的ではない。
【００７３】
キャリブレーション方法についてさらに好ましい実施形態では、検出するステップ、評価するステップ、キャリブレーションデータを生成するステップ、および入力データを修正するステップは、本装置の通常動作の間に、連続的に、または、見かけ上連続的に行われる。この場合における「連続的に」は、表示される画像と、誤差のない画像との差異を最小にするために、実際に表示される画像を検出し、またプロジェクターの入力の修正を行うことによって、連続的なキャリブレーションが達成されることを意味する。この場合における「見かけ上連続的に」は、非常に短い周期の間隔でキャリブレーションが繰り返し行われることを意味する。このようなキャリブレーションパターンは、有効なスクリーン部分の外側に投射されてもよく、スクリーンフレーム上の特別な部分に投射されてもよく、または、ビューアーには見えず、通常の表示動作の妨げにならない、非常に短時間のフラッシュでもよい。
【００７４】
本装置が較正され、動作条件が変わらない場合、キャリブレーションデバイスは取り外されてもよい。図６における実施形態は、ショーウィンドウで広告用の３Ｄ画像を表示するために有利に用いることができる。
【００７５】
好ましい実施形態では、キャリブレーションソフトウェアは、いわゆるキャリブレーションデータファイルを生成する役割を担っている。キャリブレーションデータは、リアルタイムの描画方法、またはオフラインの描画方法において、形状／画像の歪みと、光／色の不適合とを全て補償するために、ソフトウェア環境によって用いられる。
【００７６】
図７Ａおよび図７Ｂは、３Ｄのホームシネマにおける使用、または３Ｄのプレゼンテーションのための第３の実施形態における概略図である。プロジェクター１０と、較正するデバイスである画像検出器２０とは、スクリーン１２と分離されている単一の投射ユニットの中に配置されている。この投射ユニットは天井に取り付けることができ、この実施形態では、透過型のスクリーンを有する上記の諸実施形態とは対照的に反射スクリーンである拡散器スクリーン１２に向けられている。
【００７７】
前方投射構成における反射型拡散器スクリーン１２は、逆反射面またはミラー状反射面でもよい。反射スクリーンは、それ自体、金属化された送出用の拡散器スクリーン１２でもよく、または、送出スクリーン１２用の反射層として、前方面ミラーもしくは逆反射シートのどちらかを用いることが可能である。この場合には、二度の通過により、拡散器スクリーン１２の拡散角は狭く設定されている。
【００７８】
反射層としてミラーを用いる場合には制御は同じであるが、逆反射層の場合には、横向きに反対の形状によって、異なる２Ｄ画像が投射されることになる。光ビームがプロジェクターの方に反射され、それによって、図８Ａに見られるようにプロジェクターとスクリーンの間に有用なビュー範囲ができるため、逆反射スクリーン１２は、より多くの実用的な構成をもたらすことができ、屋内の部屋における取り付けに良好に適合する。図８Ｂに見られるように、ビュー範囲を最適化するために、湾曲した反射スクリーンを用いることが可能である。
【００７９】
非対称の拡散器と組み合わせられると、逆反射面は、１Ｄの逆反射器の構造となり、プリズムフィルム（ｐｒｉｓｍａｔｉｃ  ｆｉｌｍ）として製造することが容易となり得る。図８Ｃは、前方面における非対称の拡散構造と、裏側における金属化されたプリズム構造の１Ｄの逆反射面とを有する、好ましい逆反射スクリーンの構造を示す。
【００８０】
本発明のシステムにおける最も重要な実施形態および用途の１つは、メガネ不要の３Ｄシネマである。
【００８１】
図７Ｃは、本発明によって生み出される、反射による３Ｄの明視野を有する３Ｄシネマを示す。本発明によって、分散された投射、および３Ｄ画像生成の原理が実現される。１台のハイエンド、すなわち、高解像度、高ルーメン、高コストのプロジェクターを用いる代わりに、本発明による装置は、複数の低ルーメン、低コストのプロジェクターを用いることができる。１台５００００ドルのプロジェクターの代わりに、５００ドルのプロジェクターを１００台用いることは、はるかに多くのピクセルと、はるかに高いルーメンをもたらすことができ、同じ値段に対してはるかに高い性能を有するシステムを有利に構築することができる。上記の説明から明らかであるように、このような３Ｄシネマの大きな利点は、知覚される３Ｄ効果を生み出すために３Ｄのメガネが必要とされないことである。このシステムは、所与の範囲を有する所定のビュー位置を有する、座っているビューアーをうまく利用することができる。ハードウェアを構成せずに、各々のビューアーに対して同じ狭角の３Ｄのコンテンツ、またはステレオのコンテンツを周期的に表示することができる。単に制御を変えることによって、個々の固定位置のビューアー、または、自由に動いているビューアーのグループに、様々なフォーマットの３Ｄの素材をフレキシブルに示すことができる。
【００８２】
図９は、シミュレーションおよび他のＶＲ用途のために最適化され、同心の曲線に従って配置されたプロジェクター１０と湾曲したスクリーン１２とを有する、発明性のある本装置における同様の実施形態の概略図を示す。ＨＯＰ装置、すなわち、スクリーン１２の長さと、プロジェクター１０の数とは、水平方向に任意に変更可能である。
【００８３】
複数のカメラによって補われ、スクリーン１２の上部端に沿って配置されているか、または、部分的に透明なスクリーンの場合には背後に配置されているこのような構成物は、遠方の人または遠方の環境について非常に現実感のある３Ｄビューを示すテレプレゼンスシステムにおいて有利に用いることができる。
【００８４】
図１０Ａおよび図１０Ｂは、ＰＤＡデバイスで用いられるように適合された実施形態の概略図である。プロジェクターはＰＤＡのケースの中に組み込まれており、折り畳み可能な透過型拡散器スクリーン１２に投射している。図１１は、小型ラップトップデバイスで用いられ、投射型の３Ｄのコンピュータスクリーンを実現するために図１０Ａおよび図１０Ｂにおける実施形態と同様に機能している、さらなる実施形態の概略図である。図１２Ａおよび図１２Ｂは、ポータブルＤＶＤプレーヤーで用いられ、反射型拡散器スクリーン１２を有する実施形態の概略３次元図および概略側面図である。図１３Ａおよび図１３Ｂは、高解像度の３Ｄ投射の携帯電話を可能にする、携帯電話で用いるための実施形態における概略側面図および概略３次元図である。
【００８５】
本発明の装置におけるこのような小型サイズの実施形態は、３Ｄの投射ディスプレイとして、最新式の車のダッシュボードで有利に用いることができ、ドライバーのビュー範囲専用の高解像度の３Ｄ画像を提供する。
【００８６】
図１６Ａは、本装置のための小型ピコプロジェクターの構造における概略断面図であり、このうち照明は、ＬＥＤベースのランプ３１によって、ビームスプリッター３２を介してもたらされる。投射されるべき２Ｄ画像はマイクロディスプレイ３４によって生成される。ランプ３１からマイクロディスプレイ３４に伝わり、マイクロディスプレイ３４から外側に伝わる光ビームは、レンズ３３を２回通り、それによってレンズの効果を二重にし、より小型の構造をもたらす。拡散器スクリーン１２への焦点合わせは、プロジェクター１２の出口における対物レンズ３５によって達成される。図１６Ｂは、図１６Ａに示されている内部構造を有するプロジェクターにおける実施形態の概略図である。
【００８７】
本発明は、図示され、また開示された実施形態に限定されなく、他の要素、改良、および変形も本発明の範囲に含まれる。
【図１Ａ】
0003180075.tif 000003
【図１Ｂ】
0003180075.tif 000004
【図２Ａ】
0003180075.tif 000005
【図２Ｂ】
0003180075.tif 000006
【図３】
0003180075.tif 000007
【図４】
0003180075.tif 000008
【図５Ａ】
0003180075.tif 000009
【図５Ｂ】
0003180075.tif 000010
【図６】
0003180075.tif 000011
【図７Ａ】
0003180075.tif 000012
【図７Ｂ】
0003180075.tif 000013
【図７Ｃ】
0003180075.tif 000014
【図８Ａ】
0003180075.tif 000015
【図８Ｂ】
0003180075.tif 000016
【図８Ｃ】
0003180075.tif 000017
【図９】
0003180075.tif 000018
【図１０Ａ】
0003180075.tif 000019
【図１０Ｂ】
0003180075.tif 000020
【図１１】
0003180075.tif 000021
【図１２Ａ】
0003180075.tif 000022
【図１２Ｂ】
0003180075.tif 000023
【図１３Ａ】
0003180075.tif 000024
【図１３Ｂ】
0003180075.tif 000025
【図１４】
0003180075.tif 000026
【図１４Ａ】
0003180075.tif 000027
【図１５Ａ】
0003180075.tif 000028
【図１５Ｂ】
0003180075.tif 000029
【図１６Ａ】
0003180075.tif 000030
【図１６Ｂ】
0003180075.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】平成24年5月1日(2012.5.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
３Ｄ画像を表示する装置であって、
拡散器スクリーン（１２）と、
前記拡散器スクリーン（１２）に２Ｄ画像を投射する複数のプロジェクター（１０）とを備え、
前記２Ｄ画像は、共に３Ｄの明視野（１３）を生成し、
前記３Ｄ画像は、前記３Ｄの明視野（１３）における各々のビューアーの位置に対応し、
前記３Ｄの明視野（１３）における２Ｄビューは、複数のプロジェクター（１０）によってもたらされ、
前記ビューアーは、異なるスクリーン（１２）の範囲における前記３Ｄ画像の中の、複数のプロジェクター（１０）の画像の部分を見て、
前記拡散器スクリーン（１２）は、均一な光学的構造体を含み、任意のスクリーン点から見たときの、隣り合うプロジェクター（１０）の光学的中心点（１１）の間の最大角度（α）以上である拡散角（δ）を有し、
前記拡散器スクリーン（１２）は、限定された拡散を行い、隣り合うプロジェクター（１０）の間のギャップから生じる不均等性を取り除き、前記３Ｄの明視野（１３）におけるビューアーの位置が変わるときに前記３Ｄの明視野（１３）における前記３Ｄ画像どうしの間のスムーズな移り変わりを可能にすることを特徴とする３Ｄ画像を表示する装置。
【請求項２】
前記複数のプロジェクター（１０）は、水平方向に配置されており、
前記拡散器スクリーン（１２）は、非対称の拡散特性を有し、
前記拡散角（δ）は、前記拡散器スクリーンの水平方向の拡散角であり、
前記スクリーン（１２）の垂直方向の拡散角（δｖ）は、その水平方向の拡散角より大きいことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記プロジェクター（１０）は、ビデオプロジェクター、データプロジェクター、ビデオプロジェクターのオプティカルエンジン、ＲＰＴＶオプティカルエンジン、ＬＥＤプロジェクター、レーザープロジェクター、マイクロプロジェクターもしくはナノプロジェクターもしくはピコプロジェクター、スキャナーコンポーネントに基づくプロジェクター、または、ＤＭＤ、ＬＣＯＳ、ＯＬＥＤ、もしくはＬＣＤなどのマイクロディスプレイに基づくプロジェクターであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記プロジェクター（１０）は、前記スクリーンに対する無レンズのホログラフィックプロジェクションを可能にするマイクロディスプレイを含む回折イメージングに基づいていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記拡散器スクリーン（１２）は、ホログラフィックスクリーン、マイクロレンズスクリーン、容積拡散スクリーン、レンチキュラースクリーン、逆反射スクリーン、屈折または回折拡散器シート、フレネルレンズ、もしくはこれらの任意の組み合わせ、または、物質の層流によって作られる面であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記スクリーン（１２）は、互いに対してわずかに回転して配置された２つ以上の拡散層を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記スクリーン（１２）は、切換え可能なＬＣフィルムなどのアクティブな拡散層を備えることによって、制御可能な拡散を有することを特徴とする請求項３乃至請求項８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記スクリーン（１２）は、入射光の一部を拡散せずに送出して、部分的に拡散する特性により、透明であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記スクリーン（１２）は、
方向を変えるフィルム、円筒フレネルレンズなどの、投射された光ビームを、前記ビューアーの標準的な高さに最適に方向付ける層と、
または、通常はブラックマトリクスを有するレンチキュラーアレイである、前記プロジェクター（１０）から入射する光以外の方向から入射する光を阻止する層と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
好ましくは、複数の投射モジュールを備える３Ｄの携帯電話、３ＤのＤＶＤプレーヤー、３Ｄのゲームセット、３ＤのＧＰＳセットなど、または、好ましくは、小型サイズのピコプロジェクター（１０）である携帯型の３Ｄデバイスであって、
前記拡散器スクリーン（１２）は、３Ｄ画像を表示する最適な投射位置に移動可能であり、
制御システムおよびバッテリーは、自律動作を可能とすることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
３Ｄのシネマ装置であって、
前記プロジェクター（１０）および前記拡散器スクリーン（１２）は、前方投射の構成で配置されており、
前記拡散器スクリーン（１２）は、１Ｄの逆反射面またはミラー状反射面からなっており、
前記プロジェクターは、好ましくは、前記ビューアーの場所の上方における、軸から外れた位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記プロジェクター（１０）によって投射される前記３Ｄの明視野（１３）は、複数の狭い角度ゾーンに分割され、固定のビュー位置に対して周期的に繰り返される３Ｄのコンテンツを投射することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
入力画像の数がプロジェクター（１０）の数より少ないか、または、入力される３Ｄの情報が、全ての前記プロジェクター（１０）を駆動するのに必要な全ての情報を含まない前記装置に入力された前記画像から、中間の画像を自律的に計算する制御システムを備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記制御システムは、３Ｄオブジェクトに対して非常に臨場感のある３Ｄ画像の描画環境の照明を制作するために前記ビューアーの位置に対する最適化を補助し、テキスチャーマッピングを行い、陰影をつけ、または、表示される前記３Ｄオブジェクトとのインタラクションを可能にする、カメラ、ＩＲセンサ、または他のトラッキングデバイスなどの入力デバイスを備えたことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記プロジェクター（１０）によって前記拡散器スクリーン（１２）に投射された画像を検出するための少なくとも１つの画像検出器（２０）と、
検出された前記画像を評価するための評価する手段と、
前記評価に基づいて前記プロジェクター（１０）用のキャリブレーションデータを生成するためのキャリブレーションデータを生成する手段と、
各々の前記キャリブレーションデータに基づいて前記プロジェクター（１０）の入力データを修正するための修正する手段と、
を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の装置を較正するためのキャリブレーションデバイス。
【請求項１６】
前記拡散器スクリーン（１２）について前記プロジェクター（１０）と同じ側に配置された単一の画像検出器（２０）を備え、
前記画像検出器（２０）は、各々の前記プロジェクター（１０）によって前記拡散器スクリーン（１２）に連続的に投射された２Ｄの試験画像パターンを検出することが可能であることを特徴とする請求項１５に記載のキャリブレーションデバイス。
【請求項１７】
前記拡散器スクリーン（１２）について前方投射構成用の前記プロジェクター（１０）と同じ側に、または、前記拡散器スクリーン（１２）について後方投射構成用の前記プロジェクター（１０）と反対の側に配置された複数の画像検出器を備え、
前記画像検出器は、前記プロジェクター（１０）によって前記拡散器スクリーン（１２）に同時に投射された前記画像を検出することが可能であることを特徴とする請求項１５に記載のキャリブレーションデバイス。
【請求項１８】
前記評価する手段は、前記検出された画像と、理論的に誤差のない画像との差異を確認することが可能であることを特徴とする請求項１５に記載のキャリブレーションデバイス。
【請求項１９】
前記評価する手段と、
前記キャリブレーションデータを生成する手段と、
前記修正する手段とは、前記装置の制御システムで動作するコンピュータプログラムモジュールとして実装されていることを特徴とする請求項１５に記載のキャリブレーションデバイス。
【手続補正書】
【提出日】平成24年9月26日(2012.9.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】手続補正書
【補正対象項目名】手続補正１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
３Ｄ画像を表示する装置であって、
拡散器スクリーン（１２）と、
前記拡散器スクリーン（１２）に２Ｄ画像を投射する複数のプロジェクター（１０）とを備え、
前記２Ｄ画像は、共に３Ｄの明視野（１３）を生成し、
前記３Ｄ画像は、前記３Ｄの明視野（１３）における各々のビューアーの位置に対応し、
前記３Ｄの明視野（１３）における２Ｄビューは、複数のプロジェクター（１０）によってもたらされ、
前記ビューアーは、異なるスクリーン（１２）の範囲における前記３Ｄ画像の中の、複数のプロジェクター（１０）の画像の部分を見て、
前記拡散器スクリーン（１２）は、均一な光学的構造体を含み、任意のスクリーン点から見たときの、隣り合うプロジェクター（１０）の光学的中心点（１１）の間の最大角度（α）以上である拡散角（δ）を有することを特徴とする３Ｄ画像を表示する装置。
【請求項２】
前記複数のプロジェクター（１０）は、水平方向に配置されており、
前記拡散器スクリーン（１２）は、非対称の拡散特性を有し、
前記拡散角（δ）は、前記拡散器スクリーンの水平方向の拡散角であり、
前記スクリーン（１２）の垂直方向の拡散角（δｖ）は、その水平方向の拡散角より大きいことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記プロジェクター（１０）は、ビデオプロジェクター、データプロジェクター、ビデオプロジェクターのオプティカルエンジン、ＲＰＴＶオプティカルエンジン、ＬＥＤプロジェクター、レーザープロジェクター、マイクロプロジェクターもしくはナノプロジェクターもしくはピコプロジェクター、スキャナーコンポーネントに基づくプロジェクター、または、ＤＭＤ、ＬＣＯＳ（登録商標）、ＯＬＥＤ、もしくはＬＣＤなどのマイクロディスプレイに基づくプロジェクターであることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の装置。
【請求項４】
前記プロジェクター（１０）は、前記スクリーンに対する無レンズのホログラフィックプロジェクションを可能にするマイクロディスプレイを含む回折イメージングに基づいていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記拡散器スクリーン（１２）は、ホログラフィックスクリーン、マイクロレンズスクリーン、容積拡散スクリーン、レンチキュラースクリーン、逆反射スクリーン、屈折または回折拡散器シート、フレネルレンズ、もしくはこれらの任意の組み合わせ、または、物質の層流によって作られる面であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記スクリーン（１２）は、互いに対してわずかに回転して配置された２つ以上の拡散層を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記スクリーン（１２）は、切換え可能なＬＣフィルムなどのアクティブな拡散層を備えることによって、制御可能な拡散を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記スクリーン（１２）は、入射光の一部を拡散せずに送出して、部分的に拡散する特性により、透明であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記スクリーン（１２）は、
方向を変えるフィルム、円筒フレネルレンズなどの、投射された光ビームを、前記ビューアーの標準的な高さに最適に方向付ける層と、
または、通常はブラックマトリクスを有するレンチキュラーアレイである、前記プロジェクター（１０）から入射する光以外の方向から入射する光を阻止する層と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
好ましくは、複数の投射モジュールを備える３Ｄの携帯電話、３ＤのＤＶＤプレーヤー、３Ｄのゲームセット、３ＤのＧＰＳセットなど、または、好ましくは、小型サイズのピコプロジェクター（１０）である携帯型の３Ｄデバイスであって、
前記拡散器スクリーン（１２）は、３Ｄ画像を表示する最適な投射位置に移動可能であり、
制御システムおよびバッテリーは、自律動作を可能とすることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
３Ｄのシネマ装置であって、
前記プロジェクター（１０）および前記拡散器スクリーン（１２）は、前方投射の構成で配置されており、
前記拡散器スクリーン（１２）は、１Ｄの逆反射面またはミラー状反射面からなっており、
前記プロジェクターは、好ましくは、前記ビューアーの場所の上方における、軸から外れた位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記プロジェクター（１０）によって投射される前記３Ｄの明視野（１３）は、複数の狭い角度ゾーンに分割され、固定のビュー位置に対して周期的に繰り返される３Ｄのコンテンツを投射することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
入力画像の数がプロジェクター（１０）の数より少ないか、または、入力される３Ｄの情報が、全ての前記プロジェクター（１０）を駆動するのに必要な全ての情報を含まない前記装置に入力された前記画像から、中間の画像を自律的に計算する制御システムを備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記制御システムは、３Ｄオブジェクトに対して非常に臨場感のある３Ｄ画像の描画環境の照明を制作するために前記ビューアーの位置に対する最適化を補助し、テキスチャーマッピングを行い、陰影をつけ、または、表示される前記３Ｄオブジェクトとのインタラクションを可能にする、カメラ、ＩＲセンサ、または他のトラッキングデバイスなどの入力デバイスを備えたことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記プロジェクター（１０）によって前記拡散器スクリーン（１２）に投射された画像を検出するための少なくとも１つの画像検出器（２０）と、
検出された前記画像を評価するための評価する手段と、
前記評価に基づいて前記プロジェクター（１０）用のキャリブレーションデータを生成するためのキャリブレーションデータを生成する手段と、
各々の前記キャリブレーションデータに基づいて前記プロジェクター（１０）の入力データを修正するための修正する手段と、
を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の装置を較正するためのキャリブレーションデバイス。
【請求項１６】
前記拡散器スクリーン（１２）について前記プロジェクター（１０）と同じ側に配置された単一の画像検出器（２０）を備え、
前記画像検出器（２０）は、各々の前記プロジェクター（１０）によって前記拡散器スクリーン（１２）に連続的に投射された２Ｄの試験画像パターンを検出することが可能であることを特徴とする請求項１５に記載のキャリブレーションデバイス。
【請求項１７】
前記拡散器スクリーン（１２）について前方投射構成用の前記プロジェクター（１０）と同じ側に、または、前記拡散器スクリーン（１２）について後方投射構成用の前記プロジェクター（１０）と反対の側に配置された複数の画像検出器を備え、
前記画像検出器は、前記プロジェクター（１０）によって前記拡散器スクリーン（１２）に同時に投射された前記画像を検出することが可能であることを特徴とする請求項１５に記載のキャリブレーションデバイス。
【請求項１８】
前記評価する手段は、前記検出された画像と、理論的に誤差のない画像との差異を確認することが可能であることを特徴とする請求項１５に記載のキャリブレーションデバイス。
【請求項１９】
前記評価する手段と、
前記キャリブレーションデータを生成する手段と、
前記修正する手段とは、前記装置の制御システムで動作するコンピュータプログラムモジュールとして実装されていることを特徴とする請求項１５に記載のキャリブレーションデバイス。
【手続補正書】
【提出日】平成24年9月26日(2012.9.26)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
プロジェクター１０は、ビデオプロジェクター、データプロジェクター、ビデオプロジェクターのオプティカルエンジン、ＲＰＴＶオプティカルエンジン、ＬＥＤプロジェクター、レーザープロジェクター、マイクロプロジェクターもしくはナノプロジェクターもしくはピコプロジェクター、スキャナーコンポーネントに基づくプロジェクター、または、ＤＭＤ、ＬＣＯＳ（登録商標）、ＯＬＥＤ、もしくはＬＣＤなどのマイクロディスプレイに基づくプロジェクターなどの、制御可能な任意の投射デバイスでもよい。さらに、プロジェクター１０は、スクリーンに対する無レンズのホログラフィックプロジェクションを可能にするマイクロディスプレイを含む回折イメージング（ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ  ｉｍａｇｉｎｇ）に基づくものでもよい。サイズによって解像度と輝度が妥協されており、それによって利用が単独の投射ユニットとして制限されていても、小型サイズのプロジェクター分野においては堅実な増加がある。しかし、本発明のマルチチャネルの３Ｄ投射システムは、ピクセル値の高い適切な輝度のシステムを費用効果が高い方法で構築する際に、出てきているこれらのカテゴリーのデバイスをうまく利用することができる。