(57)【要約】複数のディスプレイ（５００、５０２、５０４）と鏡面（５０７）を有する透過／反射鏡（５０６）とを含む統合表示システム。１台以上のディスプレイの表示領域（５０２、５０３、５０５）からの画像が鏡面（５０７）を通過し、見る人に送られる。１台以上のディスプレイの表示領域（５０２、５０３、５０５）からの画像が鏡面（５０７）で反射され、見る人に送られる。ディスプレイ（５００、５０２、５０４）は、該ディスプレイによって与えられる画像から複合画像を発生するように配列されている。【選択図】図５
2004511000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者に面する表示領域を有する第一ディスプレイ、
表示領域がほぼ垂直方向を向いている第二ディスプレイ、及び
鏡面が第一ディスプレイと使用者との間にある透過／反射鏡を有し、
第一ディスプレイからの画像が少なくとも部分的に鏡面を通過して使用者の方へ向かい、第二ディスプレイからの画像が少なくとも部分的に鏡面によって反射されて使用者の方に向かい、第一及び第二のディスプレイからの画像を有する複合画像を使用者に提示することを特徴とする統合表示システム。
【請求項２】
前記第二ディスプレイの表示領域が、透過／反射鏡の方に向かってほぼ上方を向いていることを特徴とする、請求項１に記載の統合表示システム。
【請求項３】
前記第二ディスプレイの表示領域が、透過／反射鏡の方に向かってほぼ下方を向いていることを特徴とする、請求項１に記載の統合表示システム。
【請求項４】
前記システムが、さらに、１台以上の第三ディスプレイを有し、各第三ディスプレイが使用者に向いた表示領域を有しており、複合画像が実質的に平坦に見えるように、第一ディスプレイの表示領域と第三ディスプレイの表示領域とが実質的に同じ平面上にあることを特徴とする請求項１に記載の統合表示システム。
【請求項５】
前記システムが、さらに、１台以上の第三ディスプレイを有し、各第三ディスプレイが使用者に向いた表示領域を有しており、複合画像が傾斜したディスプレイ上にあるように見えるように、第一ディスプレイの表示領域と第三ディスプレイの表示領域とが相互に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の統合表示システム。
【請求項６】
第一、第二及び第三ディスプレイからの画像が、使用者から実質的に等距離にあるように、使用者に見えることを特徴とする請求項５に記載の統合表示システム。
【請求項７】
前記システムが、さらに、１台以上の第三ディスプレイを有し、各第三ディスプレイが使用者に向いた表示領域を有しており、複合画像が湾曲したディスプレイ上にあるように見えるように、第一ディスプレイの表示領域と第三ディスプレイの表示領域とが相互に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の統合表示システム。
【請求項８】
前記システムが、さらに、１台以上の第四ディスプレイを有し、各第四ディスプレイがほぼ垂直方向を向いた表示領域を有しており、複合画像が実質的に平坦に見えるように、第二ディスプレイの表示領域と第四ディスプレイの表示領域とが実質的に同じ平面上にあることを特徴とする請求項１に記載の統合表示システム。
【請求項９】
前記システムが、さらに、１台以上の第四ディスプレイを有し、各第四ディスプレイがほぼ垂直方向を向いた表示領域を有しており、複合画像が傾斜したディスプレイ上にあるように見えるように、第二ディスプレイの表示領域と第四ディスプレイの表示領域とが相互に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の統合表示システム。
【請求項１０】
第一、第二及び第四ディスプレイからの画像が、使用者から実質的に等距離にあるように、使用者に見えることを特徴とする請求項９に記載の統合表示システム。
【請求項１１】
前記システムが、さらに、１台以上の第四ディスプレイを有し、各第四ディスプレイがほぼ垂直方向を向いた表示領域を有しており、複合画像が湾曲したディスプレイ上にあるように見えるように、第二ディスプレイの表示領域と第四ディスプレイの表示領域とが相互に傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の統合表示システム。
【請求項１２】
第一ディスプレイからの画像が第二ディスプレイからの画像と少なくとも部分的にオーバーラップしていることを特徴とする請求項１に記載の統合表示システム。
【請求項１３】
第一ディスプレイからの画像が第二ディスプレイからの画像と端部処理されており、複合画像が見掛け上継目のない画像となっていることを特徴とする請求項１２に記載の統合表示システム。
【請求項１４】
システムがさらに歪み制御回路を有しており、該歪み制御回路が、機械的又は光学的配列不良による欠陥を修正するために画像を変更するのに使用されることを特徴とする請求項１に記載の統合表示システム。
【請求項１５】
システムがさらに一対の電子遮断眼鏡を有し、複合画像上に表示された対象の３−Ｄ画像を提供することを特徴とする請求項１に記載の統合表示システム。
【請求項１６】
一対の電子遮断眼鏡が液晶遮断レンズを有していることを特徴とする請求項１５に記載の統合表示システム。
【請求項１７】
システムがさらに一対の偏光眼鏡を有し、透過／反射鏡を通過又は透過／反射鏡で反射される画像用の光の偏光は連続的に変えられ、使用者は、結果として得られる画像を前記偏光眼鏡を介して見ることにより、複合画像上に表示された対象の３−Ｄ画像を見ることを特徴とする請求項１に記載の統合表示システム。
【請求項１８】
さらに、前記第一ディスプレイに画像を与える第一画像源と、前記第二ディスプレイに画像を与える第二画像源とを有し、前記複合画像が単一の連続した画像であることを特徴とする請求項１に記載の統合表示システム。
【請求項１９】
さらに、前記第一ディスプレイに画像を与える第一画像源と、前記第二ディスプレイに画像を与える第二画像源とを有し、前記複合画像が単一の連続した画像を形成しない複数の画像であることを特徴とする請求項１に記載の統合表示システム。
【請求項２０】
第一ディスプレイ及び第二ディスプレイの内の少なくとも１つが複数の画像源に接続されており、システムがさらに該画像源からの画像を切り換えるスイッチを有していることを特徴とする請求項１に記載の統合表示システム。
【請求項２１】
透過／反射鏡を通して使用者に向けて第一の画像を投影する段階と、
第二の画像が使用者に向けて反射されるように、該透過／反射鏡に第二の画像を当てる段階とを有し、
第一及び第二の画像が複合画像として使用者に見えることを特徴とする、透過／反射鏡を用いた複合画像の生成方法。
【請求項２２】
前記第二の画像が、ほぼ下方を向いている透過／反射鏡に向けられることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第二の画像が、ほぼ上方を向いている透過／反射鏡に向けられることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記方法が、さらに
１以上の第三の画像を前記透過／反射鏡を通して使用者に向けて投影する段階を有し、
前記第一の画像と第三の画像とが、第一、第二及び第三の画像が実質的に平坦な複合画像として使用者に見えるように投影されることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記方法が、さらに、
１以上の第三の画像を前記透過／反射鏡を通して使用者に向けて投影する段階を有し、
前記第一の画像と第三の画像とが、第一、第二及び第三の画像が相互に傾斜した複合画像として使用者に見えるように投影されることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
前記第一、第二及び第三の画像が、使用者から実質的に等距離にあるように、使用者に見えることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記方法が、さらに、
１以上の第三の画像を前記透過／反射鏡を通して使用者に向けて投影する段階を有し、
前記第一の画像と第三の画像とが、第一、第二及び第三の画像が湾曲したスクリーン上にある複合画像として使用者に見えるように投影されることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２８】
前記方法が、さらに
１以上の第四の画像が使用者に向けて反射されるように、該透過／反射鏡に第四の画像を当てる段階を有し、
前記第二の画像と第四の画像とが、第一、第二及び第四の画像が実質的に平坦な複合画像として使用者に見えるように投影されることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２９】
前記方法が、さらに
１以上の第四の画像が使用者に向けて反射されるように、該透過／反射鏡に第四の画像を当てる段階を有し、
前記第二の画像と第四の画像とが、第一、第二及び第四の画像が相互に傾斜した複合画像として使用者に見えるように投影されることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項３０】
前記第一、第二及び第四の画像が、使用者から実質的に等距離にあるように、使用者に見えることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項３１】
前記方法が、さらに
１以上の第四の画像が使用者に向けて反射されるように、該透過／反射鏡に第四の画像を当てる段階を有し、
前記第二の画像と第四の画像とが、第一、第二及び第四の画像が湾曲したスクリーン上にある複合画像として使用者に見えるように投影されることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項３２】
前記第一の画像と第二の画像とが、少なくとも部分的に相互にオーバーラップしていることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項３３】
前記方法が、さらに、複合画像が見掛け上継目のない画像となるように第一の画像と第二の画像とを端部処理する段階を有することを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記方法がさらに、機械的又は光学的配列不良による欠陥を修正するために画像を変更する、歪み制御を行う段階を有することを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項３５】
一対の電子遮断眼鏡を通して見たときに、第一の画像と第二の画像とが対象の３−Ｄ画像を有することを特徴とする請求項１に記載の統合表示システム。
【請求項３６】
透過／反射鏡を通過又は透過／反射鏡で反射される画像用の光の偏光は連続的に変えられ、使用者は、結果として得られる画像を偏光眼鏡を介して見ることにより、複合画像上に表示された対象の３−Ｄ画像を見ることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は、複数の画像源を用いた複合画像の表示に関し、特に、透過／反射鏡を用いた複数画像の継目なし統合方法及び装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
コンピュータの使用者は、単一のモニタの可視領域を越えるビデオ画像又はグラフィック画像を見たいと思うことがよくある。例えば、大きなシステムの設計者は、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ツールを用いて画像を生成することが多い。このような設計は、詳し過ぎたり大き過ぎたりして、所望の充分に高い解像度を有して単一のモニタ上に完全に表示することができないことが多い。さらに、使用者は複数のコンピュータウィンドウを同時に表示することも多い。一般に、モニタの可視領域は３〜４以上のウィンドウを同時に表示することができるほど大きくないので、複数のウィンドウは、通常、重なり合って互いを見えなくしている。
【０００３】
家庭での通常のコンピュータ使用者は、複数のコンピュータウィンドウによってデスクトップのスクリーンが込み合ってくると、いらいらしてくることもあるかも知れない。例えば、グラフィックアーティストやＣＡＤ設計者のようなプロのコンピュータ使用者は、さらに、大きな画像のほんの一部しか見ることができないこと、又は複数のコンピュータ画像の何重もの重なり合いに関連する非効率や低生産性に苦しむこともあろう。
【０００４】
エンターテイメントという観点からは、業界は、例えば、白黒からカラーへ、カラーテレビからＨＤＴＶへ、そして３５ｍｍフィルムからＩｍａｘへというように絶え間ない改良を続けながら、より大きく、より明るく、より高い品質で、より複雑な表示技術を、常に求めてきた。
【０００５】
同時にビデオ画像又はグラフィック画像のより大きな部分を広げて見るためであれ、単により多くの内容を含ませるためであれ、このように、より大きな可視領域、即ち、より広いスクリーン面積、そして、より高い解像度、即ち、より多くの画素を有していることは、常に望ましく、非常に有益である。したがって、単一のモニタで通常使用することができるのよりも大きな可視領域に、ビデオ画像又はグラフィック画像を表示するのが望ましいことがよくある。単一のモニタで、通常、使用することができるよりも高く、広い可視領域を作るために、整列されたディスプレイシステムが使用されてきた。典型的な整列ディスプレイシステムとしては、２台以上のビデオディスプレイ装置を水平的及び／又は垂直的に互いに隣接させたものを挙げることができる。
【０００６】
重要な性質としては、その隣接性、即ち、複数の画像部分間の移行が見掛け上継目なしになっていることである。隣接する画像部分が離れ過ぎていれば、使用者はスクリーン部分によってシステムの使用を分離しようとし、その結果、より広い作業面の本来の利便性が大きく低減されてしまうことになる。このように、画像部分間の見掛けの分離を最小化するのが、ディスプレイアレイシステムにとって非常に望ましい品質である。
【０００７】
この分離を小さくする１つの方法は、マルチプロジェクタディスプレイシステムにおいて具現化されている。これらのシステムは、通常、２台以上のビデオプロジェクタを有していて、複数のビデオプロジェクタが一部重なり合うように隣接する形式で並べられており、また、各プロジェクタが１チャンネルの表示用コンピュータ又は他のビデオソースによってデータ供給される。この結果、一般に、複数のチャンネル源及び複数のプロジェクタのサイズ、輝度及び解像度を加算したものを結び付けた複合画像が得られることになる。
【０００８】
この投影技術の例は、「継目なしビデオディスプレイ」と題された米国特許第４，９７４，０７３号、「調整可能な複合画像表示の平滑化方法及び装置」と題された米国特許第５，１３６，３９０号、及び「複数の投影ラスタ画像を調整する方法及び装置」と題された米国特許第６，１１５，０２２号に記載されている。この参照によって、これら特許文献の開示を本願明細書に完全に取り入れる。
【０００９】
プロジェクタを使用するディスプレイシステムは、単一のモニタ装置又はディスプレイ装置よりは広い可視領域と高い解像度とを提供することができる。しかしながら、現在のシステムは高価で、大きく、また技術的に複雑であることから、プロジェクタを使用するディスプレイシステムが個人によって広く使用されるのには必ずしも適していない。
【００１０】
従来のコンピュータモニタ又はフラットパネルディスプレイを複数並べて配置し、一種のディスプレイアレイシステムを作ることもできる。しかしながら、最も一般的なＣＲＴ及び他のモニタの外装のために、このような配置方法ではディスプレイ間の画像の分離（縦仕切りとも呼ばれる）が許容可能な分離よりも大きくなってしまうのが普通である。これでは、図１Ａ、１Ｂ及び２に示されているように、ディスプレイによって統合された外観を表示することができない。
【００１１】
図１Ａは一列に並べられた３台の従来のモニタ１００、１０２及び１０４を示している。図１Ｂは図１Ａの３台の並べられたモニタ１００、１０２及び１０４の上面図である。モニタ１００、１０２及び１０４は、それぞれ、可視領域１０６、１０８及び１１０を有している。各々の筐体故に可視領域はモニタの前面よりも小さくなっている。例えば、隣接するモニタ１０２と１０４との可視領域１０８と１１０との間にあるギャップ１１２のように、比較的広いギャップ又は縦仕切りが隣接する可視領域間に存在する。
【００１２】
図２は、３台のモニタ１００、１０２及び１０４が単一の複合画像を表示するのに使用された場合における、可視領域間の仕切りの画像分散効果を示している。この複合画像は、３台のモニタ全部に亘って拡大された”ＴＥＳＴ”という文字列を表示している。図に示されているように、最初のＴがモニタ１００及び１０２上に示され、第二のＴがモニタ１０２及び１０４上に示されている。かなり大きな縦仕切りによって、この画像を見る者は、この文字列を単一の統合された画像としては見ない可能性もある。
【００１３】
したがって、隣接するディスプレイにおける複合画像の部分間の分離を小さくして見る者の認識分散を小さくすることのできるディスプレイアレイシステムを提供する必要がある。並べられたディスプレイシステムは、幅広い使用者が利用可能であるのが望ましく、また、快適に見ることができるように人間工学的な配慮も意識して設計されている。
【００１４】
【発明の要約】
本発明による一態様においては、統合表示システムが提供される。この統合表示システムは、第一ディスプレイ、第二ディスプレイ及び透過／反射鏡を有する。第一ディスプレイは使用者に面する表示領域を有する。第二ディスプレイは略垂直方向を向いた表示領域を有する。透過／反射鏡は第一ディスプレイと使用者との間に鏡面を有する。第一ディスプレイからの画像は、その少なくとも一部が鏡面を通り抜けて使用者の方に向かい、第二ディスプレイからの画像は、その少なくとも一部が鏡面で反射されて使用者の方へ向かう。このようにして、両ディスプレイからの画像を有する複合画像が使用者に示される。
【００１５】
本発明による別の態様においては、透過／反射鏡を用いて複合画像を生成する方法が提供される。第一の画像が該透過／反射鏡を通過して使用者に向けて投影される。第二の画像は、該第二の画像が使用者に向けて反射されるように、透過／反射鏡に向けられる。第一の画像と第二の画像とは僅かにオーバーラップし、これら画像が継目なしの複合画像として使用者に見えるように、投影画像において行われているように、ソフト端部処理することができる。
【００１６】
本発明のまた別の態様においては、図７に示されているように、第一の画像が鏡を通して使用者によって直接見られ、第二の画像が使用者には反射像として見られるようにする結像装置を使用者が運ぶことができよう、又は身に付けることができるように十分に小さくしつつ、透過／反射鏡を用いて複合画像を生成する方法を提供する。第一の画像と第二の画像とは複合画像として使用者には見られる。
【００１７】
本発明のさらにまた別の態様においては、図７に示されているように、第一の画像が鏡を通して使用者によって直接見られ、第二の画像が使用者には反射像として見られるようにする結像装置を使用者が運ぶことができるよう、又は身に付けることができるように十分に小さくしつつ、透過／反射鏡を用いて複合画像を生成する方法を提供する。第一の画像と第二の画像とは僅かにオーバーラップしており、これら画像が継目なしの複合画像として使用者に見えるように、投影画像において行われているように、ソフト端部処理することができる。
【００１８】
【詳細な記述】
図３Ａは、説明的な目的のためのみに示されている、３台の隣接するモニタ３００、３０２及び３０４の物理的に不可能な配置である。図３Ｂは、物理的に不可能な配置にある図３Ａの３台の隣接するモニタ３００、３０２及び３０４の上面図である。モニタ３００、３０２及び３０４のディスプレイ領域３０６、３０８及び３１０は互いに接触させて描かれている。表示領域、例えば、モニタの陰極線管（ＣＲＴ）又はフラットパネルなどを取り囲む外装故にこの配置は物理的に不可能である。例えば、図３Ａでは、モニタ３０２の左端３１２がモニタ３００の中にあり、モニタ３００の右端３１４がモニタ３０２の中にあり、モニタ３０４の左端３１６がモニタ３０２の中にあり、モニタ３０２の右端３１８がモニタ３０４の中にある。
【００１９】
図４は、物理的に不可能な配置にあると説明した、図３Ａの３台の隣接するモニタ３００、３０２及び３０４に表示されている複合画像”ＴＥＳＴ”の説明図である。最初の”Ｔ”の一部はモニタ３００の表示領域３０６にあり、最初の”Ｔ”の他の部分はモニタ３０２の表示領域３０８にある。３つの表示領域（可視領域と称することもできる）が互いに隣接しているので、最初の”Ｔ”の２つの部分の間に隙間が無く、比較的認識を分散させることがない。このことは、モニタ３０２と３０４のそれぞれの表示領域３０８と３１０とに見えている第二の”Ｔ”の２つの部分についても同じことが言える。
【００２０】
図５は、本発明の一態様において、３台のモニタ（又はディスプレイ）５００、５０２及び５０４と１台の透過／反射鏡５０６とを含む統合表示システムの正面図である。統合表示システムは統合モニタシステムと称されることもある。図６は、図５の統合表示システムを斜めから見た図である。記載されている態様においては、モニタ５００、５０２及び５０４は陰極線管（ＣＲＴ）を有していてもよい。他の態様においては、モニタ５００、５０２及び５０４は、透過／反射鏡５０６での透過／反射の後の輝度が十分に高い等の他の技術に基づいている。本発明の一態様においては、モニタ５００、５０２及び５０４は十分な平坦状の表示領域、即ち、フラットパネル又はスクリーンを有しているのが望ましい。他の態様においては、モニタ５００、５０２及び５０４は平らではない表示領域を有していてもよい。
【００２１】
モニタ５００は、その表示領域５０１が地面に対して実質的に垂直であり、使用者（見る人）に面するような位置に向けられているのが好ましい。他の態様においては、モニタ５００はその表示領域５０１を使用者に向けて前傾させていてもよいし、使用者から離れる方向に傾斜させていてもよい。
【００２２】
モニタ５０２及び５０４は、それぞれ表示領域５０３及び５０５を有している。表示領域５０３及び５０５はほぼ上方を向いているのが好ましい。この態様においては、表示領域５０３と５０５とが互いの方を向き合うように、モニタ５０２と５０４とは傾けられている。表示領域５０３と５０５とは、互いに、例えば２０度の角度をなしている。
【００２３】
他の態様においては、表示領域５０３と５０５との角度は２０度より大きくても小さくてもよいし、また、互いに外側方向を向いていてもよい。さらにまた、表示領域５０３と５０５とは傾斜していなくてもよく、実質的にまっすぐ上方を向いていてもよい。例えば、３台のモニタシステムにおいて、端にある２台のモニタを傾斜させることによって、見る人には、３台のモニタ全部が等距離にあるように見える。これは、「多パネルビデオディスプレイ」と題された米国特許出願第０９／５９１，５５５に開示されている発明の一態様と同様に、人間工学的な理由によって望ましい。この特許出願の開示内容は、参照によって、本願明細書に完全に取り入れられている。他の例としては、より多い台数（例えば、５台）のモニタが使用されるときには、角度を付けてモニタを並べることによって、見る人が、小さなカーブのあるスクリーンを見ているように錯覚することがある。
【００２４】
ビームスプリッタとも称されることのある透過／反射鏡５０６としては、入射光の約５０％を透過し、約５０％を反射する５０／５０透過／反射鏡が使用されると好ましい。
【００２５】
他の態様においては、透過光と反射光との比率は１より大きくても小さくてもよい。この透過／反射鏡５０６は、鏡の面とも呼ばれることのある、鏡面５０７を有していると好ましい。鏡面５０７は、地面に対して約４５度の角度（図６の角度Ａ）でモニタ５０２及び５０４の方向に延びる。他の態様においては、鏡面５０７の地面に関する角度は４５度よりも大きくても小さくてもよい。
【００２６】
ディスプレイ領域５０１と使用者との間に透過／反射鏡５０６があるので、通常、使用者は鏡面５０７を通して表示領域５０１上の画像を見ることになる。ディスプレイ領域５０１からの光の少なくとも一部は鏡面５０７を通過せず、それ故に、使用者が鏡面５０７を通してみたときに、ディスプレイ領域５０１からの画像の輝度は、通常、低下している。光の通過部と非通過部との比は、使用される鏡面の透過／反射の性質によって決まる。
【００２７】
表示領域５０３及び５０５は、鏡面５０７の方へとほぼ上方を向いているので、使用者は、通常、鏡面５０７で形成された表示領域５０３及び５０５からの画像の反射を見ることになる。ディスプレイ領域５０３及び５０５からの光の少なくとも一部分は、通常、鏡面５０７を通過してしまうので、使用者が鏡面５０７上の反射としてみるときには、表示領域５０３及び５０５からの画像の輝度は低減されてしまっている。光の通過部と非通過部との比は、使用される鏡面の透過／反射の性質によって決まる。
【００２８】
モニタ５０２及び５０４は、それぞれの表示領域５０３及び５０５上の画像の上部が、表示領域５０３及び５０５上の画像の底部よりも使用者に近くなるように傾斜されるのが好ましい。このように、表示領域５０３及び５０５の画像が鏡面５０７によって反射されると、画像の上部が鏡面５０７の上部近くに見え、画像の底部が鏡面５０７の底部近くに見える。通常の反射と同様に、表示領域５０３及び５０５からの画像は、鏡面５０７で反射されると、通常、水平方向に逆転し、各画像の左端は、対応する反射画像の右端として見られる。また、その逆も同様である。
【００２９】
図７は、この態様における、画像源と見る人の目５１０との間の光学経路を説明している。説明のために、図７においては、一台のモニタ５００のみが見る人に面しており、一台のモニタ５０２のみがほぼ上方を向いている。しかしながら、本発明の様々に異なる態様においては、所望の任意の大きさの複合画像を作るために、いかなる数のモニタが見る人に面していてもよく、また、いかなる数のモニタがほぼ上方を向いていてもよいことに注意されたい。
【００３０】
モニタ５００からの光出力５１２は、透過／反射鏡５０６の面に向けられる。光成分５１６は鏡を通過して使用者に見られ、光成分５１４は鏡５０６で反射されて使用者の目５１０から離れる。
【００３１】
モニタ５０２からの光出力５１８は、透過／反射鏡５０６の面に向けられる。光成分５２２は鏡で反射されて使用者に見られ、光成分５２０は鏡５０６を通過して使用者の目５１０から離れる。
【００３２】
一例としての態様においては、統合表示システムは光が制御された小室に配置されてもよく、透過／反射鏡５０６は、画像が単一の複合画像として見える虚像平面を作り出すのが好ましい。３つの画像はその端部が互いに一致して、継目の無い（仮想）複合画像を作っているように見えるのが好ましい。画像は、相互に傾いて見える場合がある。例えば、地面と表示領域５０３及び５０５の各々との角度が約２０度であれば、画像も互いに約２０度の角度で見える。
【００３３】
統合表示システムは、モニタ５００、５０２及び５０４に入力と電力とを与え、モニタ上の表示を制御する制御ユニット（図示せず）と接続することもできる。制御ユニットは３台のモニタ全部の表示の特性を制御するのに使用することができる。他の態様においては、各モニタの表示を制御するのに別々の制御ユニットを使用することができる。統合表示システムは、表示の配置と維持のための制御ソフトウェアを含んでいてもよい。この制御ソフトウェアは、制御ユニット又は外部コンピュータなどのような他の外部装置から制御動作をするように命令を受けることもできる。制御ソフトウェアは、キーボード及び／又はマウスなどの入力装置を用いて制御することができる。
【００３４】
他の信号に関して各々の信号を変更してより均一で、位置的に正確で、継目のない画像を作るために、統合表示システムに送られる信号を、外部の信号処理装置（図示せず）を通過させることもできる。信号の処理は、機械的及び／又は工学的配列不良による欠陥を修正するために（歪み修正回路などによって）画像を変更することを含んでもよい。オーバーラップ及び隣接性のいずれかについて画像を完全に配列するために、モニタの不備を調整する位置歪み修正を行うのが好ましい。
【００３５】
この信号処理は、例えば、米国特許第６，１１５，０２２号に開示されているようなホットスポッティング（ｈｏｔ ｓｐｏｔｔｉｎｇ）及び／又はカラーバランスを含む（これらに限定されない）画像の不均一を修正するための、画像の変更を含んでもよい。さらに、画像がオーバーラップする態様においては、信号処理は、例えば、米国特許第４，９７４，０７３号及び第５，１３６，３９０号に開示されているような端部処理も含むことができる。
【００３６】
これらを組み合わせて、３台のモニタ全ての表示特性を制御するために信号処理を用いてもよい。他の態様においては、信号処理能力は各モニタに組み込まれていてもよいし、マルチモニタシステムに組み込まれていてもよい。信号処理は、ディスプレイ配置及びパラメータ調整用の制御ソフトウェアを用いて行うこともできる。制御ソフトウェアは、制御ユニット又は外部コンピュータなどの他の装置から制御動作を行うよう命令を受けることもできる。制御ソフトウェアはキーボード及び／若しくはマウス、又は自動フィードバックシステムのような入力装置を用いることによって制御してもよい。
【００３７】
例としての一態様においては、統合表示システムは、コンピュータなどの外部装置との通信用にユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポート、ＲＳ−２３２Ｃポート、又は他の従来の若しくは非従来のシリアル又は制御ポートを有していてもよい。ポートは制御動作を行うのに使用することができる。ポートからの入力と制御ソフトウェアとによって、スクリーン入力選択、自動入力キャリブレーション及びスクリーン相互作用三色調整を含む（しかし、これらに限定されない）特性の外部制御が可能であると好ましい。スクリーンメニュー選択、ボタン選択又はマウスのボタンをクリックすることなどによって、完全なセットアップ配置を保存して容易にアクセスすることができる。
【００３８】
モニタとしては、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）モニタ、又はプラズマディスプレイモニタ等の、他の一般に使用されているモニタ若しくは一般に使用されていないモニタを用いることができる。あるいは、Ｅ−インク、有機液晶又は有機トランジスタなど、新しい技術のものを採用することもできる。モニタ入力信号は、複合ビデオ又は赤・青・緑・同期信号などのアナログ信号であってもよいし、デジタルビジュアルインターフェース（ＤＶＩ）等のデジタル信号であってもよい。あるいは、光学信号であってもよいし、目下のところ直接的に期待されているものはないが、他の技術による信号でもよい。
【００３９】
本発明の一態様による統合表示システムは、３つのモニタの各々に向けた主及び補助ＲＧＢ信号、複合ビデオ信号並びに／又はＳ−ビデオ（Ｙ／Ｃ）を含む（しかし、これらに限定されない）複数の入力から選択することができる。これらの入力によって、メインの多チャンネル画像用コンピュータに加えて、他の装置も利用することが可能になる。統合表示システムに入力を与える他の装置としては、閉回路テレビジョン及び衛星供給データと共に、ラップトップ、ＶＣＲ、ＤＶＤ、ビデオ会議設備、有線テレビジョンセット・トップボックス等を挙げることができる。この統合表示システムは、オーディオインプットを含むこともでき、視聴覚通信用のスピーカと連結することもできる。
【００４０】
図８は、本発明のまた別の態様において、画像源（モニタ）５３０及び５３２と見る人の目５４０との間の光学経路を説明している。図８は図７に類似しているが、反射された画像は、上方を向いているモニタを用いた場合のように下から来るのではなく、透過／反射鏡５３６のある下方へと向いているモニタ５３２によって上から来る。勿論、この態様においても、複数のモニタは透過／反射鏡５３６に向かって下方を向いていてもよいし、及び／又は複数のモニタが透過／反射鏡５３６を介して見る人と面していてもよい。
【００４１】
図９は、本発明の一態様における統合表示システムの正面図であり、３台のモニタ５００、５０２及び５０４を含み、透過／反射鏡を示すことなく、モニタ間の空間関係を示している。モニタ５０２及び５０４のそれぞれの表示領域（表示面）５０３及び５０５と地面との間の角度Ｂ１及びＢ２は、この態様においては、約２０度である。他の態様においては、角度Ｂ１及びＢ２は約２０度よりも大きくても小さくてもよい。さらに別の態様においては、角度Ｂ１及びＢ２は約０度であってもよく、表示領域５０３及び５０５は実質的に地面に平行であってもよい。図１０は、図９の統合表示システムの上面図である。
【００４２】
図１１は、透過／反射鏡５０６の鏡面５０７に現れる統合画像の説明図である。表示領域５０３及び５０５が、例えば、図９に示されている地面に関して約２０度傾いている場合、２本の矢がある左の画像及び車と木のある右の画像は、テニスをしている人がいる中央の画像に対して角度を有して見える場合がある。表示領域５０３及び５０５が適切に傾いていれば、使用者は、３枚の画像全てが使用者の目がある点（目の位置）から等距離にあると知覚する場合がある。表示領域５０３及び５０５が地面に平行であれば、通常、使用者は３枚の隣接画像が平坦なスクリーンに表示されていると知覚する。
【００４３】
一態様において、左、右及び中央の画像は隣接する端部でオーバーラップし、左の画像と中央の画像との間、及び中央の画像と右の画像との間にオーバーラップ領域を生成させてもよい。端部処理技術をオーバーラップしている領域に適用して、３つの画像によって生成された複合画像の継目なしの外観を向上させることもできる。このような投影技術の例は、米国特許第４，９７４，０７３号、第５，１３６，３９０号及び第６，１１５，０２２号に記載されており、これらの文献全ては参照によって、本願明細書中に取り入れられている。
【００４４】
図１２は、本発明の一態様において、統合表示システムと統合表示システムにビデオ又はグラフィックスを与える装置との間のインターフェースを示す説明図である。統合表示システムは、３台のモニタ５００、５０２及び５０４と、透過／反射鏡（図示せず）とを有しているのが好ましい。３台のモニタ５００、５０２及び５０４は平坦なスクリーンのＣＲＴモニタであるのが好ましい。他の態様においては、３台のモニタ５００、５０２及び５０４は、ＬＣＤ、プラズマディスプレイ及び／又はＤＶＩ−コンパチブルモニタを含む（しかし、これらに限定されない）他の従来の又は非従来の型のモニタであってもよい。
【００４５】
多チャンネル画像用コンピュータ７００は、３枚のグラフィックインターフェースカード７０２、７０４及び７０６を有しているのが好ましい。これらのグラフィックインターフェースカード７０２、７０４及び７０６は、画像７１６、７１８及び７２０を対応するモニタ５０２，５００及び５０４に与えるのが好ましい。多チャンネル画像用コンピュータ７００は、一種以上の、Ｕｎｉｘ、Ｍａｃ−ＯＳ、Ｗｉｎｄｏｗｓ／ＮＴ、ＭＳ−ＤＯＳ及びＬｉｎｕｘオペレーティングシステム又は他の従来若しくは非従来のオペレーティングシステムに基づいていてもよい。
【００４６】
多チャンネル画像用コンピュータ７００は、画像７１６，７１８及び７２０を示すグラフィック信号及び／又はビデオ信号を、特に、ＤＶＩ、ファイアワイヤ（Ｆｉｒｅｗｉｒｅ）又は他の直接デジタル様式、主及び補助ＲＧＢ入力、複合ビデオ入力並びにＳ−ビデオ（Ｙ／Ｃ）入力を含む（しかし、これらに限定されない）、３台のモニタの各々の対応する入力に与えることができる。
【００４７】
他の態様においては、統合表示システムにグラフィック及び／又はビデオ信号を与えるのに、多チャンネル画像用コンピュータ７００の代わりに２台又は３台の別々のコンピュータを使用することもできる。画像７１６、７１８及び７２０は３つの無関係の画像であってもよいし、画像の各々が複合画像の一部分であってもよい。グラフィック画像７１６、７１８及び７２０は、互いに実質的に全く同じであってもよい。
【００４８】
ラップトップ７１０若しくは他のコンピュータ、又は画像を与えることのできる他の電子装置によって更なる画像を与えることもできる。ラップトップ７１０は、統合表示システムのモニタ５０４に画像７２６を与えるのが好ましい。例えば、画像７２６は、車と木の絵を有することもできる。
【００４９】
この態様における統合表示システムは、通常、３つの画像部分、各配列部分について１画像部分を表示するのに使用されるので、多チャンネル画像用コンピュータ７００からのグラフィック画像７１６、７１８及び７２０に加えて、ラップトップ７１０が第４番目の画像７２６を与える場合は、多チャンネル画像用コンピュータ７００からの画像の１つと画像７２６とを切り換えるのにスイッチ７１４を使用するのが好ましい。
【００５０】
例えば、画像７２０と７２６とがスイッチ７１４に連結されていると好ましい。スイッチ７１４は、これらの画像を多重化して、統合表示システムのモニタ５０４に画像７２８を与えると望ましい。画像７２８は、スイッチ７１４による選択に基づいて、画像７２０か画像７２６になる。スイッチ７１４は、例えば、使用者が機械的なスイッチを操作することによって手で制御することができる。スイッチ７１４は電子スイッチであって、例えば、制御ユニット（図示せず）中のソフトウェアによって手動で、又は自動で制御することもできる。スイッチ７１４は、図１２の点線矢印によって示されているように、２台のモニタ５００及び５０２の１台又は両方に画像７２０又は画像７２６を与えるのに使用することができる。他の態様においては、スイッチ７１４は、１以上の他の画像源から画像を受け取って、モニタ５００、５０２及び５０４の内の１台又は２台以上に選択的に与えることもできる。
【００５１】
一態様において、ビデオデッキ（ＶＣＲ）７０８はスイッチ７１２にグラフィック画像７２２を与えることができる。このスイッチはスイッチ７１４に類似しているのが好ましい。多チャンネル画像用コンピュータからの画像７１６もスイッチ７１２に連結されているのが好ましい。統合表示システムのモニタ５０２に画像７２４として与えるために、画像７１６と７２２とから選択するに際して、スイッチ７１２はスイッチ７１４と同様に動作するのが好ましい。図１２に点線矢印で示されているように、他の２つのモニタ５００及び５０４の一方又は両方に画像７１６又は画像７２２を与えるために、スイッチ７１２を使用することもできる。他の態様においては、スイッチ７１２は、１以上の他の画像源から画像を受け取って、モニタ５００、５０２及び５０４の内の１台又は２台以上に選択的に与えることもできる。
【００５２】
好ましくは、スイッチ７１２に類似しているスイッチ７１３は画像７１８を受け取り、画像７１９として受け取った画像をモニタ５００に与える。図１２に点線矢印で示されているように、他の２つのモニタ５０２及び５０４の一方又は両方に画像７１８を与えるために、スイッチ７１３を使用することもできる。他の態様においては、スイッチ７１３は、１以上の他の画像源から画像を受け取って、モニタ５００、５０２及び５０４の内の１台又は２台以上に選択的に与えることもできる。また別の態様においては、スイッチを介さずに画像入力の内の一部を直接１以上のモニタに与えることができる。
【００５３】
図１３は、本発明のもう１つの態様において、マトリックス切換器７１５を用いて、多チャンネル画像用コンピュータ７００、ラップトップ７１０及びＶＣＲ７０８からの画像を表示するための、３台のモニタ５００、５０２及び５０４の操作を説明するシステム線図である。複数のスイッチの代わりに単一のマトリックス切換器が使用されている点を除けば、図１３におけるシステムの配置は図１２におけるシステムの配置に類似している。マトリックス切換器は複数の入力を受けることができ、受け取った入力の内の任意を、任意の複数の出力と出力として与えることができる。
【００５４】
マトリックス切換器７１５は、多チャンネル画像用コンピュータ７００からの画像７１６、７１８及び７２０、ＶＣＲ７０８からの画像７２２並びに／又はラップトップ７１０からの画像７２６を受け取ることができる。マトリックス切換器は、これらの画像入力の内の任意のものを、画像７２５としてモニタ５０２に、画像７２７としてモニタ５００に、及び／又は画像７２９としてモニタ５０４に与えることができる。マトリックス切換器７１５は、モニタ５００、５０２及び５０４の任意の２台又は３台全部に全く同じ画像を与えることもできる。他の態様においては、切換器７１５は様々な数の画像源から画像入力を受け取り、異なった数のモニタ／ディスプレイ装置に出力を与えることができる。
【００５５】
図１４Ａは、本発明の一態様において、鏡面５０７に３つの画像８００ａ、８０２ａ及び８０４ａを表示している透過／反射鏡５０６の正面図である。鏡面５０７は、３つの画像８００ａ、８０２ａ及び８０４ａを、画像間に継目や縦仕切りが実質的にない複合画像として表示している。一態様において、複合画像を形成する３つの画像全部は、図１２における多チャンネル画像用コンピュータ７００によって与えることができる。例えば、３つの画像は、それぞれ３枚のグラフィックインターフェースカード７０２、７０４及び７０６によって与えることもできる。他の態様においては、異なるコンピュータ、所定の媒体を有する複数のＤＶＤプレイヤー、多チャンネルビデオサーバー、単一の画像源を取り入れて複数のチャンネルに広げることのできる電子装置、又は画像をスクリーンに送ることのできる他の装置によって、３つの画像の各々を提供することもできる。
【００５６】
図１４Ｂは、本発明の一態様において、鏡面５０７に３つの画像８００ｂ、８０２ｂ及び８０４ｂを表示している透過／反射鏡５０６の正面図である。画像８０２ｂは、図１４Ａの画像８０２ａと実質的に同じである。画像８０２ｂ（又は画像８０２ａ）は、図１２に示されているグラフィックインターフェースカード７０４によって与えることができる。しかしながら、２本の矢を示している画像８００ｂは、前記複合画像とは別の画像を表示している。画像８００ｂは、例えば、図１２に示されているスイッチ７１２を介してＶＣＲ７０８によって与えることができる。
【００５７】
画像８０４ｂも前記複合画像とは別の画像である。例えば、画像８０４ｂは車と木の画像であってもよい。画像８０４ｂは、例えば、図１２におけるスイッチ７１４を介して、ラップトップ７１０によって与えることができる。他の態様においては、画像８０２ｂも複合画像から独立したものであってもよい。
【００５８】
本発明の一態様においては、表示される対象の現実的なホログラム型の画像（例えば、３−Ｄ立体画像）を複合画像上に与えることによって、仮想現実（ＶＲ）及び／又は侵入型可視化システム（ｉｍｍｅｒｓｉｖｅ ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）を作るために、統合表示システムと共にアクティブ立体グラフィック（ａｃｔｉｖｅ ｍａｔｒｉｘ ｓｔｅｒｅｏｇｒａｐｈｉｃｓ）を使用することもできる。例えば、それぞれ右目用と左目用に、わずかに異なった複合画像を生成する。対象を、最初一方の目で見て、次いで他方の目で見るとそのようになるので、視点が右と左とに若干ずれているのが好ましい。
【００５９】
同期信号が赤外線送信機に送られ、該赤外線送信機は可視領域に赤外線同期信号を放ち、該信号は高速液晶遮断機（ｆａｓｔ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｓｈｕｔｔｅｒｓ）等のレンズを備えた一対の電子遮断眼鏡によって受信される。同期信号は、一方の目、そして他方の目を交互に見えなくするように眼鏡を制御する。
【００６０】
他の態様においては、統合表示システムは、偏光眼鏡を有していてもよい。透過／反射鏡を透過又は透過／反射鏡で反射される画像用の光の偏光は連続的に変えられ、使用者は、結果として得られる画像を、複合画像上に表示された対象の３−Ｄ立体画像を見るための偏光眼鏡を介して見る。
【００６１】
したがって、本発明は高解像度の複合画像を表示するための統合表示システムを提供する。この発明をある特定の態様について記載してきたが、追加的な変更及び修正を数多くなすことができるのは、当業者には明らかである。したがって、本発明は、特に記載したものとは異なるように実施することもできる。このように、発明の現態様は全ての面において例示的なものであり限定的なものではなく、本発明の範囲は、上記記載ではなく、添付の請求の範囲とその同等物によって決定されるべきである。
【００６２】
例えば、また別の態様においては、統合表示システムは、表示領域が地面に対して実質的に垂直であって使用者に面している２台のモニタ（左右のモニタ）、及び表示領域がほぼ上方を向いている１台のモニタ（中央のモニタ）を有していてもよい。この態様においては、使用者は、透過／反射鏡の鏡面を通して左右のモニタの表示領域からの画像を見ると共に、中央のモニタの表示領域からの画像の反射を鏡面に見ることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】
図１Ａは、従来技術による配置の例であって、並べて配置されている３台の従来のモニタを示す説明図である。
【図１Ｂ】
図１Ｂは、図１Ａに示された３台のモニタの上面図である。
【図２】
図２は、従来技術の方法で配置された３台の隣接するモニタに亘る複合画像の表示を示す説明図である。
【図３Ａ】
図３Ａは、表示領域が互いに接触するという物理的に不可能な配置にある、３台の隣接する従来のモニタを示す説明図である。
【図３Ｂ】
図３Ｂは、図３Ａの物理的に不可能な配置にある、３台の隣接する従来のモニタの上面図である。
【図４】
図４は、図３Ａの物理的に不可能な配置にある、３台の隣接する従来のモニタに亘る複合画像の表示の説明図である。
【図５】
図５は、本発明の一態様による、３台のモニタと１台の透過／反射鏡とを含む統合表示システムの正面図である。
【図６】
図６は、図５の統合表示システムを斜めから見た図である。
【図７】
図７は、図５及び６の統合表示システムにおける、モニタから使用者への光学通路を示している。
【図８】
図８は、本発明の別の態様における統合表示システムおける、モニタから使用者への光学通路を示している。
【図９】
図９は、本発明の一態様における３台のモニタ間の空間的関係を示す統合表示システムの、透過／反射鏡を示さない、正面図である。
【図１０】
図１０は、本発明の一態様における３台のモニタ間の空間的関係を示す統合表示システムの、透過／反射鏡を示さない、上面図である。
【図１１】
図１１は、本発明の一態様における統合表示システム用の表示装置として機能する透過／反射鏡の正面図である。
【図１２】
図１２は、本発明の一態様において、多チャンネル表示用コンピュータ、ラップトップ及びビデオデッキ（ＶＣＲ）からの画像を表示する３台のモニタの捜査を説明するシステム線図である。
【図１３】
図１３は、本発明の別の態様において、マトリックス切換器を用いて、多チャンネル表示用コンピュータ、ラップトップ及びビデオデッキ（ＶＣＲ）からの画像を表示する３台のモニタの捜査を説明するシステム線図である。
【図１４Ａ】
図１４Ａは、本発明の一態様において、３台のモニタの表示領域に亘って複合画像が表示されている、統合表示システムの正面図である。
【図１４Ｂ】
図１４Ｂは、本発明の一態様において、３台のモニタの表示領域の各々に別々の画像が表示されている、統合表示システムの正面図である。
【図１Ａ】
2004511000.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
2004511000.tif 000009
【図６】
2004511000.tif 000010
【図７】
2004511000.tif 000011
【図８】
2004511000.tif 000012
【図９】
2004511000.tif 000013
【図１０】
2004511000.tif 000014
【図１１】
2004511000.tif 000015
【図１２】
2004511000.tif 000016
【図１３】
2004511000.tif 000017
【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
2004511000.tif 000019
【国際公開パンフレット】
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2004511000.tif 000056
2004511000.tif 000057
【国際調査報告】
2004511000.tif 000058