(57)【要約】      （修正有）【課題】Ｖ３Ｄディスプレイシステムが２Ｄイメージおよびａｓ３Ｄのイメージを表示可能にする。【解決手段】次の４つの表示モードで使用することができるプロジェクションのディスプレイを記述する。（Ａ）後部プロジェクションの２Ｄディスプレイ、（Ｂ）体積３Ｄ（Ｖ３Ｄ）ディスプレイ、（Ｃ）視差障壁に基づく裸眼立体３Ｄディスプレイ、（Ｄ）プロジェクターディスプレイ。４つの表示モード間の転換はユーザーによって１つから３つの調節のステップを要求する。サブパネルの照明またはプロジェクションモードの使用によって、システムはＶ３Ｄ、２Ｄおよびａｓ３Ｄモードで作動できる。完全パネルモードの使用によって、システムは２Ｄおよびプロジェクターモードで作動できる。システムは更に２Ｄ、ａｓ３ＤまたはＶ３Ｄのイメージの相互作用のためのタッチパッドを含むことができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロジェクションディスプレイのシステムであって、前記システムは次の特徴：
前記システムはイメージの源として空間光変調器、前記空間光変調器を照らすための照明単位、および映写レンズを含み、
前記システムはサブパネルプロジェクションモードを含み、
前記サブパネルプロジェクションモードでは、前記空間光変調器はサブパネル表示モードで作動する、
前記サブパネル表示モードでは、前記空間光変調器の表示区域は複数のサブパネルに分けられる、各々の前記サブパネルは色のイメージの別の原色の部品に属するのイメージに表示する；
前記システムの光学レイアウトはサブパネルプロジェクションのレイアウトをみ、
前記なサブパネルプロジェクションのレイアウトは前記映写レンズの出力端に一組の二色性の反射板を含み、前記一組の二色性の反射板投影されたサブパネルのイメージの中心を一直線に並べ・異なった前記サブパネルのイメージの内容を１つの色のイメージに重ねる、
前記照明単位は完全パネル照明モードを含み、
前記完全パネル照明モードでは、光源は白色光に前記空間光変調器の表示区域を照らす、
前記システムは移動可能なスクリーンおよび引き込み式反射板の単位を含み、
前記引き込み式反射板の単位は前記移動可能なスクリーンにまたは外的なターゲットへのプロジェクションを導くことができる、
前記移動可能なスクリーンは定常状態または移動状態にプロジェクションを受け取るときある場合もある、
こと上記特徴
を包含する前記システム。
【請求項２】
前記システムは前記サブパネルプロジェクションモードと完全パネルプロジェクションモード間の転換のための変換可能なプロジェクション手段を含み、
前記変換可能なプロジェクション手段は前記完全パネルプロジェクションモードのための完全パネルプロジェクションのレイアウトと前記サブパネルプロジェクションモードのための前記サブパネルプロジェクションのレイアウトの間で光学レイアウトを転換する、
前記完全パネルプロジェクションのレイアウトは前記映写レンズの出力端に反射板を含んでいる、
前記変換可能なプロジェクション手段は完全パネル表示モードと前記サブパネル表示モードの間で前記空間光変調器を転換する、
前記完全パネル表示モードでは、前記空間光変調器は完全なパネルのイメージを表示する、
請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記照明単位はサブパネル照明モードと前記完全パネル照明モード間の転換のための変換可能な照明手段を含み、
前記サブパネル照明モードでは、前記照明単位は別の原色の光に各々の前記サブパネルを照らす、
請求項２記載のシステム。
【請求項４】
前記変換可能な照明手段は完全パネル照明のレイアウトとサブパネル照明レイアウトの間で光学レイアウトを転換する、
前記サブパネル照明のレイアウトは光道の順序に次の光学部品を、含める第１集光レンズ（Ｌ１）、第２集光レンズ（Ｌ２）、開き版、第１中間レンズ（Ｃ１）、一組の二色性の反射板、および第２中間レンズ（Ｃ２）、
前記完全パネルの照明のレイアウトは前記サブパネル照明のレイアウトと同じ光学部品を含んでいる但し例外としては前記第２集光レンズ（Ｌ２）および前記開き版は第３集光レンズ（Ｌ２ａ）と取替えられ、前記一組の二色性の反射板は単一反射板と取替えられる、
前記変換可能な照明手段は２つの位置間で移動可能である光学機械メカニズムを含んでいる、
請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記第２中間レンズ（Ｃ２）は映写レンズでまたはその近辺で位置に前記第１中間レンズ（Ｃ１）の中心を投射する、
前記サブパネル照明のレイアウトでは、前記第２集光レンズ（Ｌ２）は光に前記第１中間レンズ（Ｃ１）の中心の近くで位置に照明の一点に集中する、
前記完全パネル照明のレイアウトでは、前記第３集光レンズ（Ｌ２ａ）は光に前記第１中間レンズ（Ｃ１）の中心でまたはその近辺で位置に照明の一点に集中する、
請求項４記載のシステム。
【請求項６】
前記光源は３つの別の原色の分けられたＬＥＤ光源を含み、
前記変換可能な照明手段は完全パネル照明のレイアウトとサブパネル照明レイアウトの間で光学レイアウトを転換する、
前記サブパネル照明のレイアウトは光道の順序に次の光学部品を、含み：
前記３つのＬＥＤ光源から光を集めるための３枚の第１集光レンズ（Ｃ１）、一組の異なった原色の光を結合するための二色性の反射板、および前記空間光変調器に前記ＬＥＤ光源のイメージを投射するためのレンズ（Ｃ２）、
各々の前記ＬＥＤ光源は前記集光レンズ（Ｃ１）の１つに関連して一直線に並び、特定の前記サブパネルを覆うために投射される、
前記完全パネルの照明のレイアウトは前記サブパネル照明のレイアウトと同じ光学部品を含んでいる但し例外としては３枚の第２集光レンズ（Ｃ１ａ）は前記３枚の第１集光レンズ（Ｃ１）を取り替える、
各前記第２集光レンズ（Ｃ１ａ）は前記３つのＬＥＤ光源の１に関連して一直線に並ぶ、各前記ＬＥＤ光源は前記空間光変調器の完全なパネルを覆うために投影される、
前記変換可能な照明手段は２つの位置間で移動可能である光学機械メカニズムを含んでいる、
請求項３記載のシステム。
【請求項７】
前記光源はいくつかの密接に詰められたＬＥＤ光源を含み、
前記変換可能な照明手段は完全パネル照明のレイアウトとサブパネル照明レイアウトの間で光学レイアウトを転換する、
前記サブパネル照明のレイアウトは前記空間光変調器に前記ＬＥＤ光源のイメージを投射するための第１集光レンズ（Ｃ１）およびレンズ（Ｃ２）を含み、
前記完全パネル照明のレイアウトは前記サブパネル照明のレイアウトと同じ光学部品を含んでいる但し例外としては第２集光レンズ（Ｃ１ａ）は前記第１集光レンズ（Ｃ１）を取り替える、インジケータ・パイプは前記白色光に前記ＬＥＤ光源からの異なった色の光を結合する、
前記変換可能な照明手段は２つの位置間で移動可能である光学機械メカニズムを含んでいる、
請求項３記載のシステム。
【請求項８】
前記光源は３つのセットの密接に詰められた多数ＬＥＤ光源を含んでいる、それぞれの前記セットで別の原色を持っている、各前記セットの多数ＬＥＤ光源の１は１つの別の前記サブパネルを照らす、
前記サブパネル照明モードでは、それぞれの前記セットの１つのＬＥＤ光源だけつけられ、各々の前記サブパネルは別の前記セットからの１１つのＬＥＤ光源によって照らされる、
前記完全パネルの照明モードでは、すべての前記サブパネルを照らすために、それぞれの前記セットのすべてのＬＥＤ光源はつけられる。
請求項３記載のシステム。
【請求項９】
前記光源は異なった原色のいくつかのレーザーソースを含み、
前記変換可能な照明手段は完全パネル照明のレイアウトとサブパネル照明レイアウトの間で光学レイアウトを転換する、
前記完全パネル照明のレイアウトは白いビームに異なった原色のレーザ光線を結合するための第１組の二色性の反射板、前記空間光変調器の完全なパネルを覆う拡大のビームサイズのためのビームエクスパンダー（レンズＥ１ａおよびＥ２）を含み、
前記サブパネル照明のレイアウトは前記レンズＥ１ａを取り替えるレンズＥ１および異なった原色の密接に詰められたビームの配列にレーザ光線を変えるための第２組の二色性の反射板を含み、各ビームは前記空間光変調器の別の前記サブパネルをカバーする、
前記レンズＥ１はビームエクスパンダーの拡大の比率を減らす；
前記第２組の二色性の反射板は付加的な一組または取り替え前記第１組である。
前記変換可能な照明手段は２つの位置間で移動可能である光学機械メカニズムを含んでいる、
請求項３記載のシステム。
【請求項１０】
前記移動可能なスクリーンは回転式往復運動式ののメカニズムを含んでいる、
請求項３記載のシステム。
【請求項１１】
前記システムは視差障壁のパネルを含み、
前記視差障壁のパネルはパネルの選択的な区域の透明な状態と不透明な状態の間で転換することができる、それによりパネルの相対的な位置を変えることができる障壁および観覧の開きの配列を作成する、
請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
前記システムは深さ制御手段を持っているタッチパッドを含んでいる、
前記深さ制御手段は次の手段：
（１）接触位置の下の接触区域を推定し、深さに前記接触区域から推定されるめの計算機プログラム、または
（２）Ｚ−スタイラス、
の１含んでいる
請求項１０記載のシステム。
【請求項１３】
前記システムは第２スクリーンを含んでいる、請求項１０記載のシステム。
【請求項１４】
裸眼立体ディスプレイのシステムであって、前記システムは
画像表示、
視差障壁のパネル、
を含み、
前記視差障壁のパネルはパネルの選択的な区域の透明な状態と不透明な状態の間で転換することができる、それによりパネルの相対的な位置を変えることができる障壁および観覧の開きの配列を作成する、
こと上記特徴
を包含する前記システム。
【請求項１５】
前記視差障壁のパネルは一組の障壁状態を順に繰り返し示す、
前記一組の障壁状態の各障壁状態では、前記観覧の開きはパネルの別の区域をカバーする、組合せでは、前記一組の障壁状態のすべての障壁状態で示される前記観覧の開きはパネルの完全な区域をカバーする
前記画像表示は一組の前記視差障壁のパネルによって示される障壁状態の順序に対応するフィールドフレームを順に表示する、
前記視差障壁のパネルを通って見られたとき、前記フィールドフレームは左目にだけ目に見える完全フレームの左目のイメージとして現われる、右目にだけ目に見える完全フレームの右目のイメージとして現われる、左目のイメージおよび右目のイメージは裸眼立体イメージを形作る、
請求項１４記載のシステム。
【請求項１６】
タッチパッドを使用してコンピューター生成３Ｄイメージの相互作用の方法であって、
相互作用のための接触位置に使用された対応がある深さ（ｄ）提供するために、前記タッチパッドの少なくとも１つの接触位置（ｘ、ｙ）で深さ制御手段を使用するステップ、
前記接触位置の座標、前記深さおよび前もって決定された傾斜変数に従って表示されるべき仮想端の位置そしてオリエンテーションの計算ステップであって、ユーザーの選択によって定められる前記傾斜変数は取付角および傾斜の方向が含まれている、前記計算ステップ、
計算された位置およびオリエンテーションに従う前記仮想端の表示ステップ、
前記仮想端と前記３Ｄイメージ間の相互作用のための計算機プログラムの提供ステップ、
を含む前記方法。
【請求項１７】
前記タッチパッドはパッドの多数の接触ポイントを感じることができる；
前記深さ制御手段は接触区域を推定するために前記接触位置に隣接して接触ポイントの総数を計算するための計算機プログラムを含み、前記深さは前記接触区域から推定される、
請求項１６記載のシステム。
【請求項１８】
前記深さ制御手段はＺ−スタイラスを含んでいる請求項１６記載のシステム。
【請求項１９】
タッチパッドの深さ制御のためのスタイラスシステムであって、前記システムは
スタイラスボディ、
移動可能で相関的で前記スタイラスボディであるスタイラスの中心であって、前記スタイラスの中心がまた参照位置に前記スタイラスの中心を拡張するための復座ばねを含んでいるか、前記スタイラスの中心、
前記スタイラスの中心と前記スタイラスボディ間の相対的な変位を検出するための感知の手段、
を含む前記システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は本出願人に次の特許および出願に関連している：
米国特許５，９５４，４１４、６，３０２，５４２Ｂ１、６，７６５，５６６Ｂ１、６，９６１，０４５Ｂ２、７，６９２，６０５Ｂ２、７，７１４，８０３Ｂ２、７，７０１，４５５Ｂ２、７，８０４，５００Ｂ２、７，９３３，０５６Ｂ２、日本特許４７０６９４４、４６０５３３７、日本特許出願２００６／３３０３４。出願人は上記の文書を本件に引用文献として取り入れている。
【技術分野】
【０００２】本発明は多数の操作モードのプロジェクションディスプレイに一般に関連している。本発明はまた体積３Ｄ（ｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃ  ３Ｄ）（Ｖ３Ｄ）ディスプレイ、後部プロジェクション（ｒｅａｒ  ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）の２Ｄディスプレイ、視差障壁（ｐａｒａｌｌａｘ  ｂａｒｒｉｅｒ）に基づく裸眼立体３Ｄ（ａｕｔｏｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ）（ａｓ３Ｄ）ディスプレイおよびプロジェクターディスプレイに関連している。
【背景技術】
【０００３】      体積３Ｄ（Ｖ３Ｄ）ディスプレイの１つの部門はスクリーンを動かすことと体積を掃引するためにスクリーンの２Ｄイメージを投影することによってＶ３Ｄのイメージを発生させる。Ｖ３Ｄのイメージは残像の効果によって掃引された体積でこうして形作る。動きの１つの典型的なモードはスクリーンを往復動きで動かせるスライダークランク（ｓｌｉｄｅｒ−ｃｒａｎｋ）のメカニズムにスクリーンを置くことである。Ｔｓａｏ米国特許６，９６１，０４５Ｂ２は図１で説明されるように回転式動きによって往復するスクリーンが付いているシステムを、記述する。これは、スクリーン表面を一定方向に常に向かわせながら、平板なスクリーン２０３１を軸２０００の周りに旋回させることである。すなわち、スクリーンは前記軸の周りに旋回するが、それ自身の周りに回転しない。その結果、スクリーンの動きは矩形の空間２０４０を越えて掃引することができて、しかもこの矩形空間内でスクリーンは往復動きで動くようである。プロジェクター２０１０は移動スクリーンに連続的なイメージフレームを投影する。便宜上、これは「回転式往復運動」と呼ばれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】      Ｖ３Ｄディスプレイの１つの主要なアプリケーション領域は電子ゲームである。普及した電子ゲームシステムは手持ち型（か携帯用）（Ｎｉｎｔｅｎｄｏ  ＤＳおよびソニーＰＳＰのような）、家基づかせていたビデオゲームシステム（Ｎｉｎｔｅｎｄｏ  Ｗｉｉは、ソニーＰｌａｙ  ＳｔａｔｉｏｎおよびマイクロソフトＸＢｏｘ）、様々なタイプはのビジネス使用（アーケード）のゲームシステムを含る。最近、ａｓ３ＤディスプレイはＮｉｎｔｅｎｄｏ  ３ＤＳのような手持ち型のゲーム装置で、使用される。従って、既存のゲームは２Ｄ表示のゲームおよびａｓ３Ｄ表示のゲームを含んでいる。Ｖ３Ｄディスプレイは新型のゲームおよび新しいゲームの経験可能に新型ゲームのディスプレイを提供する。Ｖ３Ｄディスプレイシステムが２Ｄイメージおよびａｓ３Ｄのイメージをまた表示ことはできることは好ましい。従って、ある２Ｄゲームおよびａｓ３Ｄのゲームはまだ新しいシステムで遊ぶことができる。【０００５】あるゲーム装置はユーザーイメージの相互作用のためのタッチパッド（ｔｏｕｃｈ  ｐａｄ）を含んでいる。従ってＶ３Ｄディスプレイシステムがユーザーイメージの相互作用のためにタッチパッドを使用する機能を含んでいることは、また好ましい。相互作用はまたＶ３Ｄおよびａｓ３Ｄモードに相互作用を含めるべきである。【０００６】あるゲーム装置は第２表示画面を含んでいる。従ってＶ３Ｄのディスプレイシステムが第２映写幕の付加を可能にすることは、また好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】      本発明は次の４つの表示モードで使用することができるプロジェクションのディスプレイを記述する：
（Ａ）後部プロジェクションの２Ｄディスプレイ、
（Ｂ）体積３Ｄ（Ｖ３Ｄ）ディスプレイ、
（Ｃ）視差障壁に基づく裸眼立体３Ｄディスプレイ、
（Ｄ）プロジェクターディスプレイ。
４つの表示モード間の転換はユーザーによって１つから３つの調節のステップただ要求する。システムは更に２Ｄ、ａｓ３ＤまたはＶ３Ｄのイメージの相互作用のためのタッチパッドを含むことができる。望まれたとき、システムはまた第２表示画面を組み込むことができる。１台のプロジェクターはメインスクリーンおよび第２スクリーン両方のためにようにイメージの源使用される。【０００８】本発明を記述するために携帯用ディスプレイシステムはように例使用される。但し、記述されていた特徴はまた家基づかせていたシステムに加えることができるまたはシステムをビジネス使用しなさい。【０００９】図２（ａ）はＶ３Ｄモード、２Ｄモード（背面映写）およびａｓ３Ｄモードの操作のための構成の本発明を説明する。システムは表示単位２８０およびプロジェクター単位２６０を含んでいる。【００１０】表示単位はスクリーン２８１および保護カバー２８５を含んでいる。Ｖ３Ｄモードでは、スクリーンの好まれた動きは「回転式往復運動式の動き」である。この動きの使用によって、スクリーンの動きトラック２８１１は基本的に円である。スクリーンは表示体積２８１２を渡って掃引する。スライダークランクのメカニズムのような他のメカニズムはまた使用することができる。小さいモーターは（示されていない）動きを運転するために加えることができる。２Ｄモードおよびａｓ３Ｄモードでは、スクリーンは動かない。スクリーンの表面はあらゆるモードのｚ方向に常に直面する。【００１１】全システムのサイズを減らすためには、プロジェクター単位は図２（ａ）に説明されるように表示装置の隣に、置かれる。この位置はスクリーンの１つの端にプロジェクターを置く。プロジェクションのビームが裏側２９５ｂからのスクリーンに達するように反射板２７１はプロジェクション（２９５ａ、２９５ｂ）の道を折る。反射板２７１は回転式接合箇所２７３のエクステンション・アーム２７２に付す。エクステンション・アームはプロジェクター単位（または代わりに、表示単位に）の別の回転式接合箇所２７４に付す。すなわち、プロジェクションの道のほとんどはシステム・パッケージおよびカバーの「外面」である。この配置の目的は携帯用プロダクトのための全システムのサイズを最小にすることである。使用されないとき外的な反射板２２１はの下で折ることができる。図２（ｂ）はプロジェクターモードのシステム構成を説明する。外的な反射板アセンブリ２７０は折られた下向きにある。外的なディスプレイ表面２９７へのプロジェクションのビーム２９５プロジェクト。【００１２】Ｖ３Ｄイメージがほとんどすべての方向から見ることができるように保護カバー２８５は基本的に透明である。イメージの対比を増進するためには、灰色の色合いは透明なカバーに加えることができる。プロジェクションのビームが渡るところでプロジェクションのビームの輝度を減らすためには、区域２８５１に灰色の色合いがない。【００１３】「位置変更の視差障壁のパネル」１２０はカバーの上に置かれ、スクリーン２８１に平行である。ａｓ３Ｄモードでは裸眼立体３Ｄイメージを提供するために、この視差障壁のパネルはスクリーンの投影されたイメージを使用する。他のモードでは、視差の障壁のパネルはオフ状態に転換し、他の性能に影響を与えないで基本的に透明、である。（第２部参照）【００１４】望まれたとき、透明なタッチパッド２８３の上は視差障壁のパネルに加えられる。（第３部参照）【００１５】望まれたとき、本発明のシステムはメインスクリーンと同時に使用することができる可能にし、イメージの源と同じプロジェクターを使用する第２映写幕を。（第４部参照）【００１６】ＳＬＭ（空間光変調器）はプロジェクター単位２６０でイメージの源として使用される。照明の効率および表示の質のために、ＳＬＭの照明そしてプロジェクションはサブパネルモードと完全パネルモードの間で変えられる。サブパネルの照明またはプロジェクションモードの使用によって、システムはＶ３Ｄ、２Ｄおよびａｓ３Ｄモードで作動できる。完全パネルモードの使用によって、システムは２Ｄおよびプロジェクターモードで作動できる。モード切り替えスイッチ（２７８）および１つか２つの手動スライドバー（２７７）は転換をする。光学系の設計は光学部品の簡単な転換のメカニズムそして最低数を可能にする。転換の手段は（ｉ）光学機械アプローチおよび（ｉｉ）速い（ソリッドステート）転換を含んでいる（「可変的サブパネルの照明」の手段によって）。（第１部参照）【００１７】      本発明は次の章（部）の細部で記述されている：
第１部：変換可能な照明およびプロジェクションのレイアウト
第２部：位置変更の視差障壁による裸眼立体３Ｄディスプレイ
第３部：ユーザーイメージの相互作用のためにタッチパッドを使用するための方法そしてシステム
第４部：二重スクリーンが付いているシステム
但し、多重モードのディスプレイシステムに本発明で記述されているすべてのモードがある必要がない。システムは２つか３つのモードただ有することができる。例のために、高いフレーム率ＳＬＭのそれはのないシステムまだ２Ｄモード、ａｓ３Ｄモードおよび２Ｄプロジェクターモードを有することができる。同様に、視差障壁のパネルのないシステムはまだＶ３Ｄモードおよび２Ｄモードを有することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】      ［第１部：変換可能な照明およびプロジェクションのレイアウト］
［１．１  パターン照明の基本原則］
Ｖ３Ｄのディスプレイでは、高リゾリューションのＶ３Ｄのイメージを形作るために、色の２Ｄイメージは高いフレーム率で投影されるか（または表示される）必要がある。
ほとんどの高いフレーム率ＳＬＭｓ（ＤＭＤおよびＦＬＣＤ（ＦＬＣＯＳのディスプレイ）のような）が二進（Ｂ＆Ｗ）ピクセルだけを表示できるので、色Ｖ３Ｄのイメージを表示することは挑戦を示す。Ｔｓａｏ米国特許６，９６１，０４５（日本特許４６０５３３７）は高いフレーム率で色のイメージフレームを作成する１つのＳＬＭだけの使用を（３の代りに）可能にする「パターン投写技法」を記述する。基本的アイデアはＳＬＭのパネルを３つのサブパネルに分け、それぞれＲ、ＧおよびＢの光を持つ各サブパネルを照らすことである（「パターン照明」と呼ばれる）。プロジェクションで、３つのサブパネルは１つのフレームになるために重ねられる。その結果、各フレームは色を作成するために混合できるＲ、ＧおよびＢ３色の部品（３つのサブフレーム）有することができる。【００１９】      ［１．２  Ｋｏｈｌｅｒ照明のパターン照明］
照明の設計に２つの基本的なアプローチがある。Ａｂｂｅの照明は表示パネルに光源を投射する。Ｋｏｈｌｅｒの照明は映写レンズに光源を投射する。（Ｒ．Ｅ．Ｆｉｓｈｅｒ  ａｎｄ  Ｂ．Ｔａｄｉｃ−Ｇａｌｅｂ，ＯｐｔｉｃａｌＳｙｓｔｅｍ  Ｄｅｓｉｇｎ，ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ，ＮＹ，２０００，ｐ．２９１参照）
Ｔｓａｏ米国特許６，９６１，０４５の図１０ａではＡｂｂｅの照明を使用してパターン照明の１つの例の光学レイアウトを説明し、図１４はＫｏｈｌｅｒの照明の１の例を説明する。
本発明では、図９［ａ］はＫｏｈｌｅｒの照明を使用してパターン照明の増進された設計を説明する。明快さのために、設計は開かれたレイアウトとして描画される。（すなわち、二色性の反射板（ｄｉｃｈｒｏｉｃ  ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）（ｄＲｓ）とＳＬＭの反射のための道の方向の変更は示されていない。更に、ＳＬＭおよびＣ２間の反射板（かＴＩＲプリズム）省略される。）レイアウトは２レンズを（Ｃ１およびＣ２）ＳＬＭ’ｓのサブパネルに照明パターンを投影するのに使用する。照明のビームはプロジェクションパターンを発生させるために開き版（開口プレート）ＡＰを照らす。ＡＰはＣ１の焦点平面にあり、ＳＬＭはＣ２の焦点平面にある。ランプの光学は２集光レンズを含んでいる（Ｌ１およびＬ２）。主要特点は、照明のビーム９２１が収斂ビームとして開きＡＰを渡すことであるＡｂｂｅの場合の発散するビームの代りに。さらに、照明のビームの収斂ポイント９２２（光源の点６２０のイメージの位置である）はレンズＣ１の中心にまたは近いに置かれたり。更に、レンズＣ１および映写レンズはレンズＣ２の２つの有限な共役ポイントに（９２２および９２４）およそ置かれる。すなわち、照明のビームの収斂ポイント９２２は主にｃ２によって映写レンズに投射される。このように、照明のビームは映写レンズでＫｏｈｌｅｒの照明を達成するために一点に集中する。一方では、開き（ＡＰ）のイメージはＳＬＭに投射される。一般的な映写レンズが使用されるとき、Ｋｏｈｌｅｒの照明にＡｂｂｅの照明よりよい照明の効率がある。図１０［ａ］はＡｂｂｅの照明の例を説明する。ランプが図９および１０で描写されるが、上で記述されている照明の設計はあらゆる光源に適当である。【００２０】      ［１．３  パターン照明、ＬＥＤｓまたはレーザー光源として］
単一の白ＬＥＤが光源として使用されるとき、照明の光学設計は光源として単一の白いアーク燈を使用してと基本的に同じである。異なった色（通常Ｒ、ＧおよびＢ）のＬＥＤｓが使用されるとき、主な問題点は異なったサブパネルに異なった色の別のＬＥＤの源からの光を投射する方法をである。
Ａｂｂｅの照明が使用されるとき図３（ａ）−（ｂ）はＬＥＤの配置の例を説明する。（開かれたレイアウト。簡単にするために、レイアウトは２色だけ説明する。）
ＬＥＤおよびＳＬＭのサイズが光学の直径に関連して比較的小さければ、図３（ａ）の設計は使用することができる。密接に詰められたＲ、ＧおよびＢＬＥＤは光源（Ｒ、Ｇ、Ｂパターン）として使用される。
２枚のレンズ（Ｃ１およびＣ２）はＳＬＭの対応するＲ、ＧおよびＢのサブパネルにＲ、ＧおよびＢＬＥＤのイメージを投射する。
図３（ｂ）は図３（ａ）類似している、但し例外としてはＬＥＤｓに分かれて、各々の原色に自身の照明レンズがある（Ｃ１およびＣ２）。さらに、Ｂの照明のビームの光軸３９１は傾けられたパスＢのサブパネルの中心映写レンズの方に指すためにである。（Ｒの照明は同じ、示されていなくて。）
図３（ａ）−３（ｂ）では、ＬＥＤ装置の出る区域は照明パターンとして使用される。インジケータ・パイプ（か混光棒（ｍｉｘｉｎｇ  ｒｏｄ））ＬＥＤからの光を捕獲し、照明パターンのアスペクトレシオを造り直すのに使用することができる。またインジケータ・パイプが別の、個々のＬＥＤ装置からの形態の密接に詰められた新しい源に光を持って来るのに使用することができる。図４（ａ）および（ｂ）は考えを説明する。代わりに、６つのＬＥＤ装置（２のＲ、２のＧ、２のＢ）は図４（ｃ）で示されているように違った見方の比率に、使用することができる。【００２１】それに応じて、本発明で、言葉「ＬＥＤ光源」の１つ以上のＬＥＤ装置またはインジケータ・パイプシステムが付いている１つ以上のＬＥＤ装置によって形作られる光源を含んでいる。概念上、言葉はまた限らない他のどの種類の「発光ダイオード」への発散する出る角度の小さい出る区域の光源も、含んでいる。【００２２】Ｋｏｈｌｅｒの照明が使用されるとき図５（ａ）および（ｄ）はＬＥＤの配置の例を説明する。
図５（ａ）は３収集レンズＬ１および二色性の反射板の使用によって３つのＬＥＤ光源（Ｓ−Ｒ、Ｓ−Ｇ、Ｓ−Ｂ）の光を結合する。結合された単位５８０は図９（ａ）のランプそしてＬ１を取り替えることができる白色光の源である。図５（ｄ）は異なった原色のために分けられた光学を使用し、二色性の反射板を含んでいる。（開かれたレイアウト。簡単にするために、レイアウトは２色だけ説明する。）別の原色の各道は１枚のレンズＣ１だけＳＬＭに開きＡＰのイメージを投射するのに使用する。Ｃ１はまた映写レンズに別の一組の共役（１３８および１２９）の使用によって光源１３８のイメージを投射する。
設計図５（ｄ）では、レンズＣ１−ＢおよびＣ１−Ｇは一緒に密接に置かれなければならない。ＳＬＭのサイズが小さいとき、これらのレンズの幅は限られなければならない。サブパネルの高さに一致させ、十分な照明を捕獲するためしかしレンズの高さは幅より大きいである必要がある場合もある。この問題を解決するためには、分割レンズ（ｔｒｕｎｃａｔｅｄ  ｌｅｎｓ）は使用することができる。図５（ｆ）は別の幅および高さの必要性を満たすために一緒に置かれる３枚の分割レンズ（ＬＴ−Ｒ、ＬＴ−Ｇ、ＬＴ−Ｂ）を密接に説明する。
パターン照明のための光源としてレーザーの使用は後で記述されている。【００２３】      ［１．３．１  ２つのサブパネルの使用］
一般に、サブパネルの照明およびプロジェクションは３つの原色のために３つのサブパネルを使用する。時として、２つのサブパネルだけ使用することはある特定の利点を有することができる。例えば、にテキサス・インスツルメントの０．１７”ＨＶＧＡ−ＤＭＤ４８０ｘ３２０のピクセルがある。このＤＭＤが３つのサブパネルに分けられれば、各サブパネルは余りに小さいことができる１６０ｘ３２０のピクセルを持っている。例えば、Ｎｉｎｔｅｎｄｏ  ＤＳに１９２ｘ２５６ピクセルがあり、３ＤＳに２４０ｘ４００がある、更に、ＤＭＤが既に非常に小さい（３．６３ｘ２．４２ｍｍの作用面積）ので小さいサブパネルは照明の光学に付加的な挑戦を示す。このＤＭＤがが２つのサブパネルに分けられれば（図６（ａ））、それから各サブパネルはＱＶＧＡのフォーマットを有することができる。アスペクトレシオ（４：３）は正方形に近い方に）ある。サブパネルのサイズは照明をより容易にさせる。サブパネル上の正方形１ｅｄの源を投射することもまた可能である。【００２４】図６（ｂ）は２つのサブパネルを照らす３つの照明パターン（Ｒ、ＧおよびＢ）の１つの例を説明する。３つの原色の１つは１のサブパネルを照らし、残り２原色は他のサブパネルを照らす（同時にまたは選択式に）。Ｖ３Ｄイメージを表示するために、この配置に３つのサブパネルを使用してよりより少ない色の機能がある。但し、それはゲームのイメージのようなコンピューター生成Ｖ３Ｄのイメージを、表示するのため十分にかなりである。２Ｄイメージを表示するために、この配置はまだＱＶＧＡの解像度で完全の色の容量を提供できる。【００２５】      ［１．４  変換可能な投射系および方法］
多重モードで作動するべきプロジェクターシステムのために光学系はサブパネルのプロジェクションと完全パネルのプロジェクションの間で変える必要がある。
［１．４．１  光源のタイプか照明のタイプにもかかわらず、光学機械転換］
（第１設計例）
図７（ａ）は映写レンズの前の２組の反射板を含む変換可能な単位を説明する。１セットはＲ／Ｇ／Ｂの二色性の反射板（ＤＲｅ）を含み、他のセットは単一の反射板を含んでいる（Ｒｅ）。２組の反射板は滑走平面１６１０に取付けられる。滑走平面が押上られるとき、明白な反射板はプロジェクションのビームを反映する。これは完全パネルのプロジェクションのためである。この構成では、照明はイメージの源（ＳＬＭ）の完全パネル上の順次色である。完全パネルの２Ｄイメージは投影することができる。【００２６】滑走の平面が押下げられるとき、二色性の反射板のセットはプロジェクションのビームを反映する。これはサブパネルのプロジェクションのためである。図７（ｂ）はこの構成の平面図を説明する。図７（ｃ）はプロジェクションで照明、ＳＬＭのイメージの内容およびイメージの形成を説明する。順次色の代りに、ＳＬＭの完全パネルはＲ＋Ｇ＋Ｂの光（か白色光）と同時に照らされる。但し、ＳＬＭはまだ３つのサブパネルに分けられる。各サブパネルはそれぞれＲ、ＧおよびＢのサブフレームの内容を表示する。プロジェクションで、二色性の反射板は異なった色の各サブフレームの中心を一直線に並べる。その結果、サブパネル３、２および１のイメージは１つの色フレームになるために重ねる。プロジェクションのビームの不必要な部分は開口絞りの使用によって妨げることができる。【００２７】この設計、Ｒ、ＧおよびＢの光源が（ＬＥＤの使用のような）分かれていれば、照明の光学のレイアウトは変わる必要はない、照明のタイミングだけ変わる（順次か同時）。光源が単一の白色光であり、順次色装置（色車輪のような）が完全パネルのプロジェクションで使用されれば、色車輪はサブパネルのプロジェクションの場合にはわき押される必要がある。【００２８】滑走の平面１６１０は２つの位置の間で滑る。図８（ａ）および（ｂ）は簡単なメカニズムの例をこのために描写する。滑走の平面１６１０はハンドル（か手動スライドバーを）１６１５備えている。ハンドルを押すことは２つのレール１６５１および１６５２で滑るために滑走の平面１６１０を作る。２つの柵は鋳造物によって製造されればハウジングの重要部分である場合もある。レール１６５１の２つの端にステップ構造１６５１ｃは滑走の平面の２つの位置を決定する。ばねの構造１６５２ｂは１６５２ｃでレールの表面１６５２ａに対して滑走の平面を押すために下り力を出す、１６５２ｄでレール１６５１の方に滑走の平面を押すために側面力を出す、曲げられた上部の接触表面１６５１ｂは滑走表面１６５１ａと接触して滑走の平面を保つ。このように、滑走の平面はオリエンテーションを不変保つすべての時にレールの平行滑走表面と接触してある。【００２９】一般に、変換可能な単位は２つの位置の間で動かすことができる光学機械メカニズムである。図８（ｃ）は別の例を説明する。２組の反射板を運ぶ平面１６１０ｒは軸線８５３について回ることができる。回転は２つの位置の間で変換可能な単位を転換する。【００３０】図７のシステムの１つの欠点は各々の原色の光が完全パネルを照らすので光の１／３だけがサブパネルのプロジェクションで使用されることである。よりよい照明の効率のために、サブパネル／［パネル］の照明と完全パネルの照明間の転換は必要である。【００４０】      ［１．４．２  Ｋｏｈｌｅｒの照明、光学機械転換］
（第２設計例）
図９（ａ）および（ｂ）は第２設計を説明する。光源はランプである。照明はＫｏｈｌｅｒである。図９（ａ）は前に記述されてしまったプロジェクション説明した、かサブパネルの照明を。図９（ｂ）は完全パネルのプロジェクションのシステムを説明する。
図９（ｂ）では、集光レンズＬ２ａ（１７１０ｂ）は図９（ａ）の集光レンズＬ２および開き版ＡＰ（１７１０ａ）を取り替える。照明（１７３１、１７３２）がＳＬＭの完全なパネルをカバーするようにレンズＬ２ａにより短い焦点距離があり、Ｃ１に近い方に置かれる。単一の反射板Ｒ１（１７１１ｂ）は二色性の反射板セットＤＲｓ（１７１１ａ）を取り替える。単一の反射板Ｒｅ（１７１２ｂ）は出口の二色性の反射板セットＤＲｅ（１７１２ａ）を取り替える。
図９（ｃ）は透視図のシステムを説明する（ＳＬＭとしてＤＭＤを使用して）。システムは３つの変換可能な単位、１７１０、１７１１および１７１２を含んでいる。各単位は図８の滑走の平面である場合もある。これらの滑走の平面は図９（ａ）と図９（ｂ）のレイアウト間の転換を可能にする。単位の滑走の平面は１７１０および１７１１  １つの行為がこの２単位を変えることができるように一緒につなぐことができる。
２つのサブパネルだけＳＬＭで定義されれば、設計は類似している、但し例外としては２つの二色性の反射板だけＤＲｓおよびＤＲｅで必要である。【００４１】      ［１．４．３  Ａｂｂｅの照明、光学機械転換］
（第３設計例）
図１０（ａ）および（ｂ）は第３設計を説明する。光源はランプである。照明はＡｂｂｅである。図１０（ａ）はサブパネルの照明またはプロジェクションのレイアウトを説明する（開かれる示されている）。図１０（ｂ）は完全パネルのプロジェクションに変えられるシステムを説明する。図９に類似した、設計に３つの変換可能な単位（１６１０ａ／１６１０ｂ、１６１１ａ／１６１１ｂおよび１６１２ａ／１６１２ｂ）がある。単位１６１１ａ／１６１１ｂおよび１６１２ａ／１６１２ｂは図９の単位１７１１ａ／１７１１ｂおよび１７１２ａ／１７１２ｂに類似している。１６１０ａからの１６１０ｂへの転換では、集光レンズＬ２ａ（１６１０ｂ）は図１０（ａ）の集光レンズＬ２および開き版ＡＰ（１６１０ａ）を取り替える。Ｃ１の焦点平面でランプの焦点のより大きいイメージ１６２１を投射するように、レンズＬ２ａにより長い焦点距離があり、Ｃ１から遠くに置かれる。従って、このより大きい光源のイメージはＡｂｂｅの照明を達成する１６２２にＳＬＭの完全なパネルをカバーできる。【００４２】      ［１．４．４  ＬＥＤ光源、Ｋｏｈｌｅｒの照明、光学機械転換］
（第４設計例）
この場合、好まれた照明の解決は図９のレイアウトを使用することであるが図５（ａ）の３ＬＥＤ源とランプおよび最初の収集レンズＬ１を取替える。
［１．４．５  ＬＥＤ光源、Ａｂｂｅの照明、光学機械転換］
［１．４．５．１（分けられたＬＥＤ光源、色を併合する二色性の反射板）］
（第５設計例）
図１１（ａ）−１１（ｂ）は透視図のこの設計を説明する。Ｓ−Ｒ、Ｓ−ＧおよびＳ−Ｂは３つのＬＥＤ光源を表す。レンズ（Ｃ１かＣ１ａ）および他の光学部品の収集の直径と比較されるＬＥＤのサイズは一般に小さい。集まり、結合する光のレイアウトは図５（ａ）にと類似している、しかし異なったアラインメントの細部。２−コンデンサーレンズの構造は（Ｃ１／Ｃ１ａおよびＣ２）ＳＬＭにＬＥＤ光源イメージを投影する。二色性の反射板はＣ１とＣ２の間に３色を結合するために置かれる。２組の滑走の平面８１０に取付けられる集光レンズ（３つのＣ１および３つのＣ１ａ）がある。２つの位置の間で平面を滑らせることはＬＥＤ光源の下で集光レンズとしてＣ１かＣ１ａを選ぶ、光学アラインメントをはっきり説明するために、二色性の反射板からＳＬＭにレイアウトは簡単である、部品は省略される。【００４３】図１１（ａ）はサブパネルの照明の例である。３枚のレンズＣ１集光レンズとして使用される。レンズＣ１およびＣ２の焦点距離に（それぞれｆ１およびｆ２）次の関係がある：
ｆ２／ｆ１＝Ｍａ＝拡大率＝サブパネルのサイズ／ＬＥＤ光源のサイズ。
それにより、１つのＬＥＤ源のイメージは１のサブパネルをカバーできる。さらに、ＬＥＤ光源Ｓ−Ｒの位置は中心線８７３−Ｒに関連して左に相殺される。従って、赤い照明パターンＩＰ−Ｒは中心線８７３の反対側に投影される。同じような方法では、青い照明パターンＩＰ＿Ｂは反対側に相殺される。光源Ｓ−ＧはＣ１の軸線で（８７３−Ｇ）（中心線８７３）置かれる。その結果、Ｒ、Ｇ、Ｂの照明パターンは対応するサブパネルに一直線に並べることができる。
図１１（ｂ）はサブパネルの照明の例である。３枚のレンズＣ１ａはＣ１を取り替える。この場合、Ｃ１ａの焦点距離（ｆ１ａ）は次の関係から決定される：
ｆ２／ｆ１ａ＝Ｍｂ＝完全パネルのサイズ／ＬＥＤ光源のサイズ。
それにより、１つのＬＥＤ光源のサイズのイメージは完全パネルをカバーできる。Ｃ１ａレンズの中心軸（８７５−Ｒ、８７５−Ｇ、８７５−Ｂ）は対応するＬＥＤ光源（Ｓ−Ｒ、Ｓ−Ｇ、Ｓ−Ｂ）に一直線に並ぶ、すなわち、ＲおよびＢＬＥＤのためのレンズＣ１ａの中心軸（８７５−Ｒおよび８７５−Ｂ）はシステム中心線８７３に関連して相殺される。こうすればはＳＬＭの中心に、３色の照明パターンすべて投射される。均質化の光学、そのような蝿目レンズ（ｆｌｙ’ｓ  ｅｙｅ  ｌｅｎｓ）はＣ２の前の道に、通常加えることができる。また、レンズＣ１は効率を集める光を最大にするために１枚以上のレンズを含むかもしれない、そのような場合、Ｃ２後またはＣ１前に焦点平面の位置がそれに応じて訂正されるべきである。これらの訂正は光学系デザイナーに知られ、光線追跡のソフトウェアプログラムを使用して模倣することができる。【００４４】              （第６設計例）
図１２は密集したレイアウトの２つのサブパネルの例の設計の透視図を説明する。照明の設計は異なったアラインメントおよびオフセットを除いて図１１に基本的に類似している。サブパネルの照明では、ＧおよびＢの照明パターンが同じサブパネルに投影されるようにＳ−ＧにおよびＳ−Ｂに同じオフセットがある。
システムに２つの滑走の平面がある。平面１２１０を滑らせることは６つの集光レンズを運ぶ（Ｃ１ｘ３およびＣ１ａ  ｘ３）。平面１２１１を滑らせることは１つの赤二色性の反射板を運ぶ。【００４５】      ［１．４．５．２（密接に詰められた光源、インジケータ・パイプが色を併合する）］
（第７設計例）
図１３（ａ）−（ｂ）を見なさい。この設計は、二色性の反射板の代りに、密接に詰められたＲ、Ｇ、Ｂの光源（Ｓ−Ｒ、Ｓ−ＧおよびＳ−Ｂ）および完全パネルの照明のための白色光に色を併合するのにインジケータ・パイプを使用する。
サブパネルの照明（図１３（ａ））、光源（ＳＲ、Ｓ−ＧおよびＳＢ）が密接に詰まるので、２−コンデンサーレンズ（Ｃ１およびＣ２）システムはＳＬＭに光源イメージを直接投射できる。各サブパネルは別の原色のもとによって照らされる。例えば、Ｓ−ＧはサブパネルＳＰ２に投射され、Ｓ−ＲはＳＰ３に投射される。
完全パネルの照明（図１３（ｂ））、光源からの光はインジケータ・パイプ（混合する色）ＬＰ−Ｆによって最初に集められる。インジケータ・パイプは出力端（ＬＰ−ＦＯ）に光を均質にし、配る。すなわち、Ｓ−Ｒだけつけられれば、そしてインジケータ・パイプの出力端均一赤光を出す。Ｓ−Ｇだけつけば、出力端は均一緑光を出す、１つ以上の源がつけば、色は混合する。インジケータ、パイプの出力端はように新しい光源使用され、ＳＬＭに完全パネルを覆うために投影される。その結果、順次色の照明は完全パネルに作ることができる。
レイアウトの転換のための滑走の平面１４１０はＣ１だけ（サブパネルのために）およびＣ１ａ、ＬＰ−Ｆ運ぶ必要がある（完全パネルのために）。一般に、光源はレンズＣ１の焦点平面に置かれる。ＬＰ−ＦＯはレンズＣ１ａの焦点平面に置かれる。【００４６】              （第８設計例）
図１４は同じ設計原理基づくの、２つのサブパネルの例のための実例に説明する。図６（ｂ）の２つのサブパネル構成は例として使用される。
分けられたＬＥＤ装置が（ＬＥＤ−Ｒ、ＬＥＤ−ＧおよびＬＥＤ−Ｂ）および第１段階のインジケータ・パイプシステム（ＬＰ−Ｒ、ＬＰＧおよびＬＰ−Ｂ）はＲ、ＧおよびＢの光源（Ｓ−Ｒ、Ｓ−ＧおよびＳ−Ｂ）を発生させるのに使用されている。光源（すなわち第１段階のインジケータ・パイプの出力端）は長方形の平面（１５９０）の中で図１４（ａ）で示されているように配置される。Ｓ−ＧおよびＳ−Ｂは平面のより低い部分に並んで置かれる、およびＳ−Ｇ上部の部分。
サブパネルの照明では、第２段階のインジケータ・パイプ（ＬＰ）は別の２つ密接に置かれたインジケータ・パイプを構成する（ＬＰ−Ｓ１およびＬＰ−Ｓ２）。ＬＰ−Ｓ１はＳ−Ｒに対応する（赤い）。ＬＰ−Ｓ２はＳ−ＧおよびＳ−Ｂに対応する（緑及び青）。２つの集光レンズの（Ｃ１およびＣ２）システムはＳＬＭに新しい光源のイメージ（ＬＰ−Ｓ１ＯおよびＬＰ−Ｓ２Ｏ）を直接投射する。ＬＰ−Ｓ１Ｏ（Ｓ−Ｒから）はサブパネルＳＰ１におよびＬＰ−Ｓ２Ｏ（Ｓ−Ｇ／Ｓ−Ｂから）ＳＰ２に投射される。
完全パネルの照明では、設計は図１３（ｂ）に基本的に類似している。図１４（ｂ）で示されている、ＬＰにおよびＬＰ−Ｆに同じ長さがあれば、そして同じＣ１ように使用することができる。滑走の平面１５１０である唯一の部品の必要性は２つの第２段階のインジケータ・パイプである。
インジケータ・パイプの使用によって、第７そして第８設計例に非常に簡単な構成がある。それらは鋳造物によって作ることができる少数の部品だけ使用する。【００４７】      ［１．４．６  光学機械転換の一般化された記述］
照明システムは２つの光学レイアウト、１のサブパネル照明のための光学レイアウトおよび１つの完全パネル照明のための光学レイアウト間で変えることができる。２つのレイアウト間の転換は機械的に２つの位置の間で少なくとも１つの光学小組立部品を動かすことによって行う。
照明パターンを発生させるのに開き版が使用されているときサブパネル照明のレイアウトは一組の二色性の反射板を異なったサブパネルに開き版のイメージを導くのに使用する。完全パネルの照明のレイアウトでは、開き版は取除かれ、集光レンズの部品は取り替えられる。Ｋｏｈｌｅｒ（か近いＫｏｈｌｅｒ）照明の場合には、ビームが完全パネルをカバーするように新しい集光レンズにより短い焦点距離がある。Ａｂｂｅ照明の場合には、新しい集光レンズは点サイズが完全パネルをカバーするようにより大きい源の点サイズを与える。
ＬＥＤ光源が照明パターンとして使用されるとき異なったサブパネルをカバーするために（サブパネル照明のレイアウトで）またはＳＬＭの完全パネルを覆うために（完全パネルの照明のレイアウトで）、ＬＥＤ光源のイメージは投射される。二色性の反射板かインジケータ・パイプは混合色に使用することができる。【００４８】      ［１．４．７  可変的サブパネル照明による、ソリッドステート転換］
基本概念は次の通り記述することができる：
（ａ）１セットの密接に詰められた多数ＬＥＤ光源は各々の原色のために使用される。ＳＬＭが２つのサブパネルに分けられれば２つのＬＥＤ光源。ＳＬＭが３つのサブパネルに分けられれば３つのＬＥＤ光源。
（ｂ）各々の原色の照明では、セットの各ＬＥＤ光源は１つの別のサブパネルに対応する。すなわち、各サブパネルはセットの１つの別のＬＥＤ光源だけによって照らすことができる。
（ｃ）異なった原色のＬＥＤ光源からの照明はＳＬＭに併合する。
その結果、どのサブパネルでも３つの原色のどれによってでも照らすことができる。従って、このアプローチは「可変的サブパネルの照明」と呼ぶことができる。サブパネル照明では、各々のセットの１つのＬＥＤ光源だけつき、１つのサブパネルだけ照らす、各サブパネルは別のセットからの１つのＬＥＤ光源による別の原色によって照らされる。完全パネルモードでは、各セットのすべてのサブパネルを照らすために、すべてのＬＥＤ光源はつく。このように、転換は全くソリッドステート切換えである。従って、転換は非常に速くある場合もある。これはまた３つの表示モードのどれとでも第２スクリーンの２Ｄイメージのほとんど同時表示を並んで可能にする。【００４９】      ［１．４．７．１（分けられたＬＥＤ光源、二色性の反射板が色を併合する）］
（第９設計例）
図１５（ａ）は３つのサブパネルの例の考えを説明する。これは図１１（ａ）に類似している、但し例外としては各々の原色に３つの密接に詰められたＬＥＤ光源があり、３枚のレンズだけＣ１必要である。図１５（ｂ）はサブパネルモードと完全パネルモードの操作を説明する。
（第１０設計例）
図１６（ａ）は２つのサブパネルの例の基本的な光学レイアウトを説明する。各々の原色のＬＥＤ光源のもとは対応するＳＬＭのサブパネルに投影される。例えば、Ｓ−Ｒ１のイメージはサブパネルＳＰ１をカバーし、Ｓ−Ｒ２はＳＰ２を覆う、その結果、異なったＬＥＤ光源を選択式につけるか、または消すことによって、図１６（ｂ）の異なった照明のシナリオは作成することができる。【００５０】      ［１．４．７．２（密接に詰められた光源、インジケータ・パイプが色を併合する）
（第１１設計例）
図１７（ａ）は２つのサブパネルの例のためのシステムを説明する。システムに２つの別々のＬＥＤモジュール（１８２１、１８２２）がある。各モジュールは異なった原色（赤、緑および青）の３つの密接に詰められたＬＥＤ装置を備えている。インジケータ・パイプシステムは（ＬＰ１およびＬＰ２）２つのＬＥＤモジュールからの並んでそして密接に置かれる２つの出力された端（ＬＰ１ＯおよびＬＰ２Ｏ）に光を導く。インジケータ・パイプは光を均質にし、混合する。２枚のコンデンサーレンズは（Ｃ１およびＣ２）サブパネルＳＰ２にＬＰ１Ｏのイメージを投射し、およびサブパネルＳＰ１にＬＰ２Ｏを投影する。【００５１】      １．４．７．３（密接に詰められたＬＥＤ、二色性の反射板が色を併合する）
（第１２設計例）
図１７（ｂ）は２つのサブパネルの例のためのシステムを説明する。それは密接に詰められた２ｘ３ＬＥＤの源（２つのＲ、２つのＧおよび２つのＢ）の１つのモジュール２０２０を使用する。単一Ｃ１レンズおよび単一Ｃ２レンズは２コンデンサーレンズ構成を形作る。一組の二色性の反射板（ＤＲ）はＳＬＭに３つの原色の源のイメージを併合する。概念上、この設計は図１６（ａ）の密集した形態である。それは３の代りに１枚のＣ１レンズだけ要求する。但し、トレードオフは源のサイズ（２ｘ３ＬＥＤ））図１６（ａ）で名Ｃ１レンズによって使用される２つのＬＥＤより大きい３倍である。【００５２】      ［１．４．８  光源としてレーザー］
（第１３設計例）
完全パネル照明（図１８（ｃ））、一組の二色性の反射板は白いビームにＲ、ＧおよびＢのビームを結合する。ビームエクスパンダー（Ｅ１ａおよびＥ２）はＳＬＭの完全パネルを覆うためにビームサイズを拡大する。
サブパネル照明（図１８（ｂ））わずかに異なった高さでＲ、ＧおよびＢのビームを横断するために、二色性の反射板の位置はわずかに変わる。従って、３つのビームは密接に詰められたビーム配列として一直線に並ぶ、レンズＥ１はＥ１ａを取り替える。レンズＥ１およびＥ２はサイズに各対応する１つのサブパネルを覆うためにビームを拡大する。
ＤＲｓおよびＥ１の転換は統合された滑走の平面２１１０を使用し、１つの行為で行うことができる。（図１８（ａ））【００５３】              （第１４設計例）
図１９（ａ）−（ｂ）を見なさい。一組の二色性の反射板（ＤＲｓ１）は１つの白いビームにＲ、ＧおよびＢのビームを結合する。サブパネル照明（図１９（ａ））、結合された白いビームは第２組の二色性の反射板（ＤＲｓ２）によって３つの密接に詰められたビームにＤＢＳの後で分割される。ビームエクスパンダー（レンズＥ１およびＥ２）は各対応する１つのサブパネルを覆うためにビームサイズを拡大する。図１９（ｃ）はセットを通して二色性の反射板のセットの構成、および反射および光線の伝達を説明する。
完全パネル照明（図１９（ｂ））、単一の反射板Ｒ１およびレンズＥ１ａはＤＲｓ２／Ｅ１を取り替える。Ｅ１ａにより短い焦点距離があり、Ｅ２に近い方に置かれる。その結果、完全パネルをカバーするためにエキスパンダーの拡大率は高められる。
図１８（ａ）のそれに滑走の平らな類似したの切換えに使用することができる。【００５４】      上記の例は２枚の凸レンズを使用するＫｅｐｌｅｒｉａｎのエキスパンダーを使用する。１枚の凹レンズおよび１の凸レンズを使用するガリレイエキスパンダーがまたそれらの設計例で使用することができることを図１９（ｄ）は示す。【００５５】      ［第２部：位置変更の視差障壁による裸眼立体３Ｄディスプレイ］
［２．１  背景および解決するべき問題］
あるａｓ３Ｄのアプローチは方向妨害（パララックスバリア方式かレンチキュラーレンズ方式）または方向照明（ＬＣＤの方向背部照明またはビーム集中する光学（例えばフレネルレンズ）を映写幕として使用する）。これらのアプローチは本発明に適用しにくい、半透明で、拡散的な（Ｌａｍｂｅｒｔｉａｎの）スクリーンがＶ３Ｄモードのために好まれるので、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズのスクリーンとして使用することができない。ａｓ３ＤＬＣＤの表示では、視差障壁のマスクは方向照明のためのＬＣＤのパネルの背部に置くことができる。しかしこれは拡散的な背面映写スクリーンに適用することができない。スクリーンに置かれる視差障壁はスクリーンの重要な区域を妨げ、Ｖ３Ｄモードに拡散的なイメージを提供できない。【００５６】      ［２．２  解決の概要］
解決はスクリーンの前の「位置変更の視差障壁」のパネルを使用し、ディスプレイイメージへ順次フレームを使用することである。
「位置変更の」視差障壁のパネルはパネルの選択的な区域の透明な状態と不透明な状態の間で転換することができる。従って、観覧の開きおよび障壁の配列の位置はパネルで変わることができる。視差障壁のパネルは一組の順に障壁状態を繰り返し示す。各障壁状態では、観覧の開きはパネルの別の区域をカバーする。しかし組合せで、すべての障壁状態で示されるすべての観覧の開きはパネルの完全な区域をカバーする。
一組のフィールドフレーム（ｆｉｅｌｄ  ｆｒａｍｅ）は視差障壁のパネルによって示される障壁状態の順序に対応する順にスクリーンに表示される。左目によって視差障壁のパネルを通って見られたとき、これらのフィールドフレームは左目にだけ目に見える完全フレームの左目のイメージとして現われる。右目によって見られたとき、これらのフィールドフレームは右目にだけ目に見える完全フレームの右目のイメージとして現われる。左目のイメージおよび右目のイメージは裸眼立体イメージを形作る。【００５７】      このアプローチに次の独特な特徴がある：
障壁は広くまたは狭い場合もある。
広い障壁が使用されるとき、アラインメントの精密の条件は既存の視差障壁の技術のそれよりより少なく厳密である。
障壁が視覺の臨界交照数（ｃｒｉｔｉｃａｌ  ｆｕｓｉｏｎ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の上の頻度の位置を変えるとき、見えなくなり、眺めを妨げない。
このアプローチは簡単で拡散的なスクリーンの背面映写を含むいろいろな種類のディスプレイと、使用することができる。
それは障壁のパネルと画像表示間の間隔の広い範囲を可能にする（１ミリメートルの下から複数へのｃｍ）。従って、障壁のパネルは密接にスクリーンに付す必要はない。それは本発明の多重モードの特徴のために適している。【００５８】図２０（ａ）は透視図のシステムの部品そして一般的なレイアウトを説明する。観察者２０は障壁のパネル１２０を通して２Ｄディスプレイ１００のイメージを観察する。障壁のパネルは不透明な部品（障壁）１２０Ｂおよび透明な部品（観覧の開き）１２０Ｐを含んでいる。観覧の開きおよび障壁の配列の位置はパネルで変わることができる。図２０（ｂ）で説明されるように、位置はパネルのフレーム１２１に関連してＰ０−Ｐ８として示される。障壁（１２０Ｂ）は奇数の位置（Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５およびＰ７）にある。これは便宜上「障壁状態Ａ」と呼ばれる。図２０（ｃ）では、障壁は偶数の位置（Ｐ０、Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６およびＰ８）に転換する。これは便宜上「障壁状態Ｂ」と呼ばれる。【００５９】図２１は動作原理を説明する。図２１（ａ）は「障壁状態Ａ」で障壁のパネル１２０が付いているシステム・レイアウトの平面図を示す。２Ｄディスプレイ１００は図２０（ａ）で描写されるように縦方向づけられたイメージのストリップｓ０−ｓ７に、分けられる。視線２１０は左目が偶数のイメージのストリップだけ（ｓ０、ｓ２、ｓ４、ｓ６）（Ｌ−ｓ０、Ｌ−ｓ２、Ｌ−ｓ４およびＬ−ｓ６）見る、右目が奇数のイメージのストリップだけ（Ｒ−ｓ１、Ｒ−ｓ３、Ｒ−ｓ５およびＲ−ｓ７）見ることを示す。図２１（ｃ）は図２１（ａ）に対応する左目と右目の眺めを説明する。障壁のパネルが「障壁状態Ｂ」に転換するとき、図２１（ｂ）および図２１（ｄ）で説明されるように、左目は奇数のストリップだけ見る、右目は偶数のストリップだけ見る。【００６０】ａｓ３Ｄのイメージの１つのイメージフレームは２つの連続的な「フィールド」フレームを含んでいる。第１のフィールドフレーム（フィールドフレームＡ）は図２１（ａ）および図２１（ｃ）に対応する。第２フィールドフレーム（フィールドフレームＢ）は図２１（ｂ）および図２１（ｄ）に対応する。２つのフィールドフレームは臨界交照数（＞＝１８Ｈｚ）より高いで頻度引き続いて表示される。障壁パネルはまた２つのフィールドフレームとの同時性の「障壁状態Ａ」と「障壁状態Ｂ」の間で転換する。その結果、２つのフィールドフレームは観察者の目に１つのイメージとして現われる。左目に、フィールドフレームＡの偶数のストリップとフィールドフレームＢの奇数のストリップは左目の眺めの完全なフレームに併合する。右目に、フィールドフレームＡの奇数のストリップとフィールドフレームＢの偶数のストリップは右目の眺めの完全なフレームに併合する。従って、観察者はａｓ３Ｄのイメージの完全なフレームを見る。【００６１】図２２は更にフィールドフレームのイメージのストリップの配置を説明する。元の立体フレームの組は左目眺めフレーム３１０Ｌおよび右目眺めフレーム３１０Ｒが含まれている。３１１Ｌ（Ｒ）は左（右）目の眺めで示されている例の物体である。イメージのストリップのラベルは図２０および２１のそれらと同じである。【００６３】      ［２．３  位置変更の障壁］
位置変更の視差障壁のパネルを実行する複数の方法がある。
［２．３．１  液晶シャッター］
液晶シャッターの配列は一組の位置変更の視差障壁として使用することができる。
異なったタイプの液晶シャッターは使用することができる、次を含んで：
ＴＮ液晶素子：オフ状態１／２波長リターダブレートに類似しているがある（２つの交差させた偏光子の間で挟まれたときに透明な）。
Ｐｉ液晶素子：オフ状態非透過がある（２つの交差させた偏光子の間で挟まれたときに）。電圧は「Ｐｉ状態」に素子を転換する（透明な）。
ＦＬＣ（ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ液晶）：機能はＴＮ液晶素子に類似しているが、双安定である。
ＰＤＬＣ（ポリマーによって分散させる液晶）：オフ状態非透過がある。
ＰＤＬＣを除いて、他の３つのタイプのシャッターは偏光子の使用を要求する。ＴＮ液晶素子は最も安い。一般に、ＴＮ液晶素子は９０−１００Ｈｚで転換することができる。例としてＴＮ液晶素子が本発明の原則を説明するのに使用されている。【００６４】      図２３はＴＮ液晶シャッターの運営原則を説明する。ＴＮ液晶素子は２つの偏光子ＬＰおよびＬＰＡの間で挟まる。２つの偏光子の透過軸線は０度（ＬＰＴＡ）および９０度（−ＬＰＴＡＴＡ）で置かれる。入射光４１０は偏光子ＬＰを渡し、ｘ軸に平行透過軸線と偏光４１１なる。
オフ状態（電圧無し）（図２３（ａ））、ＴＮ液晶素子は１／２波長リターダブレートのようにする。ＴＮ液晶素子の光軸ＯＡは−４５度である。その結果、ＴＮ液晶素子は９０度で光４１１の偏光軸線を回す。従って、光は検光子ＬＰＡを渡すことができる。シャッターは開く。
図２３（ｂ）では、電圧（ＩＶｃＶｃ−ＶｓＩ）２つの電極に使用される。生じられた電場は液晶のねじれの（螺旋形の）構造を破壊する。従って、光は偏極状態を変えないで液晶を渡し４１３、検光子ＬＰＡによって妨げられる。シャッターは閉鎖している。【００６５】例１：（障壁パターンは液晶素子にある）図２４
液晶素子の１つのガラス板５２１Ｃは単一の電極（透明なＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）コーティング）（「共電極」（ｃｏｍｍｏｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）と呼ばれる）を備えている。他のガラス板５２１Ｓは「分電極」の２グループを備えている。図２４［Ｃ］は考えを説明する。電圧ＶｓＡおよびＶｓＢはそれぞれグループＡおよびＢのストリップの電極に使用される。共電極（Ｖｃ）に関連するＶｓＡそしてＶｓＢの価値の制御によって、２グループに対応する区域は独自に転換することができる。ＴＮ液晶素子配列の２グループの互い違いに転換によって、障壁状態Ａ（図２１（ｃ））および２５の障壁状態Ｂ（図２１（ｄ））は発生させることができる。このパネルは両方の方向ではたらく。【００６６】例２：（障壁パターンは偏光子ある）（図２５）
この例は図２３に類似している但し例外としては検光子６４１は模造された検光子である。模造された検光子にそれによりシャッターストリップの２グループを形作る２つの垂直な方向で配置される透過軸線の交互になるストリップが、ある。模造された検光子はモザイクに個々の偏光子のストリップを組み立てることによって作ることができる。このパネルはまた２方向ではたらく。【００６７】例３：（障壁パターンはリターダある）（図２６）
図２６（ａ）は基本的に配列の１／２波長リターダ７３０から図２３を加えている。１／２波長リターダの配列はガラス板７３１に１／２波長リターダのストリップ（７３０ａ、７３０ｂ、７３０ｃおよび７３０ｄ）を付けることによって組み立てることができる。リターダの配列の光軸は−４５度（偏光子４４０の透過軸線に関連する４５度）に一直線に並ぶ。リターダは９０度液晶素子から光の透過軸線を回す。毎に２つの隣接したリターダのストリップ間、分極に効果をもたらさない空地７３０ｗがある。その結果、リターダの配列７３０および光への検光子ＬＰＡ４４１の結合された効果は図２５の模造された検光子ＬＰＡ６４１に類似している。リターダの配列はまた別の厚さのストリップが付いている必要な版として作ることができる。リターダの配列は、図２６（ｂ）示されているように、また偏光子の１つに付けることができる。リターダの配列７３０はまたＴＮ液晶素子および偏光子４４０の間に置くことができる。【００６８】      ［２．３．２  マイクロ機械シャッター］
マイクロ機械シャッターはまた使用することができる。２つのタイプの「スマートなガラス」は使用することができる：（１）Ｍｉｃｒｏ−Ｂｌｉｎｄｓ  ａｎｄ（２）Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ  ｄｅｖｉｃｅｓ。
（Ｒｅｆ．ｈｔｔｐ：／／ｅｎ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ｓｍａｒｔ＿ｇｌａｓｓ）【００６９】      ［２．４  ２つのオリエンテーションで見ることのための視差障壁のパネル］
それはシステムが両方のオリエンテーションのａｓ３Ｄイメージを表示できれば素晴らしい（水平にまたは縦に）。
［２．４．１方法１：マトリックスの電極構成の液晶素子］
図２７はマトリックスの電極構成を持っている液晶素子を説明する。これは図２４に類似している、但し例外としては他のガラス板５２１ＣＭの共電極のパターンにまた分電極（グループＳＡおよびＳＢ）に関連して垂直な方向で方向づけられるストリップ（グループＣＡおよびグループＣＢ）の２グループがある。このマトリックスの構造は従来の被動態ＬＣＤのマトリックスの電極の構造に類似している。これらの電極のグループは電圧信号（ＶｓＡ、ＶｓＢ、ＶｃＡおよびＶｃＢ）にそれぞれ接続される（図２７（ｂ））。
システムが水平に見られるとき、ＶｃＡおよびＶｃＢはすべての時に同じ電圧（Ｖｃ）に持って来られる。これは図２４のシステムと同じを基本的に働かせる。システムが縦に見られるとき、分電極（グループＳＡ／ＳＢ）および共電極（グループＣＡ／ＣＢ）の役割は逆転する。ＶｓＡおよびＶｓＢはすべての時に同じ電圧（Ｖｓ）に持って来られる。それにより、障壁のパネルにｙ方向で方向づけられる障壁のストリップがある。【００７０】      ［２．４．２方法２：回転式偏光子ストリップ］
図２８は図２５と基本的に同じである、但し例外としては検光子６４１Ｒは回すことができる。従って、障壁のストリップのオリエンテーションは手動で９０度検光子を回すことによって変えることができる。
［２．４．３方法３：回転式リターダストリップ］
代わりに、図２６（ａ）と同じようなシステムは回転式リターダの版を有することができる。障壁のストリップのオリエンテーションは手動で９０度リターダの版を回すことによって変えることができる。【００７１】      ［２．４．４方法４：チェッカーボード構成の障壁］
図２９は２つの状態の間で転換することができるチェッカーボード構成の障壁のパネル１７０を説明する。１７０Ｂは不透明である。１７０Ｐは透明である。障壁状態Ｂは基本的に障壁状態Ａの負像である。
観覧の原則は同じの前にとである、但し例外としては第２ｄディスプレイ１００で表示される内容は異なっている。図３０はフィールドフレームのイメージの単位の配置を説明する。元の立体像の組の左右フレームはそれぞれ多くの正方形に単位を分けられる（例えば、Ｌ−１３は（列１、コラム３）のイメージの単位を表す）。左フレームと右フレームからのイメージの単位はまたチェッカーボード構成で配置される。
チェッカーボード構成の液晶シャッター配列は液晶素子の電極か偏光子（または検光子）模造によってチェッカーボード構成に組み立てることができる。
障壁の単位およびイメージの単位はまた長方形である場合もある。【００７２】      ［２．５  パターン投影が応用である場合の順次フレームの画像配置］
図３１は一般的なフレーム順序を示す。
ＤＭＤおよびＦＬＣＤ（ＦＬＣＯＳ）のために、色はパルス幅変調（ｐｕｌｓｅ  ｗｉｄｔｈ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を使用してフィールド順次技術（ｆｉｅｌｄ  ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ）によって発生する。  このような場合、別の持続期間の「色フィールドフレーム」および異なった原色は次々に表示される（または投影される）。従って、本発明で記述されている「フィールドフレーム」から短い「色フィールドフレーム」でこれらの区別することは重要非常にある。【００７３】高いフレーム率ＳＬＭが（ＤＭＤのような）使用される異なったサブパネルの配置の下でとき図３２は使用されるべきフレーム順序を説明する：
（ａ）フィールド順次技術を使用して完全パネル。これは図３１に類似している。２Ｄディスプレイに６０Ｈｚのフレーム率があれば、ａｓ３Ｄモードのフレーム率は３０Ｈｚである。
（ｂ）パターン照明およびサブパネルのスーパーインポーズを使用してＳＬＭの３つのサブパネル。３つのサブパネルが使用されるので、有効なフレーム率は場合（ａ）の３倍（すなわち９０Ｈｚ）である。
（ｃ）パターン照明およびサブパネルのスーパーインポーズ（Ｒ、Ｇ／Ｂ）を使用してＳＬＭの２つのサブパネル。有効なフレーム率は場合（ａ）の３／２ｘ（すなわち４５Ｈｚ）である。【００７４】      ［２．６  変数および調節］
図２１（ａ）を示して、主要な変数の関係は視線を使用して三角法によって定めることができる。
ｐ／ｄ＝Ｄ／Ｌ                              （１）
ｐｂ／２ｐ＝Ｌ／（Ｌ＋ｄ）                  （２）
ｐは隣接したＬ−およびＲ−のイメージのストリップ間のピッチであり、Ｐｂは２つの隣接した障壁のストリップ間の間隔であり、ｄは障壁パネル１２０とディスプレイ１００間の間隔であり、Ｄは左目と右目間の間隔であり、Ｌは見える距離である。
Ｄ〜６５ｍｍ、Ｌ〜３００ｍｍのため（典型的な）：
ｐ／ｄ〜１／５                              （３）
2012165359.tif 000002
【表１】
2012165359.tif 000003
【００７５】      簡単にするために、ｐｂの値およびｐは固定である。けれども異なったユーザーに別のＬおよびＤがあるかもしれない。そのような場合、ユーザーは「ｄ」異なった「Ｌ／Ｄ」の式（１）を満たすために値を収容するように調節できる。図２（ａ）のシステムでは、「ｄ」は手動で表示体積のスクリーン２８１の位置を変えることによって調節することができる。
式（２）の条件に関して、式（４）からの：
ｐｂ＝２ｐ／（１＋ｐ／Ｄ）．
【表２】
2012165359.tif 000004
１つのピクセル（０．２ｍｍ）のサイズより小さい最適のＰｂの変化は約０．０８ｍｍである。従って、生じられた誤差は１つのピクセルよりより少しである。
上記の数はまたチェッカーボードの障壁パネルの場合に適用する。【００７６】      ［２．７  ボーダー問題および解決］
観覧者が理想的な位置２０から彼の頭部を横に動かすとき図３３（ａ）を示して、２つの隣接したイメージのストリップ間の地帯（９９１）は新しい目の位置２０ＬＡに目に見えるようになる。各Ｒイメージのストリップの部分は左目に見えるになる。各Ｌイメージのストリップの部分は右目に見えるになる（図３３（ｂ）の９９１、９９２）。ボーダーを渡るイメージの不連続は見られるかもしれない。この問題へ２つの解決がある場合もある。
［２．７．１  単純な解決方法：アラインメントマーカー］
単純な解決方法は観覧者に一組のマーカーを提供する。観覧者は参照としてマーカーを使用して容易に視線を再調整できる。
図３４はアラインメントマーカーの方法を説明する。各フィールドフレームの最上の（または最底）８９１で、白黒交互になるマーカーが付いている横のバンドは表示される。各黒（か白）マーカーはイメージのストリップの全幅を示す。アラインメントがよいとき、１つの目（例えば左目）は障壁を通して黒いマーカーだけ見る（図３４（ｂ））。次のフィールドフレームでは、障壁状態Ｂに従う白黒マーカーのスイッチの位置（図３４（ｄ））。左目はまだ黒いマーカーだけ見る（図３４（ｅ））。その結果、左目の眺めはディスプレイの上で全幅黒いバンドを見る（図３４（ｇ））。【００７７】      アラインメントがよくないとき、各々の白いマーカーの部分は目に見える８９２になる。これはフィールドフレームＡおよびＢ両方で起こる（図３４（ｃ）および（ｆ））。その結果、左目の眺めは図３４（ｈ）で示されているように壊れたバンド８９２を見る。
アラインメントのためのマーカーを見るとき、観覧者は１つのマーカーを見るのに目だけ使用する。
現在の例では、右目が使用されれば、よいアラインメントは完全白いバンドおよびアラインメントがまた壊れたバンドを示すことを示す（図３４（ｈ）の負像）。
アラインメントのマーカーの機能はソフトウェアかファームウェアでディスプレイ／［表示］プログラムし、ユーザーによって開くか、または閉まることができる。ユーザーが手のディスプレイシステムを握るので、ユーザーは難しさか不快なしで手と目間の調整に使用されるようになることができる。【００７８】      ［２．７．２複雑でしかし基本的な解決：］
この解決は障壁のストリップを観覧の開きより広く使用する。これは視線のアラインメントのための高められた許容を可能にする。
図３５（ａ）は図３３（ａ）に類似している但し例外としては変更された障壁のパネル１２０Ｍに障壁が観覧の開きより広くある。より狭い観覧の開き１２０ＭＰはイメージのストリップの目に見える区域２１３の幅を限る。従って、許容範囲９９３の中では、ボーダー地帯は目に見えない。図３３（ｂ）はボーダー地帯をカバーするより広い障壁を示す正面図である。
図３６（ａ）は一組の広い位置変更の障壁を発生させるために方法を説明する。パネルにシャッターストリップの配列がある。３つの隣接したシャッターストリップ毎にように１グループ分かれる。例えば、位置ｐ０−０、ｐ０−１およびｐ０−２はグループ＃０である。いつでも、あらゆるグループに、同じ相対的な位置の１つのシャッターストリップだけ開いている。例えば、障壁状態１に、位置Ｐｉ−０（ｉ＝０、１、２、３、４）のシャッターだけ開いている。従って、毎に２つの隣接した閉鎖したシャッターは１つの「広く障壁」を形作る。障壁の位置を変えるためには、開いたシャッターの位置はパネルを渡って動く。  例えば、障壁状態２で、開いたシャッター位置は位置Ｐｉ−１に動く（ｉ＝０、１、２、３、４）。障壁状態３では、開いたシャッター位置は位置Ｐｉ−２に動く（ｉ＝０、１、２、３、４）。障壁状態１から障壁状態３には、障壁（および観覧の開き）１つのストリップの位置（ｐｂ／３）一度に左から右へ動くようである。すなわち、障壁パネルに２の代りに３つの状態がある。その結果、パネルにすべての時に２：１の障壁に開きの幅の比率がある。障壁パネルのどの区域でも時間の１／３のために開いている。【００７９】      ２Ｄディスプレイに表示されるイメージのストリップは障壁の動きとともに動かなければならない。図３７は３−状態の視差障壁に対応するＬ−およびＲ−イメージの「動き」をストリップ説明する。図３７（ａ）は比較のための２−状態の障壁のパネル１２０を通してイメージのストリップの眺めを示す。図３７（ｂ）は障壁状態１を通して一組のイメージのストリップ（ＩＳ１）の概観を示す。便利の場合、２つの場合は障壁のピッチ同じＰｂを使用する。従って、２つの場合にまたイメージのストリップのピッチが同じｐある。（アラインメントがよいとき、Ｐｂは眺めの２ｐと等しいようである。）イメージのストリップがまた上の黒くか白のマーカーと描写される。黒いマーカーはＬ−イメージのストリップを示す。白いマーカーはＲ−イメージのストリップを示す。２Ｄディスプレイの左の端１０５はイメージのストリップの位置の測定のために参照として使用される。
障壁状態２に対応する図３７（ｃ）ではイメージのストリップは対応する観覧の開きと動く。障壁が障壁状態１から障壁状態２に右にｐｂ／３を動かすので、イメージのストリップ（ＩＳ２）はまた端１０５からの２ｐ／３に対応するｐｂ／３相関的なＩＳ１の間隔によって右に動く。
同様に、障壁状態３に対応して、イメージのストリップ（ＩＳ３）は端１０５からの４ｐ／３の間隔によって右に動く。（図３７（ｄ））【００８０】      上でから、概念的な「イメージストリップマスク」（ＩＳＭ）が定義され、フィールドフレームを作るためにイメージデータを処理するのに使用することができる。ＩＳＭはイメージのストリップの部分を定めるために元の実体像フレームの組に覆われるべきである。図３８は別の障壁状態に対応するそれぞれ３つＩＳＭｓを、元の立体フレームの組３６０Ｒおよび３６０Ｌの例に覆う、説明する。各ＩＳＭの位置（左の端に関連するすなわち０、２ｐ／３および４ｐ／３）は図３７から来る。ラベルシステムはＩＳＭによって覆われるイメージのストリップを識別する。例えば、イメージのストリップ３６７はＬ１−ｓ１（意味Ｌ−フレーム、ＩＳＭ１、ストリップ＃ｓ１）としてラベルされる。イメージのストリップ３６８はＬ２−ｓ２（Ｌ−フレーム、ＩＳＭ２、ストリップ＃ｓ１）としてラベルされる。イメージのストリップ３６９はＲ３−ｓ（−１）（Ｒ−フレーム、ＩＳＭ３、ストリップ＃（−１））としてラベルされる。【００８１】      図３６（ｂ）は３つの連続的なフィールドフレームのためのフィールドフレームのイメージのストリップ構成（ＦＦＩＳＯ）を説明する。これらのＦＦＩＳＯｓは３つのフィールドフレームのための２Ｄディスプレイで表示されるべきイメージのストリップの内容を表す。ＦＦＩＳＯ１−３は障壁状態１−３にそれぞれ対応する。イメージのストリップのラベルは図３８のラベルを示す。ＦＦＩＳＯ１−３は一種のフィールドフレームに「オペレータ」としてそのプロセス元の立体フレームの組画像処理理解することができる。
表３はａｓ３Ｄフレームに元の立体フレームの組の順序の転換のプロシージャを要約したものだ。
【表３】
2012165359.tif 000005
【００８２】      ［２．８多数モードプロジェクションディスプレイの結合］
設計例１：（図３９（ａ）は横断面の構造を説明する。）
視差障壁のパネル１２０はシステムカバー２８５の内部または外側で造ることができる。障壁パターンはＴＮ液晶シャッターの電極として造られる。オフ状態では、パネルは透明である。これは第２モードまたはＶ３Ｄモードの操作を可能にする。透明なタッチパッド（抵抗か投影されたキャパシタンス）は上に付けることができる。
設計例２：（図３９（ｂ）は横断面の構造を説明する。）
この設計では、障壁パターンは偏光子ＬＰでなされる。検光子ＬＰＡは取り外し可能である。ａｓ３Ｄモードでは、検光子は閉まる。２ＤおよびＶ３Ｄモードでは単位を透明にさせるために、検光子は取除かれる。タッチパッドは液晶素子に付けることができる。ａｓ３Ｄモードでは、タッチパッド上の偏光子カバーが、タッチパッド投影されたキャパシタンスタイプを使用するべきであるので。
設計例３：
この設計は回転式リターダブレート７３０が付いている図２６（ａ）の障壁パネルを使用する。ＴＮ液晶素子をオフ状態に転換し、４５度にリターダブレートを回す２ＤおよびＶ３Ｄモードではパネルを透明にさせる。
設計例４：
この設計は取り外し可能で外的な障壁のパネルを使用する。障壁パネルを取除くことはシステムが２ＤおよびＶ３Ｄモードで作動するようにする。【００８３】      ［第３部：ユーザーイメージの相互作用のためにタッチパッドを使用するための方法そしてシステム］
［３．１  背景および解決するべき問題］
Ｔｓａｏ米国パテント第６，７６５，５６６はＶ３Ｄのイメージと直接相互に作用しているのにユーザーが手持ち型の操作装置を使用することを可能にするシステムを記述する。装置はＶ３Ｄ体積で物理的終りの直接延長が手で握ったように表示される「仮想端部」を備えている。「位置追跡システム」は手持ち型操作装置の３Ｄ位置そしてオリエンテーションを追跡する。そのようなシステムは一般に高い。
一方では、低価格のタッチパッドはモバイル装置および携帯用ゲーム機で今広く利用されている。但し２Ｄ位置だけ追跡するように、タッチパッドは設計されている。
問題はＶ３Ｄおよびａｓ３Ｄの表示でユーザーイメージの相互作用を行うのに従来のタッチパッドを使用する手段を案出することである。
［３．２  タッチパッドは変換可能な多重モードのプロジェクションディスプレイで統合した］
第２部２．８．１を見なさい。
［３．３  投影されたキャパシタンス（Ｐｒｏｊｅｃｔｅｄ  Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ）タッチパッドを使用して］
これはＡｐｐｌｅ株式会社のｉＰｈｏｎｅ、ｉＰｏｄＴｏｕｃｈおよびｉＰａｄで使用されるタイプである。
Ｐｒｏｊｅｃｔｅｄキャパシタンスタッチパッドは多数の格子ポイントでキャパシタンスの変化を感じることができる電極の格子図形を備えている。接地のコンダクターにより、指または単純かアクティブなスタイラスのようなパッドに触れることへのまたはによって非常に近く移動によって、キャパシタンス変化を引き起こすことができる。【００８４】密な多数の接触ポイントを検出できるタッチパッドを使用して１本の指以下の接触の面積はソフトウェアかファームウェア接触区域５６０１（図４１（ａ））の「接触」格子の数を数えるためにプログラムの適用によって推定することができる。この接触の面積が３Ｄ空間に「深さ」の測定を表すのに使用することができる。指が近く動き、やっとパッドに触れるとき、タッチパッドは小さい接触区域を検出する。指の「仮想端」５７１０はソフトウェアプログラムによって作成され、「仮想端」が表示体積を入れ始める（５７１１）ことを示すために表示することができる。指がパッドに触れ、接触面積を高めるとき、「仮想端」は体積により深い（５７１２）動かす。このように、私達は３つ自由度のポインター有する。接触位置は（ｘ、ｙ）位置を定め、接触区域はｚの深さを定める。（図４２（ａ）、（ｂ））【００８５】      指のオリエンテーションは正確に感じることができない。但し、ソフトウェアプログラムはユーザーが選ぶ前もって決定された条件に基づいて推定を与えることができる。例えば右手を使用するためにユーザーが選べばまたは接触ポイントがスクリーンの右の部分にあるとき、そしてソフトウェアプログラム「仮想端」が左下の方向の方に指すと仮定できる（図４２（ｂ））。左手を使用するためにユーザーが選べばまたはとき接触ポイントがスクリーンの左の部分にある、ソフトウェアプログラムは「仮想端」がより低い正しい方向の方に指すと仮定できる（図４２（ｃ）。ユーザーはまた仮想端に好まれた取付角および方向を選ぶことができる。例えば、図４２（ｃ）に、取付角か方向は「θｍ、−ｙ方向」である。この傾斜はａｓ３Ｄモードまたは２Ｄモードに特に有用である。それらのモードでは、ユーザーの観覧の方向は固定、−ｚの方向に非常に近い。傾斜なしで、バーチャな端のイメージはユーザーの指かスタイラスによって妨げることができる。
２本の指の使用によって、ユーザーはＶ３Ｄ体積の中の物体（イメージ）を選び、落とすことができる。（図４３）
一般に、このアプローチは接触の面積か接触の圧力を推定することができるあらゆる種類のタッチパッドを使用して含んでいる。【００８６】      ［３．４  抵抗（Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）タッチパッドを使用して］
これはＮｉｎｔｅｎｄｏ  ＤＳで使用されるタイプである。一般に、Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅタッチパッドは単一の接触ポイントだけの２Ｄ位置の感知でよい。
図４１（ｂ）はｚの位置を提供することができる「Ｚ−スタイラス」の概念設計を示す。Ｚ−スタイラスに２つの大部分、ボディ６０１０および中心６０２０がある。ユーザーはボディを握り、中心のタッチパッドに触れる。ユーザーがボディを下方６００１に押すとき、中心は引き込む。ユーザーがボディを上向きに動かすとき、復座ばね６０２１は中心をに戻って維持するタッチパッドが付いている接触を押す。電位差計はボディと中心の間で造られる。抵抗ストリップ（抵抗器）６０２２は絶縁材の層６０２４ボディから電気で絶縁される。抵抗ストリップの１つの端６０２５は接地（Ｚ−ワイヤーに接続されて）、もう一方の端はＺ＋ワイヤーに接続される。中心が動くとき中心にその接点が６０２３（Ｚ１ワイヤー）抵抗ストリップに沿うスライドある。電圧がワイヤーＺ＋に使用される時、（Ｚ＋、Ｚ１およびＺ−）電圧ディバイダーはなる。Ｚ１の測定の電圧出力はボディと接触ポイント６００１間の間隔の同じ測定であるボディに関連して中心の位置の計算を可能にする。従って、私達はｚの位置の測定を有する。これは典型的な抵抗タッチパッドで使用される同じ感知のメカニズムである。タッチパッドをＺ−スタイラスと結合して、私達に（ｘ、ｙ、ｚ）の３Ｄポインターがある。Ｚ−スタイラスがＶ３Ｄ表示体積にまたは図４２で記述されているそれらに類似した方法でａｓ３Ｄの仮想空間でスタイラスの「仮想端」の挿入の深さを、制御するのに使用することができる。【００８７】      「仮想マニピュレーター」を作るためには、制御ボタン６０１１および付加的なワイヤーＺ２（６０１２）は加えられる。  ユーザーはボディを握ることができ、押しボタンを制御するのに人差し指を使用する。制御ボタン（Ｚ２）は簡単な押しボタン（２状態）である場合もあったりまたはアナログ出力を持つことができる。（ゲーム）ソフトウェアはこのＺ２仮想端の深さに加えて特徴を制御するのに状態を使用できる。例えば、組の仮想ピンセットまたは爪５７１４は設計することができる。Ｚ２信号の制御による、ユーザーは仮想物件かアクション・フィギュアゲームのつかみ、低下のことができる。（図４５）
抵抗タッチパッドがスタイラスと頻繁に使用されるので、「Ｚ−スタイラス」は既存の製品設計に容易に組み込むことができる。一般に、「Ｚ−スタイラス」のの概念は図４１（ｂ）で記述されている構造に限られない。一般的な概念はスタイラスに２部があり、接触の深さを測定するのに２部品間の相対的な変位を使用することである。
上で記述されているまたａｓ３Ｄモードまたは３Ｄイメージの２Ｄ表示で「仮想マニピュレーター」の深さ制御そして概念のための手段は使用することができる。このような場合、「仮想端」は２Ｄの透視図のイメージか裸眼立体イメージとして表示される。図４４はそのような例のためのシステムの平面図を説明する。【００８８】      ［第４部：二重スクリーンが付いているシステム］
システムに図４０で示されているように第２スクリーン６２０１がある。外的な反射板２２１Ａはわずかに異なった角度の２つの反射表面（ＡＤＲ１およびＡＤＲ２）を備えている。各々の反射表面は完全パネルが投影されるとき、プロジェクションのビームの異なった半分（６２１１，６２１２）をカバーする。完全なフレームの１つの半分はメインスクリーンに投影され、残りの半分は第２スクリーンに投影される。便宜上、これは「分道投射」と呼ばれる。プロジェクターのイメージの源（例えばＳＬＭ）は２つのサブパネルに分けられる。１つのサブパネルは１つの半分フレームに対応する。他のサブパネルは他のフレームに対応する。別のイメージか情報は２つの半分フレームで表示することができる。その結果、単一プロジェクターは２つのスクリーンに異なった内容を投影する。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】従来の「回転式往復運動式の」スクリーンに基づいて体積３Ｄディスプレイを示す。
【図２】（ａ）はＶ３Ｄモード、２Ｄモード（背面映写）およびａｓ３Ｄモードの操作のための構成の本発明を説明する。図２（ｂ）はプロジェクターモードのシステム構成を説明する。
【図３】Ａｂｂｅの照明が使用されるときＬＥＤの配置の例を説明する。
【図４】インジケータ・パイプの使用をＬＥＤ光源のアスペクトレシオを変える説明する。
【図５】Ｋｏｈｌｅｒの照明が使用されるときＬＥＤの配置の例を説明する。
【図６】パターン照明のための２つのサブパネルを使用例を説明する。
【図７】本発明の変換可能な光学レイアウトの第１の設計例を説明する。
【図８】本発明の変換可能な光学レイアウトのためのメカニズムの例を描写する。
【図９】本発明の変換可能な光学レイアウトの第２の設計例を説明する。
【図１０】本発明の変換可能な光学レイアウトの第３の設計例を説明する。
【図１１】本発明の変換可能な光学レイアウトの第５の設計例を説明する。
【図１２】本発明の変換可能な光学レイアウトの第６の設計例を説明する。
【図１３】本発明の変換可能な光学レイアウトの第７の設計例を説明する。
【図１４】本発明の変換可能な光学レイアウトの第８の設計例を説明する。
【図１５】本発明の変換可能な照明の第９設計例を説明する。
【図１６】本発明の変換可能な照明の第１０設計例を説明する。
【図１７】（ａ）本発明の変換可能な照明の第１１設計例を説明する。（ｂ）本発明の変換可能な照明の第１２設計例を説明する。
【図１８】レーザーを使用して本発明の変換可能な照明の第１３設計例を説明する。
【図１９】レーザーを使用して本発明の変換可能な照明の第１４設計例を説明する。
【図２０】本発明の２−状態の位置変更の視差障壁のパネルを説明する。
【図２１】２−状態の位置変更の視差障壁のパネルの使用の原則を説明する。
【図２２】図２１の方法のフィールドフレームのイメージのストリップの配置を説明する。
【図２３】従来のシャッターとしてＴＮ液晶素子の運営原則を説明する。
【図２４】障壁パネルとして液晶シャッターの配列の構造の第１の例を説明する。
【図２５】障壁パネルとして液晶シャッターの配列の構造の第２の例を説明する。
【図２６】障壁パネルとして液晶シャッターの配列の構造の第３の例を説明する。
【図２７】マトリックスの電極構成の液晶素子を使用して、２方向で使用可能な障壁パネルの第１方法を説明する。
【図２８】偏光子のストリップの回転版を使用して、２方向で使用可能な障壁パネルの第２方法を説明する。
【図２９】チェッカーボード構成の障壁パネルを使用して、２方向で使用可能な障壁パネルの第４方法を説明する。
【図３０】図２９の方法のフィールドフレームのイメージの単位の配置を説明する。
【図３１】一般的なフレーム順序を説明する。
【図３２】高いフレーム率ＳＬＭが使用されるとき使用されるべきフレーム順序を説明する。
【図３３】ミスアラインメントの分析を説明する。
【図３４】ａｓ３Ｄモードの観覧のアラインメントのためのアラインメントのマーカーの方法を説明する。
【図３５】ボーダー地帯をカバーするのに広い障壁を使用する効果を説明する。
【図３６】（ａ）は本発明の３−状態の位置変更の視差障壁のパネルを説明する。（ｂ）３−状態のアプローチのフィールドフレームのためのイメージのストリップ構成を説明する。
【図３７】３−状態の視差障壁に対応するＬ−およびＲ−イメージの「動き」をストリップ説明する。
【図３８】本発明の３−状態のアプローチの元の立体フレームの組の例の「イメージストリップマスク」を説明する。
【図３９】本発明の視差障壁のパネルそしてタッチパッドを統合する異なった方法の横断面の構造の例を説明する。
【図４０】第２スクリーンが付いているシステムを説明する。
【図４１】（ａ）深さ制御のために接触区域を使用することの概念を説明する。（ｂ）深さ制御を提供することができる「ｚスタイラス」のの概念設計を説明する。
【図４２】深さ制御のために接触区域を使用することの概念を説明する。
【図４３】および
【図４４】は選ぶのに２本の指およびＶ３Ｄモードとａｓ３Ｄモードの低下Ｖ３Ｄのイメージの使用の概念を説明する。
【図４５】「ｚスタイラス」のを使用して「バーチャなマニピュレーター」の概念を説明する。
【符号の説明】
【００９０】１０                            座標系のフレーム
１２０                          視差の障壁のパネル
１８８                          ユーザーの手か指
２１０，２１１                  視線
２６０，２０１０                プロジェクター単位
２８０                          表示単位
２８１，２０３１，６２０１      スクリーン
２８１２，２０４０              表示体積
２８３                          タッチパッド
２８５                          カバー
８９０ａ，８９０ｂ              滑走の方向
１０００                        体積３Ｄイメージ
１００２                        裸眼立体３Ｄイメージ
５７１０                        仮想端のイメージ
ＡＰ，ＡＰ−Ｇ，ＡＰ−Ｂ，ＡＰ−Ｒ      開き版（開口プレート）
Ｃ１，Ｃ２                      レンズ
Ｃ１−Ｇ，Ｃ１−Ｂ，Ｃ２−Ｇ，Ｃ２−Ｂ      レンズ
ＤＢＳ                  ｄｅ−ｓｐｅｃｋｌｅ  ａｎｄ  ｂｅａｍ  ｓｈａｐｅ単位
ＤＲ                            二色性の色フィルター
Ｄｒ−Ｇ（ＲＴ）                二色性の色フィルターの緑は反射する（赤いパス）
ＤＲ−Ｇ（ＢＴ）                二色性の色フィルターの緑は反射する（青いパス）
Ｄｒ−Ｒ，ＤＲｅ−Ｒ            二色性の色フィルターの赤は反射する
ＤＲ−Ｂ，ＤＲｅ−Ｂ            二色性の色フィルターの青は反射する
ｆ１，ｆ２                      焦点距離
ＦＥＬ                          蝿目レンズ（ｆｌｙ’ｓ  ｅｙｅ  ｌｅｎｓ）
ＩＬ−Ｒ，ＩＬ−Ｂ，ＩＬ−Ｇ    照明のビーム・光線（Ｒ，Ｇ  ａｎｄ  Ｂ）
ＩＭ，ＩＭ−Ｂ                  イメージング光線
ＩＰ−Ｒ，ＩＰ−Ｇ，ＩＰ−Ｂ    照明パターン
ｌａｍｐ                        光源
Ｌ１，Ｌ２，Ｌ４                レンズ
Ｌ１−Ｂ，Ｌ２−Ｂ              レンズ
ＬＥＤ−Ｒ，ＬＥＤ−Ｇ，ＬＥＤ−Ｂ      ＬＥＤ
ＬＰ，ＬＰＡ                    偏光子
ＬＰ−Ｓ−Ｂ，ＬＰ−Ｓ−Ｇ，ＬＰ−Ｓ−Ｒ，ＬＰ−Ｓ，ＬＰ−Ｆ，ＬＰ−Ｓ      インジケータ・パイプ
ＯＡ                            オフ状態の光軸
ＬＰＴＡ，ＬＰＡＴＡ            偏光子透過軸線
ＰＬ                            映写レンズ
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３                反射板
Ｓ−Ｒ，Ｓ−Ｇ，Ｓ−Ｂ          小さい区域の発散する光源
ＳＬＭ                          空間光変調器
ＳＰ，ＳＰ１  ｅｔｃ．          空間光変調器のサブパネル
【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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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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