(57)【要約】  自動立体表示装置は、画素化画像源、レンチキュラー素子、及び光学分割素子を含む。画素化画像源は、画素マトリックス及び暗領域を含む。レンチキュラー素子は、複数の円柱レンズを含み、且つ円柱レンズのそれぞれが暗領域のほぼ等しいエリアにわたって延びるように、画素化画像源に隣接して配置される。光学分割素子は、第１の目が、観察者に対して円柱レンズのそれぞれの背後で第１の平行線に沿って位置する第１のサブ画素を見、且つ第２の目が、円柱レンズのそれぞれの背後で第２の平行線に沿って位置する第２のサブ画素を見るように、構成される。第１の平行線及び第２の平行線は、円柱レンズと平行である。第１の平行線は、行のそれぞれの内部で、３つの隣接するサブ画素にわたって延びる。第２の平行線は、行のそれぞれの内部で、３つの隣接するサブ画素にわたって延びる。
2016503512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動立体表示装置において、
画素面に沿って位置する画素化画像源であって、前記画素化画像源が、画素マトリックスと、前記画素化画像源の残りをほぼ満たす暗領域とを含み、前記マトリックスがサブ画素の行及び列で作成され、前記画素のそれぞれが、赤色サブ画素、緑色サブ画素、及び青色サブ画素によって画定され、前記サブ画素が前記列のそれぞれに沿って同じ色であり、前記サブ画素が、前記行のそれぞれに沿って赤色、緑色、及び青色のシーケンスで配置されている、画素化画像源と、
前記画素面と、観察者の第１の目及び第２の目がそれに沿って位置する平面として定義される観察者面との間に位置するレンチキュラー素子であって、前記レンチキュラー素子が複数の円柱レンズを含み、前記円柱レンズのそれぞれが暗領域のほぼ等しいエリアにわたって延びるように、前記画素化画像源に隣接して配置されたレンチキュラー素子と、
前記画素面と前記観察者面との間に位置する光学分割素子であって、前記第１の目が、前記観察者に対して前記円柱レンズのそれぞれの背後で、第１の平行線に沿って位置する第１のサブ画素を見るように、且つ前記第２の目が、前記円柱レンズのそれぞれの背後で、第２の平行線に沿って位置する第２のサブ画素を見るように、前記光学分割素子及び前記レンチキュラー素子が構成され、前記第１の平行線及び前記第２の平行線が前記円柱レンズと平行であり、前記第１の平行線が前記行のそれぞれの内部で３つの隣接するサブ画素にわたって延びるように該第１の平行線が離間され、前記第２の平行線が前記行のそれぞれの内部で３つの隣接するサブ画素にわたって延びるように該第２の平行線が離間され、前記第１のサブ画素が、第１の画像成分を表示するように構成され、前記第２のサブ画素が、第２の画像成分を表示するように構成される光学分割素子と、
を備えることを特徴とする自動立体表示装置。
【請求項２】
前記円柱レンズが前記列に対して或る角度になるように、前記レンチキュラー素子が、前記画素化画像源を中心に或る角度で回転されることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記円柱レンズが前記マトリックスの前記列と平行になるように、前記レンチキュラー素子が配置されることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記円柱レンズのそれぞれにおけるピッチが、前記行の１つに沿って測定される場合に、少なくとも２と２／３画素にわたって延び、前記第１の平行線が、前記行の１つに沿って測定される場合に、互いに少なくとも１サブ画素だけオフセットされ、前記第２の平行線が、前記行の１つに沿って測定される場合に、互いに少なくとも１サブ画素だけオフセットされることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記円柱レンズのそれぞれにおけるピッチが、前記行の１つに沿って測定される場合に、２と２／３画素未満にわたって延び、前記第１の平行線が、前記行の１つに沿って測定される場合に、互いに１サブ画素未満だけオフセットされ、前記第２の平行線が、前記行の１つに沿って測定される場合に、互いに１サブ画素未満だけオフセットされることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
画像を観察者に表示する方法において、前記画像が、画素化画像源及びレンチキュラー素子を含む装置によって表示され、前記画素化画像源が画素面に沿って位置し、前記画素化画像源が、画素マトリックスと、前記画素化画像源の残りをほぼ満たす暗領域と、を含み、前記マトリックスがサブ画素の行及び列で作成され、前記画素のそれぞれが、赤色サブ画素、緑色サブ画素、及び青色サブ画素によって画定され、前記サブ画素が、前記列のそれぞれに沿って同じ色であり、前記サブ画素が、前記行のそれぞれに沿って赤色、緑色、及び青色のシーケンスで配置され、前記レンチキュラー素子が、前記画素面と、観察者の第１の目及び第２の目がそれに沿って位置する平面として定義される観察者面との間に位置し、前記レンチキュラー素子が複数の円柱レンズを含み、前記レンチキュラー素子が、前記円柱レンズのそれぞれが暗領域のほぼ等しいエリアにわたって延びるように、前記画素化画像源に隣接して配置され、前記第１の目が、前記観察者に対して前記円柱レンズのそれぞれの背後で第１の視線に沿って位置する第１のサブ画素を見るように、且つ前記第２の目が、前記観察者に対して前記円柱レンズのそれぞれの背後で第２の視線に沿って位置する第２のサブ画素を見るように、前記レンチキュラー素子が構成され、前記第１のサブ画素が、第１の画像成分を表示するように構成され、前記第２のサブ画素が、第２の画像成分を表示するように構成されるものであり、前記方法が、
前記第１の視線及び前記第２の視線を第１の平行線及び第２の平行線にそれぞれ分割するステップであって、前記第１の平行線が前記行のそれぞれの内部で３つの隣接するサブ画素にわたって延びるように、前記第１の平行線が離間され、前記第２の平行線が前記行のそれぞれの内部で３つの隣接するサブ画素にわたって延びるように、前記第２の平行線が離間されるステップを有してなることを特徴とする方法。
【請求項７】
前記円柱レンズが前記列に対して或る角度になるように、前記レンチキュラー素子が、前記画素化画像源を中心に或る角度で回転されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記円柱レンズが前記マトリックスの前記列と平行になるように、前記レンチキュラー素子が配置されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記円柱レンズのそれぞれにおけるピッチが、前記行の１つに沿って測定される場合に、少なくとも２と２／３画素にわたって延び、前記第１の平行線が、前記行の１つに沿って測定される場合に、互いに少なくとも１サブ画素だけオフセットされ、前記第２の平行線が、前記行の１つに沿って測定される場合に、互いに少なくとも１サブ画素だけオフセットされることを特徴とする、請求項６から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記円柱レンズのそれぞれにおけるピッチが、前記行の１つに沿って測定される場合に、２と２／３画素未満にわたって延び、前記第１の平行線が、前記行の１つに沿って測定される場合に、互いに１サブ画素未満だけオフセットされ、前記第２の平行線が、前記行の１つに沿って測定される場合に、互いに１サブ画素未満だけオフセットされることを特徴とする、請求項６から８のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【０００１】
本出願は、２０１２年１０月２９日出願の米国特許出願第１３／６６２６３５号の優先権の利益を主張し、当該出願の内容は、その全体が参照により本明細書に援用される。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、自動立体表示装置に関し、特に、自動立体表示装置において発生する視覚的欠陥を低減するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
自動立体表示装置は、観察者（視聴者）が特別なヘッドギアもメガネも使用することなしに、三次元（３Ｄ）の映りを生成する。自動立体表示装置を可能にするための様々な方法が存在するが、これらの方法は、通常、観察者が経験し、且つ様々な視野角又は視聴位置等から長時間にわたって観察者が明瞭で満足できる品質の３Ｄ画像を見ることを困難にし得る幾つかの視覚的欠陥を伴う。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、自動立体表示装置用の既存の技術に存在する欠点を改善する必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
例示的な一態様において、自動立体表示装置は、画素化画像源、レンチキュラー素子、及び光学分割素子を備える。画素化画像源は、画素面に沿って位置し、且つ画素マトリックスと、画素化画像源の残りをほぼ満たす暗領域と、を含む。マトリックスは、サブ画素の行及び列で作成され、画素のそれぞれは、赤色サブ画素、緑色サブ画素、及び青色サブ画素によって画定される。サブ画素は、列のそれぞれに沿って同じ色であり、且つ行のそれぞれに沿って赤色、緑色、及び青色のシーケンスで配置される。レンチキュラー素子は、画素面と観察者面との間に位置する。観察者面は、平面であってそれに沿って観察者の第１の目及び第２の目が位置する平面として定義される。レンチキュラー素子は、複数の円柱レンズを含み、且つ円柱レンズのそれぞれが暗領域のほぼ等しいエリアにわたって延びるように、画素化画像源に隣接して配置される。光学分割素子は、画素面と観察者面との間に位置する。光学分割素子及びレンチキュラー素子は、第１の目が、観察者に対して円柱レンズのそれぞれの背後で第１の平行線に沿って位置する第１のサブ画素を見るように、且つ第２の目が、円柱レンズのそれぞれの背後で第２の平行線に沿って位置する第２のサブ画素を見るように、構成される。第１の平行線及び第２の平行線は、円柱レンズと平行である。第１の平行線は、第１の平行線が、行のそれぞれの内部で、３つの隣接するサブ画素にわたって延びるように離間される。第２の平行線は、第２の平行線が、行のそれぞれの内部で、３つの隣接するサブ画素にわたって延びるように離間される。第１のサブ画素は、第１の画像成分を表示するように構成され、第２のサブ画素は、第２の画像成分を表示するように構成される。
【０００６】
別の例示的な態様において、画像を観察者に表示する方法が提供される。方法は、画素面に沿って画素化画像源を設けるステップを含む。画素化画像源は、画素マトリックスと、画素化画像源の残りをほぼ満たす暗領域と、を含む。マトリックスは、サブ画素の行及び列から作成される。画素のそれぞれは、赤色サブ画素、緑色サブ画素、及び青色サブ画素によって画定される。サブ画素は、列のそれぞれに沿って同じ色であり、且つ行のそれぞれに沿って赤色、緑色、及び青色のシーケンスで配置される。方法は、画素面と観察者面との間にレンチキュラー素子を設けるステップを更に含む。観察者面は、平面であってそれに沿って観察者の第１の目及び第２の目が位置する平面として定義される。レンチキュラー素子は、複数の円柱レンズを含む。レンチキュラー素子は、円柱レンズのそれぞれが暗領域のほぼ等しいエリアにわたって延びるように、画素化画像源に隣接して配置される。方法は、第１の目が、観察者に対して円柱レンズのそれぞれの背後で第１の平行線に沿って位置する第１のサブ画素を見、且つ第２の目が、観察者に対して円柱レンズのそれぞれの背後で第２の平行線に沿って位置する第２のサブ画素を見るように、画素面と観察者面との間に光学分割素子を設けるステップを更に含む。第１の平行線及び第２の平行線は、円柱レンズと平行である。第１の平行線は、第１の平行線が、行のそれぞれの内部で、３つの隣接するサブ画素にわたって延びるように離間される。第２の平行線は、第２の平行線が、行のそれぞれの内部で、３つの隣接するサブ画素にわたって延びるように離間される。第１のサブ画素は、第１の画像成分を表示するように構成され、第２のサブ画素は、第２の画像成分を表示するように構成される。
【０００７】
上記態様及び他の態様は、添付の図面に関連して以下の詳細な説明を読めば一層良く理解される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来の自動立体表示装置におけるコンポーネントの概略上面図である。
【図２】サブ画素によって表示される画像が、当該技術分野において周知のように観察者の位置に基づいて調整される画素化画像源の例示的な実施形態の概略図を示す。
【図３】レンチキュラー素子が、画素化画像源の列に対して或る角度で回転され、且つ第１の視線及び第２の視線が、光学分割素子によって第１の平行線及び第２の平行線にそれぞれ分割される、自動立体表示装置の第１の例示的な実施形態の概略正面図である。
【図４】レンチキュラー素子が、画素化画像源の列に対して平行であり、且つ第１の視線及び第２の視線が、光学分割素子によって第１の平行線及び第２の平行線にそれぞれ分割される、自動立体表示装置の第２の例示的な実施形態の概略正面図である。
【図５】レンチキュラー素子、第１の例示的な光学分割素子、及び画素化画像源を含む自動立体表示装置の概略断面図である。
【図６】レンチキュラー素子、第２の例示的な光学分割素子、及び画素化画像源を含む自動立体表示装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
ここで、例示的な実施形態が示されている添付の図面に関連して、事例が、以下でより完全に説明される。可能な限り、同じ参照数字が、同一又は類似の部分を指すために図面全体を通して用いられる。しかしながら、態様は、多くの異なる形態で具体化され得、本明細書で説明される実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。
【００１０】
ここで、図１を参照すると、従来の自動立体表示装置１００における或るコンポーネントの上面図が、概略的に示されている。従来の自動立体表示装置１００は、ガラスカバーなどのスクリーン（図示せず）と、画素面１０４に沿って位置する画素化画像源１０２と、光学面１０８に沿って矢印で示されている円柱レンズ１２２の行を含むレンチキュラー素子と、画素化画像源１０２の内容を調整するように構成されたプロセッサ１０９と、を含み得る。観察者の第１の目１１０及び第２の目１１２が、従来の自動立体表示装置１００から所与の距離に位置し得る観察者面１１４に位置する。かかるものとして、画素化画像源１０２は、観察者の視野に対し又は観察者の視野からはレンチキュラー素子１０６の背後にある。レンチキュラー素子１０６の存在は、図１に示されているように、３Ｄの映りを生成するわずかに異なる画像を第１の目１１０及び第２の目１１２に見させる。光学面１０８は、画素面１０４と観察者面１１４との間に位置するが、しかし光学面と画素面との間の距離は、図１に概略的に示されているものとは異なり、光学面と観察者面との間の距離（即ち、図１において矢印によって示されている観察距離Ｄ）より或る程度小さい大きさであっても良い。視差バリアが、レンチキュラー素子１０６の代わりに用いられても良いことが留意されなければならない。
【００１１】
画素化画像源１０２は、各画素１１６が、赤色サブ画素１１８ａ、緑色サブ画素１１８ｂ、及び青色サブ画素１１８ｃから作成される画素マトリックス１１６で形成されても良い。マトリックスは、画素面１０４であって各列が同じ色のサブ画素１１８を含み、且つサブ画素１１８が、行のそれぞれに沿って赤色、緑色及び青色のシーケンスで配置される画素面１０４に沿って延びる列及び行で配置されても良い。各サブ画素１１８は、暗領域１２０が、隣接するサブ画素１１８間のエリア及び従って画素化画像源１０２の残りを満たすように、暗領域１２０によって囲まれても良い。
【００１２】
前述の構成を備えた画素化画像源１０２は、ピッチがマトリックスの行に沿って測定される画素１１６のピッチでサブ画素１１８の幅を割ることによって計算される所与の値のサブ画素デューティファクタを有するように説明されても良い。一般に、画素１１６のピッチは、サブ画素１１８間に存在する暗領域１２０によって生成されるスペースを含む。一例において、サブ画素１１８は、画素化画像源１０２のサブ画素デューティファクタが、０．２５即ち２５％であるように、暗領域１２０によって離間されても良い。
【００１３】
自動立体表示装置は、円柱レンズ１２２のそれぞれを通して、第１の目１１０が第１の画像成分を見、且つ第２の目１１２が第２の画像成分を見るように、構成される。更に、目１１０、１１２は、円柱レンズ１２２と平行な線に沿って位置するサブ画素１１８を見る。特に、図１の従来の表示装置１００において、図２に示されているような単一の円柱レンズ１２２を通して、第１の目１１０は、第１の線１２４に沿って位置するサブ画素１１８（即ち、第１の画像成分の一部）を見、第２の目１１２は、第１の線１２４に隣接して位置する第２の線１２６に沿って位置するサブ画素（即ち、第２の画像成分の一部）を見る。かるものとして、線１２４、１２６は、視線と名付けても良い。
【００１４】
視線１２４、１２６間の間隔は、式：ｄｙ＝Ｆ＊Ｅ／Ｄを用いて第１の近似に計算することができ、この式で、ｄｙは、画素面における視線１２４、１２６間の離隔距離であり、Ｆは、レンズ（例えば円柱レンズ１２２）の焦点距離であり、Ｅは、観察者の目の間の離隔距離であり、Ｄは、観察距離（即ち、観察者面から光学面（又は画素面）までの距離）である。
【００１５】
従来の自動立体表示装置１００において、画素化画像源１０２内の暗領域１２０は、円柱レンズ１２２が画素化画像源１０２の前に配置された場合に、アドレス指定される必要のある視覚的欠陥を引き起こす可能性がある。観察者に対して円柱レンズ１２２のそれぞれの背後における暗領域１２０のエリアが同じではない場合に、観察者は、いわゆるモアレ効果を経験するが、モアレ効果は、画素化画像源によって示される画像の両端にわたる周期的強度変化として説明することができる。モアレ効果を低減するために、レンチキュラー素子１０６は、円柱レンズ１２２のそれぞれの背後における暗領域１２０のエリアがほぼ同じか又は同じであるように、画素化画像源１０２のまわりに配置されるべきである。これを達成する１つの方法は、円柱レンズ１２２が、画素化画像源１０２の列に対して或る角度になるように、レンチキュラー素子１０６を回転させることである。例えば、レンチキュラー素子１０６は、視線１２４、１２６がサブ画素１１８のはす向かいの隅を通過するように、画素化画像源１０２を中心に回転されても良い。
【００１６】
従来の自動立体表示装置１００に関する別の問題は、観察者が観察者面１１４に沿った或る視聴位置に立っている場合にのみ、目１１０、１１２が、正確な第１及び第２の画像成分を見るということである。目１１０、１１２の位置が、観察者面に沿って横に移動された場合に、目１１０、１１２が、逆さま、低品質等の画像を見る可能性がある。
【００１７】
レンチキュラー素子１０６が画素化画像源１０２に関して或る角度をなす実施形態用の視聴位置のこの問題に取り組むために、行に沿った所定数の隣接するサブ画素１１８が、同じ画像成分の一部であるように構成され（図２）、第１の目１１０及び第２の目１１２用の視線１２４、１２６間の間隔は、所定数のサブ画素１１８の増加に比例して増加される必要がある。図２において１及び２によって示されているように、２つずつの隣接するサブ画素１１８が、同じ画像成分を表示し、視線１２４、１２６間の間隔は、視線１２４、１２６間の間隔がサブ画素１１８の２ピッチと等しくなるように、サブ画素１１８のピッチだけ増加される。もちろん、所定数のサブ画素１１８は、２を超えても良く、視線１２４、１２６間の間隔は、更に広げることができる。
【００１８】
更に、前の位置から決定された視線１２４、１２６沿って位置するサブ画素１１８（左側のマトリックス）ではなく、観察者の新しい位置によって決定されるような視線１２４、１２６に沿って位置するサブ画素１１８（右側のマトリックス）が、画像成分を形成するように、自動立体表示装置１００のプロセッサ１０９は、観察者の位置を決定するように構成された頭／目追跡センサ１２８と、観察者面１１４に沿った観察者の横方向移動に基づいて画像成分を調整するように構成されたコントローラ１３０と、を含んでも良い。特に、図２において、１及び２によって示されている画像成分は、観察者の右方向移動だけ右にシフトされる視線１２４、１２６に適応するために、右にシフトする。換言すれば、目追跡システムを用いることによって、右目及び左目の視線１２４及び１２６の位置を決定することができ、画像は、左目の視線の下にある全ての画素が、左目画像の情報を含むように、且つ右目の視線の下にある全ての画素が、右目画像の情報を含むように、決定することができる。
【００１９】
自動立体表示装置１００に存在し得る更に別の視覚的欠陥は、画像全体を覆う着色された幾何学的な線として説明できる画像粒状性である。画像粒状性は、視線１２４、１２６が異なる色の画素を横切って延びるので発生する。特に、白色が表示されるように意図されている場合に、異なる着色線の組み合わせが代わりに見られる一方で、特定の色が表示されるように意図されている場合に、輝点及び滅点の組み合わせが見られる。即ち、白色画像が表示される場合に、全ての赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）画素がオンにされる。しかしながら、視線が、赤色、緑色又は青色の特定のサブ画素だけを横切るので、画像は、３つの色のチェッカー盤のように見える。
【００２０】
本開示は、モアレ効果、画像粒状性、及び視聴位置の変化から発生する視覚的欠陥を含む前述の視覚的欠陥の全てを低減できる自動立体表示装置１を説明する。
【００２１】
従来の自動立体表示装置１００に関して論じられた前述の或る特徴は、以下で論じられる追加的特徴を含む自動立体表示装置１にもまた存在しても良い。同じ参照数字が、より少数の結果としての視覚的欠陥を備えた自動立体表示装置にもまた存在する特徴のために使用される。自動立体表示装置１は、自動立体表示装置１が、画素面１０４と観察者面１１４との間に位置する光学分割素子１３２を含むという点で、従来の自動立体表示装置１００とは異なり得る。
【００２２】
モアレ効果を低減するために、円柱レンズ１２２が、画素マトリックス１１６の列に対して或る角度をなす自動立体表示装置１の第１の実施形態において（図３）、自動立体表示装置１は、第１の線１２４及び第２の線１２６を第１の平行線１２５及び第２の平行線１２７に分割するように構成される光学分割素子１３２を含む。第１の平行線１２５及び第２の平行線１２７は、第１の線１２４及び第２の線１２６にそれぞれ平行に向けられ、且つ行内で少なくとも３つの隣接するサブ画素１１８（即ち、赤色サブ画素、緑色サブ画素、及び青色サブ画素だが、しかし必ずしもこの順序ではない）にわたって延びる。これは、表示方向において、観察者１つの目から来る平行光線を考慮することによって示されても良い。その光線は、３つの異なる方向に光を分割する分割素子に最初に当たる。例として、分割素子は、多くの回折次数で光を回折する回折格子とすることができる。次に、円柱レンズは、画素面に光を集光させる。しかしながら、光が多方向に分割されたので、光は、異なる場所に集光される。これは、各目のための多数の視線を形成する。これらの副線間の距離が、サブ画素のピッチとほぼ等しい場合に、各目は、３つの色を同時に見、画像粒状性は、消滅する。図３に示されている例において、視線１２４、１２６は、３つの第１の平行線１２５に分割されても良く、第１の平行線１２５は、行に沿って測定された場合に、サブ画素１１８の約１ピッチに対応する距離だけ互いにオフセットされるか又は離間される。用語「約」は、サブ画素１１８間の暗領域１２０によって生成される間隔を考慮するために用いられる。更に、図３に示されているように、一番右の第１の平行線１２５は、行の１つに沿って測定された場合に、サブ画素１１８の約２ピッチに対応する距離だけ、一番左の第２の平行線１２７からオフセットされるか又は離間されても良い。更に、円柱レンズ１２２のピッチは、画素１１６の約２と３分の２（２と２／３又は８／３）ピッチにわたって延びる寸法にされても良い。この実施形態は、以下で論じられる実施形態と同様に、観察者の位置を決定するために、且つ観察者の位置に基づいて画像成分を調整するために、頭／目追跡センサ１２８及びコントローラ１３０を備えたプロセッサ１０９を含んでも良い。上記で説明したように、アルゴリズムは、視線１２４、１２６がディスプレイのどこに位置するかを決定することを含んでも良く、ディスプレイサブ画素の明るさは、視線１２４上の全てのサブ画素が左画像情報を表示し、一方で視線１２６上の全てのサブ画素が右画像情報（逆も同様である）を表示するように、調整されても良い。
【００２３】
２と２／３の画素１１６に対応する長さを有する各円柱レンズ１２２のピッチの結果は、水平全方向における画像解像度が低下されるということである。円柱レンズ１２２の寸法から発生する、解像度に対する劣化作用は、第１の平行線１２５と第２の平行線１２７との間の間隔（即ち、一番右の第１の平行線１２５と一番左の第２の平行線１２７との間の間隔）を約２サブ画素１１８未満に低減し、且つ第１の平行線１２５と隣接する第１の平行線１２５との間の中間間隔（又は第２の平行線１２７と隣接する第２の平行線１２７との間の中間間隔）を約１サブ画素１１８（例えば、画素１１６のピッチの１／５）未満に低減することによって、緩和することができる。かかる構成を用いれば、画像粒状性は残るが、しかし解像度に対する劣化作用は低減される。
【００２４】
自動立体表示装置１の第２の実施形態において、円柱レンズ１２２は、画素マトリックス１１６の列と平行であるが、しかし円柱レンズ１２２のピッチは、円柱レンズ１２２のそれぞれの背後の暗領域１２０のエリアが、ほぼ同じであるような寸法にされる。かかる構成は、上記で論じられたようなモアレ効果を著しく低減する。更に、画像粒状性を低減するために、視線１２４、１２６は、円柱レンズ１２２及びマトリックスの列と平行に延びるように、光学分割素子１３２によって分割される。図４に示されている例示的な実施形態において、視線１２４、１２６は、線１２９、１３１の３つが、行内で３つの隣接するサブ画素１１８（即ち、赤色サブ画素、緑色サブ画素、及び青色サブ画素だが、しかし必ずしもこの順序ではない）にわたって延び、且つ線１２９、１３１の１つが、暗領域１２０にわたって延びるように、４つの線１２９、１３１に分割される。線１２９、１３１の１つと、隣接する線１２９、１３１の１つとの間の間隔は、画素１１６のピッチの約４分の１であっても良い。画素のピッチで割られたサブ画素の幅として定義されるサブ画素のデューティファクタは、約２５％に設定されても良い。この実施形態はまた、観察者の位置を決定するために、且つ観察者の位置に基づいて画像成分を調整するために、頭／目追跡センサ１２８及びコントローラ１３０を備えたプロセッサ１０９を含んでも良い。上記で説明されたように、アルゴリズムは、視線１２９及び１３１がディスプレイのどこに位置するかを決定することを含み、ディスプレイサブ画素の明るさは、視線１２９上の全てのサブ画素が左画像情報を表示し、一方で視線１３１上の全てのサブ画素が右画像情報（逆も同様である）を表示するように、調整されても良い。
【００２５】
図５〜６に示されているように、光学分割素子１３２を含む自動立体表示装置１は、様々な方法で具体化することができ、且つレンチキュラー素子１０６及び光学分割素子１３２以外の層を含んでも良い。例えば、レンチキュラー素子１０６と画素化画像源１０２との間に存在する追加的な層が、偏光子、カラーフィルタリング基板、又はレンチキュラー素子１０６と画素化画像源１０２との間の距離を調整するように構成された他の層を含んでも良い。
【００２６】
図５に示されているように、光学分割素子１３２の第１の例示的な実施形態は、レンチキュラー素子１０６と画素化画像源１０２との間の正方形格子として具体化され得る回折分割素子１３４であっても良い。図５に示されている実施形態は、平行線１２５、１２７が３つの隣接するサブ画素１１８にわたって延びるように、第１及び第２の視線１２４、１２６のそれぞれを３つの平行線１２５、１２７に分割する。視線１２４又は１２６が３つの平行線１２５又は１２７に分割される場合に、平行線間の間隔は、例えば図３に示されているように、画素ピッチの１／３に等しくても良い。
【００２７】
視線１２４又は１２６の１つが、３つの平行線１２５又は１２７に分割される例示的な一実施形態において、回折分割素子１３４は、３つの等しく分配される回折次数（−１、０、１）を生成するように構成される。光学分割素子１３２は、異なる屈折率（即ち、それぞれｎ１及びｎ２）を備えた第１の層１３６及び第２の層１３８であって、第１の層１３６と第２の層１３８との間の境界が格子１３５を形成する第１の層１３６及び第２の層１３８を含んでも良い。次数−１、０、及び１のエネルギを得るために、格子振幅（例えば、正方形の高さ又は正弦波の振幅の２倍）は、正方形格子の場合には０．６８＊（ｎ２−ｎ１）と等しく（又は正弦波形状格子の場合には０．９６＊（ｎ２−ｎ１））になるべきである。一方で、矩形関数の周期は、０．５３＊（第１の層１３６又は１４４と第２の層１３８又は１４６との間の境界から画素面１０４までの厚さ）＊（全ての層、即ち、それを通して厚さが測定される全ての層の平均屈折率）＊（層の平均屈折率）／（画素ピッチ）と等しくなるべきである。厚さは、図５〜６において矢印によって示されている。
【００２８】
ほとんどのエネルギが、３つの回折次数−１、０及び１間で等しく分配される必要があるという条件を満たす限り、多数の格子形状が考えられ得ることを理解されたい。また図５は、円柱レンズの裏面に位置する格子を示す。しかしながら、視線が、前の実施形態で説明されたように正しい振幅によって分離される限り、格子は、光路のどこにでも配置することが可能である。
【００２９】
円柱レンズ１２２が、画素マトリックス１１８（図４）の列と平行である回折分割素子１３４の代替実施形態は、視線１２４又は１２６を４つの平行線１２９又は１３１に分割するように構成されても良く、図４に示されているように、４つの平行線１２９又は１３１の１つは、暗領域１２０を横切って延び、他の３つは、３つの隣接するサブ画素１１８を横切って延びる。視線１２４又は１２６が、４つの平行線１２９又は１３１に分割される場合に、２つの隣接する平行線１２９又は１３１間の間隔は、例えば、画素１１８のピッチの１／４に等しくても良い。
【００３０】
光学分割素子１３２の第２の実施形態は、多面プリズム（多角形）として具体化され得る屈折分割素子１４０を用いても良い。図６に示されている屈折分割素子１４０のこの実施形態は、第１の層１４４及び第２の層１４６を含んでも良く、これらの層の境界は、３面プリズム１４２のアレイを形成する。この実施形態は、平行線１２５又は１２７が３つの隣接するサブ画素１１８にわたって延びるように、第１及び第２の視線１２４又は１２６のそれぞれを３つの平行線１２５又は１２７に分割する。プリズム１４２のピッチは、円柱レンズ１２２のピッチより著しく小さくなるように構成されても良く、且つ整数で割られた一円柱レンズ１２２のピッチと等しくても良い。光学分割素子１３２の第１の実施形態と同様に、屈折分割素子１４０は、円柱レンズ１２２が画素マトリックス１１６に対して平行か又は或る角度をなす自動立体表示装置１に適合する。光が、３つを超える経路（例えば４つ）に分割される必要がある場合に、多角形は、３つを超える面を提供しても良い。分割素子は、光路のどこにでも挿入することができる。
【００３１】
自動立体表示装置１の代替実施形態において、或る局所的な部分において円柱レンズ１２２の湾曲形状を変更し、それらの部分におけるプリズム効果を生成するようにすることによって、光学分割素子１３２をレンチキュラー素子１０６に組み込むことが可能になり得る。
【００３２】
特許請求される発明の趣旨及び範囲から逸脱せずに様々な修正形態及び変形形態をなし得ることが当業者には明らかになろう。
【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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【国際調査報告】
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