JP3565391B2

JP3565391B2 - 視点補正自動立体表示装置

Info

Publication number: JP3565391B2
Application number: JP01299197A
Authority: JP
Inventors: ジョンウッドゲイトグラハム; ロバートモズリーリチャード; エズラデイビッド
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1997-01-27
Publication date: 2004-09-15
Anticipated expiration: 2017-01-27
Also published as: EP0786912A2; GB9601620D0; EP0786912A3; GB2309609A; DE69740077D1; EP0786912B1; JPH09205661A; US5991073A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動立体表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
物を見る通常の動作において、人間の２つの目は、外界の景色（ｖｉｅｗ）をそれぞれの眺め（ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓ）で知覚する。これは、目と目の間の間隔（眼間間隔）によるものである。次に、脳がこれら２つの眺めを用いて、ある光景（ｓｃｅｎｅ）の中の様々な物体の距離を見積もる。三次元（３Ｄ）画像を効果的に表示する表示装置を得るためには、この状況を再現して、いわゆる画像の「立体対」を片方ずつ観測者のそれぞれの目に供給する必要がある。
【０００３】
異なるビューをそれぞれの目に供給する方法によって、３Ｄ表示装置は、立体表示装置および自動立体表示装置の２つの型に分類される。典型的に、立体表示装置は両画像を広い視覚エリアにわたって表示する。ある公知の型の構成においては、観測者は、ヘッドマウント式表示装置（ｈｅａｄｍｏｕｎｔｅｄｄｉｓｐｌａｙｓ）のような、２つのヘッドマウント式セパレートチャネル（ｈｅａｄｍｏｕｎｔｅｄｓｅｐａｒａｔｅｃｈａｎｎｅｌｓ）を装着する。各チャネルは、画像の自動立体対のそれぞれを、関連する目に与える。他の型の立体表示装置の場合、典型的に、幅広い視覚エリアにわたって両画像が表示される。図１は、このような表示装置１、および表示装置１によって得られる幅広い出力光コーン２を示す。色（余色実体方式（ａｎａｇｌｙｐｈｓｙｓｔｅｍｓ）の場合）、偏光状態、または時間（シャッタ眼鏡方式（ｓｈｕｔｔｅｒｇｌａｓｓｅｓｓｙｓｔｅｍｓ）の場合）について、各ビューがコード化される。ビューを分離してそれぞれの目に意図されたビューのみが見えるように、観測者はフィルタ３および４のような視覚補助具を右目Ｒおよび左目Ｌの前に装着する。図１に示されるように、左右のビューは、それぞれコードＡおよびＢにコード化される。カラーフィルタ、偏光フィルタ、あるいはシャッター等のフィルタ３は、コードＡを有する光を遮断し、コードＢを有する光を透過するので、右目Ｒには右目用ビューが見える。同様に、フィルタ４は、コードＢを有する光を遮断し、コードＡを有する光を透過するので、左目には左目用ビューのみが見える。
【０００４】
自動立体表示装置の場合、観測者は視覚補助具を全く装着する必要がない。その代わり、添付の図面の図２に示されるように、２つのビューは、限られた空間領域からしか見ることができない。自動立体表示装置１は、６および７のような「視覚領域」を創り出す。視覚領域とは、表示装置１のアクティブエリア全体にわたって単一の二次元（２Ｄ）画像が一方の目に見える空間領域である。右目Ｒが右視覚領域７内にあり、かつ左目Ｌが左視覚領域６内にあるような状況に観測者があるとき、画像の自動立体対が見えて３Ｄ画像が知覚される。
【０００５】
フラットパネル自動立体表示装置の場合、典型的に、表示装置の絵素（画素）構造と視差光学系（ｐａｒａｌｌａｘｏｐｔｉｃ）と呼ばれる光学素子との協働によって視覚領域が形成される。視差光学系としては、パララックスバリア、レンティキュラースクリーン、およびホログラム等がある。パララックスバリアは、不透明領域によって隔てられた透光性を有する垂直スリットを備えたスクリーンである。図３は、前方パララックスバリア型の自動立体表示装置を示す。パララックスバリア８は、ガラス基板１０、および画素１１の縦列（以下、カラム）を備えた空間光変調器（ＳＬＭ）９の前方に配置される。隣接する画素１１のカラムの間には、ギャップ１２がある。ＳＬＭ９は、画素化されたエレクトロルミネッセンス表示装置等の発光型装置であっても良いが、図３に示されるように、ＳＬＭ９は液晶装置（ＬＣＤ）等の光バルブ型であり、バックライト１３を備えている。
【０００６】
スリット１４のピッチは、画素１１のカラムのピッチの整数倍に近くなるように選択される。これにより、画素カラム群がバリア８の各スリットに関連づけられる。図３に示されるように、スリット１４は、それぞれ３つのカラム１、２、および３に関連づけられる。
【０００７】
視差光学系（パララックスバリア）８の機能は、各画素を光が透過する方向を、所定の出力角度範囲に制限することである。１次の光については、各画素のビューの角度範囲は、画素の幅、および、画素平面と視差光学系８平面との間隔によって決まる。
【０００８】
添付の図面の図４は、ＳＬＭ９およびパララックスバリア８によって創り出される光の角度帯を示す。ここでは、パララックスバリア８のピッチは画素１１のカラムのピッチのちょうど整数倍である。表示装置表面上の異なる位置から射出された光の角度帯Ｚ１およびＺ２は互いに混ざり合う。したがって、表示装置表面の全体にわたって、単一の画像が観測者の一方の目に見えるような領域は、表示装置の前方には存在しない。
【０００９】
この問題を克服するためには、図５に示されるように、表示装置の前方の所定の平面上に、角度帯Ｚ１およびＺ２が集束するように、視差光学系８のピッチを若干小さくする。この平面を「ウィンドウ」平面１５とする。視差光学系８のピッチの変化を「視点補正」と表記する。「視点補正」より、視覚領域６および７が得られる。視覚領域６および７内では、全ての角度帯のＺ２およびＺ１がそれぞれ互いにオーバーラップする（重なり合う）。一般に、視覚領域６および７は垂直方向に延びており、横平面においては「カイト」の形状を有する。
【００１０】
ウィンドウ平面１５は、表示装置の最良視覚距離を規定する。ウィンドウ平面１５に観測者の目がある場合に、表示装置の最高性能が得られる。観測者の目のそれぞれが、ウィンドウ平面１５内で横方向に動く際、視覚領域６または７の辺に目が達するまでは知覚画像に変化はない。隣接する視覚領域に目が移動すると、表示装置全体にわたって知覚される画像が（例えば次の画像に）変わる。ウィンドウ平面１５の各視覚領域６および７部分は、一般に「視覚ウィンドウ」と呼ばれる。
【００１１】
薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴＬＣＤ）のような典型的なＳＬＭの場合、電気的な接続の経路を得るために、画素１１のカラムはギャップ１２によって隔てられている。垂直なストリップを形成するギャップ１２は、そのギャップから漏れる光を遮断するために、不透明材料によって覆われる。ＴＦＴＬＣＤの場合、この不透明層は「ブラックマスク」あるいは「ブラックマトリクス」と呼ばれる。しかし、添付の図面の図６に示されるように、画素１１のカラム間の垂直ストリップもウィンドウ平面に結像し、これにより視覚領域６および７の間に低輝度領域１６が形成される。低輝度領域１６の形成を防ぐため、つまり、視覚領域６および７が互いに接するようにするためには、視差光学系（パララックスバリア）８の各視差素子に関連する画素カラムの隣接組が水平方向において切れ目なく繋がる（つまり、画素カラムの隣接組の間に連続する垂直ブラックマスクストリップが存在しない）ように、画素１１を規定するブラックマスクの開口部を形成しなければならない。
【００１２】
各視覚領域６および７内における照明プロファイル（視覚位置による光強度のばらつき）は、画素１１を規定する開口部の形状によって決まる。視差光学系（パララックスバリア）８は円筒形の光学素子であるので、各画素カラムの垂直な開口部が集積して、各視覚領域６および７内に垂直方向に延びる照明が得られる。したがって、図７の１７に示されるように、画素の垂直な開口部の幅が変化（ｖａｒｉｅｓ）する場合、視覚ウィンドウの幅に沿って、照明の強度が変化する。これは、視覚領域７について図７に示されている。視覚領域７は、高輝度帯１８と、低輝度帯（ｄｕｌｌｚｏｎｅ）１９と、混合帯２０とに分かれている。高輝度帯１８と低輝度帯１９とを目が移動する場合には、視覚的フリッカ作用として、観測者は５％以上のオーダーの強度変化を知覚する。この作用は、知覚される表示の質を劣化させる不快なものである。したがって、このような表示装置においては、矩形の画素開口部などを用いて垂直な開口部の比を一定に保つことが望ましい。
【００１３】
観測者の目がウィンドウ平面１５に位置していない場合、視点補正上の欠陥があると、表示装置表面上の異なる場所で異なる情報が目に見える。例えば、観測者の目が表示装置に近い混合帯２０にある場合、観測者の目には表示装置の左側が表示装置の右側よりも実質的に明るく見える。観測者が視覚領域６および７の外に出てしまう程ウィンドウ平面から離れている場合には、それぞれの目に異なる画像のスライス片が表示装置表面上に見える。このため３Ｄ効果が失われる。視覚領域６および７の、表示装置に最も近い端部、および表示装置から最も遠い端部において、この状態が起こり始める。画素間の垂直ストリップによる低輝度バンドは、より輝度が低いバンドとして表示装置上に見える。
【００１４】
図３のカラム１、２、および３によって示されるように、各視差素子は主として各画素カラム群に関連付けられるが、隣りの画素カラム群もこの素子によって結像する。ビューＶ１およびＶ２を表示する２ビュー表示装置について図８に示されているように、カラム群が結像することによって、中央（即ち、０次）ローブの両側に繰り返された視覚領域からなるローブが創り出される。これらのローブは、それぞれ、中央ローブの特性を全て繰り返しているが、光学系の欠陥および収差の影響をより多く受ける。したがって、高次のローブは使用できない場合がある。
【００１５】
一般に、フルカラー表示装置を得るには、三原色（赤、緑、青）の１つに関連するフィルタに、各画素１１を光学的に整合する。三原色のカラーフィルタに関連する３つの画素からなる群を適切に制御すれば、目に見える色のほぼ全てが生成、あるいは疑似できる。自動立体表示装置を用いて、バランスのとれたカラー出力を得るためには、各立体画像チャネルが十分なカラーフィルタを含んでいなければならない。製造を簡単にするために、多くのＳＬＭは垂直なカラム状に配列されたカラーフィルタ有する。したがって、各カラムの全ての画素は、それに関連する同じカラーフィルタを有する。このようなＳＬＭに視差光学系を配置して、各視差素子に３つの画素カラムを関連付けた場合、各視覚領域に結像する光は単色となる。したがって、カラーフィルタの構成は、この状況を回避するものでなければならない（ＥＰ０７５２６１０）。
【００１６】
図３〜図７に示される自動立体表示装置は、表示装置の前方（即ち、ＳＬＭ９と、視覚領域６および７との間）に、視差光学系８としてパララックスバリアを有している。しかし、他の構成の視差光学系も実質的に同様の作用を有する。例えば、図９に示されるように、前方パララックスバリアの代わりに、円筒状に光を収束させるレンズ片（即ち、レンティキュール）のアレイを備えた前方レンティキュラースクリーンを用いても良い。レンティキュラースクリーンによって、ＳＬＭ９からの光がウィンドウ平面に焦点が合い、軸上に輪郭のはっきりした境界領域を有する視覚領域が得られる。レンティキュールは、パララックスバリアの場合のように、光の処理量を制限するのではなく、光を再指向するので、レンティキュラースクリーンの方がウィンドウ平面における照明度が高い。しかし、パララックスバリアでは問題とならないが、レンティキュラースクリーンによって生じる光収差の影響が問題となる。
【００１７】
添付の図面の図１０に示される自動立体表示装置は、バックライト１３とＳＬＭ９との間にパララックスバリア８を配置して、後方パララックスバリア表示装置を形成しており、この点において図３に示されるものとは異なる。この構成の場合、パララックスバリア８が損傷を受けにくいという利点がある。パララックスバリア８がＳＬＭ９の後ろに保持されるからである。また、パララックスバリア８の後方面を、光が反射するようにして、スリット上に入射しない光を（吸収するのではなく）再利用できるようにすれば、光効率を改善できる。切り換え可能なディフューザ２１は、ＳＬＭ９とパララックスバリア８との間に配置され、ポリマー拡散液晶（ｐｏｌｙｍｅｒ−ｄｉｓｐｅｒｓｅｄｌｉｑｕｉｄｃｒｙｓｔａｌ）などを備え得る。この表示装置は、低拡散状態に切り換えられると、これまでの記載のように自動立体３Ｄ表示装置として動作する。ディフューザ２１が高拡散状態に切り換えられると、ディフューザを通過するときに光線が偏向されて均等（あるいは「ランベルト」）分布を形成する。均等分布は、視覚帯の生成を防ぐ。したがって、表示装置は２Ｄ表示装置として機能し、ＳＬＭ９の空間解像度を全て用いた２Ｄ画像の表示が可能になる。
【００１８】
図１１は、公知の型の空間光変調器（ＳＬＭ）９を示す。このＳＬＭ９は、規則的なパターンまたはアレイをなして縦横に配列された複数の絵素（画素）を備える液晶表示装置（ＬＣＤ）である。このＬＣＤ（ＳＬＭ）９は、赤画素３２、青画素３３、および緑画素３４を備え、カラー表示を行う。ＬＣＤ９は薄膜トランジスタツイステッドネマティック型であり、画素と画素とはブラックマスク３５により隔てられている。したがって、画素の各カラムは、切れずにつながった垂直な不透明なブラックマスク３５ストリップによって、隣のカラムから隔てられている。ブラックマスク３５は、光がＬＣＤ（ＳＬＭ）９の薄膜トランジスタを通過することを防ぐ。
【００１９】
３Ｄ表示を行うために、ＬＣＤ９の画素の前方にレンティキュラースクリーン８が配置されている。レンティキュラースクリーン８は、垂直方向に延びる複数のレンティキュールを有し、各レンティキュールは、円筒状に光を収束させる。レンティキュールは垂直方向に延び、例えば平凸円柱レンズあるいはグレーデッドインデックス（ＧＲＩＮ）円柱レンズとして形成され得る。各レンティキュールは、複数の画素カラム（図１１では４つのカラム）の上方に配置され、画素の各カラムは垂直方向にスライスされた２Ｄビュー片を提供する。各画素の形状は、矩形に、各画素の右側から突出した小さな矩形の延長部を合わせた形状である。
【００２０】
図１２に示すように、画素の各カラムが垂直に細くスライスされた２Ｄ画像片を表示するように、３Ｄ表示装置を後方から適切に照明する。この場合、画像データがＬＣＤ９の画素に与えられれば、レンティキュラースクリーン８の各レンティキュールは、そのレンティキュールに関連する４つの画素カラムから、それぞれ視覚帯３７〜４０を形成する。視覚帯３７〜４０の広がる方向は、画像を撮像していた期間に、各２Ｄビューが記録された方向に対応する。観測者の目のそれぞれが隣接する視覚帯３７〜４０内にあるときに、３Ｄ画像が知覚される。
【００２１】
図１３は、ＬＣＤ９およびレンティキュラースクリーン８を備えた、ＥＰ０６２５８６１に開示される型の３Ｄ表示装置を示す。ＬＣＤ９は、水平方向の横列（以下、ロウ）および垂直方向のカラムからなるパターンに画素が配列されている点で、図１１に示すＬＣＤとは異なる。特に、各画素は、赤画素３２、青画素３３及び緑画素３４を有する複合画素であり得る。画素は、水平方向においては切れ目なく配列される。言い換えると、画素と画素とを隔てる垂直に連続したブラックマスク部は存在しない。これを達成するために、一番目のロウの各複合画素５０は、水平方向に隣接する二番目のロウの複合画素５１とは、垂直方向に間隔をあけて配置される。しかし、複合画素５０の右側の辺は、複合画素５１の左側の辺と同じ垂直な線（画素カラムが延びる方向）上にある。したがって、図１１と比較すると、ＬＣＤ９の垂直方向の解像度は事実上半減するが、スクリーン８の各レンティキュールにより結像する画素カラムの数は二倍となって８となる。
【００２２】
図１４に示すように、スクリーン８の各レンティキュールは、８本の視覚帯５２〜５９を生成する。これらの出力光ビームは、角度的には切れ目なく続いており、連続した水平方向の視差を有する８個の様々な２Ｄビューを表す。したがって、図１２に示した４１のような「黒色」領域、および４６のような「灰色」領域はなくなり、観測者は、実質的に一定の強度で、かつ画像ギャップのない３Ｄ画像を知覚することができる。さらに、各３Ｄ画像フレームに対する２Ｄビューの数は、垂直方向の解像度を半減させることにより倍増する。
【００２３】
ＥＰ０６１７５４９は、観測者の目ごとに別々のディスプレイ装置および光学系を有するヘッドマウント式立体表示装置を開示している。各ディスプレイ装置は、バックライトおよびＬＣＤを備え、各ペドカルシステム（ｐｅｄｏｃａｌｓｙｓｔｅｍ）が立体対のうちの、左眼ビューまたは右眼ビューに関するバーチャル画像を形成する。快適な視覚のために、観測者前方の同一の領域内にバーチャル画像が形成される。
【００２４】
ＥＰ０２６２９５５は、複数のローブにおいて繰り返される２つのビューを提供する型の自動立体表示装置を開示している。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１１および図１２に示した装置では、画素カラムと画素カラムとの間にあるブラックマスク３５の縦方向の部分もまた、４１〜４５で表した方向に結像する。さらに視覚帯３７〜４０は、４６〜４８のように明るさが減少した領域を含んでいる。明るさの減少は、主となる画素部から延びる矩形の突出部が結像するために生じる。このため、表示装置の出力は、均一な明るさの連続した視差を有していないという課題があった。
【００２６】
図１３に示されるＬＣＤ９は、切れ目のない視覚帯を提供できる点で、図１１に示されるＬＣＤ９の欠点を克服している。しかし、望ましくない視覚的アーチファクトが観測者に見えるのを防ぐためには、画素が水平方向において正確に切れ目なく繋がっていなければならない。特に、水平方向において画素間にアンダーラップ（隙間）またはオーバーラップ（重なり）があると、観測者の目が各視覚帯から隣接する視覚帯に移動する際に、強度のばらつきを引き起こす。したがって、このような作用を回避するためには、この型のＬＣＤは非常に厳密な公差で製造されなればならず、製造が煩雑になり、また製造コストが高くなるという課題があった。
【００２７】
さらに、以下に記載するように、図１３のＬＣＤにおいて、左右のビューの間のクロストークは、望ましくない視覚的アーチファクトを引き起こし得る。具体的には、それぞれの目に見えるクロストークの量が異なったり、観測者の動きにしたがって段階的に変化するという課題があった。
【００２８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、視覚的アーチファクトが少ない自動立体表示装置を提供することである。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
本発明の視点補正自動立体表示装置は、少なくとも１つのディスプレイ装置と、該ディスプレイ装置と協働して、ウィンドウ平面に少なくとも３つの視覚ウィンドウを、隣接する対が横方向にオーバーラップするように形成する光学系と、観測者の位置を決定する観測者トラッキングシステムと、該観測者トラッキングシステムに反応する画像コントローラとを備え、該画像コントローラは、前記ディスプレイ装置によって表示される画像を分割し、観測者の左目を含むウィンドウが左目用ビューデータを受け取り、観測者の右目を含むウィンドウが右目用ビューデータを受け取り、隣接するウィンドウがオーバーラップする領域内に観測者の目がある場合に該隣接するウィンドウの一方がブラックビューデータを受け取るように制御するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４５】
好ましくは、前記観測者トラッキングシステムが複数の観測者の位置を決定するように構成され、かつ観測者毎に少なくとも３つのウィンドウが提供される。
【００４６】
さらに好ましくは、隣接するウィンドウがオーバーラップする領域内に観測者の目があるときに、該隣接するウィンドウの一方が受け取る画像データをブラックから該観測者の目に対応した画像データに切り換え、同時に、該隣接するウィンドウの他方が受け取る画像データを該観測者の目に対応した画像データからブラックに切り換えるように前記画像コントローラが構成されている。
【００４７】
また、本発明の視点補正自動立体表示装置は、少なくとも１つのディスプレイ装置と、該ディスプレイ装置と協働して、ウィンドウ平面に少なくとも３つの視覚ウィンドウを、隣接する対が横方向にオーバーラップするように形成する光学系と、観測者の位置を決定する観測者トラッキングシステムと、該観測者トラッキングシステムに反応する画像コントローラとを備え、該画像コントローラは、前記ディスプレイ装置の表示面上の領域内にある画像を、前記各ウィンドウに供給されるように分割し、観測者の左目が左目用画像情報のみを知覚し、観測者の右目が右目用画像情報のみを知覚し、観測者の目が前記ウィンドウの２つで光を受け取るような領域においては該２つのウィンドウの一方がブラックに切り換えられるように制御するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００４８】
好ましくは、前記ディスプレイ装置と前記光学系とが協働して、ｅを平均眼間間隔、Ｎをローブ毎のウィンドウの数として、横方向ピッチが（２×ｅ/Ｎ）にほぼ等しいウィンドウを形成する。
【００４９】
また、絵素は、矩形あるいは平行四辺形などの形状であって良い。このような構成によれば、視覚ウィンドウ上の照明強度のばらつきを回避できる。
【００５０】
空間光変調器は、エレクトロルミネッセンス表示装置等の発光型装置として、あるいは液晶装置等の光透過型装置として、例えばバックライト等の照明源と関連付けて具現化されても良い。
【００５１】
視差装置としては、パララックスバリア、レンティキュラースクリーン、およびホログラム等がある。
【００５２】
また、絵素は、矩形あるいは平行四辺形などの形状であって良い。このような構成によれば、視覚ウィンドウ上の照明強度のばらつきを回避できる。
【００５３】
空間光変調器は、エレクトロルミネッセンス表示装置等の発光型装置として、あるいは液晶装置等の光透過型装置として、例えばバックライト等の照明源と関連付けて具現化されても良い。
【００５４】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、全く可動部を必要とせず、観測者を横方向に、または横方向と装置からの距離方向とにトラッキングする表示装置を提供できる。レンティキュラースクリーン、あるいは前方または後方パララックスバリアをこの表示装置に用いても良い。ローブ毎に３つの視覚ウィンドウを用いて、この表示装置の３Ｄモードにおける解像度の損失を最小限に抑えることができる。あるいは、３つまたはそれ以上のウィンドウを用いて、表示性能の特定の局面を向上させることができる。観測者毎に少なくとも３つのウィンドウを設けることにより、必要に応じて、数人の観測者を別々にトラッキングすることが可能である。画素化された装置において、画素の境界線では、望ましくない視覚的アーチファクトが生じないので、製作公差に余裕ができる。また、公知の表示装置と比べて、表示装置のクロストークパフォーマンスが向上する。例えば、それぞれの目に見えるクロストークの量はほぼ同じであり、観測者の動きにしたがって段階的に変化することもない。
【００５５】
液晶装置を用いる場合、この装置は、現存の技術を利用して比較的小さな改変を行うだけで製造できる。例えば、公知の型のＬＣＤのブラックマスクを改変するだけで、適切な装置が得られる。
【００５６】
添付の図面を参照しながら実施形態を示して、本発明をさらに説明する。なお、図面中、同一部材には同一の参照番号が付けられている。
【００５７】
図１５は、ＬＣＤ９の一部を示す。ＬＣＤ９は、水平方向において画素５０がオーバーラップする点で、図１３に示されるＬＣＤとは異なる。画素５０は、辺がロウ方向とカラム方向とにそろえられた矩形である。各画素の幅ｗは水平方向（即ちロウ方向）における画素のピッチｐよりも大きく、これにより、隣接する画素対のそれぞれの間に、ｍで表されるオーバーラップが得られる。
【００５８】
視差装置８は、レンティキュラースクリーンとして図示されているが、パララックスバリア等の他のいかなる適切な装置でも良い。視差装置８のピッチＰは、画素のピッチｐの整数倍にほぼ等しい。しかし、これまでの記載のように、視点補正表示装置（ｖｉｅｗｐｏｉｎｔｃｏｒｒｅｃｔｅｄｄｉｓｐｌａｙｓ）の場合は、レンティキュラースクリーン８のピッチＰを画素５０のピッチｐの整数倍よりも若干小さくする。
【００５９】
後方照明を備えた図１３および図１５に示される３Ｄ表示装置は、リバーショナリー（ｒｅｖｅｒｓｉｏｎａｒｙ）２Ｄモードに使用できる。２Ｄモードにおいて、このような表示装置に図１５のＬＣＤを使用した場合、図１３のＬＣＤを使用した表示装置よりも明るくなる。しかし、画素の垂直方向の範囲および垂直なブラックマスクの幅が同じである場合は、自動立体モードの明るさは同じである。
【００６０】
図１５に示される型の表示装置は、投射型ディスプレイシステムに使用できる。例えば、表示装置の出力はパララックスバリアあるいはレンティキュラースクリーンの後方に投射され得る。あるいは、オートコリメーションリフレクタまたはレトロリフレクタなどの方向維持スクリーン上に、数個のプロジェクターを結像する場合、プロジェクターレンズの開口部をオーバーラップさせることによって、オーバーラップを有するウィンドウが得られる。
【００６１】
図１５の表示装置は、カラー表示装置であり得る。例えば、ＥＰ０６２５８６１あるいはＥＰ０７５２６１０に開示されている型のカラーフィルタ配置が、図１５のＬＣＤに使用できる。
【００６２】
図１６は、スクリーン８のレンティキュールの１つを通して画素５０を結像することにより生成される視覚帯を示す。ＬＣＤ９がバックライト等によって適切に照明されると、レンティキュールによって、図示されるように９個の視覚帯５３〜６１からなる扇形の組が生じる。５３および５４等の隣接する視覚帯対には、隣接する画素のオーバーラップ領域ｍに対応する角度のオーバーラップがある。図１５および図１６に示されるＬＣＤは、図示されるように、３つのローブのそれぞれに３つの視覚帯を生成する。レンティキュールのすぐ下に配置される画素５０は、０次ローブに視覚帯５６〜５８を生成する。これと同じレンティキュールを介して、隣接するレンティキュールの下にある３つの画素は＋１次ローブに視覚帯５３〜５５を生成し、また反対側に隣接するレンティキュールの下にある３つの画素５０は−１次ローブに視覚帯５９〜６１を生成する。
【００６３】
図１７は、図１３に示される型のＬＣＤによって生じ得る視覚的アーチファクトを示す。製作公差により、隣接する画素５０が、水平方向において厳密に切れ目なく繋がっていない場合がある。図１７は、このような公差によって生じるアンダーラップ（即ち、隣接する画素間のギャップ）が存在する場合を示す。観測者の目６２からの光線路によって示されるように、レンティキュラースクリーン８には、軸上解像スポットサイズ（ａｎｏｎ−ａｘｉｓｒｅｓｏｌｖｅｄｓｐｏｔｓｉｚｅ）が存在する。この軸上解像スポットサイズは、実際には数マイクロメータである。結果的に１マイクロメータオーダーの誤差を画素の繋がりに及ぼす製作公差が存在すると、ＬＣＤ画素平面における目の像（「アイスポット」）が隣接する画素間の境界を横切る際に、この製作公差がレンティキュールからの光の強度の変化として現れる。これは、アンダーラップの場合について図１７に示されており、目の位置に対応する光強度の強度プロファイルが６３で示されている。目６２が隣接する画素間の境界を横切る際に強度が減少する。一方、画素間にオーバーラップがある場合には強度が増大する。製作公差を改善することによってこのような強度のばらつきを低減することができるが、その場合、製造コストが高くなり、また製造がより困難になる。
【００６４】
図１８に示されるように、レンティキュラースクリーン８によって、アイスポットが明確な幅（ｆｉｎｉｔｅｗｉｄｔｈ）を有するバー６４として結像する。光強度は、バー６４と画素５０とのオーバーラップ面積に比例する。図１８に示されるようにアンダーラップが存在するため、隣接する画素間の境界をバー６４が横切る際にオーバーラップ面積が変化する。
【００６５】
隣接する画素５０間にオーバーラップ領域ｍを設け、さらに観測者の目が隣接する視覚帯のオーバーラップ領域内にあるときに、隣接する画素間の切り換えを行うことで、図１５のＬＣＤ９はこの問題を克服している。隣接する画素の強度パフォーマンスが同じである場合、オーバーラップ領域ｍが確実にアイスポットよりも幅広くなるようにし、かつアイスポットがオーバーラップ領域内に完全に入っているときに画素間の切り換えが確実に起こるようにすれば、強度の変化、またはばらつきによる視覚的アーチファクトを実質的に排除、あるいは見えなくすることができる。隣接する画素間の強度の不整合による小さな強度変化であれば、隣接する画素間のクロスフェーディング（ｃｒｏｓｓｆａｄｉｎｇ）によって実質的に見えなくできるので、視覚的アーチファクトは低減または実質的に排除される。さらに、これに伴って製作公差要件が実質的に緩和される。なぜなら、隣接する画素間に設けられるオーバーラップ領域ｍの幅が十分であるかを確かめる必要はほとんどないからである。
【００６６】
液晶表示装置のブラックマスクの製造において、非常に鋭い角を孔内に得るのは困難である。したがって、実質的に矩形である画素の角には、それに付随して、ある半径の曲線が存在する。これにより、垂直孔が失われてウィンドウの辺で若干の輝度の低下が起こる。図１５の表示装置の場合、通常のトラッキング動作中に視覚者（ｖｉｅｗｅｒ）がウィンドウの辺を越えなければ、この輝度の低下によって起こり得る視覚的アーチファクトは全て回避できる。
【００６７】
図１９は、図１３に示されるレンティキュラー表示装置を備えた、ＥＰ０７２６４８２に開示される型の自動立体表示装置を示す。画像データがディスプレイ装置に与えられると、それぞれ異なるビューに対応する多数の視覚帯が生成される。同一ビューに対応する視覚帯は所定の位置に収束し、これにより、視点補正帯を形成する。視点補正帯において、観測者は自動立体効果を観測できる。各視点補正帯の中の最も幅広い部分が「ウィンドウ」を規定する。「ウィンドウ」はディスプレイ装置から所定の距離に現れる。
【００６８】
ウィンドウは互いに切れ目なく繋がり、横方向に延びる視覚領域を規定する。各ウィンドウに表示される画像が観測者の位置に応じて更新されれば、この視覚領域において自動立体効果が観測される。１、２、および３と表記された３つのウィンドウは、−１、０、および＋１と表記された３つのローブに結像する。図示された「３ウィンドウ」表示装置の場合、各ウィンドウの横方向の範囲は、観測者群の眼間間隔の平均の３分の２である。各ウィンドウが左ビューデータもしくは右ビューデータのどちらかを表示するように表示装置を構成する。１つのウィンドウ内で左右のビューが混ざることはない。
【００６９】
観測者が図１９のＡの位置にいるとき、観測者の右目Ｒは０次ローブの第１ウィンドウ１内にあり、観測者の左目Ｌは０次ローブの第２ウィンドウ２および第３ウィンドウ３の境界線上にある。Ａ〜Ｇの位置は観測者の横方向の位置を示すが、観測者の距離方向の位置は、常に、正規（ｎｏｍｉｎａｌ）視覚距離にある。第１ウィンドウ１を（第１表示装置を介して）制御して右ビューデータを表示し、第２および第３ウィンドウを（第２および第３表示装置を介して）制御して左ビューデータを表示して自動立体ビューを得る。観測者がＡの位置からＢの位置に移動すると、観測者の右目は０次ローブの第１および第２ウィンドウの境界へと移動する。同様に、観測者の左目も移動して０次ローブの第２および第３ウィンドウの境界から離れる。この結果、第２ウィンドウ２は観測されなくなるので、観測者がＢの位置に到達することを予測して、第２ウィンドウ２に表示される画像データを左ビューデータから右ビューデータへと更新することができる。観測者がＢの位置に来ると、観測者の右目の位置は０次ローブの第１ウィンドウ１と第２ウィンドウ２との境界線上となる。第１および第２ウィンドウは、共に右ビューデータを表示している。一方、観測者の左目の位置は、左ビューデータを表示している第３ウィンドウ３の中央に位置する。
【００７０】
観測者がＢの位置からＣの位置に移動すると、観測者の左目が＋１次ローブの第１ウィンドウ１を観測できる位置に来るのを予測して、＋１次ローブの第１ウィンドウ１を更新して左ビューデータを表示する。
【００７１】
図２０は、図１５に示したＬＣＤおよびレンティキュラースクリーンを備えた自動立体表示装置を概略的に示す。図において、表示装置１５は３つの視覚ウィンドウ（１〜３と表記）を２ローブ分繰り返して生成している。観測者の横方向の様々な位置がＡ〜Ｇで示されている。Ａ〜Ｇは、ウィンドウ平面における横方向位置を表す。表は、観測者の各位置において３つのウィンドウに表示される画像データを示す。観測者トラッキングシステムは観測者の位置を決定して、３つの画像表示装置に供給される画像データを制御する。図１５に示したレンティキュラー表示装置の構成においては、画素がどの画像表示装置を構成するのかを示すために画素を１〜３と表記している。この型の表示装置の場合、画素カラムによって形成され交互配置された画像ストリップ（ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｄｉｍａｇｅｓｔｒｉｐｓ）として、画像が空間的に多重化される。スクリーン８の各レンティキュールの下に位置する画素カラムは３つである。
【００７２】
観測者がＡの位置にいるとき、左目の位置はウィンドウ３内であるので、第３画像表示装置をなす画素によって左ビューデータが表示される。右目はウィンドウ１とウィンドウ２とのオーバーラップ領域内にある。観測者が左に移動すると、ウィンドウ１に表示されていた右目用ビューデータがウィンドウ２に切り換えられ、ウィンドウ１に画像を供給している画素がブラックに切り換えられる。したがって、Ｂの位置において、右および左ビューデータは、それぞれウィンドウ２および３に表示される。
【００７３】
観測者がＣの位置を通るとき、右目はウィンドウ２内に留まる。したがって、ウィンドウ２は右画像ビューデータを表示し続ける。しかし、左目はウィンドウ３と、隣接ローブのウィンドウ１とのオーバーラップ領域に移動する。したがって、ウィンドウ１を形成する画素に左画像ビューデータが供給され、ウィンドウ３を形成する画素はブラックに切り換えられて画像を表示しなくなる。したがって、これまでに記載したように、図１３に示される切れ目のない型の表示装置と比較して、観測者が移動する際に強度のばらつきによって引き起こされる視覚的アーチファクトは実質的に軽減あるいは排除される。
【００７４】
図１３に示される表示装置の横方向トラッキング動作はＥＰ０７２６４８２に記載されている。この動作は、図２０を参照して説明した動作とは異なり、どのタイミングにおいても、隣接する２つのウィンドウが自動立体対の一方のビューを表示し、３つ目のウィンドウが自動立体対の他方のビューを表示している。この動作によるクロストークパフォーマンスが図２１に示されている。図２１の上側の図は、ウィンドウ１およびウィンドウ２が左画像データを表示している場合の、位置対強度の関係を示す。中間の図は、右画像データを表示しているウィンドウ３を示す。図２１の下側の図に示されるように、ウィンドウからの光は隣接する両側のウィンドウに漏れる。しかし、２つのウィンドウが左ビューを表示し、１つのウィンドウが右ビューを表示しているため、ウィンドウ３からウィンドウ１および２に漏れる光の量に比べてウィンドウ１および２からウィンドウ３に漏れる光の量は大きい。したがって、右ビューは左ビューよりも大きなクロストークを含む。
【００７５】
観測者が移動するとこの状況が反対になり、左ビューに起こるクロストークの方が大きくなる。この結果、観測者が移動する際に多少の画像フリッカアーチファクトが見える。
【００７６】
図２２および図２３は、図２０に示される表示装置における左右ビュー間のクロストークの作用を示す。図２２は画像データが切り換えられる直前のクロストークを示し、図２３はその直後のクロストークを示す。この表示装置の場合、どのタイミングにおいても照明されるウィンドウはビュー毎に１つのみであるため、左右両ビューでのクロストークの量は実質的に等しい。したがって、クロストークのばらつきによる画像フリッカアーチファクトは実質的に排除される。
【００７７】
隣接するウィンドウの最良のオーバーラップ、つまり隣接する画素の最良のオーバーラップは、表示装置のクロストークパフォーマンスと収差パフォーマンスとの妥協点である。図２４は、レンティキュラースクリーンあるいはパララックスバリアによって垂直なバーとして得られるアイスポットを示す。アイスポットＬ１およびＲ１は、観測者が第１の位置にいる場合のアイスポットの位置を示し、アイスポットＬ２およびＲ２は第２の別の位置にいる観測者に対応する。図示されるように、アイスポットの幅は隣接する画素間のオーバーラップ領域の幅よりも大きい。この場合、図２４の一部分であるグラフに概略的に示されるように、オーバーラップ領域上を目が通過する際に観測者には強度変化が見える。また、観測者が表示装置の軸から離れるにつれてアイスポットは大きくなる。したがって、観測者が中央位置から離れるにつれてこのフリッカアーチファクトが増大するため、表示装置に対する許容可能な視覚自由度が制限される。一方、「アクティブ」ウィンドウ間の間隔はさらに広がるため、ビューとビューとの間でのクロストークは軽減される。
【００７８】
図２５は、隣接する画素５０間のオーバーラップが比較的大きい場合を示す。各アイスポットの幅が隣接する画素間のオーバーラップ領域の幅よりも実質的に小さいため、強度の変動は実質的に軽減あるいは排除される。しかし、左右の画像ビューデータを表示しているアクティブウィンドウ間の距離は大幅に縮まる。したがって、アクティブウィンドウ間の光漏れが実質的に増加するため、クロストークが増大する。アイスポットの幅が隣り合う画素間のギャップよりも小さい場合、目に見えるクロストークは最小となる。表示装置の軸から離れた位置における収差の作用等によりアイスポットが大きくなると、目に見えるクロストークの量は増加する。これにより、観測者が移動する際に強度の変動を引き起こし、その結果、別のフリッカ型アーチファクトを生じる可能性がある。したがって、隣接画素間のオーバーラップ領域の幅の選択は、強度の変動とクロストークの変動との許容可能な妥協点を得るように行われる。
【００７９】
レンティキュラースクリーン８の各レンティキュールの下に画素５０のカラムを４つ有する、図１５に示される型の表示装置を提供することにより、ローブ毎に４つの視覚ウィンドウを生成する表示装置が得られる。このような構成は上述した誤差のメカニズムの影響をずっと受けにくい（ｉｍｍｕｎｅｔｏｔｈｅｅｒｒｏｒｍｅｃｈａｎｉｓｍ）。なぜなら、どの位置においても、両アイスポットが同じビューの画素を上にある必要がないからである。これを達成するには、ビューデータの切り換えが左右の画像ビューデータについてほぼ同時に起こるような位置に視覚ウィンドウを配列する。図２４に示される強度のばらつきを防ぐために、隣接する画素間のオーバーラップ領域を大きくしても良いが、観測者が表示装置に対して横方向に移動する際にクロストークパフォーマンスのばらつきを生じないように、控えのウィンドウは常にブラックに切り換えられる。
【００８０】
図２６は、画像表示装置により表示されるビューを制御するビデオ多重システムを概略的に示す。３つあるいはそれ以上のウィンドウが生成されるが、必要なのは左目用および右目用ビュー情報のみである。第１、第２、および第３のビデオスイッチ１０２、１０４、および１０６の左目用ビュー入力に、バッファ１００を介して左目用ビュー情報が与えられる。第１、第２、および第３のビデオスイッチの右目用ビュー入力に、バッファ１０８を介して右目用ビュー情報が与えられる。第１、第２、および第３のビデオスイッチのブラック入力に、バッファ１０９を介してブラックビュー情報が与えられる。ウィンドウの１つに表示を行うために３つの画像表示装置の１つに与えられるビデオビューの選択を各ビデオスイッチは受け持っている。各ビデオスイッチがそれぞれのディスプレイ装置を制御しても良く、あるいは、各ビデオスイッチが単一の表示装置を多重方式で駆動する構成としても良い。
【００８１】
各ビデオスイッチはコントローラ１１０から制御入力を受け取る。コントローラ１１０は左ビューデータ、右ビューデータ、もしくはブラックビューデータのいずれを表示するかを選択する。コントローラ１１０は、観測者の位置を決定するトラッキングシステム１１２に反応する。コントローラ１１０は、観測者の位置およびディスプレイパラメータの情報を得て、それに基づいて適切なビューを選択し、ビデオスイッチに命令を与えて左ビューまたは右ビューの該当するものを表示させるか、もしくはブラックとする。あるいは、コントローラ１１０はマニュアル制御１１１に反応しても良い。マニュアル制御１１１は観測者によってマニュアル制御されてマニュアル観測者トラッキングを行う。
【００８２】
図２７は、図１５に示されるＬＣＤ９およびレンティキュラースクリーン８を用いて横方向および距離方向の観測者トラッキングを行う自動立体表示装置を概略的に示す。表示装置から観測者への光線路が示されている。観測者は、所定の位置よりも表示装置寄りの位置（即ち、表示装置とウィンドウの間）にいる。ウィンドウの境界から観測者の目のそれぞれを通って表示装置に向かってこの光線路をたどることにより、観測者が見る画像を算出できる。右目には、ウィンドウ３の画像が表示装置の領域２００内に、ウィンドウ２および３の画像が表示装置の領域２０１内に、ウィンドウ２の画像が領域２０２内に、そしてウィンドウ１および２の画像が領域２０３内に見える。左目には、ウィンドウ１および２の画像が領域２０４内に、ウィンドウ１の画像が領域２０５内に、そしてウィンドウ１および２の画像が表示装置の領域２０６内に見える。
【００８３】
図２８は、自動立体画像の視覚を維持するようにウィンドウの画像内容を選択する可能な選択例を示す。表示装置の領域２０７および２０８のウィンドウ３および２に右目用情報を表示する。表示装置の、領域２０９のウィンドウ１、領域２１０のウィンドウ２、および領域２１１のウィンドウ３に左目用情報を表示する。このように、左目には左目用情報のみが、右目には右目用情報のみが見えるように、ウィンドウ１〜ウィンドウ３を形成する画素によって表示される情報がスライスされる。このような画像のスライス法は、ＥＰ０７２１１３１に開示される。
【００８４】
観測者が表示装置からより離れており、表示装置と観測者の間に視覚ウィンドウが位置する場合は、類似のディスプレイ分析（ａｎａｌｙｓｉｓ）およびディスプレイ制御を利用して、自動立体的な視覚を確実にすることができる。観測者が３Ｄ画像を知覚できる視覚領域を横方向および距離方向に拡大することができる。
【００８５】
ローブ毎のウィンドウが３つの場合、観測者の平均眼間間隔が最良視覚距離でのウィンドウピッチの１．５倍にほぼ等しくなるように表示装置を構成する。（実際には、ローブ毎のウィンドウの数がＮ個の場合の一般式はＷｐ＝２ｅ／Ｎである。Ｗｐはウィンドウのピッチ、ｅはユーザ群の平均眼間間隔である。）これは、画素平面でのアイスポットの間隔に対応する。画素平面でのアイスポットの間隔は、画素ピッチｐの１．５倍にほぼ等しい。アイスポットの間隔は、観測者が表示装置に近づけば広くなり、観測者が表示装置から離れれば狭くなる。自動立体的な視覚を可能にするアイスポットの最大間隔は２ｐ、最小間隔はｐである。レンティキュラー型表示装置の最大および最小視覚距離は以下のように算出できる。
【００８６】
３つのウィンドウを有する表示装置において、標準的にフォーカスが調整された（ｎｏｍｉｎａｌｌｙｆｏｃｕｓｅｄ）レンティキュラースクリーンであり、その厚さがｔ、屈折率がｎ、また観測者の眼間間隔がｅである場合、ウィンドウ位置に対応する正規視覚距離Ｚ_ｎｏｍは以下のように表される。
【００８７】
Ｚ_ｎｏｍ＝ｅｔ／（１．５ｎｐ）
最大および最小視覚距離は以下のように表される。
【００８８】
Ｚ_ｍｉｎ＝ｅｔ／（２ｎｐ）
Ｚ_ｍａｘ＝ｅｔ／（ｎｐ）
Ｎ個のウィンドウを有する表示装置の場合、正規、最大、および最小視覚距離は以下のように表される。
【００８９】
Ｚ_ｎｏｍ＝（２^＊ｅ^＊ｔ）／（ｎ^＊Ｎ^＊ｐ）
Ｚ_ｎｉｍ＝Ｚ_ｎｏｍ（１−（Ｎ−２）／（２（Ｎ−１））
Ｚ_ｍａｘ＝Ｚ_ｎｏｍ（１＋（Ｎ−２）／２）
このように、視覚ウィンドウの数を増やせば、距離方向の視覚自由度が向上する。より多くのウィンドウを用れば、実際の表示装置において横方向の視覚自由度も向上する。なぜなら、アイスポット切り換え点は画素の境界からより離れた位置にあり、収差が画質に及ぼす作用は切り換え点においては小さいからである。
【００９０】
図２９は、スライスされたビデオ画像片を生成するビデオ多重システムを概略的に示す。３つあるいはそれ以上のウィンドウが設けられるが、必要なのは左目用および右目用ビュー情報のみである。第１、第２、および第３のビデオスイッチ３０２、３０４、および３０６の左目用ビュー入力に、バッファ３００を介して左目用ビュー情報が与えられる。第１、第２、および第３のビデオスイッチの右目用ビュー入力に、バッファ３０８を介して右目用ビュー情報が与えられる。第１、第２、および第３のビデオスイッチのブラック入力に、バッファ３０９を介してブラックビュー情報が与えられる。ウィンドウの１つにビューを生成するために画像表示装置の１つに与えられるビデオビューの生成を各ビデオスイッチは受け持っている。各ビデオスイッチがそれぞれのディスプレイ装置を制御しても良く、あるいは、図２７に示されるように、各ビデオスイッチが単一の表示装置を多重方式で駆動する構成（ａｒｒａｎｇｅ）としても良い。
【００９１】
各ビデオスイッチはコントローラ３１０から２つの制御入力を受け取る。コントローラ３１０は、左ビューデータ、右ビューデータ、もしくはブラックビューデータのいずれをビデオ出力のある部分に表示するかを選択する。コントローラ３１０は、観測者の位置を決定するトラッキングシステム３１２に反応する。コントローラ３１０は、観測者の位置およびディスプレイパラメータの情報を得て、それに基づいて適切なビューを選択し、ビデオスイッチに命令を与えて左ビュー、右ビュー、あるいはブラックの中の該当部分を表示させる。例えば、図２９に示されるビュー表示装置は、図２８に示されるような動作に必要な画像データに対応する。
【００９２】
２人以上の観測者をトラッキングして、拡大された視覚範囲内で、各観測者に３Ｄ画像を提供するように表示装置を構成することが可能である。例えば、図３０に概略的に示される表示装置は２人の観測者をトラッキングできる。このＬＣＤは、オーバーラップする画素カラムとして配列された７組の画素をレンティキュラースクリーンの各レンティキュール下に備える。したがって、この表示装置によって、オーバーラップを有する７つのウィンドウが得られる。この７つのウィンドウは、隣接するローブにおいて繰り返され得る。この表示装置は、２人の観測者を同時にトラッキングして３Ｄ画像を知覚させることができる。
【００９３】
図３１に示される表示装置は、小型イルミネータ１３を用いたビーム結合器型であり、これまでに記載した実施形態とは異なる。小型イルミネータ１３は、それぞれレンティキュラースクリーンを備える。レンティキュラースクリーンの後方にはパララックスバリアが配置される。パララックスバリアは複数のスリットを備える。このスリットは、それぞれレンティキュラースクリーンのレンティキュールの１つと位置合わせされている。均等拡散バックライトがパララックスバリアの後方に配置される。
【００９４】
レンティキュラースクリーンの各レンティキュールは、そのレンティキュールに位置合わせされたパララックスバリアのスリットを０次ローブのウィンドウに結像する。また、同スリットは、隣接レンティキュールによって視覚ウィンドウの中の−１次および＋１次ローブの同一ウィンドウに結像する。このように、図３１に示される表示装置は、これまでの記載と同様の動作で観測者トラッキングを行う。
【００９５】
図３２にその一部が示されている表示装置は、レンティキュラースクリーンの代わりにパララックスバリア８を用いており、図１６に示したものとは異なる。バリア８は複数のスリットを備える。これらのスリットは、図３２に示されるようにＬＣＤ９の画素と位置合わせされている。均等拡散バックライト（Ｌａｍｂｅｒｔｉａｎｂａｃｋｌｉｇｈｔ）１３がＬＣＤの後方に設けられる。ＬＣＤの画素はオーバーラップを有する。明瞭さのために、画素を異なる平面上に図示しているが、通常は単一平面に配置される。
【００９６】
図３２に示されるように、各スリットは、関連する画素から０次ローブの第１、第２、および第３ウィンドウに、光コーンに沿って光を指向する。さらに、これらのスリットによって、各ローブのウィンドウが互いにオーバーラップし、かつローブが互いにオーバーラップするように、＋１次および−１次ローブのウィンドウが形成される。
【００９７】
「前方」パララックスバリア８を有する図３２に示される型の表示装置が生成する画像は、ある照明レベルにおいては、レンティキュラースクリーンを用いた表示装置よりも暗い。しかし、パララックスバリアは、レンティキュラースクリーンのように光収差の影響を受けない。前方パララックスバリア表示装置の場合、観測者平面において生成されるウィンドウの質（特に各ウィンドウの境界幅）はスリット幅によって制御される。スリットの幅を小さくすると、各ウィンドウ辺の幾何学的な広がりは低減される。しかし、各スリットの幅を小さくすると、スリットでの回析量が大きくなる。したがって、回析作用と幾何学的な劣化作用（ｇｅｏｍｅｔｒｉｃｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｓ）との妥協点としてスリット幅を選択する必要がある。
【００９８】
図３３にその一部が示されている表示装置は、前方パララックスバリア８の代わりに後方パララックスバリア８を用いており、図３２に示したものとは異なる。後方パララックスバリア８は、ＬＣＤ９とバックライト１３との間に配置される。切り換え可能なディフューザ２１がバリア８と表示装置９と間に設けられる。バリア８の、バックライト１３に面する側の表面は光を反射するように作られている。これにより、バリア８のスリットを通過しない光が反射してバックライト１３に戻り、再利用される。したがって、表示画像の明るさが向上する。
【００９９】
後方パララックスバリア８を使用した場合、各ウィンドウ辺の幾何学的な広がりはパララックスバリアのスリット幅によって制御され、一方、ウィンドウ辺の回析の広がり（ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｓｐｒｅａｄｉｎｇ）はＳＬＭ９の画素の幅によって制御される。したがって、前方パララックスバリアを用いた図３２に示される表示装置と比較して、ウィンドウの結像の質を向上することができる。回析の作用は、英国特許出願第９６２５４９７．４号に開示されている。
【０１００】
切り換え可能なディフューザ２１を切り換えてバリア８のスリットからの光を拡散することにより、この表示装置を２Ｄ動作に用いることが可能である。その場合、ＬＣＤ９を均等拡散光源（Ｌａｍｂｅｒｔｉａｎｓｏｕｒｃｅ）によって照明すれば、広い視覚範囲にわたって２Ｄ画像を見ることができる。
【０１０１】
不透明マスク内に透明スリットアレイを設けて、後方パララックスバリア８を作成しても良い。あるいは、限定された（ｄｅｆｉｎｅｄ）大きさの光源をレンティキュラースクリーンを介してディフューザ上に結像することでバリアを形成しても良い。
【０１０２】
図３４は、オーバーラップを有する３つあるいはそれ以上のウィンドウをホログラム１３１によって生成する別の技術を概略的に示す。ホログラム１３１は複数のホログラフィック素子１３２を備えている。複数のホログラフィック素子１３２は、表示装置の空間光変調器の画素にそれぞれ関連し、かつ画素の適切な（ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅ）カラーフィルタのために調整されている。このようなホログラフィック素子１３２は、レンティキュラースクリーンまたはパララックスバリアと動作において等価であり、平行白色光再生ビーム１３３等によって適切に照明されると、各ホログラフィック素子１３２は輪郭のはっきりした（ｄｅｆｉｎｅｄ）関連する色のウィンドウを生成する。図３４に示すような数個のローブを規定するように、各ホログラフィック素子は記録され得る。ホログラフィック素子１３２はグループ単位に配列され、これにより、各画素グループからの光が図３５に示される３つあるいはそれ以上のウィンドウグループの１つに結像する。ホログラム１３１によって属性および方向性（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ）が切り換わる画素によって光強度が制御される。ホログラムを使用する利点の１つは、軸から離れた位置における表示装置の性能（ｂｅｈａｖｉｏｕｒ）が大幅に改善されることである。なぜなら、軸から離れた位置における収差は、ホログラムを記録する際にほぼ打ち消されるからである。
【０１０３】
図３６に示されるように、液晶層１３６およびカラーフィルタ１３７と共に、ＳＬＭ９の内部にホログラム１３１が配置されても良い。したがって、画素孔内にブラックマスクパターンを制御する等の方法で、ホログラムは、実質的に、ＳＬＭ９を形成する液晶装置の平面上に配置される。各画素のホログラムを調整して、その画素のカラーフィルタに関連する特定色の光を適切なウィンドウに指向することが可能である。これは、図３６に省略形で示されている。「Ｗ」はウィンドウ、「Ｒ」、「Ｇ」、「Ｂ」はそれぞれ、赤色、緑色、および青色の光を意味する。したがって、表示装置の白色光パフォーマンスが向上し得る。例えば、表示装置用の光源は、３つの幅狭のスペクトルピークを含み得る。カラーフィルタおよび画素と組み合わせたときにホログラフィック素子からの光のスペクトルの広がりが比較的小さくなるように、蛍光管に使用される蛍光体を適切に選択することによって、スペクトルピークが得られる。
【０１０４】
図３７は、ホログラム１３１がＳＬＭ９の外側表面上に配置される別の構成を示す。この構成において平行照明を用いれば、光重合体または二色性ゼラチン内に形成されたホログラム、あるいはエッチングされた表面レリーフ（ｅｔｃｈｅｄｓｕｒｆａｃｅｒｅｌｉｅｆ）または浮き彫り状（ｅｍｂｏｓｓｅｄ）ホログラムの形態のホログラムを利用することが可能である。あるいは、ＳＬＭ９の各画素内の電極構成を制御することによって、ＳＬＭ内に回析格子を創り出すことが可能である。
【０１０５】
ホログラム１３１はコンピュータによって生成でき、また照明されたウィンドウからの光を参照ビームを用いて干渉することによって記録することも可能である。例えば、マスクと赤色参照ビームとを用いて、各ローブの第１ウィンドウの位置で赤色フィルタを通して記録板を暴露することが可能である。次に、緑色光および青色光についてこの工程を繰り返す。その後、各ウィンドウおよび各対応ホログラフィック素子についてこの工程を繰り返す。
【０１０６】
図３８は、ホログラム１３１の照明に使用できる平行白色小型バックライトを示す。このバックライトは、レンズアレイ５４の素子間に配列されるバリア５７を有する。レンズアレイ５４は、平行光が得られるように配列される。バリア５０の後方表面は、光を反射するように作られている。これにより、使用されなかった光をバックライトイルミネータ１３に戻し、再利用する。
【０１０７】
図３９に示される平行バックライトは、レンズアレイ５４およびバリア５７の代わりに充填密度（ｐａｃｋｉｎｇｄｅｎｓｉｔｙ）の大きな小ガラス球１４０を用いており、図３８に示されるものとは異なる。また別の実施形態では、隅照明ホログラム（ｅｄｇｅｌｉｔｈｏｌｏｇｒａｍ）によって平行光を得ることも可能である。
【０１０８】
このようにして、全く可動部のない観測者トラッキング自動立体表示装置が得られる。このような表示装置は、可動部を用いた表示装置よりも強靭かつ反応も速い。また、このような表示装置は、観測者のトラッキングの際の誤差に対する許容度が比較的大きい（ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ）。
【０１０９】
非機械的／電子的、横方向／距離方向トラッキング法の機能と、機械的トラッキング法（パララックスバリアまたはレンティキュラースクリーン等のパララックス素子をＳＬＭに対して直動する、あるいは少なくともパララックス素子およびＳＬＭをフラットパネル型表示装置内に備えた積層体（ｓａｎｄｗｉｃｈ）を回転させる等）の機能とを組み合わせることが可能である。したがって、非機械的トラッキング法によって得られるスピードおよび拡大された視覚自由度に加えて、機械的トラッキング法によって良好な収差パフォーマンスが得られる（パララックスバリアを通したＳＬＭ平面における観測者の目の像は、ＳＬＭ画素の中央あるいは中央付近に維持される）。このようにして、観測者が別の位置に移動する際に、比較的速度の遅い機械的なシステムによって、パララックスバリアまたはレンティキュラースクリーンをＳＬＭに対して直動させる、あるいは積層体を回転させることができる。さらに、非機械的トラッキング法を機械的トラッキング法と連動させた場合、観測者は、距離方向に拡大した視覚自由度で、自動立体画像を維持できる。これは、機械的な方法のみを用いては不可能である。
【０１１０】
図１５に示される型のＬＣＤ９は、オーバーラップを有する必要な画素パターンが得られるように特別な製造方法によって製造されても良いが、そのような製造は比較的非経済的である。具体的には、ＬＣＤのアクティブ素子および内部電極用の新しいマスクパターンが必要になるのに伴って、新しい電子駆動スキームが必要となる。
【０１１１】
図４０は、公知の型の従来の「デルタパターン」ブラックマスクを示す。このブラックマスクは、従来のＲＧＢパネル表示装置において目に見えるアクティブ画素領域を規定する。このマスクを改変して、アクティブ画素のためのオーバーラップを有する孔を規定することが可能であり、これにより、図１５のＬＣＤを作成できる。この点を除いてはこのＬＣＤは従来型であるが、これまでの記載のように、このＬＣＤは自動立体表示装置での使用に適している。特に、トランジスタやダイオード等のアドレッシング電極あるいはアクティブマトリクス素子の表示装置内での配置を変える必要がない。また、表示装置の電子駆動スキームの一部を形成するトランジスタおよび他の電子部品を移動する必要もない。したがって、アクティブマトリックス型表示装置のために全く新しいマスク組を提供する必要がない。
【０１１２】
従来のデルタパターン表示装置のカラーフィルタを省略すれば、単色自動立体表示装置での使用に適したＬＣＤが得られる。その場合、元の赤色、緑色、および青色チャネルを用いて、３つの独立した視覚ウィンドウが得られる。したがって、ＬＣＤの元の赤色、緑色、および青色チャネルに空間多重ビューの画素を供給することによって３つの空間多重ビューが表示できる。このように、ＬＣＤの電子駆動システムを改変する必要は、ほとんどあるいは全くない。
【０１１３】
このように、図１５に示される型のＬＣＤは、現存の工程を利用してほとんど改変を行わずに製造できる。したがって、このようなＬＣＤは経済的である。
【０１１４】
図４１は、空間光変調器４０、レンズ７７、および照明源１３を備えた表示装置を示す。照明源１３は、７２、７３、および７４で表される対に配列されオーバーラップを有する６つの発光素子を備えている。レンズ７７の作用により、正規視覚距離Ｚで光源１３の像が形成される。各発光素子対の素子間距離は他の対と同じであり、またこれらの素子は共通平面上に配列されている。これらの発光素子対は、順次照明される。各イルミネータ対が順次照明するのに伴って、ビデオ情報が空間光変調器に時間多重方式で順次供給される。このような表示装置によりオーバーラップする２つのローブが正規視覚位置Ｚで得られる。各ローブはオーバーラップする３つのウィンドウを有する。６つの発光素子が個別に制御可能な場合、この表示装置を６ウィンドウ単一ローブ表示装置として操作して、同等な移動自由度を達成することが可能である。
【０１１５】
図４２に示される表示装置において、第１の光源１３ａは、規則的な間隔で配置された３つのイルミネータを備え、かつレンズ８２を介して第１の空間光変調器９ａを照明させるように構成されている。同様に、第２の光源１３ｂは、規則的な間隔で配置された３つのイルミネータを備え、かつレンズ８６を介して第２の空間光変調器９ｂを照明させるように構成される。第３の光源１３ｃ、第３のレンズ８９、および第３の空間光変調器９ｃについても構成は同じである。それぞれの空間光変調器９ａおよび９ｂによって変調された後に、第１および第２の光源１３ａおよび１３ｂそれぞれの像は、第１のビーム結合器９０によって結合される。この結合した像は、第２のビーム結合器９２によって、第３の空間光変調器９ｃによる変調後、さらに第３の光源１３ｃの像と結合される。これらの像は、互いに横方向にずらして配列され、これにより、オーバーラップする３つのローブの出力が正規視覚位置Ｚにおいて得られる。３つのローブは、オーバーラップするウィンドウを３つずつ有している。
【０１１６】
図４３は、本発明の一実施形態である表示装置を概略的に示す。空間光変調器９は、第１および第２のレンティキュラーアレイ１８２および１８４の間に挟まれている。第１のアレイ１８２は空間光変調器９の近傍にあり、そのピッチは空間光変調器のピッチにほぼ等しい。第２のレンティキュラーアレイ１８４のピッチは、第１のレンティキュラーアレイのピッチのほぼ２倍である。ディフューザ１８６は、空間光変調器９と第２のレンティキュラースクリーン１８４との中間に位置する。オーバーラップを有する第１および第２の光源１３ａおよび１３ｂは、レンズ１９２を介して第１のレンティキュラーアレイ１８２を照明させるように配列される。空間光変調器９による変調の後に光源１３ａおよび１３ｂの像がディフューザ１８６上に形成されるように、ディフューザ１８６が配置される。ディフューザ１８６は、第２のレンティキュラースクリーン１８４の物体平面内にも存在する。第２のレンティキュラースクリーン１８４は、正規視覚位置Ｚにおいてディフューザ１８６を再結像する。
【０１１７】
光源１３ａおよび１３ｂ、並びに空間光変調器９は、時間多重方式で駆動される。第１の光源１３ａが照明すると、空間光変調器９の第１および第２の変調素子１９４および１９６は、オーバーラップを有する変調画像をディフューザ１８６の第１の領域に形成する。第１のイルミネータ１３ａが消され、第２のイルミネータ１３ｂが照明すると、同変調素子１９４および１９６は、ディフューザ１８６上の第１の領域とオーバーラップしている第２の領域に、オーバーラップを有する画像を形成する。これらの画像が再結像して、オーバーラップを有するウィンドウが形成される。このような実施形態においては、空間多重および時間多重の両方を組み合わせて、マルチローブ４ビュー表示装置を得ている。
【０１１８】
図４４は、複数のプロジェクター（２つのみを図示）を備えたプロジェクション表示装置を示す。各プロジェクターは、光源／反射板４００、コンデンサレンズ４０１、ＬＣＤ４０２、および投射レンズ４０３を備えている。ＬＣＤによって表示された画像がオートコリメーションスクリーン（ａｕｔｏｃｏｌｌｉｍａｔｉｎｇｓｃｒｅｅｎ）４０４上に投射され、これにより、オーバーラップを有するウィンドウ組４０５が得られる。オーバーラップを有するウィンドウ４０５は、各ローブにおける投射レンズ孔の像である。オートコリメーションスクリーン４０４によってローブが得られる。
【０１１９】
図４５は、オーバーラップを有するウィンドウ４０５を形成するのに使用できるプロジェクション孔の配置を示す。これらの孔は円形であるため、オーバーラップを有するウィンドウ上に強度のばらつきが存在する。図４６に示されるように、正方形のマスクを用いてプロジェクション孔を制限すれば、ウィンドウ平面における強度をより均一にすることができる。
【０１２０】
本発明の範囲を逸脱せずに様々な改変を行うことが可能である。例えば、表示装置にＳＬＭを用いてそれを適切に照明させる代わりに、発光型あるいは反射型ディスプレイ装置等の他の型の画像ディスプレイ装置を用いることが可能である。
【０１２１】
図１５に示されるＳＬＭ９は、矩形の画素５０の規則的なアレイを備えており、これらの画素は一定の垂直孔を有する。しかし、他の構成も可能である。例えば、図４７は、画素が一定の垂直孔を有する平行四辺形の画素のアレイを示す。
【０１２２】
電子的トラッキングを行う表示装置において、望ましくない視覚的アーチファクトを知覚することなく観測者が移動できるようにするためには、視覚ウィンドウの強度レベルが均一であることが重要である。このようにすれば、観測者が表示強度のシッカー（ｔｈｉｃｋｅｒ）あるいは変化を見ずに、ある視覚領域内を移動、あるいは同一画像を表示している他の視覚領域へ移動できる。
【０１２３】
図４８において５００に示すように、これまでに記載したＳＬＭ９に生じ得る１つの問題は、ＳＬＭが低輝度あるいはブラックのバックグラウンドを表示する際に、画素の境界線が細い白線に見えてしまう場合があることである。このような光漏れは、偏光作用によるものであると考えられる。ブラックに切り換えられたＬＣＤにおいて、光は、互いに交差する偏光子（ｐｏｌａｒｉｓｅｒ）によって遮断されて透過できない。この入力光は、入力偏光子によって１つの平面に偏光される。この平面は、液晶によって再配向されて、出力偏光子の好適な透過軸に対して９０ーとなる。したがって、第２の偏光子によって実質的に全ての光が遮断されるため、表示がブラックに見える。
【０１２４】
ブラック状態において画素の辺から光が漏れる場合、パネルの辺付近に偏光面の乱れ（ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ）があるはずである。画素の辺が入力（および出力）偏光子に対して４５ーに配向されている場合、ほとんどの光がその画素の辺から漏れることが分かっている。辺が、入力偏光子または出力偏光子のいずれかの軸方向に配向されていれば、光漏れは起こらない。残念なことに、一般的なＴＦＴツイステッドネマティック型ＬＣＤにおいては、視野角上の理由から、偏光子が垂直方向および水平方向に対して４５ーに配向される。このために、矩形画素等の垂直方向の辺は光漏れを引き起こす。このメカニズムは、ブラックマスク３５によって規定される画素孔の辺における光の反射、回析、あるいは散乱による偏光角の回転によるものであると考えられる。
【０１２５】
レンティキュラースクリーンを有する３Ｄ自動立体表示装置の場合、画素の右側の辺（ｒｉｇｈｔｅｄｇｅｓ）５００からの光はレンズ孔によって集められてウィンドウ平面に結像し、これにより、光の細い垂直ストリップを生じる。これらのストリップは、低輝度画像バックグラウンドに対して比較的見えやすく、細い光ストリップとして見える。
【０１２６】
図４９は、ＳＬＭ９におけるこのような光漏れを低減あるいは排除する技術の一例を示す。ＳＬＭ９は、ガラス基板１０ａおよび１０ｂを備えている。基板１０ｂとバックライト１３との間には入力偏光子５０３が配置される。基板１０ａの内側表面上にはブラックマスク層３５が形成される。基板１０ａおよび１０ｂの間には、液晶層、電極、その他を備えたアクティブ層５０２が設けられる。通常は基板１０ａの外側表面上に配置される出力偏光子は、ブラックマスク３５とアクティブ層５０２との間の５０１の位置に内的に配置される。この構成によれば、各画素からの光はブラックマスク３５に到達する前に消されるので、その後の偏光方向の回転による影響が無くなり、光漏れが起こらない。
【０１２７】
図５０および図５１は、光漏れを低減あるいは排除する別の技術を示す。入力偏光子５０３および出力偏光子５０１は、画素孔の辺に平行なそれぞれの偏光方向に配向される。画素孔の隣り合う辺の間の角が、図５０に示されるように丸まっていても良く、この場合、光漏れは丸まった角にしか起こり得ない。しかし、平行な不透明ストリップを備えた第２のブラックマスク３５ｂが第１のブラックマスク３５ａの上に重ねられると、この組み合わせにより、鋭い角を有するブラックマスク３５が形成される。このように、製造時の欠陥による画素の角の丸まりは、ほぼ排除でき、角における光漏れをほぼ回避できる。
【０１２８】
ツイステッドネマティック液晶を使用する場合、偏光子５０１および５０２をこの様な方法で配向すると、ＬＣＤの視野角に影響を及ぼす。この結果、周知のように、中央線の両側でパネルのコントラストが異なる。これは、図５１に示されるように複屈折率（即ち反応メソゲン（ｒｅａｃｔｅｄｍｅｓｏｇｅｎ））層５０４を追加することにより、あるいは別の液晶材料を用いることにより補正できる。
【０１２９】
この偏光の回転は、ブラックマスクの辺で反射する傾いた光線によるものであり、平行光バックライトを使用することによってこの光漏れの源を低減できる。しかし、これは表示装置の視覚帯に影響を及ぼし、また、小型のシステムにおいては困難である。
【０１３０】
光漏れメカニズムが、反射によるものである場合、比較的反射率の低いブラックマスクを使用すれば、反射光の光量を低減できる。公知の無機物層の代わりに、有機顔料層、あるいはエマルジョン層などを用いて、この作用を低減することが可能である。
【０１３１】
【発明の効果】
本発明によれば、製作公差に余裕ができる。なぜなら、視覚ウィンドウの位置の小さな誤差では、望ましくない視覚的アーチファクトが生じないからである。
【０１３２】
本発明によれば、可動部を設けなくとも観測者トラッキングが可能となる。また、そのような観測者トラッキング表示装置の最も簡易な形態は、１つの表示装置で３つのウィンドウを提供するものである。
【０１３３】
本発明によれば、さらに、観測者の視覚自由度がさらにひろがる。好ましくは、ローブが互いにオーバーラップする。
【０１３４】
本発明によれば、画素化された空間光変調器が利用可能であり、洗練された方法で表示装置を具現化する。
【０１３５】
本発明によれば、また、絵素は、矩形あるいは平行四辺形などの形状であって良い。このような構成によれば、視覚ウィンドウ上の照明強度のばらつきを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】公知の型の立体表示装置の概略平面図である。
【図２】公知の型の自動立体表示装置の概略平面図である。
【図３】公知の型の自動立体表示装置の概略横方向断面図である。
【図４】非視点補正自動立体表示装置を示す概略平面図である。
【図５】公知の視点補正自動立体表示装置を示す概略平面図である。
【図６】図５と同様の図であり、図５に示される型の表示装置における画素カラム間のギャップの作用を示す。
【図７】図５と同様の図であり、図５に示される型の表示装置における一定でない垂直孔の画素の作用を示す。
【図８】公知の型の自動立体表示装置におけるローブの形成を示す概略平面図である。
【図９】別の公知の型の自動立体表示装置を示す概略平面図である。
【図１０】さらに別の公知の型の自動立体表示装置を示す概略横方向断面図である。
【図１１】公知の型の方向性表示装置を示す図である。
【図１２】図１１の表示装置の出力を示す図である。
【図１３】他の公知の型の方向性表示装置を示す図である。
【図１４】図１３の表示装置の光出力を示す図である。
【図１５】本発明の一実施形態をなす方向性表示装置を示す図である。
【図１６】図１５の表示装置の光出力の示す図である。
【図１７】図１３の表示装置によって生じる強度のばらつきを示す図である。
【図１８】図１３の表示装置によって生じる強度のばらつきを示す図である。
【図１９】観測者トラッキングを行う、公知の型の自動立体表示装置を示す図である。
【図２０】横方向の観測者トラッキングを行う、本発明の一実施形態をなす自動立体表示装置を示す図である。
【図２１】図１９に示される型の表示装置において生じるクロストーク作用を示す図である。
【図２２】図２０の表示装置のクロストークパフォーマンスを示す図である。
【図２３】図２０の表示装置のクロストークパフォーマンスを示す図である。
【図２４】図２０の表示装置において、隣接する画素のオーバーラップを変化させることが、強度の変動およびクロストークに及ぼす作用を示す図である。
【図２５】図２０の表示装置において、隣接する画素のオーバーラップを変化させることが、強度の変動およびクロストークに及ぼす作用を示す図である。
【図２６】図２０に示される表示装置を制御するための制御システムを示す図である。
【図２７】自動立体表示装置、および観測者が所定の視覚距離から移動した時の作用を示す図である。
【図２８】図２７に示した表示装置を距離方向の観測者トラッキングを行うように操作した場合を示す図である。
【図２９】図２８の表示装置の制御システムを示す図である。
【図３０】複数観測者トラッキングを行う、図１５に示される型の表示装置を示す図である。
【図３１】オーバーラップするウィンドウを有する他の自動立体表示装置を示す図である。
【図３２】前方パララックスバリアを用いた表示装置の一部を示す概略断面図である。
【図３３】後方パララックスバリアを用いた表示装置の一部を示す概略断面図である。
【図３４】ホログラムを用いた視覚ウィンドウの形成を概略的に示す図である。
【図３５】ホログラムを用いた視覚ウィンドウの形成を概略的に示す図である。
【図３６】内部ホログラムを用いた表示装置の一部を示す概略断面図である。
【図３７】外部ホログラムを用いた表示装置の一部を示す概略断面図である。
【図３８】ホログラムを照明させるための小型バックライトを示す概略断面図である。
【図３９】ホログラムを照明させるための小型バックライトを示す概略断面図である。
【図４０】公知の型のデルタパターン液晶表示装置を示す図である。
【図４１】本発明の一実施形態である時間多重表示装置を示す概略図である。
【図４２】本発明の一実施形態である３ビュービーム結合器表示装置（ｔｈｒｅｅｖｉｅｗｂｅａｍｃｏｍｂｉｎｅｒｄｉｓｐｌａｙ）を示す概略図である。
【図４３】本発明の一実施形態をなす４ビュー表示装置（ｆｏｕｒｖｉｅｗｄｉｓｐｌａｙ）を示す概略図である。
【図４４】本発明の一実施形態をなすプロジェクション表示装置を示す概略図である。
【図４５】図４４の表示装置のプロジェクション孔の配置を示す図である。
【図４６】図４４の表示装置のプロジェクション孔の配置を示す図である。
【図４７】平行四辺形を用いた画素構成を示す図である。
【図４８】ブラック状態にあるＬＣＤＳＬＭの様子を示す図であり、光漏れの発生を示している。
【図４９】光漏れを低減するように構成したＳＬＭの断面図である。
【図５０】光漏れを低減するためのブラックマスク配置を示す図である。
【図５１】図５０のブラックマスク配置を利用したＳＬＭの断面図である。
【符号の説明】
９オーバーラップする画素を有するＬＣＤ
８パララックスバリア
１３小型バックライト
１０ａ、１０ｂ基板ガラス
２１切り換え可能なディフューザ
３５ブラックマスク層
３５ａ第１のブラックマスク層
３５ｂ第２のブラックマスク層
５４レンズアレイ
５７バリア
１０２ビデオスイッチ
１１０コントローラ
１１２トラッキングシステム
１１１マニュアル制御
１３２各画素に関連し、適切なカラーフィルタのために調整されたホログラフィック素子
１３３平行光、白色光
１３４数個のローブに生成されたオーバーラップを有するウィンドウ
１３６液晶層
１３７カラーフィルタ
１３１ホログラム
１４０（充填密度の大きな小径球）
４０４オートコリメーションスクリーン
５００画素の辺における光漏れ
５０１内部偏光子（出力偏光子）
５０３入力偏光子
５０４視野角を改善する複屈折率層

Claims

少なくとも１つのディスプレイ装置と、
該ディスプレイ装置と協働して、ウィンドウ平面に少なくとも３つの視覚ウィンドウを、隣接する対が横方向にオーバーラップするように形成する光学系と、
観測者の位置を決定する観測者トラッキングシステムと、
該観測者トラッキングシステムに反応する画像コントローラとを備え、
該画像コントローラは、前記ディスプレイ装置によって表示される画像を分割し、観測者の左目を含むウィンドウが左目用ビューデータを受け取り、観測者の右目を含むウィンドウが右目用ビューデータを受け取り、隣接するウィンドウがオーバーラップする領域内に観測者の目がある場合に該隣接するウィンドウの一方がブラックビューデータを受け取るように制御する、視点補正自動立体表示装置。
前記観測者トラッキングシステムが複数の観測者の位置を決定するように構成され、かつ観測者毎に少なくとも３つのウィンドウが提供される、請求項１に記載の視点補正自動立体表示装置。
隣接するウィンドウがオーバーラップする領域内に観測者の目があるときに、該隣接するウィンドウの一方が受け取る画像データをブラックから該観測者の目に対応した画像データに切り換え、
同時に、該隣接するウィンドウの他方が受け取る画像データを該観測者の目に対応した画像データからブラックに切り換えるように前記画像コントローラが構成されている、請求項１に記載の視点補正自動立体表示装置。
少なくとも１つのディスプレイ装置と、
該ディスプレイ装置と協働して、ウィンドウ平面に少なくとも３つの視覚ウィンドウを、隣接する対が横方向にオーバーラップするように形成する光学系と、
観測者の位置を決定する観測者トラッキングシステムと、
該観測者トラッキングシステムに反応する画像コントローラとを備え、
該画像コントローラは、前記ディスプレイ装置の表示面上の領域内にある画像を、前記各ウィンドウに供給されるように分割し、観測者の左目が左目用画像情報のみを知覚し、観測者の右目が右目用画像情報のみを知覚し、観測者の目が前記ウィンドウの２つで光を受け取るような領域においては該２つのウィンドウの一方がブラックに切り換えられるように制御する、視点補正自動立体表示装置。
前記ディスプレイ装置と前記光学系とが協働して、ｅを平均眼間間隔、Ｎをローブ毎のウィンドウの数として、横方向ピッチが（２×ｅ/Ｎ）にほぼ等しいウィンドウを形成する、請求項１から４のいずれかに記載の視点補正自動立体表示装置。