JP4119484B2

JP4119484B2 - 情報の３次元表示方法及び装置

Info

Publication number: JP4119484B2
Application number: JP52718098A
Authority: JP
Inventors: シュベルトナー、アルミン; ハイトリッヒ、ホルガー
Original assignee: ゼーレアールテヒノロギースゲーエムベーハー
Priority date: 1996-12-18
Filing date: 1997-12-15
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2017-12-15
Also published as: JP2001506435A; ATE223071T1; US6791570B1; DE59708088D1; AU5651298A; CA2275397C; EP0946895A1; WO1998027451A1; EP0946895B1; CA2275397A1

Description

［技術分野］
本発明は、フラットディスプレイ（液晶、プラズマ、エレクトロルミネッセンスその他）を用いた、障壁法（バリヤ法）、レンズラスタ法、プリズムマスク法又は同種の方法による、コンピュータ及び映像ないしビデオ技術、ゲーム、広告及び医療技術、仮想現実その他の分野においての、情報を３次元表示するための自動立体視方法及び装置に関する。
情報の３次元表示のために、障壁法、レンズラスタ法、プリズムマスク法などのいくつかの自動立体視法が、これまでに知られている（例えばＳ. Ｐastoor：3Ｄ-Ｄisplay-Ｔechnologie, Ｅuroforum-Ｋonferenz Ｄisplay 1996, 17-18, Ａpril 1996, Ｎuetringen；Ｄ. Ｅzra, 特にＢlick in die dritten Ｄimension. Ｉn：Ｆernseh-und Ｋinotechnik, 50, Ｊahrgang, Ｎr. 3／1996, pp.79-82；ＤＥ29612054Ｕ1；Ｒ. Ｂoerner, Ａutostereoscopic 3Ｄ-imaging by front and rear projection an on flat panel displays. Ｉn：Ｄisplays, Ｂand 14, Ｎr.1, 1993, pp.39-46；Ａutostereoscopic 3-ＤＩmage Ｄisplay Ｄevice. Ｉn：ＩＢＭＴＤＢ, Ｂand 37, Ｎr.8, Ａugust 1994,pp.463−465参照）。
これらの方法によれば、観者の右眼及び左眼のための各１つ、合計２つの立体視半像が同時に生成され、ディスプレイ又は画面中において水平方向に順次配される多数の縦列に分解される。縦列中の一方の半像は、右眼用であり、以下に右側の縦列と呼ばれ、縦列中の他方の半像は、左眼用であり、以下に左側の縦列と呼ばれる。右側の縦列と左側の縦列は交互に順次配される。２つの順次配される縦列（右側の縦列及び左側の縦列）は、１つの縦列対を形成する。観者は、その視覚能力によって、これらの縦列によって形成された２つの平面的な条片状の半像から、空間的（立体的）な映像の印象を得ることができる。
半像が形成されるディスプレイは、多数の画素を含み、これらの画素は、マトリックスに配され、垂直に交互に、各半像のための縦列を形成する。通常の直視カラーディスプレイにおいて、各々の画素は、技術的な見地から、３原色（赤Ｒ、緑Ｇ及び青Ｂ）のための３個の色サブ画素から成っている。時には、色サブ画素の数を多くし、例えば、各々の画素に対して、第２のＢ−色サブ画素が設けられる。一般に各々の画素は、ｎ個の色サブ画素から成っている。画素のｎ個の色サブ画素の色成分（色寄与部分）を重ね合せると、ディスプレイ上に、そのラスタにおいて画素のマトリックスに対応する像点が成立する。各々の画素縦列によって、２つの半像のうち１つによって１つの像縦列が画面上に形成される。各々の縦列は、１つの行について１つの像点を有する。
色サブ画素は、通常は、画素中に、水平方向に順次配列され、例えばＲＧＢ，ＲＧＢ，……又はＢＲＧＢ，ＢＲＧＢ，……の順に周期的に反復される。１周期当りの色サブ画素の順序及び数ｎは、使用されるディスプレイの構造に従って規定される。各々の色サブ画素には、色フィルタが所属される。各々の色サブ画素は、その時々の強度値に対応して制御される。強度値は、プログラム技術的に、各々の映像の推移について予め定められている。
右側及び左側の縦列の情報は、光学手段によって、観者の右眼及び左眼に対応して配列・配属され、例えば結像される。レンズラスタシステムの場合には、各々の縦列対に１つのシリンドリカルレンズが配属される。障壁法の場合には、縦列は、左眼が左側の縦列のみを、また右眼が右側の縦列のみを見ることができ、それぞれ他の縦列は遮光されるように、直線状の障壁によって遮断される。プリズムマスク法の場合、縦列の前方に、プリズムが、分離（分割）マスク及びフィールドレンズマスク又は分離マスク／フィールドレンズマスクの組合せとして配設される。右側の縦列及び左側の縦列から送出された光束は、分離マスクのプリズムによって水平方向に分離され、眼の間隔に対応して、約６度の厳密な方向に拡げられ、右側と左側の光束は、互に平行にされる。フィールドレンズマスクのプリズムは、右側の光束を右眼上に合焦し、左側の光束を左眼上に合焦する。２つの互に前後方向に配されたマスク又は分離−フィールドレンズマスクの組合せにおいて、ディスプレイから発した２つの光束（ないしコーン）が形成され、これらの光束の頂点に観者の両眼が位置される。
観者には、右眼は、右側の縦列のみを、また左眼は、左側の縦列のみをそれぞれ見る所定位置がある。観者が画面から横方向に移動すると、これらの所定位置は、周期的に反復される。これらの理想的な観者の位置において、縦列の全幅が側面方向に正しく、観者の眼に所属される。横方向にわずかに移動すると、縦列及び光学手段の観者位置に関するカバー（充当性）の同一性が減少する。例えば右眼は、右側の半像の情報の８０％のみを、またその代り左側の情報の２０％をそれぞれ受ける。観者が移動すると、２つの像条片の間のクロストーク干渉が発生する。立体効果は減少する。観者が更に横方向に移動すると、情報の完全な反転に至るまで、即ち、右側の縦列が左眼に、左側の縦列が右眼にそれぞれ所属されるまで、欠陥情報の成分が増大する。観者は、深度方向に反転された像（プソイドコピー即ち擬コピー）を見ることになる。観者が更に横方向に移動すると、側面方向に正しい情報量が増大し、再び１００％の正確な所属が達せられる。
画面に対しての観者の横方向の位置を把握することは、以前から知られている。一例として、画面に対する頭部の位置と、それによる眼の位置とは、市販の赤外線カメラ（例、Ｏrigin Ｉnstruments Ｃorp., Ｇrand Ｐrairie, ＴＸ, ＵＳＡ製のダイナサイトＤynasight）によって確認することができる。
レンズラスタシステムにおいては、レンズマスクが、また障壁法においては、障壁格子が、位置変化に依存して、機械的に追従される。別の解決策によれば、光源の光を横方向に追従させ、又は画面を垂直軸の回りに回転させる。一般には、立体視の半像又は光学手段は、半像を見ることができるように、観者の横方向への移動に追従されるということができる。
観者が深度方向に反転された映像（プソイドコピー）を取得する位置において像内容を電子的に切替えることも知られている。
機械的な追従は、余分な駆動機構を必要とし、製造、保守及び構造容積について余分のコストがかかる。また電子的切替え時間も比較的遅い。調節経路（距離）の増大に伴って困難が増大する。
像内容の電子的な切替えは、プログラム技術的に、即ち、ハードウェア上の余分の構造上の負担ないしコストを必要とせずに行うことができる。しかし観者は、理想的な所定位置にとどまっていなければならない。その数だけが２倍になる。また理想的な観視位置の間では、立体視のクロストークの他に、像品質の著しい劣化を生ずる。
これは、現在用いられているカラーディスプレイを用いると、特に著しくなる。理想位置の間では、観者は、赤色の半像に対応する赤色の成分の代りに、左側の半像の成分を見る。そしてこの成分は、関連する緑色及び青色の成分との組合せによって、著しく乱れた立体像を形成する。この例では、立体像は、緑色及び青色の色成分については正確である。しかし、赤色の色成分については、所属する深度反転と共に、反転された立体像が得られる。
レンズラスタ方式は、特別の形で、この効果を強化する。これに対処するため、ディスプレイを９０°回転したものがある。各々の画素の色サブ画素はそのために重なっているので、観者の現在位置が変化すると、当初の色値の百分比は保持される。もちろん、この回転には、ディスプレイの新しい構成（デザイン）が必要とされる。
［発明が解決しようとする課題］
本発明の課題は、フラットディスプレイを使用し、また１つの画素中において水平方向に順次配され、１つの行において周期的に順次続いているｎ個の色サブ画素を用いた場合において、理想的な観者の位置において存在する高い立体像の品質が十分に保たれるように、立体半像を、観者の位置の横方向の変化に追従させることに存する。
［課題を解決するための手段］
この課題は、本発明によれば、ディスプレイ上の水平方向に隣接した色サブ画素に、色サブ画素の強度を、色サブ画素毎にシフトさせることにより、像点を、観者の移動に比例して横方向に移動させることによって解決される。
第１の変形例において、従来から知られているように、１つの像点についてｎ個の色サブ画素を用いた場合、前記方法を効果的に実施することができる。理想的な観者の位置の数は、像追従なしに、理想的な現在位置の周期（ピリオド）の６倍まで高くすることができる。理想位置の間の立体視的なクロストークは、中間ステップにおいて強度を好ましくは色サブ画素毎にシフトさせることによって、非常に小さな値に制限することができる。
この第１の変形例において、別の実施の形態による同様の効果は、不動の画面に対する像内容の本発明によるプログラム技術的な色サブ画素毎のシフトと、ディスプレイ、光源の光又は光学手段（例えば障壁格子又はシリンドリカルレンズ）の既知の横方向への移動とを組合せることによって達せられる。１つの色サブ画素の全幅に対してのみ補償すればよいため、調節経路を少くできる。それにより、各々の観者の位置において、理想的な像品質が達せられる。
第２変形例において、１つの像点について（ｎ＋１）個の、互に隣接して配された色サブ画素を関連して制御するようにした場合、本発明の方法について特別の意義が達せられる。この場合、各１つの像点の縁部に存在する２つの同じ色の色サブ画素の強度は、相等しくし、好ましくは、該像点中のこれらの色の強度に対応させ、１つの像点のそれぞれの見える部分の水平幅は、ｎ個の色サブ画素に対応させる。
１画素当りｎ個の互に隣接する色サブ画素を有する、従来から製造されている慣用のフラットディスプレイから出発した場合、像点又は像点縦列又は色サブ画素の幅は、画素又は画素縦列よりも広い幅となる。
１つの行について各３個の色サブ画素が、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の順に周期的に順に続いている。慣用のディスプレイを用いた好ましい実施の形態においては、１つの像点について４個の色サブ画素が制御される。ディスプレイ列において、ＲＧＢＲ、ＧＢＲＧ、ＢＲＧＢ（以下繰返し）の順序の色サブ画素が、像点を形成する。
観者は、画面の前方の１つの理想中間位置において、その右眼又は左眼によって、各々の像点の（ｎ＋１）個の色サブ画素のうちで、この像点の縁部にある２つの色サブ画素は、半分の幅で、またその中間にある（ｎ−１）個の色サブ画素は、全幅で、それぞれ見ることになる。観者は、その位置を少し横方向に変更すると、２つの縁部の色サブ画素のうちの１つから、より少い成分、例えば色サブ画素の幅の２０％を、他方の縁部の色サブ画素からは８０％を、それぞれ見る。合計すると、画素中の縁部のサブ画素の色成分の強度は完全に保たれている。また、観者は、深度及び横方向について正確な色の立体像を見ることになる。
画面からの観者の距離が増大すると、縁部のサブ画素の色成分は減少する。しかしこの減少は、通常はわずか数％であるため、像の印象は劣化しない。
従って、本発明の構成により、画面からの観者の大きな距離変化及びわずかな横方向の運動が許容され、像品質は劣化しない。
観者が横方向に大きく移動した場合には、像点は、行において、１以上の色サブ画素分横方向に移動され、像点に所属する色サブ画素の色の強度値は、行中において横方向に互に隣接する、像点の新しい位置に存在する（ｎ＋１）個の色サブ画素に所属される。像点の横方向の移動の大きさは、観者の横方向の位置の移動にほぼ対応している。画素及び色サブ画素は、その位置がディスプレイにおいて拘束されているが、像点は、観者の横方向の移動に対応して、ディスプレイ行に沿って移動する。システムの「公差」（理論的には、色サブ画素幅の大きさの最大値からの偏よりは許容される）との組合せにおいて、観者は、いつも同一の良好な品質において像を見ることになる。観者の移動の間同一の情報を表示することができる。しかしこの情報は、観者の横方向の距離に伴って変化する。観者は、一例として、１つの物体をより多く左側又は右側から見ている。
障壁格子を備えた本発明の実施の形態によれば、障壁格子の格子線の幅は、障壁格子の格子線の間の間隔よりも大きい。観者の眼に至る光路中の格子線は、（ｎ＋１）個の色サブ画素を網羅（カバー）し、各々ｎ個の色サブ画素幅について格子線の間の縦列が空きとされる。
各従属請求項及び以下の実施の形態には、本発明の特徴により、プリズム又はレンチキュラー状マスクの構成も可能となることが示されている。
ここに、本発明の実施の形態をまとめて示す：
（形態１）１個の画素中に水平方向に並べて配され、１つの行中においては周期的に順に続いているｎ個の色サブ画素を有するフラットディスプレイによって、各々観者の右眼及び左眼について１つずつ、合計２つの立体半像が、同時に形成され、各行について１つの像点を有する、互に隣接して交互に順次続いている各多数の右側縦列及び左側縦列に分解され、各縦列又は縦列の像情報が光学的手段によって右眼及び左眼に所属され、モニターの法線に対する観者の眼の位置の横方向の角度が測定され、該半像が、観者の横方向の運動に追従するようにした、３次元情報表示方法において、
１つの像点に、ｎ個の互に隣接する色サブ画素が割り当てられること、
１つの像点を生成するすべての色サブ画素が全幅で見られる理想位置が、色サブ画素の強度のサブ画素毎の横方向のシフトにより、横方向の次の理想位置にシフトされること、
隣接する２つの理想位置間の中間位置において、２つの眼で同時に見られる色サブ画素の強度が、一方の眼のための像点の、該色サブ画素の色と同じ色の強度と、他方の眼のための像点の、該色サブ画素の色と同じ色の強度とから合成されることを特徴とする（第１基本構成）。
（形態２）上記形態１の方法において、前記２つの眼で同時に見られる色サブ画素の強度は、前記一方の眼のための像点の、該色サブ画素の色と同じ色の強度の、該色サブ画素が該一方の眼で見られている幅の部分（部分幅）に対応する成分と、前記他方の眼のための像点の、該色サブ画素の色と同じ色の強度の、該色サブ画素が該他方の眼で見られている幅の部分（部分幅）に対応する成分から合成されることが好ましい。
（形態３）上記形態１の方法において、前記２つの眼で同時に見られる色サブ画素の強度は、前記一方の眼のための像点の、該色サブ画素の色と同じ色の強度の５０％と、前記他方の眼のための像点の、該色サブ画素の色と同じ色の強度の５０％とから合成されることが好ましい。
（形態４）１個の画素中に水平方向に並べて配され、１つの行中においては周期的に順に続いているｎ個の色サブ画素を有するフラットディスプレイによって、各々観者の右眼及び左眼について１つずつ、合計２つの立体半像が、同時に形成され、各行について１つの像点を有する、互に隣接して交互に順次続いている各多数の右側縦列及び左側縦列に分解され、各縦列又は縦列の像情報が光学的手段によって右眼及び左眼に所属され、モニターの法線に対する観者の眼の位置の横方向の角度が測定され、該半像が、観者の横方向の運動に追従するようにした、３次元情報表示方法において、
１つの像点に、ｎ＋１個の互に隣接する色サブ画素を割り当て、前記光学的手段によって各々見ることができる１つの像点の部分の水平方向の幅をｎ個の色サブ画素の幅に対応させること、
１つの像点を生成するすべての色サブ画素が全幅で見られる理想位置は、色サブ画素の強度のサブ画素毎の横方向のシフトにより、横方向の次の理想位置にシフトされること、
隣接する２つの理想位置間の中間位置において、像点の両縁部に夫々位置する同色の色サブ画素の強度を、夫々、該色サブ画素の色と同じ該像点の色の強度と同じ値にすることが好ましい（第２基本構成）。
（形態５）上記形態４の方法において、前記像点の両縁部に夫々位置する同色の色サブ画素の強度は、画面への観者の距離の増大に伴って高くされることが好ましい。
（形態６）上記形態１〜５の方法において、観者の横方向への位置の移動に対応する全変化が、１以上の水平方向に隣接する画素に亘る色サブ画素の強度値の電子的な色サブ画素毎のシフトと、区画Ａの縁部においての横方向の移動なしに見られる色サブ画素の部分幅又は色サブ画素の全幅に対するその補償分に対応する距離（ｓ）分の、ディスプレイ又は光源の光又は光学手段の横方向への機械的な移動とから合成されることが好ましい。
（形態７）上記形態１〜６の方法において、色サブ画素の強度の色サブ画素毎のシフトがプログラム技術的になされることが好ましい。
（形態８）１個の画素中に水平方向に並べて配され、１つの行中において周期的に順に続いているｎ個の色サブ画素を備えたフラットディスプレイを有し、
各々観者の右眼及び左眼について１つずつ該色サブ画素により同時に形成される合計２個の立体半像が、各行について１つの像点を有する、互いの隣接して交互に順次続いている各多数の右側縦列及び左側縦列に分解されると共に、
前記ディスプレイに前置された光学手段を有し、該光学手段によって縦列又は縦列の情報が右眼又は左眼に所属され、モニターの法線に対する観者の眼の位置の横方向の角度を測定する手段を有し、前記半像が、観者の横方向の運動に追従するようにした、３次元情報表示装置において、
１つの像点に、ｎ＋１個の互に隣接する色サブ画素を割り当て、前記光学的手段によって各々見ることができる１つの像点の部分の水平方向の幅をｎ個の色サブ画素の幅に対応させること、
１つの像点を生成するすべての色サブ画素が全幅で見られる理想位置は、色サブ画素の強度のサブ画素毎の横方向のシフトにより、横方向の次の理想位置にシフトされること、
隣接する２つの理想位置間の中間位置において、像点の両縁部に夫々位置する同色の色サブ画素の強度を、夫々、該色サブ画素の色と同じ該像点の色の強度と同じ値にすることを特徴とする（第３基本構成）。
（形態９）上記形態８の装置において、前記像点の両縁部に夫々位置する同色の色サブ画素の強度は、画面への観者の距離の増大に伴って高くされることが好ましい。
（形態１０）上記形態８又は９の装置において、前記光学手段は複数の格子線を有する障壁格子であり、格子線の幅は格子線間の間隔よりも大きく、格子線は観者の眼への光路中において（ｎ＋１）個の色サブ画素の幅をカバーし、格子線の間隔はｎ個ずつの色サブ画素幅分空けられたことが好ましい。
（形態１１）上記形態８又は９の装置において、前記光学手段は複数のプリズムを有する１個以上のプリズムマスクであり、プリズムの幅は（ｎ＋１）個の色サブ画素の幅に対応し、プリズムマスクには垂直方向の格子線（複数）を有するディミング格子が所属され、各格子線の幅は１つの色サブ画素の幅に対応し、プリズムの縁部の格子線は各々１つの色サブ画素の幅の半分をカバーすることが好ましい。
（形態１２）上記形態８又は９の装置において、前記光学手段は複数のシリンドリカルレンズを有するレンチキュラーマスクであり、シリンドリカルレンズの幅は２（ｎ＋１）個の色サブ画素の幅に対応し、レンチキュラーのマスクには垂直方向の格子線（複数）を備えたディミング格子が所属され、各格子線の幅は１つの色サブ画素の幅に対応し、格子線は、シリンドリカルレンズの縁部では、１つの色サブ画素の幅の半分をカバーし、シリンドリカルレンズの中央部では、１個の色サブ画素の幅をカバーすることが好ましい。
（形態１３）上記形態８〜１２の装置において、前記ｎは３であり、３つの色サブ画素の色は３原色（赤Ｒ、緑Ｇ及び青Ｂ）に対応すること、従って、各々の像点（Ｂ）が、各々４つの順に続いている色サブ画素から成り、１つのディスプレイ行において像点を形成する色サブ画素（ＳＰ）がＲＧＢＲ、ＧＢＲＧ、ＢＲＧＢ（以下繰返し）の順序で順次続くようにしたことが好ましい。
［実施の形態］
本発明は、図１−４による第１変形例（１像点当り色サブ画素ｎ個）及び他の各図による第２変形例（１像点当り（ｎ＋１）個の色サブ画素）について説明される。これらの変形例について、最初に、障壁法についての構成について説明する。最後の２つの図は、レンズラスター法又はプリズム法の構成に問題なく転用されることが示される。各図は、観者の種々の異なった位置においての色サブ画素の強度値が、水平断面図により示される。
図１は、画面の前方の第１の理想位置に観者がある状態を示す。
図２は、観者の位置が距離ａ１だけ変化した状態を示す。
図３は、観者の位置が横方向に距離ａ２だけ変化した状態を示す。
図４は、観者の位置が横方向に図３と同様に距離ａ２だけ変化し、更に障壁格子が、強度値を変化させるように横方向に距離ｓだけ変化した状態を示す。
図５は、画面の前方の理想中間位置に観者がいる状態を示す。
図６は、観者の位置が横方向に距離ａ′だけ変化した状態を示す。
図７は、観者の位置が横方向に距離ａ″だけ変化した状態を示す。
図８は、観者が３つの異なった横方向の位置にある状態を示す。
図９は、観者が画面から距離ｂだけ変化した状態を示す。
図１０は、プリズムマスクの構成を示し、観者が画面の前方のある理想位置にある状態を示す。
図１１は、レンチキュラーマスクの構成を示し、観者が画面の前方のある理想位置にある状態を示す。
第１変形例（１像点当り色サブ画素ｎ個、図１−４）
各図には、ディスプレイ１の１つの区画、障壁格子２、並びに、理想位置にある観者の右眼３ｒ及び左眼３ｌが示されている。横方向の位置の変化ａ₁、ａ₂は位置発信器によって確認される。この目的のために、ディスプレイ１には、ダイナサイト（Ｄynasight）装置が所属され、観者の額には、ターゲットが固定されている。この装置及びターゲットは図示されていない。
図１に示した理想位置において、観者は、立体半像を、完全に、そして横方向に厳密に見ることになる。図示したように、右眼３ｒは、障壁間隙を経て、画素Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ７を、また左眼３ｌは、画素Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６、Ｐ８を、それぞれ全幅で見ている。奇数の画素は、右側の半像から、また偶数の画素は、左側の半像から、それぞれ情報を得ている。垂直に交互に、奇数の画素は、右側の縦列を、また偶数の画素は左側の縦列を、それぞれ形成し、右側の縦列と左側の縦列とは、それぞれ右側と左側の半像からの情報を有している。隣接した右側の縦列及び左側の縦列は、１つの縦列対を形成している。
各々の画素は、ｎ＝３個の色サブ画素即ち３原色Ｒ、Ｇ、Ｂのためのサブ画素から成っている。画素３は、色サブ画素ＳＰ３１（赤サブ画素）、ＳＰ３２（緑）及びＳＰ３３（青）から成っている。色サブ画素の強度値は、電子的に設定できる。そのための電子的手段は、既知であり、ここでは詳示されていない。これは、プログラム技術的には、各々の色サブ画素の強度値は、例えば像点Ｂ３：Ｉ３Ｒ、ＳＰ３１、Ｉ３Ｇ、ＳＰ３２、Ｉ３Ｂ、ＳＰ３３と定めることによって達せられる。画素Ｐ及び色サブ画素ＳＰは、ディスプレイ１上にその場所を保持する。ディスプレイ１上では画素Ｐ及び障壁格子はその場所を変えない。強度値は、横方向への移動によって変化する。
右眼３ｒは、区画Ａ３の障壁間隙を経て、画素Ｐ３の全ての色サブ画素ＳＰ３１−ＳＰ３３を、また左眼３ｌは、区画Ａ４の障壁間隙を経て、画素Ｐ４の全ての色サブ画素ＳＰ４１−ＳＰ４３をそれぞれ見る。画素Ｐと像点Ｂとは互に合致している。観者は、深度及び色について厳密な立体像をクロストークなしに取得する。
図２では、観者は、画面に対して距離ａ１だけ移動した状態を示す。全ての画素及び色サブ画素を有するディスプレイ１と、障壁格子とは、その位置を変更しない。今や右眼３ｒ′は、区画Ａ３中に色サブ画素ＳＰ３２、３３を、またＳＰ３１の代りに色サブ画素ＳＰ４１を、それぞれ見る。色サブ画素ＳＰ４１には、図１によって、強度値Ｉ４Ｒ（左側の半像からの情報）が設定されている。本発明によれば、横方向の変化ａ１の確認によって、右半像からの情報と共に、色サブ画素ＳＰ４１に強度値Ｉ３Ｒが設定される。これは前に図１において色サブ画素ＳＰ３１に割当てられていたものである。それに対応して、後者（ＳＰ３１）には、強度値１２Ｒが、また色サブ画素ＳＰ５１には強度値Ｉ４Ｒが、それぞれ割当てられる。この移動は、観者の視点から左方へ半画素幅分の、全ての赤サブ画素縦列の強度値に関係する。像点Ｂは、色サブ画素の幅だけ移動している。これらの像点Ｂは、全ての本来の情報を保持している。
観者は、図２において、理想位置にはいないが、赤色サブ画素の強度値のプログラム技術的に制御された移動によって、深度及び側面について厳密な立体像を見ることになる。
図３では、観者は、画面に対し距離ａ２だけ移動した状態を示す。全ての画素及び色サブ画素を有するディスプレイ１及び障壁間隙は、やはりその位置を変更しない。右眼３ｒ″は、色サブ画素ＳＰ３２の一部分、色サブ画素ＳＰ３３、ＳＰ３４、及び色サブ画素ＳＰ４２の一部分を、区画Ａ３中に見る。色サブ画素ＳＰ４１の強度値はＩ３Ｒである（図１ではＳＰ３１の強度値）。区画Ａ３の縁部にある２つの色サブ画素ＳＰ３２、ＳＰ４２は、混合強度Ｉ２／３Ｇ、Ｉ３／４Ｇを保持している。この例では、ＳＰ３２は既に７０％まで左眼によって、また３０％が右眼で、それぞれ見られていると想定している。これに対応して、強度Ｉ２／３Ｇは、可視の部分幅の比から、Ｉ２Ｇの強度（図１ではＳＰ２２の強度であった）の７０％と、Ｉ３Ｇの３０％とから合成される。像点“Ｂ”は、図１での自身の位置に対して１．７色サブ画素幅だけ移動している。これらは、中間位置では図１の出発位置にその情報内容について完全に正確には対応していないので、引用符“ ”を付して示した。しかし、中間段階でも、更に良好な像の品質が達成される。
別の単純化された実施の形態では、縁部に位置している単眼では完全には見えない色サブ画素について、５０％−５０％の混合強度が設定される。従って、この場合には、色サブ画素ＳＰ３２の強度は、強度１２Ｇの５０％と強度１３Ｇの５０％とから合成される。そのため、理想的な現在位置の周期毎に、像の追従１２なしに、観者にとって理想的な位置が成立する。
図４では、図３と同一の観者の横方向の移動状態から出発している。点線は、図３の状態に対応している。右眼はやはりＳＰ３２の３０％のみを無修正において見る。図３に比較して、強度値のプログラム技術的な移動に加えて、矢印の方向の、距離ｓの障壁間隙２の横方向の機械的な移動がなされる。障壁間隙２及び像区画の新しい位置は実線で示されている。この距離ｓは、左眼が色サブ画素ＳＰ３２をその全幅について見るように定められている。光学上の原理に留意して、距離ｓは、色サブ画素の全幅ないしは色サブ画素ＳＰ３２の見えない幅部分に対する補償（差分）に対応している。強度値は、プログラム技術的に、図２に示すように変更されている。像点は、色サブ画素の幅２つ分移動されている。正確に実現可能な横方向の移動によって、観者の全ての現在位置に対して、常に理想的な像品質が達成される。
障壁間隙２は、右眼が色サブ画素ＳＰ３２を見るように、図示した矢印の方向と反対の別の方向に変位させても良い。
この例では、横方向の移動のわずかな変化ｓが、この変化を可視的にするために想定されている。理解されるように、水平方向に隣接したより多くの数の画素に亘る強度値の推移が、観者のより大きな横方向の変化に比例して起こりうる。例えば、図２のＳＰ３１において、Ｉ２Ｒでなく、Ｉ（２＋ｋ）Ｒ（ｋはより多くの画素数に対応する）が存在することもありうる。
障壁法について示した本発明の変更は、レンズラスター方式又は同様の方式及び方法にも転用することができる。
第２変形例（像点当りｎ＋１色サブ画素、図５−１１）
１つの行について３個ずつのサブ画素ＳＰ（赤Ｒ、緑Ｇ及び青Ｂ）が互に隣接して存在し、周期的に順次続いている、ディスプレイ１についての実施の形態について、以下に説明する。本発明によれば、像点３はもはや前例のようにｎ＝３ではなく、ｎ＋１から、従って４つの色サブ画素ＳＰから成っている。
ディスプレイ１上にはやはり画素Ｐがマトリックス状に配列されている。ディスプレイ１の図示の行区画において、画素Ｐは、図１−４に示すように、Ｐ１、Ｐ２、……と連続して表記されている。これに所属する色サブ画素ＳＰも、３つ１組として、例えば画素Ｐ４の色サブ画素ＳＰは、ＳＰ４１、ＳＰ４２、ＳＰ４３と表記されている。この番号表記によって、表示行中の色サブ画素ＳＰの位置が定まる。各図においてＳＰ４１は、ディスプレイ１の注目している行の同一の個所に存在する。この例ではＳＰ４１はやはりＲ−色サブ画素である。赤色の強度Ｉは、プログラム技術的に、像点に対応して設定される。図５において、色サブ画素ＳＰ４１は、像点Ｂ３に所属し、強度値Ｉ３Ｒを有する（Ｉは強度、３は像点Ｂ３、ＲはＲ−色サブ画素をそれぞれ表わす）。像区画（セクション）Ａ３は、図５では、観者の右眼３ｒが見ることのできる像点Ｂ３の部分である。それに対応して、Ａ４は、観者の左眼が見ることのできる像点Ｂ４の部分である。各々の像点Ｂは、４個の色サブ画素から成る。図５では、像点Ｂ３は、色サブ画素ＳＰ３３、ＳＰ４１、ＳＰ４２、ＳＰ４３によって形成される。各図に示したように、色サブ画素ＳＰへの像点Ｂの割当ては、固定されていない。像点Ｂは、行に沿って移動させることができる。行内部において像点Ｂが移動するのに伴って、その新しい位置にある４つの色サブ画素ＳＰへの割当てが成立する。
図５−９において、ディスプレイ１には、各１つの障壁格子が前置されている。格子線の幅は、格子線間の間隔の幅よりも大きい。観者の眼には、３個の色サブ画素への観視（眺め）が自由に与えられるが、その間には、４つの色サブ画素幅がいつもかくされている。図５において、像区画Ａ３、Ａ４中には、像点Ｂ３、Ｂ４の縁部にある色サブ画素ＳＰ３３とＳＰ４３、又はＳＰ５１とＳＰ６１は、半幅であり、またその間にある色サブ画素ＳＰ４１とＳＰ４２、又はＳＰ５２とＳＰ５３は全幅で、それぞれ見ることができる。
観者は、その右眼３ｒで、障壁間隙を経て像点Ｂ１、Ｂ３、Ｂ５、Ｂ７を、またその左眼３ｌで、像点Ｂ２、Ｂ４、Ｂ６を、それぞれ見ることになる。奇数番の像点は、右側の半像からの、また偶数番の像点は、左側の半像からの、それぞれ情報を含む。奇数番の像点と偶数番の像点とは、それぞれ右側の半像からの情報及び左側の半像からの情報を有する、右側の縦列及び左側の縦列を、垂直に交互に形成している。互に隣接した右側の縦列と左側の縦列とは、１対の縦列対を形成している。
図５の実施の形態において、１つの像点の縁部に存在する色サブ画素には、同一の強度Ｉが所属される（例えば、像点Ｂ３の青色の色部分と像点Ｂ４の赤色の色部分）。各強度値Ｉは相等しく、各々が像点Ｂのこの色の強度Ｉに対応しており、恰も像点Ｂの色が従来と同様に３つの色サブ画素のみから形成されているように見えるであろう。縁部のサブ画素は半分しか見えないので、像区画Ａ３、Ａ４は、４個ずつの色サブ画素ＳＰの見える部分の合計において、関連する青又は赤の色成分を保持している。
この実施の形態の利点は、図５、６から理解されよう。
図６において観者は、図５の位置（点線の位置）から、ある小さな距離ａ′だけ横方向にその位置を変えている。右眼は、新しい位置３ｒ′において、像区画Ａ３′（実線）を見る。即ち、右眼は、色サブ画素ＳＰ４１、ＳＰ４２は、前例と同様に、全幅で、ＳＰ３３は約２５％、またＳＰ４３は約７５％の幅でそれぞれ見る。縁部の画素ＳＰ３３、ＳＰ４３の見える部分の合計として、強度Ｉ３Ｂによって設定された青の色成分の１００％が再び見られる。観者は、像の品質の変化なしに、最大で眼の間隔の１／８ずつ右側又は左側に移動することができる。
図９では、観者は、画面から距離ｂ遠ざかっている。観者の右眼３ｒのための像点３ないし図１の区画Ａ３が再び図示されている。新しい位置３ｒ″′では、Ａ３よりも小さい像区画Ａ３″′が見られる。これは、縁部画素ＳＰ３３、ＳＰ４３の色成分が、全体で、１００％より小さいことを意味している。これは強度Ｉ３Ｂを変えることによって補償できる。実際には、標準的な実施の形態では、青色の区画中の縁部サブ画素の幅の比率は、数％しか低下しないので、観者は、やはり、ほぼ同じ品質の像を見ることができる。
図６、９には、観者が少し横方向に移動しかつ距離の変化が比較的大きい場合の、システムの「トレランス」（許容範囲）を示している。
図７において観者は、図示の矢印の方向（図の上端に向う方向）に、画面に対し横方向に移動している。右眼は、位置３ｒ″において、色サブ画素ＳＰ４１、ＳＰ４２、ＳＰ４３、ＳＰ５１を区画Ａ３″中において見ることになる。強度値を変えない限り、像点Ｂ３のＳＰ５１は、偽の強度値をもつであろう。本発明方法によれば、（例えば頭出しを介した）横方向の変動ａ″の確認により、像への所属を保持した状態で、各々の色に対する強度値には、隣接した色サブ画素に対応する色が所属される。今、像区画Ａ３″中の２つの赤色の縁部サブ画素には、強度値Ｉ３Ｒが所属される。ＳＰ４２には、Ｉ３Ｇ、ＳＰ４３にはＩ３Ｂが、強度値としてそれぞれ割当てられる。画素Ｐ及び色サブ画素ＳＰがディスプレイ行のそれぞれの場所に留まっている間に、像点Ｂ３は、色サブ画素幅分矢印の方向（図の下方端に向う方向）に移動され、新しい場所に存在する４個の色サブ画素に所属される。
図８において、像点Ｂの画素Ｐへの移動ないし強度値の色サブ画素ＳＰへの所属が、３段階で図示されている。図８ａにおいて、観者は、図５の位置を占めている。観者の図８ｂ中の位置は、図７の位置に対応している。図８ｃでは、観者は、横方向に更に移動している。色サブ画素ＳＰと画素Ｐとが（ディスプレイ中のように）図示の位置を占めている間、色サブ画素ＳＰへの強度値の所属は、像点の移動に追従して変化する。この際、像区画Ａの情報内容は不変である。
情報内容の横方向の移動（シフト）は、画面全体に亘って同時に起こるので、観者は、横方向への移動にも拘らず、同一の像を見ることになる。この解決策の利点は、移動を像の品質に影響することなく、色サブ画素ＳＰの幅について段階的に行なうことができ、それにも拘らず、像が連続的に見られる点に存する。
図７若しくは８ｂ、又は８ｃにおいて観者がもはや図５の位置にいないにも拘らず、観者は、色サブ画素ＳＰへの強度値Ｉの所属のプログラム技術的に制御される移動によって、深度及び側面について正確な立体像を見ることになる。これは恰も観者が図５の位置を保っているかのように行われる。
図１０において、ディスプレイ１には、プリズムマスク４が前置されている。プリズムマスク４は、両眼の間隔へと光束を拡げ、それを眼３ｒ、３ｌに合焦する。プリズムマスク４のプリズム幅は、色サブ画素幅に対応している。ディスプレイ１側のプリズムマスク４の側面には、垂直の格子線４ａを備えた遮光ないし減光（ディミング）格子（Abblendgitter）が配されている。格子線（バー）４ａの幅は、各々の該サブ画素幅に対応している。格子線４ａは、プリズムの縁部において、各々色サブ画素の半幅分をカバーする。即ち、プリズムは、中心部において、３個の色サブ画素幅の光を透過させ、縁部では、光不透過性である。
図１１においてディスプレイ１にレンズ状のマスク５が前置されている。このマスク５は、光束を両眼の間隔に広げ、かつそれを眼３ｒ、３ｌに合焦する。レンチキュラーマスク５のシリンドリカルレンズの幅は、８個の色サブ画素の幅に対応している。レンチキュラーマスク５の、ディスプレイ１に指向した側面には、垂直方向の格子線５ａを備えたディミング格子が配されている。格子線５ａの幅は１個の色サブ画素の幅に対応している。格子線５ａは、レンズの縁部では、色サブ画素の半幅分、各レンズの中心部は、１個の色サブ画素の幅分をカバーする。
２つの実施の形態において、ディミング格子は、プリズム−又はレンチキュラーマスク４、５中に組込まれている。

Claims

１個の画素中に水平方向に並べて配され、１つの行中においては周期的に順に続いているｎ個の色サブ画素を有するフラットディスプレイによって、各々観者の右眼及び左眼について１つずつ、合計２つの立体半像が、同時に形成され、各行について１つの像点を有する、互に隣接して交互に順次続いている各多数の右側縦列及び左側縦列に分解され、各縦列又は縦列の像情報が光学的手段によって右眼及び左眼に所属され、モニターの法線に対する観者の眼の位置の横方向の角度が測定され、該半像が、観者の横方向の運動に追従するようにした、３次元情報表示方法において、
１つの像点に、ｎ個の互に隣接する色サブ画素が割り当てられること、
１つの像点を生成するすべての色サブ画素が全幅で見られる理想位置が、色サブ画素の強度のサブ画素毎の横方向のシフトにより、横方向の次の理想位置にシフトされること、
隣接する２つの理想位置間の中間位置において、２つの眼で同時に見られる色サブ画素の強度が、一方の眼のための像点の、該色サブ画素の色と同じ色の強度と、他方の眼のための像点の、該色サブ画素の色と同じ色の強度とから合成されること
を特徴とする方法。
前記２つの眼で同時に見られる色サブ画素の強度は、前記一方の眼のための像点の、該色サブ画素の色と同じ色の強度の、該色サブ画素が該一方の眼で見られている幅の部分（部分幅）に対応する成分と、前記他方の眼のための像点の、該色サブ画素の色と同じ色の強度の、該色サブ画素が該他方の眼で見られている幅の部分（部分幅）に対応する成分から合成されること
を特徴とする請求項１に記載の方法。
前記２つの眼で同時に見られる色サブ画素の強度は、前記一方の眼のための像点の、該色サブ画素の色と同じ色の強度の５０％と、前記他方の眼のための像点の、該色サブ画素の色と同じ色の強度の５０％とから合成されること
を特徴とする請求項１に記載の方法。
１個の画素中に水平方向に並べて配され、１つの行中においては周期的に順に続いているｎ個の色サブ画素を有するフラットディスプレイによって、各々観者の右眼及び左眼について１つずつ、合計２つの立体半像が、同時に形成され、各行について１つの像点を有する、互に隣接して交互に順次続いている各多数の右側縦列及び左側縦列に分解され、各縦列又は縦列の像情報が光学的手段によって右眼及び左眼に所属され、モニターの法線に対する観者の眼の位置の横方向の角度が測定され、該半像が、観者の横方向の運動に追従するようにした、３次元情報表示方法において、
１つの像点に、ｎ＋１個の互に隣接する色サブ画素を割り当て、前記光学的手段によって各々見ることができる１つの像点の部分の水平方向の幅をｎ個の色サブ画素の幅に対応させること、
１つの像点を生成するすべての色サブ画素が全幅で見られる理想位置は、色サブ画素の強度のサブ画素毎の横方向のシフトにより、横方向の次の理想位置にシフトされること、
隣接する２つの理想位置間の中間位置において、像点の両縁部に夫々位置する同色の色サブ画素の強度を、夫々、該色サブ画素の色と同じ該像点の色の強度と同じ値にすること
を特徴とする方法。
前記像点の両縁部に夫々位置する同色の色サブ画素の強度は、画面への観者の距離の増大に伴って高くされること
を特徴とする請求項４に記載の方法。
観者の横方向への位置の移動に対応する全変化が、１以上の水平方向に隣接する画素に亘る色サブ画素の強度値の電子的な色サブ画素毎のシフトと、区画Ａの縁部においての横方向の移動なしに見られる色サブ画素の部分幅又は色サブ画素の全幅に対するその補償分に対応する距離（ｓ）分の、ディスプレイ又は光源の光又は光学手段の横方向への機械的な移動とから合成されること
を特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の方法。
色サブ画素の強度の色サブ画素毎のシフトがプログラム技術的になされること
を特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の方法。
１個の画素中に水平方向に並べて配され、１つの行中において周期的に順に続いているｎ個の色サブ画素を備えたフラットディスプレイを有し、
各々観者の右眼及び左眼について１つずつ該色サブ画素により同時に形成される合計２個の立体半像が、各行について１つの像点を有する、互いに隣接して交互に順次続いている各多数の右側縦列及び左側縦列に分解されると共に、
前記ディスプレイに前置された光学手段を有し、該光学手段によって縦列又は縦列の情報が右眼又は左眼に所属され、モニターの法線に対する観者の眼の位置の横方向の角度を測定する手段を有し、前記半像が、観者の横方向の運動に追従するようにした、３次元情報表示装置において、
１つの像点に、ｎ＋１個の互に隣接する色サブ画素を割り当て、前記光学的手段によって各々見ることができる１つの像点の部分の水平方向の幅をｎ個の色サブ画素の幅に対応させること、
１つの像点を生成するすべての色サブ画素が全幅で見られる理想位置は、色サブ画素の強度のサブ画素毎の横方向のシフトにより、横方向の次の理想位置にシフトされること、
隣接する２つの理想位置間の中間位置において、像点の両縁部に夫々位置する同色の色サブ画素の強度を、夫々、該色サブ画素の色と同じ該像点の色の強度と同じ値にすること
を特徴とする３次元情報表示装置。
前記像点の両縁部に夫々位置する同色の色サブ画素の強度は、画面への観者の距離の増大に伴って高くされること
を特徴とする請求項８に記載の装置。
前記光学手段は複数の格子線を有する障壁格子（２）であり、格子線の幅は格子線間の間隔よりも大きく、格子線は観者の眼への光路中において（ｎ＋１）個の色サブ画素の幅をカバーし、格子線の間隔はｎ個ずつの色サブ画素幅分空けられたこと
を特徴とする請求項８又は９に記載の装置。
前記光学手段は複数のプリズムを有する１個以上のプリズムマスク（４）であり、プリズムの幅は（ｎ＋１）個の色サブ画素の幅に対応し、プリズムマスク（４）には垂直方向の格子線（複数）（４ａ）を有するディミング格子が所属され、各格子線（４ａ）の幅は１つの色サブ画素の幅に対応し、プリズムの縁部の格子線（４ａ）は各々１つの色サブ画素の幅の半分をカバーすること
を特徴とする請求項８又は９に記載の装置。
前記光学手段は複数のシリンドリカルレンズを有するレンチキュラーマスク（５）であり、シリンドリカルレンズの幅は２（ｎ＋１）個の色サブ画素の幅に対応し、レンチキュラーのマスク（５）には垂直方向の格子線（複数）（５ａ）を備えたディミング格子が所属され、各格子線（５ａ）の幅は１つの色サブ画素の幅に対応し、格子線（５ａ）は、シリンドリカルレンズの縁部では、１つの色サブ画素の幅の半分をカバーし、シリンドリカルレンズの中央部では、１個の色サブ画素の幅をカバーすること
を特徴とする請求項８又は９に記載の装置。
前記ｎは３であり、３つの色サブ画素の色は３原色（赤Ｒ、緑Ｇ及び青Ｂ）に対応すること、従って、各々の像点（Ｂ）が、各々４つの順に続いている色サブ画素から成り、１つのディスプレイ行において像点を形成する色サブ画素（ＳＰ）がＲＧＢＲ、ＧＢＲＧ、ＢＲＧＢ（以下繰返し）の順序で順次続くようにしたこと
を特徴とする請求項８〜１２の何れかに記載の装置。