JPH02284135A - 表示装置及び表示方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はテレビ、コンピュータグラフィックスなどの視
覚用装置で使用される自己立体視表示装置に関する。

〔従来の技術〕

米国特許第４７１７９４９号は固定発光線を像表示光バ
ルブと組合せて使用し、観察者がメガネを使用すること
無しに見ることができる立体視像を生じる自己立体視表
示について記述している。この表示装置はスクリーンの
前の一直線上にある狭い部分からだけ見ることのできる
１組の立体視像を生じるように使うことができる一方、
スクリーンの前の広い角度から見ることができ、観察者
がホログラムの様に回り見ることができる異なる遠近の
いくつかの異なる像を生じるために使える。しかし残念
なことに後者のように使い光バルブをある数の画素とす
ると、発光線の数が減少する。これはいくつかの画素行
は装置の前のある部分に対応する遠近視の部分を表示す
る各線と各行の前に位置するためである。これは表示装
置が生じる視覚部分Φ数に等しい要因ｆによる解像度の
低下になる。

米国特許第４３６７４８６号では１個の移動する発光点
を像を生じる光バルブと組み合せて使用し、多数の部分
でホログラムの様な像を生じるシステムについて述べて
いる。この表示装置では米国特許第４７１７９４９号の
装置で起きた領域の数と解像力の間の取楡選択という問
題は生じない。これは３次元像を生じる際に光バルブの
解像力をすべて生かす利点がある。しかし高い解像力を
有する装置は非常に高いデータ転送率で動作する必要が
あり、像を生じるためには光バルブを非常に高いフレー
ムレートにする必要がある。この型の高解像度装置はこ
のように今日の技術を使って作るには非常に難しくコス
ト高になる。

〔発明が解決しようとする課題〕

残念なことに米国特許第４７１７９４９号及び米国特許
第４３６７４８６号のいずれの装置も現在の技術で望ま
しいと思われる形ではない。

すなわち本発明の目的は、装置の前の数箇所から適当な
遠近で見ることのできる３次元像を表示することが可能
な装置を提供することである。

本発明の更なる目的は、３次元像を生じることができる
薄くて小型で軽量の表示装置を提供することである。

更に本発明の目的は、３次元像を生じる際に光バルブア
レイの解像度をすべて利用することが可能な表示装置を
提供することである。

本発明の別の目的は装置の前の種々の位置に座る多数の
人がすべて像を見ることができるように像を表示できる
表示装置を提供することである。

更に本発明の他の目的は表示装置上の画素の数を増加さ
せること無しに透過表示の解像度を増加させる手段を提
供することである。

他の目的は後述の詳細な説明に基づく技術の中で明らか
にされる。

〔課題を解決するための手段及び作用〕本発明では自動
立体視又は２次元高解像視覚のための電子表示ユニット
で、 （ａ）２個又はそれ以上の部分の組から発光可能な表面
と、 （ｂ）ユニットが動作される時はいつでも、各組が交互
に連続して点滅し、連続してこの工程を繰り返えさせる
手段と、及び （ｃ）上記表面の前にあり、平行になっている光バルブ
で、その表面には個々の画素を有し、発光部の異なる組
が点灯する時はいつでも像の異なる組を表示することが
可能である光バルブで構成するように改良が施されてい
る。

〔実施例〕

分を拡大した図で、第３図はユニットの上面図である。

出願中の米国出願番号第１１９９０７番のように、複数
の垂直の発光線２．３を有する照明パネル１は光バルブ
アレイ４の後に離れて位置している。

光バルブアレイ４は透過性で各画素５の透過率を変える
ことで像を形成する。通常これらの画素又はピクセル５
は直線の行と列になるよう配置され、水平方向にわたる
列の数はｍであり、垂直方向にわたる列の数はｎである
。今日もっとも商業的に生産されている透過表示装置で
は、照明パネルと透過ピクセルの理想的距離は５ｍｍ程
度である。第２図に示される照明線は２つの組２と３か
ら成っている。線の各組は観察平面７の線６から見る時
は各発光線がピクセルの２つの列８と９の境界の後にか
くれるように位置している。本発明では照明パネル１の
発光部の垂直行は照明パネル１の発光部の列と置き換え
でき、両方の表現とも照明パネル１の上から下まで直線
状の光の配置と置き換えできる。光バルブ４は液晶表示
装置でよい。

各線の組２と３が非常に速く点滅し、３０組が消えてい
る時は２０組は点灯という様に点滅させる装置がある。

これを行なう電子的機械的方法は技術的に良く知られて
おり、これ以上はここでは述べない。パネル１の前の観
察者に対し、これは発光線が位置２と位置３０間で前後
に“ジャンピングする錯覚を起させる。しかし実際の動
作では、線は少なくとも１秒当り３０回の率で点滅し、
観察者が検出できるより速く点滅し、点灯しっばなしの
線があるように見える。

光バルブ４は技術的によく知られた適当な回路や電子技
術により照明パネル１と同期され、線２が点灯している
時線２の前及び左にある列８にある光景の左眼の像の部
分が表示され、線２の前及び右にある列９にその場面の
右眼の像が表示される。線２が点灯している間は装置の
光学的幾何は先行技術の米国特許第４７１７９４９号の
装置の幾何関係と同一であり、左眼が領域１０にあり右
眼が領域１１にある観察者は奥行きの幻覚で立体視像を
見ることになる。１／６０秒後線２が消灯し線３が点灯
する時、今度は発光線３の前及び右にある列８は左眼の
像の替りに右眼の像の部分を表示し、線３の前及び左に
ある列９は左眼の像の部分を表示する。

再び左眼が領域１０にあり右眼が領域１１にあるように
位置した観察者は立体視像を見ることになる。

領域１０にある観察者の左眼はこのようにまず最初に列
８を通して線２を見ることで、列８に表示された像だけ
を見る。水平方向におけるこの像の分解能はｎ／２であ
る。ここでｎは光バルブ上のピクセル列の数である。１
７６０秒後観察者は前は見えなかった列９を通して線３
を見る。このように１／３０秒のサイクルで、観察者の
左眼は光バルブ上のすべてのピクセルで形成される左眼
像を見る。この像は水平方向において解像能力いっばい
の解像度ｎを有する。これは観察者の右眼についても同
様である。このように観察者は解像能力いっばいの解像
度ｍｘｎで立体視像を見ることになる。

第１図から第３図に示すように、照明パネル１と光バル
ブアレイ４は平面である。しかし曲率が小さく、パネル
１とパル１４０両方の曲面が一定の間隔を有する曲面を
用いることも本発明の範囲内である。

米国特許第４８２９３６５号に開示されたものと同一の
マスク（図示せず）を、左眼が一方の行の替りにピクセ
ルの列の一方だけを見るようにし、右眼が残りの列を見
るようにするのに使える。このような配置は、Ｓｔｅｒ
ｅｏｇｒａｐｈｉｃｓ　ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎとＴｅ
ｋｔｒｏｎｉｃｓ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎより出され
ているような高フレームレート陰極線管（ｃＲＴ）で使
用するために設計されたソフトウェアを偏光液晶装置の
シートと偏光ガラスのシステムで使用できるようにする
。

移動線の利用は光アレイパネル４前のいくつかの部分を
生じるのを広げ、各部分からは異なる解像度の遠近視で
見え、ホログラムの様な効果を生じるように使用者が異
なる視点から対象物を見るように頭を動かすことができ
るようにする。

第４図は発明のこの変形例を説明するものである。すな
わちパネル１上にいくつかの発光線の組１３、１４．１
５．１６．１７及び１８がある。この図では６組の線が
示されており、実際には３から数百までの組の数が使わ
れる。各線はやはり線６上のどの点から見てもピクセル
列１９と２０．２０と２１．２１と２２．２２と２３及
び２３と２４の境界の後に位置する。ある与えられた定
数で線１３．１４・・・０１組だけが点灯し残りは消灯
して暗くなっている。更に各線は、１つの点滅サイクル
の１７６又はそれ以下の時間期間だけ点灯している。更
に線は第１の線１３が点灯し、次に線１３が消灯して線
１４が点灯し、次に線１４が消灯して線１５が点灯し、
次に線１５が消灯という具合に同期している。線１８が
消灯する時、再び線１３が点灯し、サイクルを繰り返す
。もし線が充分にゆっくりと点滅するなら、パネル２の
前の観察者は一組の線がスクリーン上を一方向に連続し
て移動しジャンプするのを見ることになる。この効果は
劇場のひさしで見られるような移動する光の錯覚と同じ
である。しかし光は少なくとも１秒間に３０回点滅する
のでパネル１の前の観察者はすべての組が連続して輝い
ているように見える。これはパネル１を横切って連続し
て移動する線を生じる場合も可能で、たとえば回転ミラ
ーによりパネル１上で線を投影することによるが、この
ような方法はより複雑になる。

第５図はこの場合の幾何関係を説明する図である。いま
線の組１３が点灯状態として示される。再びいくつかの
観察領域が平面７にあり、この場合は観察領域は２５．
２６．２７．２８．２９及び３０の６箇所である。線１
３は領域２５内のどの点からもピクセル１９を通して見
られ、領域２６のどの点からも列２０を通して見ること
ができる等々である。線１３が点灯でいる時ピクセル列
１９は領域２５から見る視点に対応した像の部分を表示
し、列２０は領域２６に対応した少し異なる視点で同じ
像の部分を表示する等々である。線１３が点灯している
時の幾何関係と動作は米国特許第４７１７９４９号に述
べられている装置の複数領域の変化の動作と同じである
。さて線１４が領域２５からピクセル列２０を通して見
え、領域２６から列２１を通して等々である。線は第５
図に示すように領域３０から列１９を通して見える。こ
のように線１３が消灯し線１４が点灯する時光バルブ４
上の像は変化し、線１４が点灯している間ピクセル列２
０は領域２５に対応した視点で像の他の部分を表示し、
列２１は領域２６に対応した視点で像の部分を表示する
等々である。線の異なる組が点灯する時観察者の領域２
５内の眼はビクセル列１９．２０．２１．２２．２３、
及び２４を通して連続して発光する線の組を見る。

これらの列は領域２５に対応した視点で光景の連続した
部分を表示し、１７３０秒サイクルで部分２５内の観察
者の眼は解像力いっばいのｍｘｎで表示装置２のすべて
の列にわたって作られた完全な遠近光景を見ることにな
る。このことは他の部分でも同様であり、観察者は頭を
前後に動かした時に実物で見るのと同じ様に光景の遠近
が変わり、すべての位置から観察者は解像度いっばいの
ｍｘｎで光景を見ることができる。

前述のように線の組みの数を増すことができる。

光バルブの解像度をｍ　ｘ　ｎとし、全解像度がｍｘｎ
の像を生じることにすると、装置が平面７に生じる観察
領域の数は線の組の数に等しい。特別の場合が線の組の
数がピクセル列の数ｎに等しい極限状態で起きる。この
ような場合平面７上の領域の数もｎに等しく、もし照明
パネルが光バルブと同じ大きさならば、ある時点ではた
だ１本の線だけが点灯しており、この単線の垂直方向の
線はパネルを水平方向に横切って繰り返し２走査するよ
うに見える。

第６図は本発明の他の変形例を説明する図で、ここでは
線の替りに複数の発光点を使い、観察者が横方向へ動く
場合に加えて上下に動いた場合の視点の変化にも対応し
真のホログラフィック効果を生じるようにする。第６図
にパネル１に図示のような走査パターンで配列された発
光点のいくつかの組の位置３１，３２．３３・３４．３
５．３６．３７．３８及び３９がある。９組の発光位置
が示されているが、実際には４から数百までの数が使わ
れる。ある時点で１組の発光位置だけが点灯し、この場
合は３１の組である。独立に制御できるビクセル４０，
４１４２、４３．４４．４５．４６．４７及び４８を有
する光バルブ４が照明パネル１の前に位置している。３
１．３２３３等の発光位置の１組だけがどの時点ても点
灯しているように点灯と消灯の点滅をする。理想的には
第１の組３１が点灯し、そして３１の組が消灯したすぐ
後３２の組が点灯しそして３３．３４という具合に同期
し、パネル１の前の観察者は走査パターン上の点から点
へ移動しジャンプするように見える多数の発光点を見る
ことになり、これは電子ビーム走査の陰極線管（ｃＲＴ
）を使ったパターンに近似している。

第７図は更に発明の幾何的配置を説明する図である。照
明パネル１上の発光位置３１が点灯しているとき、観察
面７の領域４９における観察者の眼はビクセルの組４０
を通して位置３１を見ており、領域５０の観察者の眼は
ビクセルの組４１を通して位置３１を見ており、このよ
うに位置３９、ビクセルの組４８、領域５７まで同様で
ある。ビクセルの組４０はこのように領域４９に対応し
た視点で像を表示し、組４１は同じ像を領域５０に対応
した視点で表示する等々である。位置３１又は他の位置
が点灯している間、幾何的関係及び光学的ふるまい又は
装置は米国特許第４８２９３６５号で述べた上下を見回
わす変形に等しい。１／２７０秒後位置３１が消灯し位
置３２が点灯する時、領域４９の観察者はビクセルの組
４１を通して位置３２を見て、領域５０の観察者は組４
２を通して位置３０を見て、領域５１の観察者は組３４
を通して位置３０を見る等である。さて組３５が領域４
３に対応した視点から見た新しい部分を表示し、組３６
は領域４４に対応した少し異なった視点で光景の部分を
表示する等である。再び光学的幾何配置はこの前の出願
で述べたシステムの幾何配置と同一である。各１７３０
秒サイクルの開領域４３の観察者の眼は発光位１Ｒ２９
、３０、・・・がビクセルの組３４，３５．３６の後で
連続して点灯するのを見ることになる。各組は領域４３
に対応した視点で像の部分を表示するため、観は観察者
が検出するには速すぎるため観察者は連続した固定した
像があるように認識する。このことは他の領域にある観
察者の眼に対しても同様であり、そのため観察者が領域
４３から５１の範囲内で動き、冬眠は異なる領域にある
かぎり、実際の光景のように動きに従って視点が変わる
と思われるように奥行きのあるｍｘｎの解像度の光景を
見る。

前述のように発光位置の組合せの数は変えることができ
る。領域の数は発光位置の組合せの数に等しい。極限の
場合、光バルブの上のピクセルの数だけある場合、いか
なる時も１つの位置だけが点灯しており装置は米国特許
第４３６７４８６号に述べられた変形例と同一になる。

市場にあるか開発中の多くのＬＣＤは色を生じるように
異なるピクセルの組にその上に異なる色フィルターを付
けて使用する。代表的配置はビクセル部分に渡って広が
る３つのピクセル列の組合せを使い、一つは赤、一つは
緑、一つは青である。

前の応用ではマスクは固定発光線と組み合せて使われ、
カラースクリーン上のフィルターされたピクセルの配列
で３次元像を生じるようになっている。しかし点滅する
線のグループが使われる時、第１図から第７図に示した
よう、マスクは必要でない。線は前述のまったく同じ方
法で配置され動作される。相違は透過表示装置上の像が
赤、緑、青の要素に分解され赤、青、緑のピクセル列の
上に表示されるということだけである。

第４図と第５図はカラーユニットの動作を説明するのに
も使える。第４図と第５図において、パネル４はカラー
表示装置で、ピクセル列１９と２２は赤フィルターを有
し、２０と２３は緑フイルタ−，２１と２４は青フィル
ターを有するとする。パネル１の照明線は前述のように
動作する。線１が点灯する時、ピクセル列１９は第５図
の領域２５に対応した視点で像の部分の赤要素を表示し
、列２０は領域２６に対応した視点で像の緑要素を表示
し、列２１は領域２７に対応する視点で像の青要素を表
示する。照明線１９から２４は一回の点滅サイクルを行
い、どの領域の観察者の眼もパネル４のすべてのピクセ
ルの後に現われる光の線を見ることになり、このように
して１／３０秒（又はより小さい）点滅サイクルで形成
される完全な全分解能のカラー像を見ることになる。

これは第６図と第７図で説明したような光の点減点のパ
ターンを使う表示装置の場合も同様である。パネル４は
赤、青及び緑のピクセルの列又はパターンを有し、点３
１から３９の点滅サイクルの間の適当な時間像の赤要素
は赤ピクセルに表示され、緑要素は緑ピクセルに、青要
素は青ビクセルに表示される限り、照明パネル１は前述
の通り動作できる。透過ビクセルを通る光ｐ″フイルタ
リング色を生じる共通の方法は光の多くがフィルタリン
グ工程で吸収されるという他の欠点がある。一連の点滅
する光パターンが照明光源として使われる時、色を生じ
る異なる方法が可能である。この方法はピクセルを通過
する光の量を減少させることは無く、このためより明る
い表示装置にできる。

第４図と第５図はフィルタリング無しに色を生じる方法
を説明するのに使うことができる。

第４図ではパネル４は色フィルター無しの“白黒″透過
表示パネルであるとする。しかしパネル１上では線の組
１４と１７は赤い光を放射し、線の組１５と１８は緑の
光を放射し、そして線の組１６と１９は青の光を放射す
る。組１４と１７が点灯する時パネル４のすべてのピク
セルは領域２５から３０に対応する像の赤要素を表示す
る。同様に線１５と１８が点灯する時、パネル４は像の
緑要素を表示し、緑１６と１９が点灯する時はパネル４
は像の青要素を表示する。

領域２５から３０のどこかにある観察者の眼はこのよう
に赤、緑、前列のいずれかでできる完全なｍ／３ｘｎの
像を見ることになる。前述のドツト又は点のような他の
形をした発光部分も一組の部分が赤い光を放射し、もう
−組が緑の光を放射し、もう−組が青い光を放射するよ
うにすることでカラー像を生じるようにできる。

発光部の移動パターンを表示する表面も、３次元像を生
じる替りに２次元の像を表示する時には透過表示の解像
度を増加させるのに使用できる。

第８図と第９図はこれが実現される方法を説明する。

第８図に示されるように２つ又はそれ以上の組の発光線
を有する照明パネルはもう一度透過表示装置の後に配置
される。第８図では３つの線の組１５２、１５３及び１
５４が示されている。この応用のための発光表面１の最
適の配置と前述の自ａ立体視での応用における配置の間
には２つの相違がある。

まず第１に発光部分は透過表示ピクセルに近接して位置
しているのが最適である。理想的には発光表面は透過ピ
クセル層の後に直接取り付けられるが、これは現在ある
透過表示装置で実現するのは難しい。このような表示装
置は大部分は電極層と２枚の薄いガラスの間にはさみ込
んだ透過ビクセル層を有する液晶装置である。このＬＣ
Ｄ構造のため発光表面はより容易に、ピクセル層の後の
代表的にはピクセルから約１ｍｍの距離にあるガラスの
外側表面に取り付けることができる。それにもかかわら
ず発光表面からピクセルまでの距離が第１図と第２図で
の距離、５ｍｍ程度に近似していれは使用可能である。

第８図の配置と第２図及び第４図の配置の間の他の差異
は発光部分が互いに近接しており、どの時点でも平面７
に眼が位置している観察者は左眼ですべてのピクセルの
後の線を見て、右眼ですべてのピクセルの後の同じ線を
見ることになる。このように観察者は両眼ですべてのピ
クセルを見て、３次元効果は観察されず代わりに透過表
示装置は同じ高解像度像を両眼に対して生じる。

更に他の差異は、もし発光表面がビクセル層又はその近
くに取り付けられているなら、発光線は細い線又は小さ
な点である必要は無いことである。

むしろ各発光部分の組は他の発光部分が占めないあき部
分のほとんどを占めることができ、第１０図に示すよう
に各部分の間のあきはほとんど無いかまったく無くなる
。

これらの差異から明らかなように、発光表面１が２つの
位置の間を移動できるようにする、すなわち３次元応用
のための代表的には約５＋ｎ＋ｎの距離の位置と２次元
応用のための透過表示装置の後側表面の位置の間を移動
できるような機械的取り付は機構を有することが望まし
い。

発光線の組１５２．１５３及び１５４が連続して点滅し
、第１の組１５２が点灯し、次に１５２の組が消灯し１
５３の組が点灯する、そして同様に１５４の組と再び１
５２０組という具合である。１５２の組が点灯する時Ｌ
ＣＤ上の各ピクセルの透過率は、１５２の組の各照明部
分に対応した明るさを生じるように変えられ、観察者は
発光部１５２で形成される像を見る。１５３の組が点灯
する時には各ピクセルは再びそれぞれの透過率を変え、
観察者は１５２の部分で作られる同じ像の異なる部分を
見る。そし°Ｃ発光部１５４　も同様である。このよう
に各サイクルの間完全なｍＸ３ｎの像が透過表示装置の
ｍｘｎのピクセルと光源の組１５２．１５３及び１５４
の相互作用で形成される。

で形成される照明パネルと結合しても使用できる。

この配置は第１０図で説明される。ここでは発光部の４
つの組１５５．１５６．１５７及び１５８が示されてい
る。前述のようにこれらは第１１図の平面７付近に眼が
ある観察者がある時点でＬＣＤの各ピクセルの後の１つ
の発光部分を見るような距離に離れて置れている。

発光の組１５５．１５６．１５７及び１５８が連続して
点滅し、第１の組１５５が点灯され、次に１５５の組が
消灯して１５６の組が点灯し、同様に１５７の組と１５
８の組という具合である。１５５の組が点灯されている
時、ＬＣＤ上の各ピクセルの透過率は各照明部分１５７
をそれに応じた明るさにするように変化され、観察者は
１５５の部分が形成する像を見ることになる。１５６０
組が点灯する時には各ピクセルは再びその透過率を変え
、観察者が１５６の部分が形成する同じ像の異なる部分
を見る。そして発光部１５７と１５８についても同様で
ある。このように各サイクルの間完全な２ｍ×２ｎの像
が、ｍｘｎのピクセルの透過表示装置と４組の光源１５
５１５６、１５７及び１５８の相互作用により形成され
る。

第１１図は特にビデオへの応用で有用である他の望まし
い実施例を説明する。標準のビデオシステムは像の半分
を走査して表示装置の一行おきに表示しくすなわち奇数
行）、像の残りが走査されて残りの行（すなわち偶数行
）に表示するという具合に動作する。第１１図に示され
る発光線とＬＣＤの配置はこの種の走査配置と互換性が
あるように設計され、発光線を有する光源と組み合せて
毎秒６０フレームで動作するｍｘｎのＬＣＤでｍ　Ｘ　
２ｎの像を生じるようにする。第１１図において、第９
図と第１０図における照明パネル１の垂直線又は小さな
正方形の発光源は２組の水平な線光源５９と６０で置き
換えられている。光バルブアレイ４の上半分の後にある
５９の組は点灯されそして消灯し、各ピクセルの下半分
の後の６０の組が点灯しそして消灯する。

線が点滅するタイミングはビデオ入力からのビ時、ピク
セル５の上半分の後の５９の線が点灯する。

ＬＣＤのすべての行をアドレスするのに電気信号が使わ
れる。次に像の偶数行のための信号がＬＣＤ表示装置の
すべての行に送られた時、６０の線が表示され、この線
はピクセルの下半分の後に位置している。このように各
１７３０秒の間観察者はｍｘｎの解像度のＬＣＤで形成
される完全なｍＸ２ｎの解像度の像を見ることになる。

交互に赤、青及び緑のピクセルの行を有する代表的カラ
ーＬＣＤ表示装置で使う時は、装置の動作は前の記述と
同一の第８図である。すくなくとも１個の赤、１個の緑
及び１個の青い発光部が各ピクセルの後に見えるように
配置され、これらの異なる色部分が連続して点滅する赤
、緑及び青の発光線又は点を用いて色を生じることも可
能である。第８図と第９図はこの技術を説明するのに使
われる。

この場合第９図と第１０図のパネル１上の３組の発光部
分１５２．１５３及び１５４のそれぞれは異なる色の光
を発つする。１５２の部分は赤い光を発つし、１５３の
部分は緑の光を、１５４０部分は青い光を発つする。前
述のように１５２．１５３及び１５４０組が連続して点
滅する。１５２の組が点灯する時、ピクセル５は像の赤
い要素を表示する。１５３の組が点灯する時、ピクセル
５は像の緑の要素を表示し、そして１５４の組が点灯す
る時はピクセル５は像の青い要素を表示する。第１図か
ら第１１図に説明された速く点滅し又は移動する細い線
の複数の組を作るには多くの方法がある。線、正方形又
は他の形をした発光部と、ＴＦＥＬエツジ発光アレイ、
ファイバ光学線又は他のガラスに刻ざまれた直線チャン
ネルに封止されたネオンのような気体を有する薄膜フィ
ルムのエレクトロルミネセンスパネルがある。それにも
かかわらず非常に小さなピクセルで非常に高い解像度の
表示装置で使うには、非常に小さな発光部分の組を作る
の？難しく高価になる。

第１２図は非常に小さな発光部を非常に多数作る容易で
低コストの方法を示す。

普通のフラッシニ電球の様ないくつかの大きな光源６２
．６３及び６４が光パネル６５上に配置されている。第
１２図においては３組の光源が示されているがどの組数
でも良い。電球の組はコントローラ６６によって動作さ
れ、このコントローラは６２の組を点滅させ、６３０組
を点滅させ、そして６４０組を点滅させる。ハエの眼レ
ンズアレイ６７の各レンズは拡散面である表面１上に光
源６２・６３及び６４の小さな像６８．６９及び７０を
形成する。第１２ａ図は像の行ｖ８をより明瞭に示すた
めハエの眼レンズのアレイ６７と第１図の表示ユニット
の一部分を拡大したものである。もし発光線が作られる
ならばハエの眼レンズの代わりにレンチキニラレンズが
使われる。

複数の組の点滅する発光部を表示する照明パネルの表面
１は光バルブアレイ４の後に位置している。

光バルブアレイ４上に示された像はクロック６１装置に
より点滅する光源６２から６４と同期している。

第１２図に示された点滅する光源は、光源６２．６３及
び６４とハエの眼レンズアレイ６７０間に位置する機械
的又は電気光学的シャッタ装置によって点滅するように
見える固定した発光源で置き換えることもできる。

投影用レンズ又はレンズ群７１もシステムには含まれ、
透過表示装置上の像は多くの観衆が見るスクリーン上に
投影されることが可能である。このような投影レンズは
第８図から第１１図のどの形式でも、前述の発光部を作
るどの方法でも使用できる。

更に投影用レンズ又はレンズ群７１は本発明の表示装置
の像をコピー情報又は像再生媒体上に投影するのに使用
できる。第１６図は第８図の装置を使い、光バルブ４上
に示された像が電子写真式複写機の像受光面（又は複写
のプラットフォーム）７２上にレンズ７１で焦点が結ば
れる。複写機７３は通常の方法で投影像を処理し、たと
えば紙７４のような有形の媒体上に表わし固定化する。

第１６図にはミラー７５が示されている。ミラー７５は
機械設計を考慮して表示ユニットが直接複写機７３上に
配置できず、像光光面７２上に適正に投影するためには
像光経路を曲げる必要がる時に使われる。複写機７３は
他の望ましい像再生システムや装置で置き換え可能であ
る。このように電子写真式複写機７３０紙７４に加えて
媒体としてはアセテートフィルム、写真フィルム、イメ
ージデータ社で開発されたデジタル記録紙や謄写版又は
ゼラチン版のステンシル原版又はレーザプリンタ出力な
どのデジタル記録媒体がある。これは非常に高い解像力
で永久の固定的再生を素早く行うので視覚又は他の情報
の“ハードコピーと呼ばれる。

透過表示装置が１秒間に示すことができる像の数は、表
示装置のピクセルを点灯と消灯するのに要する時間の長
さであるピクセルの応答時間によって制限される。この
応用で開示された技術を使い表示フリッカ−を許容限界
内におさえるには、表示装置は像又は像の組を１７３０
秒又はそれ以下で示す必要がある。このように透過光バ
ルブアレイは１秒間にｎ回像を表示することが可能であ
るため、ｎが３０より大きい場合ｎ／３０の視界領域を
生じる立体視システムを作ることができ、又は透過光バ
ルブの解像力のｎ７３０倍に等しい解像力の２次元表示
装置が作られる。

現在のところもっとも速い透過表示装置は液晶タイプで
ある。ＴＰＴ　（薄膜トランジスタ）とＬＣＤで２ｍｓ
程度のピクセル応答速度のものがいくつかの開発研究所
にはある。このような応答時間ならば１秒当り約５００
フレームのフレームレートが可能である。このフレーム
レートでは１６領域立体視システムが第１図から第７図
に説明された技術を使って構築でき、又は固有のＬＣＤ
解像力の１６倍までの解像力の表示装置が第８図から第
１０図までに説明された技術を使って構築できる。

更に表示装置を高いフレームレートで駆動する電子部分
を備える必要もある。現在市場に出回っているもっとも
速いコントローラ基板はＣｉｒｒｕｓＬｏｇｉｃにより
販売されているものでフリッカ−を感じさせないために
１秒間に１２０フレームでＬＣＤ表示装置を駆動する。

このようなフレームレートは４つの視覚領域まで可能な
全解像度の表示装置を構築するか又は王ＣＤの解像度の
４倍までの表示装置を可能にする。より速いＬＣＤや他
のタイプの透過表示装置がより速い駆動装置と伴に将来
開発されることが期待できる。

第１図から第１２図に説明した装置は、いくつかの応用
のための表示装置として使うことができ、いくつかの方
法で情報を受けることができる。第１３図はコンピュー
タと一緒にコンピュータが作成する像を表示するのに装
置がどのように使われるかを説明する。コンピュータ８
０は像情報をグラフィックメモリ９０に書き込むために
必要な算術計算を行なう。このメモリはいくつかの部分
９１から９６に分けることができる。各部分は表示装置
４の前の領域の一つで見ると想定される像の一つを記憶
するのに割当てられる。６つの部分が示されているが、
実際には２からたとえば１２までのどの数を使っても良
く、これは表示装置４の前の領域の数による。もし表示
装置が２次元モードで使われるなら、メモリの各部分は
パネル１上の発光部の組の１つが点灯する時に表示され
る像の部分の１つを記憶するのに割当られる。コントロ
ーラと駆動の電子部分９７はメモリから情報を取り出し
、像を作るための表示装置４上のピクセルの透過率を変
えるためにこの情報を使う。クロック１１４は像の読み
出しと表示をパネル１上の点滅部分と同期させる。

第１４図は第１図から第７図の表示装置がテレビ放送の
受信機として使用できる方法を説明する。

一連のテレビカメラ９８から１０３はいくつかの光景の
像を生じる。一つのカメラは表示装置４の前の各視覚領
域のための１つの像を作るのに使われる。

ここには６台のカメラが示されているが、実際には２台
から１２台以上のいずれかが使われ、これは表示装置４
とパネル１が作ることができる領域の数による。大部分
の応用ではすべてのテレビカメラが同期し、すべてのフ
レームが同時に撮られ、いくつかの部分１０５から１１
０を有し、１つが各像に対応するグラフインクメモリ１
０４に記憶される。

これらの像はマルチプレクサ１１１で多重化され伝送装
置１１５によりケーブル結合１１２又はアンテナ１１６
からの電波発信を経由して表示装置４に送られる。同期
信号も、表示装置４と照明パネル１を１１５からの信号
で同期させるため放送される。

第１５図は表示装置がレーダ、ソナー又はレーザビーム
レンジ検出装置などの距離と方向を検出する装置に使う
ことができることを説明する。検出受信装置１１３はレ
ーダ皿（ｒａｄａｒ　ｄｉｓｈ）のようなもので、周囲
を走査し、その周囲内の目的物からのエコーを受ける。

コンピュータ８０はエコーの時間遅れを距離情報に変換
し、順番にこれを装置１１３で検出された目的物の位置
と形のグラフィックな再現に変換する。この再現はグラ
フィックメモリ９０内に在り、そこではコントローラと
ディスク駆動装置９７を通して光アレイ表示装置４へ読
み出される。

これまでの説明では発光部分は平行線又はラスターパタ
ーンに配列された正方形及びドツト状の形を有するとし
た。同様に透過表示装置もラスターパターンに配列され
たビクセルを有するとして述べてきた。実際には種々の
形のいくつかの数の照明部分を、３次元の像を作るか又
は透過表示装置の解像力を増加させるため、種々の形と
配列のビクセルを有する透過表示装置と組み合せて使う
ことができる。本応用例はそのような他の配列も含むこ
とができると考えるべきである。

これまでの記述は説明のためでこれに限られるものでは
ない。多くの他の変形例が当然本発明の開示に基すいて
考えられる。これらは本発明の請求範囲内と理解される
べきと考えられる。

〔発明の効果〕

本発明により装置前の数箇所から３次元像を見ることが
できる表示装置が実現できる。更に薄くて小型で軽い表
示装置で３次元像を発生することができる。また本発明
では３次元像を発生する時にも表示装置の光バルブの解
像度をすべて活用している。−刃高解像度表示が表示装
置のビクセル数を増加させることなく実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自己立体視表示ユニットの透視図、 第２図は第１図の表示ユニットの部分を拡大した図、 第３図は第１図の表示ユニットの上方より見た、発明の
幾何関係と光の特性を説明する図、第４図は第２図の表
示装置の変形例の拡大図で、表示装置内により多くの線
の組がある場合であり、第５図は第４図の表示ユニット
の上方より見た、発明の幾何関係と光の特性を説明する
図、第６図は本発明の変形例の拡大図で、発光部分が移
り変わる線の替りに照明パネル上に点滅し発光部分が移
り変わる点を使用する場合であり、第７図は第６図の表
示ユニットの幾何関係と光の特性を説明する図で、 第８図は本発明の変形例の透視図で、透過表示装置の水
平解像度を増加させるため点滅し又は移り変わる発光部
分を使用した場合で、 第９図は第８図の表示ユニットの前面図で、動作を説明
する図で、 第１０図は第８図の装置の変形例の透視図で、透過表示
装置の水平及び垂直の両方の解像度を増加させるため点
滅又は移り変わる発光部分を使用した場合、 第１１図は第８図の装置の変形例の透視図で、透過表示
装置の垂直方向の解像度を増加させるため点滅又は移り
変わる発光部分を使用した場合、第１２図は第１図から
第１１図に示した装置で使用するための非常に小さい発
光部分の組を作る方法第１図から第１１図に示した本発
明の使用についての説明図、 第１４図は遠隔テレビシステム用表示装置としての第１
図から第７図に示した本発明の使用についての説明図、 第１５図はレーダ／ソナーシステム用としての第１図か
ら第１１図に示した本発明の使用についての説明図、 第１６図は有形の複写再生システムで像を形成する際の
第８図から第１１図に示した本発明の詳細な説明図であ
る。 図において、 １・・・照明パネル、　　　　　２，３・・・発光線、
４・・・光バルブアレイ、　　　５・・・ビクセル、７
・・・観察面、　　　　　　　８．９・・・ビクセノペ
１０・・・左眼領域、　　　　　１１・・・右眼領域、
１３−１８・・・発光線、　　　　１９−２４・・・ピ
クセル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、自己立体視観察又は２次元高解像観察のための電子
   表示ユニットであって、 （ａ）２又はそれ以上の組の部分から光を発っすること
   が可能な表面、 （ｂ）ユニットが動作中は、各組を１つの組の後に次の
   組という具合に連続して点滅させ、この工程を連続して
   繰り返えさせる手段、及び （ｃ）該表面の前に配置され及び該表面に平行であり、
   表面に個別の画素を備え、発光部分の異なる組が点灯す
   る時は像の異なる組を表示することが可能な光バルブを
   備えた電子表示ユニット。 ２、自己立体視表示ユニットを形成するため装置は複数
   列の発光部分を備える請求項の１に記載の表示装置。 ３、発光部分が線状の発光部分である請求項の２に記載
   の表示装置。 ４、発光部分が個別の発光点の連続したものである請求
   項の２に記載の表示装置。 ５、発光部分が水平である２次元高解像度観察用の請求
   項の１に記載の表示装置。 ６、発光部分が水平方向に配列されている請求項の５に
   記載の表示装置。 ７、発光部分が線状の発光部分である請求項の５に記載
   の表示装置。 ８、発光部分が個別の発光点の連続したものである請求
   項の５に記載の表示装置。 ９、カラー表示であり、各個別の画素は３つの個別画素
   で置き換えられ、それぞれの画素は３原色の異なる色に
   対して濃淡が変わる請求項の１に記載の表示装置。 １０、各発光部分は３つの部分で置き換えられ、それぞ
   れの発光部分は３原色の異なる色に対して発光強度が変
   わる請求項の１に記載の表示装置。 １１、コンピュータが発生した情報のための表示装置と
   してコンピュータシステムで使用される請求項の１に記
   載の表示装置。 １２、視覚表示装置としてテレビ受像システムで使用さ
   れる請求項の１に記載の表示装置。 １３、受け入れた情報の視覚表示装置としてレーダ、ソ
   ナー及びレーザビームレンジ発見装置に使用される請求
   項の１に記載の表示装置。 １４、永久的で有形な複写再生システムで使用される請
   求項の１に記載の表示装置。 １５、複写が写真フィルム上に行なわれる請求項の１４
   に記載の表示装置。 １６、複写が紙の上に行なわれる請求項の１４に記載の
   表示装置。 １７、複写がデジタル記録媒体上に行なわれる請求項の
   １４に記載の表示装置。 １８、観察面上に投影するための像の供給源として投影
   システムで使用される請求項の１に記載の表示装置。 １９、光バルブが液晶表示装置である請求項の１に記載
   の表示装置。 ２０、表面に発光部分の組を生じる装置であって、（ａ
   ）２又はそれ以上の組の部分から光を発っすることが可
   能な表面、 （ｂ）装置が動作中は、各組を１つの組の後に次の組と
   いう具合に連続して点滅させ、この工程を連続して繰り
   返えさせる手段、 （ｃ）該発光部の前に間隔を置いて配置されたはえの目
   レンズ又はレンチキュラレンズシート、及び （ｄ）該レンズの前にあり、該レンズにより発光部分の
   複数の像が形成される透明又は半透明の像表面を備えた
   装置。 ２１、光点滅部分が定常発光部分で置き換えられ、該発
   光部分と該レンズの間に配置された機械的又は電気光学
   的シャッタが点滅作用を行なうために使用される請求項
   の２０に記載の装置。 ２２、２又はそれ以上の組の部分から光を発っすること
   が可能な表面が、連続して独立に点滅することが可能な
   ２又はそれ以上の個別の発光装置で置き換えられた請求
   項の２０に記載の装置。 ２３、光源がストローブランプ（ｓｔｒｏｂｅ　ｌａｍ
   ｐ）である請求項の２２に記載の装置。 ２４、発光装置は定常的に発光し、点滅は発光装置とレ
   ンズの間に配置された機械的又は電気光学的シャッタに
   より行なわれる請求項の２２に記載の装置。 ２５、（ａ）２又はそれ以上の組の部分から光を発っす
   ることが可能な表面、 （ｂ）ユニットが動作中は、各組を１つの組の後に次の
   組という具合に連続して点滅させ、この工程を連続して
   繰り返えさせる手段、及び（ｃ）該表面の前に配置され
   及び該表面に平行であり、表面に個別の画素を備え、発
   光部分の異なる組が点灯する時は像の異なる組を表示す
   ることが可能な光バルブを備えた表示装置において、光
   バルブが受ける一連の変調された電磁信号を送る工程を
   備えた自己立体視又は高解像度像を表示する方法。 ２６、電磁信号は色を示す信号を含み、各発光部分は３
   つの発光部分により置き換えられ、それぞれの発光部分
   は３原色の異なる色に対して濃淡が変化する請求項の２
   ５に記載の方法。 ２７、電磁信号は色を示す信号を含み、各個別の画素は
   ３つの個別の画素で置き換えられ、３列の画素のそれぞ
   れは３原色の異なる色に対して濃淡が変化する請求項の
   ２５に記載の方法。 ２８、表示装置により形成される像が投影レンズを通し
   て有形な複写再生システムの像受光表面上に投影され、
   受光された像は有形な複写に固定される請求項の２５に
   記載の方法。 ２９、表示装置により形成される像が投影レンズを通し
   て像受光表面に投影され、該像は観衆により見ることが
   できる請求項の２５に記載の方法。 ３０、電子的に発生されたカラー像を創造する装置であ
   って、 （ａ）発光する光の色が異なる色の間で変化し、どの時
   点でも発光する色は唯一つである光源、（ｂ）該光源の
   前に置かれ、該光源からの光が通過し、送られてくる電
   気信号に対応して透過像を形成することが可能であり、
   異なる色の光が光源から発っせられているそれぞれの間
   は異なる像を形成し、該像はいくつかの像の色要素であ
   り、該色要素はどの時点でも光源により発っせられる光
   の色と一致している透過的電子制御光バルブ、及び （ｃ）光バルブの前の光バルブ上の像を表面に投影する
   ような位置に置かれた任意の光システムからなる電子的
   に発生されたカラー像を作る装置。 ３１、光バルブが液晶表示装置である請求項の３０に記
   載の装置。 ３２、光源が３色の光を発っする請求項の３０に記載の
   装置。 ３３、色が赤、緑及び青である請求項の３２に記載の装
   置。 ３４、（ａ）光バルブ上に像を形成し、該像があるフル
   カラー（ｆｕｌｌ　ｃｏｌｏｒ）像の一色要素であるス
   テップ、 （ｂ）該光バルブを通過するように、光源から像の色要
   素に一致した色の光を発っするステップ、 （ｃ）光バルブ上の像を同じ像の第２の色要素に変化さ
   せるステップ、 （ｄ）該光バルブを通過するように、光源から像の第２
   の色要素に一致した色の光を発生するステップ、及び （ｅ）充分な色が発っせられ色要素が表示されるまで付
   加的色についてステップ（ｃ）及びステップ（ｄ）を繰
   り返えし、該表示装置を見る観察者が完全なフルカラー
   像を見ることができるようにするステップからなるカラ
   ー電子像を生じる方法。 ３５、光バルブが液晶表示装置である請求項の３４に記
   載の方法。 ３６、光源が高速に連続して３色を表示する請求項の３
   ５に記載の方法。 ３７、色が赤、緑及び青である請求項の３６に記載の方
   法。 ３８、光バルブにより形成される像が光システムを通し
   て像受光面に投影される請求項の３６に記載の方法。