DE69331925T2

DE69331925T2 - Stereoskopisches Darstellungsgerät

Info

Publication number: DE69331925T2
Application number: DE69331925T
Authority: DE
Inventors: Hirokazu Aritake; Manabu Ishimoto; Masayuki Kato; Masato Nakashima; Noriko Sato
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-09-30
Filing date: 1993-09-16
Publication date: 2002-08-29
Anticipated expiration: 2013-09-17
Also published as: US5696552A; DE69331925D1; JPH06110374A; CA2106244A1; CA2106244C; EP0590832A3; US5497189A; EP0590832A2; EP0590832B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Stereoanzeigevorrichtung zum Anzeigen eines räumlichen Bildes aus einer Vielzahl von 2-dimensionalen Bildern mit verschiedenen Sehpunktpositionen und, im besonderen, eine Stereoanzeigevorrichtung zum Ausführen einer Stereoanzeige, die als holographische Stereoaufnahme des Bildtyps bekannt gewesen ist.
Bislang sind verschiedene Arten von Studien und Entwicklungen bezüglich eines Anzeigeverfahrens durchgeführt worden, wodurch ein Bild stereoskopisch betrachtet werden kann. Das herkömmliche Stereoanzeigeverfahren betrifft den Doppelaugentyp, der durch einen Brillentyp repräsentiert wird, und ist ein System, bei dem verschiedene Bilder mit dem rechten und dem linken Auge zu sehen sind und ein Stereogefühl durch eine Vergenz beider Augen oder eine Parallaxe beider Augen erreicht wird. Es existiert ein Lenticular-Verfahren des Mehraugentyps als Erweiterung des Doppelaugentyps. Das Prinzip der stereoskopischen Betrachtung ist dem des Doppelaugentyps ähnlich. Gemäß solch einem herkömmlichen Stereoanzeigeverfahren erscheint selbst dann, wenn der Betrachter den Kopf nach rechts und links bewegt, kein Unterschied (kinetische Parallaxe) zwischen den räumlichen Bildern, die betrachtet werden, so daß nur ein unnatürliches räumliches Bild gesehen werden kann. Eine holographische Stereoaufnahme kann als Mittel zum Eliminieren solcher Probleme genannt werden. Bei der holographischen Stereoaufnahme wird ein 2-dimensionales Videobild, das eine Parallaxe enthält, auf spaltartigen Segmenthologrammen aufgezeichnet, die sich in der vertikalen Richtung erstrecken, und eine Anzahl von solchen Segmenthologrammen ist in der horizontalen Richtung angeordnet. Selbst wenn der Betrachter den Kopf nach rechts und links bewegt, kann deshalb ein natürliches Stereogefühl erreicht werden. Es gibt auch eine holographische Stereoaufnahme, die eine Parallaxe in der vertikalen Richtung enthält. Bei dem Beispiel einer holographischen Stereoaufnahme mit einer horizontalen Parallaxe werden zuerst, wie in Fig. 1 gezeigt, die Objekte 332 und 334 photographiert, während die Kameraposition von einer Position 330-1 zu einer Position 330-n wechselt. Anschließend wird, wie in Fig. 2 gezeigt, ein Laserstrahl 342 auf einen Film 336 eingestrahlt, der durch das Photographieren in Fig. 1 erhalten wurde. Ein Transmissionslicht, das durch den Film 336 hindurchgetreten ist, wird durch eine Linse 338 auf eine Streuplatte 340 projiziert, wodurch ein Objektlicht 344 erzeugt wird. Ein Spalt 350 einer Spaltplatte 348 ist vor einer Hologrammtrockenplatte 352 in Entsprechung zu der Photographierposition angeordnet. Ein Interferenzstreifen (Phasenverteilung) wird durch eine Interferenz zwischen einem Referenzlicht 354 und dem Objektlicht 344 erhalten und auf der Hologrammtrockenplatte 352 belichtet und aufgezeichnet.
Ferner gibt es auch ein Verfahren zum Bilden eines Hologramms, das abgebildet wurde, wie in Fig. 3 gezeigt. Das heißt, ein Laserstrahl (Wiedergabelicht) wird durch eine Wiedergabelichtquelle 355 auf die in Fig. 2 gebildete Hologrammtrockenplatte 352 eingestrahlt, um konvergiert zu werden, was als virtuelles Bild gezeigt ist. Eine andere Hologrammtrockenplatte ist an der Anzeigeposition des Bildes auf Grund des Objektlichtes 344 vorgesehen, das durch die belichtete Hologrammtrockenplatte 352 wellenfrontkonvertiert wurde. Die Hologrammtrockenplatte wird durch Einstrahlen des Referenzlichtes 362 auf sie belichtet, wodurch eine abgebildete holographische Stereoaufnahme 360 gebildet wird (im folgenden "holographische Stereoaufnahme des Bildtyps" genannt). Ein Wiedergabelicht 364 wird, wie in Fig. 4 gezeigt, auf die holographische Stereoaufnahme des Bildtyps 360 eingestrahlt, das Wiedergabelicht wird in die Wellenfront konvertiert, so daß von einer Sehfeldzone 366 ein räumliches Bild zu sehen ist.
Bei der Ausführung einer Stereoanzeige ist es wünschenswert, wenn ein räumliches Bild in der Nähe der Hologrammoberfläche existiert, um eine Ermüdung der Augen des Betrachters zu reduzieren. Bei der holographischen Stereoaufnahme von Fig. 1 ist es erforderlich, das durch die Kamera photographierte Bild zur Rekonstruktion zu konvertieren, so daß ein räumliches Bild die Hologrammoberfläche überdeckt. Da andererseits bei einer holographischen Stereoaufnahme des Bildtyps von Fig. 4 ein 2 -dimensionales Bild auf der Hologrammoberfläche existiert, kann das räumliche Bild die Hologrammoberfläche überdecken, ohne das Bild zu konvertieren. Ferner ist der Vorteil vorhanden, daß selbst dann, wenn sich eine Wellenlänge von Referenzlicht, das auf das Hologramm eingestrahlt wird, verändert, die Bildebene auf der Hologrammoberfläche existiert und keine Farbaberration auftritt und dergleichen. Deshalb kann gesagt werden, daß ein räumliches Bild bei der Stereoanzeige durch die holographische Stereoaufnahme des Bildtyps leichter zu sehen ist.
Solch ein Hologramm kann andererseits elektronisch angezeigt werden, indem zum Beispiel eine Vorrichtung zur räumlichen Lichtmodulation unter Verwendung eines Flüssigkristalls eingesetzt wird. Zum elektronischen Anzeigen eines Hologramms unter Verwendung der Vorrichtung zur räumlichen Lichtmodulation ist es jedoch im allgemeinen erforderlich, eine Phasenverteilung des Lichtes von einem 3-dimensionalen Objekt, das anzuzeigen ist, durch eine Berechnung durch einen Computer zu erhalten. Bezüglich der holographischen Stereoaufnahrae des Bildtyps muß eine Phasenverteilung von einem 2-dimensionalen Bild berechnet werden. Um die Phasenverteilung zu berechnen, wird die Hologrammoberfläche in Mikrohologrammzonen geteilt. Eine Phasenverteilung wird aus den Positionskoordinaten und der Helligkeit aller Abtastpunkte des Objektes bezüglich einer Mikrozone berechnet. Solch eine Berechnung wird hinsichtlich aller Mikrohologrammzonen ausgeführt. Demzufolge ist eine Berechnungsmenge auch bei der holographischen Stereoaufnahme des Bildtyps extrem groß, um die Phasenberechnungen für das 2-dimensionale Bild als Ziel auszuführen. Immer wenn sich der Inhalt des anzuzeigenden 2-dimensionalen Bildes verändert, ist es erforderlich, die Phasenverteilung zu berechnen. Eine Belastung durch die Berechnungen durch den Computer ist groß. In diesem Punkt wird eine Verbesserung verlangt.
GB 1 384 963 beschreibt eine stereographische Anzeige, bei der eine Linse vor dem Hologramm Licht sozusagen in verschiedene Richtungen lenkt.
US 5036385 beschreibt eine automatische Stereoanzeige, bei der blinkende Lichter hinter einer Anzeigeoberfläche synchron mit Bildern blinken, die auf der Oberfläche angezeigt werden, um zwei Sätze von Bildern zu erzeugen, wobei die Bilder von jedem Satz identisch sind. Ein Stereoeffekt wird erzeugt, wenn ein Auge ein Bild von einem Satz ansieht und das andere ein Bild von dem anderen Satz ansieht.
Ferner offenbaren US-A-4853769 und GB-A-2244624 automatische Stereoanzeigen gemäß der Präambel von Anspruch 1.
Gemäß der Erfindung ist eine Stereoanzeigevorrichtung vorgesehen, die umfaßt:
ein Bildanzeigemittel zum Anzeigen eines 2-dimensionalen Bildes;
ein Strahlablenkungsmittel, das dicht vor dem Bildanzeigemittel angeordnet ist, zum Ablenken von Licht von Pixels, die das Bild des Bildanzeigemittels bilden; und ein Speichermittel für 2-dimensionale Bilder, in dem eine Vielzahl von 2-dimensionalen Bildern aus verschiedener Blickrichtung gespeichert worden ist;
ein Steuermittel der 2-dimensionalen Bildanzeige, zum sequentiellen Anzeigen der Vielzahl von 2-dimensionalen Bildern aus verschiedenen Blickrichtungen, die aus dem Speichermittel für 2-dimensionale Bilder ausgelesen werden, an dem Bildanzeigemittel; und
ein Strahlablenkungssteuermittel zum Steuern des Strahlablenkungsmittels, so daß das Licht von jedem Pixel auf einen Bereich gerichtet wird, auf den ein Betrachtungspunkt festgelegt worden ist, um jedes Bild synchron mit der sequentiellen Anzeige der Vielzahl von 2-dimensionalen Bildern zu erhalten, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlablenkungsmittel und das Strahlablenkungssteuermittel ein Mittel zum Anwenden einer variablen Phasenverteilung auf das Bild enthalten, das durch das Bildanzeigemittel emittiert wird, welche variable Phasenverteilung eine holographische Anzeige auf Interferenzbasis erzeugt.
Vorzugsweise wird die Vorrichtung zur räumlichen Lichtmodulation des Strahls betrieben, in welchem Fall es nicht erforderlich ist, die Phasenverteilung jedes Mal zu berechnen, wenn das Bild umgeschaltet wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden bei der Stereoanzeige der holographischen Stereoaufnahme des Bildtyps eine Vielzahl von 2-dimensionalen Bildern aus verschiedenen Blickrichtungen und die Phasenverteilungsinformationen zum Lenken der Pixels von jedem Bild in die Zone (virtuelle Öffnung), die bei Erzeugung des Bildes festgelegt wurde, vorbereitet, so daß ein räumliches Bild unter Verwendung einer Vielzahl von 2-dimensionalen Bildern aus verschiedenen Blickrichtungen stereoskopisch angezeigt werden kann. Demzufolge ist es nicht erforderlich, die Phasenverteilung von jedem Bild zu berechnen und in der Vorrichtung zur räumlichen Lichtmodulation anzuzeigen, und die Berechnungslast kann beträchtlich reduziert werden.
Daher ist offensichtlich, daß Ausführungsformen der Erfindung eine Stereoanzeigevorrichtung vorsehen können, die eine Stereoanzeige ausführen kann, ohne die Phasenverteilung berechnen zu müssen, selbst wenn sich ein 2-dimensionales Bild bezüglich einer holographischen Stereoaufnahme des Bildtyps als Ziel verändert. Ferner können Ausführungsformen eine Stereoanzeigevorrichtung zum Anzeigen eines räumlichen Bildes von einer Vielzahl von 2-dimensionalen Bildern aus verschiedenen Blickrichtungen vorsehen, nämlich eine Stereoanzeigevorrichtung zum Anzeigen eine Vorrichtung zur räumlichen Lichtmodulation betrieben wird, in welchem Fall es nicht erforderlich ist, die Phasenverteilung jedes Mal, wenn das Bild umgeschaltet wird, zu berechnen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden bei der Stereoanzeige der holographischen Stereoaufnahme des Bildtyps eine Vielzahl von 2-dimensionalen Bildern aus verschiedenen Blickrichtungen und die Phasenverteilungsinformationen, um die Pixels von jedem Bild in die Zone (virtuelle Öffnung) zu lenken, die beim Erzeugen des Bildes festgelegt wurde, vorbereitet, so daß ein räumliches Bild unter Verwendung einer Vielzahl von 2-dimensionalen Bildern aus verschiedenen Blickrichtungen stereoskopisch angezeigt werden kann. Demzufolge ist es nicht notwendig, die Phasenverteilung von jedem Bild zu berechnen und in der Vorrichtung zur räumlichen Lichtmodulation anzuzeigen, und die Berechnungslast kann beträchtlich reduziert werden.
Daher ist offensichtlich, daß Ausführungsformen der Erfindung eine Stereoanzeigevorrichtung vorsehen können, die eine Stereoanzeige ausführen kann, ohne die Phasenverteilung berechnen zu müssen, selbst wenn sich ein 2-dimensionales Bild bezüglich einer holographischen Stereoaufnahme des Bildtyps als Ziel verändert. Ferner können Ausführungsformen eine Stereoanzeigevorrichtung zum Anzeigen eines räumlichen Bildes von einer Vielzahl von 2-dimensionalen Bildern aus verschiedenen Blickrichtungen vorsehen, nämlich eine Stereoanzeigevorrichtung zum Anzeigen eines räumlichen Bildes durch eine holographische Bild-Stereoaufnahme.
Zum besseren Verstehen der Erfindung und um zu zeigen, wie dieselbe verwirklicht werden kann, wird nun als Beispiel Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genommen, in denen:
Fig. 1 ein Erläuterungsdiagramm ist, das Photographierpositionen eines Ziels bei der Bildung einer holographischen Stereoaufnahme zeigt;
Fig. 2 ein Erläuterungsdiagramm zum Bilden einer holographischen Stereoaufnahme durch eine Interferenzbelichtung ist;
Fig. 3 ein Erläuterungsdiagramm zum Bilden einer holographischen Stereoaufnahme des Bildtyps unter Verwendung einer holographischen Stereoaufnahme ist;
Fig. 4 ein Erläuterungsdiagramm ist, das die Rekonstruktion einer holographischen Stereoaufnahme des Bildtyps zeigt;
Fig. 5 ein Konstruktionsdiagramm einer Ausführungsform ist, das eine grundlegende Konstruktion der Erfindung zeigt;
Fig. 6 ein Erläuterungsdiagramm ist, das die Bildung einer holographischen Stereoaufnahme zeigt;
Fig. 7 eine Draufsicht von Fig. 6 ist;
Fig. 8 ein Erläuterungsdiagramm ist, das die Beziehung zwischen den Pixels eines 2-dimensionalen Bildes von Fig. 6 und dem Interferenzstreifen, der auf einem Hologramm gebildet wird, vergrößert zeigt;
Fig. 9 ein Erläuterungsdiagramm ist, das einen Rekonstruktionszustand der holographischen Stereoaufnahme von Fig. 8 zeigt;
Fig. 10 ein Erläuterungsdiagramm ist, das das Rekonstruktionsprinzip einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 11 ein Erläuterungsdiagramm ist, das eine grundlegende Konstruktion einer Ausführungsform der Erfindung und das Prinzip der Stereoanzeige zeigt;
Fig. 12A und 12B Erläuterungsdiagramme sind, die das Prinzip der Ablenkung durch eine Phasenverteilungsanzeige der Erfindung bei 2-dimensionalen Bildern zeigen, die eine Parallaxe in der horizontalen Richtung haben;
Fig. 13 ein Erläuterungsdiagramm ist, das das Berechnungsprinzip einer Phasenverteilung bezüglich eines 2-dimensionalen Bildes als Ziel zeigt;
Fig. 14 ein Erläuterungsdiagramm ist, das die Ablenkungsfunktion einer Phasenanzeigesektion in dem Fall zeigt, wenn ein 2-dimensionales Bild Parallaxen in den horizontalen und vertikalen Richtungen hat;
Fig. 15 ein Erläuterungsdiagramm eines Berechnungsverfahrens einer Phasenverteilung ist, um die Ablenkungsfunktion von Fig. 14 zu realisieren;
Fig. 16 ein Erläuterungsdiagramm einer Phasenverteilungsspeichertabelle in dem Fall ist, wenn ein 2-dimensionales Bild Parallaxen in den horizontalen und vertikalen Richtungen hat;
Fig. 17 ein Erläuterungsdiagramm einer Speichertabelle für 2-dimensionale Bilder in dem Fall ist, wenn ein 2-dimensionales Bild Parallaxen in den horizontalen und vertikalen Richtungen hat;
Fig. 18 ein Erläuterungsdiagramm ist, das die Ablenkungsfunktion einer Phasenanzeigesektion in dem Fall zeigt, wenn ein 2-dimensionales Bild eine Parallaxe in der horizontalen Richtung hat;
Fig. 19 ein Erläuterungsdiagramm eines Berechnungsverfahrens einer Phasenverteilung ist, um die Ablenkungsfunktion von Fig. 18 zu realisieren;
Fig. 20 ein Erläuterungsdiagramm einer Phasenverteilungsspeichertabelle in dem Fall ist, wenn ein 2-dimensionales Bild eine Parallaxe in der horizontalen Richtung hat;
Fig. 21 ein Erläuterungsdiagramm einer Speichertabelle für 2-dimensionale Bilder in dem Fall ist, wenn ein 2-dimensionales Bild eine Parallaxe in der horizontalen Richtung hat;
Fig. 22 ein Erläuterungsdiagramm ist, das die Ablenkungsfunktion der Phasenanzeigesektion im Falle der Bildteilung zeigt;
Fig. 23 ein Erläuterungsdiagramm eines Berechnungsverfahrens einer Phasenverteilung ist, um die Ablenkungsfunktion von Fig. 22 zu realisieren;
Fig. 24 ein Erläuterungsdiagramm einer Phasenverteilungsspeichertabelle im Falle der Bildteilung ist;
Fig. 25A und 25B Erläuterungsdiagramme von Ablenkzuständen sind, wenn ein Bild in der vertikalen Richtung durch Vorsehen einer Lenticular-Linse optisch vergrößert wird;
Fig. 26 ein Erläuterungsdiagramm ist, das die erste Ausführungsform der Erfindung zum stereoskopischen Anzeigen eines räumlichen Bildes mit Parallaxen in den horizontalen und vertikalen Richtungen zeigt;
Fig. 27 ein Erläuterungsdiagramm einer Gesamtkonstruktion einer Anzeigevorrichtung ist, die bei der ersten Ausführungsform von Fig. 26 verwendet wird;
Fig. 28 ein Erläuterungsdiagramm ist, das eine detaillierte Struktur der Anzeigevorrichtung von Fig. 27 in bezug auf vier Zellen zeigt;
Fig. 29 ein Erläuterungsdiagramm ist, das die zweite Ausführungsform der Erfindung zum stereoskopischen Anzeigen eines räumlichen Bildes mit einer Parallaxe in der horizontalen Richtung zeigt;
Fig. 30 ein Erläuterungsdiagramm ist, das die Erkennung eines räumlichen Bildes gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
Fig. 31 ein Erläuterungsdiagramm einer Gesamtkonstruktion einer Anzeigevorrichtung ist, die bei der zweiten Ausführungsform von Fig. 29 verwendet wird;
Fig. 32 ein Erläuterungsdiagramm ist, das eine detaillierte Struktur der Anzeigevorrichtung von Fig. 31 in bezug auf vier Zellen zeigt;
Fig. 33 ein Erläuterungsdiagramm ist, das eine Abwandlung der zweiten Ausführungsform unter Verwendung einer 1- dimensionalen Anzeige zeigt;
Fig. 34 ein Erläuterungsdiagramm einer Speichertabelle für 2-dimensionale Bilder ist, die bei der Bildanzeige von Fig. 33 verwendet wird;
Fig. 35 ein Erläuterungsdiagramm eines optischen Systems der Abwandlung von Fig. 33 ist;
Fig. 36 eine Draufsicht von Fig. 35 ist;
Fig. 37 ein Erläuterungsdiagramm ist, das das Ablenkungsscannen in der vertikalen Richtung durch einen galvanischen Spiegel von Fig. 35 zeigt;
Fig. 38 ein Erläuterungsdiagramm der dritten Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung einer akusto-optischen Vorrichtung ist;
Fig. 39 ein Zeitlagendiagramm ist, das ein Frequenzverteilungssignal zeigt, um die akusto-optische Vorrichtung von Fig. 38 anzutreiben;
Fig. 40 ein Erläuterungsdiagramm ist, das die Ablenkungsoperation zu der Zeit t&sub1; der akusto-optischen Vorrichtung zeigt;
Fig. 41 ein Erläuterungsdiagramm ist, das die Ablenkungsoperation zu der Zeit t&sub2; der akusto-optischen Vorrichtung zeigt;
Fig. 42 ein Erläuterungsdiagramm der dritten Ausführungsform ist, in der eine Lichtquelle integriert ist;
Fig. 43A und 43B Erläuterungsdiagramme sind, die Konstruktionen jeweils zum Vergrößern eines Bereiches der akusto-optischen Vorrichtung zeigen;
Fig. 44 ein Konstruktionsprinzipdiagramm der vierten Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung eines Deflektors und einer Richtungsstreufunktionsvorrichtung ist;
Fig. 45 ein Erläuterungsdiagramm eines Rekonstruktionszustandes zum Erkennen eines räumlichen Bildes durch eine Parallaxe in der horizontalen Richtung in der vierten Ausführungsform ist;
Fig. 46 ein Erläuterungsdiagramm ist, das eine Gesamtkonstruktion einer Anzeigevorrichtung zum Ausführen der Strahlablenkung in der zweiten Ausführungsform zeigt;
Fig. 47 eine Draufsicht ist, die eine Innenstruktur von Fig. 46 bezüglich eines Pixels zeigt;
Fig. 48 ein Erläuterungsdiagramm einer Ablenkungsfunktion gemäß einer Richtungsstreufunktionsvorrichtung von Fig. 47 ist;
Fig. 49 ein Erläuterungsdiagramm einer Struktur einer Anzeige ist, um einen Strahl durch Antreiben einer lichtemittierenden Vorrichtung abzulenken;
Fig. 50 ein Erläuterungsdiagramm einer Struktur einer Anzeige ist, um einen Strahl durch Antreiben einer Linse abzulenken;
Fig. 51 ein Erläuterungsdiagramm einer Struktur einer Anzeige ist, um einen Strahl durch Antreiben einer von zwei Linsen abzulenken;
Fig. 52 ein Erläuterungsdiagramm einer Anzeigestruktur ist, um die Ablenkungsrichtung durch eine Differenz der Lichtemissionsposition zu steuern;
Fig. 53 ein Erläuterungsdiagramm einer Anzeigestruktur ist, um die Lichtemissionsposition auf Grund eines Flüssigkristallverschlusses zu verändern;
Fig. 54 ein Erläuterungsdiagramm einer Anzeigestruktur ist, bei der eine weitere Richtungsstreufunktionsvorrichtung zu Fig. 52 hinzugefügt ist;
Fig. 55 ein Erläuterungsdiagramm einer Anzeigevorrichtung ist, in der eine Bildanzeige und ein Deflektor integriert sind;
Fig. 56 ein Erläuterungsdiagramm ist, das die Bildung eines Hologramms zeigt, das als Richtungsstreufunktionsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform verwendet wird;
Fig. 57 ein Erläuterungsdiagramm einer Ablenkungsfunktion durch das in Fig. 56 gebildete Hologramm ist;
Fig. 58 ein Erläuterungsdiagramm eines LD-Arrays ist, das als 2-dimensionale Bildanzeige in den ersten bis vierten Ausführungsformen der Erfindung verwendet wird;
Fig. 59 ein Erläuterungsdiagramm einer Ausführungsform ist, um ein Farbbild durch die Zeitteilungsanzeige von Farbkomponenten anzuzeigen;
Fig. 60 ein Zeitlagendiagramm ist, das ein Antriebssignal von Fig. 59 zeigt;
Fig. 61 ein Erläuterungsdiagramm einer Anzeigevorrichtung ist, um ein Farbbild durch die Raumteilungsanzeige von Farbkomponenten anzuzeigen;
Fig. 62A und 62B Erläuterungsdiagramme sind, die eine Anordnung von Anzeigefarbfiltern von Fig. 61 und eine Anordnung von Phasenverteilungen für RGB in dem Fall zeigen, wenn ein 2-dimensionales Bild Parallaxen in den horizontalen und vertikalen Richtungen hat;
Fig. 63 ein Zeitlagendiagramm ist, das ein Antriebssignal einer Anzeigevorrichtung von Fig. 61 zeigt; und
Fig. 64A und 64B Erläuterungsdiagramme sind, die eine Anordnung von Anzeigefarbfiltern von Fig. 61 und eine Anordnung von Phasenverteilungen für RGB in dem Fall zeigen, wenn ein 2-dimensionales Bild eine Parallaxe in der horizontalen Richtung hat.
(Grundlegende Konstruktion und Prinzip der Erfindung) Fig. 5 zeigt eine vereinfachte Konstruktion einer Ausführungsform der Erfindung. Die Stereoanzeigevorrichtung umfaßt: eine 2-dimensionale Bildanzeigesektion 10 als Bildanzeigemittel; eine Phasenverteilungsanzeigesektion 12 als Strahlablenkungsmittel; eine Anzeigesteuersektion 14; eine Speichertabelle für 2-dimensionale Bilder 16; und eine Phasenverteilungsspeichertabelle 18. Zum Beispiel wird eine Flüssigkristallanzeige als 2-dimensionale Bildanzeigesektion 10 verwendet. Eine Vorrichtung zur räumlichen Lichtmodulation unter Verwendung einer Flüssigkristallvorrichtung oder dergleichen kann als Phasenverteilungsanzeigesektion 12 verwendet werden. Die Anzeigesteuersektion 14 wird durch einen Computer realisiert. Die Speichertabelle für 2-dimensionale Bilder 16 und die Phasenverteilungsspeichertabelle 18 können durch Speichervorrichtungen realisiert werden. Eine Vielzahl von 2-dimensionalen Bildern, die zur Stereoanzeige verwendet werden und die von verschiedenen Sehpunktpositionen gesehen wurden und als 2-dimensionale Bilder aus verschiedenen Blickrichtungen bezeichnet werden, ist zuvor in der Speichertabelle für 2-dimensionale Bilder 16 gespeichert worden, während Bereiche, in denen Sehpunkte festgelegt worden sind, als Instruktionsparameter verwendet werden. Es ist auch möglich, eine Vielzahl von 2-dimensionalen Bildern aus verschiedenen Blickrichtungen durch ein CAD- System oder dergleichen in einem Echtzeitmodus zu erzeugen und sie der Anzeigesteuersektion 14 ohne Speichern in der Speichertabelle für 2-dimensionale Bilder 16 zuzuführen. Informationen über die Phasenverteilungen, die zuvor berechnet worden waren und verwendet werden, um das Licht von jedem Pixel der 2-dimensionalen Bildanzeigesektion 12 hin zu einer Zone (virtuelle Öffnung) zu lenken, auf die der Sehpunkt festgelegt worden ist, sind in der Phasenverteilungsspeichertabelle 18 gespeichert worden, um das 2-dimensionale Bild für jedes der Bilder aus verschiedenen Blickrichtungen zu erzeugen. Die Anzeigesteuersektion 14 liest die 2-dimensionalen Bilder aus verschiedenen Richtungen aus der Speichertabelle für 2-dimensionale Bilder 16 sequentiell aus und zeigt sie in der 2-dimensionalen Bildanzeigesektion 10 an. Die entsprechende Phasenverteilung wird aus der Phasenverteilungsspeichertabelle 18 synchron mit der Anzeige des 2- dimensionalen Bildes und Anzeigen in der Phasenverteilungsanzeigesektion 12 ausgelesen. Deshalb wird das Licht von jedem Pixel des 2-dimensionalen Bildes, das in der 2-dimensionalen Bildanzeigesektion 10 angezeigt wird, der Ablenkung auf Grund der Phasenverteilung unterzogen, die in der entsprechenden Phasenverteilungsanzeigesektion 12 angezeigt wird. Das Licht von jedem Pixel wird hin zu der Zone (virtuelle Öffnung) gelenkt, auf die die Sehpunktposition von jedem 2-dimensionalen Bild festgelegt worden ist, wodurch es ermöglicht wird, ein 2-dimensionales Bild mit verschiedenen Parallaxen mit dem rechten und dem linken Auge des Betrachters zu sehen und ein räumliches Bild zu erkennen.
Nun wird das Prinzip der Stereoanzeige beschrieben.
Fig. 6 zeigt ein Beispiel für die Bildung einer holographischen Stereoaufnahme des Bildtyps. Fig. 7 zeigt eine Draufsicht von Fig. 6. Die Position, an der eine Streuplatte 24 angeordnet ist, entspricht der Position, an der ein Objekt durch die Kamera photographiert wurde. Ein 2-dimensionales Bild 22 ist ein Bild, das erhalten wird, wenn das Objekt ander Position der Streuplatte 24 betrachtet wird. Eine Größe der Streuplatte 24 ist einer Größe einer virtuellen Öffnung gleich, die durch den Sehpunkteinstellbereich bei der holographischen Stereoaufnahme bestimmt wird. Jedes Pixel des 2- dimensionalen Bildes 22, das auf dem Hologramm 20 aufzuzeichnen ist, empfängt ein Objektlicht 28, das von der Zone der Streuplatte 24 stammt, durch das Einstrahlen eines Laserstrahls 26. Das Objektlicht 28, das durch jedes Pixel des 2-dimensionalen Bildes 22 hindurchgetreten ist, erreicht das Hologramm 20 und interferiert mit einem Referenzlicht 30 von der gegenüberliegenden Seite, so daß die Richtung von jedem Pixel des 2-dimensionalen Bildes als Form eines Interferenzstreifens aufgezeichnet wird. Das Aufzeichnen des Interferenzstreifens wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 8 detailliert beschrieben.
In Fig. 8 wird jetzt angenommen, daß Pixels 32-1 und 32-2, die das 2-dimensionale Bild bilden, einen Transmissionsfaktor des Lichtes verändern und das Pixel selbst nicht streut. Der Einfachheit der Erläuterung halber zeigt Fig. 8 die zwei Pixels 32-1 und 32-2 als Beispiel. In diesem Fall wird das Licht von der Streuplatte 24 der Modulation der Transmissionsfaktoren, die die Pixels 32-1 und 32-2 haben, ausgesetzt und gelangt auf das Hologramm 20. Wenn der Abstand zwischen dem Hologramm 20 und dem 2-dimensionalen Bild 22 einem Mikroabstand ΔL gleich ist, sind Interferenzstreifen 34-1 und 34-2, die auf dem Hologramm 20 aufgezeichnet werden, bei den Pixels 32-1 und 32-2 immer getrennt. Intensitäten der Interferenzstreifen 34-1 und 34-2 hängen von den Transmissionsfaktoren der Pixels 32-1 und 32-2 ab. Verteilungen der Interferenzstreifen 34-1 und 34-2 sind mit den Positionen der Streuplatte 24 und der Pixels 32-1 und 32-2 verbunden.
In Fig. 6 und 7 wird das Referenzlicht 30 von der Rückseite des Hologramms 20 aus zugeführt. In Fig. 8 wird das Referenzlicht 30 jedoch von derselben Oberfläche wie das 2- dimensionale Bild 20 zugeführt. Falls aber der Interferenzstreifen, nämlich die Phasenverteilung des Hologramms 20, durch Berechnung erhalten wird, sind der Richtung des Referenzlichtes physikalisch keine Grenzen gesetzt.
Fig. 9 zeigt die Rekonstruktion eines räumlichen Bildes durch das Hologramm 20, das durch Fig. 8 gebildet wurde. Die Interferenzstreifen 34-1 und 34-2, in denen jedes Pixel aufgezeichnet wurde, erzeugen die Lichter von Pixelöffnungen 35-1 und 35-2. Die Lichter werden hin zu einem Sehbereich 40 gebeugt, in dem die Streuplatte angeordnet worden ist. Da bezüglich des Beugungslichtes das Ausmaß der Lichter an den Positionen der Pixelöffnungen 35-1 und 35-2 minimal ist, wird ein Wiedergabebild an der Anzeigeposition des 2-dimensionalen Bildes erhalten. Da die Intensitäten der Interferenzstreifen 34-1 und 34-2 zu der Intensität von jedem Pixel des aufgezeichneten 2-dimensionalen Bildes proportional sind, kann das gesamte Bild des aufgezeichneten 2-dimensionalen Bildes an der Position des Sehbereiches 40 betrachtet werden, an der die Streuplatte 24 in Fig. 8 angeordnet war. Da bei der Anzeige der holographischen Bild-Stereoaufnahme die Verteilungen der Interferenzstreifen 34-1 und 34-2, in denen die Pixelinformationen aufgezeichnet worden sind, voneinander unabhängig sind, wie oben erwähnt, können die Interferenzstreifenverteilung und die Intensität des individuellen Interferenzstreifens, nämlich die Übertragungspositionsinformationen des Bildes, separat behandelt werden.
Fig. 10 zeigt das Rekonstruktionsprinzip der Stereoanzeigevorrichtung. Die Phasenverteilungsanzeigesektion 12 ist dicht vor der 2-dimensionalen Bildanzeigesektion 10 des Transmissionsfaktormodulationstyps angeordnet. Da die Verteilung der Interferenzstreifen in der Phasenverteilungsanzeigesektion 12 durch die positionelle Beziehung zwischen den Pixels 32-1 und 32-2 und der Streuplatte 24 bestimmt wird, wie in Fig. 8 gezeigt, ist es durch einmaliges Berechnen und Speichern der Interferenzstreifen (Phasenverteilungen) 34-1 und 34-2, die in der Phasenverteilungsanzeigesektion 12 angezeigt werden und verwendet werden, um das Licht zu dem Sehbereich 40 zu lenken, der der festgelegten Position der Streuplatte entspricht, nicht erforderlich, sie wieder zu berechnen. Das heißt, die Phasenverteilungen, die in der Phasenverteilungsanzeigesektion 12 angezeigt werden, können feststehend einem Nur-Lese-Speicher zugeführt werden oder als Tabellendaten zugeführt werden. Der Transmissionsfaktor des Bildes kann realisiert werden, indem die Intensitäten von Lichtern zum Rekonstruieren der Interferenzstreifen 34-1 und 34-2 der Anzeigesektion 12 verändert werden. Deshalb ist die 2-dimensionale Bildanzeigesektion 10 an einer Position in der Nähe der Phasenverteilungsanzeigesektion 12 vorgesehen. Die Lichtintensität eines Wiedergabelichtes 36 wird durch die Transmissionsfaktoren der Pixels 32-1 und 32-2 des Anzeigebildes verändert, und die Lichter werden den Interferenzstreifen 34-1 und 34-2 der Phasenverteilungsanzeigesektion 12 eingegeben.
Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht einer Stereoanzeigevorrichtung, die in Fig. 10 gezeigt ist. Die Phasenverteilungsanzeigesektion 12 ist an einer Position nahe der 2-dimensionalen Bildanzeigesektion 10 angeordnet, und das Wiedergabelicht 36 wird von der Rückseite der Anzeigesektion 10 eingestrahlt. Bei der holographischen Stereoaufnahme des Bildtyps ist es erforderlich, 2-dimensionale Bilder in dem Fall zu rekonstruieren, wenn sie von einer Vielzahl von verschiedenen Öffnungspositionen in der Sehzone aus gesehen werden. Das heißt, es ist erforderlich, wie in Fig. 11 gezeigt, das Licht von derselben Pixelposition der 2-dimensionalen Bildanzeigesektion 10 hin zu einer Vielzahl von Öffnungen zu beugen, die in einer Sehzone 45 festgelegt sind. Zu diesem Zweck wird die Beugungsrichtung des Lichtes, das von demselben Pixel der Anzeigesektion 10 emittiert wird, im Laufe der Zeit verändert, wodurch es durch ein Nachbild möglich wird, ein räumliches Bild zu sehen. Wie es zum Beispiel bei den Interferenzstreifen 34-1 und 34-2 in der Phasenverteilungsanzeigesektion 12 von Fig. 10 gezeigt ist, wird das Licht zu der Zeit t&sub1; hin zu einem virtuellen Öffnungsbereich Ai gebeugt und zu der Zeit t&sub2; hin zu einem verschiedenen virtuellen Öffnungsbereich Ai+k gebeugt.
Fig. 12A ist eine Seitenansicht, die die Lichtablenkung durch die Phasenverteilungsanzeigesektion 12 detaillierter zeigt. Fig. 12B ist eine Draufsicht von Fig. 12A. Die Sehzone 45 ist als virtuelle Öffnung in der horizontalen Richtung geteilt, wodurch streifenförmige Zonen erhalten werden, die sich in der vertikalen Richtung erstrecken. Ein 2-dimensionales Bild, das erhalten wird, indem es von dem zentralen virtuellen Öffnungsbereich Ai aus betrachtet wird, wird in der 2-dimensionalen Bildanzeigesektion 10 angezeigt. In diesem Fall wird ein Interferenzstreifen in der Phasenverteilungsanzeigesektion 12 abgelenkt, um auf die gesamte Zone in der Höhenrichtung der virtuellen Öffnung Ai bezüglich der vertikalen Richtung von Fig. 12A eingestrahlt zu werden. Andererseits wird bezüglich der horizontalen Richtung, in der Draufsicht gesehen, die in Fig. 12B gezeigt ist, jeder Interferenzstreifen der Phasenverteilungsanzeigesektion 12 so abgelenkt, um sich hin zu dem zentralen virtuellen Öffnungsbereich Ai der Sehzone 45 zu sammeln.

(Bildung der Phasenverteilungsspeichertabelle)

Die Phasenverteilung (Interferenzstreifen), die eine Lichtablenkung ergibt, die bei jedem Bild aus einer verschiedenen Blickrichtung bestimmt wird, ist im voraus in Form von Tabellendaten in der Phasenverteilungsspeichertabelle 18 gespeichert worden, die in Fig. 5 gezeigt ist. Die Bildung der Daten, die in der Phasenverteilungsspeichertabelle 18 gespeichert werden, wird nun beschrieben.

(I) Berechnung der Phasenverteilung

Zuerst wird das Prinzip eines Hologramms erläutert. Ein Laserstrahl wird in zwei Strahlen geteilt. Einer der zwei Laserstrahlen wird auf ein Objekt eingestrahlt, so daß ein Laserstrahl (Objektlicht) durch das Objekt gestreut wird. Ein Hologramm wird durch eine Interferenz von zwei Lichtflüssen von dem Laserstrahl (Objektlicht) und dem anderen Laserstrahl (Referenzlicht) erhalten. Wenn nun angenommen wird, daß eine Wellenfront des Referenzlichtes auf R·exp(jφr) eingestellt ist und eine Wellenfront des Objektlichtes auf O·exp(jφo) eingestellt ist, ist eine Belichtungsintensität IH des Hologramms
IH = R² + O² + 2·R·0·COS (φo - φr) ... (1)
Beim Entwickeln des Hologramms treten Veränderungen der Amplitude und Phase, die zu der Belichtungsintensität IH der Gleichung (I) proportional sind, in dem Hologramm auf. Um ein Hologramm elektrisch zu bilden, reicht es aus, eine Vorrichtung zur räumlichen Lichtmodulation wie etwa eine Flüssigkristallvorrichtung oder dergleichen zu verwenden, die die Amplitude und Phase des Lichtes verändern kann. Durch Eingeben derselben Wellenfront wie jener des Referenzlichtes für das Hologramm, das wie oben gebildet wird, kann ein Hologramm rekonstruiert werden. Da bei der Belichtungsintensität IH der Gleichung (I) nur der dritte Term der rechten Seite zu der Rekonstruktion des Objektlichtes beiträgt, ergibt sich für ein Transmissionslicht T von dem Hologramm, wenn der dritte Term der rechten Seite betrachtet wird:
T = IH·R·exp (jφr) 2·R·O·cos(φo - φr)·exp(jφr) = O·exp(jφr) + O·exp{-j(φo - 2·φr)) ... (2)
Der erste Term der rechten Seite der Gleichung (2) gibt an, daß die Wellenfront von dem Objekt reproduziert wurde. Der zweite Term der rechten Seite bezeichnet eine konjugierte Welle des Objektlichtes. Aus der obigen Beschreibung des Prinzips geht hervor, daß es ausreicht, nur den dritten Term der rechten Seite der Gleichung (I) bei der Berechnung der Phasenverteilung des Hologramms zu berechnen.
Fig. 13 zeigt das Prinzip der Berechnung der Phasenverteilung bei der holographischen Stereoaufnahme. Wenn angenommen wird, daß das Referenzlicht durch eine ebene Welle gebildet wird, kann dann in diesem Fall, da eine Intensität der ebenen Welle in Abhängigkeit von dem Ort nicht verändert wird, eine Lichtintensität R ignoriert werden. Es ist möglich, davon auszugehen, daß die Phase φr = 0 ist. Der Koordinatenwert in der Richtung der Z-Achse des 2-dimensionalen Bildes 22 ist gleich Zi und konstant. Wenn nun angenommen wird, daß eine Helligkeit (Streugrad) an einem gewissen Abtastpunkt P, der die Koordinaten (Xi, Yi) in dem 2-dimensionalen Bild 22 hat, auf Ii festgelegt ist, ist die Belichtungsintensität IH an einem Punkt Q, der die Koordinaten (Xhi, Yhi) auf einer holographischen Stereoaufnahme 44 hat:
IH = ((Ii/r)·cos(k·r)} ... (3)
Dabei bezeichnet k die Anzahl von Wellen des Laserstrahls
r = {(Xi - Xhi)² + (Yi - Yhi)² + Zi²} ... (4)
Da im Falle von Fig. 13 das Licht von jedem Pixel des 2-dimensionalen Bildes 22 das gesamte Hologramm erreicht, ist es erforderlich, die Berechnungen (3) und (4) für die gesamte Zone der holographischen Stereoaufnahme 44 auszuführen.

(II) Phasenberechnung eines Bildhologramms mit Parallaxen in den horizontalen und vertikalen Richtungen

Fig. 14 zeigt eine Ablenkungsfunktion der Phasenverteilungsanzeigesektion 12 der Erfindung, die verwendet wird, um ein räumliches Bild, das Parallaxen in den horizontalen und vertikalen Richtungen hat, stereoskopisch anzuzeigen. In der Phasenverteilungsanzeigesektion 12 sind insgesamt (M · N) Ein-Pixel-Phasenanzeigesektionen 46 angeordnet, die jeweils einem Pixel des 2-dimensionalen Bildes entsprechen, wobei (M) Phasenanzeigesektionen 46 in der vertikalen Richtung angeordnet sind und (N) Phasenanzeigesektionen 46 in der horizontalen Richtung angeordnet sind. Wenn die horizontale Richtung durch (j) ausgedrückt wird und die vertikale Richtung durch (i) ausgedrückt wird, wird das Pixel, das einer beliebigen Ein-Pixel-Phasenanzeigesektion 46 entspricht, durch Piß ausgedrückt. Eine virtuelle Öffnung 48 ist an der Position angeordnet, die als Sehzone für die Phasenanzeigesektion 12 dient. Insgesamt sind (n · m) virtuelle Öffnungen 48 angeordnet, wobei (n) virtuelle Öffnungen 48 in der horizontalen Richtung angeordnet sind und (m) virtuelle Öffnungen 48 in der vertikalen Richtung angeordnet sind. Wenn die horizontale Richtung durch (2) ausgedrückt wird und die vertikale Richtung durch (l) ausgedrückt wird, wird eine beliebige virtuelle Öffnungszone durch Skl ausgedrückt. Nun wird einer Phasenanzeigesektion 46 von einem Pixel in der oberen rechten Ecke der Phasenverteilungsanzeigesektion 12 Aufmerksamkeit gewidmet. Ein Ablenkungszustand des Anzeigelichtes von dem entsprechenden Pixel P1N ist in Fig. 14 gezeigt. Das Licht von dem entsprechenden Pixel P1N wird zu Zonen S&sub1;&sub1; bis Snm der virtuellen Öffnung 48 gelenkt, wie in dem Diagramm gezeigt.
Fig. 15 zeigt ein Berechnungsverfahren einer Phasenverteilung, um die in Fig. 14 gezeigte Ablenkungsfunktion zu realisieren. Ein Berechnungsverfahren einer Phasenverteilung bei der Ein-Pixel-Phasenanzeigesektion 46 des entsprechenden Pixels Piß ist hinsichtlich der Beziehung zu einer Zone Skl von einer virtuellen Öffnung 48 als Beispiel gezeigt. Zuerst wird eine Vielzahl von virtuellen Punktlichtquellen 50 in der virtuellen Öffnung 48 in den horizontalen und vertikalen Richtungen angeordnet. Ein virtuelles Referenzlicht 52 wird auch festgelegt. In diesem Zustand wird eine Phasenverteilung durch die Gleichungen (3) und (4) für jedes Pixel 54 für eine Phasenanzeige, das die 1-Pixel-Phasenanzeigesektion 46 bildet, bezüglich aller virtuellen Punktlichtquellen 50 berechnet. Als 2-dimensionale Bilddaten wird, wie in Fig. 17 gezeigt, eine Vielzahl von 2-dimensionalen Bilddaten G&sub1;&sub1; bis Gmn vorbereitet, in dem Fall, wenn die virtuellen Öffnungsbereiche S&sub1;&sub1; bis Smn als Sehpunkte betrachtet werden, und zeitgeteilt angezeigt. Deshalb verändern sich die virtuellen Öffnungen 48, die in Fig. 14 gezeigt sind, in den horizontalen und vertikalen Richtungen im Laufe der Zeit in Verbindung mit dem Umschalten der 2-dimensionalen Bilddaten G&sub1;&sub1; bis Gmn. Die Berechnung der Phasenverteilung von Fig. 15 wird bezüglich jeder der virtuellen Öffnungszonen ausgeführt, deren Positionen sich im Laufe der Zeit in Verbindung mit den 2-dimensionalen Bildern G&sub1;&sub1; bis Gmn verändern. Bezüglich eines beliebigen entsprechenden Pixels Pij werden daher Phasenverteilungen φij,11 bis φij,mn, um die Lichter von den Pixels in die virtuellen Öffnungen 48 der verschiedenen Zonen S&sub1;&sub1; bis Smn in Entsprechung zu den 2-dimensionalen Bildanzeigen zu lenken, gemäß der Zeitteilung berechnet. Deshalb werden die Phasenverteilungsdaten, die durch die Zeitteilungsanzeige verwendet werden, wie in Fig. 16 gezeigt, in der Phasenverteilungsspeichertabelle 18 der Erfindung für jedes entsprechende Pixel P&sub1;&sub1; bis PMN gespeichert.

(III) Phasenberechnung eines Bildhologramms mit einer Parallaxe in der horizontalen Richtung

Fig. 18 zeigt die Ablenkungsfunktion der Phasenverteilungsanzeigesektion 12, die für eine Stereoanzeige eines Bildes verwendet wird, das eine Parallaxe in der horizontalen Richtung hat. Pixels, die in der vertikalen Richtung lang sind, sind in der Phasenanzeigesektion 12 angeordnet. Andererseits sind (n) virtuelle Öffnungen 48 in der horizontalen Richtung als Streifenzonen angeordnet, die sich in der vertikalen Richtung erstrecken. Nun wird angenommen, daß die horizontale Richtung durch l ausgedrückt wird und eine beliebige virtuelle Öffnungszone durch Sl ausgedrückt wird. Wenn die Aufmerksamkeit auf die 1-Pixel-Phasenanzeigesektion 46 in der rechten oberen Ecke der Phasenanzeigesektion 12 gerichtet wird, ist ein Ablenkungszustand des Anzeigelichtes von dem entsprechenden Pixel P1N gezeigt und wird das Licht von dem entsprechenden Pixel P1N zu den Zonen S&sub1; bis Sn aller virtuellen Öffnungen 48 gelenkt, wie in dem Diagramm gezeigt.
Fig. 19 zeigt ein Berechnungsverfahren einer Phasenverteilung, um die in Fig. 18 gezeigte Ablenkungsfunktion zu realisieren. Ein Berechnungsverfahren einer Phasenverteilung bei der 1-Pixel-Phasenanzeigesektion 46 des entsprechenden Pixels Pij ist hinsichtlich der Beziehung zu der Zone 51 von einer virtuellen Öffnung 48 als Beispiel gezeigt. Auch in diesem Fall ist eine Vielzahl von virtuellen Punktlichtquellen 50 in der virtuellen Öffnung 48 in den horizontalen und vertikalen Richtungen angeordnet. Das virtuelle Referenzlicht 52 wird auch festgelegt. In diesem Zustand werden Phasenverteilungen durch die Gleichungen (3) und (4) für jedes Pixel 54 für die Phasenanzeige, das die 1-Pixel-Phasenanzeigesektion 46 bildet, bezüglich aller virtuellen Punktlichtquellen 50 berechnet. Als 2-dimensionale Bilddaten wird, wie in Fig. 21 gezeigt, eine Vielzahl von 2-dimensionalen Bilddaten G&sub1; bis Gn vorbereitet, in dem Fall, wenn die virtuellen Öffnungszonen S&sub1; bis Sn als Sehpunkte betrachtet werden, und zeitgeteilt angezeigt. Deshalb verändert sich die virtuelle Öffnung 48, die in Fig. 18 gezeigt ist, in der horizontalen Richtung im Laufe der Zeit in Verbindung mit dem Umschalten der 2-dimensionalen Bilddaten G&sub1; bis Gn. Deshalb wird die Berechnung der Phasenverteilung in Fig. 19 bezüglich der virtuellen Öffnungszonen ausgeführt, deren Positionen sich im Laufe der Zeit in Verbindung mit dem Umschalten der 2-dimensionalen Bilder G&sub1; bis Gn verändern. Hinsichtlich eines beliebigen entsprechenden Pixels Pij werden daher Phasenverteilungen φij,1 bis φij,n, um die Lichter von den Pixels in die virtuellen Öffnungen 48 der verschiedenen Zonen S&sub1; bis Sn in Entsprechung zu der 2-dimensionalen Bildanzeige zu lenken, gemäß der Zeitteilung berechnet. Deshalb werden, wie in Fig. 20 gezeigt, die Phasenverteilungsdaten, die durch die zeitgeteilte Anzeige verwendet werden, in der Phasenverteilungsspeichertabelle im Falle eines Bildes, das eine Parallaxe in der horizontalen Richtung hat, für jedes entsprechende Pixel P&sub1;&sub1; bis PMN gespeichert.

(IV) Phasenberechnung eines Bildhologramms im Falle eines Teilungsbildes

Fig. 22 zeigt die Ablenkungsfunktion der Phasenverteilungsanzeigesektion 12 zum Ausführen einer Stereoanzeige eines Bildes, das eine Parallaxe in der horizontalen Richtung hat, unter Verwendung von geteilten Bildern. Pixels, die sich in der vertikalen Richtung erstrecken, sind in der Phasenanzeigesektion 12 angeordnet. Andererseits sind (n) Streifenzonen, die sich in der vertikalen Richtung erstrecken, in der virtuellen Öffnung 48 in der horizontalen Richtung angeordnet. Wenn die horizontale Richtung nun durch 2 ausgedrückt wird, wird eine beliebige virtuelle Öffnungszone durch Sc ausgedrückt. Das 2-dimensionale Bild wird nun in der vertikalen Richtung in Streifenbilder geteilt, die sich in der horizontalen Richtung erstrecken. Wenn die Aufmerksamkeit auf die 1-Pixel-Phasenanzeigesektion 46 in der rechten oberen Ecke der Phasenanzeigesektion 12 gerichtet wird, wird deshalb das Licht von dem entsprechenden Pixel P1N zu den Zonen S&sub1;&sub1; bis S1n der oberen Reihe der virtuellen Öffnung auf der Basis der Bildteilung gelenkt. Bezüglich der zweiten Reihe der Phasenanzeigesektion 12 wird das Licht auch ähnlich zu den Zonen der zweiten Reihe der virtuellen Öffnung 48 gelenkt. Somit werden alle 1-Pixel-Phasenanzeigesektionen 46, die in der vertikalen Richtung angeordnet sind, durch die Phasenanzeigesektion 12 in dieselbe Richtung gelenkt, und sie haben dieselbe Phasenverteilung. Da nun die Phasenverteilungen von einer Vielzahl von 1-Pixel-Anzeigesektionen 46, die in der vertikalen Richtung der Phasenanzeigesektion 12 angeordnet sind, als eine Phasenverteilung behandelt werden können, werden die entsprechenden Pixels durch P&sub1; bis PN in der vertikalen Richtung ausgedrückt.
Fig. 23 zeigt ein Berechnungsverfahren einer Phasenverteilung, um die in Fig. 22 gezeigte Ablenkungsfunktion zu realisieren. Ein Berechnungsverfahren einer Phasenverteilung bei der 1-Pixel-Phasenanzeigesektion 46 des entsprechenden Pixels Pi ist hinsichtlich der Beziehung zu der Zone Sc einer virtuellen Öffnung 48 gezeigt. In diesem Fall wird eine horizontale Ebene 56 festgelegt, die zu der 1-Pixel- Phasenanzeigesektion 46 und der virtuellen Öffnung 48 senkrecht ist. Eine Vielzahl von virtuellen Punktlichtquellen 50 wird in der horizontalen Richtung auf der virtuellen Öffnung 48 längs der horizontalen Ebene 56 angeordnet. Das virtuelle Referenzlicht 52 wird auch festgelegt. In diesem Zustand werden Phasenverteilungen durch die Gleichungen (3) und (4) für jedes Pixel 54 für die Phasenanzeige, das die 1-Pixel- Phasenanzeigesektion 46 bildet, bezüglich aller virtuellen Punktlichtquellen 50 berechnet. Die 2-dimensionalen Bilddaten sind dieselben wie jene von Fig. 21. Eine Vielzahl von 2-dimensionalen Bilddaten G&sub1; bis Gn wird vorbereitet, in dem Fall, wenn die virtuellen Öffnungszonen S&sub1; bis Sn als Sehpunkte betrachtet werden, und zeitgeteilt angezeigt. Deshalb verändern sich die virtuellen Öffnungen 48, die in Fig. 22 gezeigt sind, in der horizontalen Richtung im Laufe der Zeit in Verbindung mit dem Umschalten der 2-dimensionalen Bilddaten G&sub1; bis Gn. Daher wird die Berechnung von Phasenverteilungen in Fig. 23 bezüglich der virtuellen Öffnungszonen ausgeführt, deren Positionen sich im Laufe der Zeit in Verbindung mit dem Umschalten der 2-dimensionalen Bilder G&sub1; bis Gn verändern. Hinsichtlich eines beliebigen entsprechenden Pixels Pij werden daher Phasenverteilungen φj,1 bis φj,n, um die Lichter von den Pixels in die virtuellen Öffnungen 48 der verschiedenen Zonen S&sub1; bis Sn in Entsprechung zu der 2- dimensionalen Bildanzeige zu lenken, gemäß der Zeitteilung berechnet. Deshalb werden, wie in Fig. 24 gezeigt, die Phasenverteilungsdaten, die durch die zeitgeteilte Anzeige verwendet werden, von jedem entsprechenden Pixel in der Phasenverteilungsspeichertabelle im Falle eines Bildes gespeichert, das eine Parallaxe in der horizontalen Richtung hat. Bei der Stereoanzeige unter Verwendung der Phasenverteilungen der geteilten 2-dimensionalen Bilder sind selbst dann, wenn die 2-dimensionalen Bilder aus verschiedenen Blickrichtungen umgeschaltet werden, alle Ablenkungsrichtungen in der vertikalen Richtung gleich, und die Ablenkungsrichtungen in der horizontalen Richtung unterscheiden sich bei jedem 2-dimensionalen Bild. Somit wird das Licht in der vertikalen Richtung nicht gestreut, und ferner ist es erforderlich, das Bild in der vertikalen Richtung bei Rekonstruktion eines räumlichen Bildes optisch zu vergrößern. Deshalb wird zum Beispiel, wie in einer Seitenansicht von Fig. 25A und in einer Draufsicht von Fig. 25B gezeigt, im Anschluß an die Phasenverteilungsanzeigesektion 12 eine Lenticular-Linse 112 als optische Vorrichtung vorgesehen, die eine Sehzonenvergrößerungsfunktion in der vertikalen Richtung hat. Das Bild wird in der vertikalen Richtung gestreut, wodurch die Sehzone 45 erzeugt wird.

(Erste Ausführungsform der Erfindung, bei der die Bildteilung nicht ausgeführt wird)

Fig. 26 zeigt eine Konstruktion einer Anzeigevorrichtung der ersten Ausführungsform einer Stereoanzeigevorrichtung der Erfindung. Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Flüssigkristallanzeige als 2-dimensionale Bildanzeigesektion 10 verwendet wird und eine Flüssigkristallanzeige auch als Phasenverteilungsanzeigesektion 12 verwendet wird. Die Flüssigkristallanzeige, die als 2- dimensionale Bildanzeigesektion 10 verwendet wird, hat Pixels in der Anzahl, die erforderlich ist, um 2-dimensionale Bilder anzuzeigen, und verändert eine Transmissionslichtmenge des einfallenden Wiedergabelichtes. Das 2-dimensionale Bild mit Parallaxen in den horizontalen und vertikalen Richtungen, das in Fig. 17 gezeigt ist, oder das 2- dimensionale Bild mit einer Parallaxe nur in der horizontalen Richtung, das in Fig. 21 gezeigt ist, wird an der 2- dimensionalen Bildanzeigesektion 10 angezeigt. Jede der Phasenzellen 64 der Flüssigkristallanzeige, die bei der Phasenverteilungsanzeigesektion 12 verwendet wird, hat eine sehr kleine Pixelgröße von z. B. 1,0 um, wie es in Fig. 26 teilweise vergrößert gezeigt ist, im Vergleich zu einer Pixelzelle 62 der 2-dimensionalen Bildanzeigesektion 10. Im Falle einer Stereoanzeige eines Bildes mit Parallaxen in den horizontalen und vertikalen Richtungen werden die Phasenverteilungsdaten von Fig. 16 zugeführt und werden Phaseninformationen (Interferenzstreifen) in solch einem Mikropixel der Phasenanzeigesektion 12 angezeigt. Andererseits werden im Falle einer Stereoanzeige eines Bildes mit einer Parallaxe nur in der horizontalen Richtung die Phasenverteilungsdaten, die in Fig. 20 gezeigt sind, zugeführt und werden Phaseninformationen (Interferenzstreifen) angezeigt. Die Phasenanzeigesektion 12 moduliert daher das Licht von der 2-dimensionalen Bildanzeigesektion 10, wodurch das Licht hin zu einem vorbestimmten virtuellen Öffnungsabschnitt gebeugt wird.
Fig. 27 zeigt eine Gesamtkonstruktion einer Anzeigevorrichtung 58, in der die 2-dimensionale Bildanzeigesektion 10 und die Phasenverteilungsanzeigesektion 12, die in Fig. 26 gezeigt sind, integriert sind. In der Anzeigevorrichtung 58 überdecken sich die Anzeigesektionen 12 und 10 in der Seherkennungsrichtung, und die Phasenzellen 64 sind in Matrixform angeordnet. Die Phasenzelle 64 ist, wie es vergrößert gezeigt ist, aus Pixels 66 zur Phasenanzeige gebildet, die fein weitergeteilt sind, und aus einer Antriebsschaltung 68, um die Pixels 66 anzutreiben. Andererseits bilden die Pixelzellen 62 der 2-dimensionalen Bildanzeigesektion ein Pixel 70 zum Anzeigen eines 2-dimensionalen Bildes. Eine Antriebsschaltung 72 ist in der Zelle 70 vorgesehen. Ferner sind bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 58 Adressenleitungen, die sich in der horizontalen Richtung erstrecken, durch x&sub1; bis xn gekennzeichnet, und Adressenleitungen, die sich in der vertikalen Richtung erstrecken, sind durch y&sub1; bis yn gekennzeichnet.
Fig. 28 zeigt eine detaillierte Struktur der Anzeigevorrichtung 58 von Fig. 27 in bezug auf vier Zellen als Beispiel. Die untere Schicht der Anzeigevorrichtung 58 bildet eine Flüssigkristallanzeige als 2-dimensionale Bildanzeigesektion 10, und die obere Schicht bildet eine Flüssigkristallanzeige als Phasenverteilungsanzeigesektion 12. Erstens sind in der 2-dimensionalen Bildanzeigesektion der unteren Schicht vier Pixelelektroden 76-11 bis 76-22 auf einem Glassubstrat 74 angeordnet. Antriebsschaltungen 68-11 bis 68-22 sind in den Pixelelektroden 76-11 bis 76-22 gebildet. Ferner sind Adressenleitungen 78-1 und 78-2 von x&sub1; und x&sub2; und Signalleitungen 80-1 und 80-2 von y&sub1; und y&sub2; um die Pixelelektroden 76-11 bis 76-22 angeordnet. Andererseits ist auf der oberer Seite der 2-dimensionalen Bildanzeigesektion 10 ein Glassubstrat 82 angeordnet, in dem eine gemeinsame Elektrode 84 auf der unteren Oberfläche gebildet ist. Wenn eine flüssige Struktur der 2-dimensionalen Bildanzeigesektion 10 gebildet wird, wird ein Flüssigkristall zwischen den Glassubstraten 74 und 84 eingefügt, die in dem Diagramm gezeigt sind, um die oberen und unteren Flächen durch Ablenkplatten (PL) sandwichartig anzuordnen, wodurch eine Struktur der Flüssigkristallanzeige als 2-dimensionale Bildanzeigesektion 10 erhalten wird.
In der Phasenverteilungsanzeigesektion 12 der oberen Schicht ist eine gemeinsame Elektrode 86 auf der oberen Seite eines gemeinsamen Glassubstrates 82 vorgesehen, und ferner sind Zellenelektrodensektionen 66-11 bis 66-22 auf der Seite der unteren Fläche eines oberen Glassubstrates 88 gebildet. Wie es teilweise anhand der Zellenelektrodensektion 66-22 gezeigt ist, sind Mikropixelelektroden 90 zweidimensional angeordnet, und ein Gate-Schalter 92, eine Decodierschaltung 94 und eine Signalerzeugungsschaltung 96 sind als Antriebsschaltung gebildet. Antriebsschaltungen 72- 11 bis 72-22 sind in den Zellenelektrodenabschnitten 66-11 bis 66-22 des Glassubstrates 88 gebildet. Ferner sind Adressenleitungen 98-1 und 98-2, die durch x&sub1; und x&sub2; gekennzeichnet sind, und Signalleitungen 100-1 und 100-2, die durch y&sub1; und y&sub2; gekennzeichnet sind, für das Glassubstrat 88 angeordnet.
Die Phasenverteilungsanzeigesektion 12 kann eine Flüssigkristallanzeige realisieren, indem ein Flüssigkristall zwischen den Glassubstraten 82 und 88 eingefügt wird, um zwischen Ablenkungsplatten (PL) sandwichartig angeordnet zu sein. Zum Beispiel wird ein nematischer Flüssigkristall als Flüssigkristall verwendet, der in jeder der Anzeigesektionen 10 und 12 zum Einsatz kommt. Ferner hat der Flüssigkristall auf der Seite der Phasenverteilungsanzeigesektion 12 eine homogene Orientierung. Wenn die 2-dimensionale Bildanzeigesektion 10 angetrieben wird, werden die Pixels in der horizontalen Zeile durch die Adressenleitungen 78-1 und 78-2 in der x-Richtung eingeschaltet und werden den Pixels Bildsignale durch die Signalleitungen 80-1 und 80-2 in der y- Richtung zugeführt, wodurch die Anzeigesektion 10 angetrieben wird. Auf ähnliche Weise wie bei der Anzeigesektion 12 werden die Zellen in der horizontalen Zeile durch die Adressenleitungen 98-1 und 98-2 in der x-Richtung eingeschaltet und werden den Zellen durch die Signalleitungen 100-1 und 100-2 in der y-Richtung Phasenverteilungssignale zugeführt, wodurch die Phasenverteilungsanzeigesektion 12 angetrieben wird. Ein Wiedergabelicht wird von der Seite des Glassubstrates 74 der unteren Schicht eingegeben. Da bei der Flüssigkristallanzeige als 2-dimensionale Bildanzeigesektion 10 ein Ablenkungswinkel in Abhängigkeit von dem eingegebenen Pixelsignal verändert wird, kann eine Übertragungsmenge des Lichtes gesteuert werden. Da bei der Flüssigkristallanzeige der Phasenverteilungsanzeigesektion 12 ein Doppelbrechungsbetrag in Abhängigkeit von dem eingegebenen Phasenverteilungssignal verändert wird, kann die Ablenkungsrichtung durch Verändern der Phase gesteuert werden.

(Zweite Ausführungsform der Erfindung auf der Basis der geteilten 2-dimensionalen Bilder)

Fig. 29 zeigt die zweite Ausführungsform, bei der ein 2-dimensionales Bild, das eine Parallaxe in der horizontalen Richtung hat, weitergeteilt wird und eine holographische Stereoaufnahme des Bildtyps mit einer Parallaxe in der horizontalen Richtung stereoskopisch angezeigt wird. Die 2- dimensionale Bildanzeigesektion 10 ist aus der Flüssigkristallanzeige gebildet, und die Phasenverteilungsanzeigesektion 12 ist auch aus einer Flüssigkristallanzeige gebildet. Bei der 2-dimensionalen Bildanzeigesektion 10 kann dieselbe Flüssigkristallanzeige wie jene der ersten Ausführungsform von Fig. 26 verwendet werden. Andererseits kann bei der Phasenverteilungsanzeigesektion 12 die Flüssigkristallanzeige verwendet werden, in der kleine Pixels in der horizontalen Richtung angeordnet sind und große Pixels in der vertikalen Richtung angeordnet sind. Eine Pixelgröße in der vertikalen Richtung ist der Pixelgröße der 2-dimensionalen Bildanzeigesektion 10 im wesentlichen gleich. Da bei der zweiten Ausführungsform das 2-dimensionale Bild geteilt ist, wird das Licht, das von dem Pixel emittiert wird, durch die Phasenverteilungsanzeigesektion 12 nur in die horizontale Richtung gelenkt, und das Licht kann nicht in die vertikale Richtung gelenkt werden. Da das Bild in der vertikalen Richtung nicht gleichzeitig gesehen werden kann, wird deshalb zum Beispiel die Lenticular-Linse 112, in der eine Vielzahl von Zylinderlinsen angeordnet ist, als optische Vorrichtung vorgesehen, die eine Sehzonenvergrößerungsfunktion in der vertikalen Richtung hat, wodurch die Sehzone in der vertikalen Richtung vergrößert wird.
Fig. 30 zeigt einen Seherkennungsbereich eines räumlichen Bildes in der zweiten Ausführungsform. Das Anzeigelicht von der 2-dimensionalen Bildanzeigesektion 10, das durch die Phasenverteilungsanzeigesektion 12 nur in der horizontalen Richtung gestreut wurde, wird in der vertikalen Richtung der Sehzone 45 zum Beispiel durch die Lenticular-Linse 112 als unidirektionaler Streuschirm vergrößert. Deshalb kann der Betrachter ein räumliches Bild erkennen, indem er zwei 2- dimensionale Bilder von verschiedenen Sehpunktpositionen sieht, wenn sie zum Beispiel von einer virtuellen Öffnungszone Ai und einer anderen virtuellen Öffnungszone Ai+k als Nachbildanzeigen durch die Zeitteilung betrachtet werden.
Fig. 31 ist ein Erläuterungsdiagramm, das eine Gesamtkonstruktion einer Anzeigevorrichtung zeigt, die die 2- dimensionale Bildanzeigesektion 10 und die Phasenverteilungsanzeigesektion 12 in der zweiten Ausführungsform von Fig. 29 umfaßt. Die Seite der 2-dimensionalen Bildanzeigesektion 10 ist dieselbe wie bei der ersten Ausführungsform von Fig. 27. Andererseits sind bezüglich der Phasenverteilungsanzeigesektion 12, wie es teilweise als Phasenzelle 64 gezeigt ist, Pixels 102 zur Phasenanzeige, die in der horizontalen Richtung kurz sind und von denen jedes fast dieselbe Größe wie das Pixel 70 zum Anzeigen eines 2-dimensionalen Bildes hat, in der vertikalen Richtung angeordnet, und ferner ist eine Antriebsschaltung 104 integriert vorgesehen.
Fig. 32 zeigt eine spezifische Struktur einer Anzeigevorrichtung 60 von Fig. 31 in bezug auf vier Zellen. Die 2- dimensionale Bildanzeigesektion 10 der unteren Schicht ist im wesentlichen dieselbe wie jene der ersten Ausführungsform von Fig. 28. Bezüglich der Phasenverteilungsanzeigesektion 12 der oberen Schicht ist eine Vielzahl von Pixelelektroden 106, von denen jede in der horizontalen Richtung kurz ist und eine Breite von einem Pixel in der vertikalen Richtung hat, in jeder von vier Zellenelektrodensektionen 102-11 bis 102-22 angeordnet, wie es in der Zellenelektrodensektion 102-22 gezeigt ist, die in dem Diagramm besonders dargestellt wurde. Ein Gate-Schalter 108, eine Decodierschaltung 110 und eine Signalerzeugungsschaltung 114 sind ferner als Antriebsschaltung vorgesehen. Ein Flüssigkristall, der zwischen oberen und unteren Ablenkungsplatten (PL) sandwichartig angeordnet ist, ist zwischen dem mittleren Glassubstrat 82 und einem oberen Glassubstrat 105 eingefügt. Ferner ist die Lenticular-Linse 112, die in Fig. 29 gezeigt ist, auf dem Glassubstrat 105 der oberen Schicht angeordnet. Aus der Ablenkungsrichtung bei Rekonstruktion durch die geteilten 2-dimensionalen Bilder, die in Fig. 24 gezeigt sind, geht bezüglich der Phasenzellen der Phasenverteilungsanzeigesektion 12 in der zweiten Ausführungsform deutlich hervor, daß alle Zellen, die in der vertikalen Richtung angeordnet sind, dieselbe Phasenverteilung haben.
Deshalb werden die Zellen auf derselben vertikalen Zeile durch die Signalleitungen 100-1 und 100-2 eingeschaltet, die sich in der vertikalen Richtung erstrecken, und die Phasenverteilungsinformationen werden gleichzeitig jeder Zelle durch eine Signalleitung 116 in der Y-Richtung zugeführt, wodurch die Phasenverteilungsanzeigesektion 12 angetrieben wird.

(Abwandlung der zweiten Ausführungsform)

Fig. 33 ist ein Erläuterungsdiagramm, das eine Abwandlung der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt, und ist dadurch gekennzeichnet, daß eine 1-dimensionale Flüssigkristallvorrichtung als 2-dimensionale Bildanzeigesektion und Phasenverteilungsanzeigesektion verwendet wird. Erstens umfaßt das optische System: eine 1-dimensionale Bildanzeige 120; eine 1-dimensionale Phasenanzeige 122; einen galvanischen Spiegel 124; ein Linsensystem 126; und die Lenticular- Linse 112. Die 1-dimensionale Bildanzeige 120, die 1-dimensionale Phasenanzeige 122 und der galvanische Spiegel 124 werden durch eine Anzeigesteuersektion 130 gesteuert. Eine Speichertabelle für geteilte 2-dimensionale Bilder 132 und eine Speichertabelle der 1-dimensionalen Phasenverteilung 134 sind für die Anzeigesteuersektion 130 vorgesehen. 2- dimensionale Bilder DG&sub1;&sub1; bis DG1n, ..., DGn1 bis DGnn, die durch Teilen des 2-dimensionalen Bildes von jeder Zone erhalten werden, werden für jeden virtuellen Öffnungsbereich A&sub1; bis An in der Speichertabelle für geteilte 2-dimensionale Bilder 132 gespeichert, wie in Fig. 34 gezeigt.
Fig. 35 zeigt das optische System von Fig. 33 im einzelnen. Ein Anzeigelicht von jedem Pixel der 1-dimensionalen Bildanzeige 120 wird der Ablenkung durch die Phasenverteilung ausgesetzt, die an der entsprechenden 1-dimensionalen Phasenanzeige 122 angezeigt wird, und tritt in den galvanischen Spiegel 124 ein. Das 1-dimensionale Anzeigebild, das in der vertikalen Richtung durch den galvanischen Spiegel 124 gescant wird, wird auf der Lenticular-Linse 112 gebildet, und die Sehzone wird in der vertikalen Richtung vergrößert, so daß ein Betrachter 42 ein räumliches Bild sehen kann. Fig. 36 zeigt eine Draufsicht von Fig. 35. Die 1- dimensionale Phasenanzeige 122 und die 1-dimensionale Bildanzeige 120 sind unter dem galvanischen Spiegel 124 angeordnet. Ferner ist eine Zylinderlinse 135, die eine optische Leistung nur in der horizontalen Richtung hat, hinter der Lenticular-Linse 112 angeordnet.
Fig. 37 zeigt das vertikale Scannen des galvanischen Spiegels 124 von Fig. 35. Wenn der galvanische Spiegel 124 rotiert, wird eine Ablenkoperation zu der Linse 126 innerhalb eines Bereiches von einem virtuellen Bild 122-1 bis zu einem virtuellen Bild 122-3 ausgeführt. Das Licht wird als Scanlicht in der vertikalen Richtung durch die Linse 126 der Lenticular-Linse 112 eingegeben, die auf der Rückseite die Zylinderlinse 135 hat.

(Dritte Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung einer akusto-optischen Vorrichtung)

Fig. 38 zeigt die dritte Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung einer akusto-optischen Vorrichtung (AOM- Vorrichtung) als Phasenverteilungsanzeige. Es wird dieselbe 2-dimensionale Bildanzeigesektion 10 wie jene bei jeder der ersten und zweiten Ausführungsformen verwendet. Anstelle der Phasenverteilungsanzeigesektion ist eine akusto-optische Vorrichtung 136 im Anschluß an die 2-dimensionale Bildanzeigesektion 10 vorgesehen. Die akusto-optische Vorrichtung 136 ist zum Beispiel aus einem Kristall aus TaO&sub2; hergestellt und hat eine solche Struktur, daß ein Transducer 138 als akustischer Vibrator zum Konvertieren eines elektrischen Signals in ein akustisches Signal auf einer Seite vorgesehen ist und ein Absorptionsmaterial 140 zum Absorbieren einer Schallwelle auf der gegenüberliegenden Seite vorgesehen ist. Die akusto-optische Vorrichtung 136 erzeugt eine Welle, die in der horizontalen Richtung ausgebreitet wird, die durch die Anordnungsposition des Transducers 138 bestimmt wird, und erzeugt eine 1-dimensionale Phasenverteilung, die jener der zweiten Ausführungsform von Fig. 29 ähnlich ist. Die Lenticular-Linse 112 ist vorgesehen, um die Sehzone in der vertikalen Richtung zu vergrößern.
Fig. 39 ist ein Zeitdiagramm, das die Antriebsoperation der akusto-optischen Vorrichtung 136 von Fig. 38 zeigt. Das heißt, ein elektrisches Signal mit einer Frequenzverteilung B1' wird dem Transducer 138 zu der Zeit t1 eingegeben, wodurch eine entsprechende Raumfrequenzverteilung B1 in der akusto-optischen Vorrichtung 136 erzeugt wird, wie in Fig. 40 gezeigt. Durch die Verteilung von Brechungsindizes durch die Raumfrequenzverteilung B1 wird zum Beispiel das Licht von einem Pixel 144-1 mit einem gewünschten Winkel % gebeugt und kann das Licht von dem Pixel 144-1 von einer gewissen virtuellen Öffnung gesehen werden. Ein elektrisches Signal mit einer Frequenzverteilung B2' wird dem Transducer 138 anschließend zu einer Zeitlage t2 von Fig. 39 zugeführt, wodurch eine Raumfrequenzverteilung B2 in der akusto-optischen Vorrichtung 136 erzeugt wird. Deshalb wird, wie in Fig. 41 gezeigt, das Licht von dem Pixel 144-1 mit einem Winkel θ&sub2; auf Grund der Brechungsindexverteilung durch die Raumfrequenzverteilung B2 in der akusto-optischen Vorrichtung 136 emittiert. Das Licht von dem Pixel 114-1 kann von einer virtuellen Öffnung gesehen werden, die sich von jener zu der Zeit t1 unterscheidet. Da in diesem Fall die Brechungsindexverteilung der Raumfrequenzverteilung B1, die zu der Zeit t1 erzeugt wird, zu der entsprechenden Position eines nächsten Pixels 144-2 bewegt worden ist, wird das Licht von dem Pixel I44-2 mit einem Winkel θ&sub1; emittiert. Deshalb können beide Lichter von den Pixels 144-1 und I44-2 an der Position gesehen werden, wo sich die Laserstrahlen, die mit den Winkeln θ&sub1; und θ&sub2; emittiert werden, überdecken. Obwohl die Brechungsindexverteilung, die in der akustooptischen Vorrichtung 136 erzeugt wird, im Laufe der Zeit bewegt wird, tritt durch das Rekonstruieren der Bilder gemäß der Synchronisation in Abhängigkeit von dem Pixelarray kein Bildfluß auf, da das Licht von einem Mikropixel gesehen wird. Durch sequentielles Verändern der Ablenkungsrichtungen der Pixelinformationen gemäß den Frequenzverteilungen B1' bis Bn' der elektrischen Signale, die auf die akusto-optische Vorrichtung 136 angewendet werden, kann, wie oben erwähnt, ein 2-dimensionales Bild an derselben Position der virtuellen Öffnung gesehen werden. Durch ähnliches zeitgeteiltes Rekonstruieren der 2-dimensionalen Bilder, wenn sie von einer Vielzahl von Sehpunktpositionen gesehen werden, kann ein räumliches Bild mit einer Parallaxe in der horizontalen Richtung stereoskopisch angezeigt werden.
Fig. 42 zeigt eine Ausführungsform, die eine Beleuchtungssektion enthält, der dritten Ausführungsform unter Verwendung einer akusto-optischen Vorrichtung. Das Licht von einer Lichtquelle 148 eines Halbleiterlasers wird durch einen asphärischen Spiegel 150 in das parallele Licht konvertiert und tritt in eine photoleitfähige Platte 152 ein. Halbspiegel 154-1 bis 154-3 und ein Spiegel 156 sind in der photoleitfähigen Platte 152 schräg angeordnet, wodurch die Wiedergabelichte in die Flüssigkristallanzeige als 2-dimensionale Bildanzeigesektion 10 schräg eintreten können, wie es durch gestrichelte Pfeile gezeigt ist. Das Reflexionsvermögen der Halbspiegel 154-1 bis 154-3 unterscheidet sich, um die Intensitäten von einfallenden Lichten auszugleichen.
Andererseits werden in dem Fall, wenn eine große Vorrichtung auf Grund einer Differenz der Materialien, die in der akusto-optischen Vorrichtung verwendet werden, nicht erhalten werden kann, kleine akusto-optische Vorrichtungen kombiniert, wie in Fig. 43A und 43B gezeigt, wodurch eine akustooptische Vorrichtung mit einem großen Bereich realisiert wird. In diesem Fall kann, wie in Fig. 43A gezeigt, eine Schallwelle von dem Transducer 138 durch ein Schallübertragungsmaterial 158 auch zu der nächsten akusto-optischen Vorrichtung 136 ausgebreitet werden. Eine Vielzahl von akusto-optischen Vorrichtungen 136, die jeweils den Transducer 138 haben, kann auch kombiniert werden, wie in Fig. 43B gezeigt.

VII. Vierte Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung einer Ablenkungssektion und einer Richtungsstreufunktionsvorrichtung

Fig. 44 zeigt eine grundlegende Konstruktion der vierten Ausführungsform gemäß der Erfindung. Obwohl bei der Anzeige der Phasenverteilung bei den ersten bis dritten Ausführungsformen die Pixels, die das 2-dimensionale Bild bilden, gebeugt werden, um von der entsprechenden virtuellen Öffnung gesehen zu werden, ist solch eine Funktion im wesentlichen dieselbe wie die Richtungsstreufunktion zum Ablenken des Laserstrahls und zum Streuen des Lichtes in einem gewissen Bereich. Deshalb wird in der vierten Ausführungsform eine holographische Stereoaufnahme des Bildtyps durch einen Deflektor 160 und eine Richtungsstreufunktionsvorrichtung 162 anstelle der Phasenanzeigesektion gebildet. Da in diesem Fall die Bilder an verschiedenen Positionen an der 2-dimensionalen Bildanzeige 10 mit den Augen des Betrachters 42 gesehen werden können, kann ein räumliches Bild unter Verwendung einer Parallaxe beider Augen und einer Vergenz von zwei Augen erkannt werden.
Fig. 45 zeigt einen Zustand einer Stereoanzeige von Fig. 44. Das Licht von jedem Pixel der 2-dimensionalen Bildanzeige 10 wird in der horizontalen Richtung durch eine Kombination aus dem Deflektor 160 und der Richtungsstreufunktionsvorrichtung 162 abgelenkt. Ferner wird das Licht in der vertikalen Richtung durch die Lenticular-Linse 112 gestreut, die nötigenfalls vorgesehen ist. Deshalb betrachtet in dem Sehbereich 45, in dem die virtuelle Öffnung angeordnet ist, das linke Auge des Betrachters 42 das 2- dimensionale Bild, das von dem virtuellen Öffnungsbereich Ai gesehen wird, während das linke Auge das 2-dimensionale Bild betrachtet, das von dem virtuellen Öffnungsbereich Ai+k gesehen wird. Somit kann ein räumliches Bild auf Grund der Parallaxe zwischen beiden Augen und einer Vergenz zwischen beiden Augen erkannt werden.
Fig. 46 zeigt eine Anzeigevorrichtung 170, in der der Deflektor 160 und die Richtungsstreufunktionsvorrichtung 162, die in Fig. 44 gezeigt sind, integriert sind. Eine innere Struktur, in der Draufsicht gesehen, ist in Fig. 47 im einzelnen gezeigt. In Fig. 47 führen eine lichtemittierende Vorrichtung 174, ein galvanischer Spiegel 178, der durch einen Motor 176 angetrieben wird, und eine Richtungsstreufunktionsvorrichtung 180 die Anzeige von einem Pixel in Gruppenform aus. Das Licht, das von der lichtemittierenden Vorrichtung 174 emittiert wird, wird durch den galvanischen Spiegel 178 abgelenkt und tritt in die Richtungsstreufunktionsvorrichtung 180 ein. Praktisch tritt solch ein Licht in eine dünne Streuplatte ein. Das Licht, das in die Richtungsstreufunktionsvorrichtung unter Verwendung einer dünnen Streuplatte gelangte, wird auf der Linie des einfallenden Laserstrahls leicht gestreut und emittiert, wie in Fig. 48 gezeigt.
Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 47 wird das Licht, das von der Richtungsstreufunktionsvorrichtung 180 emittiert wird, hin zu der virtuellen Öffnung ausgebreitet. Der Betrachter 42 kann das 2-dimensionale Bild an der Position der virtuellen Öffnung durch das Licht sehen, das von der Anzeigevorrichtung 170 emittiert wird, wie in Fig. 46 gezeigt. Ein räumliches Bild kann wahrgenommen werden, indem mit dem rechten und dem linken Auge verschiedene Bilder gesehen werden.
Fig. 49 zeigt eine Ausführungsform, bei der eine Ablenkungsfunktion realisiert wurde, indem die relativen Positionen der lichtemittierenden Vorrichtung und der Linse verändert wurden. Zwei Pixels sind in dem Diagramm im einzelnen gezeigt, wenn die Pixels auf der unteren Seite betrachtet werden, piezoelektrische Vorrichtungen 182 sind an einem Stützglied 185 angebracht, ein Hebel 186, der durch einen Drehpunkt 184 gestützt wird, ist angebracht, und eine lichtemittierende Vorrichtung 188, die für den Hebel 186 vorgesehen ist, kann durch das Antreiben der piezoelektrischen Vorrichtung 182 in der Richtung bewegt werden, die zu der optischen Achse senkrecht ist. Eine Linse 190 und die Richtungsstreufunktionsvorrichtung 180 unter Verwendung einer dünnen Streuplatte sind vor der lichtemittierenden Vorrichtung 188 angeordnet. Durch Verändern der relativen Position der lichtemittierenden Vorrichtung 188 hinsichtlich der Linse 190 durch Antreiben der piezoelektrischen Vorrichtung 182 kann deshalb das Licht von der lichtemittierenden Vorrichtung 188 abgelenkt werden.
Eine Ausführungsform von Fig. 50 ist dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittierende Vorrichtung 188 an dem Stützglied 185 angebracht ist und ein Hebel 194, der den Drehpunkt 184 hat, durch die piezoelektrische Vorrichtung 182 angetrieben wird und die Linse 190 bewegt wird, wodurch das Licht von der lichtemittierenden Vorrichtung 188 abgelenkt wird.
Ferner ist in einer Ausführungsform von Fig. 51 eine Linse 198 zum Vergrößern eines Ablenkungswinkels zusätzlich zu der Linse 190 vorgesehen, und die Linse 198 auf der Seite der lichtemittierenden Vorrichtung 188 wird durch das Antreiben des Hebels 186 durch die piezoelektrische Vorrichtung 182 fein bewegt, wodurch die Ablenkungsoperation ausgeführt wird.
In jeder der Ausführungsformen von Fig. 49 bis 51 ist die Ablenkung für ein Pixel unabhängig vorgenommen worden. Da jedoch auch dann kein Problem auftreten wird, wenn die Ablenkung für jedes Pixel gleichzeitig ausgeführt wird, versteht sich, daß die Lichter von einer Vielzahl von Pixels nötigenfalls auch unter Verwendung desselben Antriebsmittels abgelenkt werden können.
Fig. 52 zeigt eine Ausführungsform, in der die Ablenkungsrichtung auf der Basis einer Differenz der Lichtemissionspositionen gesteuert wird und die virtuelle Öffnungsposition, an der ein 2-dimensionales Bild betrachtet werden kann, gesteuert wird. Das heißt, Fig. 52 zeigt eine Draufsicht. Ein LED-Array 200 wird als Mittel zum Steuern der Ablenkungsrichtung auf Grund einer Differenz der Lichtemissionspositionen verwendet. Das LED-Array 200 hat eine Zeilenform, die sich in der vertikalen Richtung erstreckt, und jede LED ist in der horizontalen Richtung dicht angeordnet. Deshalb bewegt sich in dem LED-Array 200 der Lichtemissionspunkt im Laufe der Zeit in der horizontalen Richtung. Eine Fresnel-Linse 202 mit einer Brennweite von 2F ist in unmittelbarer Nähe des LED-Arrays 200 angeordnet. Eine Fresnel- Linse 204 mit einer Brennweite von F ist an einer Position der Brennweite von 2F der Fresnel-Linse 202 angeordnet. Die 2-dimensionale Bildanzeige 10 ist in unmittelbarer Nähe der Fresnel-Linse 204 angeordnet. Obwohl das Licht, das zum Beispiel von dem rechten Rand des LED-Arrays 200 emittiert wird, gestreut wird, wie es durch gestrichelte Pfeile gezeigt ist, wird das Licht durch die Fresnel-Linse 202 auf die 2-dimensionale Bildanzeigevorrichtung 10 effektiv eingestrahlt. Das Licht, das auf die Fresnel-Linse 204 eingestrahlt wird, durchläuft die 2-dimensionale Bildanzeige 10 und wird als Bild in der Zone einer entsprechenden virtuellen Öffnung 210 in dem Sehbereich 45 gebildet. Da die Lichtemissionsposition des LED-Arrays 200 eine gewisse Zone als Lichtquelle hat, hat auch die Bilderzeugungsposition in dem Sehbereich 45 eine gewisse Zone, und solch eine Zone fungiert als virtuelle Öffnung 210. Ein 2-dimensionales Bild kann an dieser Position gesehen werden.
Eine Ausführungsform von Fig. 53 ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Lenticular-Linse 206 und ein Flüssigkristallverschluß 208 anstelle des LED-Arrays 200 von Fig. 52 vorgesehen sind. Das Licht von der Lichtquelle wird nämlich durch die Lenticular-Linse 206 konvergiert und dem Flüssigkristallverschluß 208 eingegeben. Eine spaltartige Öffnung, die in der horizontalen Richtung schmal und in der vertikalen Richtung lang ist, wird durch den Flüssigkristallverschluß 208 gebildet. Diese Öffnung wird im Laufe der Zeit in der horizontalen Richtung bewegt.
Fig. 54 ist dadurch gekennzeichnet, daß ferner die Richtungsstreufunktionsvorrichtung 180 im Anschluß an die 2- dimensionale Bildanzeige 10 in der Ausführungsform von Fig. 52 vorgesehen ist, wodurch verhindert wird, daß die virtuelle Öffnung 210 durch die Größe der Lichtquelle begrenzt wird.
Obwohl die Ablenkung und die Anzeige des 2-dimensionalen Bildes in jeder der Ausführungsformen von Fig. 46 bis 54 durch verschiedene Vorrichtungen realisiert worden sind, können die Ablenkung und die Anzeige des 2-dimensionalen Bildes ferner auch durch dieselbe Vorrichtung ausgeführt werden, wie in Fig. 55 gezeigt. In einer Ausführungsform von Fig. 55 ist eine Lenticular-Linse 218 als Deflektor in Entsprechung zu einem Pixel 424 der 2-dimensionale Bildanzeige 10 vorgesehen. Eine Vielzahl von Anzeigepixels 424 der 2-dimensionalen Bildanzeige 10 wird mit einer Lenticular-Linse in Entsprechung gebracht, und jene Pixels sind an den Brennpunktpositionen der Lenticular-Linse 218 angeordnet. Durch Emittieren des Lichtes unter Verwendung eines speziellen Pixels von einer Vielzahl von Pixels, die der Lenticular-Linse 218 entspricht, als Bildelement wird die Richtung des Lichtes durch die Position des Pixels als Bildelement bestimmt und kann die Ablenkungsrichtung gesteuert werden. Ferner ist eine Maske 216 im Anschluß an die Lenticular-Linse 218 vorgesehen. Ein Nebensprechen von dem benachbarten Pixel wird durch die Maske 216 eliminiert. Ferner kann nötigenfalls auch die Lenticular-Linse 112 vorgesehen werden.
Fig. 56 zeigt die Bildung eines Hologramms in dem Fall, wenn ein Hologramm mit einem feststehenden Interferenzstreifen als Richtungsstreufunktionsvorrichtung in der vierten Ausführungsform verwendet wird. Fig. 57 zeigt einen Rekonstruktionszustand. In Fig. 56 wird das Licht von einer Streuplatte 222 als Objektwelle durch einen Halbspiegel 224 übertragen. Das Referenzlicht wird aus der senkrechten Richtung dem Halbspiegel 224 eingegeben und reflektiert, und ein Hologramm 220 wird durch eine Interferenzbelichtung durch die Objektwelle und die Referenzwelle gebildet. Indem das Licht von dem Pixel des 2-dimensionalen Bildes dem Hologramm 220 eingegeben wird, das wie oben erwähnt gebildet wurde, kann ein Ablenkungszustand erhalten werden, wie in Fig. 57 gezeigt, bei dem die Einstellposition der Streuplatte 222 bei der Bildung auf den Sehbereich 45-1 eingestellt wird. Indem in diesem Fall das Wiedergabelicht, dessen Winkel verändert wurde und das durch gestrichelte Linien gekennzeichnet ist, dem Hologramm 220 eingegeben wird, kann ein Sehbereich 45-2 eingestellt werden, der sich von dem Sehbereich 45-1 unterscheidet, wie es durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist.
Obwohl die Flüssigkristallanzeige als 2-dimensionale Bildanzeige bei den ersten bis vierten Ausführungsformen verwendet worden ist, kann auch ein LD-Array 225 verwendet werden, in dem Laserdioden zweidimensional angeordnet sind, wie in Fig. 58 gezeigt. Falls das LD-Array 225 als 2-dimensionale Bildanzeige 10 verwendet wird, entspricht eine Laserdiode (LD) einem der Pixels des 2-dimensionalen Bildes in den ersten bis dritten Ausführungsformen. Eine Vielzahl von Laserdioden entspricht einem der Pixels des 2-dimensionalen Bildes in der vierten Ausführungsform.

(Fünfte Ausführungsform einer Farbstereoanzeige)

Fig. 59 zeigt eine Ausführungsform einer Stereoanzeigevorrichtung der Erfindung, die ein Farbbild anzeigen kann, und betrifft eine Farbanzeige durch die Zeitteilung als Beispiel. Die 2-dimensionale Bildanzeigesektion 10, die Phasenverteilungsanzeigesektion 12 und die Lenticular-Linse 112 sind dieselben wie jene der zweiten Ausführungsform. Eine Lichtquelle ist für jede Farbkomponente R, G und B vorgesehen. Und zwar sind Halbleiterlaser als Lichtquelle 226 für ein rotes Licht (R), als Lichtquelle 228 für ein grünes Licht (G) und als Lichtquelle 230 für ein blaues Licht (B) vorgesehen. Die Farbkomponenten R, G und B von den Lichtquellen 226, 228 und 230 werden durch dichroitische Spiegel 232 und 234 reflektiert und treten in einen asphärischen Spiegel 236 ein und werden in die parallelen Lichte konvertiert. Die parallelen Lichte werden durch dieselben Halbspiegel 154-1 bis 154-3 und den Spiegel 156, wie sie in Fig. 42 gezeigt sind, reflektiert und auf die 2-dimensionale Bildanzeigesektion 10 eingestrahlt.
Fig. 60 zeigt eine Antriebszeitlage durch die Zeitteilung der RGB-Bilder für die Lichtquellen von RGB in Fig. 59 und die 2-dimensionale Bildanzeigesektion 10. Durch wiederholtes Erzeugen von Zeitlagensignalen ER, EG und EB in einer Zeitperiode von T = 1/30 Sekunde kann ein räumliches Farbbild durch die Zeitteilung angezeigt werden.
Fig. 61 zeigt eine Ausführungsform einer Stereoanzeigevorrichtung zum Anzeigen eines räumlichen Farbbildes durch die Raumteilung. Die Vorrichtung umfaßt die 2-dimensionale Bildanzeigesektion 10, die Phasenverteilungsanzeigesektion 12 und die Lenticular-Linse 112 und verwendet ein weißes Licht 242 als Lichtquelle für die Anzeigesektion 10.
Fig. 62A und 62B zeigen Pixelkonstruktionen der 2-dimensionalen Bildanzeigesektion 10 und der Phasenverteilungsanzeigesektion 12, die zum Anzeigen eines räumlichen Farbbildes durch die Raumteilung in Fig. 61 verwendet werden. Zuerst zeigt Fig. 62A die 2-dimensionale Bildanzeigesektion 10. Ein Filter 244 für R, ein Filter 246 für G und ein Filter 248 für B sind für die Pixels vorgesehen. Die RGB- Filter sind in den horizontalen und vertikalen Richtungen wiederholt angeordnet. Fig. 62B zeigt eine Zellenanordnung der Phasenverteilungsanzeige 12. Eine Zelle 250 für R, eine Zelle 252 für G und eine Zelle 254 für B sind in einer Einszu-Eins-Entsprechung zu jedem Filter von RGB in der 2-dimensionalen Bildanzeigesektion 10 in Fig. 62A angeordnet.
Fig. 63 zeigt ein Zeitdiagramm eines Antriebssignals bei der Farbbildstereoanzeige durch die Raumteilung, die in Fig. 61, 62A und 62B gezeigt ist. Es reicht aus, die drei Komponenten R, G und B in einer Zeitperiode von T = 1/30 Sekunde wiederholt gleichzeitig anzuzeigen.
Fig. 64A zeigt eine Anordnung der Filter 244, 246 und 248 für RGB bei der Anzeige von räumlichen Farbbildern durch die Raumteilung im Falle der Verwendung einer Phasenverteilungsanzeige zum Ablenken des Lichtes nur in der horizontalen Richtung. Fig. 64B zeigt eine Anordnung der Zellen 250, 252 und 254 für R, G und B in der Phasenverteilungsanzeige 12 entsprechend Fig. 64A. Durch räumlich wiederholtes Anordnen der Filter für R, G und B in der vertikalen Richtung kann ein räumliches Farbbild angezeigt werden.
Die RGB-Filter der Pixels, die in der 2-dimensionalen Bildanzeigesektion 10 vorgesehen und in Fig. 62A, 62B, 64A und 64B gezeigt sind, empfangen die Einstrahlung des weißen Lichtes oder des Lichtes, das helle Linienspektren von R, G und B enthält, und extrahieren die RGB-Komponenten und emittieren die Lichte mit den Intensitäten gemäß den Steuerintensitäten der Flüssigkristallpixels.
Gemäß den oben beschriebenen Ausführungsform ist es bei einer holographischen Stereoaufnahme des Bildtyps nicht erforderlich, die Phasenberechnung bezüglich jedes der 2- dimensionalen Bilder aus verschiedenen Blickrichtungen auszuführen. Durch zeitgeteiltes Anzeigen der 2-dimensionalen Bilder aus verschiedenen Blickrichtungen kann ein räumliches Bild als Nachbild erkannt werden. Da es nicht erforderlich ist, die Berechnung der Phasenverteilung bei der Rekonstruktionsanzeige auszuführen, kann deshalb die Konstruktion der Vorrichtung vereinfacht werden. Ausführungsformen der Erfindung können die Hochgeschwindigkeitsanzeige bei einer Bewegtbildanzeige oder dergleichen bewältigen. Die Berechnungslast auf dem Computer kann offensichtlich beträchtlich reduziert werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen begrenzt sondern viele Veränderungen und Abwandlungen sind möglich. Die Erfindung wird auch durch die in den Ausführungsformen angegebenen Zahlenwerte nicht eingegrenzt.

Claims

1. Stereoanzeigevorrichtung mit:

einem Bildanzeigemittel (10) zum Anzeigen eines 2-dimensionalen Bildes;

einem Strahlablenkungsmittel (12), das dicht vor dem Bildanzeigemittel (10) angeordnet ist zum Ablenken von Licht von Pixels, die das Bild des Bildanzeigemittels (10) bilden; und

einem Speichermittel für 2-dimensionale Bilder (16), in dem eine Vielzahl von 2-dimensionalen Bildern aus verschiedenen Blickrichtungen gespeichert worden ist;

einem Steuermittel der 2-dimensionalen Bildanzeige (14), zum sequentiellen Anzeigen der Vielzahl von 2- dimensionalen Bildern aus verschiedenen Blickrichtungen, die aus dem Speichermittel für 2-dimensionale Bilder (16) ausgelesen werden, an dem Bildanzeigemittel (10); und

einem Strahlablenkungssteuermittel (14) zum Steuern des Strahlablenkungsmittels (12), so daß das Licht von jedem Pixel auf einen Bereich gerichtet wird, auf den ein Betrachtungspunkt festgelegt worden ist, um jedes Bild synchron mit der sequentiellen Anzeige der Vielzahl von 2-dimensionalen Bildern zu erhalten;

dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlablenkungsmittel und das Strahlablenkungssteuermittel (14) ein Mittel zum Anwenden einer variablen Phasenverteilung auf das Bild enthalten, das durch das Bildanzeigemittel emittiert wird, welche variable Phasenverteilung eine holographische Anzeige auf Interferenzbasis ergibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Strahlablenkungsmittel (12) für jedes Pixel oder für jede von einer Vielzahl von Gruppen von Pixels, die das Bild bilden, unabhängig vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Strahlablenkungsmittel konstruiert ist aus einem Phasenverteilungsanzeigemittel (12) zum Anzeigen einer Phasenverteilung, indem das Licht von jedem Pixel innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereiches gestreut wird und gebeugt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der das Phasenverteilungsanzeigemittel dafür ausgelegt ist, eine Phasenverteilung anzuzeigen, um das Licht von den Pixels des Bildanzeigemittels zu der Stelle einer vorbestimmten virtuellen Öffnung (48) zu beugen, die durch die Blickrichtung gegeben ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der das Phasenverteilungsanzeigemittel dafür ausgelegt ist, Phasenverteilungen in den horizontalen und vertikalen Richtungen anzuzeigen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der das Phasenverteilungsanzeigemittel ein Mittel enthält zum Anzeigen einer Phasenverteilung nur in der horizontalen Richtung und ein Lichtvergrößerungsmittel (112) in der vertikalen Richtung.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der das Bildanzeigemittel ein Mittel (120) zum Anzeigen eines 1-dimensionalen Bildes in der horizontalen Richtung ist und das Phasenverteilungsanzeigemittel ein Mittel (122) zum Anzeigen einer Phasenverteilung nur in der horizontalen Richtung ist und die Vorrichtung ferner ein Scanmittel (124) in der vertikalen Richtung, ein Bilderzeugungsmittel und ein Lichtvergrößerungsmittel (125) in der vertikalen Richtung umfaßt.

8. Vorrichtung nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei der das Bildanzeigemittel und das Phasenverteilungsanzeigemittel durch Pixels (62) zur Bildanzeige bzw. Pixels (64) zur Phasenanzeige realisiert werden und jeweils durch ein Anzeigeelement realisiert werden, das eine Struktur hat, die zwei Flüssigkristallschichten enthält, die durch ein dünnes Substrat getrennt sind, wobei eine Vielzahl von Pixels für die Phasenanzeige als eine Zelle betrachtet wird und jede von diesen Zellen in Entsprechung zu dem Pixel für die Bildanzeige angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Pixels für die Bildanzeige und die Pixels für die Phasenanzeige unabhängige Antriebssysteme haben.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Pixelsignale zur Phasenanzeige, die den Zellen zugeführt werden, die das Bild bilden, auf die Zellen, die eine Reihe oder Spalte bilden, je nachdem, gleichzeitig angewendet werden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der ein Pixelsignal zur Phasenanzeige, das zu jeder Zelle, die das Bild bildet, hinzugefügt wird, als dasselbe Pixelsignal zur Phasenanzeige bezüglich aller Zellen in der vertikalen Richtung gleichzeitig hinzugefügt wird.

12. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 8 bis 11, bei der das Pixel zur Phasenanzeige in der horizontalen Richtung kurz und in der vertikalen Richtung lang ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der das Bildanzeigesteuermittel (14) eine Vielzahl von Bildern an dem Bildanzeigemittel (10) sequentiell anzeigt, welche Vielzahl von Bildern die Bilder darstellt, die in der Vielzahl von Blickrichtungen erzeugt wurden, und das Phasenverteilungsanzeigemittel das Licht von dem Pixel, das jedes Bild bildet, hin zu einer Vielzahl von virtuellen Öffnungen beugt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der das Phasenverteilungsanzeigemittel umfaßt: ein Mittel zum Anzeigen der Phasenverteilung nur in der horizontalen Richtung; und ein Mittel zum Streuen des Lichtes in der vertikalen Richtung.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der das Bildanzeigemittel ein Mittel zum Anzeigen des Bildes nur in der horizontalen Richtung enthält, das Phasenverteilungsanzeigemittel dafür ausgelegt ist, eine Phasenverteilung nur in der horizontalen Richtung anzuzeigen, und die Vorrichtung ferner ein Scanmittel in der vertikalen Richtung, ein Bilderzeugungsmittel und ein Mittel zum Streuen von Licht in der vertikalen Richtung hat.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, bei der das Mittel zum Anzeigen der Phasenverteilung nur in der horizontalen Richtung ein Array von akusto-optischen Vorrichtungen (136) ist.

17. Vorrichtung nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei der das Bildanzeigemittel zu irgendeiner Zeit das Bild anzeigt, wie es aus einer gewünschten Richtung zu sehen ist, und das Strahlablenkungsmittel das Licht von dem Pixel hin zu einer virtuellen Öffnung lenkt, die durch die Betrachtungsrichtung des Lichtes von dem Pixel, das das Bild bildet, bestimmt wird.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der das Strahlablenkungsmittel dafür ausgelegt ist, die Ablenkung sowohl in der horizontalen als auch in der vertikalen Richtung auszuführen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der das Strahlablenkungsmittel dafür ausgelegt ist, nur in der horizontalen Richtung abzulenken, und das optische Vergrößerungsmittel für die vertikale Richtung vorgesehen ist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 17, bei der das Bildanzeigemittel ein Mittel zum Anzeigen des Bildes nur in der horizontalen Richtung ist, das Strahlablenkungsmittel ein Mittel zum Ablenken nur in der horizontalen Richtung ist und die Vorrichtung ferner ein Scanmittel für die vertikale Richtung, ein Bilderzeugungsmittel und ein Lichtstreumittel für die vertikale Richtung hat.

21. Vorrichtung nach Anspruch 18, 19 oder 20, bei der das Ablenkmittel aus einem optischen Hilfssystem (190) gebildet ist, das eine Bilderzeugungsfunktion und ein Mittel zum Verändern der relativen Position des Pixels zur Bildanzeige hat.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, bei der eine piezoelektrische Vorrichtung (182) als Mittel zum Verändern der relativen Position verwendet wird.

23. Vorrichtung nach Anspruch 18, 19 oder 20, bei der das Ablenkmittel eine Gruppe von Lichtquellen umfaßt, die räumlich getrennt sind, und eine Vorrichtung, die eine Bilderzeugungsfunktion hat, der Abstand zwischen der Lichtquellengruppe und der Vorrichtung mit der Bilderzeugungsfunktion gleich der Brennweite der Bilderzeugungsvorrichtung oder größer als diese ist und das Ablenkmittel durch die Lichtemissionsposition der Lichtquellengruppe gegeben ist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, bei der die Lichtquelle, die die Lichtquellengruppe bildet, keine Richtungsstreufunktion hat, sondern eine Wellenfront emittiert, die eine Streueigenschaft hat und sich in einem vorbestimmten Winkel erstreckt.

25. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, bei der die Lichtquellengruppe aus einem Flüssigkristallverschluß (208) konstruiert ist, so daß eine einfallende ebene Welle durch eine Spaltzone hindurchtreten kann.

26. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, bei der die Lichtquellengruppe aus einem Array von lichtemittierenden Vorrichtungen (200) konstruiert ist.

27. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 18 bis 20, bei der eine Vielzahl von Bildelementen einem Pixel entspricht, zum Anzeigen des Bildes an dem Bildanzeigemittel, und das Mittel zum Ablenken des Lichtes in der horizontalen Richtung aus einer Lenticular-Linse und einer Vielzahl von lichtemittierenden Vorrichtungen konstruiert ist, die an der Brennpunktposition der Lenticular-Linse angeordnet sind.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, bei der das Mittel zum Ablenken des Lichtes in der horizontalen Richtung die Lichtemissionsintensitäten und Positionen der genannten Vielzahl von Gruppen von lichtemittierenden Vorrichtungen verändert, um die Ablenkung auszuführen.

29. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Bildanzeigemittel aus lichtemittierenden Vorrichtungen konstruiert ist, die jeweils einem Pixel des Bildes entsprechen, und aus einem Mittel zum Verändern der Intensität der lichtemittierenden Vorrichtung.

30. Vorrichtung nach Anspruch 27 oder 29, bei der die lichtemittierende Vorrichtung eine Laserdiode ist.

31. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, bei der das Mittel zum Ablenken nur in der horizontalen Richtung einen Spiegel enthält, bei dem sich die Orientierung der Oberfläche periodisch verändert.

32. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Strahlablenkungsmittel hat:

ein Ablenkungsscanmittel (124) zum Ablenken und Scannen des Lichtes von jedem Pixel; und

ein Richtungsstreumittel (122) zum Streuen des Lichtes, das durch das Ablenkungsscanmittel abgelenkt wird, innerhalb eines vorbestimmten Winkelbereiches und zum Übertragen.

33. Vorrichtung nach Anspruch 32, bei der das Richtungsstreumittel durch eine Streuplatte realisiert wird.

34. Vorrichtung nach Anspruch 32, bei der das Richtungsstreumittel durch eine Hologrammplatte realisiert wird.

35. Vorrichtung nach Anspruch 34, bei der die Hologrammplatte an einer Position angeordnet ist, an der das Licht von der Streuplatte einer begrenzten Zone aufgezeichnet worden ist.

36. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 7, 15, 18, 19 und 20, bei der das Scanmittel der vertikalen Richtung durch einen galvanischen Spiegel realisiert wird.

37. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 6, 7, 14, 15, 19 und 20, bei der das Lichtvergrößerungsmittel der vertikalen Richtung durch eine Lenticular-Linse realisiert wird.

38. Vorrichtung nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei der die Vielzahl von Gruppen von 2-dimensionalen Bildern aus verschiedenen Blickrichtungen eine Vielzahl von Farbkomponenten enthält, das Strahlablenkungsmittel die Ablenkung für jede Farbkomponente ausführt, das Bildanzeigemittel das Bild von jeder Farbkomponente anzeigt und das Bild und die Ablenkung von jeder Farbkomponente mit der Zeit unter Verwendung derselben Vorrichtung ungeachtet der Farbkomponente verändert werden, wodurch ein Farbbild angezeigt wird.

39. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 37, bei der die Vielzahl von Gruppen von 2-dimensionalen Bildern aus verschiedenen Blickrichtungen 2-dimensionale Bilder aus einer Vielzahl von Farbkomponenten sind, das Bildanzeigemittel ein Mittel zum räumlichen Trennen der Pixels aus einer Vielzahl von Farbkomponenten und zum Anzeigen hat und das Strahlablenkungsmittel ein Farbbild durch ein Mittel zum gleichzeitigen Ausführen der Beugung an den Farbkomponenten anzeigt.

40. Vorrichtung nach Anspruch 3, ferner mit einem Mittel zum Speichern von Phasendaten für jede Blickrichtung, einem Mittel zum Auslesen der Daten und einem Mittel zum Steuern des Strahlablenkungsmittels gemäß den ausgelesenen Daten.