特表 2024-525635 ３次元シーンの知覚を生成するように構成される表示アセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-12

(54)【発明の名称】３次元シーンの知覚を生成するように構成される表示アセンブリ

(51)【国際特許分類】

   G02B 30/52 20200101AFI20240705BHJP

   H04N 13/317 20180101ALI20240705BHJP

   H04N 13/346 20180101ALI20240705BHJP

【ＦＩ】

G02B30/52

H04N13/317

H04N13/346

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024500585

(86)(22)【出願日】2022-06-28

(85)【翻訳文提出日】2024-03-01

(86)【国際出願番号】 AU2022050659

(87)【国際公開番号】W WO2023272342

(87)【国際公開日】2023-01-05

(31)【優先権主張番号】2021901966

(32)【優先日】2021-06-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】AU

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524007767

【氏名又は名称】アクシオム ホログラフィックス プロプリエイタリー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100135781

【弁理士】

【氏名又は名称】西原 広徳

(74)【代理人】

【識別番号】100217227

【弁理士】

【氏名又は名称】野呂 亮仁

(72)【発明者】

【氏名】ブルース ロバート デル

【テーマコード（参考）】

2H199

【Ｆターム（参考）】

2H199BA26

2H199BB17

2H199BB18

2H199BB67

(57)【要約】

視聴者に３次元（３Ｄ）シーンの知覚を誘発するための表示アセンブリであって、表示アセンブリが、シーン表示画面と、視野角を低減するためにシーン表示画面上に取り付けられたプライバシー画面と、反射側（「第１の反射側」）及び透過側（「第１の透過側」）を有する第１のミラーであって、第１の反射側が、照明のためにシーン表示画面に対して斜めに取り付けられる、第１のミラーと、照明のために第１の透過側に面する背景表示画面と、シーン表示画面、背景表示画面、及び第１のミラー周りに配置されるハウジングであって、第１のミラーの反射側を観察するための開口部を含むハウジング内の周囲光を低減する、ハウジングと、動画画像を生成するためにシーン表示画面に結合される画像生成アセンブリとを備え、視聴者が第１のミラーの反射側を見るとき、背景表示画面とシーン表示画面とを同時に観察し、プライバシー画面が、視聴者による二次シーン画像の観察を防止する、表示アセンブリ。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

視聴者に３次元（３Ｄ）シーンの知覚を誘発するための表示アセンブリであって、前記表示アセンブリが、
シーン表示画面と、
視野角を低減するために前記シーン表示画面上に取り付けられるプライバシー画面と、
反射側（「前記第１の反射側」）及び透過側（「前記第１の透過側」）を有する第１のミラーであって、前記第１の反射側が、照明のために前記シーン表示画面に対して斜めに取り付けられる、第１のミラーと、
照明のために前記第１の透過側に面する背景表示画面と、
前記シーン表示画面、背景表示画面、及び前記第１のミラー周りに配置されるハウジングであって、前記第１のミラーの前記反射側を観察するための開口部を含む前記ハウジング内の周囲光を低減する、ハウジングと、
動画画像を生成するために前記シーン表示画面に結合される画像生成アセンブリと
を備え、
前記視聴者が前記第１のミラーの前記反射側を見るとき、前記背景表示画面と前記シーン表示画面とを同時に観察し、前記プライバシー画面が、前記視聴者による二次シーン画像の観察を防止する、表示アセンブリ。

【請求項2】

前記第１の反射側が、前記シーン表示画面に４５±３度で取り付けられる、請求項１に記載の表示アセンブリ。

【請求項3】

前記背景表示画面が、９０±３度で前記シーン表示画面に取り付けられる、請求項１に記載の表示アセンブリ。

【請求項4】

反射側（「第２の反射側」）及び透過側（「第２の透過側」）を有する第２のミラーを含み、前記第２の反射側が、前記視聴者が前記背景表示画面を観察するための前記開口部を通して、前記背景表示画面から前記第１の透過側を透過した光を反射する、請求項１から３のいずれか一項に記載の表示アセンブリ。

【請求項5】

前記第２の反射側が、９０±３度で前記第１の反射側に取り付けられる、請求項４に記載の表示アセンブリ。

【請求項6】

シャドウ表示画面を含む、請求項４に記載の表示アセンブリ。

【請求項7】

前記シャドウ表示画面が、前記シーン表示画面に対向して取り付けられる、請求項６に記載の表示アセンブリ。

【請求項8】

前記シャドウ表示画面の縁部が、前記シーン表示画面の縁部にオーバーラップする、請求項７に記載の表示アセンブリ。

【請求項9】

前記シャドウ表示画面が、前記第１の透過側に隣接して位置する、請求項６に記載の表示アセンブリ。

【請求項10】

前記画像生成アセンブリが、シャドウ画像を生成するように構成され、前記シャドウ画像が、前記動画画像のシャドウに対応する、請求項９に記載の表示アセンブリ。

【請求項11】

前記表示アセンブリが、前景表示画面を含む、請求項４に記載の表示アセンブリ。

【請求項12】

前記前景表示画面が、前記第２の透過側に隣接して位置する、請求項１１に記載の表示アセンブリ。

【請求項13】

前記画像生成アセンブリが、前記前景表示画面によって表示するための前景画像を生成するように構成される、請求項１１又は１２に記載の表示アセンブリ。

【請求項14】

前記動画画像が、毎秒３～６回の頻度で回転する、請求項１から３のいずれか一項に記載の表示アセンブリ。

【請求項15】

前記動画画像が、毎秒４回の頻度で回転する、請求項１４に記載の表示アセンブリ。

【請求項16】

視聴者における３Ｄオブジェクトの知覚を生成するための方法であって、前記方法が、
部分的に銀被覆されたミラーの反射側を用いて前記３Ｄオブジェクトに対応する２Ｄ動画画像の反射を前記視聴者に表示するステップと、
前記視聴者に対して、前記部分的に銀被覆されたミラーの背後の位置に背景画像を表示するステップであって、前記背景画像が、前記部分的に銀被覆されたミラーの透過側を通って前記視聴者に透過される、ステップと、
前記動く２Ｄ表示を見るために前記視聴者の観察範囲を制限し、それによって、前記動く２Ｄ表示の二次画像の形成を防止するステップと
を含む、方法。

【請求項17】

シャドウ表示画面上に前記動く２Ｄ表示に対応するシャドウ画像を表示し、前記動画画像の見かけの観察平面に対して９０度で、見かけの平面を観察するために前記シャドウ画像を反射するステップ、を含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前景画像を前記動画画像の前に表示するステップ、を含む、請求項１６又は１７に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、２０２１年６月２９日に出願されたオーストラリア仮特許出願第２０２１９０１９６６号の優先権を主張し、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。

【0002】

本発明は、オブジェクト、又はオブジェクトのグループなど、３次元（３Ｄ）シーンとして人間の観察者が見る視覚表示を生成するための方法及び装置に関する。そのような表示は、目立つものであり、広告及びマーケティング目的、並びに他の用途に使用されてもよい。

【背景技術】

【0003】

先行技術の方法、装置又は文書へのいかなる言及も、それらが形成した、又は共通の一般知識の一部を形成するという証拠又は承認を構成するものと解釈されるべきではない。

【0004】

人間は、３次元効果に引き付けられ、そのような効果は、多数の目的のために有用であるように、目立ち、注目を集め、人々の視線を有利に引き付け得る。そのような目的には、広告及びマーケティング表示が含まれる。

【0005】

３次元オブジェクトの知覚を生成する多くのシステムは、観察者の位置を追跡し、観察者が立体眼鏡を着用するための特別な装置を必要とする。例えば、本発明者によるＰＣＴ／オーストラリア特許２０１８／０５０７５４号には、２人の異なるユーザが異なる位置から同じ仮想オブジェクトを同時に観察し得る仮想オブジェクト表示システムを記載している。そのシステムは、観察者追跡及び立体投影システムを利用する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】ＰＣＴ／オーストラリア特許２０１８／０５０７５４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

対照的に、観察者を追跡する必要がなく、観察者が特別な眼鏡を着用する必要がない単純な視覚効果アセンブリの提供が望まれる。

【0008】

本発明の目的は、シーンが３次元であるという知覚を形成するためにユーザに対して、３次元であるように見え、特別な眼鏡の使用を必要としないシーンを表示するための３次元視覚効果アセンブリを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の第１の態様による、視聴者に３次元（３Ｄ）シーンの知覚を誘発するための表示アセンブリであって、本表示アセンブリが、
シーン表示画面と、
視野角を低減するためにシーン表示画面上に取り付けられるプライバシー画面と、
反射側（「第１の反射側」）及び透過側（「第１の透過側」）を有する第１のミラーであって、第１の反射側が、照明のためにシーン表示画面に対して斜めに取り付けられる、第１のミラーと、
照明のために第１の透過側に面する背景表示画面と、
シーン表示画面、背景表示画面、及び第１のミラー周りに配置されるハウジングであって、第１のミラーの反射側を観察するための開口部を含むハウジング内の周囲光を低減する、ハウジングと、
動画画像を生成するためにシーン表示画面に結合される画像生成アセンブリと
を備え、
視聴者が第１のミラーの反射側を見るとき、背景表示画面とシーン表示画面とを同時に観察し、プライバシー画面が、視聴者による二次シーン画像の観察を防止する、表示アセンブリを提供する。

【0010】

実施形態では、第１の反射側は、４５±３度、又は好ましくは４５度でシーン表示画面に取り付けられる。

【0011】

一実施形態では、背景表示画面は、９０±３度、又は好ましくは９０度でシーン表示画面に取り付けられる。

【0012】

一実施形態では、表示アセンブリは、反射側（「第２の反射側」）及び透過側（「第２の透過側」）を有する第２のミラーを含み、第２の反射側は、視聴者が背景表示画面を観察するための開口部を通して背景表示画面から第１の透過側を透過した光を反射する。

【0013】

一実施形態では、第２の反射側は、９０±３度、又は好ましくは９０度で第１の反射側に取り付けられる。

【0014】

一実施形態では、表示アセンブリは、シャドウ表示画面を含む。

【0015】

一実施形態では、シャドウ表示画面は、シーン表示画面に対向して取り付けられる。

【0016】

一実施形態では、シャドウ表示画面の縁部は、シーン表示画面の縁部にオーバーラップする。

【0017】

一実施形態では、シャドウ表示画面は、第１の透過側に隣接して位置する。

【0018】

一実施形態では、画像生成アセンブリは、シャドウ画像を生成するように構成され、シャドウ画像は、仮想動画画像のシャドウに対応する。

【0019】

一実施形態では、表示アセンブリは、前景表示画面を含む。

【0020】

一実施形態では、前景表示画面は、第２の透過側に隣接して位置する。

【0021】

一実施形態では、画像生成アセンブリは、前景表示画面によって表示するための前景画像を生成するように構成される。

【0022】

一実施形態では、仮想動画画像は、毎秒３～６回の頻度で回転する。

【0023】

一実施形態では、仮想動画画像は、毎秒４回の頻度で回転する。

【0024】

本発明の更なる態様による、少なくとも１つの部分的に銀被覆されたミラーと、背景表示画面と、シーン表示画面と、を含む表示アセンブリであって、背景表示画面が、ミラーの透過側を照明し、シーン表示画面が、ミラーの反射側を照明し、シーン表示画面及び背景表示画面からの光線が、視聴者による同時観察のための観察位置に向けられる、表示アセンブリを提供する。

【0025】

例えば、観察位置は、表示アセンブリの開口部に対応してもよい。

【0026】

本発明の更なる態様による、視聴者における３Ｄオブジェクトの知覚を生成するための方法であって、本方法は、
部分的に銀被覆されたミラーの反射側を用いて３Ｄオブジェクトに対応する２Ｄ動画画像の反射を視聴者に表示することと、
視聴者に対して、部分的に銀被覆されたミラーの背後の位置に背景画像を表示することであって、背景画像が、部分的に銀被覆されたミラーの透過側を通って視聴者に透過される、表示することと、
動く２Ｄ表示を見るために視聴者の観察範囲を制限し、それによって、動く２Ｄ表示の二次画像の形成を防止することと、を含む、方法を提供する。

【0027】

一実施形態では、本方法は、シャドウ表示画面上に動く２Ｄ表示に対応するシャドウ画像を表示し、動画画像の見かけの観察平面に対して９０度で、見かけの平面を観察するためにシャドウ画像を反射すること、を含む

【0028】

一実施形態では、本方法は、前景画像を動画画像の前に表示すること、を含む。

【0029】

本発明の別の態様による、視聴者に３次元（３Ｄ）シーンの知覚を誘発するための表示アセンブリであって、表示アセンブリが、少なくとも１つの部分的に銀被覆されたミラーと、部分的に銀被覆されたミラーを介して動画画像を提示するためのシーン表示画面と、仮想動画画像に対応する二次画像の観察を防止するために、動画表示画面上のプライバシー画面などの観察範囲リミッタと、を備える、表示アセンブリを提供する。

【0030】

本発明の更なる態様によれば、視聴者に３次元（３Ｄ）シーンの知覚を誘発するための表示アセンブリを提供し、表示アセンブリは、この概要の前の段落で述べた前述の機能の有用な組合せを備える。

【図面の簡単な説明】

【0031】

本発明の好ましい機能、実施形態及び変形は、当業者が本発明を実施するための十分な情報を提供する以下の詳細な説明から識別され得る。詳細な説明は、決して本発明の前述の概要の範囲を限定するものと見なされるべきではない。詳細な説明は、以下のいくつかの図面を参照する。

【図1】後に説明する本発明の態様及び実施形態を開発する間に本発明者が着想した、使用時に示される初期バージョンの表示アセンブリの断面側面図である。

【図2】使用時における図１の初期バージョンの表示アセンブリの正面図である。

【図3】本発明による、使用時における表示アセンブリの第１の実施形態の断面側面図である。

【図4】使用時における図３の表示アセンブリの正面図である。

【図5】本発明による、使用時における表示アセンブリの好ましい実施形態の断面側面図である。

【図6】使用時における前景画像を提示する（すなわち、「表示する」）図５の実施形態の前景表示画面の図である。

【図7】使用時及び動画画像を提示している図５の実施形態のシーン表示画面の図である。

【図8】使用時及び動画画像に対応するシャドウ画像を提示している図５の実施形態のシャドウ表示画面の図である。

【図9】使用時及び背景画像を提示している背景表示画面の図である。

【図10】使用時における図５の表示アセンブリの正面図である。

【図11】動画画像の回転を示すために徐々に進む時間において使用時の図５の表示アセンブリの正面図である。

【図12】動画画像の回転を示すために徐々に進む時間において使用時の図５の表示アセンブリの正面図である。

【図13】動画画像の回転を示すために徐々に進む時間において使用時の図５の表示アセンブリの正面図である。

【図14】図５の表示アセンブリと同様であるが、シーン表示画面上にプライバシー画面がない表示アセンブリを示す図であり、これにより、二次シーン見かけ平面が生成され、これは望ましくない。

【図15】二次シーン画像を観察し得る図１４の表示アセンブリの正面図であり、これは望ましくない。

【発明を実施するための形態】

【0032】

ここで図１及び図２を参照すると、表示アセンブリの初期バージョンの側面、断面図及び正面図を示しており、それは、後に説明する本発明の好ましい実施形態に到達しようとしている間に本発明者が考案した初期の表示アセンブリ１である。初期の表示アセンブリ１は、シーン表示画面３を含み、シーン表示画面３は、通常、例えばバックライト付きＬＥＤ画面又はＯＬＥＤ画面など、フラット画面「モニタ」である。背面投影画面などの他のタイプの表示画面も使用され得ることが理解されよう。

【0033】

初期の表示アセンブリ１は、平面であり、反射側７（「第１の反射側」）、及び第１の反射側７に対向する透過側９（「第１の透過側」）を有する第１のミラー５を含む。第１のミラー５は、部分的に銀被覆され、好ましくは７０％反射性及び３０％透過性である。このようなミラーは、「ビームスプリッタ」と呼ばれることがある。

【0034】

第１の反射側７は、それが動作しているときにシーン表示画面３がミラー５の第１の反射側７を照明するように、角度θ＝４５度又はその付近でシーン表示画面３に取り付けられる。

【0035】

背景表示画面１１は、角度φ＝９０度又はその付近でシーン表示画面３に取り付けられる。背景表示画面１１が動作しているとき、第１の透過側９を照明するように、背景表示画面１１は、ミラー５の第１の透過側９に面している。背景表示画面１１からの光は、光線３７が示すように、ミラー５を通過する。背景表示画面は、電子モニタ又はＴＶ画面などのアクティブ表示であることが好ましいが、例えば、観察者に見えるように光源によって照らされたキャンバスなどの画面上にペイントされた画像であってもよい。

【0036】

ハウジング１３が、シーン表示画面３、背景表示画面１１、及び第１のミラー５の周囲に配置される。画面３、１１によって形成された画像を視聴者１７が容易に見えるように、ハウジング１３は、外部環境からの周囲光のハウジング内への通過を低減する。表示アセンブリが夜間又は他の低周囲光環境でのみ使用される場合、ハウジングは不要であり得ることが理解されよう。ハウジング１３は、開口部１５を含む。外部に位置する視聴者１７は、開口部１５を通して第１の反射側７を観察し得る。

【0037】

画像生成アセンブリ１９は、シーン表示画面３と背景表示画面１１とに結合される。画像生成アセンブリ１９は、シーン表示画面３上の動画画像３３を、及び背景表示画面１１上の背景画像２８を、生成するためのソフトウェア２３でプログラミングされたコンピュータ２１を備え得る。画像生成アセンブリ１９は、それぞれのビデオケーブル２５、２７によってシーン表示画面３及び背景表示画面１１に結合される。

【0038】

使用時に、画像生成アセンブリ１９は、ビデオケーブル２５、２７を介してシーン表示画面３及び背景表示画面１１に送信されるビデオ信号２６、３１を生成し、シーン表示画面３及び背景表示画面１１はそれぞれ、動画画像３３及び背景画像２８を提示する。動画画像３３は、好ましくは、視聴者１７によって３次元であると知覚されるように意図された１つ又は複数のオブジェクトの二次元である動画を含む。

【0039】

視聴者１７は、ハウジング１３の開口部１５から背景表示画面１１とシーン表示画面３とを同時に観察することで、シーン見かけ平面３９上に、動画画像３３に対応する仮想動画画像３３ｖを見る。その目的のために、運動視差を使用してオブジェクトの深さを測定するなど、提示されている画像が実際には平坦なシーン表示画面３上に生成された２次元画像であることを認識させる可能性があるキューを、観察者が見る時間がないように、オブジェクトは、動く、好ましくは回転及び／又はズーム及び／又は並進するように示される。本発明の好ましい実施形態では、動画画像３３は、毎秒３～６回、例えば毎秒４回の頻度で回転する。

【0040】

また、視聴者１７は、背景表示画面１１において仮想動画画像３３ｖの背後に背景画像２８を見る。背景画像２８と仮想動画画像３３ｖとの異なる見かけの深さは、動画画像３３ｖが３Ｄオブジェクトであるという視聴者１７による知覚を大きくする。

【0041】

視聴者１７は、光線３５が示すように第１のミラー５の第１の反射側７を介してシーン表示画面３を観察し、その結果、シーン見かけ平面３９上で（視聴者１７に対して）ミラー５の背後に位置するように見える仮想動画画像３３ｖを見る。視聴者１７は、光線３７が示すように、背景表示画面１１から第１の透過側６を通る光の透過に起因して、背景表示画面１１によって提示される背景画像２８を観察する。

【0042】

仮想動画画像３３ｖを観察することに加えて、シーン見かけ平面３９上で、視聴者１７はまた、図１の光線３４、３６が示すように、表示画面３から動画画像３３を直接見る。

【0043】

図２は、視聴者１７がハウジング１３の開口部１５を通して見る図を示している。図２で、視聴者１７が、シーン見かけ平面３９上の仮想動画画像３３ｖを見ることがわかり、これは意図し、望ましいことであるが、前述したように、動画３３を望ましくない「二次シーン画像」として直接見る。動画３３の、すなわち、望ましくない二次シーン画像の視聴者の観察は、３Ｄオブジェクトである仮想動画画像３３ｖの視聴者１７による知覚を大きく妨げたため、問題を提起した。その結果、初期バージョンの初期の表示アセンブリ１は、視聴者に３Ｄオブジェクトの知覚を誘発することについて、本発明者が望んだほど成功しなかった。

【0044】

動画３３の形態での二次シーン画像の観察の問題に対処する１つの方法は、視聴者１７がシーン表示画面３を直接観察できないようにハウジング１３を十分な高さまで持ち上げることであると、本発明者は考えた。しかしながら、そのような手法は、視聴者がシーン見かけ平面３９及び背景表示１１を観察し得る位置の垂直範囲を過度に制限する。

【0045】

多くのことを考えた後、本発明者は、光線がミラー５の第１の反射側のみを実質的に照明するように、シーン表示画面３から放射される光線の角度範囲を制限することを調査することにした。

【0046】

表示からの光線の発散を低減するための１つの技術は、例えば、飛行シミュレータで使用されており、放物面ミラーを使用してモニタからの光をコリメートすることである。このような技術は、例えば、ｈｔｔｐ：／／において、ｈｔｔｐ：／／ｍｉｋｅｓｆｌｉｇｈｔｄｅｃｋ．ｃｏｍ／ｓｃｅｎｅｒｙ＿ｄｉｓｐｌａｙ／ｍｉｒｒｏｒ＿ｃｏｌｌｉｍａｔｉｏｎ．ｈｔｍｌ（２０２１年６月８日検索）に記載されている。

【0047】

しかしながら、ミラーコリメーションは、大型の放物面ミラーを必要とし、これは高価であり、モニタに対して配置することが困難であり、表示装置の大きさを大きくする。

【0048】

次いで、本発明者は、シーン表示画面３からの光線３４、３６の視聴者１７への到達を防止するために、開口部１５を横切るプライバシー画面を使用することを検討した。プライバシー画面は、視覚的ハッキング（すなわち、個人情報を不正に取得するために、例えば肩越しに人のコンピュータ画面を秘密に観察すること）を防止するように設計されている。プライバシー画面は、それらが重ね合わされる画面の視野角を制限することによって機能する。しかしながら、第１の反射側７からの光の視野角、及び背景シーン表示１１からの光の視野角も制限する開口部１５を横切るプライバシー画面が実現された。

【0049】

本発明者は、本発明による表示装置の第１の実施形態である、図３の表示アセンブリ４３に到達するために、シーン表示画面３上に、３Ｍから入手可能なマイクロルーブルプライバシー画面（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．３ｍ．ｃｏｍ／３Ｍ／ｅｎ＿ＵＳ／ｐｒｉｖａｃｙ－ｓｃｒｅｅｎ－ｐｒｏｔｅｃｔｏｒｓ－ｕｓ／ ２０２１年６月１０日に検索）などのプライバシー画面４１を配置することによって進めることにした。

【0050】

プライバシー画面４１が、表示画面３の角度観察範囲の制限に有効であり、したがって図１の光線３４、３６の放射を防止し、これにより、視聴者１７は、表示画面３上の動画画像３３をもはや直接見ることができず、むしろミラー５の第１の反射側７を介して仮想動画画像３３ｖのみを見ることができることを、本発明者は発見した。

【0051】

その結果、表示アセンブリ４３は、図１及び図２の初期の表示アセンブリ１よりも大幅に改善されており、仮想動画画像３３ｖが３Ｄオブジェクトであるという知覚を、視聴者１７において生成するために有用な装置であった。

【0052】

表示アセンブリ４３は、シーン表示画面３上のシーン動き画像３３の望ましくない直接観察を防止するために、プライバシー画面４１を含むことにより、初期の表示アセンブリ１に対する改善であったが、それにもかかわらず、本発明者は、視聴者１７における３Ｄオブジェクトの更に良好な知覚の促進を更に支援する改善がなされ得ると感じた。

【0053】

仮想オブジェクト３３ｖによって投影されたシャドウの存在が、仮想オブジェクトが実際の３Ｄオブジェクトであると知覚するための更なるキューを視聴者１７にもたらすことを、本発明者は認識した。

【0054】

シーン表示画面３に表示される動く画像シーン３３に、シャドウを単に含めることができる。しかしながら、シャドウ及び表示されたオブジェクトの見かけの深さがその場合で同じであること、すなわち、シャドウが３Ｄ空間内のオブジェクトから離れているようには見えないように、両方とも見かけの平面３９上にあると知覚されることを、本発明者は認識した。

【0055】

その問題に対処するために、本発明者は、多くの努力の後に、突然のひらめきを得て、図５に示す好ましい表示アセンブリ４４を思い付いた。

【0056】

表示アセンブリ４４は、図３の前述の表示アセンブリ４３と共通のいくつかの構成要素を含むので、それらは図３と同じ識別番号を使用して図５で特定される。

【0057】

第１のミラー５に加えて、表示アセンブリ４４は、反射側４７（「第２の反射側」）及び透過側４９（「第２の透過側」）を有する第２のミラー４５を含む。第１のミラー５と同様に、第２のミラー４５は、部分的に銀被覆されており、好ましくは７０％反射、３０％透過である。

【0058】

第２の反射側４７は、動作しているとき、シーン表示画面３がミラー５の第１の反射側７を照明し、それ故に、第１の反射側７からの反射によって第２のミラー４５の第２の反射側４７を照明するように、角度α＝９０度又はその付近で第１の反射側７に取り付けられる。その結果、観察者１７は、ハウジング１３の開口部１５を通して見ると、光線３５が示すように、第２の反射側４７及び第１の反射側７を介してシーン表示画面３を見る。

【0059】

先の実施形態である図３の表示アセンブリ４３の場合もそうであったように、背景表示画面１１は、角度φ＝９０度又はその付近でシーン表示画面３に取り付けられる。背景表示画面１１は、背景表示画面が動作しているとき、第１の透過側９を照明するように、ミラー５の第１の透過側９に面している。背景表示画面１１からの光は、光線３７が示すように、第１のミラー５の第１の透過側９を通過し、次いで第２のミラー４５の第２の反射側４７から反射され、それ故に、開口部１５を通って視聴者１７に出ていく。

【0060】

表示アセンブリ４４はまた、第２の透過側４９に隣接するハウジング１３内に位置する前景表示画面５１を含み、これにより、開口部１５とは対向する第２のミラー４５の側にあり、第２のミラー４５を通して視聴者１７によって観察される。

【0061】

画像生成アセンブリ１９は、それぞれのビデオケーブル２５、２８、２７、及び３０によって、シーン表示画面３、背景表示画面１１、前景表示画面５１、及びシャドウ表示画面５３に結合される。画像生成アセンブリ１９は、動画画像３３、背景画像２８、シャドウ画像２９、及び前景画像２７を生成するためのソフトウェア２３でプログラミングされたコンピュータ２１を備え得る。ビデオケーブル２５、２８、２７及び３０は、画面上に表示するためのそれぞれの画像に対応するビデオ信号２６、３４、３１及び３２を搬送する。前景表示画面は、電子モニタ又はＴＶ画面などのアクティブ表示であることが好ましいが、例えば、観察者に見えるように光源によって照らされたペイント画像であってもよい。

【0062】

ソフトウェア製品２３を含む命令は、コンピュータ２１の１つ又は複数のプロセッサが、１つ又は複数の仮想オブジェクト、例えばシーン３３のシーンを含む３次元空間を生成するための命令を含む。使用するソフトウェア技術に応じて、１つ又は複数の仮想オブジェクトは、例えば、ポリゴン、オクトツリー、又は点群データを備えてもよい。ソフトウェア２３はまた、コンピュータ２１のプロセッサが、仮想照明、表面テクスチャリング、シーン表示画面３に対応する２Ｄ観察平面への変換、並びにシーンを構成するオブジェクトの回転及び並進を適用することによって、仮想シーンを操作するための命令を含む。３Ｄシーンを生成し、操作し、それらを２Ｄ観察平面に投影するための様々な技術は、従来技術、例えば、コンピュータゲームの分野で知られており、本発明のここで説明する実施形態の実施に適している。

【0063】

あるいは、他の実施形態では、画像生成アセンブリ１９は、動画画像３３、背景画像２８、シャドウ画像２９、及び前景画像２７の、予め記録されたビデオを、又は背景及び前景画像の場合の静止画像を、それぞれ再生するいくつかのビデオ又は静止画像プレーヤを備えてもよい。少なくとも、動画画像３３を生成するビデオプレーヤと、シャドウ画像２９を生成するビデオプレーヤとは同期する。

【0064】

視聴者１７は、ハウジング１３の開口部１５を通して背景表示画面１１とシーン表示画面３とを同時に観察する。

【0065】

視聴者１７は、第１のミラー５及び第２のミラー４５での反射によって光線３５に沿ってシーン表示画面３を観察し、その結果、（視聴者１７に対して）第２のミラー４５の背後に位置するシーン見かけ平面３９上の仮想動画画像３３ｖを見る。

【0066】

視聴者１７は、第１のミラー４の第１の透過側９を通り、それ故に、第２のミラー４５の第２の反射側４７によって反射された光線３７に沿った背景表示画面１１からの光の透過に起因して、背景表示画面１１を観察する。その結果、視聴者１７は、シーン見かけ平面３９の背後にあるように見える、背景見かけ平面４２上の仮想背景画像２８ａを見る。

【0067】

視聴者１７はまた、水平なシャドウ見かけ平面４０上に、仮想のシャドウ画像２９ｖを見る。シャドウ表示画面５３の上部境界は、シーン見かけ平面３９が水平シャドウ見かけ平面４０の最も近い境界から距離「ｗ」だけ差し込まれるように、距離「ｄ」だけシーン表示画面３の下部境界にオーバーラップする。差し込み「ｗ」を生成するためにオーバーラップ「ｄ」を提供することは、仮想動画画像３３ｖが、その下にある仮想シャドウ画像２９ｖを作成することを支援するので、仮想動画画像３３ｖが２Ｄ画像ではなく３Ｄ画像のものであるという知覚をユーザに生成することを更に支援する。

【0068】

好ましくは、動画画像３３は、毎秒３～６回、又は好ましくは約０．２５Ｈｚ（４秒に１回）の頻度で回転するシーンを含む。図１１～図１３は、徐々に進む回転の段階を示し、仮想動画画像３３ｖと仮想シャドウ画像２９ｖとの同期を示している。この例では、前景画像２７及び背景画像２８ｖは静止したままである。

【0069】

図１４は、図５の表示アセンブリと同様であるが、シーン表示画面３上にプライバシー画面４１が存在しない表示アセンブリを示している。その結果、図１５に示すように、二次シーン画像６１を観察し得る二次シーン見かけ平面６０が生成され、これは望ましくない。したがって、本発明の一実施形態による表示アセンブリは、プライバシー画面４１を含む。

【0070】

上記から、一実施形態では、視聴者１７において３次元（３Ｄ）シーン３３ｖの知覚を誘発するように設計された表示アセンブリ４３、４４が提供されることが理解されよう。表示アセンブリ４３、４４は、表示画面の視野角を低減するためにプライバシー画面４１が取り付けられたシーン表示画面３を備える。表示アセンブリ４３、４４はまた、反射側７（「第１の反射側」）及び透過側９（「第１の透過側」）を有する部分的に銀被覆されたミラーである第１のミラーを含む。光線が第１の反射側７を照明するように、使用時にシーン表示画面３が第１の反射側７に光の光線を導くように、第１の反射側は、θ＝４５度又はその付近の角度でシーン表示画面３に取り付けられる。

【0071】

φ＝９０度又はその付近の角度でシーン表示画面に取り付けられ、第１のミラー５の第１の透過側９に面し、これによって、第１の透過側を画面からの光で照明する背景表示画面１１を、表示アセンブリ４３、４４はまた含む。

【0072】

ハウジング１３は、シーン表示画面３、背景表示画面１１、及び第１のミラー５の周りに配置され、第１のミラーの反射側７を観察するための開口部１５を含むハウジング内の周囲光を低減する。表示アセンブリ４３、４４はまた、動画画像３３及び背景画像２８を生成するために、シーン表示画面３及び背景表示画面１１に結合された画像生成アセンブリ１９を含む。視聴者１７、又は多数の視聴者が同時に使用する際に、第１のミラー５の反射側７を観察するとき、背景表示画面及びシーン表示画面を同時に観察する。プライバシー画面４１は、例えば図１５の画像６１、又は図１の光線３６及び３４が示す画面３の直接観察を含む二次画像など、二次シーン画像の視聴者による観察を防止する。

【0073】

「…度又はその付近」までとは、言及される角度が、指定された度数よりも最大で数度、例えば３度大きくても３度小さくてもよいことを意味する。

【0074】

一態様では、少なくとも１つの部分的に銀被覆されたミラー５、４５と、背景表示画面１１と、シーン表示画面３と、を含む表示アセンブリを提供する。背景表示画面は、ミラー５、４５の透過側９、４９を照明するように位置付けられ、シーン表示画面１１は、ミラーの反射側７、４７を照らす。シーン表示画面３及び背景表示画面１１からの光線は、視聴者による同時観察のために、観察位置、例えば表示アセンブリの観察開口部に向けられる。

【0075】

以上から、本発明の一態様は、２次元画像から３次元シーンの知覚を生成するための方法を含むことが理解されよう。本方法は、ミラー５などの部分的に銀被覆されたミラーを用いて、３Ｄオブジェクトに対応する２Ｄ動画画像、例えば図２の画像３３の反射を表示すること、を含む。本方法はまた、部分的に銀被覆されたミラーを通して背景画像２８を透過させるために、部分的に銀被覆されたミラー５の背後の位置に、画像２８などの背景画像を表示すること、を含む。プライバシー画面４１を使用することにより、動く２Ｄ表示の観察範囲が制限され、動く２Ｄ表示の二次画像（例えば、図１５の画像６１）の形成が防止される。

【0076】

本方法はまた、動く２Ｄ表示、例えばアイテム３３に対応する画像２９などのシャドウ画像を、シャドウ表示画面５３上に表示することと、例えば動く画像シーン３３の見かけの観察平面３９に対して９０度の見かけの平面４０上で観察するために第２のミラー４５でシャドウ画像を反射することと、を含み得る。

【0077】

本方法はまた、例えば、前景画像画面５１を用いて、動画画像の前に前景画像を表示すること、を含んでもよい。

【0078】

一実施形態では、視聴者１７の３次元（３Ｄ）シーンの知覚を誘発するために、図３及び図４のアセンブリ４３などの表示アセンブリが提供され、表示アセンブリは、シーン表示画面３の視野角を低減するためにプライバシー画面４１が取り付けられたシーン表示画面３を含むことが前述から理解されよう。「部分的に銀被覆されたミラー」と呼ぶ場合があり、反射側７（「第１の反射側」）、及び透過側９（「第１の透過側」）を有する第１のミラー５を、アセンブリ４３はまた含む。第１の反射側７は、照明するために、角度θとして示す４５度又はその付近でシーン表示画面３に取り付けられる。

【0079】

表示アセンブリ４４はまた、背景表示画面１１を含み、背景表示画面１１は、角度φとして示す９０度又はその付近でシーン表示画面３に取り付けられ、照明のために第１の透過側９に面している。表示アセンブリ４３の実施形態の場合には直接、又は図５の実施形態４４の場合には第２のミラー４５を介して、第１のミラー５の反射側７を観察するための開口部１５を含むハウジング内の周囲光を低減するために、ハウジング１３が、シーン表示画面３、背景表示画面１１、及び第１のミラー５の周りに配置される。アセンブリ４３はまた、動画画像３３を生成するためにシーン表示画面３に結合される画像生成アセンブリ１９を含む。使用時に、視聴者１７］は、第１のミラー５の反射側７を観察するとき、背景表示画面１１とシーン表示画面３とを同時に観察し、仮想動画画像３３ｖを視聴する。プライバシー画面４１は、動画画像３３の形態の二次シーン画像の視聴者１７による観察を防止する。

【0080】

一実施形態では、例えば、図５及び図１０に示す表示アセンブリ４４では、表示アセンブリ４４は、反射側４７（「第２の反射側」）及び透過側４９（「第２の透過側」）を有する第２のミラー４５を含む。第２の反射側４７は、角度αとして示す９０度又はその付近で第１の反射側７に取り付けられる。本実施形態の表示アセンブリ４４は、シーン表示画面３と対向して取り付けられたシャドウ表示画面５３を含む。シャドウ表示画面５３の縁部５３ａは、シーン表示画面３の縁部３ａとオーバーラップする。シャドウ表示画面５３は、第１のミラー５の第１の透過側９に隣接して位置する。画像生成アセンブリ１９は、視聴者１７が第２のミラー４５の第２の反射側４７を介して仮想動画画像３３ｖに対応して動く仮想シャドウ画像２９ｖとして見るシャドウ画像２９（図８）を生成するように構成される。

【0081】

表示アセンブリ４４はまた、第２のミラー４５の第２の透過側４９に隣接して位置する前景表示画面５１を含む。画像生成アセンブリ１９は、前景表示画面によって表示するための前景画像２７を生成するように構成される。仮想動画画像３３ｖは、好ましくは、毎秒３回～６回の間の頻度で、最も好ましくは毎秒４回の頻度で回転して見えるように画像生成アセンブリ１９によって生成される。

【0082】

制定法に従って、本発明は、多かれ少なかれ構造的又は体系的な特徴に特有の言語で記載される。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」という用語、並びに「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」及び「からなる（ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ ｏｆ）」などのその変形は、包括的な意味で使用され、追加の特徴を排除するものではない。

【0083】

本明細書に記載の手段が本発明を実施する好ましい形態を備えるので、本発明は、図示又は記載の特定の機能に限定されないことを理解されたい。したがって、本発明は、当業者によって適切に解釈される添付の特許請求の範囲の適切な範囲内で、その形態又は変更のいずれかで特許請求される。

【0084】

明細書及び特許請求の範囲（存在する場合）を通して、文脈がそうでないことを要求しない限り、「実質的に」又は「約」という用語は、それらの用語によって限定される範囲の値に限定されないと理解される。

【0085】

本発明の任意の実施形態は、例示のみを意図しており、本発明を限定することを意図していない。したがって、本発明の範囲から逸脱することなく、記載された任意の実施形態に対して様々な他の変更及び修正を行い得ることを理解されたい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【手続補正書】

【提出日】2024-04-12

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

視聴者に３次元（３Ｄ）シーンの知覚を誘発するための表示アセンブリであって、前記表示アセンブリが、
シーン表示画面と、
視野角を低減するために前記シーン表示画面上に取り付けられるプライバシー画面と、
反射側（「前記第１の反射側」）及び透過側（「前記第１の透過側」）を有する第１のミラーであって、前記第１の反射側が、照明のために前記シーン表示画面に対して斜めに取り付けられる、第１のミラーと、
照明のために前記第１の透過側に面する背景表示画面と、
前記シーン表示画面、背景表示画面、及び前記第１のミラー周りに配置されるハウジングであって、前記第１のミラーの前記反射側を観察するための開口部を含む前記ハウジング内の周囲光を低減する、ハウジングと、
動画画像を生成するために前記シーン表示画面に結合される画像生成アセンブリと
を備え、
前記視聴者が前記第１のミラーの前記反射側を見るとき、前記背景表示画面と前記シーン表示画面とを同時に観察し、前記プライバシー画面が、前記視聴者による二次シーン画像の観察を防止する、表示アセンブリ。

【請求項2】

前記第１の反射側が、前記シーン表示画面に４５±３度で取り付けられる、請求項１に記載の表示アセンブリ。

【請求項3】

前記背景表示画面が、９０±３度で前記シーン表示画面に取り付けられる、請求項１に記載の表示アセンブリ。

【請求項4】

反射側（「第２の反射側」）及び透過側（「第２の透過側」）を有する第２のミラーを含み、前記第２の反射側が、前記視聴者が前記背景表示画面を観察するための前記開口部を通して、前記背景表示画面から前記第１の透過側を透過した光を反射する、請求項１から３のいずれか一項に記載の表示アセンブリ。

【請求項5】

前記第２の反射側が、９０±３度で前記第１の反射側に取り付けられる、請求項４に記載の表示アセンブリ。

【請求項6】

シャドウ表示画面を含む、請求項４に記載の表示アセンブリ。

【請求項7】

前記シャドウ表示画面が、前記シーン表示画面に対向して取り付けられる、請求項６に記載の表示アセンブリ。

【請求項8】

前記シャドウ表示画面の縁部が、前記シーン表示画面の縁部にオーバーラップする、請求項７に記載の表示アセンブリ。

【請求項9】

前記シャドウ表示画面が、前記第１の透過側に隣接して位置する、請求項６に記載の表示アセンブリ。

【請求項10】

前記画像生成アセンブリが、シャドウ画像を生成するように構成され、前記シャドウ画像が、前記動画画像のシャドウに対応する、請求項９に記載の表示アセンブリ。

【請求項11】

前記表示アセンブリが、前景表示画面を含む、請求項４に記載の表示アセンブリ。

【請求項12】

前記前景表示画面が、前記第２の透過側に隣接して位置する、請求項１１に記載の表示アセンブリ。

【請求項13】

前記画像生成アセンブリが、前記前景表示画面によって表示するための前景画像を生成するように構成される、請求項１１に記載の表示アセンブリ。

【請求項14】

前記動画画像が、毎秒３～６回の頻度で回転する、請求項１から３のいずれか一項に記載の表示アセンブリ。

【請求項15】

前記動画画像が、毎秒４回の頻度で回転する、請求項１４に記載の表示アセンブリ。

【請求項16】

視聴者における３Ｄオブジェクトの知覚を生成するための方法であって、前記方法が、
部分的に銀被覆されたミラーの反射側を用いて前記３Ｄオブジェクトに対応する２Ｄ動画画像の反射を前記視聴者に表示するステップと、
前記視聴者に対して、前記部分的に銀被覆されたミラーの背後の位置に背景画像を表示するステップであって、前記背景画像が、前記部分的に銀被覆されたミラーの透過側を通って前記視聴者に透過される、ステップと、
前記動く２Ｄ表示を見るために前記視聴者の観察範囲を制限し、それによって、前記動く２Ｄ表示の二次画像の形成を防止するステップと
を含む、方法。

【請求項17】

シャドウ表示画面上に前記動く２Ｄ表示に対応するシャドウ画像を表示し、前記動画画像の見かけの観察平面に対して９０度で、見かけの平面を観察するために前記シャドウ画像を反射するステップ、を含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前景画像を前記動画画像の前に表示するステップ、を含む、請求項１６又は１７に記載の方法。

【国際調査報告】