(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に回転軸を有する円筒状の回転部と、
前記回転軸を回転中心として、前記回転部を回転させる駆動部と、
前記回転部の内部に取り付けられ、複数の発光素子がｍ行×ｎ列（ｍ，ｎ＝２以上の整数）のマトリクス状に配設されることにより形成された発光面を有する発光素子アレイと、
前記発光面に対向する位置において、前記回転部の周面に設けられたスリットと
を備え、
前記発光素子アレイは、
曲面形状部分を有し、前記曲面形状部分の凹面側が前記発光面とされ、
前記複数の発光素子は、
全周囲に亘って異なる視点位置において互いに視差のある画像が観測されるように、前記発光面の方向に応じたそれぞれ異なる視点位置用の光を、前記スリットを介して前記回転部の外部に放射する
立体画像表示装置。
【請求項２】
前記スリットは、前記回転軸に平行な方向に設けられている
請求項１に記載の立体画像表示装置。
【請求項３】
前記回転軸から任意の視点に至る線分の距離をＬ１とし、
前記回転軸から前記発光素子アレイまでの最短距離をＬ２とし、
前記回転軸から前記スリットに至る線分の距離をｒとし、
前記距離Ｌ１の線分と距離ｒの線分とが成す角度であって、前記距離Ｌ１の線分に対する前記スリットの位置を示す角度をθとし、
前記発光面の曲面形状を成すｘ軸座標値をｘ（θ）とし、前記発光面の曲面形状を成すｙ軸座標値をｙ（θ）としたとき、
前記発光面の曲面形状が、以下の式によって表されている
請求項２に記載の立体画像表示装置。
ｘ（θ）＝ｒ（Ｌ２−Ｌ１）sinθcosθ／（Ｌ１−ｒ cosθ）＋Ｌ２sinθ  …（１）
ｙ（θ）＝ｒ（Ｌ２−Ｌ１）sin2θ／（Ｌ１−ｒcosθ）−Ｌ２cosθ  …（２）
【請求項４】
前記回転軸から任意の視点に至る線分の距離をＬ１とし、
前記回転軸から前記発光素子アレイまでの最短距離をＬ２とし、
前記回転軸から前記スリットに至る線分の距離をｒとし、
前記距離Ｌ１の線分と距離ｒの線分とが成す角度であって、前記距離Ｌ１の線分に対する前記スリットの位置を示す角度をθとし、
前記発光面の曲面形状を成すｘ軸座標値をｘ（θ）とし、前記発光面の曲面形状を成すｙ軸座標値をｙ（θ）としたとき、
前記発光面の曲面形状が、以下の式によって表されている
請求項２に記載の立体画像表示装置。
ｘ（θ）＝ｘ２cosθ＋Ｌ２sinθ  …（１Ａ）
ｙ（θ）＝ｘ２sinθ−Ｌ２cosθ  …（２Ａ）
【請求項５】
立体画像用の映像情報に基づいて、前記複数の発光素子の発光制御を行う表示制御部をさらに備えた
請求項１ないし４のいずれか１つに記載の立体画像表示装置。
【請求項６】
前記表示制御部は、
前記発光素子アレイの行方向に配列されるｍ個の発光素子がそれぞれ、前記回転部の回転に応じて異なるタイミングで発光を開始するような発光制御を行う
請求項５に記載の立体画像表示装置。
【請求項７】
前記発光素子アレイは、発光素子基板を前記回転部の回転軸の方向に沿ってｎ枚積層した積層構造を有し、
前記発光素子基板は、プリント配線基板を湾曲状に切り欠いた小口面を有し、前記小口面にｍ個の発光素子がライン状に実装された構造を有している
請求項１ないし６のいずれか１つに記載の立体画像表示装置。
【請求項８】
前記スリットの短軸方向における幅が、前記ｍ個の発光素子の実装ピッチと同じ大きさとなるように形成されている
請求項７に記載の立体画像表示装置。
【請求項９】
前記回転部の外部に存在する物体を検出する物体検出手段をさらに備え、
前記表示制御部は、前記物体検出手段の検出結果に応じて前記発光素子の発光制御を行う
請求項５ないし８のいずれか１つに記載の立体画像表示装置。
【請求項１０】
前記物体検出手段として、前記回転部の外部に存在する観察者を検出する観察者検出部を備え、
前記表示制御部は、
前記観察者検出部から得られた観察者検出値と、所定の観察者判別値とを比較し、前記比較の結果に応じて前記発光素子の発光強度を制御する
請求項９に記載の立体画像表示装置。
【請求項１１】
前記物体検出手段は、前記回転部の表面周囲に近接する物体の位置を検出し、
前記表示制御部は、
前記物体検出手段によって検出された物体の位置に応じて、観察者から見た立体画像の表示状態が変化するように前記発光素子の発光制御を行う
請求項９に記載の立体画像表示装置。
【請求項１２】
前記物体検出手段は、
前記回転部に取り付けられている
請求項９に記載の立体画像表示装置。
【請求項１３】
前記複数の発光素子にはそれぞれ、発光光束を前記スリットに集光させるためのレンズ部材が取り付けられている
請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の立体画像表示装置。
【請求項１４】
前記回転部に冷却用の羽根部材が取り付けられている
請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の立体画像表示装置
。
【請求項１５】
前記回転部の回転を検出する回転検出部と、
前記駆動部を制御する駆動制御部と
をさらに備え、
前記駆動制御部は、
前記回転検出部から得られた回転検出値と、所定の回転基準値とを比較し、前記比較の結果に応じて前記回転部の回転動作を停止するように前記駆動部を制御する
請求項１ないし１４のいずれか１つに記載の立体画像表示装置。
【請求項１６】
前記回転部の振動を検出する振動検出部と、
前記駆動部を制御する駆動制御部と
をさらに備え、
前記駆動制御部は、
前記振動検出部から得られた振動検出値と、所定の振動基準値とを比較し、前記比較の結果に応じて前記回転部の回転動作を停止するように前記駆動部を制御する
請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の立体画像表示装置。
【請求項１７】
前記立体画像用の映像情報は、ｍ行×ｎ列個の撮像素子を有する撮像系で任意の被写体を全周囲に渡って等間隔にＮ箇所分（Ｎ＝２以上の整数）を撮像することにより得られたＮ箇所×ｍ行分の２次元映像データである
請求項１ないし１６のいずれか１つに記載の立体画像表示装置。
【請求項１８】
内部に回転軸を有する円筒状の回転部と、
前記回転軸を回転中心として、前記回転部を回転させる駆動部と、
前記回転部の内部に取り付けられ、複数の発光素子がｍ行×ｎ列（ｍ，ｎ＝２以上の整数）のマトリクス状に配設されることにより形成された発光面を有する複数の発光素子アレイと、
前記複数の発光素子アレイの各発光面に対向する位置において、前記回転部の周面に設けられた複数のスリットと
を備え、
前記発光素子アレイは、
曲面形状部分を有し、前記曲面形状部分の凹面側が前記発光面とされ、
前記複数の発光素子は、
全周囲に亘って異なる視点位置において互いに視差のある画像が観測されるように、前記発光面の方向に応じたそれぞれ異なる視点位置用の光を、前記スリットを介して外部に放射し、
前記複数のスリットは、
前記回転軸を原点として前記回転部の周面に等角度に設けられている
立体画像表示装置。
【請求項１９】
前記複数の発光素子アレイは、互いに波長が異なる光を発するものである
請求項１８に記載の立体画像表示装置。
【請求項２０】
内部に回転軸を有し、周面にスリットが設けられた円筒状の回転部を、筒素材を加工して形成する工程と、
曲面形状部分を有する発光素子アレイを製造する工程と、
前記発光素子アレイを、前記回転部の内部に取り付ける工程と
を含み、
前記発光素子アレイを製造する工程において、
前記曲面形状部分の凹面側に、複数の発光素子をｍ行×ｎ列（ｍ，ｎ＝２以上の整数）のマトリクス状に配設することにより発光面を形成し、
前記複数の発光素子が、全周囲に亘って異なる視点位置において互いに視差のある画像が観測されるように、前記発光面の方向に応じたそれぞれ異なる視点位置用の光を、前記スリットを介して前記回転部の外部に放射するような立体画像表示装置を製造する
立体画像表示装置の製造方法。
【請求項２１】
前記回転軸から任意の視点に至る線分の距離をＬ１とし、
前記回転軸から前記発光素子アレイまでの最短距離をＬ２とし、
前記回転軸から前記スリットに至る線分の距離をｒとし、
前記距離Ｌ１の線分と距離ｒの線分とが成す角度であって、前記距離Ｌ１の線分に対する前記スリットの位置を示す角度をθとし、
前記発光面の曲面形状を成すｘ軸座標値をｘ（θ）とし、前記発光面の曲面形状を成すｙ軸座標値をｙ（θ）としたとき、
前記発光面の曲面形状を、以下の式に従って形成する
請求項２０に記載の立体画像表示装置の製造方法。
ｘ（θ）＝ｒ（Ｌ２−Ｌ１）sinθcosθ／（Ｌ１−ｒ cosθ）＋Ｌ２sinθ  …（１）
ｙ（θ）＝ｒ（Ｌ２−Ｌ１）sin2θ／（Ｌ１−ｒcosθ）−Ｌ２cosθ  …（２）
【請求項２２】
前記回転軸から任意の視点に至る線分の距離をＬ１とし、
前記回転軸から前記発光素子アレイまでの最短距離をＬ２とし、
前記回転軸から前記スリットに至る線分の距離をｒとし、
前記距離Ｌ１の線分と距離ｒの線分とが成す角度であって、前記距離Ｌ１の線分に対する前記スリットの位置を示す角度をθとし、
前記発光面の曲面形状を成すｘ軸座標値をｘ（θ）とし、前記発光面の曲面形状を成すｙ軸座標値をｙ（θ）としたとき、
前記発光面の曲面形状を、以下の式に従って形成する
請求項２０に記載の立体画像表示装置の製造方法。
ｘ（θ）＝ｘ２cosθ＋Ｌ２sinθ  …（１Ａ）
ｙ（θ）＝ｘ２sinθ−Ｌ２cosθ  …（２Ａ）
【請求項２３】
前記発光素子アレイを製造する工程は、
前記式（１），（２）または式（１Ａ），（２Ａ）に基づいてプリント配線基板を湾曲状に切り欠いた小口面を形成し、前記小口面にｍ個の前記発光素子をライン状に実装することにより発光素子基板を形成する工程と、
前記発光素子基板をｎ枚積層する工程と
を含む
請求項２１または２２に記載の立体画像表示装置の製造方法。
【請求項２４】
内部に回転軸を有する円筒状の回転部と、
前記回転軸を回転中心として、前記回転部を回転させる駆動部と、
前記回転部の内部に取り付けられ、複数の発光素子がｍ行×ｎ列（ｍ，ｎ＝２以上の整数）のマトリクス状に配設されることにより形成された発光面を有する発光素子アレイと、
前記発光面に対向する位置において、前記回転部の周面に設けられたスリットと
を備えた立体画像表示装置によって立体画像の表示を行う際に、
前記発光素子アレイとして、
曲面形状部分を有し、前記曲面形状部分の凹面側に前記発光面が形成されたものを用い、
前記複数の発光素子が、
全周囲に亘って異なる視点位置において互いに視差のある画像が観測されるように、前記発光面の方向に応じたそれぞれ異なる視点位置用の光を、前記スリットを介して前記回転部の外部に放射する
立体画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全周囲に亘って立体画像を表示することが可能な立体画像表示装置、その製造方法及び立体画像表示方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被写体を全周囲に渡って撮像したり、コンピュータにより作成した立体画像表示用の２次元映像情報等に基づいて被写体の全周囲に渡る立体画像を再生する光線再生方式の全周囲立体画像表示装置に関しては、これまでにも多くの提案がなされている。例えば、非特許文献１には、全方向から見ることができる立体映像表示装置が開示されている。この立体映像表示装置によれば、視野角制限スクリーン、回転機構、上部の鏡、下部の鏡群、プロジェクタ及びパーソナルコンピュータを備え、両眼視差を利用した立体的な映像を表示する。パーソナルコンピュータはプロジェクタ及び回転機構を制御する。
【０００３】
プロジェクタは立体画像表示用の映像を上部の鏡に投影する。上部の鏡に投影された立体画像表示用の映像は、下部の鏡群に反射して視野角制限スクリーンに投影される。視野角制限スクリーンは、回転機構によって高速に回転する。このように立体映像表示装置を構成すると、背景が透けて見え、３６０°どこからでも３次元立体映像を見ることができるというものである。
【０００４】
非特許文献２には、全周囲から見ることができる３Ｄビデオディスプレイが開示されている。この３Ｄビデオディスプレイによれば、立体画像表示用の筒状の回転体及びモータを備えている。回転体の周面には光が透過可能な複数の垂直ラインが設けられる。回転体内には、タイミングコントローラ、ＲＯＭ、ＬＥＤアレイ、ＬＥＤドライバ、アドレスカウンタが設けられる。タイミングコントローラは、アドレスカウンタ、ＲＯＭ及びＬＥＤドライバに接続され、これらの出力を制御する。ＲＯＭには、立体画像表示用の画像データが格納される。一方、回転体の回転軸にはスリップリングが設けられる。スリップリングを介して回転体内の部品には電源が供給される。
【０００５】
アドレスカウンタはタイミングコントローラからのセット／リセット信号に基づいてアドレスを発生する。アドレスカウンタにはＲＯＭが接続される。ＲＯＭは、タイミングコントローラからの読み出し制御信号及びアドレスカウンタからのアドレスを入力し、立体画像表示用の画像データを読み出してＬＥＤドライバに出力する。ＬＥＤドライバは、ＲＯＭからの画像データ及びタイミングコントローラからの発光制御信号を入力してＬＥＤアレイを駆動する。ＬＥＤアレイはＬＥＤドライバにより制御されて発光する。モータは、回転体を回転する。このように、３Ｄビデオディスプレイを構成すると、全周３６０°の範囲に立体像を表示できるので、両眼視差用めがねを掛けないで、立体像を観察できるようになるというものである。
【０００６】
この種の全周囲の立体画像表示装置に関連して、特許文献１には、立体画像表示装置が開示されている。この立体画像表示装置によれば、光線束割り当て手段及び円筒状の２次元パターン表示手段とを備える。光線束割り当て手段は、観測者から見て凸状の曲面を有する表示面の前面あるいは背面に設けられる。当該手段は、複数の開口部が形成されるか、あるいは、レンズがアレイ状に形成された曲面を有し、開口部あるいはレンズのそれぞれに表示面の複数の画素からの光線束が割り当てられる。２次元パターン表示手段は、２次元パターンを表示面に表示するようになされる。
【０００７】
このように立体画像表示装置を構成すると、フルモーション動画表示が容易な立体画像の画像マッピングを効率的に実行することができ、視点位置を変えても立体画像が破綻することなく、かつ、高い解像度で立体画像を表示できるというものである。
【０００８】
また、特許文献２には、光線再生方式のディスプレー装置が開示されている。このディスプレー装置によれば、１つの発光ユニット及び筒状のスクリーンを備える。発光ユニットは回転軸の周囲に回転可能な構造を有する。スクリーンは、発光ユニットの周囲に配置され、回転軸において軸対称な回転体の一部形状を成している。発光ユニットのスクリーンに対向する側には複数の発光部が配置され、各々の発光部は、互いに異なる２つ以上の方向を光の放射方向となされ、光の放射角度を所定の範囲に制限する。
【０００９】
発光ユニットが回転軸の周囲を回転し、発光部が回転走査されると共に、与えられた情報に従って発光部の発光光量が変調され、スクリーンに画像を表示するようになされる。このように、ディスプレー装置を構成すると、全周３６０°の範囲に立体像を表示できるので、多人数で両眼視差用のめがね無しに立体像を観察できるようになるというものである。
【００１０】
また、特許文献３には、筒形状の装置の内部に湾曲した状態で画像を表示すると共に、装置全体を回転させることによって、装置の周囲にいる全ての観測者に対して同じ画像が提供されるようにした表示装置の発明が開示されている。
【００１１】
特許文献４には、複数のパララックス数に対応する個数の表示単位から所定の視差の刻み角をもって光束を照射する表示ユニットを、観察者に対して回転させながら発光させることにより立体表示を行うようにした立体表示装置の発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００４−１７７７０９号公報（８頁  図７）
【特許文献２】特開２００５−１１４７７１号公報（８頁  図３）
【特許文献３】特表２００２−５０３８３１号公報
【特許文献４】特開平１０−９７０１３号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】“全方向から見ることができる立体映像表示装置”                    ＵＲＬ：http://hhil.hitachi.co.jp/products/transpost.html
【非特許文献２】“Cylindrical 3-D Video Display Observable from All Directions”                    ＵＲＬ：http://www.yendo.org/seelinder/
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、従来方式に係る立体画像表示装置によれば、次のような問題がある。
【００１５】
非特許文献１に見られる立体映像表示装置によれば、視野角制限スクリーン、回転機構、上部の鏡、下部の鏡群、プロジェクタ及びパーソナルコンピュータを備えなければならないので、システムが大きくなって制御が複雑となる。
【００１６】
非特許文献２に見られる３Ｄビデオディスプレイによれば、回転体の周面に設けられた複数の垂直ラインから透過する光で立体像を表示するので、光線の利用効率が悪くなり、エネルギー損出が大きくなるおそれがある。
【００１７】
特許文献１に見られる立体画像表示装置によれば、観測者から見て凸状の曲面を有する表示面の前面あるいは背面に設けられ、複数の開口部が形成されるか、あるいは、レンズがアレイ状に形成された曲面を有する光線束割り当て手段を備える。開口部あるいはレンズのそれぞれに表示面の複数の画素からの光線束が割り当てられるので、実用的な画質が得られないという問題がある。
【００１８】
特許文献２に見られる光線再生方式のディスプレー装置によれば、発光ユニットが回転軸の周囲を回転し、発光部が回転走査されると共に、与えられた情報に従って発光部の発光光量が変調され、固定されたスクリーンに画像を表示するようになされる。このため、特許文献１に見られる立体画像表示装置と同様にして、実用的な画質が得られないという問題がある。
【００１９】
また、特許文献３に記載の表示装置は、装置の周囲にいる全ての観測者に対して同じ画像が提供されるようにしたものであり、視点位置に応じた視差のある画像が表示されるような立体表示を行うことはできない。
【００２０】
特許文献４には、円筒形状の装置の全周に亘って視点位置に応じた視差のある画像を表示することを可能にした立体表示装置に関する記載がある。しかしながら、装置周囲の任意の視点位置から観測したときに、どのような状態で画像が表示されるのか具体的な記載が無く、実現性に乏しい。
【００２１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、従来方式に比べて立体表示機構を複雑化することなく、立体画像を全周囲から再現性良く視認できるようにした立体画像表示装置、その製造方法及び立体画像表示方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の第１の観点に係る立体画像表示装置は、内部に回転軸を有する円筒状の回転部と、回転軸を回転中心として、回転部を回転させる駆動部と、回転部の内部に取り付けられ、複数の発光素子がｍ行×ｎ列（ｍ，ｎ＝２以上の整数）のマトリクス状に配設されることにより形成された発光面を有する発光素子アレイと、発光面に対向する位置において、回転部の周面に設けられたスリットとを備えたものである。
そして、発光素子アレイが、曲面形状部分を有し、曲面形状部分の凹面側が発光面とされているものである。また、複数の発光素子が、全周囲に亘って異なる視点位置において互いに視差のある画像が観測されるように、発光面の方向に応じたそれぞれ異なる視点位置用の光を、スリットを介して回転部の外部に放射するようにしたものである。
【００２３】
本発明の第２の観点に係る立体画像表示装置は、内部に回転軸を有する円筒状の回転部と、回転軸を回転中心として、回転部を回転させる駆動部と、回転部の内部に取り付けられ、複数の発光素子がｍ行×ｎ列（ｍ，ｎ＝２以上の整数）のマトリクス状に配設されることにより形成された発光面を有する複数の発光素子アレイと、複数の発光素子アレイの各発光面に対向する位置において、回転部の周面に設けられた複数のスリットとを備えたものである。
そして、発光素子アレイが、曲面形状部分を有し、曲面形状部分の凹面側が発光面とされているものである。また、複数の発光素子が、全周囲に亘って異なる視点位置において互いに視差のある画像が観測されるように、発光面の方向に応じたそれぞれ異なる視点位置用の光を、スリットを介して外部に放射し、複数のスリットが、回転軸を原点として回転部の周面に等角度に設けられているものである。
【００２４】
本発明による立体画像表示方法は、内部に回転軸を有する円筒状の回転部と、回転軸を回転中心として、回転部を回転させる駆動部と、回転部の内部に取り付けられ、複数の発光素子がｍ行×ｎ列（ｍ，ｎ＝２以上の整数）のマトリクス状に配設されることにより形成された発光面を有する発光素子アレイと、発光面に対向する位置において、回転部の周面に設けられたスリットとを備えた立体画像表示装置によって立体画像の表示を行う際に、発光素子アレイとして、曲面形状部分を有し、曲面形状部分の凹面側に発光面が形成されたものを用い、複数の発光素子が、全周囲に亘って異なる視点位置において互いに視差のある画像が観測されるように、発光面の方向に応じたそれぞれ異なる視点位置用の光を、スリットを介して回転部の外部に放射するようにしたものである。
【００２５】
本発明の第１もしくは第２の観点に係る立体画像表示装置、または本発明の立体画像表示方法では、内部に１または複数の発光素子アレイが取り付けられた状態で回転部が回転する。この回転した状態で、発光素子アレイにおける複数の発光素子が、曲面形状の発光面の方向に応じた光を、スリットを介して回転部の外部に放射する。これにより、観測者は回転部の周囲の任意の位置において、立体画像を認識することができる。
【００２６】
本発明による立体画像表示装置の製造方法は、内部に回転軸を有し、周面にスリットが設けられた円筒状の回転部を、筒素材を加工して形成する工程と、曲面形状部分を有する発光素子アレイを製造する工程と、発光素子アレイを、回転部の内部に取り付ける工程とを含むものである。
そして、発光素子アレイを製造する工程において、曲面形状部分の凹面側に、複数の発光素子をｍ行×ｎ列（ｍ，ｎ＝２以上の整数）のマトリクス状に配設することにより発光面を形成し、複数の発光素子が、全周囲に亘って異なる視点位置において互いに視差のある画像が観測されるように、発光面の方向に応じたそれぞれ異なる視点位置用の光を、スリットを介して回転部の外部に放射するような立体画像表示装置を製造するようにしたものである。
【００２７】
本発明による立体画像表示装置の製造方法では、筒素材を加工することにより、内部に回転軸を有し、周面にスリットが設けられた円筒状の回転部が形成される。その回転部の内部の所定位置に複数の発光素子を有する２次元発光素子アレイが取り付けられる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の第１もしくは第２の観点に係る立体画像表示装置、または本発明の立体画像表示方法によれば、発光素子アレイとして、曲面形状部分の凹面側に発光面が形成されたものを用い、複数の発光素子が、発光面の方向に応じた光を、スリットを介して回転部の外部に放射するようにしたので、従来方式に比べて立体表示機構を複雑化することなく、立体画像を全周囲から再現性良く視認できる。
特に、本発明の第２の観点に係る立体画像表示装置によれば、複数の発光素子アレイと複数のスリットとを備えるようにしたので、例えば複数の発光素子アレイをそれぞれ、互いに波長が異なる光を発するものとすることで、カラーによる立体画像表示を実現できる。
【００２９】
本発明の立体画像表示装置の製造方法によれば、円筒状の回転部の内部に発光素子アレイを取り付けた簡単な構成により立体画像表示装置を製造するようにしたので、従来方式に比べて立体表示機構を複雑化することなく、立体画像を全周囲から再現性良く視認できる立体画像表示装置を容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る全周囲立体画像表示装置１０の構成例を示す部分破断斜視図である。
【図２】全周囲立体画像表示装置１０の組立例を示す分解斜視図である。
【図３】２次元発光素子アレイ１０１の発光面の形状算出例（その１）を示す説明図である。
【図４】２次元発光素子アレイ１０１の発光面の形状算出例（その２）を示す説明図である。
【図５】２次元発光素子アレイ１０１の形状例（その１）を示す斜視図である。
【図６】２次元発光素子アレイ１０１の形状例（その２）を示す斜視図である。
【図７】２次元発光素子アレイ１０１の形状例（その３）を示す斜視図である。
【図８】２次元発光素子アレイ１０１におけるレンズ部材の機能例を示す回転軸方向から見下ろした模式図である。
【図９】全周囲立体画像表示装置１０の動作例を示す回転軸方向から見下ろした模式図である。
【図１０】視点ｐから観察される発光点の軌跡例（その１）を示す説明図である。
【図１１】視点ｐから観察される発光点の軌跡例（その２）を示す説明図である。
【図１２】視点ｐから観察される発光点の軌跡例（その３）を示す説明図である。
【図１３】複数の視点に対してスリット１０２を介して光線を出力する様子（その１）を示す説明図である。
【図１４】複数の視点に対してスリット１０２を介して光線を出力する様子（その２）を示す説明図である。
【図１５】複数の視点に対してスリット１０２を介して光線を出力する様子（その３）を示す説明図である。
【図１６】複数の視点に対してスリット１０２を介して光線を出力する様子（その４）を示す説明図である。
【図１７】撮影データ／放射光データの変換例を示すデータフォーマットである。
【図１８】全周囲立体画像表示装置１０の制御系の構成例を示すブロック図である。
【図１９】１個の１次元発光素子基板＃１等の構成例を示すブロック図である。
【図２０】全周囲立体画像表示装置１０における立体画像表示例を示す動作フローチャートである。
【図２１】（Ａ）及び（Ｂ）は、第２の実施の形態に係る全周囲立体画像表示装置２０の構成例及びその動作例を示す説明図である。
【図２２】（Ａ）及び（Ｂ）は、第３の実施の形態に係る全周囲立体画像表示装置３０の構成例及びその動作例を示す説明図である。
【図２３】（Ａ）及び（Ｂ）は、第４の実施の形態に係る全周囲立体画像表示装置４０の構成例及びその動作例を示す説明図である。
【図２４】（Ａ）及び（Ｂ）は、第５の実施の形態に係る全周囲立体画像表示装置５０の構成例及びその動作例を示す説明図である。
【図２５】（Ａ）及び（Ｂ）は、第６の実施の形態に係る全周囲立体画像表示装置６０の構成例及びその動作例を示す説明図である。
【図２６】（Ａ）及び（Ｂ）は、スリットの最適な幅についての説明図である。
【図２７】（Ａ）及び（Ｂ）は、全周囲立体画像表示装置１０における任意の視点ｐから観測される表示面の画素配列の例を示す説明図である。
【図２８】２次元発光素子アレイ１０１の曲面形状、および発光点（発光素子）の位置の算出例を示す説明図である。
【図２９】２次元発光素子アレイ１０１の曲面形状、および発光点（発光素子）の位置の具体例を示す説明図である。
【図３０】２次元発光素子アレイ１０１における発光素子の発光タイミングを示す説明図である。
【図３１】２次元発光素子アレイ１０１における発光素子の発光タイミングの比較例を示す説明図である。
【図３２】図２９の構成で、時刻ｔ＝０のときに複数の発光素子を同時に発光させた場合にスリットを介して出射される光線の状態を示す説明図である。
【図３３】（Ａ）及び（Ｂ）は、各実施の形態としての全周囲立体画像表示装置１０等における立体画像の視聴例を示す説明図である。
【図３４】第１０の実施の形態に係る全周囲立体画像表示装置７０の構成例を示す分解斜視図である。
【図３５】全周囲立体画像表示装置７０の物体検出回路の構成例を示すブロック図である。
【図３６】全周囲立体画像表示装置７０における物体検出の概念を示す説明図である。
【図３７】（Ａ）及び（Ｂ）は、全周囲立体画像表示装置７０における物体検出に応じた立体画像の表示状態の変化の一例を示す説明図である。
【図３８】全周囲立体画像表示装置７０における回転角度ごとの反射強度の計測結果の一例を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、単に実施の形態という）について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順番で行う。
１．第１の実施の形態（全周囲立体画像表示装置１０：構成例、組立例、形状算出例、
形成例、動作原理、軌跡例、様子、データ生成例、立体画像表示例
）
２．第２の実施の形態（全周囲立体画像表示装置２０：構成例及び動作例）
３．第３の実施の形態（全周囲立体画像表示装置３０：構成例及び動作例）
４．第４の実施の形態（全周囲立体画像表示装置４０：構成例及び動作例）
５．第５の実施の形態（全周囲立体画像表示装置５０：構成例及び動作例）
６．第６の実施の形態（全周囲立体画像表示装置６０：構成例及び動作例）
７．第７の実施の形態（スリット幅の最適化）
８．第８の実施の形態（発光タイミングの最適化）
９．第９の実施の形態（第１から第８の各実施の形態の表示装置による立体画像の視聴例）
１０．第１０の実施の形態（全周囲立体画像表示装置７０：構成例及び動作例）
【００３２】
＜第１の実施の形態＞
[全周囲立体画像表示装置１０の構成例］
図１は、第１の実施の形態としての全周囲立体画像表示装置１０の構成例を示す部分破断斜視図である。図１に示す全周囲立体画像表示装置１０は光線再生方式の立体画像表示装置の一例を構成し、２次元発光素子アレイ１０１、スリット付きの回転部１０４及び駆動機構付きの設置架台１０５を備えている。全周囲立体画像表示装置１０は、被写体を全周囲に渡って撮像したり、コンピュータにより作成された立体画像表示用の２次元映像情報等（以下単に映像データＤinという）に基づいて被写体の全周囲に渡る立体画像を再生するものである。
【００３３】
回転部１０４はスリット付きの外装体４１及び、吸気口付きのターンテーブル４２を有して構成される。ターンテーブル４２上には外装体４１が取り付けられる。ターンテーブル４２は円盤状を成しており、その中心位置には回転軸１０３が設けられている。回転軸１０３は、ターンテーブル４２の回転中心となされると共に、外装体４１の回転中心となされ、以下で、回転部１０４の回転軸１０３ともいう。ターンテーブル４２の所定の位置には吸気口１０６が設けられ、外装体４１の内側へ空気を取り込むようになされる。
【００３４】
ターンテーブル４２上の外装体４１の内側には、所定の形状を有した１以上の２次元発光素子アレイ１０１が備えられている。２次元発光素子アレイ１０１は、例えば、ｍ行×ｎ列個の発光素子をマトリクス状に配列したものである。発光素子には、発光ダイオードや、レーザダイオード、有機ＥＬなどの自発光素子が使用される。２次元発光素子アレイ１０１は、回転部１０４の回転に応じて複数の発光素子が発光し、かつ、立体画像用の映像データＤinに基づいて発光制御されるようになっている。この発光制御は、後述する表示制御部１５（図１８）によって行われる。
【００３５】
もちろん、発光素子は、自発光素子に限られることはなく、光源と変調素子を組み合わせた発光装置でもよい。視点ｐ（図３参照）に対するスリット回転走査時、回転部１０４の変調速度に追従できる発光素子であれば、どんな形態の発光素子や発光装置であってもよい。２次元発光素子アレイ１０１には、発光素子の他に、当該発光素子を駆動するための駆動回路（ドライバ）が実装されている。
【００３６】
２次元発光素子アレイ１０１は、例えば、プリント配線基板を湾曲状（例えば円弧状）に切り欠いた小口面に、複数の発光素子をライン状に配設（実装）した１次元発光素子基板＃１（図５〜図７参照）を回転軸１０３に沿って複数枚積層した積層構造を有する。このように構成すると、曲面形状（例えば円弧状）の発光面を有した２次元発光素子アレイ１０１を容易に構成できるようになる。
【００３７】
ターンテーブル４２上の２次元発光素子アレイ１０１を覆うように取り付けられた外装体４１は、所定の口径φ及び所定の高さＨを有した円筒状を成している。外装体４１の口径φは１００ｍｍ乃至２００ｍｍ程度であり、その高さＨは４００ｍｍ乃至５００ｍｍ程度である。外装体４１の周面の所定の位置にはスリット１０２が設けられる。スリット１０２は、外装体４１の周面において、回転軸１０３に平行する方向に穿設され、２次元発光素子アレイ１０１の発光面の前方に固定され、光の放射角度を所定の範囲に制限する。
【００３８】
もちろん、スリット１０２は開孔部に限られることはなく、光が透過する透明部材から構成される窓部であってもよい。この例で、外装体４１の周面のスリット１０２と、その内側の２次元発光素子アレイ１０１とにより１組単位の発光ユニットＵｉ（ｉ＝１，２，３・・・）が構成される。
【００３９】
上述の２次元発光素子アレイ１０１は曲面形状となっている部分を有し、その曲面形状の凹面側が発光面とされている。そして、その曲面形状の発光面がスリット１０２に向くように回転部１０４の回転軸１０３とそのスリット１０２との間に配置されている。このように構成すると、平坦状の発光面に比べて曲面形状の発光面から出射した光をスリット１０２に導き（集光し）易くなる。外装体４１は、鉄板やアルミニウム板をプレス加工や、ロール加工等を施して筒状体に形成したものを使用する。外装体４１の内外部は、好ましくは、光を吸収するように黒色に塗布される。なお、外装体４１のスリット１０２の上部の開孔部は、センサ用の孔部１０８である。
【００４０】
外装体４１の天板部位はファン構造となされ、ターンテーブル４２の吸気口１０６から取り入れた冷却用の空気を外部へ排気するようになされる。例えば、外装体４１の天板部位（上部）に、冷却用の羽根部材の一例となるブレード等のわずかなファン部１０７（排気口）を設け、回転動作を利用して空気の流れを作り出し、２次元発光素子アレイ１０１やその駆動回路から発生する熱を強制排気する。ファン部１０７は外装体４１の上部を切り欠いて天板部位と兼用するようにしてもよい。天板部位と兼用することで、外装体４１が強固になる。
【００４１】
ファン部１０７は、回転部１０４の回転軸１０３の上部に限られることはなく、その外装体４１の下部の回転軸１０３の付近に取り付けてもよい。羽根部材の羽根の向きにもよるが、回転部１０４が回転すると、回転部１０４の上部から下部へ向かう空気の流れ、又は、回転部１０４の下部から上部へ向かう空気の流れを作り出すことができる。いずれの場合も、回転部１０４の上部又は下部に空気の吸い込み口や、その排気口を設けて置くとよい。
【００４２】
このように、回転軸１０３に羽根部材を取り付けたので、回転部１０４の回転動作を利用して空気の流れを作り出すことができる。従って、ファンモータなどを新たに追加せずに、２次元発光素子アレイ１０１から発生する熱を外部へ排気できるようになる。これによるファンモータが不要になることから、全周囲立体画像表示装置１０のコストダウンを図ることができる。
【００４３】
設置架台１０５は、ターンテーブル４２を回転自在に支持する部分である。設置架台１０５の上部には、図示しない軸受け部が設けられる。軸受け部は回転軸１０３を回転自在に係合する共に、回転部１０４を支持する。設置架台１０５の内部にはモータ５２が設けられ、ターンテーブル４２を所定の回転（変調）速度で回転するようになされる。例えば、回転軸１０３の下端には、直結方式のＡＣモータ等が係合される。モータ５２は回転力を回転軸１０３に直接伝達し、回転軸１０３が回転することで、回転部１０４が所定の変調速度で回転する。
モータ５２は、本発明における「駆動部」の一具体例に対応している。
【００４４】
この例で、回転部１０４に対して電力や映像データＤinを送る際に、スリップリング５１を介して送る方法が採られる。この方法によれば、回転軸１０３に電力及び映像データＤinを伝送するスリップリング５１が設けられる。スリップリング５１は固定側部品と回転側部品とに区分される。回転側部品は回転軸１０３に取り付けられる。固定側部品にはハーネス５３（配線ケーブル）が接続される。
【００４５】
回転側部品には他のハーネス５４を介して２次元発光素子アレイ１０１が接続される。固定側部品と回転側部品との間は、図示しない摺動子が環状体に電気的に接触する構造となされている。摺動子は固定側部品又は回転側部品を構成し、環状体は回転側部品又は固定側部品を構成する。この構造により、設置架台１０５内において、外部から供給される電力や映像データＤinをスリップリング５１を介して２次元発光素子アレイ１０１に伝送できるようになる。
【００４６】
［全周囲立体画像表示装置１０の組立例］
続いて、図２〜図８を参照して全周囲立体画像表示装置１０の組立方法及び各部材の製造方法について説明する。図２は全周囲立体画像表示装置１０の組立例を示す分解斜視図である。全周囲立体画像表示装置１０の組立方法によれば、まず、図２に示すようなスリット付きの外装体４１及び吸気口付きのターンテーブル４２を準備して、回転部１０４を形成する。例えば、所定の口径の筒素材を所定の長さに切削加工して、所定の口径及び所定の長さを有した円筒状の外装体４１を形成する。この例で、外装体４１には鉄板やアルミニウム板を筒状体にしたものを使用する。
【００４７】
その後、外装体４１の周面の所定の位置にスリット１０２及びセンサ用の孔部１０８を形成する。この例でスリット１０２は、筒素材の周面の当該回転軸１０３に平行する方向に穿設する。孔部１０８は、スリット１０２の上部に開孔する。外装体４１はターンテーブル４２上に取り付けて使用される。外装体４１の内外部は光を吸収するように黒色に塗布するとよい。
【００４８】
次に、所定の厚みを有した円盤状の金属素材を使用してターンテーブル４２を形成する。ターンテーブル４２の中心位置に回転軸１０３を形成する。回転軸１０３は、ターンテーブル４２の回転中心となると共に、外装体４１の回転中心となる。この例では、ターンテーブル４２上に突出するように、図示しない位置決め用の１対の棒状部材（以下位置決めピン８３という）を形成する。この位置決めピン８３は、１次元発光素子基板＃１等を積層する際に使用する。
【００４９】
また、上述の回転軸１０３にスリップリング５１を設けて、その回転側部品からハーネス５４を引き出す。ターンテーブル４２の所定の位置に吸気口１０６を形成する。吸気口１０６は、外装体４１の内側へ空気を取り込む際の空気取り入れ口となる。ターンテーブル４２も光を吸収するように黒色に塗布するとよい。
【００５０】
一方で、立体画像結像用の所定形状を有する２次元発光素子アレイ１０１を形成する。この例では、曲面形状の発光面を成すように２次元発光素子アレイ１０１を形成する。図３は、２次元発光素子アレイ１０１の発光面の形状算出例（その１）を示す説明図である。
【００５１】
この例では、図３に示すｘ−ｙ座標平面（回転軸１０３に直交する平面）において、２次元発光素子アレイ１０１の発光面の形状は、以下の式で表される点（ｘ（θ），ｙ（θ））が描く曲線になる。２次元発光素子アレイ１０１を形成する際に、回転部１０４の回転軸１０３から任意の視点ｐに至る線分の距離をＬ１とする。回転軸１０４から２次元発光素子アレイ１０１までの最短距離をＬ２とする。なお、この全周囲立体画像表示装置１０では、任意の視点ｐから装置を観測したときに、２次元発光素子アレイ１０１による発光点の軌跡、すなわち観測される画像表示面が例えば平面となるような画像表示がなされる。この場合、Ｌ２は、回転軸１０３から複数の発光素子による発光点の軌跡によって形成される平面までの距離に等しい。
【００５２】
更に、回転部１０４の回転軸１０３からスリット１０２に至る線分の距離をｒとし、距離Ｌ１の線分と距離ｒの線分とが成す角度であって、当該距離Ｌ１の線分に対するスリット１０２の位置を示す角度θとする。そして、２次元発光素子アレイ１０１の発光面の湾曲形状を成すｘ軸座標値をｘ（θ）とし、２次元発光素子アレイ１０１の発光面の湾曲形状を成すｙ軸座標値をｙ（θ）とする。ｘ軸座標値ｘ（θ）は、（１）式、すなわち、
ｘ（θ）＝ｒ（Ｌ２−Ｌ１）sinθcosθ／（Ｌ１−ｒ cosθ）＋Ｌ２sinθ  …（１）
となる。
ｙ軸座標値ｙ（θ）は、（２）式、すなわち、
ｙ（θ）＝ｒ（Ｌ２−Ｌ１）sin2θ／（Ｌ１−ｒcosθ）−Ｌ２cosθ  …（２）
となる。このｘ軸座標値ｘ（θ）及びｙ軸座標値ｙ（θ）により、当該２次元発光素子アレイ１０１の発光面の形状を決定する。ただし、図中、（ｘ１、ｙ１）はスリット１０２の座標である。（ｘ２、−Ｌ２）は、視点ｐからスリット１０２を介して実際に観測される発光点の座標である。
【００５３】
これにより、視点ｐからスリット１０２を介して観測される発光点の軌跡が、平面を成して見える２次元発光素子アレイ１０１の発光面の形状を決定できるようになる。発光面の形状が決定したら、プリント配線基板を湾曲形状に切り欠いて形成すればよい。
【００５４】
図４は、前述の式（１），（２）で求めた２次元発光素子アレイ１０１の発光面の形状の算出例を示す説明図である。図４に示す発光面形状の算出例によれば、図３に示した回転部１０４の回転軸１０３から任意の視点ｐに至る線分の距離Ｌ１が９０ｍｍである。回転部１０４の回転軸１０３から仮想直線に至る距離Ｌ２は１０ｍｍである。回転部１０４の回転軸１０３からスリット１０２に至る線分の距離ｒは３０ｍｍである。距離Ｌ１の線分と距離ｒの線分とが成す角度であって、当該距離Ｌ１の線分に対するスリット１０２の位置を示す角度θが−３３°≦θ≦３３°の場合を示している。
【００５５】
図５〜図７は、２次元発光素子アレイ１０１の形成例（その１〜３）を示す斜視図である。図５は１次元発光素子基板＃１の形成例を示す分解斜視図である。この例では、２次元発光素子アレイ１０１を形成する際に、まず、１次元発光素子基板＃１を形成する。１次元発光素子基板＃１は、図示しない銅箔基板をパターニングして配線パターンを形成し、配線パターンが形成されたプリント配線基板３１の外観をＹ形状に切断し、上述した式（１）及び（２）に基づいてその内側を湾曲状（例えば円弧状）に切り欠く。この例では、湾曲状部位の反対側に配線構造のコネクタ３４を形成する。
【００５６】
更に、１次元発光素子基板＃ｋのプリント配線基板３１の両辺に位置決め用の孔部３２，３３を形成する。外観がＹ形状に、その内側が湾曲状に切り欠かれたプリント配線基板３１にシリアルパラレル変換用とドライバ用のＩＣ３５（半導体集積回路装置）を実装する。次いで、ＩＣ３５が実装されたプリント配線基板３１の湾曲状の縁部又は小口面に、ｊ行個の発光素子２０ｊをライン状に配設する。更にライン状のレンズ部材１０９を発光素子２０ｊの前面に配設して１次元発光素子基板＃１（基板）を形成する（図６参照）。
【００５７】
図６は１次元発光素子基板＃１の構成例を示す斜視図である。この例では、図６に示すような１次元発光素子基板＃１をｎ枚分だけ準備する。ｎ枚の１次元発光素子基板＃１を積層してｍ行×ｎ列の２次元発光素子アレイ１０１を形成するためである。
【００５８】
なお、曲面形状を有した２次元発光素子アレイ１０１としては、フレキシブルなフラット・パネル・ディスプレイをＵ形状に折り曲げて発光面を曲面形状に製造した物や、予め曲面形状を成しているフラット・パネル・ディスプレイを使用してもよい。一般的な構造のフラット・パネル・ディスプレイをそのまま本発明の２次元発光素子アレイ１０１に用いるのは困難である。因みに、汎用のフラット・パネル・ディスプレイは、配線がマトリックス状に配置されており、ｍ行やｎ列単位で順々に発光素子を走査して点灯するダイナミック点灯方式が採用される。
【００５９】
このため、画像の更新に時間がかかり、更新レートは速くても２４０〜１０００Ｈｚ程度である。そこで、１０００Ｈｚよりも十分に速く画像を更新する必要がある。この例では、高速応答する発光素子２０ｊを用い、発光素子２０ｊの駆動回路を大幅に高速化するか、あるいは、一度に駆動する発光素子２０ｊの数を大幅に増やしてダイナミック点灯の走査線数を減らす工夫がなされる。
【００６０】
一度に駆動する発光素子２０ｊの数を大幅に増やすには、マトリックス状の配線パターンを細かく分割し、分割した配線パターン数分の小さなマトリックスを個別に並列駆動するか、又は、全ての発光素子２０ｊを同時に駆動するスタティック点灯を行えばよい。
【００６１】
図７はｋ枚の１次元発光素子基板＃ｋ（ｋ＝１〜ｎ）の積層例を示す斜視図である。この例では、１次元発光素子基板＃ｋを必要な枚数だけ積層して、ｊ行個の発光素子２０ｊをライン状に配設した曲面形状の２次元発光素子アレイ１０１を製造するようになされる。
【００６２】
図７に示すような積層構造を成す２次元発光素子アレイ１０１によれば、まず、各々の１次元発光素子基板＃ｋのプリント配線基板の位置決め用の孔部３２，３３を揃えて積み重ねる。この積み重ねで、ターンテーブル４２上に突出した棒状の位置決めピン８３に嵌め込み易くなる。その結果、ｋ枚の１次元発光素子基板＃１〜＃ｋを自己整合的に積層できるようになる。このような形成順序を経ると、曲面形状の発光面を有した２次元発光素子アレイ１０１を容易に製造できるようになる。
【００６３】
この例で、最初からパラレルに映像データＤinを１次元発光素子基板＃ｋに伝送すると、配線パターンの本数が大幅に増加する。このため、１次元発光素子基板＃ｋには、ＩＣ３５として、発光素子２０ｊを駆動するためのドライバ用のＩＣ（駆動回路）の他に、シリアルパラレル変換用のＩＣ（ＡＳＩＣ回路）が実装される。シリアルパラレル変換用のＩＣは、シリアル伝送されてきた映像データＤinをパラレル変換するように動作する。
【００６４】
このように１次元発光素子基板＃ｋを積層した構造とし、情報伝送方法を工夫することで、発光素子２０ｊの直近までシリアルの配線パターンで映像データＤinを伝送できようになる。この結果、パラレルで映像データＤinを１次元発光素子基板＃ｋに伝送する場合に比べて配線パターンの本数を大幅に削減できるようになる。しかも、組立性及びメンテナンス性に優れた２次元発光素子アレイ１０１を歩留まり良く形成できるようになる。これにより、曲面形状を有した２次元発光素子アレイ１０１を製造することができる。
【００６５】
図３〜図７に示したような２次元発光素子アレイ１０１が準備できたら、図２に示した回転部１０４の所定の位置、この例では、ターンテーブル４２上に２次元発光素子アレイ１０１を取り付ける。このとき、ターンテーブル４２上に突出する棒状の位置決めピン８３に、ｋ枚の１次元発光素子基板＃ｋのプリント配線基板の孔部を差し込むと、各々の１次元発光素子基板＃ｋが自己整合的に位置決めされた状態となされる。この状態を維持するように、ｋ枚の１次元発光素子基板＃１〜＃ｎを回転軸１０３に沿って積層するように取り付ける。
【００６６】
この例では、所定の基板に実装された接続基板１１をターンテーブル４２上に立設する。接続基板１１には、１次元発光素子基板＃１〜＃ｎの配線構造のコネクタと接続するための差し込み構造のコネクタを設ける。上述の接続基板１１の差し込み構造のコネクタに１次元発光素子基板＃１〜＃ｎの配線構造のコネクタを嵌合してｋ枚の１次元発光素子基板＃１〜＃ｎを接続基板１１に接続する。
【００６７】
また、曲面形状の発光面（凹面側）がスリット１０２の位置に向くように、回転部１０４の回転軸１０３と、外装体４１のスリット１０２との間に２次元発光素子アレイ１０１を配置するようにする。例えば、回転部１０４の回転軸１０３と２次元発光素子アレイ１０１の中央部とスリット１０２とが一直線上に並ぶ位置に当該２次元発光素子アレイ１０１を取り付ける。２次元発光素子アレイ１０１は、スリップリング５１の回転側部品からのハーネス５４に接続する。
【００６８】
この例で、観察者検出部の一例を構成する視聴者検出センサ８１が、外装体４１の内部から外部を見通せる位置に取り付けられる。視聴者検出センサ８１は、アーム部材８２を介して上述の接続基板１１に取り付けられる。視聴者検出センサ８１はアーム部材８２の一端に取り付けられ、モータ５２によって回転される回転部１０４の外部で、当該立体画像を視聴する視聴者を検出して、視聴有無を判別する際に使用される。視聴者検出センサ８１には、光位置センサ（Position Sensitive Detector：ＰＳＤセンサ）や超音波センサ、赤外線センサ、顔認識カメラなどが使用される。
【００６９】
視聴者検出センサ８１は、全周囲を細かな角度分解能で検出できることが望まれる。この例では、回転部１０４と共に視聴者検出センサ８１が回転して、視聴者の検出を行うので、１個の視聴者検出センサ８１で全周囲を検出でき、角度分解能の高いシステムを作ることができる。この結果、センサの数が大幅に削減でき、高分解能でありながら低コスト化を図られる。
【００７０】
視聴者検出センサ８１に高速度カメラを適用した場合、当該カメラは回転部１０４の回転軸１０３に取り付けられる。このような高速度カメラを回転部１０４の回転軸１０３に取り付け、回転動作することで、３６０度全領域の観察者の有無を検出できるようになる。
【００７１】
ターンテーブル４２上に２次元発光素子アレイ１０１を取り付けたら、ターンテーブル４２上の２次元発光素子アレイ１０１を覆うように外装体４１を取り付ける。このとき、２次元発光素子アレイ１０１の発光面の前方にスリット１０２を固定することで、光の放射角度を所定の範囲に制限できるようになる。これにより、外装体４１の周面のスリット１０２と、その内側の２次元発光素子アレイ１０１とにより発光ユニットＵ１を構成できるようになる。
【００７２】
他方で、ターンテーブル４２を回転自在に支持するための設置架台１０５を作成する。この例で、設置架台１０５の上部にスリップリング５１を設けると共に、図示しない軸受け部を実装する。軸受け部は回転軸１０３を回転自在に係合する共に、回転部１０４を支持するようになる。設置架台１０５内にはスリップリング５１の他に、モータ５２や制御部５５、Ｉ／Ｆ基板５６、電源部５７等を実装する（図１８参照）。モータ５２は回転軸１０３に直結する。
【００７３】
制御部５５及び電源部５７はハーネス５３を介してスリップリング５１の固定側部品に接続する。これにより、設置架台１０５内において、外部から供給される電力や映像データＤinをスリップリング５１を介して２次元発光素子アレイ１０１に伝送できるようになる。設置架台１０５が準備できたら、２次元発光素子アレイ１０１が取り付けられた回転部１０４を設置架台１０５に取り付ける。これにより、全周囲立体画像表示装置１０が完成する。
【００７４】
［２次元発光素子アレイ１０１におけるレンズ部材１０９の機能例］
図８は、２次元発光素子アレイ１０１におけるレンズ部材１０９の機能例を示す回転軸方向から見下ろした模式図である。この例では、図８に示す２次元発光素子アレイ１０１は、複数の１次元発光素子基板＃１が積層して構成される。便宜上、例えば、第１列目にｍ＝１２個の発光素子２０ｊ（ｊ＝１〜ｍ）が配置されている。図５〜図７で示した例では発光素子がｍ＝５９個の場合である。
【００７５】
発光素子２０１〜２１２から出射した光の多くは、スリット１０２の付近に届くことなく、外装体４１内部で散乱して熱になる。そこで、２次元発光素子アレイ１０１によれば、各々の発光素子２０１〜２１２の発光面に、所定の形状を有したレンズ部材１０９を取り付けている。この例では、発光素子２０ｊ毎にレンズ部材１０９を取り付けることで、各々の発光素子２０１〜２１２から発散して出射された各光束がそれぞれ、平行光束とされている。これにより、発光素子２０１〜２１２からの各光束がスリット１０２の付近に集光できるようになる。
【００７６】
レンズ部材１０９には、マイクロレンズやセルフォックレンズが使用される。もちろん、生産コストを抑えるため、発光素子２０１〜２１２毎にレンズ部材１０９を取付けるのではなく、マイクロレンズアレイや、セルフォックレンズアレイ等のシート状のレンズや板状のレンズを２次元発光素子アレイ１０１に取付けてもよい。
【００７７】
左右方向のみを集光するのであれば、レンチキュラーレンズを用いてもよい。このようなレンズ部材１０９を取り付けることで、散乱光を可能な限り抑えることができ、効率よく光を利用できるばかりか、全周囲立体画像表示装置１０としての輝度やコントラストを得る点でも有利になり、電力効率の向上を見込めるようになる。
【００７８】
［全周囲立体画像表示装置１０の動作原理］
続いて、図９〜図１７を参照して全周囲立体画像表示装置１０の動作原理について説明する。図９は、全周囲立体画像表示装置１０の動作例を示す回転軸方向から見下ろした模式図である。図中、レンズ部材１０９は省略している。
【００７９】
図９に示す全周囲立体画像表示装置１０は光線再生方式を採用しており、回転部１０４が回転軸１０３を回転中心として矢印Ｒ（図１参照）の方向に、あるいは、その逆の方向に回転する構造となっている。
【００８０】
全周囲立体画像表示装置１０では、２次元発光素子アレイ１０１の発光面の前方の外装体４１に、回転軸１０３に平行なスリット１０２が設けられ、２次元発光素子アレイ１０１から出射した光が、このスリット部位以外から漏れない構造を採っている。このスリット構造により、２次元発光素子アレイ１０１の各発光素子２０１〜２１２から出射された光がスリット１０２より左右方向の放射角度が大きく制限される。
【００８１】
この例では、発光素子２０１〜２１２の数をｍ＝１２行個としているが幾つでもよい。この１２個の発光素子２０１〜２１２によって、回転軸１０３を基準にして結像する立体画像の光は、回転部１０４の内部からスリット１０２を介して外部へ漏れ出るようになる。ここで、１２個の発光素子２０１〜２１２の各々と、スリット１０２と結んだ各々の方向をベクトルで示すことにする。
【００８２】
発光素子２０１とスリット１０２と結んだ線分が示す方向を、当該発光素子２０１からスリット１０２を介して漏れ出た光の方向とする。以後、この方向を”ベクトル２０１Ｖ方向”と記述する。以下、同様にして、発光素子２０２とスリット１０２と結んだ線分が示す方向を、発光素子２０２からスリット１０２を介して漏れ出た光の方向とする。この方向を”ベクトル２０２Ｖ方向”と記述する。同様に、発光素子２１２とスリット１０２と結んだ線分が示す方向を、発光素子２１２からスリット１０２を介して漏れ出た光の方向とする。この方向を”ベクトル２１２Ｖ方向”と記述する。
【００８３】
例えば、発光素子２０１から出力された光は、スリット１０２を通過してベクトル２０１Ｖ方向に放射される。発光素子２０２から出力された光は、スリット１０２を通過してベクトル２０２Ｖ方向に放射される。同様に発光素子２０２〜２１２から出力された光もスリット１０２を通過してベクトル２０３Ｖ〜２１２Ｖ方向に放射される。このように、各発光素子２０１〜２１２の光が各々違った方向に放射されるため、スリット１０２で規制される縦１ライン分の光線再生が可能となっている。
【００８４】
こうしたスリット構造の回転部１０４を視点ｐに対して回転走査することで、円筒形状の光線再生面を形成できるようになる。更に、視点ｐに対する回転走査の角度に応じて、外部からの映像データＤin、あるいは、回転部内部のＲＯＭ等の記憶装置からの映像データＤinを２次元発光素子アレイ１０１の発光ユニットＵ１に反映することで、任意の再生光線を出力することが可能となる。
【００８５】
［発光点の軌跡例］
続いて、視点ｐから観察される発光点の軌跡例について説明する。
この全周囲立体画像表示装置１０では、２次元発光素子アレイ１０１において、回転軸１０３に直交する平面内には、上述したように例えばｍ＝１２個の発光素子が互いに異なる位置に配置されている。ｍ個の発光素子はそれぞれ、スリット１０２を介して回転部１０４の回転に応じてそれぞれ異なる視点位置用の光を外部に向けて放射する。ここで、回転部１０４が回転している状態において、回転部１０４の周囲における任意の１つの視点位置から回転軸１０３の方向を観測したとする。このとき、後述する表示制御部１５（図１８）は、複数の発光素子による発光点の軌跡によって、回転部１０４の内部に任意の視点位置に応じた例えば平面状の画像が形成されるように複数の発光素子の発光制御を行う。各視点位置ではその視点位置に応じた少しずつ視差のある例えば平面状の画像が観測される。従って、両眼の位置に相当する任意の２つの視点位置から観測したときには、各視点位置に応じた互いに視差のある例えば平面状の画像が観測される。これにより、観測者は回転部の周囲の任意の位置において、立体画像を認識することができる。
【００８６】
図１０〜１２は、視点ｐから観察される発光点の軌跡例を示す説明図である。図１０Ａ〜Ｄに示すように、発光ユニットＵ１を有する回転部１０４が等速で回転され、視点ｐ＝３００に対して回転走査される場合、視点３００から観測される発光素子が時間Ｔの間隔で発光素子２０１から順に発光素子２０２，２０３，・・・２１２と移って行く。
【００８７】
発光点の軌跡（図中の黒小丸印）が例えば平面を成して見える構造は、２次元発光素子アレイ１０１の発光面形状とスリット１０２の位置を調整することで実現される。例えば、図１０Ａに示す時刻ｔ＝０において、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０１から漏れ出る光が観測される。
【００８８】
図１０Ｂに示す時刻ｔ＝Ｔにおいて、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０２から漏れ出る光が観測される。図中の右側から第１番目の白抜きの小丸印は、発光素子２０１の発光点を示している。図１０Ｃに示す時刻ｔ＝２Ｔにおいて、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０３から漏れ出る光が観測される。図１０Ｃにおける第２番目の小丸印は、発光素子２０２の発光点を示している。
【００８９】
図１０Ｄに示す時刻ｔ＝３Ｔにおいて、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０４から漏れ出る光が観測される。図１０Ｄにおける第３番目の小丸印は、発光素子２０３の発光点を示している。
【００９０】
また、図１１Ａに示す時刻ｔ＝４Ｔにおいて、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０５から漏れ出る光が観測される。図１１Ａにおける第４番目の小丸印は、発光素子２０４の発光点を示している。図１１Ｂに示す時刻ｔ＝５Ｔにおいて、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０６から漏れ出る光が観測される。図１１Ｂにおける第５番目の小丸印は、発光素子２０５の発光点を示している。
【００９１】
図１１Ｃに示す時刻ｔ＝６Ｔにおいて、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０７から漏れ出る光が観測される。図１１Ｃにおける第６番目の小丸印は、発光素子２０６の発光点を示している。図１１Ｄに示す時刻ｔ＝７Ｔにおいて、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０８から漏れ出る光が観測される。図１１Ｄにおける第７番目の小丸印は、発光素子２０７の発光点を示している。
【００９２】
図１２Ａに示す時刻ｔ＝８Ｔにおいて、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０９から漏れ出る光が観測される。図１２Ａにおける第８番目の小丸印は、発光素子２０８の発光点を示している。図１２Ｂに示す時刻ｔ＝９Ｔにおいて、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２１０から漏れ出る光が観測される。図１２Ｂにおける第９番目の小丸印は、発光素子２０９の発光点を示している。
【００９３】
図１２Ｃに示す時刻ｔ＝１０Ｔにおいて、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２１１から漏れ出る光が観測される。図１２Ｃにおける第１０番目の小丸印は、発光素子２１０の発光点を示している。図１２Ｄに示す時刻ｔ＝１１Ｔにおいて、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２１２から漏れ出る光が観測される。図１２Ｄにおける第１１番目の小丸印は、発光素子２１１の発光点を示している。図１２Ｄにおける第１２番目の黒小丸印は、発光素子２１２の発光点を示している。
【００９４】
［光線を出力する様子］
続いて、複数の視点に対してスリット１０２を介して光線を出力する様子について説明する。図１３〜図１６は、複数の視点ｐに対してスリット１０２を介して光線を出力する様子（その１〜４）を示す説明図である。この例では、発光ユニットＵ１の全周囲（３６０°）に対して、６°置きに６０箇所の視点ｐ＝３００〜３５９を設定した場合であって、回転部１０４が任意の基準位置から３０°回転する、時刻ｔ＝０〜ｔ＝５Ｔ（１／１２周）に至る区間の様子を示している。
【００９５】
このような発光ユニットＵ１によれば、図１３Ａ，Ｂ、図１４Ａ，Ｂ及び図１５Ａ，Ｂに示すように発光素子２０１〜２１２の数だけ、一度に複数（１２箇所）の視点ｐに対して光線を出力する。この出力で、視点ｐ＝３００だけでなく、別の視点ｐ＝３４９〜３５９に対しても発光点の軌跡が平面を成して観測される。
【００９６】
例えば、図１３Ａに示す時刻ｔ＝０において、視点３００（ｐを省略する）でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０１から漏れ出る光が観測される。この例では、回転部１０４を時計方向に回転し、視点３００を基準にして角度６°ずつ視点をシフトした場合である。図１３Ａに示す視点３００から角度６°だけ反時計方向に存在する他の視点３５９で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０２から漏れ出る光が観測される。
【００９７】
図１３Ａに示す視点３００から角度１２°だけ反時計方向に存在する視点３５８で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０３から漏れ出る光が観測される。図１３Ａに示す視点３００から角度１８°だけ反時計方向に存在する視点３５７で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０４から漏れ出る光が観測される。
【００９８】
図１３Ａに示す視点３００から角度２４°だけ反時計方向に存在する視点３５６で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０５から漏れ出る光が観測される。図１３Ａに示す視点３００から角度３０°だけ反時計方向に存在する視点３５５で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０６から漏れ出る光が観測される。
【００９９】
図１３Ａに示す視点３００から角度３６°だけ反時計方向に存在する視点３５４で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０７から漏れ出る光が観測される。図１３Ａに示す視点３００から角度４２°だけ反時計方向に存在する視点３５３で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０８から漏れ出る光が観測される。
【０１００】
図１３Ａに示す視点３００から角度４８°だけ反時計方向に存在する視点３５２で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０９から漏れ出る光が観測される。図１３Ａに示す視点３００から角度５４°だけ反時計方向に存在する視点３５１で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２１０から漏れ出る光が観測される。
【０１０１】
図１３Ａに示す視点３００から角度６０°だけ反時計方向に存在する視点３５０で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２１１から漏れ出る光が観測される。図１３Ａに示す視点３００から角度６６°だけ反時計方向に存在する視点３４９で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２１２から漏れ出る光が観測される。
【０１０２】
また、図１３Ｂに示す時刻ｔ＝Ｔにおいて、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０２から漏れ出る光が観測される。図１３Ｂに示す視点３００から角度６°だけ時計方向に存在する他の視点３０１で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０１から漏れ出る光が観測される。
【０１０３】
図１３Ｂに示す視点３００から角度６°だけ反時計方向に存在する他の視点３５９で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０３から漏れ出る光が観測される。図１３Ｂに示す視点３００から角度１２°だけ反時計方向に存在する視点３５８で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０４から漏れ出る光が観測される。
【０１０４】
図１３Ｂに示す視点３００から角度１８°だけ反時計方向に存在する視点３５７で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０５から漏れ出る光が観測される。図１３Ｂに示す視点３００から角度２４°だけ反時計方向に存在する視点３５６で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０６から漏れ出る光が観測される。
【０１０５】
図１３Ｂに示す視点３００から角度３０°だけ反時計方向に存在する視点３５５で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０７から漏れ出る光が観測される。図１３Ｂに示す視点３００から角度３６°だけ反時計方向に存在する視点３５４で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０８から漏れ出る光が観測される。
【０１０６】
図１３Ｂに示す視点３００から角度４２°だけ反時計方向に存在する視点３５３で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０９から漏れ出る光が観測される。図１３Ｂに示す視点３００から角度４８°だけ反時計方向に存在する視点３５２で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２１０から漏れ出る光が観測される。
【０１０７】
図１３Ｂに示す視点３００から角度５４°だけ反時計方向に存在する視点３５１で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２１１から漏れ出る光が観測される。図１３Ｂに示す視点３００から角度６０°だけ反時計方向に存在する視点３５０で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２１２から漏れ出る光が観測される。
【０１０８】
また、図１４Ａに示す時刻ｔ＝２Ｔにおいて、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０３から漏れ出る光が観測される。図１４Ａに示す視点３００から角度６°だけ時計方向に存在する他の視点３０１で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０２から漏れ出る光が観測される。
【０１０９】
図１４Ａに示す視点３００から角度１２°だけ時計方向に存在する他の視点３０２で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０１から漏れ出る光が観測される。図１４Ａに示す視点３００から角度６°だけ反時計方向に存在する他の視点３５９で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０４から漏れ出る光が観測される。
【０１１０】
図１４Ａに示す視点３００から角度１２°だけ反時計方向に存在する視点３５８で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０５から漏れ出る光が観測される。図１４Ａに示す視点３００から角度１８°だけ反時計方向に存在する視点３５７で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０６から漏れ出る光が観測される。
【０１１１】
図１４Ａに示す視点３００から角度２４°だけ反時計方向に存在する視点３５６で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０７から漏れ出る光が観測される。図１４Ａに示す視点３００から角度３０°だけ反時計方向に存在する視点３５５で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０８から漏れ出る光が観測される。
【０１１２】
図１４Ａに示す視点３００から角度３６°だけ反時計方向に存在する視点３５４で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０９から漏れ出る光が観測される。図１４Ａに示す視点３００から角度４２°だけ反時計方向に存在する視点３５３で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２１０から漏れ出る光が観測される。
【０１１３】
図１４Ａに示す視点３００から角度４８°だけ反時計方向に存在する視点３５２で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２１１から漏れ出る光が観測される。図１４Ａに示す視点３００から角度５４°だけ反時計方向に存在する視点３５１で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２１２から漏れ出る光が観測される。
【０１１４】
また、図１４Ｂに示す時刻ｔ＝３Ｔにおいて、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０４から漏れ出る光が観測される。図１４Ｂに示す視点３００から角度６°だけ時計方向に存在する他の視点３０１で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０３から漏れ出る光が観測される。
【０１１５】
図１４Ｂに示す視点３００から角度１２°だけ時計方向に存在する他の視点３０２で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０２から漏れ出る光が観測される。図１４Ｂに示す視点３００から角度１８°だけ時計方向に存在する他の視点３０３で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０１から漏れ出る光が観測される。
【０１１６】
図１４Ｂに示す視点３００から角度６°だけ反時計方向に存在する他の視点３５９で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０５から漏れ出る光が観測される。図１４Ｂに示す視点３００から角度１２°だけ反時計方向に存在する視点３５８で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０６から漏れ出る光が観測される。
【０１１７】
図１４Ｂに示す視点３００から角度１８°だけ反時計方向に存在する視点３５７で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０７から漏れ出る光が観測される。図１４Ｂに示す視点３００から角度２４°だけ反時計方向に存在する視点３５６で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０８から漏れ出る光が観測される。
【０１１８】
図１４Ｂに示す視点３００から角度３０°だけ反時計方向に存在する視点３５５で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０９から漏れ出る光が観測される。図１４Ｂに示す視点３００から角度３６°だけ反時計方向に存在する視点３５４で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２１０から漏れ出る光が観測される。
【０１１９】
図１４Ｂに示す視点３００から角度４２°だけ反時計方向に存在する視点３５３で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２１１から漏れ出る光が観測される。図１４Ｂに示す視点３００から角度４８°だけ反時計方向に存在する視点３５２で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２１２から漏れ出る光が観測される。
【０１２０】
更に、図１５Ａに示す時刻ｔ＝４Ｔにおいて、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０５から漏れ出る光が観測される。図１５Ａに示す視点３００から角度６°だけ時計方向に存在する他の視点３０１で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０４から漏れ出る光が観測される。
【０１２１】
図１５Ａに示す視点３００から角度１２°だけ時計方向に存在する他の視点３０２で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０３から漏れ出る光が観測される。図１５Ａに示す視点３００から角度１８°だけ時計方向に存在する他の視点３０３で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０２から漏れ出る光が観測される。
【０１２２】
図１５Ａに示す視点３００から角度２４°だけ時計方向に存在する他の視点３０４で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０１から漏れ出る光が観測される。図１５Ａに示す視点３００から角度６°だけ反時計方向に存在する他の視点３５９で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０６から漏れ出る光が観測される。
【０１２３】
図１５Ａに示す視点３００から角度１２°だけ反時計方向に存在する視点３５８で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０７から漏れ出る光が観測される。図１５Ａに示す視点３００から角度１８°だけ反時計方向に存在する視点３５７で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０８から漏れ出る光が観測される。
【０１２４】
図１５Ａに示す視点３００から角度２４°だけ反時計方向に存在する視点３５６で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０９から漏れ出る光が観測される。図１５Ａに示す視点３００から角度３０°だけ反時計方向に存在する視点３５５で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２１０から漏れ出る光が観測される。
【０１２５】
図１５Ａに示す視点３００から角度３６°だけ反時計方向に存在する視点３５４で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２１１から漏れ出る光が観測される。図１５Ａに示す視点３００から角度４２°だけ反時計方向に存在する視点３５３で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２１２から漏れ出る光が観測される。
【０１２６】
また、図１５Ｂに示す時刻ｔ＝５Ｔにおいて、視点３００でスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０６から漏れ出る光が観測される。図１５Ｂに示す視点３００から角度６°だけ時計方向に存在する他の視点３０１で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０５から漏れ出る光が観測される。
【０１２７】
図１５Ｂに示す視点３００から角度１２°だけ時計方向に存在する他の視点３０２で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０４から漏れ出る光が観測される。図１５Ｂに示す視点３００から角度１８°だけ時計方向に存在する他の視点３０３で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０３から漏れ出る光が観測される。
【０１２８】
図１５Ｂに示す視点３００から角度２４°だけ時計方向に存在する他の視点３０４で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０２から漏れ出る光が観測される。図１５Ｂに示す視点３００から角度３０°だけ時計方向に存在する他の視点３０５で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０１から漏れ出る光が観測される。
【０１２９】
図１５Ｂに示す視点３００から角度６°だけ反時計方向に存在する他の視点３５９で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０７から漏れ出る光が観測される。図１５Ｂに示す視点３００から角度１２°だけ反時計方向に存在する視点３５８で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０８から漏れ出る光が観測される。
【０１３０】
図１５Ｂに示す視点３００から角度１８°だけ反時計方向に存在する視点３５７で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２０９から漏れ出る光が観測される。図１５Ｂに示す視点３００から角度２４°だけ反時計方向に存在する視点３５６で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２１０から漏れ出る光が観測される。
【０１３１】
図１５Ｂに示す視点３００から角度３０°だけ反時計方向に存在する視点３５５で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２１１から漏れ出る光が観測される。図１５Ｂに示す視点３００から角度３６°だけ反時計方向に存在する視点３５４で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察すると、発光素子２１２から漏れ出る光が観測される。
【０１３２】
なお、時刻ｔ＝６Ｔ〜１１Ｔについても、同様に１２個の発光素子２０１〜２１２から漏れ出る光が１ずつシフトして観測される。この間、回転部１０４は角度３０°から６０°へ至り回転する。従って、回転部１０４が全周（１周）、すなわち、３６０°回転すると、１２個の発光素子２０１〜２１２による時刻ｔ＝０〜５９Ｔに係る発光が観測される。このようにして、視点３００から角度６°を基準にして時計方向又は及び反時計方向に存在する他の視点で、スリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１を観察する。この結果、１２個の発光素子２０１〜２１２から漏れ出る光が１ずつシフトして観測できるようになる（図１６参照）。
【０１３３】
図１６は、２次元発光素子アレイ１０１による発光点の全軌跡例を示す図である。図１６に示す２次元発光素子アレイ１０１による発光点の軌跡例によれば、全て（６０箇所）の視点３００〜３５９で、時刻ｔ＝０〜５９Ｔの発光点の軌跡が平面を成して観測される。この例では、観測視点は６０箇所（角度６°の配置ピッチ）である。上述した発光ユニットＵ１の構造は、６０箇所の視点３００〜３５９から観測される再生画像が平面であるので、撮影データを一定の順序で放射光データに変換する処理等に軽減され、光線再生のための画像データを生成する際に極めて有利になっている。
【０１３４】
［立体画像表示用の画像データの生成例］
続いて、全周囲立体画像表示装置１０に適用可能な立体画像表示用の画像データの生成例について説明する。図１７は撮影データ／放射光データの変換例を示すデータフォーマットである。
【０１３５】
この例では、図１６に示した全周囲立体画像表示装置１０で表示させたい物体（被写体）を全周囲から撮影する。例えば、物体を撮影中心に配置し、物体の配置中心部位を回転中心にして全周囲に６°置きに６０箇所の撮影点（各視点３００〜３５９に相当）を設定する。
【０１３６】
次に、実際にカメラを使用して、各視点３００〜３５９から物体撮影中心位置（回転軸１０３に相当）に向かって物体の画像を各々撮影する。この撮影によって、物体の光線再生に必要な全周囲に渡る撮影データを収集できるようになる。
【０１３７】
その後、図１７で示すように収集した撮影データが２次元発光素子アレイ１０１における１２行の発光素子２０１〜２１２の発光タイミング毎の放射光データとなるように、スリット方向（縦方向）のラインデータ単位で、配列操作処理を実行する。
【０１３８】
ここで、撮影点３００で撮影して得た画像（０°）の撮影データを次のように示す。撮影点３００は撮影データ（３００−２０１，３００−２０２，３００−２０３，３００−２０４，３００−２０５，３００−２０６，３００−２０７，３００−２０８，３００−２０９，３００−２１０，３００−２１１，３００−２１２）である。
【０１３９】
また、撮影点３０１で撮影して得た画像（６°）の撮影データを次のように示す。撮影点３０１は、撮影データ（３０１−２０１，３０１−２０２，３０１−２０３，３０１−２０４，３０１−２０５，３０１−２０６，３０１−２０７，３０１−２０８，３０１−２０９，３０１−２１０，３０１−２１１，３０１−２１２）である。
【０１４０】
撮影点３０２で撮影して得た画像（１２°）の撮影データを次のように示す。撮影点３０２は撮影データ（３０２−２０１，３０２−２０２，３０２−２０３，３０２−２０４，３０２−２０５，３０２−２０６，３０２−２０７，３０２−２０８，３０２−２０９，３０２−２１０，３０２−２１１，３０２−２１２）である。
【０１４１】
撮影点３０３で撮影して得た画像（１８°）の撮影データを次のように示す。撮影点３０３は撮影データ（３０３−２０１，３０３−２０２，３０３−２０３，３０３−２０４，３０３−２０５，３０３−２０６，３０３−２０７，３０３−２０８，３０３−２０９，３０３−２１０，３０３−２１１，３０３−２１２）である。
【０１４２】
撮影点３０４で撮影して得た画像（２４°）の撮影データを次のように示す。撮影点３０４は撮影データ（３０４−２０１，３０４−２０２，３０４−２０３，３０４−２０４，３０４−２０５，３０４−２０６，３０４−２０７，３０４−２０８，３０４−２０９，３０４−２１０，３０４−２１１，３０４−２１２）である。同様にして、撮影点３５８で撮影して得た画像（３４８°）の撮影データを次のように示す。撮影点３５８は撮影データ（３５８−２０１，３５８−２０２，３５８−２０３，３５８−２０４，３５８−２０５，３５８−２０６，３５８−２０７，３５８−２０８，３５８−２０９，３５８−２１０，３５８−２１１，３５８−２１２）とする。
【０１４３】
そして、撮影点３５９で撮影して得た画像（３５４°）の撮影データを次のように示す。撮影点３５９は撮影データ（３５９−２０１，３５９−２０２，３５９−２０３，３５９−２０４，３５９−２０５，３５９−２０６，３５９−２０７，３５９−２０８，３５９−２０９，３５９−２１０，３５９−２１１，３５９−２１２）である。
【０１４４】
上述で得られた撮影データを次のような配列操作を実行して、時刻ｔ＝０〜ｔ＝５９Ｔに係る放射光データに変換処理する。まず、時刻ｔ＝０の発光素子２０１の放射光データについては、物体の画像（０°）の撮影データ（３００−２０１）を配列する。同時刻ｔ＝０の発光素子２０２の放射光データについては、物体の画像（３５４°）の撮影データ（３５９−２０２）を配列する。同時刻ｔ＝０の発光素子２０３の放射光データについては、物体の画像（３４８°）の撮影データ（３５８−２０３）を配列する。
【０１４５】
同時刻ｔ＝０の発光素子２０４の放射光データについては、物体の画像（３４２°）の撮影データ（３５７−２０４）を配列する。同時刻ｔ＝０の発光素子２０５の放射光データについては、物体の画像（３３６°）の撮影データ（３５６−２０５）を配列する。同時刻ｔ＝０の発光素子２０６の放射光データについては、物体の画像（３３０°）の撮影データ（３５５−２０６）を配列する。
【０１４６】
同時刻ｔ＝０の発光素子２０７の放射光データについては、物体の画像（３２４°）の撮影データ（３５４−２０７）を配列する。同時刻ｔ＝０の発光素子２０８の放射光データについては、物体の画像（３１８°）の撮影データ（３５３−２０８）を配列する。同時刻ｔ＝０の発光素子２０９の放射光データについては、物体の画像（３１２°）の撮影データ（３５２−２０９）を配列する。
【０１４７】
同時刻ｔ＝０の発光素子２１０の放射光データについては、物体の画像（３０６°）の撮影データ（３５１−２１０）を配列する。同時刻ｔ＝０の発光素子２１１の放射光データについては、物体の画像（３００°）の撮影データ（３５０−２１１）を配列する。同時刻ｔ＝０の発光素子２１２の放射光データについては、物体の画像（２９４°）の撮影データ（３４９−２１２）を配列する。
【０１４８】
この配列操作によって、時刻ｔ＝０の発光素子２０１〜２１２の放射光データを生成することができる。生成データは放射光データ（３００−２０１，３５９−２０２，３５８−２０３，３５７−２０４，３５６−２０５，３５５−２０６，３５４−２０７，３５３−２０８，３５２−２０９，３５１−２１０，３５０−２１１，３４９−２１２）である。
【０１４９】
次に、時刻ｔ＝Ｔの発光素子２０１の放射光データについては、物体の画像（６°）の撮影データ（３０１−２０１）を配列する。同時刻ｔ＝Ｔの発光素子２０２の放射光データについては、物体の画像（０°）の撮影データ（３００−２０２）を配列する。同時刻ｔ＝Ｔの発光素子２０３の放射光データについては、物体の画像（３５４°）の撮影データ（３５９−２０３）を配列する。同時刻ｔ＝Ｔの発光素子２０４の放射光データについては、物体の画像（３４８°）の撮影データ（３５８−２０４）を配列する。
【０１５０】
同時刻ｔ＝Ｔの発光素子２０５の放射光データについては、物体の画像（３４２°）の撮影データ（３５７−２０５）を配列する。同時刻ｔ＝Ｔの発光素子２０６の放射光データについては、物体の画像（３３６°）の撮影データ（３５６−２０６）を配列する。同時刻ｔ＝Ｔの発光素子２０７の放射光データについては、物体の画像（３３０°）の撮影データ（３５５−２０７）を配列する。同時刻ｔ＝Ｔの発光素子２０８の放射光データについては、物体の画像（３２４°）の撮影データ（３５４−２０８）を配列する。
【０１５１】
同時刻ｔ＝Ｔの発光素子２０９の放射光データについては、物体の画像（３１８°）の撮影データ（３５３−２０９）を配列する。同時刻ｔ＝Ｔの発光素子２１０の放射光データについては、物体の画像（３１２°）の撮影データ（３５２−２１０）を配列する。同時刻ｔ＝Ｔの発光素子２１１の放射光データについては、物体の画像（３０６°）の撮影データ（３５１−２１１）を配列する。同時刻ｔ＝Ｔの発光素子２１２の放射光データについては、物体の画像（３００°）の撮影データ（３５０−２１２）を配列する。
【０１５２】
この配列操作によって、時刻ｔ＝Ｔの発光素子２０１〜２１２の放射光データを生成することができる。生成データは放射光データ（３０１−２０１，３００−２０２，３５９−２０３，３５８−２０４，３５７−２０５，３５６−２０６，３５５−２０７，３５４−２０８，３５３−２０９，３５２−２１０，３５１−２１１，３５０−２１２）である。
【０１５３】
次に、時刻ｔ＝２Ｔの発光素子２０１の放射光データについては、物体の画像（１２°）の撮影データ（３０２−２０１）を配列する。同時刻ｔ＝２Ｔの発光素子２０２の放射光データについては、物体の画像（６°）の撮影データ（３０１−２０２）を配列する。同時刻ｔ＝２Ｔの発光素子２０３の放射光データについては、物体の画像（０°）の撮影データ（３００−２０３）を配列する。同時刻ｔ＝２Ｔの発光素子２０４の放射光データについては、物体の画像（３５４°）の撮影データ（３５９−２０４）を配列する。
【０１５４】
同時刻ｔ＝２Ｔの発光素子２０５の放射光データについては、物体の画像（３４８°）の撮影データ（３５８−２０５）を配列する。同時刻ｔ＝２Ｔの発光素子２０６の放射光データについては、物体の画像（３４２°）の撮影データ（３５７−２０６）を配列する。同時刻ｔ＝２Ｔの発光素子２０７の放射光データについては、物体の画像（３３６°）の撮影データ（３５６−２０７）を配列する。同時刻ｔ＝２Ｔの発光素子２０８の放射光データについては、物体の画像（３３０°）の撮影データ（３５５−２０８）を配列する。
【０１５５】
同時刻ｔ＝２Ｔの発光素子２０９の放射光データについては、物体の画像（３２４°）の撮影データ（３５４−２０９）を配列する。同時刻ｔ＝２Ｔの発光素子２１０の放射光データについては、物体の画像（３１８°）の撮影データ（３５３−２１０）を配列する。同時刻ｔ＝２Ｔの発光素子２１１の放射光データについては、物体の画像（３１２°）の撮影データ（３５２−２１１）を配列する。同時刻ｔ＝２Ｔの発光素子２１２の放射光データについては、物体の画像（３０６°）の撮影データ（３５１−２１２）を配列する。
【０１５６】
この配列操作によって、時刻ｔ＝２Ｔの発光素子２０１〜２１２の放射光データを生成することができる。生成データは放射光データ（３０２−２０１，３０１−２０２，３００−２０３，３５９−２０４，３５８−２０５，３５７−２０６，３５６−２０７，３５５−２０８，３５４−２０９，３５３−２１０，３５２−２１１，３５１−２１２）である。
【０１５７】
次に、時刻ｔ＝３Ｔの発光素子２０１の放射光データについては、物体の画像（１８°）の撮影データ（３０３−２０１）を配列する。同時刻ｔ＝３Ｔの発光素子２０２の放射光データについては、物体の画像（１２°）の撮影データ（３０２−２０２）を配列する。同時刻ｔ＝３Ｔの発光素子２０３の放射光データについては、物体の画像（６°）の撮影データ（３０１−２０３）を配列する。同時刻ｔ＝３Ｔの発光素子２０４の放射光データについては、物体の画像（０°）の撮影データ（３００−２０４）を配列する。
【０１５８】
同時刻ｔ＝３Ｔの発光素子２０５の放射光データについては、物体の画像（３５４°）の撮影データ（３５９−２０５）を配列する。同時刻ｔ＝３Ｔの発光素子２０６の放射光データについては、物体の画像（３４８°）の撮影データ（３５８−２０６）を配列する。同時刻ｔ＝３Ｔの発光素子２０７の放射光データについては、物体の画像（３４２°）の撮影データ（３５７−２０７）を配列する。
【０１５９】
同時刻ｔ＝３Ｔの発光素子２０８の放射光データについては、物体の画像（３３６°）の撮影データ（３５６−２０８）を配列する。同時刻ｔ＝３Ｔの発光素子２０９の放射光データについては、物体の画像（３３０°）の撮影データ（３５５−２０９）を配列する。同時刻ｔ＝３Ｔの発光素子２１０の放射光データについては、物体の画像（３２４°）の撮影データ（３５４−２１０）を配列する。
【０１６０】
同時刻ｔ＝３Ｔの発光素子２１１の放射光データについては、物体の画像（３１８°）の撮影データ（３５３−２１１）を配列する。同時刻ｔ＝３Ｔの発光素子２１２の放射光データについては、物体の画像（３１２°）の撮影データ（３５２−２１２）を配列する。
【０１６１】
この配列操作によって、時刻ｔ＝３Ｔの発光素子２０１〜２１２の放射光データを生成することができる。生成データは放射光データ（３０３−２０１，３０２−２０２，３０１−２０３，３００−２０４，３５９−２０５，３５８−２０６，３５７−２０７，３５６−２０８，３５５−２０９，３５４−２１０，３５３−２１１，３５２−２１２）である。
【０１６２】
次に、時刻ｔ＝４Ｔの発光素子２０１の放射光データについて、物体の画像（２４°）の撮影データ（３０４−２０１）を配列する。同時刻ｔ＝４Ｔの発光素子２０２の放射光データについては、物体の画像（１８°）の撮影データ（３０３−２０２）を配列する。同時刻ｔ＝４Ｔの発光素子２０３の放射光データについては、物体の画像（１２°）の撮影データ（３０２−２０３）を配列する。同時刻ｔ＝４Ｔの発光素子２０４の放射光データについては、物体の画像（６°）の撮影データ（３０１−２０４）を配列する。
【０１６３】
同時刻ｔ＝４Ｔの発光素子２０５の放射光データについては、物体の画像（０°）の撮影データ（３００−２０５）を配列する。同時刻ｔ＝４Ｔの発光素子２０６の放射光データについては、物体の画像（３５４°）の撮影データ（３５９−２０６）を配列する。同時刻ｔ＝４Ｔの発光素子２０７の放射光データについては、物体の画像（３４８°）の撮影データ（３５８−２０７）を配列する。同時刻ｔ＝４Ｔの発光素子２０８の放射光データについては、物体の画像（３４２°）の撮影データ（３５７−２０８）を配列する。
【０１６４】
同時刻ｔ＝４Ｔの発光素子２０９の放射光データについては、物体の画像（３３６°）の撮影データ（３５６−２０９）を配列する。同時刻ｔ＝４Ｔの発光素子２１０の放射光データについては、物体の画像（３３０°）の撮影データ（３５５−２１０）を配列する。同時刻ｔ＝４Ｔの発光素子２１１の放射光データについては、物体の画像（３２４°）の撮影データ（３５４−２１１）を配列する。同時刻ｔ＝４Ｔの発光素子２１２の放射光データについては、物体の画像（３１８°）の撮影データ（３５３−２１２）を配列する。
【０１６５】
この配列操作によって、時刻ｔ＝４Ｔの発光素子２０１〜２１２の放射光データを生成することができる。生成データは、放射光データ（３０４−２０１，３０３−２０２，３０２−２０３，３０１−２０４，３００−２０５，３５９−２０６，３５８−２０７，３５７−２０８，３５６−２０９，３５５−２１０，３５４−２１１，３５３−２１２）である。
【０１６６】
同様にして、時刻ｔ＝５８Ｔの発光素子２０１の放射光データについて、物体の画像（３４８°）の撮影データ（３５８−２０１）を配列する。同時刻ｔ＝５８Ｔの発光素子２０２の放射光データについては、物体の画像（３４２°）の撮影データ（３５７−２０２）を配列する。同時刻ｔ＝５８Ｔの発光素子２０３の放射光データについては、物体の画像（３３６°）の撮影データ（３５６−２０３）を配列する。同時刻ｔ＝５８Ｔの発光素子２０４の放射光データについては、物体の画像（３３０°）の撮影データ（３５５−２０４）を配列する。
【０１６７】
同時刻ｔ＝５８Ｔの発光素子２０５の放射光データについては、物体の画像（３２４°）の撮影データ（３５４−２０５）を配列する。同時刻ｔ＝５８Ｔの発光素子２０６の放射光データについては、物体の画像（３１８°）の撮影データ（３５３−２０６）を配列する。同時刻ｔ＝５８Ｔの発光素子２０７の放射光データについては、物体の画像（３１２°）の撮影データ（３５２−２０７）を配列する。同時刻ｔ＝５８Ｔの発光素子２０８の放射光データについては、物体の画像（３０６°）の撮影データ（３５１−２０８）を配列する。
【０１６８】
同時刻ｔ＝５８Ｔの発光素子２０９の放射光データについては、物体の画像（３００°）の撮影データ（３５０−２０９）を配列する。同時刻ｔ＝５８Ｔの発光素子２１０の放射光データについては、物体の画像（２９４°）の撮影データ（３４９−２１０）を配列する。同時刻ｔ＝５８Ｔの発光素子２１１の放射光データについては、物体の画像（２８８°）の撮影データ（３４８−２１１）を配列する。同時刻ｔ＝５８Ｔの発光素子２１２の放射光データについては、物体の画像（２８２°）の撮影データ（３４７−２１２）を配列する。
【０１６９】
この配列操作によって、時刻ｔ＝５８Ｔの発光素子２０１〜２１２の放射光データを生成することができる。生成データは放射光データ（３５８−２０１，３５７−２０２，３５６−２０３，３５５−２０４，３５４−２０５，３５３−２０６，３５２−２０７，３５１−２０８，３５０−２０９，３４９−２１０，３４８−２１１，３４７−２１２）である。
【０１７０】
そして、時刻ｔ＝５９Ｔの発光素子２０１の放射光データについて、物体の画像（３５４°）の撮影データ（３５９−２０１）を配列する。同時刻ｔ＝５９Ｔの発光素子２０２の放射光データについては、物体の画像（３４８°）の撮影データ（３５８−２０２）を配列する。同時刻ｔ＝５９Ｔの発光素子２０３の放射光データについては、物体の画像（３４２°）の撮影データ（３５７−２０３）を配列する。同時刻ｔ＝５９Ｔの発光素子２０４の放射光データについては、物体の画像（３３６°）の撮影データ（３５６−２０４）を配列する。
【０１７１】
同時刻ｔ＝５９Ｔの発光素子２０５の放射光データについては、物体の画像（３３０°）の撮影データ（３５５−２０５）を配列する。同時刻ｔ＝５９Ｔの発光素子２０６の放射光データについては、物体の画像（３２４°）の撮影データ（３５４−２０６）を配列する。同時刻ｔ＝５９Ｔの発光素子２０７の放射光データについては、物体の画像（３１８°）の撮影データ（３５３−２０７）を配列する。同時刻ｔ＝５９Ｔの発光素子２０８の放射光データについては、物体の画像（３１２°）の撮影データ（３５２−２０８）を配列する。
【０１７２】
同時刻ｔ＝５９Ｔの発光素子２０９の放射光データについては、物体の画像（３０６°）の撮影データ（３５１−２０９）を配列する。同時刻ｔ＝５９Ｔの発光素子２１０の放射光データについては、物体の画像（３００°）の撮影データ（３５０−２１０）を配列する。同時刻ｔ＝５９Ｔの発光素子２１１の放射光データについては、物体の画像（２９４°）の撮影データ（３４９−２１１）を配列する。同時刻ｔ＝５９Ｔの発光素子２１２の放射光データについては、物体の画像（２８８°）の撮影データ（３４８−２１２）を配列する。
【０１７３】
この配列操作によって、時刻ｔ＝５９Ｔの発光素子２０１〜２１２の放射光データ（３５９−２０１，３５８−２０２，３５７−２０３，３５６−２０４，３５５−２０５，３５４−２０６，３５３−２０７，３５２−２０８，３５１−２０９，３５０−２１０，３４９−２１１，３４８−２１２）を生成することができる。
【０１７４】
こうした配列操作処理だけで、全周囲立体画像表示装置１０に適用可能な立体画像表示用の放射光データ（以下映像データＤinともいう）を容易に生成できるようになる。しかも、発光ユニットＵ１を映像データＤinの生成を考慮した内部構造とすることで、小規模な信号処理回路で短時間に立体画像表示用の映像データＤinを生成することができる。
【０１７５】
上述の例では、実際の被写体（物体）をカメラで撮影する方法について説明したが、これに限られることはなく、コンピュータグラフィックスにより、立体画像表示用の映像データＤinを生成してもよい。コンピュータグラフィックスによる仮想物体の表示においても、６０箇所の各視点３００〜３５９から回転軸１０３の方向の画像をレンダリングし、同様の処理を行うことで映像データＤinを容易に生成できる。
【０１７６】
ここにレンダリングとは、数値データとして与えられた物体や図形等に関する情報を計算によって画像化することをいう。３次元グラフィックスのレンダリングでは、視点の位置や、光源の数や位置、種類、物体の形状や頂点の座標、材質を考慮して陰面消去や、陰影付けなどを行って画像を作成する。レンダリングの手法としてはレイトレーシング法や、ラジオシティ法等がある。
【０１７７】
［制御系の構成例］
続いて、全周囲立体画像表示装置１０の制御系の構成例について説明する。図１８は、全周囲立体画像表示装置１０の制御系の構成例を示すブロック図である。この例の全周囲から視聴可能な立体画像表示装置によれば、視聴者がいない多くの領域に対しても、光線を出力する構造のため電力効率の点で無駄が多くなることが懸念される。そこで、視聴者検出による電力効率の改善及び情報量の削減を図っている。
【０１７８】
図１８に示す全周囲立体画像表示装置１０には映像ソース送出装置９０が接続され、シリアルの立体画像表示用の映像データＤinが入力される。全周囲立体画像表示装置１０の制御系は、回転部１０４と設置架台１０５とに区分され、２つの制御系間がスリップリング５１を介して電気的に接続される。
【０１７９】
回転部１０４の内部の制御系は接続基板１１を有している。接続基板１１には、ｎラインを構成するｋ枚の１次元発光素子基板＃ｋ（ｋ＝１〜ｎ）と、１個の視聴者検出センサ８１とが接続される。１次元発光素子基板＃１〜＃ｎは、シリアルのｎラインの立体画像表示用の映像データＤinに基づいてｍ行個の発光素子を順に発光するようになされる（図１９参照）。
【０１８０】
接続基板１１には表示制御部１５が実装される。表示制御部１５は、立体画像用の映像データＤinを１画素単位に入力し、当該映像データＤinに基づいて１画素単位に発光素子の発光強度を制御する。図５に示した１次元発光素子基板＃１のシリアルパラレル変換用とドライバ用のＩＣ３５等へ１画素単位に発光強度を調整したシリアルの映像データＤinを伝送する。この制御によって、２次元発光素子アレイ１０１の発光強度を１画素単位に制御できるようになる。
【０１８１】
この例で、全周囲立体画像表示装置１０が光線再生方式の表示装置であることから、全周囲への表示を行うために、膨大な映像データＤinを１次元発光素子基板＃１のＩＣ３５等へ伝送するようになされる。しかし、視聴されない映像データＤinを伝送するのは、伝送帯域や画像生成の点で無駄である。そこで、視聴者がいる領域のみに、ピンポイントで光線を出力するようになされる。
【０１８２】
接続基板１１には視聴者検出センサ８１が接続され、図１に示したモータ５２によって回転される回転部１０４の外部で、当該立体画像を視聴する視聴者（例えば、視聴者の瞳孔）を検出して、視聴者検出信号Ｓ８１を発生する。視聴者検出信号Ｓ８１は表示制御部１５に出力され、視聴有無を判別する際に使用される。
【０１８３】
表示制御部１５は、視聴者検出センサ８１から視聴者検出信号Ｓ８１を入力して観察者検出値を取得し、この観察者検出値と、所定の観察者判別値とを比較し、その比較の結果に応じて発光素子の発光強度を制御する。具体的には、観察者判別値以上の観察者検出値が検出されている区間は、２次元発光素子アレイ１０１を動作させる。表示制御部１５は、観察者判別値未満の観察者検出値が検出されている区間は、２次元発光素子アレイ１０１を停止するように１次元発光素子基板＃１〜＃ｎの発光強度を制御する。
視聴者検出センサ８１は、本発明における「物体検出手段」および「観察者検出部」の一具体例に対応している。
【０１８４】
このように、視聴者がいる領域にのみ光線を出力する構造を採用し、視聴者検出センサ８１によって観察者の有無を検出し、観察者が存在する領域において、１次元発光素子基板＃１〜＃ｎの発光強度を制御することができる。それ以外の領域は１次元発光素子基板＃１〜＃ｎを停止できるので、消費電力を削減できるようになる。従って、従来の平面ディスプレイよりも遥かに良い電力効率で、立体画像を表示できるようになる。また、伝送する情報を大幅に削減できるため、伝送回路や画像生成回路が小規模になりコストダウンを図れる。
【０１８５】
一方、設置架台１０５の内部には駆動制御系が設けられ、この駆動制御系は、制御部５５、Ｉ／Ｆ基板５６、電源部５７及びエンコーダ５８を有して構成される。Ｉ／Ｆ基板５６は双方向高速シリアルインターフェース（Ｉ／Ｆ）を介して外部の映像ソース送出装置９０に接続される。映像ソース送出装置９０は、双方向高速シリアルＩ／Ｆ規格に基づくシリアルの立体画像表示用の映像データＤinをＩ／Ｆ基板５６及びスリップリング５１を介して接続基板１１に出力する。
制御部５５は、本発明における「駆動制御部」の一具体例に対応している。
【０１８６】
例えば、全周囲立体画像表示装置１０は、視聴者検出センサ８１で検出した視聴者の領域を映像ソース送出装置９０に逐次伝達する。映像ソース送出装置９０は対応する領域映像のみを全周囲立体画像表示装置１０に送出する。この例で、当該全周囲立体画像表示装置１０の周囲で複数人の視聴者が立体映像を視聴する場合、視聴領域毎に違った映像ソースの再生を行ってもよい。この場合、各々の視聴者が自ら再生する映像ソースを選択してもよいし、カメラによる顔認識で視聴者を特定し、あらかじめ設定しておいた映像ソースを再生してもよい（図３３Ｂ参照）。これをデジタル・サイネージ用途に用いれば、一台の全周囲立体画像表示装置１０で複数の違った情報を発信できるようになる。
【０１８７】
ここにデジタル・サイネージとは、電子データによる各種情報表示をいい、デジタル・サイネージ用途によれば、店舗／商業施設、交通施設等におけるパブリックディスプレイとして設置される集客・広告・宣伝・販促のための表示に適している。例えば、全周囲立体画像表示装置１０による一周３６０°の表示領域を１２０°ずつ３つの視聴領域を分割し、各々の表示領域で異なる映像データを再生すると、３つの視聴領域で異なった表示情報を視聴できるようになる。
【０１８８】
例えば、全周囲立体画像表示装置１０の正面の表示領域（０°〜１２０°）で第１のキャラクタの前面側の立体画像を表示すると、その正面に位置する視聴者は、第１のキャラクタの前面側の立体画像を視聴できるようになる。同様にして、その右側面の表示領域（１２１°〜２４０°）で第２のキャラクタの前面側の立体画像を表示すると、その右側面に位置する視聴者は、第２のキャラクタの前面側の立体画像を視聴できるようになる。同様にして、その左側面の表示領域（２４１°〜３６０°）で第３のキャラクタの前面側の立体画像を表示すると、その左側面に位置する視聴者は、第３のキャラクタの前面側の立体画像を視聴できるようになる。これにより、一台の全周囲立体画像表示装置１０等で複数の違った表示情報を発信できるようになる。
【０１８９】
Ｉ／Ｆ基板５６には制御部５５が接続される。上述の映像ソース送出装置９０は、同期信号ＳｓをＩ／Ｆ基板５６を介して制御部５５に出力する。制御部５５にはモータ５２、エンコーダ５８及びスイッチ部６０が接続される。エンコーダ５８は、モータ５２に取り付けられ、モータ５２の回転速度を検出して回転部１０４の回転速度を示す速度検出信号Ｓ５８を制御部５５に出力する。スイッチ部６０は、電源がオンされると制御部５５にスイッチ信号Ｓ６０を出力する。スイッチ信号Ｓ６０は、電源オフ又は電源オン情報を示すものである。スイッチ部６０は、ユーザによってオン又はオフ操作される。
エンコーダ５８は、本発明における「回転検出部」の一具体例に対応している。
【０１９０】
制御部５５は同期信号Ｓｓ及び速度検出信号Ｓ５８に基づいてモータ５２を所定の回転（変調）速度で回転するように制御する。電源部５７はスリップリング５１、制御部５５及びＩ／Ｆ基板５６に接続され、接続基板１１、制御部５５及びＩ／Ｆ基板５６に各基板駆動用の電源を供給するようになされる。
【０１９１】
この例で、制御部５５は、回転部１０４の回転制御を行っているサーボ制御系のエラー量が一定値を超えて、回転ムラが発生した場合、速やかに、回転動作を停止するように回転部１０４を制御する。エンコーダ５８は、モータ５２によって回転される回転部１０４の回転を検出する。
【０１９２】
制御部５５は、エンコーダ５８から得られた回転検出値と、所定の回転基準値とを比較し、その比較の結果に応じてモータ５２を制御する。具体的には、回転基準値以上の回転検出値が検出された場合は、回転部１０４の回転動作を停止するようにモータ５２を制御する。このように全周囲立体画像表示装置１０によれば、回転部１０４の回転制御を行っているサーボ制御系のエラー量が一定値を超えたら、速やかに回転動作を停止できるようになる。従って、回転部１０４の回転暴走を未然に防止し、安全を確保できるようになる。これにより、全周囲立体画像表示装置１０の破壊を防止できるようになる。
【０１９３】
図１９は、１個の１次元発光素子基板＃１等の構成例を示すブロック図である。図１９に示す１次元発光素子基板＃１等は、１個のシリアルパラレル変換部１２、ｍ個のドライバＤＲｊ（ｊ＝１〜ｍ）及びｍ個の発光素子２０ｊ（ｊ＝１〜ｍ）を有して構成される。この例ではｍ＝１２個（行）の場合について説明する。シリアルパラレル変換部１２は接続基板１１に接続され、シリアルの第１ライン目の立体画像表示用の映像データＤinを第１〜第１２行分のパラレルの立体画像表示用の映像データＤ＃ｊ（ｊ＝１〜ｍ）に変換する。
【０１９４】
シリアルパラレル変換部１２には１２個のドライバＤＲ１〜ＤＲ１２（駆動回路）が接続される。ドライバＤＲ１には第１行目の発光素子２０１が接続される。発光素子２０１は、立体画像表示用の第１行目の映像データＤ＃１に基づいて発光する。ドライバＤＲ２には第２行目の発光素子２０２が接続される。発光素子２０２は、立体画像表示用の第２行目の映像データＤ＃２に基づいて発光する。
【０１９５】
同様にして、ドライバＤＲ３〜ＤＲ１２には第３行目〜第１２行目の発光素子２０３〜２１２が各々接続される。発光素子２０３〜２１２は、立体画像表示用の第３行目〜第１２行目の映像データＤ＃３〜Ｄ＃１２に基づいて各々発光する。これにより、シリアルの第１ライン目の立体画像表示用の映像データＤinに基づいて１２個の発光素子２０１〜２１２が順に発光するようになる。この例で、１個のシリアルパラレル変換部１２及びｍ個のドライバＤＲｊは、図５に示したシリアルパラレル変換用とドライバ用のＩＣ３５を構成する。他の１次元発光素子基板＃２〜＃ｎについても、１次元発光素子基板＃１の構成及び機能を有するので、その説明を省略する。
【０１９６】
［立体画像表示例］
続いて、本発明に係る立体画像表示方法について、全周囲立体画像表示装置１０の動作例を説明する。図２０は、全周囲立体画像表示装置１０における立体画像表示例を示す動作フローチャートである。この全周囲立体画像表示装置１０によれば、図１に示したように回転部１０４が所定の口径及び所定の長さを有し、かつ、回転軸１０３に平行する周面の方向にスリット１０２を有している。この例では、回転部１０４には２次元発光素子アレイ１０１が取り付けられ、この回転部１０４を回転して立体画像を表示する場合を前提とする。
【０１９７】
この際に適用される立体画像用の映像データＤinは、例えばｍ行×ｎ列個の撮像素子を有する１個の撮像系で任意の被写体を全周囲に渡って等間隔にＮ箇所分を撮像して得たものである。この撮像によって得られたＮ箇所×ｍ行分の２次元の映像データＤinを入力する。そして、２次元発光素子アレイ１０１及びスリット１０２から成る１個の発光ユニットＵ１により、被写体の全周囲に渡る立体画像を再生する。表示制御部１５は、Ｎ箇所の撮像位置のいずれかに相当する任意の１つの視点位置から回転軸１０３の方向を観測したときに、複数の発光素子による発光点の軌跡によって、回転部１０４の内部に２次元の映像データＤinに基づく例えば平面状の画像が形成されるように複数の発光素子の発光制御を行う。
【０１９８】
これらを動作条件にして、全周囲立体画像表示装置１０は、まず、ステップＳＴ１で制御部５５は、電源がオンされたか否を検出する。このとき、ユーザは、立体画像を視聴する場合はスイッチ部６０をＯＮする。スイッチ部６０は電源がオンされると、制御部５５に電源オン情報を示すスイッチ信号Ｓ６０を出力する。制御部５５はスイッチ信号Ｓ６０に基づく電源オン情報を検出すると、立体画像表示処理を実行する。
【０１９９】
次に、ステップＳＴ２で接続基板１１は、回転部１０４に取り付けられた２次元発光素子アレイ１０１に供給するための立体画像用の映像データＤinを入力する。この映像データＤinは、図１６に示したように、２次元発光素子アレイ１０１のｍ＝１２行個の発光素子２０１〜２１２がＮ＝６０箇所の撮像位置を連続して再生する順序であって、かつ、６０箇所の撮影位置が連続する順序である。映像ソース送出装置９０では６０箇所×１２行分の２次元の映像データＤinから該当する立体画像表示用の映像データＤinが抽出される。
【０２００】
映像ソース送出装置９０は、図１７に示したスリット方向（縦方向）のラインデータ単位でデータの配列を並べ換える配列操作処理を実行する。そして、映像ソース送出装置９０は、収集した撮影データを２次元発光素子アレイ１０１における１２行の発光素子２０１〜２１２の発光タイミング毎の放射光データに変換する。これによって得られた時刻ｔ＝０乃至ｔ＝５９Ｔで再生する放射光データが立体画像用の映像データＤinとなる。映像データＤinは、映像ソース送出装置９０から設置架台１０５内へ供給され、設置架台１０５内において、スリップリング５１を介して電力と共に回転部１０４の２次元発光素子アレイ１０１へ伝送される。
【０２０１】
次に、ステップＳＴ３で発光素子２０１〜２１２は映像データＤinに基づいて発光する。この例で、２次元発光素子アレイ１０１には円弧状の発光面が設けられているので、発光面から出射した光がスリット１０２の方向に集光する（図１６参照）。発光素子２０１〜２１２から出力された光が回転部１０４のスリット１０２付近に集光する。
【０２０２】
これに並行して、ステップＳＴ４で２次元発光素子アレイ１０１が取り付けられた回転部１０４を所定の速度で回転する。このとき、設置架台１０５の内部のモータ５２が、ターンテーブル４２を所定の回転（変調）速度で回転する。ターンテーブル４２が回転することで、回転部１０４が回転する。
【０２０３】
モータ５２に取り付けられたエンコーダ５８は、モータ５２の回転速度を検出して回転部１０４の回転速度を示す速度検出信号Ｓ５８を制御部５５に出力する。制御部５５は速度検出信号Ｓ５８に基づいてモータ５２を所定の回転（変調）速度で回転するように制御する。これにより、回転部１０４を所定の変調速度で回転できるようになる。全周囲立体画像表示装置１０では回転部１０４の回転軸１０３を基準にして結像した立体画像の光が、回転部１０４の内部からスリット１０２を介して外部へ漏れ出る。この外部へ漏れ出た光は、複数の視点に対して立体画像を提供するようになる。
【０２０４】
なお、ステップＳＴ５で制御部５５は立体画像表示処理を終了するか否かを判別する。例えば、制御部５５は、スイッチ部６０からスイッチ信号Ｓ６０に基づく電源オフ情報を検出して立体画像表示処理を終了する。スイッチ部６０からの電源オフ情報が検出されない場合は、ステップＳＴ２及びＳＴ４に戻って立体画像表示処理を継続する。
【０２０５】
このように第１の実施の形態としての全周囲立体画像表示装置１０によれば、発光素子２０１〜２１２から出力される光を回転部１０４のスリット１０２付近に集光している。この集光によって、回転部１０４の回転軸１０３を基準にして結像する立体画像の光が当該回転部１０４の内部からスリット１０２を介して外部へ漏れ出るようになる。
【０２０６】
従って、観察者の視点を基準にして２次元発光素子アレイ１０１の発光面を回転走査できるので、回転軸１０３を基準にして結像した立体画像を回転部１０４の外部で視認できるようになる。これにより、従来方式の立体画像表示機構に比べて簡単な構造で、しかも、電力効率の良い全周囲から視聴可能な全周囲立体画像表示装置１０を容易に実現できるようになった。また、従来の平面ディスプレイではできなかった様々な３Ｄポリゴンを表示できるので、立体キャラクタ商標サービースを提供できるようになった。
【０２０７】
上述の実施の形態では、スリップリング５１を介して電力と共に映像データＤinを２次元発光素子アレイ１０１に伝送する場合について説明したが、これに限られることはない。無線通信システムを利用して設置架台１０５から回転部１０４へ電力と共に映像データＤinを伝送してもよい。
【０２０８】
例えば、回転部１０４内に受電用のコイルや、画像信号用の無線受信装置を各々設ける。設置架台１０５内には、送電用のコイルや、画像信号用の無線送信装置を各々設ける。無線受信装置及び無線送信装置には、アンテナを各々有したものを使用する。受電用のコイルには給電線を接続し、この給電線を２次元発光素子アレイ１０１に接続する。無線受信装置には信号線を接続し、この信号線を２次元発光素子アレイ１０１に接続する。
【０２０９】
設置架台１０５内において、送電用のコイルは、回転部１０４の受電用のコイルと鎖交する位置に配設するようにする。送電用のコイルには、給電用のケーブルを接続し、外部から電力を供給する。同様にして、無線送信装置は、回転部１０４の無線受信装置と通信可能な位置に配設する。無線送信装置には、画像信号用のケーブルを接続し、映像ソース送出装置９０等から映像データＤinを供給する。
【０２１０】
これにより、外部から供給される電力を電磁誘導により取り込んで、２次元発光素子アレイ１０１へ伝送できるようになる。また、映像ソース送出装置９０から供給される映像データＤinを電磁波を介して２次元発光素子アレイ１０１へ伝送できるようになる。なお、無線受信装置のアンテナと受電用のコイルとを兼用し、無線送信装置のアンテナと送電用のコイルとを兼用してもよい。この場合、電磁誘導に供される電圧（電流）の周波数を電磁波の搬送周波数とするとよい。もちろん、回転部１０４内にバッテリーや映像データ等を内蔵してもよい。映像データＤinは記憶装置に書き込んで、回転部１０４の内部で２次元発光素子アレイ１０１に読み出すようにすればよい。
【０２１１】
なお、発光ユニットＵ１が１個の場合は、偏芯を原因として自ら振動する現象が考えられるので、バランサを設けて、回転軸１０３と重心とを一致させるとよい。バランサは、２次元発光素子アレイ１０１とほぼ同じ重さで、その配置位置から１８０°だけずらした位置に配設するとよい。もちろん、バランサは１個に限られることはなく、１２０°置きに１個づつ配置してもよい。このように構成すると、回転部１０４を円滑に回転できるようになる。
【０２１２】
また、全周囲立体画像表示装置１０を回転動作させている最中に、例えば、バランサが外れて、偏芯を原因として自ら振動し始めた場合や、外部から大きな振動等が加わった場合が想定される。このような場合、回転軸１０３と重心とが一致しない状態で、回転部１０４が回転することで、回転部１０４や２次元発光素子アレイ１０１を所定の形状に維持できない事態（破損）が懸念される。
【０２１３】
そこで、加速度センサや振動センサ等の振動検出部５９を設置架台１０５に取り付け、制御部５５が、定められた値以上の振動を検出した場合に、速やかに回転動作を停止するように回転部１０４を制御すればよい。
【０２１４】
図１８に示した全周囲立体画像表示装置１０によれば、制御部５５及び振動検出部５９を備える。振動検出部５９は、設置架台１０５において、モータ５２により回転される回転部１０４の振動を検出して振動検出信号Ｓ５９を出力する。制御部５５は、振動検出部５９から得られた振動検出信号Ｓ５９に基づく振動検出値と、定められた所定の振動基準値とを比較し、その比較の結果に応じてモータ５２を制御する。具体的には、振動基準値以上の振動検出値が検出された場合は、回転部１０４の回転動作を停止するようにモータ５２を制御する。
【０２１５】
このように加速度センサ等の振動検出部５９で設置架台１０５の振動を検出し、振動量が一定値を超えたら、速やかに回転動作を停止できるようになる。従って、回転部１０４の回転暴走を未然に防止し、安全を確保できるようになる。これにより、全周囲立体画像表示装置１０の破壊を防止できるようになる。
【０２１６】
＜第２の実施の形態＞
［全周囲立体画像表示装置２０の構成例］
図２１Ａ及びＢは第２の実施の形態としての全周囲立体画像表示装置２０の構成例を示す断面図及びその動作例を示す説明図である。２次元発光素子アレイ１０１とスリット１０２から成る発光ユニットＵ１の数は、前述した構成以外にも様々な構成を取ることができる。例えば、円筒状の２次元発光素子アレイ１０１を用いた発光ユニットＵ１を２セット用いた構成も考えられる。
【０２１７】
図２１Ａに示す全周囲立体画像表示装置２０は光線再生方式を採用しており、２つの発光ユニットＵ１，Ｕ２を備え、回転部１０４が回転軸１０３を回転中心として矢印Ｒの方向に、あるいは、その逆の方向に回転する構造となっている。
【０２１８】
全周囲立体画像表示装置２０では２つのスリット１０２が回転部１０４の回転軸１０３を原点とした外装体４１に、等角度（１８０°）に設けられる。発光ユニットＵ１は一方のスリット１０２を有し、発光ユニットＵ２は他方のスリット１０２を有する。発光ユニットＵ１の２次元発光素子アレイ１０１は、その発光面が回転部１０４の一方のスリット１０２に向くように外装体４１と回転軸１０３との間に配置される。発光ユニットＵ２の２次元発光素子アレイ１０１は、その発光面が回転部１０４の他方のスリット１０２に向くように、外装体４１と回転軸１０３との間に配置されている。
【０２１９】
全周囲立体画像表示装置２０では、発光ユニットＵ１の２次元発光素子アレイ１０１の発光面の前方の外装体４１に、回転軸１０３に平行なスリット１０２が設けられる。この例でも、２次元発光素子アレイ１０１から出射した光が、このスリット部位以外から漏れない構造を採っている。他方の発光ユニットＵ２についても同様に構成される。
【０２２０】
［動作例］
この２つのスリット構造により、図２１Ｂに示す発光ユニットＵ１の２次元発光素子アレイ１０１から出射された光がスリット１０２より左右方向の放射角度が大きく制限される。同様にして、発光ユニットＵ２の２次元発光素子アレイ１０１から出射された光がスリット１０２より左右方向の放射角度が大きく制限される。こうした２つのスリット構造の回転部１０４を視点に対して回転走査することで、円筒形状の光線再生面を形成できるようになる。回転軸１０３を基準にして結像する立体画像の光が回転部１０４の内部から２つのスリット１０２を介して外部へ漏れ出るようになる。
【０２２１】
このように、第２の実施の形態としての全周囲立体画像表示装置２０によれば、２つの２次元発光素子アレイ１０１からの光が各々違った方向に放射されるため、２つのスリット１０２で規制される縦２ライン分の光線再生が可能となる。従って、２つの２次元発光素子アレイ１０１から出射される光によって結像される高解像度の立体画像を視認できるようになる。
【０２２２】
＜第３の実施の形態＞
［全周囲立体画像表示装置３０の構成例］
図２２Ａ及びＢは第３の実施の形態としての全周囲立体画像表示装置３０の構成例を示す断面図及びその動作例を示す説明図である。この実施の形態では、波長の違う単色の２次元発光素子アレイ１０１を幾つか搭載することで、２次元発光素子アレイ１０１の構造を複雑にすることなく、カラー表示を実行できるようにした。
【０２２３】
図２２Ａに示す全周囲立体画像表示装置３０は光線再生方式を採用しており、３つの発光ユニットＵ１，Ｕ２，Ｕ３を備え、回転部１０４が回転軸１０３を回転中心として矢印Ｒの方向に、あるいは、その逆の方向に回転する構造となっている。全周囲立体画像表示装置３０では、３つのスリット１０２が回転部１０４の回転軸１０３を原点とした外装体４１に、等角度（１２０°）に設けられる。発光ユニットＵ１は、１個目のスリット１０２を有し、発光ユニットＵ２は２個目のスリット１０２を有し、発光ユニットＵ３は３個目のスリット１０２を有する。
【０２２４】
この例では、２次元発光素子アレイ１０１の各々の発光面が回転部１０４のスリット１０２に向くように回転部１０４の回転軸１０３とスリット１０２との間に配置される。例えば、発光ユニットＵ１の２次元発光素子アレイ１０１は、その発光面が回転部１０４の１個目のスリット１０２に向くように外装体４１と回転軸１０３との間に配置される。
【０２２５】
発光ユニットＵ２の２次元発光素子アレイ１０１は、その発光面が回転部１０４の２個目のスリット１０２に向くように、外装体４１と回転軸１０３との間に配置される。発光ユニットＵ３の２次元発光素子アレイ１０１は、その発光面が回転部１０４の３個目のスリット１０２に向くように、外装体４１と回転軸１０３との間に配置されている。当該３つの２次元発光素子アレイ１０１毎に波長の異なった発光素子が実装されている。これにより、３つの２次元発光素子アレイ１０１から発せられる波長が異なる光を組み合わせることにより立体画像のカラー表示を実行する。
【０２２６】
全周囲立体画像表示装置３０では、発光ユニットＵ１の２次元発光素子アレイ１０１の発光面の前方の外装体４１に、回転軸１０３に平行なスリット１０２が設けられる。この例でも、２次元発光素子アレイ１０１から出射した光が、このスリット部位以外から漏れない構造を採っている。他の発光ユニットＵ２，Ｕ３についても同様に構成される。
【０２２７】
［動作例］
この３つのスリット構造により、図２２Ｂに示す発光ユニットＵ１の２次元発光素子アレイ１０１から出射された光がスリット１０２より左右方向の放射角度が大きく制限される。発光ユニットＵ２の２次元発光素子アレイ１０１から出射された光がスリット１０２より左右方向の放射角度が大きく制限される。同様にして、発光ユニットＵ３の２次元発光素子アレイ１０１から出射された光がスリット１０２より左右方向の放射角度が大きく制限される。
【０２２８】
こうした３つのスリット構造の回転部１０４を視点に対して回転走査することで、円筒形状の光線再生面を形成できるようになる。回転軸１０３を基準にして結像する立体画像の光が回転部１０４の内部から３つのスリット１０２を介して外部へ漏れ出るようになる。
【０２２９】
このように、第３の実施の形態としての全周囲立体画像表示装置３０によれば、３つの２次元発光素子アレイ１０１からの光が各々違った方向に放射されるため、３つのスリット１０２で規制される縦３ライン分の光線再生が可能となる。従って、波長の異なる３つの２次元発光素子アレイ１０１から出射される、例えば、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の光によって結像される高解像度のカラー立体画像を視認できるようになる。
【０２３０】
＜第４の実施の形態＞
［全周囲立体画像表示装置４０の構成例］
図２３Ａ及びＢは第４の実施の形態としての全周囲立体画像表示装置４０の構成例を示す断面図及びその動作例を示す説明図である。図２２Ａに示す全周囲立体画像表示装置３０は、光線再生方式を採用しており、６つの発光ユニットＵ１〜Ｕ６を備え、回転部１０４が回転軸１０３を回転中心として矢印Ｒの方向に、あるいは、その逆の方向に回転する構造となっている。
【０２３１】
全周囲立体画像表示装置４０では、６つのスリット１０２が回転部１０４の回転軸１０３を原点とした外装体４１に、等角度（６０°）に設けられる。発光ユニットＵ１は１個目のスリット１０２を有し、発光ユニットＵ２は２個目のスリット１０２を有し、発光ユニットＵ３は３個目のスリット１０２を有する。発光ユニットＵ４は４個目のスリット１０２を有し、発光ユニットＵ５は５個目のスリット１０２を有し、発光ユニットＵ６は６個目のスリット１０２を有する。
【０２３２】
この例では、２次元発光素子アレイ１０１の各々の発光面が回転部１０４のスリット１０２に向くように回転部１０４の回転軸１０３とスリット１０２との間に配置される。例えば、発光ユニットＵ１の２次元発光素子アレイ１０１は、その発光面が回転部１０４の１個目のスリット１０２に向くように外装体４１と回転軸１０３との間に配置される。
【０２３３】
発光ユニットＵ２の２次元発光素子アレイ１０１は、その発光面が回転部１０４の２個目のスリット１０２に向くように、外装体４１と回転軸１０３との間に配置される。発光ユニットＵ３の２次元発光素子アレイ１０１は、その発光面が回転部１０４の３個目のスリット１０２に向くように、外装体４１と回転軸１０３との間に配置される。
【０２３４】
発光ユニットＵ４の２次元発光素子アレイ１０１は、その発光面が回転部１０４の４個目のスリット１０２に向くように外装体４１と回転軸１０３との間に配置される。発光ユニットＵ５の２次元発光素子アレイ１０１は、その発光面が回転部１０４の５個目のスリット１０２に向くように、外装体４１と回転軸１０３との間に配置される。発光ユニットＵ６の２次元発光素子アレイ１０１は、その発光面が回転部１０４の６個目のスリット１０２に向くように、外装体４１と回転軸１０３との間に配置されている。
【０２３５】
全周囲立体画像表示装置４０では、発光ユニットＵ１の２次元発光素子アレイ１０１の発光面の前方の外装体４１に、回転軸１０３に平行なスリット１０２が設けられる。この例でも、２次元発光素子アレイ１０１から出射した光が、このスリット部位以外から漏れない構造を採っている。他の発光ユニットＵ２〜Ｕ６についても同様に構成される。
【０２３６】
［動作例］
この６つのスリット構造により、図２３Ｂに示す発光ユニットＵ１の２次元発光素子アレイ１０１から出射された光がスリット１０２より左右方向の放射角度が大きく制限される。発光ユニットＵ２の２次元発光素子アレイ１０１から出射された光がスリット１０２より左右方向の放射角度が大きく制限される。発光ユニットＵ３の２次元発光素子アレイ１０１から出射された光がスリット１０２より左右方向の放射角度が大きく制限される。
【０２３７】
発光ユニットＵ４の２次元発光素子アレイ１０１から出射された光がスリット１０２より左右方向の放射角度が大きく制限される。発光ユニットＵ５の２次元発光素子アレイ１０１から出射された光がスリット１０２より左右方向の放射角度が大きく制限される。同様にして、発光ユニットＵ６の２次元発光素子アレイ１０１から出射された光がスリット１０２より左右方向の放射角度が大きく制限される。
【０２３８】
こうした６つのスリット構造の回転部１０４を視点に対して回転走査することで、円筒形状の光線再生面を形成できるようになる。また、回転軸１０３を基準にして結像する立体画像の光が回転部１０４の内部から６つのスリット１０２を介して外部へ漏れ出るようになる。
【０２３９】
このように、第４の実施の形態としての全周囲立体画像表示装置４０によれば、６つの２次元発光素子アレイ１０１からの光が各々違った方向に放射されるため、６つのスリット１０２で規制される縦６ライン分の光線再生が可能となる。
【０２４０】
＜第５の実施の形態＞
［全周囲立体画像表示装置５０の構成例］
図２４Ａ及びＢは第５の実施の形態としての全周囲立体画像表示装置５０の構成例を示す断面図及びその動作例を示す説明図である。２次元発光素子アレイ１０１とスリット１０２から成る発光ユニットＵ１の形状は、前述した構成以外にも様々な構成を取ることができる。例えば、平面状の２次元発光素子アレイ１０１’を用いた発光ユニットＵ１’を２セット用いた構成も考えられる。
【０２４１】
図２４Ａに示す全周囲立体画像表示装置５０は光線再生方式を採用しており、２つの発光ユニットＵ１’，Ｕ２’を備え、回転部１０４が回転軸１０３を回転中心として矢印Ｒの方向に、あるいは、その逆の方向に回転する構造となっている。
【０２４２】
全周囲立体画像表示装置５０では２つのスリット１０２が回転部１０４の回転軸１０３を原点とした外装体４１に、等角度（１８０°）に設けられる。発光ユニットＵ１’は、一方のスリット１０２を有し、発光ユニットＵ２’は他方のスリット１０２を有する。発光ユニットＵ１’の２次元発光素子アレイ１０１’は平面状（扁平状）の発光面を有し、その発光面が回転部１０４の一方のスリット１０２に向くように外装体４１と回転軸１０３との間に配置される。発光ユニットＵ２’の２次元発光素子アレイ１０１’は、その発光面が回転部１０４の他方のスリット１０２に向くように、外装体４１と回転軸１０３との間に配置されている。
【０２４３】
全周囲立体画像表示装置５０では、発光ユニットＵ１’の２次元発光素子アレイ１０１’の発光面の前方の外装体４１に、回転軸１０３に平行なスリット１０２が設けられる。この例でも、２次元発光素子アレイ１０１’から出射した光が、このスリット部位以外から漏れない構造を採っている。他方の発光ユニットＵ２’についても同様に構成される。
【０２４４】
［動作例］
この２つのスリット構造により、図２４Ｂに示す発光ユニットＵ１’の２次元発光素子アレイ１０１’から出射された光がスリット１０２より左右方向の放射角度が大きく制限される。同様にして、発光ユニットＵ２’の２次元発光素子アレイ１０１’から出射された光がスリット１０２より左右方向の放射角度が大きく制限される。こうした２つのスリット構造の回転部１０４を視点に対して回転走査することで、円筒形状の光線再生面を形成できるようになる。この例では、回転軸１０３を基準にして結像する立体画像の光が、回転部１０４の内部から２つのスリット１０２を介して外部へ漏れ出るようになる。
【０２４５】
このように、第５の実施の形態としての全周囲立体画像表示装置５０によれば、２つの平面状の２次元発光素子アレイ１０１’からの光が各々違った方向に放射されるため、２つのスリット１０２で規制される縦２ライン分の光線再生が可能となる。従って、第２の実施の形態と同様にして、２つの２次元発光素子アレイ１０１’から出射される光によって結像される高解像度の立体画像を視認できるようになる。
【０２４６】
＜第６の実施の形態＞
［全周囲立体画像表示装置６０の構成例］
図２５Ａ及びＢは、第６の実施の形態としての全周囲立体画像表示装置６０の構成例を示す断面図及びその動作例を示す説明図である。この実施の形態では、波長の違う単色の平面状の２次元発光素子アレイ１０１’を幾つか搭載することで、２次元発光素子アレイ１０１’の構造を複雑にすることなく、カラー表示を実行できるようにした。
【０２４７】
図２５Ａに示す全周囲立体画像表示装置６０は光線再生方式を採用しており、３つの発光ユニットＵ１’，Ｕ２’，Ｕ３’を備え、回転部１０４が回転軸１０３を回転中心として矢印Ｒの方向に、あるいは、その逆の方向に回転する構造となっている。全周囲立体画像表示装置６０では、３つのスリット１０２が回転部１０４の回転軸１０３を原点とした外装体４１に、等角度（１２０°）に設けられる。発光ユニットＵ１’は１個目のスリット１０２を有し、発光ユニットＵ２’は２個目のスリット１０２を有し、発光ユニットＵ３’は３個目のスリット１０２を有する。
【０２４８】
この例で、平面状の２次元発光素子アレイ１０１’が外装体４１内で正三角形状に配置される。その各々の発光面が回転部１０４のスリット１０２に向くように回転部１０４の回転軸１０３とスリット１０２との間に配置される。例えば、発光ユニットＵ１’の２次元発光素子アレイ１０１’は、その発光面が回転部１０４の１個目のスリット１０２に向くように外装体４１と回転軸１０３との間に配置される。
【０２４９】
発光ユニットＵ２’の２次元発光素子アレイ１０１’は、その発光面が回転部１０４の２個目のスリット１０２に向くように、外装体４１と回転軸１０３との間に配置される。発光ユニットＵ３’の２次元発光素子アレイ１０１’は、その発光面が回転部１０４の３個目のスリット１０２に向くように、外装体４１と回転軸１０３との間に配置されている。当該３つの２次元発光素子アレイ１０１’毎に波長の異なった発光素子が実装され、立体画像のカラー表示を実行する。
【０２５０】
全周囲立体画像表示装置６０では、発光ユニットＵ１’の２次元発光素子アレイ１０１’の発光面の前方の外装体４１に、回転軸１０３に平行なスリット１０２が設けられる。この例でも、２次元発光素子アレイ１０１’から出射した光が、このスリット部位以外から漏れない構造を採っている。他の発光ユニットＵ２’，Ｕ３’についても同様に構成される。
【０２５１】
［動作例］
この３つのスリット構造により、図２５Ｂに示す発光ユニットＵ１’の２次元発光素子アレイ１０１’から出射された光がスリット１０２より左右方向の放射角度が大きく制限される。発光ユニットＵ２’の２次元発光素子アレイ１０１’から出射された光がスリット１０２より左右方向の放射角度が大きく制限される。同様にして、発光ユニットＵ３’の２次元発光素子アレイ１０１’から出射された光がスリット１０２より左右方向の放射角度が大きく制限される。
【０２５２】
こうした３つのスリット構造の回転部１０４を視点に対して回転走査することで、円筒形状の光線再生面を形成できるようになる。回転軸１０３を基準にして結像する立体画像の光が、回転部１０４の内部から３つのスリット１０２を介して外部へ漏れ出るようになる。
【０２５３】
このように、第６の実施の形態としての全周囲立体画像表示装置６０によれば、平面状の３つの２次元発光素子アレイ１０１’からの光が各々違った方向に放射されるため、３つのスリット１０２で規制される縦３ライン分の光線再生が可能となる。従って、第３の実施の形態と同様にして、波長の異なる３つの２次元発光素子アレイ１０１’から出射される、例えば、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の光によって結像される高解像度のカラー立体画像を視認できるようになる。
【０２５４】
＜第７の実施の形態＞
［スリット幅の最適化］
本実施の形態では、図２６（Ａ），（Ｂ）を参照しつつ、上記第１の実施の形態に係る全周囲立体画像表示装置１０の構成を例に、回転部１０４におけるスリット１０２の幅の最適化について説明する。なお、他の実施の形態に係る全周囲立体画像表示装置についても同様の最適化を行っても良い。
【０２５５】
スリット１０２の短軸方向における幅Ｗｓは、ある瞬間に、任意のある視点ｐからスリット１０２越しに２次元発光素子アレイ１０１を観測したとき、観測される幅が丁度、発光素子の横方向の実装ピッチＷｐと同じ幅になることが望ましい。実装ピッチＷｐと同じ幅で観測されれば、所定の方向から２次元発光素子アレイ１０１を観測したときに、ほぼ１つの発光素子のみからの発光点が観測できる状態を作り出すことができる。観測される幅が実装ピッチＷｐよりも広くなっていくと、徐々に隣同士の発光素子の発光パターンが混ざり合って画像のボケが生ずる。これは、ある瞬間においては、ある１つの視点ｐに１つの発光素子が対応するように表示データの更新を行っているからである。逆にスリット幅Ｗｓが狭くなり観測される幅が狭くなっていくと、画像のボケは生じにくくなるが、光量が低下し暗い画像になってしまう。
【０２５６】
実際には観測するタイミングや視点ｐの位置によって、スリット幅Ｗｓと実装ピッチＷｐは変化して見える。そこで、ある視点ｐから観測される画像において、例えば中央部分で最も最適となるように調整を行うことが好ましい。例えば図２６（Ａ）に示したように、スリット１０２と２次元発光素子アレイ１０１における中央部との距離をａ、スリット１０２と視点ｐまでの距離をｂとする。そして、距離ａに比べて距離ｂは十分に大きいものとして、スリット幅Ｗｓを実装ピッチＷｐと同じ幅で構成したとする。この場合、図２６（Ａ）に示したように、視点ｐからスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１の中央部を観測すると、実装ピッチＷｐと略同一幅の大きさで２次元発光素子アレイ１０１が観測される。同一の構成で、図２６（Ｂ）に示したように、視点ｐからスリット１０２を介して２次元発光素子アレイ１０１の端部を観測する状態について考える。この場合、２次元発光素子アレイ１０１をスリット１０２を介して、斜め方向から観測する状態となる。この場合、斜め方向から見ているために、図２６（Ａ）の状態に比べて、見掛け上、スリット幅Ｗｓは小さく観測される。また、観測される２次元発光素子アレイ１０１の大きさも、図２６（Ａ）の状態に比べて、見掛け上、小さく観測される。結果的に、図２６（Ｂ）のように斜め方向から観測する状態であっても、見掛け上、実装ピッチＷｐと略同一幅の大きさで２次元発光素子アレイ１０１が観測される。
【０２５７】
＜第８の実施の形態＞
上記第１の実施の形態で説明したように、全周囲立体画像表示装置１０では、例えば６０箇所の視点ｐ＝３００〜３５９のそれぞれに対して、２次元発光素子アレイ１０１による発光点の軌跡、すなわち観測される画像表示面が例えば平面となるような画像表示がなされる。ここで、２次元発光素子アレイ１０１において、複数の発光素子が曲面形状の面内において等間隔で配置され、かつ、複数の発光素子がすべて同一のタイミングで画像更新（発光制御）がなされるものとする。この場合、任意の視点ｐから観測される表示面１２０は、例えば図２７（Ａ）のようになる。図中の黒い点は、画素（発光点の軌跡）に相当する。この場合、観測される表示面１２０は、中央部の画素間幅ｗ０に比べて、横方向の左右端部の画素間幅ｗ１が縮んで見える問題がある。しかしながら理想的には、図２７（Ｂ）のように中央部と左右端部で画素間幅ｗが同一となる（発光点が一定間隔となる）ことが好ましい。
【０２５８】
本実施の形態では、上記第１の実施の形態に係る全周囲立体画像表示装置１０の構成を基本にして、図２７（Ｂ）のような理想的な画像表示を実現する手法について説明する。なお、他の実施の形態に係る全周囲立体画像表示装置についても同様の手法で画像表示を行っても良い。
【０２５９】
まず、図２８及び図２９を参照して、図２７（Ｂ）のような理想的な画像表示を実現するための２次元発光素子アレイ１０１の曲面形状、および発光点（発光素子）の位置の算出例を説明する。図２８及び図２９に付した符号の意味は、基本的には上述の図３及び図４と同様である。
【０２６０】
図２８において、視点ｐからスリット１０２を介して実際に観測される発光点（図２７（Ｂ）に示した画素に相当する）を、ｙ＝−Ｌ２上の点（ｘ２，−Ｌ２）とする。発光点（ｘ２，−Ｌ２）が観測できるスリット１０２の通過点（ｘ１，ｙ１）の条件は、
Ｌ３＝Ｌ１−Ｌ２として、次のようになる。
【０２６１】
【数１】
0005552804.tif 000002
【０２６２】
ここで、スリット１０２の位置を示す角度θが、図２８の矢印の回転方向に増加するものとすると、角度θは、
θ＝−sin-1θ（ｘ１／ｒ）
よって、２次元発光素子アレイ１０１における曲面形状（湾曲形状）の発光点（発光素子）の位置座標（ｘ（θ），ｙ（θ））は、
ｘ（θ）＝ｘ２cosθ＋Ｌ２sinθ  …（１Ａ）
ｙ（θ）＝ｘ２sinθ−Ｌ２cosθ  …（２Ａ）
となる。
【０２６３】
スリット１０２が、角度θ＝０°の位置を通過する時刻をｔ＝０とし、１回転、すなわち３６０°回転するのに掛かる時間をＴｃとすると、視点ｐから観測される画像の発光点の更新タイミングは、
ｔ＝Ｔｃ・θ／２π  …（３）
となる。
【０２６４】
［具体例］
図２９に、視点ｐからスリット１０２を介して実際に観測される発光点が平面内で等間隔に並ぶための、２次元発光素子アレイ１０１の曲面形状、およびその曲面内での発光点（発光素子）の位置の具体例を示す。図２９では、
Ｌ１＝９０，Ｌ２＝１０，ｒ＝３０とし、ｘ軸方向の発光点総数を１２個、間隔を４とし、等間隔に観測される発光点のｘ２の値を、
−２２，−１８，−１４，−１０，−６，−２，２，６，１０，１４，１８，２２
としている。
【０２６５】
また、１回転にｐ＝３００〜３５９の６０視点分の画像を出力する場合、１２個の発光素子２０１〜２１２の各々の更新間隔Ｔは、
Ｔ＝Ｔｃ／６０  …（４）
となる。
【０２６６】
図３０は、図２７（Ｂ）のような理想的な画像表示を実現するための発光素子の発光タイミングを示している。また、図３１は、比較例となる発光タイミングを示している。図３１の比較例は、上述の図１０〜図１２と図１３〜図１５とに示した光線出力のタイミングに対応している。図３０及び図３１において、横軸は時刻ｔ、縦軸は１２個の発光点（発光素子２０１〜２１２）を示している。図３０において、実線の曲線（図３１では直線）は、ある視点ｐについての発光タイミングを示している。例えば図３０において、最も左側の実線の曲線は、視点３００で観測される発光点（発光素子）についての発光タイミングを示している。なお、図３０及び図３１に示した発光タイミングの制御は、表示制御部１５（図１８）によって行われる。
【０２６７】
図３１の比較例では、１２個の発光素子２０１〜２１２の各々の更新間隔Ｔと更新タイミング（時刻）とが同じとなっている。例えば時刻ｔ＝１１Ｔのときに発光素子２０１〜２１２がそれぞれ、視点３１１〜３００用の画像表示（発光）を行っている（例えば発光素子２０１が視点３１１用の発光を行い、同時刻に発光素子２０２が視点３１０用の発光を行っている）。次の時刻ｔ＝１２Ｔのときには、発光素子２０１〜２１２が同時に更新され、それぞれ、視点３１２〜３０１用の発光を行っている。すなわち、画像更新タイミング（発光更新タイミング）が１２個の発光素子２０１〜２１２で同時である。
【０２６８】
一方、図３０の例では、更新間隔Ｔは、１２個の発光素子２０１〜２１２で同じであるが、更新タイミング（時刻）はそれぞれ異なっている。例えば発光素子２０１は時刻ｔ＝５Ｔよりも少し前の時刻に視点３１１用の発光を開始しているが、他の発光素子２０２〜２１２はそれと同時刻には発光していない。例えば発光素子２０２は時刻ｔ＝５Ｔよりも少し後の時刻に視点３１０用の発光を開始している。このように１２個の発光素子２０１〜２１２について個々に発光開始のタイミングが制御される。このような発光タイミングで発光素子２０１〜２１２を別々に発光制御することにより、図２７（Ｂ）のような理想的な画像表示を実現できる。
【０２６９】
図３２は、図２９の構成で、時刻ｔ＝０のときに１２個の発光素子２０１〜２１２を同時に発光させた場合にスリット１０２を介して出射される光線の状態（光線ベクトル）を示している。図３２から分かるように、各発光素子からの光線ベクトルについて、視点位置との位置関係が異なっている。このことからも、１２個の発光素子２０１〜２１２を同時に発光させるのではなく、図３０に示したように、各発光素子について個々に発光タイミングの制御を行う必要があることが分かる。
【０２７０】
［観測される画像を平面にすることの効果］
以上で説明した各実施の形態において、視点ｐから観測される表示面が平面となるように２次元発光素子アレイ１０１の曲面を構成することが好ましい。この理由は以下の通りである。
・観測される表示面が平面であれば、カメラで撮影した画像やＣＧで製作した画像を画像処理なしにそのまま用いることができる。観測される表示面が曲面の場合、視点ｐから観測される画像に歪みが生じないよう表示面の曲率を補正した画像を生成して用いる必要がある。
・観測される表示面が曲面である場合、表示面を上から見下ろしたり、下から見上げたりすると画像が弓形に歪んでしまい良好な立体像を得ることが難しくなる。
【０２７１】
特に、本実施の形態のように視点ｐから観測される表示面の画素間隔を一定となる構成にした場合、さらに以下の効果が得られる。
・画素間隔が一定であれば、カメラで撮影した画像やＣＧで製作した画像を画像処理なしにそのまま用いることができる。一定でない場合、画素間幅の歪みを補正した画像を生成して用いる必要がある。
【０２７２】
＜第９の実施の形態＞
［第１〜第８の各実施の形態の表示装置による立体画像の視聴例］
図３３Ａ及びＢは、各実施の形態としての全周囲立体画像表示装置１０等における立体画像の視聴例を示す説明図である。図３３Ａに示す立体画像の視聴例によれば、全周囲立体画像表示装置１０等により立体表示されるキャラクタ（男子の人形）を４名の視聴者Ｈ１〜Ｈ４により視聴する場合である。この場合は、キャラクタ全周囲の立体画像が表示されるので、視聴者Ｈ１（男性）は、キャラクタの左面側の立体画像を視聴できるようになる。視聴者Ｈ２（男性）は、キャラクタの前面側の立体画像を視聴できるようになる。視聴者Ｈ３（男性）は、キャラクタの右面側の立体画像を視聴できるようになる。視聴者Ｈ４（女性）は、キャラクタの背面側の立体画像を視聴できるようになる。
【０２７３】
図３３Ｂに示す立体画像の視聴例によれば、視聴者が居ると判断された領域にのみ映像を出力し、視聴者がいないと判断された領域には、立体映像を出力しない立体画像表示方式を採っている。例えば、図中、全周囲立体画像表示装置１０の周囲に４名の視聴者Ｈ１〜Ｈ４が居る。３名の視聴者Ｈ１〜Ｈ３は、目をそらさずに、じっと全周囲立体画像表示装置１０を見ているが、視聴者Ｈ４は、全周囲立体画像表示装置１０を見ることなく、そっぽを向いているような場合である。この場合、図１８に示した全周囲立体画像表示装置１０によれば、視聴者検出センサ８１が、３名の視聴者Ｈ１〜Ｈ３の瞳孔を検出して視聴者検出信号Ｓ８１を発生する。
【０２７４】
全周囲立体画像表示装置１０は、視聴者検出センサ８１から出力される視聴者検出信号Ｓ８１に基づいて３名の視聴者Ｈ１〜Ｈ３の視聴領域を映像ソース送出装置９０に逐次伝達する。映像ソース送出装置９０は３名の視聴者Ｈ１〜Ｈ３の視聴領域に対応する領域映像のみを全周囲立体画像表示装置１０に送出する。この結果、３名の視聴者Ｈ１〜Ｈ３が存在する視聴領域のみ表示情報を再生できるようになる。
【０２７５】
この例では目をそらさずに、じっと全周囲立体画像表示装置１０を見ている視聴者Ｈ１は、キャラクタの左面側の立体画像を視聴できるようになる。同様にして、視聴者Ｈ２は、キャラクタの前面側の立体画像を視聴できるようになる。同様にして、視聴者Ｈ３は、キャラクタの右面側の立体画像を視聴できるようになる。しかし、そっぽを向いている視聴者Ｈ４の視聴領域には、立体画像が表示されない。
【０２７６】
図中に示す破線部分は、視聴者Ｈ１〜Ｈ３の顔に表示光が当たっている状態である。視聴者Ｈ４に表示光が当たっていないのは、視聴者Ｈ４の目線が全周囲立体画像表示装置１０に向いていないため視聴者として判断されなかったためである。視聴者Ｈ１と視聴者Ｈ２との間の視聴領域に対応する領域映像も出力されないので、この間の視聴領域においても、立体画像が表示されない。これにより、ユニークな立体画像表示方法を提供できるようになる。
【０２７７】
＜第１０の実施の形態＞
［全周囲立体画像表示装置７０の構成］
図３４は、本実施の形態に係る全周囲立体画像表示装置７０の構成例を示している。この全周囲立体画像表示装置７０は、図２に示した全周囲立体画像表示装置１０における視聴者検出センサ８１に代えて赤外線発光部８１Ａおよび赤外線受光部８１Ｂを備えている。赤外線発光部８１Ａおよび赤外線受光部８１Ｂは、視聴者検出センサ８１と同様に、アーム部材８２の一端に取り付けられ、アーム部材８２を介して接続基板１１に接続されている。この全周囲立体画像表示装置７０はまた、図２に示した全周囲立体画像表示装置１０における孔部１０８に代えて発光部用の孔部１０８Ａと、受光部用の孔部１０８Ｂとを備えている。発光部用の孔部１０８Ａは、外装体４１をターンテーブル４２に取り付けた状態で赤外線発光部８１Ａに対応する位置に設けられている。受光部用の孔部１０８Ｂは、外装体４１をターンテーブル４２に取り付けた状態で赤外線受光部８１Ｂに対応する位置に設けられている。
【０２７８】
赤外線発光部８１Ａおよび赤外線受光部８１Ｂは、図３６に示したように例えば、立体表示画像７６を表示している状態で回転部１０４の表面周囲に物体（例えば観察者の手７５）が近づいた場合に、その物体の位置や動きを検出するためのものである。赤外線発光部８１Ａは、発光部用の孔部１０８Ａを介して回転部１０４の外部に向けて赤外線光を出射するようになっている。赤外線受光部８１Ｂは、赤外線発光部８１Ａから出射され、外部の物体で反射して戻ってきた赤外線の反射戻り光を、受光部用の孔部１０８Ｂを介して受光するようになっている。
【０２７９】
図３５は、赤外線発光部８１Ａおよび赤外線受光部８１Ｂを用いた物体検出回路の構成例を示している。この物体検出回路は、検出信号処理部７１と、出力アンプ７２と、Ａ／Ｄコンバータ７３とを備えている。なお、その他の制御系の回路構成は、視聴者検出センサ８１の回路部分を除いて、図１８に示した回路と略同様である。
本実施の形態では、主として、赤外線発光部８１Ａ、赤外線受光部８１Ｂ、および検出信号処理部７１が、本発明における「物体検出手段」の一具体例に対応している。
【０２８０】
検出信号処理部７１は、出力アンプ７２を介して赤外線発光部８１Ａの発光制御を行うようになっている。検出信号処理部７１はまた、Ａ／Ｄコンバータ７３を介して赤外線受光部８１Ｂからの検出信号を受信し、外部の物体で反射して戻ってきた赤外線の反射戻り光の反射強度の情報を取得するようになっている。検出信号処理部７１にはまた、モータ５２に取り付けられたエンコーダ５８（図１８参照）から、モータ５２の回転角度（回転部１０４の回転角度）の情報を示す角度情報信号が入力されるようになっている。これにより、検出信号処理部７１は、赤外線の反射戻り光の反射強度の情報を所定単位の角度ごとに取得するようになっている。検出信号処理部７１は、角度ごとの反射強度の情報に基づいて、観察者の手７５等の物体が存在すると推測される領域（反応領域）の判定を行うようになっている。検出信号処理部７１は、その求めた反応領域情報を示す信号を、表示制御部１５（図１８参照）に出力するようになっている。検出信号処理部７１はまた、反応領域情報を示す信号を、Ｉ／Ｆ基板５６を介して映像ソース送出装置９０（図１８参照）に出力するようになっている。
【０２８１】
［全周囲立体画像表示装置７０の動作］
この全周囲立体画像表示装置７０による立体画像の基本的な表示動作は、全周囲立体画像表示装置１０（図１等）と同様である。すなわち、回転部１０４を回転させて、表示制御部１５で回転部１０４内部の発光素子の発光制御を行うことで、例えば図３６に示したように全周囲に亘る立体表示画像７６を表示する。表示する立体表示画像７６用の映像データＤinは、映像ソース送出装置９０（図１８）から提供される。
【０２８２】
このように立体表示画像７６を表示している状態で、検出信号処理部７１は随時、赤外線受光部８１Ｂから、赤外線の反射戻り光の反射強度の情報を所定単位の角度ごとに取得する。検出信号処理部７１は、角度ごとの反射強度の情報に基づいて、観察者の手７５等の物体が存在すると推測される領域（反応領域）の判定を行う。例えば図３８に示したように、反射強度がある一定の閾値レベルを超えた角度領域を反応領域と判定する。すなわち、その角度領域に手７５等の物体が存在すると判定する。検出信号処理部７１は、その求めた反応領域情報を示す信号を、表示制御部１５と映像ソース送出装置９０とに出力する。映像ソース送出装置９０は、反応領域に応じた映像データＤinを供給する。表示制御部１５は、反応領域（手７５等の物体が検出された位置）に応じて発光素子の発光制御を行う。例えば、手７５等の物体が検出された位置に応じて、観察者から見た立体表示画像７６の表示状態が変化するように発光素子の発光制御を行う。
【０２８３】
図３７（Ａ），（Ｂ）は、物体検出に応じた立体表示画像７６の表示状態の変化の一例を示している。観察者の視線方向は任意の位置（例えば正面方向）にある。立体表示画像７６として、鳥の画像が表示されているものとする。例えば図３７（Ａ），（Ｂ）に示したように、回転部１０４の周囲において、手７５が検出された方向に鳥の向きを変化させるような表示を行う。観察者は、手７５をかざしただけで立体表示画像７６の表示状態（鳥の向き）を操作しているような感覚を得ることができる。
【０２８４】
なお、図３８に示した反応領域の判定に用いる閾値レベルにヒステリシスを持たせるようにしても良い。また、閾値レベルを設けずに、反射強度の変化に応じた任意の表示動作をさせるようにしても良い。
【０２８５】
＜その他の実施の形態＞
本発明は、上記各実施の形態に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば、図１および図２に示した全周囲立体画像表示装置１０において、回転部１０４の外側に、回転部１０４を保護等するための固定部材が設けられていても良い。この場合、例えばスリット１０２が設けられた外装体４１の外周を間隔を空けて覆うように、回転しない固定部材を設けると良い。固定部材は、例えば全体が筒状の透明部材で構成することができる。また固定部材として、網状に加工された筒状の部材を用いるようにしても良い。例えば、パンチングメタル等の網状に加工した金属等による部材を用いるようにしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０２８６】
本発明は、被写体を全周囲に渡って撮像したり、コンピュータにより作成した立体画像表示用の２次元映像情報等に基づいて被写体の全周囲に渡る立体画像を再生する光線再生方式の全周囲立体画像表示装置等に適用して極めて好適である。
【符号の説明】
【０２８７】
１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０…全周囲立体画像表示装置、１１…接続基板、１２…シリアルパラレル変換部、１５…表示制御部、３１…プリント配線基板、３２，３３…位置決め用の孔部、３４…コネクタ、３５…ＩＣ、４１…外装体（回転部）、４２…ターンテーブル（回転部）、５１…スリップリング、５２…モータ（駆動部）、５３，５４…ハーネス、５５…制御部、５６…Ｉ／Ｆ基板、５７…電源部、５８…エンコーダ（回転検出部）、５９…振動検出部、６０…スイッチ部、７１…検出信号処理部、７２…出力アンプ、７３…Ａ／Ｄコンバータ、７５…手、７６…立体表示画像、８１…視聴者検出センサ（観察者検出部）、８１Ａ…赤外線発光部、８１Ｂ…赤外線受光部、８２…アーム部材、８３…位置決めピン、９０…映像ソース送出装置、１０１…２次元発光素子アレイ、１０２…スリット、１０３…回転軸、１０４…回転部、１０５…設置架台、１０６…吸気口、１０７…ファン部品、１０８…センサ用の孔部、１０８Ａ…発光部用の孔部、１０８Ｂ…受光部用の孔部、１０９…レンズ部材、１２０…表示面、２０１〜２１２…発光素子、３００〜３５９…視点、＃１〜＃ｎ…１次元発光素子基板、Ｕ１〜Ｕ６…発光ユニット。
【図１】
0005552804.tif 000003
【図２】
0005552804.tif 000004
【図３】
0005552804.tif 000005
【図４】
0005552804.tif 000006
【図５】
0005552804.tif 000007
【図６】
0005552804.tif 000008
【図７】
0005552804.tif 000009
【図８】
0005552804.tif 000010
【図９】
0005552804.tif 000011
【図１０】
0005552804.tif 000012
【図１１】
0005552804.tif 000013
【図１２】
0005552804.tif 000014
【図１３】
0005552804.tif 000015
【図１４】
0005552804.tif 000016
【図１５】
0005552804.tif 000017
【図１６】
0005552804.tif 000018
【図１７】
0005552804.tif 000019
【図１８】
0005552804.tif 000020
【図１９】
0005552804.tif 000021
【図２０】
0005552804.tif 000022
【図２１】
0005552804.tif 000023
【図２２】
0005552804.tif 000024
【図２３】
0005552804.tif 000025
【図２４】
0005552804.tif 000026
【図２５】
0005552804.tif 000027
【図２６】
0005552804.tif 000028
【図２７】
0005552804.tif 000029
【図２８】
0005552804.tif 000030
【図２９】
0005552804.tif 000031
【図３０】
0005552804.tif 000032
【図３１】
0005552804.tif 000033
【図３２】
0005552804.tif 000034
【図３３】
0005552804.tif 000035
【図３４】
0005552804.tif 000036
【図３５】
0005552804.tif 000037
【図３６】
0005552804.tif 000038
【図３７】
0005552804.tif 000039
【図３８】
0005552804.tif 000040