(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビームスプリッタから形成された平板状のステージと、
前記ステージの下方に配置された表示素子と、
前記ビームスプリッタから形成され、前記ステージの上方を覆うように配置されたドーム部と、
を備え、
前記表示素子は、前記ドーム部の内面に対して光を照射するように、前記ドーム部の焦点よりも前記ドーム部から遠い位置に配置されていて、
前記ステージは、前記ドーム部の前記焦点と前記表示素子との間に配置されており、
前記ドーム部は、略半球状に形成されていて、
前記表示素子は、前記ドーム部における観察側とは反対側の内面に対して光を照射するように配置されている、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
ビームスプリッタから形成された平板状のステージと、
前記ステージの下方に配置された表示素子と、
前記ビームスプリッタから形成され、前記ステージの上方を覆うように配置されたドーム部と、
を備え、
前記表示素子は、前記ドーム部の内面に対して光を照射するように、前記ドーム部の焦点よりも前記ドーム部から遠い位置に配置されていて、
前記ステージは、前記ドーム部の前記焦点と前記表示素子との間に配置されており、
前記ドーム部は、略四半球状に形成され、且つ、その外周面が前記観察側を向くように配置されていて、
前記ドーム部における前記観察側とは反対側には、前記ドーム部を閉塞する平板状のミラーが配置され、
前記ステージには、視野角制限フィルムが積層され、
前記表示素子は、前記ドーム部における前記観察側の内面に光を照射するように配置されている、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の表示装置において、
前記表示素子を前記ステージの中心を基準に水平方向に回転させる回転部と、
前記ステージの下方に配置されて観察者を撮影する撮像素子と、
前記撮像素子で撮影された画像から前記観察者の位置を認識する位置認識部と、
前記位置認識部で認識された位置に対向した位置に前記表示素子が配置されるように、前記回転部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項３記載の表示装置において、
前記制御部は、前記表示素子の表示内容を前記回転部の回転角度によって切り替えることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
ビームスプリッタから形成された平板状のステージと、
前記ステージの下方に配置された表示素子と、
前記ビームスプリッタから形成され、前記ステージの上方を覆うように配置されたドーム部と、
前記表示素子を前記ステージの中心を基準に水平方向に回転させる回転部と、
前記ステージの下方に配置されて観察者を撮影する撮像素子と、
前記撮像素子で撮影された画像から前記観察者の位置を認識する位置認識部と、
前記位置認識部で認識された位置に対向した位置に前記表示素子が配置されるように、前記回転部を制御する制御部と、
を備え、
前記表示素子は、前記ドーム部の内面に対して光を照射するように、前記ドーム部の焦点よりも前記ドーム部から遠い位置に配置されていて、
前記ステージは、前記ドーム部の前記焦点と前記表示素子との間に配置されている、
ことを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項５記載の表示装置において、
前記ドーム部は、略半球状に形成されていて、
前記表示素子は、前記ドーム部における観察側とは反対側の内面に対して光を照射するように配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
請求項５記載の表示装置において、
前記ドーム部は、略四半球状に形成され、且つ、その外周面が前記観察側を向くように配置されていて、
前記ドーム部における前記観察側とは反対側には、前記ドーム部を閉塞する平板状のミラーが配置され、
前記ステージには、視野角制限フィルムが積層され、
前記表示素子は、前記ドーム部における前記観察側の内面に光を照射するように配置されていることを特徴とする表示装置。
【請求項８】
請求項５記載の表示装置において、
前記制御部は、前記表示素子の表示内容を前記回転部の回転角度によって切り替えることを特徴とする表示装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の表示装置において、
前記ビームスプリッタはハーフミラーであることを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の表示装置において、
前記表示素子は液晶表示素子であることを特徴とする表示装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の表示装置において、
前記表示素子は有機ＥＬ表示素子であることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に係り、特に立体表示可能な表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、肉眼で立体像を認識させることのできる表示装置としては、凹面鏡によって立体像を結像する表示装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−９５６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の凹鏡面を用いた表示装置であると、その凹鏡面に観察者自身が映り混んでしまい、表現の自由度を狭めてしまうこととなっていた。また、構造上、観察者の視野内に凹鏡面が存在しているために、表示前でも立体映像の表示を推測することができ、意外性が失われていた。
本発明の課題は、凹鏡面を使わなくとも立体的な表示を可能とすることで、意外性があり、なおかつ自由度の高い立体的な表現を可能とする表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を果たすため、本発明の表示装置の一態様は、ビームスプリッタから形成された平板状のステージと、前記ステージの下方に配置された表示素子と、前記ビームスプリッタから形成され、前記ステージの上方を覆うように配置されたドーム部と、を備え、前記表示素子は、前記ドーム部の内面に対して光を照射するように、前記ドーム部の焦点よりも前記ドーム部から遠い位置に配置されていて、前記ステージは、前記ドーム部の前記焦点と前記表示素子との間に配置されており、前記ドーム部は、略半球状に形成されていて、前記表示素子は、前記ドーム部における観察側とは反対側の内面に対して光を照射するように配置されている、ことを特徴とする。
また、前記目的を果たすため、本発明の表示装置の一態様は、ビームスプリッタから形成された平板状のステージと、前記ステージの下方に配置された表示素子と、前記ビームスプリッタから形成され、前記ステージの上方を覆うように配置されたドーム部と、を備え、前記表示素子は、前記ドーム部の内面に対して光を照射するように、前記ドーム部の焦点よりも前記ドーム部から遠い位置に配置されていて、前記ステージは、前記ドーム部の前記焦点と前記表示素子との間に配置されており、前記ドーム部は、略四半球状に形成され、且つ、その外周面が前記観察側を向くように配置されていて、前記ドーム部における前記観察側とは反対側には、前記ドーム部を閉塞する平板状のミラーが配置され、前記ステージには、視野角制限フィルムが積層され、前記表示素子は、前記ドーム部における前記観察側の内面に光を照射するように配置されている、ことを特徴とする。
また、前記目的を果たすため、本発明の表示装置の一態様は、ビームスプリッタから形成された平板状のステージと、前記ステージの下方に配置された表示素子と、前記ビームスプリッタから形成され、前記ステージの上方を覆うように配置されたドーム部と、前記表示素子を前記ステージの中心を基準に水平方向に回転させる回転部と、前記ステージの下方に配置されて観察者を撮影する撮像素子と、前記撮像素子で撮影された画像から前記観察者の位置を認識する位置認識部と、前記位置認識部で認識された位置に対向した位置に前記表示素子が配置されるように、前記回転部を制御する制御部と、を備え、前記表示素子は、前記ドーム部の内面に対して光を照射するように、前記ドーム部の焦点よりも前記ドーム部から遠い位置に配置されていて、前記ステージは、前記ドーム部の前記焦点と前記表示素子との間に配置されている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、凹鏡面を使わなくとも立体的な表示を可能とすることで、意外性があり、なおかつ自由度の高い立体的な表現を可能とする表示装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第一の実施の形態に係る表示装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】図３におけるII−II切断面から見た表示装置の内部構成を示す断面図である。
【図３】図２におけるIII−III切断面から見た表示装置の内部構成を示す断面図である。
【図４】図１の表示装置に備わるステージの成膜状態を示す説明図である。
【図５】本実施形態の表示素子からの光の経路を垂直面から見た模式図である。
【図６】図５における円Ｓ内を拡大した拡大図である。
【図７】本実施形態の表示素子から発せられた光の光路を水平面から見た模式図である。
【図８】本実施形態のドーム部の反対側の内面により反射された光の光路を水平面から見た模式図である。
【図９】本実施形態の表示素子からの光の経路を垂直面から見た模式図である。
【図１０】本実施形態の表示素子からの光の経路を垂直面から見た模式図である。
【図１１】本実施形態の表示素子からの光の経路を垂直面から見た模式図である。
【図１２】本実施形態の表示素子から発せられた光の光路を水平面から見た模式図である。
【図１３】本実施形態の表示素子から発せられた光の光路を水平面から見た模式図である。
【図１４】第二の実施の形態に係る表示装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１５】第二の実施の形態に係る表示装置であって、図１６におけるXV−XV切断面から見た内部構成を示す断面図である。
【図１６】図１５におけるXVI−XVI切断面から見た表示装置の内部構成を示す断面図である。
【図１７】第二の実施の形態の表示素子からの光の経路を垂直面から見た模式図である。
【図１８】図１７における円Ｓ１内を拡大した拡大図である。
【図１９】比較例として視野角制限フィルムを省略した場合の光の光路を示す説明図である。
【図２０】第二の実施の形態に係る表示装置の視野角制限フィルムの作用を示す説明図である。
【図２１】第三の実施の形態に係る表示装置であって、図２２におけるXXI−XXI切断面から見た表示装置の内部構成を示す断面図である。
【図２２】図２１におけるXXII−XXII切断面から見た表示装置の内部構成を示す断面図である。
【図２３】第三の実施の形態に係る表示装置の主制御構成を示すブロック図である。
【図２４】第三の実施の形態に係る表示装置で使用されるキャラクターの画像データの一例を示す説明図である。
【図２５】第三の実施の形態に係る表示装置で実行される回転動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１０】
［第一の実施の形態］
図１は第一の実施の形態に係る表示装置の概略構成を示す斜視図である。また、図２は図３におけるII−II切断面から見た表示装置の内部構成を示す断面図であり、図３は図２におけるIII−III切断面から見た表示装置の内部構成を示す断面図である。
これら図１〜図３に示すように表示装置１は、台座２、ステージ３、表示素子４、ドーム部５を備えている。
台座２は、円板状の底板２１と、底板２１の周縁から立設する円筒状の壁部２２と、を備え、全体として遮光性を有している。
【００１１】
ステージ３は、台座２の内部空間を閉塞するように台座２の上部を覆っている。ステージ３は、例えばハーフミラー等のビームスプリッタにより円板状に形成されている。ビームスプリッタは、ガラスやアクリル等の透明基板にＡｇやＡｌ等の高反射材料を蒸着、スパッタリング等で成膜することで形成されている。図４は、ステージ３の成膜状態を示す説明図である。図４（ａ）に示すように、ステージ３の全面に均一に成膜を施してもよいが、ステージ３の透過率Ｔ１と反射率Ｒ１との比率を場所によって調整して、表示素子４側で透過性が高く、結像側では反射性が高くなるようにすることが好ましい。例えば、図４（ｂ）に示すように、前方から後方にかけて徐々に膜厚が薄くなるように成膜してもよいし、図４（ｃ）に示すように、表示素子４近傍から、離れるにつれて徐々に膜厚が厚くなるように成膜を施してもよい。
【００１２】
表示素子４は、例えば液晶表示素子又は有機ＥＬ表示素子等である。表示素子４はステージ３の下方であって台座２内に収容されている。また、表示素子４は、その上端部がステージ３の中心Ｏ１に対向し、下方に進むにつれて中心Ｏ１を通過する垂直線Ｌ１から後方に離間するように傾いて配置されている。この表示素子４の傾斜角度は、水平面に対して４５度程度であることが好ましい。そして、表示素子４の表示面４１は観察側（前方）とは反対側を向いている。これにより表示素子４は、ドーム部５における観察側とは反対側の内面に対して光を照射することになる。
【００１３】
ドーム部５は、例えばガラスやアクリル等の透明材料により略半球状に形成されている。ドーム部５は、上方に向けて凸となるようにステージ３を覆っている。このドーム部５の内面は滑らかな凹曲面５１となっていて、この凹曲面５１の表面上に反射性の高い反射層を成膜することが好ましい。なお、ドーム部５として、ハーフミラー等のビームスプリッタを用いることも可能である。そして、凹曲面５１の球心をＯ２、曲率半径をＲとすると、光軸Ｌ２に平行な光に対する凹曲面５１の焦点ｆはｆ＝Ｒ／２となり、光軸Ｌ２における凹曲面５１と球心Ｏ２との略中央に配置される。すなわち、表示素子４は、ドーム部５の焦点ｆよりもドーム部５から遠い位置に配置され、ステージ３は、ドーム部５の焦点ｆと表示素子４との間に配置されることになる。なお、以下の説明において、ドーム部５の凹曲面５１のうちの、前側半分を第一内面５１ａとし、後側半分を観察側とは反対側の第二内面５１ｂと称す。
【００１４】
次に、第一の実施の形態に係る表示装置１の作用について説明する。図５は、表示素子４からの光路を垂直面から見た模式図であり、図６は図５における円Ｓ内を拡大した拡大図である。図５においては、光路をわかりやすく示すために、表示素子４の位置を図３に示した位置から後側にずらしている。また球心Ｏ２の位置も図３に示した位置から表示素子４の中心とほぼ同位置となるまで下方へとずらしている。また、表示素子４自体の大きさも小さく表している。さらに、表示素子４からの発光光は、表示素子４の表示面４１全体から発せられるものであるが、わかりやすくするために表示素子の上部からの発光光（第一発光光ｄ１）、表示素子４の中央からの発光光（第二発光光ｄ２）、表示素子４の下部からの発光光（第三発光光ｄ３）のみを表している。
【００１５】
図７は表示素子４から発せられた光の光路を水平面から見た模式図であり、図８はドーム部５の第二内面５１ｂにより反射された光の光路を水平面から見た模式図である。図７，図８においては、表示素子４からの発光光は、わかりやすくするために第二発光光ｄ２のみを表している。
また、図５，６では、ドーム部５の第二内面５１ｂを通過する光は便宜上図示していない。
【００１６】
表示素子４の表示面４１が発光すると、各発光光ｄ１，ｄ２，ｄ３は、ドーム部５における第二内面５１ｂに拡散しながら向かう。第二内面５１ｂでは、一部の光はドーム部５を通過するものの、その他の光はステージ３に向かって反射する。ステージ３に到達した各発光光ｄ１，ｄ２，ｄ３は、このステージ３によって再度反射されることにより観察者Ｗの視野内に進入する。ここで、図中Ａは第一発光光ｄ１の結像位置、Ｂは第二発光光ｄ２の結像位置、Ｃは第三発光光ｄ３の結像位置を示している。このように、第一発光光ｄ１及び第二発光光ｄ２は、ステージ３で反射された後に結像しているが、第三発光光ｄ３はステージ３に反射される前に結像している。
【００１７】
図６に示すように、観察者Ｗからは、第三発光光ｄ３の結像位置Ｃは、ステージ３によって結像位置Ｄにあるように見える。これにより、結像位置Ａ，Ｂ，Ｄがステージ３に対して略垂直方向に沿って並ぶことになり、表示素子４で表示された画像が立体的に表示される。
【００１８】
ここで、表示素子４から発せられた光がドーム部５の第二内面５１ｂで反射可能な範囲内であれば、視野角を振っても実像の輝度と精細度とはあまり変わらないものの、大きさに多少変動がある。
視野角を上下に振った場合を図９〜図１１に基づいて説明する。図９は、図５の観察位置から視野角が小さくなった場合、図１０は、図５の観察位置から視野角が大きくなった場合、図１１は図９の観察位置から更に視野角が小さくなった場合を示している。なお、図１０，図１１では、便宜上発光光ｄ２を省略している。
図５で示した観察位置から視野角が小さくなった場合、各発光光ｄ１，ｄ２，ｄ３の結像位置Ａ，Ｂ，Ｃは図９に示す位置となる。更に視野角が小さくなると、各発光光ｄ１，ｄ３の結像位置Ａ，Ｃは図１１に示す位置となる。また、図５で示した観察位置から視野角が大きくなると、各発光光ｄ１，ｄ３の結像位置Ａ，Ｃは図１０に示す位置となる。これらの図から、結像位置Ａから結像位置Ｄまでの大きさ、つまり実像の大きさは、視野角が小さいほど大きくなることがわかる。
【００１９】
次いで、視野角を左右に振った場合を図１２，図１３に基づいて説明する。図１２は視野角を左に振った場合、図１３は視野角を右に振った場合を示している。なお、図１２，図１３では、表示素子４からの発光光は、わかりやすくするために第二発光光の右側端部の発光光（右発光光ｄ２１）と、左側端部の発光光（左発光光ｄ２２）と、を表している。図７，図８の観察位置から視野角が左に傾いた場合、右発光光ｄ２１及び左発光光ｄ２２の結像位置Ｂ１，Ｂ２は図１２に示す位置となる。他方、図７，図８の観察位置から視野角が右に傾いた場合、右発光光ｄ２１及び左発光光ｄ２２の結像位置Ｂ１，Ｂ２は図１３に示す位置となる。このように、視野角を左右に振った場合は実像の幅が少し歪むことになる。
なお、上述したような上下左右方向に視野角を振った場合の実像の歪みについては、後述する第三の実施の形態で、観察者を撮影する撮像素子等を導入することにより、視野角による歪みを観察者に認識させないようにすることができる。
【００２０】
以上のように、第一の実施の形態に係る表示装置１によれば、ドーム部５の凹曲面５１に対して光を照射するように、ドーム部５の焦点ｆよりもドーム部５から遠い位置に表示素子４が配置されているとともに、ドーム部５の焦点ｆと表示素子４との間にステージ３が配置されているので、凹鏡面を使わなくとも立体的な表示が可能となる。これにより、観察者Ｗの視野内に凹鏡面が存在しなくなるので、意外性のある立体的な表現を実現することができる。また、凹鏡面に依存した表現の自由度の制限もなくなるので、自由度の高い立体的な表現も可能となる。
【００２１】
また、ドーム部５が略半球状に形成されていて、表示素子４がドーム部５の第二内面５１ｂに対して光を照射するように配置されているので、表示素子４からの発光光が直接観察者Ｗに視認されることを防止することができる。
なお、上述した視野角を振ることによって生じる実像の変形は、ドーム部５の凹曲面５１の形状を球面でなく非球面にすることで抑制可能である。
【００２２】
［第二の実施の形態］
第一の実施の形態では、ドーム部５が略半球状である場合を例示して説明したが、この第二の実施の形態では、ドーム部が略四半球状である場合について説明する。なお、以下の説明において第一の実施の形態と同一箇所においては同一符号を付してその説明を省略する。
【００２３】
図１４は第二の実施の形態に係る表示装置の概略構成を示す斜視図である。また、図１５は図１６におけるXV−XV切断面から見た表示装置の内部構成を示す断面図であり、図１６は図１５におけるXVI−XVI切断面から見た表示装置の内部構成を示す断面図である。
これら図１４〜図１６に示すように表示装置６は、台座７、ステージ８、表示素子９、ドーム部１０、ミラー１１を備えている。
台座７は、半円板状の底板７１と、底板７１の周縁から立設する壁部７２と、を備え、全体として遮光性を有している。
【００２４】
ステージ８は、台座７の内部空間を閉塞するように台座７の上部を覆っている。ステージ８は、例えばハーフミラー等のビームスプリッタにより半円板状に形成されている。このステージ８の下面には、視野角制限フィルム８１が積層されている。この視野角制限フィルム８１は、当該フィルム８１に対して略垂直に入射する光は透過するものの、それら以外の光は遮断するものである。視野角制限フィルム８１としては、例えばルーバーフィルムが挙げられる。ルーバーフィルムとは一対の透明樹脂フィルムの間に、微細なルーバー構造を持つ特殊マイクロルーパー層を介在させたものである。
【００２５】
表示素子４は、その上端部がステージ８の円弧の中心Ｏ３に対向し、下方に進むにつれて中心Ｏ３を通過する垂直線から前方へ離間するように傾いて配置されている。そして、表示素子４の表示面４１は観察側を向いている。
【００２６】
ドーム部１０は、例えばハーフミラー等のビームスプリッタにより略四半球状に形成されている。ドーム部１０は、その外周面が観察側を向くように配置されてステージ８を覆っている。このドーム部１０の内面は凹曲面１０１となっていて、この凹曲面１０１の球心をＯ４、曲率半径をＲ１とすると、光軸Ｌ４に平行な光に対する凹曲面１０１の焦点ｆ１はｆ１＝Ｒ１／２となり、光軸Ｌ４における凹曲面１０１と球心Ｏ４との略中央に配置される。すなわち、表示素子４は、ドーム部１０の焦点ｆ１よりもドーム部１０から遠い位置に配置され、ステージ８は、ドーム部１０の焦点ｆ１と表示素子４との間に配置されることになる。そして、表示素子４は、その傾きによってドーム部１０の凹曲面１０１（観察側の内面）に対して光を照射することになる。
ミラー１１は、ドーム部１０を閉塞するようにドーム部１０における観察側とは反対側に配置されていて、ミラー１１の反射面は観察側を向いている。
【００２７】
次に、第二の実施の形態に係る表示装置６の作用について説明する。図１７は、表示素子４からの光路を垂直面から見た模式図であり、図１８は図１７における円Ｓ１内を拡大した拡大図である。図１７においては、光路をわかりやすく示すために、表示素子４の位置を図１６に示した位置から前側にずらしている。また球心Ｏ４の位置も図１６に示した位置から表示素子４の中心とほぼ同位置となるまで下方へとずらしている。また、表示素子４自体の大きさも小さく表している。さらに、表示素子４からの発光光は、表示素子４の表示面４１全体から発せられるものであるが、わかりやすくするために表示素子４の上部からの発光光（第一発光光ｄ４）、表示素子４の中央からの発光光（第二発光光ｄ５）、表示素子４の下部からの発光光（第三発光光ｄ６）のみを表している。また、図１７では、ドーム部１０の内面を通過する光は便宜上図示していない。
【００２８】
表示素子４の表示面４１が発光すると、各発光光ｄ４，ｄ５，ｄ６は、ドーム部１０における凹曲面１０１に拡散しながら向かう。ドーム部１０の凹曲面１０１では、一部の光はドーム部１０を通過するものの、その他の光はミラー１１に向かって反射する。ミラー１１に到達した各発光光ｄ４，ｄ５，ｄ６は、このミラー１１によって再度反射されてステージ８に到達する。そして、ステージ８に到達した各発光光ｄ４，ｄ５，ｄ６は、このステージ８によってさらに反射されることにより観察者Ｗの視野内に進入する。ここで、図中Ｅは第一発光光ｄ４の結像位置、Ｆは第二発光光ｄ５の結像位置、Ｇは第三発光光ｄ６の結像位置を示している。このように、第一発光光ｄ４及び第二発光光ｄ５は、ステージ８で反射された後に結像しているが、第三発光光ｄ６はステージ８に反射される前に結像している。
【００２９】
図１８に示すように、観察者Ｗからは、第三発光光ｄ６の結像位置Ｇは、ステージ８によって結像位置Ｈにあるように見える。これにより、結像位置Ｅ，Ｆ，Ｈがステージ８に対して略垂直方向に沿って並ぶことになり、表示素子４で表示された画像が立体的に表示される。
ここで、表示素子１０から発せられた光がステージ８を通ってドーム部１０の内面である凹曲面１０１で反射可能な範囲であれば、この場合に視野角を振っても実像の輝度と精細度とはあまり変わらない。しかしながら、視野角制限フィルム８１によって利用できる発光光の方向が制限されるため、実像が観測できる視野角範囲は第一の実施の形態の場合よりも狭くなってしまう。
【００３０】
以上のように、第二の実施の形態に係る表示装置６によれば、凹鏡面を使わなくとも立体的な表示が可能となる。これにより、観察者Ｗの視野内に凹鏡面が存在しなくなるので、意外性のある立体的な表現を実現することができる。また、凹鏡面に依存した表現の自由度の制限もなくなるので、自由度の高い立体的な表現も可能となる。
ここで、視野角制限フィルム８１がない場合には、図１９に示すように、表示素子４から照射された発光光ｄ４，ｄ５，ｄ６のうち、一部の発光光がステージ８及びドーム部１０を通過して観察者Ｗに至って、立体画像に重なって表示されることになる。しかしながら、ステージ８の下面に視野角制限フィルム８１が積層されていると、図２０に示すように表示素子４から直接ステージ８及びドーム部１０に向かう発光光を遮断することができる。これにより、立体画像を明確に表示することが可能となる。
【００３１】
［第三の実施の形態］
第一の実施の形態では、表示素子４が固定されている場合を例示して説明したが、この第三の実施の形態では、表示素子４が移動し、その位置によって表示素子４の表示内容が変動する場合について説明する。なお、以下の説明において第一の実施の形態と同一箇所においては同一符号を付してその説明を省略する。
【００３２】
図２１は第三の実施の形態に係る表示装置の内部構成を示す図２２におけるXXI−XXI切断面から見た断面図であり、図２２は図２１におけるXXII−XXII切断面から見た表示装置の内部構成を示す断面図である。
【００３３】
図２１及び図２２に示すように、表示装置５０の台座２の内部には、表示素子４をステージ３の中心を基準に水平方向に回転させる回転部５９が設けられている。回転部５９には、表示素子４を支持する回転台５２と、回転台５２を回転させるモータ５３と、ステージ３の下方に配置されて観察者Ｗを撮影する撮像素子５４とを備えている。
【００３４】
回転台５２は、その回転中心がステージ３の中心Ｏ１と一致するように配置されている。この回転台５２には、表示素子４を支持する表示素子用支持部５５と、撮像素子５４を支持する撮像素子用支持部５６とが設けられている。表示素子用支持部５５は、表示素子４の上端部がステージ３の中心Ｏ１に対向し、下方に進むにつれて中心Ｏ１を通過する垂直線Ｌ１から後方に離間するように、表示素子４を傾けて支持している。一方、撮像素子用支持部５６は、垂直線Ｌ１を挟んで表示素子４に対向するように撮像素子５４を支持している。撮像素子５４の光軸は、観察者Ｗの顔を撮影できるように斜め上前方を向いている。
【００３５】
図２３は、表示装置５０の主制御構成を示すブロック図である。この図２３に示すように表示装置５０には、撮像素子５４で撮影された画像から観察者Ｗの位置を認識する位置認識部５７と、当該撮像素子５４、表示素子４及びモータ５３を制御する制御部５８と、が備えられている。
【００３６】
位置認識部５７は、撮像素子５４で撮影された画像に対して、周知の顔認識処理を施すことで観察者Ｗの顔を認識し、観察者Ｗの存在位置を認識する。
制御部５８は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ（いずれも図示せず）からなり、ＲＯＭに記録された処理プログラムをＲＡＭに展開してＣＰＵによりこの処理プログラムを実行する。また、ＲＯＭには、回転部５９の回転角度に応じた複数の画像データが記憶されている。例えば、図２４は所定のキャラクターの画像データの一例を示す説明図である。なお、図２４において外側の円が下方を表し、内側の円が上方を表している。本実施形態では、回転部５９の回転角度が０度から３６０度まで４５度毎に異なる画像データがＲＯＭに記憶されている。キャラクターＱは人間を模した画像であり、回転角度０度のときは正面を向いた画像となっている。正面を向いたキャラクターＱを基準として、各回転角度の画像は当該回転角度からキャラクターＱを見た場合の画像となっている。
【００３７】
次に、第三の実施の形態に係る表示装置５０の作用について説明する。
まず、制御部５８は、位置認識部５７を制御して、撮像素子５４で得られた画像から観察者Ｗの顔を検出する。具体的に説明すると、位置認識部５７は、図２５（ａ）に示すように撮像素子５４で得られた画像Ｔに対して周知の顔認識処理を施すことで観察者Ｗの顔を検出する。位置認識部５７は、検出した顔を囲む顔検出枠Ｕを作成し、その中心Ｕ１を観察者位置として認識する。その後、図２５（ｂ）に示すように観察者Ｗが移動すると、位置認識部５７は顔検出枠Ｕを追従させる。このとき、画像Ｔの中心位置Ｔ１と顔検出枠Ｕの中心Ｕ１とに位置ズレが生じる。制御部５８は、この位置ズレがなくなるように、モータ５３を制御して、回転台５２を回転させ、図２５（ｃ）に示すように画像Ｔの中心位置Ｔ１と顔検出枠Ｕの中心Ｕ１とを一致させる。これにより、位置認識部５７で認識された位置に対向するように表示素子４が配置されることになる。
また、制御部５８は、このときの回転角度を記録しており、当該回転角度に対応する画像をＲＯＭから読み出して、読み出した画像に表示素子４の表示内容を切り替える。
【００３８】
以上のように、第三の実施の形態に係る表示装置５０によれば、位置認識部５７で認識された位置に対向するように表示素子４が配置されるので、観察者Ｗの移動に追従した立体表示が可能となる。
また、表示素子４の表示内容が回転部５９の回転角度によって切り替えられるので、観察者Ｗの移動に関連した立体表示を実現することが可能となる。
【００３９】
さらに、前述したように、上下左右方向に視野角を振ることによって実像は歪んでしまう。つまり、視野角による実像の歪みを考慮し、変形後に歪みのない実像にみえる画像を、観察者Ｗの観察者位置に応じて予め制御部５８が記憶しておけば、視野角による歪みが観察者Ｗに認識させないようにすることができる。
【００４０】
なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１      表示装置
２      台座
３      ステージ
４      表示素子
５      ドーム部
２１      底板
２２      壁部
４１      表示面
５１      凹曲面
５１ａ    第一内面（観察側の内面）
５１ｂ    第二内面（反対側の内面）
ｄ１      第一発光光
ｄ２      第二発光光
ｄ３      第三発光光
ｆ      焦点
【図１】
0005494192.tif 000002
【図２】
0005494192.tif 000003
【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図４】
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