(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に微小なミラーをマトリクス状に複数個配置してなるマイクロ・ミラー・デバイスと、
照明光を空間的に変調し、当該変調された照明光が前記マイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーに入射するように配置された空間変調素子と、
を備えて成ることを特徴とするマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置。
【請求項２】
基板上に微小なミラーをマトリクス状に複数個配置してなるマイクロ・ミラー・デバイスと、
照明光を空間的に変調し、当該変調された照明光が前記マイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーに入射するように配置された空間変調素子と、
複数の視差画像を入力する画像入力手段と、
前記画像入力手段により入力された視差画像に基づいて、所定の視差画像を前記空間変調素子に表示すると共に、当該視差画像の方向に反射光が反射する角度に前記マイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーの方向を制御する制御手段と、
を備えて成ることを特徴とするマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置。
【請求項３】
基板上に微小なミラーをマトリクス状に複数個配置してなるマイクロ・ミラー・デバイスと、
照明光を空間的に変調し、当該変調された照明光が前記マイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーに入射するように配置された空間変調素子と、
画像パターンの異なる複数の画像を入力する画像入力手段と、
前記画像入力手段により入力された画像に基づいて、所定の画像を前記空間変調素子に表示すると共に、当該画像の方向に反射光が反射する角度に前記マイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーの方向を制御する制御手段と、
を備えて成ることを特徴とするマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置。
【請求項４】
前記空間変調要素を、マイクロ・ミラー・デバイスのミラー列への入射光の入射側直前に配置するようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置。
【請求項５】
前記空間変調要素を、レンズによりマイクロ・ミラー・デバイスのミラー列上に結像するようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置。
【請求項６】
前記空間変調要素としては、液晶シャッターを用いるようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置。
【請求項７】
前記空間変調要素としては、映画フィルムを用いるようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置。
【請求項８】
前記マイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーの方向としては、下式（１）に基づいて決定するようにしたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置。
Ωｘ＝（α＋θｘ）／２
Ωｙ＝θｙ／２                                        ……（１）
但し、ΩｘおよびΩｙは、マイクロ・ミラー・デバイス面に対してＸ−Ｚ軸平面上に射影した角度θｘ、Ｙ−Ｚ軸平面上に射影した角度θｙの角度で入射したとする時、Ｘ−Ｚ軸平面上で角度αで光を反射するためのミラーの回動角（Ωｘ：Ｙ軸を中心としたＸ−Ｚ軸平面上での回動角、Ωｙ：Ｘ軸を中心としたＹ−Ｚ軸平面上での回動角）
【請求項９】
前記マイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーの方向としては、下式（２）に基づいて決定するようにしたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載のマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置。
Ωｘ＝（α＋θｘ）／２
Ωｙ＝（β＋θｙ）／２                                ……（２）
但し、ΩｘおよびΩｙは、マイクロ・ミラー・デバイス面に対してＸ−Ｚ軸平面上に射影した角度θｘ、Ｙ−Ｚ軸平面上に射影した角度θｙの角度で入射したとする時、Ｘ−Ｚ軸平面上で角度α、Ｙ−Ｚ軸平面上で角度βで光を反射するためのミラーの回動角（Ωｘ：Ｙ軸を中心としたＸ−Ｚ軸平面上での回動角、Ωｙ：Ｘ軸を中心としたＹ−Ｚ軸平面上での回動角）
【請求項１０】
基板上に微小なミラーをマトリクス状に複数個配置してなるマイクロ・ミラー・デバイスと、
表示した画像が前記マイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーで反射するように配置された画像表示デバイスと、
を備えて成ることを特徴とするマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置。
【請求項１１】
基板上に微小なミラーをマトリクス状に複数個配置してなるマイクロ・ミラー・デバイスと、
表示した画像が前記マイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーで反射するように配置された画像表示デバイスと、
複数の視差画像を入力する画像入力手段と、
前記画像入力手段により入力された視差画像に基づいて、所定の視差画像を前記画像表示デバイスに表示すると共に、当該視差画像の方向に反射光が反射する角度に前記マイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーの方向を制御する制御手段と、
を備えて成ることを特徴とするマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置。
【請求項１２】
基板上に微小なミラーをマトリクス状に複数個配置してなるマイクロ・ミラー・デバイスと、
表示した画像が前記マイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーで反射するように配置された画像表示デバイスと、
画像パターンの異なる複数の画像を入力する画像入力手段と、
前記画像入力手段により入力された画像に基づいて、所定の画像を前記画像表示デバイスに表示すると共に、当該画像の方向に反射光が反射する角度に前記マイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーの方向を制御する制御手段と、
を備えて成ることを特徴とするマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置。
【請求項１３】
前記画像表示デバイスを、レンズによりマイクロ・ミラー・デバイスのミラー列上に結像するようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置。
【請求項１４】
前記マイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーの方向としては、下式（１）に基づいて決定するようにしたことを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置。
Ωｘ＝（α＋θｘ）／２
Ωｙ＝θｙ／２                                        ……（１）
但し、ΩｘおよびΩｙは、マイクロ・ミラー・デバイス面に対してＸ−Ｚ軸平面上に射影した角度θｘ、Ｙ−Ｚ軸平面上に射影した角度θｙの角度で入射したとする時、Ｘ−Ｚ軸平面上で角度αで光を反射するためのミラーの回動角（Ωｘ：Ｙ軸を中心としたＸ−Ｚ軸平面上での回動角、Ωｙ：Ｘ軸を中心としたＹ−Ｚ軸平面上での回動角）
【請求項１５】
前記マイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーの方向としては、下式（２）に基づいて決定するようにしたことを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置。
Ωｘ＝（α＋θｘ）／２
Ωｙ＝（β＋θｙ）／２                                ……（２）
但し、ΩｘおよびΩｙは、マイクロ・ミラー・デバイス面に対してＸ−Ｚ軸平面上に射影した角度θｘ、Ｙ−Ｚ軸平面上に射影した角度θｙの角度で入射したとする時、Ｘ−Ｚ軸平面上で角度α、Ｙ−Ｚ軸平面上で角度βで光を反射するためのミラーの回動角（Ωｘ：Ｙ軸を中心としたＸ−Ｚ軸平面上での回動角、Ωｙ：Ｘ軸を中心としたＹ−Ｚ軸平面上での回動角）
【請求項１６】
前記画像表示デバイスとしては、ＣＲＴディスプレイ、またはプラズマディスプレイ、もしくはＥＬパネル等の自己発光型のデバイスを用いるようにしたことを特徴とする請求項１０ないし請求項１３のいずれか１項に記載のマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、立体・可変画像を表示する装置に係り、特に基板上に微小なミラーをマトリクス状に複数個配置してなる微小ミラーアレイ（以下、マイクロ・ミラー・デバイスと称する）を用いて、ぼけが少なく高い解像度を持つ明るい立体・可変画像を表示できるようにした立体・可変画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、基板の表面に、回折格子からなる複数の微小なドットを配置することにより、回折格子パターンが形成されたディスプレイが多く使用されてきている。この種の回折格子パターンを有するディスプレイを作製する方法としては、例えば特開昭６０−１５６００４号公報に開示されているような方法がある。この方法は、２光束干渉による微小な干渉縞（以下、回折格子とする）をそのピッチ、方向、および光強度を変化させて、感光性フィルムに次々と露光するものである。
【０００３】
一方、近年では、例えば電子ビーム露光装置を用い、かつコンピュータ制御により、基板が載置されたＸ−Ｙステージを移動させて、基板の表面に回折格子からなる複数の微小なドットを配置することにより、ある絵柄の回折格子パターンが形成されたディスプレイを作製する方法が、本発明者によって提案されてきている。その方法は、１９８８年１１月２５日にファイルされた米国特許出願シリアル番号第２７６，４６９号に開示されている。
【０００４】
しかしながら、このような作製方法によって作製されたディスプレイにおいては、回折格子パターンを有するディスプレイの絵柄としては、イメージスキャナ等で入力した画像とか、あるいはコンピュータ・グラフィックスにより作製された２次元的な画像などが使用されている。このため、回折格子パターンによって表現される絵柄は、回折格子が配置されている基板上の平面に位置するために、平面的（２次元的）な絵柄しか表現することができず、立体的（３次元的）な絵柄を表現できないという問題がある。
【０００５】
そこで、最近では、例えば“特開平４−３１１９１６号公報”等により、曲線を平行移動することによって構成された回折格子を基板上に配置することによって、立体的（３次元的）な像を自由に表現することが可能な回折格子パターンを有するディスプレイが提案されてきている。
【０００６】
すなわち、このディスプレイは、基板の表面に、微小な回折格子（グレーティング）をドット毎に配置することにより形成されるディスプレイにおいて、ドットを構成している回折格子を、曲線を平行移動した複数の線の集まりにより構成し、かつ回折格子の照明光の入射側、または回折光の出射側に、所定形状の遮光手段を配設することにより、ディスプレイに照明光の当たる部分と当たらない部分とを生じさせるか、またはディスプレイによる回折光が透過する部分と透過しない部分とを生じさせ、観察者がディスプレイを観察した場合に、立体的（３次元的）な像を観察することができるようにしたものである。
【０００７】
しかしながら、この種の回折格子パターンを有するディスプレイにおいては、回折格子の光の照射する領域によって光の方向が決められているため、
（ａ）高い解像度を持つ立体的（３次元的）な像の表現が困難である
（ｂ）回折の影響を受け易くぼけの少ない像を再生することが困難である
（ｃ）明るい像を観察することが困難である
（ｄ）回折のような色による再生光のズレのためにカラー化が困難である
という問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の回折格子を用いたディスプレイにおいては、像の解像度が低い、像のぼけが多い、観察される像が暗いという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、ぼけが少なくかつ高い解像度を持ちしかも明るい立体・可変画像を表示することが可能なマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、
まず、請求項１に係る発明のマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置は、基板上に微小なミラーをマトリクス状に複数個配置してなるマイクロ・ミラー・デバイスと、照明光を空間的に変調し、当該変調された照明光がマイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーに入射するように配置された空間変調素子とを備えて成る。
【００１１】
また、請求項２に係る発明のマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置は、基板上に微小なミラーをマトリクス状に複数個配置してなるマイクロ・ミラー・デバイスと、照明光を空間的に変調し、当該変調された照明光がマイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーに入射するように配置された空間変調素子と、複数の視差画像を入力する画像入力手段と、画像入力手段により入力された視差画像に基づいて、所定の視差画像を空間変調素子に表示すると共に、当該視差画像の方向に反射光が反射する角度にマイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーの方向を制御する制御手段とを備えて成る。
【００１２】
さらに、請求項３に係る発明のマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置は、基板上に微小なミラーをマトリクス状に複数個配置してなるマイクロ・ミラー・デバイスと、照明光を空間的に変調し、当該変調された照明光がマイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーに入射するように配置された空間変調素子と、画像パターンの異なる複数の画像を入力する画像入力手段と、画像入力手段により入力された画像に基づいて、所定の画像を空間変調素子に表示すると共に、当該画像の方向に反射光が反射する角度にマイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーの方向を制御する制御手段とを備えて成る。
【００１３】
一方、請求項１０に係る発明のマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置は、基板上に微小なミラーをマトリクス状に複数個配置してなるマイクロ・ミラー・デバイスと、表示した画像がマイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーで反射するように配置された画像表示デバイスとを備えて成る。
【００１４】
また、請求項１１に係る発明のマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置は、基板上に微小なミラーをマトリクス状に複数個配置してなるマイクロ・ミラー・デバイスと、表示した画像がマイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーで反射するように配置された画像表示デバイスと、複数の視差画像を入力する画像入力手段と、画像入力手段により入力された視差画像に基づいて、所定の視差画像を画像表示デバイスに表示すると共に、当該視差画像の方向に反射光が反射する角度にマイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーの方向を制御する制御手段とを備えて成る。
【００１５】
さらに、請求項１２に係る発明のマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置は、基板上に微小なミラーをマトリクス状に複数個配置してなるマイクロ・ミラー・デバイスと、表示した画像がマイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーで反射するように配置された画像表示デバイスと、画像パターンの異なる複数の画像を入力する画像入力手段と、画像入力手段により入力された画像に基づいて、所定の画像を画像表示デバイスに表示すると共に、当該画像の方向に反射光が反射する角度にマイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーの方向を制御する制御手段とを備えて成る。
【００１６】
ここで、特に上記空間変調要素を、マイクロ・ミラー・デバイスのミラー列への入射光の入射側直前に配置するようにしている。
【００１７】
また、上記空間変調要素を、レンズによりマイクロ・ミラー・デバイスのミラー列上に結像するようにしている。
【００１８】
さらに、上記空間変調要素としては、液晶シャッターを用いるようにしている。
【００１９】
さらにまた、上記空間変調要素としては、映画フィルム等のフィルムを用いるようにしている。
【００２０】
一方、上記画像表示デバイスを、レンズによりマイクロ・ミラー・デバイスのミラー列上に結像するようにしている。
【００２１】
また、上記画像表示デバイスとしては、ＣＲＴディスプレイ、またはプラズマディスプレイ、もしくはＥＬパネル等の自己発光型のデバイスを用いるようにしている。
【００２２】
一方、上記マイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーの方向としては、下式（１）に基づいて決定するようにしている。
【００２３】
Ωｘ＝（α＋θｘ）／２
Ωｙ＝θｙ／２                                        ……（１）
但し、ΩｘおよびΩｙは、マイクロ・ミラー・デバイス面に対してＸ−Ｚ軸平面上に射影した角度θｘ、Ｙ−Ｚ軸平面上に射影した角度θｙの角度で入射したとする時、Ｘ−Ｚ軸平面上で角度αで光を反射するためのミラーの回動角（Ωｘ：Ｙ軸を中心としたＸ−Ｚ軸平面上での回動角、Ωｙ：Ｘ軸を中心としたＹ−Ｚ軸平面上での回動角）
また、上記マイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーの方向としては、下式（２）に基づいて決定するようにしている。
【００２４】
Ωｘ＝（α＋θｘ）／２
Ωｙ＝（β＋θｙ）／２                                ……（２）
但し、ΩｘおよびΩｙは、マイクロ・ミラー・デバイス面に対してＸ−Ｚ軸平面上に射影した角度θｘ、Ｙ−Ｚ軸平面上に射影した角度θｙの角度で入射したとする時、Ｘ−Ｚ軸平面上で角度α、Ｙ−Ｚ軸平面上で角度βで光を反射するためのミラーの回動角（Ωｘ：Ｙ軸を中心としたＸ−Ｚ軸平面上での回動角、Ωｙ：Ｘ軸を中心としたＹ−Ｚ軸平面上での回動角）
【００２５】
【作用】
従って、まず、請求項１ないし請求項３に係る発明のマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置においては、基板上に微小なミラーを複数個配置してなるマイクロ・ミラー・デバイスと、照明光を空間的に変調し、当該変調された照明光が各々のミラーに入射するように配置された空間変調素子とを備えて装置本体を構成し、複数の視差画像、または画像パターンの異なる複数の画像を基に、所定の画像を空間変調素子に表示すると共に、当該画像の方向に反射光が反射する角度にマイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーの方向を制御することにより、空間変調素子によって光の強度を変化させると同時に、ミラーを高速駆動することによって光の方向を変化させるため、立体・可変画像を表示することができる。
【００２６】
また、請求項１０ないし請求項１２に係る発明のマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置においては、基板上に微小なミラーを複数個配置してなるマイクロ・ミラー・デバイスと、表示した画像がマイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーで反射するように配置された画像表示デバイスとを備えて装置本体を構成し、複数の視差画像、または画像パターンの異なる複数の画像を基に、所定の画像を画像表示デバイスに表示すると共に、当該画像の方向に反射光が反射する角度にマイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーの方向を制御することにより、画像表示デバイスによって光の強度を変化させると同時に、ミラーを高速駆動することによって光の方向を変化させるため、立体・可変画像を表示することができる。
【００２７】
一方、光の方向は時分割によって決定されるため、従来と比較して高い解像度を持つ立体・可変画像の表現ができる。
【００２８】
また、同一の解像度の像であれば、装置本体を構成する最小単位要素が大きいため、回折の影響を受け難く、ぼけの少ない像を再生することができる。
【００２９】
さらに、回折現象に比較して反射は高い効率を持つため、明るい像が観察できる。
【００３０】
さらにまた、回折のような色による再生光のズレがないため、カラー化が容易になる。
【００３１】
【実施例】
まず、本発明の考え方について説明する。
【００３２】
最近、半導体製造技術の発達により、基板上に微小なミラーをマトリクス状に配置し、電子制御により各々のミラーの方向を高速に制御できるようなデバイス、いわゆるマイクロ・ミラー・デバイスが開発されてきている。すなわち、このマイクロ・ミラー・デバイスを用いることによって、微小面積単位で高速に光の方向を制御することが可能になる。
【００３３】
そこで、本発明では、このようなマイクロ・ミラー・デバイスの特徴を利用して、前述した従来の回折格子アレイの代わりに、このマイクロ・ミラー・デバイスを用いて、立体・可変画像を表現するものである。
【００３４】
以下、上記のような考え方に基づく本発明の一実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
【００３５】
図１は、本発明によるマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置本体の構成例を示す斜視図である。
【００３６】
すなわち、本実施例の立体・可変画像表示装置本体は、図１に示すように、基板上に微小なミラーをマトリクス状に複数個配置してなるマイクロ・ミラー・デバイス１と、照明光を空間的に変調し、この変調された照明光がマイクロ・ミラー・デバイス１の各々のミラーに入射するように配置された空間変調素子２とから成っている。
【００３７】
ここで、空間変調要素２としては、例えば液晶パネル、映画フィルム等のフィルムを用いることができ、このような空間変調要素２を、マイクロ・ミラー・デバイス１のミラー列への入射光の入射側直前に配置し、マイクロ・ミラー・デバイス１を照明光で照明して、マイクロ・ミラー・デバイス１によって反射された光を再生光として観察するようにしている。
【００３８】
次に、図２は本発明によるマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置の全体構成例を示すブロック図であり、図１と同一要素には同一符号を付して示している。
【００３９】
すなわち、本実施例の立体・可変画像表示装置は、図２に示すように、前述のマイクロ・ミラー・デバイス１と、前述の空間変調素子２と、空間変調素子駆動装置３と、ミラー・デバイス駆動装置４と、画像入力手段である視差原画情報入力装置５と、制御装置６とから成っている。
【００４０】
ここで、空間変調素子駆動装置３は、空間変調素子２を駆動するものである。
【００４１】
また、ミラー・デバイス駆動装置４は、マイクロ・ミラー・デバイス１の各々のミラーを駆動するものである。
【００４２】
さらに、視差原画情報入力装置５は、複数の視差画像を入力するものである。
【００４３】
さらにまた、制御装置６は、視差原画情報入力装置５により入力された視差画像に基づいて、所定の視差画像を空間変調素子２に表示すると共に、当該視差画像の方向に反射光が反射する角度にマイクロ・ミラー・デバイス１の各々のミラーの方向を制御すべき制御信号を、空間変調素子駆動装置３、およびミラー・デバイス駆動装置４に与えるものである。
【００４４】
次に、以上のように構成した本実施例の立体・可変画像表示装置の作用について説明する。
【００４５】
図２において、まず、視差原画情報入力装置５により、複数の視差画像が制御装置６に入力される。
【００４６】
この場合、立体像作成のための原画は、例えば図３に示すような方法により作成される。
【００４７】
すなわち、複数枚の平面画像を入力する際、まず、立体表示したい物体８５の平面画像８０を、テレビカメラ８１を用いて撮影する。つまり、１台のテレビカメラ８１を、間隔ｐで規定される複数の位置に配置し、それぞれの位置に対応した物体８５の複数枚の平面画像８５を撮影する。そして、これらの平面画像８５のデータを、デジタイザー８３を用いてコンピュータ８２に入力し、イメ−ジデ−タとして記憶させる。
【００４８】
なお、これらの平面画像８５のデータをコンピュータ８２へ入力するには、ビデオテープに録画したデ−タを用いてもよいし、写真や映画のデータを用いてもよい。また、立体表示したい物体８５は、実存する物体に限らず、コンピュータ・グラフィックスであってもよい。
【００４９】
一方、このような視差原画から立体像を観察するためには、左から撮影した像が観察時に左から観察でき、右から撮影した像が右から観察できるようにする必要がある。
【００５０】
そこで、本実施例では、制御装置６により、視差原画情報入力装置５から入力された視差画像を基に、所定の視差画像を空間変調素子２に表示すると共に、この視差画像の方向に反射光が反射する角度にマイクロ・ミラー・デバイス１の各々のミラーの方向を制御すべき制御信号を、空間変調素子駆動装置３、およびミラー・デバイス駆動装置４に与えることによって、視差画像が順番に空間変調素子２上に表示され、この像が立体像として観察されるように、あらかじめ計算された方向にマイクロ・ミラー・デバイス１の各々のミラー方向が順次制御される。
【００５１】
これを、図４に示すフロー図にしたがって説明すると、まず、視差番号、および時間が０に初期化さける。
【００５２】
次に、時間ｔにおける視差ｎの像が、空間変調素子２に表示される。また、これと同時に、マイクロ・ミラー・デバイス１の各ミラーの方向が、視差番号ｎによって決められる方向に向けられる。このマイクロ・ミラー・デバイス１の各ミラーの方向と表示像を高速で変化させることにより、１枚の立体像を表現することができる。
【００５３】
そして、このような処理を高速に、表示する立体像を時間ｔにしたがって変化させながら行なうことにより、動画立体像を表現することができる。
【００５４】
なお、上記において、マイクロ・ミラー・デバイス１の各ミラーの方向は、次のようにして求めることができる。
【００５５】
すなわち、図５に示すように、マイクロ・ミラー・デバイス１面に対して、Ｘ−Ｚ軸平面上に射影した角度θｘ、Ｙ−Ｚ軸平面上に射影した角度θｙの角度で入射したとする。この時、Ｘ−Ｚ軸平面上で角度αで光を反射するためのミラーの回動角ΩｘおよびΩｙ（Ｙ軸を中心としたＸ−Ｚ軸平面上での回動角をΩｘ、Ｘ軸を中心としたＹ−Ｚ軸平面上での回動角をΩｙ）は、次のような式で求めることができる。
【００５６】
Ωｘ＝（α＋θｘ）／２
Ωｙ＝θｙ／２                                    ……（１）
【００５７】
従って、以下のような種々の効果が得られるものである。
【００５８】
（ａ）空間変調素子２によって光の強度を変化させると同時に、マイクロ・ミラー・デバイス１のミラーを高速駆動することによって光の方向を変化させているため、立体・可変画像を表示することが可能となる。
【００５９】
（ｂ）前述した従来の回折格子による方法では、回折格子の光の照射する領域によって光の方向が決められていた、すなわち面積分割によって光の方向が決定されていたのに対して、本実施例では、マイクロ・ミラー・デバイス１のミラーを高速に駆動することによって光の方向を変化させていることから、光の方向は時分割によって決定されるため、従来と比較して、高い解像度を持つ立体・可変画像を表現することが可能となる。
【００６０】
（ｃ）同一の解像度の像であれば、立体・可変画像装置本体を構成する最小単位要素が大きいため、回折の影響を受け難く、ぼけの少ない像を再生することが可能となる。
【００６１】
（ｄ）回折現象に比較して反射は高い効率を持つため、明るい像を観察することが可能となる。
【００６２】
（ｅ）回折のような色による再生光のズレがないため、カラー化を容易に行なうことが可能となる。
【００６３】
（ｆ）立体・可変画像装置本体を構成する空間変調要素２を、マイクロ・ミラー・デバイス１のミラー列への入射光の入射側直前に配置し、マイクロ・ミラー・デバイス１を照明光で照明して、マイクロ・ミラー・デバイス１によって反射された光を再生光として観察するようにしているため、光が空間変調要素２を２回通過することにより、光の変調効率を高めることが可能となる。
【００６４】
（ｇ）立体・可変画像装置本体を構成する空間変調要素２を、マイクロ・ミラー・デバイス１のミラー列への入射光の入射側直前に配置しているため、立体・可変画像装置本体のコンパクト化を図ることが可能となる。
【００６５】
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、次のようにしても同様に実施できるものである。
【００６６】
（ａ）上記実施例では、立体・可変画像装置本体を構成する空間変調要素２を、マイクロ・ミラー・デバイス１のミラー列への入射光の入射側直前に配置し、マイクロ・ミラー・デバイス１を照明光で照明して、マイクロ・ミラー・デバイス１によって反射された光を再生光として観察する場合について説明したが、これに限らず、例えば図６に斜視図を示すように、照明光を空間変調素子２で変調したものを、レンズ７によってマイクロ・ミラー・デバイス１上に結像し、この光をマイクロ・ミラー・デバイス１で反射したものを再生光とするようにしてもよい。
【００６７】
かかる立体・可変画像装置本体の構成とすることにより、レンズ７の位置に応じて画像を拡大または縮小させることができるため、マイクロ・ミラー・デバイス１と空間変調要素２とを組み立てる際の位置調整を容易に行なうことが可能となる。
【００６８】
（ｂ）上記実施例では、マイクロ・ミラー・デバイス１の各ミラーの方向を、（１）式に基づいて求める場合について説明したが、これに限らず、例えば以下のようにして求めるようにしてもよい。
【００６９】
すなわち、図７に示すように、マイクロ・ミラー・デバイス１面に対して、Ｘ−Ｚ軸平面上に射影した角度θｘ、Ｙ−Ｚ軸平面上に射影した角度θｙの角度で入射したとする。この時、Ｘ−Ｚ軸平面上で角度α、Ｙ−Ｚ軸平面上で角度βで光を反射するためのミラーの回動角ΩｘおよびΩｙ（Ｙ軸を中心としたＸ−Ｚ軸平面上での回動角をΩｘ、Ｘ軸を中心としたＹ−Ｚ軸平面上での回動角をΩｙ）は、次のような式で求めることができる。
【００７０】
Ωｘ＝（α＋θｘ）／２
Ωｙ＝（β＋θｙ）／２                                ……（２）
（ｃ）上記実施例では、複数の視差画像に基づいて、所定の視差画像を空間変調素子２に表示すると共に、当該視差画像の方向に反射光が反射する角度にマイクロ・ミラー・デバイス１の各々のミラーの方向を制御する場合について説明したが、これに限らず、例えば画像パターンの異なる複数の画像を入力する画像入力装置を備え、これにより入力された画像に基づいて、所定の視差画像を空間変調素子２に表示すると共に、当該視差画像の方向に反射光が反射する角度にマイクロ・ミラー・デバイス１の各々のミラーの方向を制御するようにしても、前述の場合と同様の効果が得られるものである。
【００７１】
（ｄ）上記実施例では、空間変調要素２として、液晶パネル、映画フィルム等のフィルムを用いる場合について説明したが、これに限らず、その他の要素を用いるようにしてもよい。
【００７２】
（ｅ）上記実施例では、視差画像を表示する手段として、空間変調要素を用いる場合について説明したが、これに限らず、視差画像を表示する手段として、ＣＲＴディスプレイ、またはプラズマディスプレイ、もしくはＥＬパネル等の自己発光型のデバイスを用いるようにしてもよい。
【００７３】
図８は、この種のマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置本体の構成例を示す斜視図であり、前記各実施例と同一要素には同一符号を付して示している。
【００７４】
すなわち、本実施例の立体・可変画像表示装置は、図８に示すように、画像表示デバイス９で表示した所定の画像を、レンズ７によってマイクロ・ミラー・デバイス１上に結像し、この光をマイクロ・ミラー・デバイス１で反射したものを再生光とするようにしている。
【００７５】
かかる立体・可変画像装置本体の構成とすることにより、前記各実施例の場合と同様に、立体・可変画像を表示することが可能となる他、カラー化が極めて容易であること、証明項を発光する手段が別途必要ないため、装置全体が簡略化でき、省スペースで低コストな製品を実現することが可能となる。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、基板上に微小なミラーを複数個配置してなるマイクロ・ミラー・デバイスと、照明光を空間的に変調し、当該変調された照明光がマイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーに入射するように配置された空間変調素子とを備えて装置本体を構成し、複数の視差画像、または画像パターンの異なる複数の画像を基に、所定の画像を空間変調素子に表示すると共に、当該画像の方向に反射光が反射する角度にマイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーの方向を制御するか、または基板上に微小なミラーをマトリクス状に複数個配置してなるマイクロ・ミラー・デバイスと、表示した画像がマイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーで反射するように配置された画像表示デバイスとを備えて装置本体を構成し、複数の視差画像、または画像パターンの異なる複数の画像を基に、所定の画像を画像表示デバイスに表示すると共に、当該画像の方向に反射光が反射する角度にマイクロ・ミラー・デバイスの各々のミラーの方向を制御するようにしたので、ぼけが少なくかつ高い解像度を持ちしかも明るい立体・可変画像を表示することが可能なマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置本体の一実施例を示す斜視図。
【図２】本発明によるマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置の全体構成例を示すブロック図。
【図３】同実施例における原画像の撮影方法を説明するための概要図。
【図４】同実施例におけるマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置の作用を説明するためのフロー図。
【図５】同実施例におけるマイクロ・ミラー・デバイス１の各ミラーの方向を求める方法を説明するための概要図。
【図６】本発明によるマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置本体の他の実施例を示す斜視図。
【図７】同実施例におけるマイクロ・ミラー・デバイス１の各ミラーの方向を求める他の方法を説明するための概要図。
【図８】本発明によるマイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置本体の他の実施例を示す斜視図。
【符号の説明】
１…マイクロ・ミラー・デバイス、２…空間変調素子、３…空間変調素子駆動装置、４…ミラー・デバイス駆動装置、５…視差原画情報入力装置、６…制御装置、７…レンズ、８０…平面画像、８１…テレビカメラ、８２…コンピュータ、８３…デジタイザー、８５…物体、９…画像表示デバイス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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