(57)【要約】【課題】観察方向に応じた任意の３次元画像を表示する。【解決手段】オブジェクトを表示する画像表示装置１０Ｂと、オブジェクトの画像を記憶する外部記憶装置３０とを備えた画像表示システム４０を提供する。画像表示装置１０Ｂは、基準方位を設定する基準方位設定部１１Ｂと、基準方位から相対方位を算出する相対方位算出部１２Ｂと、相対方位情報を外部記憶装置３０に送信するとともに、該相対方位情報に応じた画像情報を受信する端末装置２０と、受信した画像情報を表示する画像表示部１６Ｂとを備える。また、外部記憶装置３０は、オブジェクトを複数の方位から観察したときに得られる画像を記憶する画像記憶部３４と、画像を相対方位に応じて変換させる画像変換部３５と、画像表示装置１０Ｂから相対方位情報を受信するとともに、該相対方位情報に応じた画像情報を送信する外部通信部３１とを備える。【選択図】      図１２
2006184573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オブジェクトの画像を表示する画像表示装置において、
複数の方位からそれぞれ観察されたオブジェクトを表す画像情報が記憶される画像記憶手段と、
前記画像表示装置本体の基準方位を設定する基準方位設定手段と、
前記画像表示装置本体の回転角度を検出する回転角度検出手段と、
前記基準方位から前記回転角度だけ回転した相対方位を算出する相対方位算出手段と、
前記相対方位に基づいて、前記画像記憶手段内から対応する画像情報を抽出する画像情報抽出手段と、
前記抽出された画像情報を前記相対方位に基づいて、前記観察されたオブジェクトのアスペクト比を維持するように変換する画像変換手段と、
前記変換された画像情報を表示する画像表示手段と
を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像表示装置において、
前記画像表示装置本体の基準位置を設定する基準位置設定手段と、
前記画像表示装置本体の移動量を検出する移動量検出手段と、
前記基準位置から前記移動量だけ移動した相対位置を算出する相対位置算出手段と、
前記画像情報抽出手段により抽出される画像情報の領域を前記相対位置に応じて移動させる画像移動手段と
を更に備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像表示装置において、
前記回転角度検出手段はジャイロからなり、
前記移動量検出手段は加速度計からなり、
前記相対位置算出手段は、前記加速度計により鉛直方位を識別し、測定される加速度のうち、重力加速度を除外し、残りの加速度に基づいて、前記相対位置を算出することを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像表示装置において、
前記画像表示手段は、凸曲面形状に形成された表示部を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像表示装置において、
前記画像表示手段は、変形可能なシート状の表示面を有するフレキシブルディスプレイからなることを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像表示装置において、
前記画像表示手段は、円筒形状に形成された表示部を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像表示装置において、
前記画像表示手段は、内部投影型ディスプレイからなることを特徴とする画像表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の画像表示装置において、
前記画像表示手段は、投影部と、前記投影部を収容するように中空の球形状に形成された表示部を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像表示装置において、
前記画像表示手段は、カード形状に形成されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】
オブジェクトの画像情報が記憶された記憶装置と、
前記画像情報を表示する画像表示装置と
を備えた画像表示システムにおいて、
前記画像表示装置は、
該画像表示装置本体の基準方位を設定する基準方位設定手段と、
前記画像表示装置本体の回転角度を検出する回転角度検出手段と、
前記基準方位から前記回転角度だけ回転した相対方位を算出する相対方位算出手段と、
前記相対方位を示す相対方位情報を前記記憶装置に送信する相対方位送信手段と、
該送信した相対方位情報に応じた画像情報を前記記憶装置から受信する画像情報受信手段と、
前記受信した画像情報を表示する画像表示手段と
を備え、
前記記憶装置は、
複数の方位からそれぞれ観察されたオブジェクトを表す画像情報が記憶される画像記憶手段と、
前記画像表示装置から相対方位情報を受信する相対方位受信手段と、
前記受信した相対方位情報に基づいて、前記画像記憶手段内の対応する画像情報を抽出する画像情報抽出手段と、
前記抽出された画像情報を前記相対方位情報に基づいて、前記観察されたオブジェクトのアスペクト比を維持するように変換する画像変換手段と、
前記変換された画像情報を前記画像表示装置に送信する画像情報送信手段と
を備えたことを特徴とする画像表示システム。
【請求項１１】
オブジェクトの画像情報が記憶された記憶装置と、
前記画像情報を表示する画像表示装置と
を備えた画像表示システムにおいて、
前記画像表示装置は、
該画像表示装置本体の基準位置を設定する基準位置設定手段と、
前記画像表示装置本体の移動量を検出する移動量検出手段と、
前記基準位置から前記移動量だけ移動した相対位置を算出する相対位置算出手段と、
前記相対位置を示す相対位置情報を前記記憶装置に送信する相対位置送信手段と、
該送信した相対位置情報に応じた画像情報を前記記憶装置から受信する画像情報受信手段と、
前記受信した画像情報を表示する画像表示手段と
を備え、
前記記憶装置は、
観察されたオブジェクトを表す画像情報が記憶される画像記憶手段と、
前記画像表示装置から相対位置情報を受信する相対位置受信手段と、
前記受信した相対位置情報に基づいて、前記画像記憶手段内の対応する領域の画像情報を抽出する画像情報抽出手段と、
前記抽出された画像情報を前記画像表示装置に送信する画像情報送信手段と
を備えたことを特徴とする画像表示システム。
【請求項１２】
請求項１０に記載の画像表示システムにおいて、
前記画像表示装置は、
前記画像表示装置本体の基準位置を設定する基準位置設定手段と、
前記画像表示装置本体の移動量を検出する移動量検出手段と、
前記基準位置から前記移動量だけ移動した相対位置を算出する相対位置算出手段と
を更に備え、
前記記憶装置は、前記画像情報抽出手段により抽出される画像情報の領域を前記相対位置に応じて移動させる画像移動手段と
を更に備えたことを特徴とする画像表示システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の画像表示システムにおいて、
前記回転角度検出手段はジャイロからなり、
前記移動量検出手段は加速度計からなり、
前記相対位置算出手段は、前記加速度計により鉛直方位を識別し、測定される加速度のうち、重力加速度を除外し、残りの加速度に基づいて、前記相対位置を算出することを特徴とする画像表示装置システム。
【請求項１４】
請求項１０乃至請求項１３のいずれか１項に記載の画像表示システムに用いられる画像表示装置において、
前記画像表示手段は、凸曲面形状に形成された表示部を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１５】
請求項１０乃至請求項１４のいずれか１項に記載の画像表示システムに用いられる画像表示装置において、
前記画像表示手段は、変形可能なシート状の表示面を有するフレキシブルディスプレイからなることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１６】
請求項１０乃至請求項１５のいずれか１項に記載の画像表示システムに用いられる画像表示装置において、
前記画像表示手段は、円筒形状に形成された表示部を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１７】
請求項１０乃至請求項１６のいずれか１項に記載の画像表示システムに用いられる画像表示装置において、
前記画像表示手段は、内部投影型ディスプレイからなることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１８】
請求項１０乃至請求項１７のいずれか１項に記載の画像表示システムに用いられる画像表示装置において、
前記画像表示手段は、投影部と、前記投影部を収容するように中空の球形状に形成された表示部を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１９】
請求項１０乃至請求項１３のいずれか１項に記載の画像表示システムに用いられる画像表示装置において、
前記画像表示手段は、加速度計あるいはジャイロを有したカード形状に形成されていることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元画像を表示する画像表示装置及び画像表示システムに係り、特に、観察方向に応じた任意の３次元画像を表示し得る画像表示装置及び画像表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、３次元画像を表示する技術として様々な方法が提案されている。その代表的な物としては、ホログラムが挙げられる。
【０００３】
ホログラムは、１μｍ以下の微細な回折パターンを基板の表面に施して波長レベルで光の回折を制御している。これにより、ホログラムを左右に傾けた際に、観察方向に応じたオブジェクト（観察対象）の画像を表示して、画像を３次元的に見えるようにしている。
【０００４】
例えば、各種ホログラムのうち、ホログラフィックステレオグラムは、被写体を異なる観察点から順次撮影することにより得られた多数の画像を原画として、これらを１枚のホログラム記録媒体に短冊状又はドット状の要素ホログラムとして順次記録することにより作成される。このホログラフィックステレオグラムにおける画質や作製プロセスの改善を目的とした提案は多数ある（例えば、特許文献１−３及び非特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平５−５３４９３号公報
【特許文献２】特開平６−１１０３７０号公報
【特許文献３】特開平９−１１３８４６号公報
【非特許文献１】辻内順平編著、「ホログラフィックディスプレイ」、産業図書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、以上のような画像表示技術では、予めホログラムの基板表面に回折パターンを形成することにより、観察方向に応じたオブジェクトの画像を表示している。そのため、一旦作成した画像を変更できず、任意の３次元画像を表示できないものとなっている。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、観察方向に応じた任意の３次元画像を表示し得る画像表示装置及び画像表示システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に対応する発明は、オブジェクトの画像を表示する画像表示装置において、複数の方位からそれぞれ観察されたオブジェクトを表す画像情報が記憶される画像記憶手段と、前記画像表示装置本体の基準方位を設定する基準方位設定手段と、前記画像表示装置本体の回転角度を検出する回転角度検出手段と、前記基準方位から前記回転角度だけ回転した相対方位を算出する相対方位算出手段と、前記相対方位に基づいて、前記画像記憶手段内から対応する画像情報を抽出する画像情報抽出手段と、前記抽出された画像情報を前記相対方位に基づいて、前記観察されたオブジェクトのアスペクト比を維持するように変換する画像変換手段と、前記変換された画像情報を表示する画像表示手段とを備えた画像表示装置である。
【０００８】
請求項２に対応する発明は、請求項１に対応する画像表示装置において、前記画像表示装置本体の基準位置を設定する基準位置設定手段と、前記画像表示装置本体の移動量を検出する移動量検出手段と、前記基準位置から前記移動量だけ移動した相対位置を算出する相対位置算出手段と、前記画像情報抽出手段により抽出される画像情報の領域を前記相対位置に応じて移動させる画像移動手段とを更に備えた画像表示装置である。
【０００９】
請求項３に対応する発明は、請求項２に対応する画像表示装置において、前記回転角度検出手段はジャイロからなり、前記移動量検出手段は加速度計からなり、前記相対位置算出手段は、前記加速度計により鉛直方位を識別し、測定される加速度のうち、重力加速度を除外し、残りの加速度に基づいて、前記相対位置を算出する画像表示装置である。
【００１０】
請求項４に対応する発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に対応する画像表示装置において、前記画像表示手段は、凸曲面形状に形成された表示部を備えた画像表示装置である。
【００１１】
請求項５に対応する発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に対応する画像表示装置において、前記画像表示手段は、変形可能なシート状の表示面を有するフレキシブルディスプレイからなる画像表示装置である。
【００１２】
請求項６に対応する発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に対応する画像表示装置において、前記画像表示手段は、円筒形状に形成された表示部を備えた画像表示装置である。
【００１３】
請求項７に対応する発明は、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する画像表示装置において、前記画像表示手段は、内部投影型ディスプレイからなる画像表示装置である。
【００１４】
請求項８に対応する発明は、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に対応する画像表示装置において、前記画像表示手段は、投影部と、前記投影部を収容するように中空の球形状に形成された表示部を備えた画像表示装置である。
【００１５】
請求項９に対応する発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に対応する画像表示装置において、前記画像表示手段は、カード形状に形成されている画像表示装置である。
【００１６】
請求項１０に対応する発明は、オブジェクトの画像情報が記憶された記憶装置と、前記画像情報を表示する画像表示装置とを備えた画像表示システムにおいて、前記画像表示装置は、該画像表示装置本体の基準方位を設定する基準方位設定手段と、前記画像表示装置本体の回転角度を検出する回転角度検出手段と、前記基準方位から前記回転角度だけ回転した相対方位を算出する相対方位算出手段と、前記相対方位を示す相対方位情報を前記記憶装置に送信する相対方位送信手段と、該送信した相対方位情報に応じた画像情報を前記記憶装置から受信する画像情報受信手段と、前記受信した画像情報を表示する画像表示手段とを備え、前記記憶装置は、複数の方位からそれぞれ観察されたオブジェクトを表す画像情報が記憶される画像記憶手段と、前記画像表示装置から相対方位情報を受信する相対方位受信手段と、前記受信した相対方位情報に基づいて、前記画像記憶手段内の対応する画像情報を抽出する画像情報抽出手段と、前記抽出された画像情報を前記相対方位情報に基づいて、前記観察されたオブジェクトのアスペクト比を維持するように変換する画像変換手段と、前記変換された画像情報を前記画像表示装置に送信する画像情報送信手段と
を備えた画像表示システムである。
【００１７】
請求項１１に対応する発明は、オブジェクトの画像情報が記憶された記憶装置と、前記画像情報を表示する画像表示装置とを備えた画像表示システムにおいて、前記画像表示装置は、該画像表示装置本体の基準位置を設定する基準位置設定手段と、前記画像表示装置本体の移動量を検出する移動量検出手段と、前記基準位置から前記移動量だけ移動した相対位置を算出する相対位置算出手段と、前記相対位置を示す相対位置情報を前記記憶装置に送信する相対位置送信手段と、該送信した相対位置情報に応じた画像情報を前記記憶装置から受信する画像情報受信手段と、前記受信した画像情報を表示する画像表示手段とを備え、前記記憶装置は、観察されたオブジェクトを表す画像情報が記憶される画像記憶手段と、前記画像表示装置から相対位置情報を受信する相対位置受信手段と、前記受信した相対位置情報に基づいて、前記画像記憶手段内の対応する領域の画像情報を抽出する画像情報抽出手段と、前記抽出された画像情報を前記画像表示装置に送信する画像情報送信手段とを備えた画像表示システムである。
【００１８】
請求項１２に対応する発明は、請求項１０に対応する画像表示システムにおいて、前記画像表示装置は、前記画像表示装置本体の基準位置を設定する基準位置設定手段と、前記画像表示装置本体の移動量を検出する移動量検出手段と、前記基準位置から前記移動量だけ移動した相対位置を算出する相対位置算出手段とを更に備え、前記記憶装置は、前記画像情報抽出手段により抽出される画像情報の領域を前記相対位置に応じて移動させる画像移動手段とを更に備えた画像表示システムである。
【００１９】
請求項１３に対応する発明は、請求項１２に対応する画像表示システムにおいて、前記回転角度検出手段はジャイロからなり、前記移動量検出手段は加速度計からなり、前記相対位置算出手段は、前記加速度計により鉛直方位を識別し、測定される加速度のうち、重力加速度を除外し、残りの加速度に基づいて、前記相対位置を算出する画像表示装置システムである。
【００２０】
請求項１４に対応する発明は、請求項１０乃至請求項１３のいずれか１項に対応する画像表示システムに用いられる画像表示装置において、前記画像表示手段は、凸曲面形状に形成された表示部を備えた画像表示装置である。
【００２１】
請求項１５に対応する発明は、請求項１０乃至請求項１４のいずれか１項に対応する画像表示システムに用いられる画像表示装置において、前記画像表示手段は、変形可能なシート状の表示面を有するフレキシブルディスプレイからなる画像表示装置である。
【００２２】
請求項１６に対応する発明は、請求項１０乃至請求項１５のいずれか１項に対応する画像表示システムに用いられる画像表示装置において、前記画像表示手段は、円筒形状に形成された表示部を備えた画像表示装置である。
【００２３】
請求項１７に対応する発明は、請求項１０乃至請求項１６のいずれか１項に対応する画像表示システムに用いられる画像表示装置において、前記画像表示手段は、内部投影型ディスプレイからなる画像表示装置である。
【００２４】
請求項１８に対応する発明は、請求項１０乃至請求項１７のいずれか１項に対応する画像表示システムに用いられる画像表示装置において、前記画像表示手段は、投影部と、前記投影部を収容するように中空の球形状に形成された表示部を備えた画像表示装置である。
【００２５】
請求項１９に対応する発明は、請求項１０乃至請求項１３のいずれか１項に対応する画像表示システムに用いられる画像表示装置において、前記画像表示手段は、加速度計あるいはジャイロを有したカード形状に形成されている画像表示装置である。
【００２６】
＜作用＞
従って、請求項１に対応する発明は、複数の方位からそれぞれ観察されたオブジェクトの画像情報が記憶される画像記憶手段を有し、画像表示装置本体の基準方位から回転した相対方位を算出し、相対方位により画像記憶手段から抽出した画像情報を相対方位に基づいて、予め観察されたオブジェクトの形状やアスペクト比を維持するように変換し画像を表示する構成により、観察方向に応じた任意の３次元画像を表示することができる。また、表示装置本体が傾いてもオブジェクトの大きさを維持しながら表示する構成のため、より実体に近い感覚を与えるようにオブジェクト画像を表示することができる。画像記憶手段内の画像情報をリアルタイムで抽出及び変換できるので、リアルタイムに３次元画像を表示する画像表示装置を提供することができる。
【００２７】
請求項２に対応する発明は、画像表示装置本体の基準位置を設定し、基準位置から移動した相対位置を算出し、画像を相対位置に応じて移動させる構成により、請求項１に対応する作用に加え、非常に広い面積に渡って情報が記憶されているにもかかわらず、その一部分のみを選択的に表示する画像表示装置を提供できる。
【００２８】
請求項３に対応する発明は、相対位置算出手段が、加速度計により測定される加速度から重力加速度を除外するので、請求項２に対応する作用に加え、高精度に相対位置を算出することができる。
【００２９】
請求項４，１４に対応する発明は、画像表示手段が凸曲面形状に形成された表示部からなることから、請求項１〜３，１０〜１３に対応する作用に加え、円柱等に貼り付けたポスター等にも利用が可能な画像表示装置を提供することができる。
【００３０】
請求項５，１５に対応する発明は、画像表示手段がフレキシブルディスプレイからなることから、請求項１〜４，１０〜１４に対応する作用に加え、新聞、雑誌、及び書籍等に利用することが可能な画像表示装置を提供することができる。例えば、フレキシブルディスプレイを円筒形に変形させることで、多方向から観察することが可能な形状のディスプレイが得られる。画像変換演算を切り替えることで、平面状および円筒状のディスプレイとしての使用が可能となる。
【００３１】
請求項６，１６に対応する発明は、画像表示手段が円筒形状に形成された表示部からなることから、請求項１〜５，１０〜１５に対応する作用に加え、円柱等に貼り付けたポスター等にも利用が可能な画像表示装置を提供することができる。
【００３２】
請求項７，１７に対応する発明は、画像表示手段が内部投影型ディスプレイからなることから、請求項１〜６，１０〜１６に対応する作用に加え、全方位観測が可能な画像表示装置を提供することができる。
【００３３】
請求項８，１８に対応する発明は、画像表示手段が投影部と投影部を包む球形状の表示部からなることから、請求項１〜７，１０〜１７に対応する作用に加え、全方位観測が可能な画像表示装置を提供することができる。
【００３４】
請求項９，１９に対応する発明は、画像表示手段がカード形状であることから、請求項１〜３，１０〜１３に対応する作用に加え、携帯利用が容易な画像表示装置を提供することができる。
【００３５】
請求項１０に対応する発明は、画像表示装置が、基準方位設定手段、回転角度検出手段、相対方位算出手段、相対方位送信手段、画像情報受信手段及び画像表示手段を備え、記憶装置が、画像記憶手段、画像抽出手段、相対方位受信手段、画像変換手段及び画像情報送信手段を備えた構成により、大容量の画像情報を外部の記憶装置に記憶し、相対方位情報及び画像情報の送受信を介して、画像表示装置に任意の３次元画像を観察方向に応じて表示することができる。このため、画像表示装置を小型化することができ、携帯型画像表示装置を提供できる。また、画像記憶手段内の画像情報をリアルタイムで抽出、変換及び送信できるので、リアルタイムに３次元画像を表示する画像表示システムを提供することができる。また、表示装置本体が傾いてもオブジェクトの大きさを維持しながら表示する構成のため、より実体に近い感覚を与えるようにオブジェクト画像を表示することができる。
【００３６】
請求項１１に対応する発明は、画像表示装置が、基準位置設定手段、移動量検出手段、相対位置算出手段、相対位置送信手段、画像情報受信手段及び画像表示手段を備え、記憶装置が、画像記憶手段、相対位置受信手段、画像抽出手段及び画像情報送信手段を備えた構成により、大容量の画像情報を外部の記憶装置に記憶し、相対位置情報及び画像情報の送受信を介して、画像表示装置に任意の３次元画像を観察位置に応じて表示することができる。このため、画像表示装置を小型化することができ、携帯型画像表示装置を提供できる。また、画像記憶手段内の画像情報をリアルタイムで抽出、変換及び送信できるので、リアルタイムに３次元画像を表示する画像表示システムを提供することができる。
【００３７】
請求項１２に対応する発明は、画像表示装置が、基準位置設定手段、移動量検出手段及び相対位置算出手段とを更に備え、記憶装置が、表示される画像情報の領域を相対位置に応じて移動させる画像移動手段とを更に備えた構成により、請求項１０に対応する作用に加え、非常に広い面積に渡って情報が記憶されているにもかかわらず、その一部分のみを選択的に表示する画像表示システムを提供できる。
【００３８】
請求項１３に対応する発明は、相対位置算出手段が、加速度計により測定される加速度から重力加速度を除外するので、請求項１２に対応する作用に加え、高精度に相対位置を算出することができる。
【発明の効果】
【００３９】
以上説明したように、本発明によれば、観察方向に応じた任意の３次元画像を表示できる画像表示装置及び画像表示システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００４１】
＜第１の実施形態＞
図１は第１の実施形態に係る画像表示装置を示す模式図であり、図２は外観の一例を示した図である。
【００４２】
この画像表示装置１０Ａは、基準方位設定部１１Ａ、相対方位算出部１２Ａ、画像抽出部１３Ａ、画像記憶部１４Ａ、画像変換部１５Ａ、画像表示部１６Ａおよび制御部１７Ａ（図示せず）を備えている。
【００４３】
基準方位設定部１１Ａは、画像表示装置１０Ａの基準方位を設定し、設定した基準方位情報を相対方位算出部１２Ａに送出するものである。ここでは、基準方位設定ボタン１１Ｓが押下された場合に、ディスプレイ１６Ｓの法線の方位を基準方位として設定する。
【００４４】
相対方位算出部１２Ａは、基準方位設定部１１Ａが送出した基準方位情報を受けると、画像表示装置１０Ａの相対方位を連続的に算出し、得られた相対方位情報を画像抽出部１３Ａに送出するものである。
【００４５】
相対方位は、３軸ジャイロセンサー（以下、ジャイロともいう）を用いて算出する。このジャイロは、角速度検出デバイス（回転角度検出手段）であり、例えば回転運動をする物質を組込み、コリオリ力に代表される回転に抗する力が相対的に働く事で、回転量を検出する。なお、ジャイロには、光の直進性を利用したレーザを用いるジャイロ、水晶振動子の振動面の慣性を利用したジャイロ等がある。
【００４６】
具体的な相対方位の算出方法は、オイラー角法など様々な方法があり、リアルタイムで実行する観点から、計算しやすい方法によって相対方位を表現することが好ましい。例えば、ディスプレイ１６Ｓから見た観察者５０の方位は、図３に示すように、３つの回転方向Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を指定して表現することができる。Ｐ１およびＰ２により観察者５０の方位を指定し、Ｐ３により観察者５０の両眼に対するディスプレイとのなす角を指定する。例えば、ここでＰ１はディスプレイ中心からの法線（垂線）となす角である。また、ディスプレイ１６Ｓの回転の３軸を用いて表現する場合は、図４に示すように、画像表示装置１０Ａの３軸Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３を指定して表現する。なお、Ｑ１とＱ２軸だけを指定して用が足りるような場合は、２軸のジャイロセンサーを組み込むだけでよい。
【００４７】
画像抽出部１３Ａは、相対方位算出部１２Ａが送出した相対方位情報を受けると、この相対方位情報に応じたオブジェクトＸの画像情報を画像記憶部１４Ａから抽出し、得られた画像情報及び相対方位情報を画像変換部１５Ａに送出するものである。ここで、オブジェクトＸは、複数の観察方位から観察可能な対象であれば、任意のものが適用可能であり、例えば平面的なもの又は立体的なもののいずれでもよい。オブジェクトＸの画像情報は、プログラミング作業及び／又はデジタルカメラ撮影などのように、任意の方法により準備可能となっている。
【００４８】
画像記憶部１４Ａは、オブジェクトＸを複数の方位から観察したときに得られる画像情報を記憶しておくものである。
【００４９】
なお、本発明において、「複数の方位からそれぞれ観察されたオブジェクトを表す画像情報」とは、複数の2次元画像データによって構成されている必要は無い。表示対象を3次元的に定義したオブジェクトデータから構成され、それを元に、指示された観察者の観察方位に従い随時演算によって、ある方向から観察されるときに生成される画像も含む。すなわち、複数の画像情報が2次元的な数値データの配列データとして記録されている必要はなく、複数の方位から観察されたオブジェクトの画像を生成する為の情報が記録されていればよい。近年、コンピューターグラフィックスによってオブジェクトを3次元的に定義しておき、任意の方位から観察したときの観察画像を生成する技術が発達している。このような技術を用いて表示する画像情報を本発明は除外しない。また、これらオブジェクトならびにオブジェクトを表す画像情報は随時変更されていてもよく、連続的に更新させれば、観察者に動画として画像を提供できる。
【００５０】
画像変換部１５Ａは、画像抽出部１３Ａが送出した画像情報及び相対方位情報を受けると、この画像情報を相対方位情報に応じてオブジェクトを観察する際にその画像が歪まないように観察者にとってアスペクト比を維持するように変換する。また、変換した画像情報を画像表示部１６Ａに送出するものである。
【００５１】
なお、本発明において、アスペクト比を維持するとは、オブジェクトの観察者の視覚により認識させたい画像を、画像表示手段の回転や移動の前後で少なくとも幾何学的に相似の関係になるように表示画像を連続的に変換することである。すなわち、画像表示手段の回転や移動による歪みを生じなくすることを指す。
【００５２】
また、画像変換はディスプレイ１６Ｓの傾斜に応じて、画像情報の横及び縦の幅を拡大する変換処理を行う。例えば、図５（Ａ）に示すように、観察者５０が９０度の傾斜方向からディスプレイ１６Ｓを観察した場合、図５（Ｂ）に示すように、ディスプレイ５０に図形Ｘ１の画像が表示されたとする。これを、図６（Ａ）に示すように、観察者５０がｔ度の傾斜方向からディスプレイ１６Ｓを観察する場合には、図６（Ｂ）に示すように、画像変換部１５Ａは、ディスプレイ１６Ｓに表示されている図形Ｘ１の画像を縦長にした画像Ｘ２に変換する。このような画像変換により、観察者５０は、ｔ度の傾斜方向から見える画像Ｘ２を、図５（Ｂ）に示すような、垂直方向から見た場合に観察するのと同じアスペクト比でひずみなく観察することができる。
【００５３】
画像表示部１６Ａは、画像変換部１５Ａにより変換された画像を表示するものであり、ここでは平面型ディスプレイ１６Ｓを使用している。
【００５４】
制御部１７Ａは、基準方位設定部１１Ａ、相対方位算出部１２Ａ、画像抽出部１３Ａ、画像記憶部１４Ａ、画像変換部１５Ａ、画像表示部１６Ａにおける情報の授受を制御するものである。
【００５５】
次に、以上のように構成された画像表示装置１０Ａの動作を図７〜図１０を用いて説明する。
【００５６】
前提として、画像記憶部１４Ａには、ＡとＣの文字が描かれた円筒形のオブジェクトＡを複数の方位から観察したときに得られる画像が記憶されているものとする（図７（Ａ））。
【００５７】
始めに、画像表示装置１０Ａは、観察者５０の操作により、電源がオンにされる。これにより、初期状態の画像が平面型ディスプレイ１６Sに表示される。ここでは、初期状態の画像は、高さがＨで横幅がＬの円筒形オブジェクトＡの左右の端にＡとＣの文字が半分ずつ表示された画像Ａ１である（図７（Ｂ））。
【００５８】
続いて、画像表示装置１０Ａは、観察者５０により基準方位設定ボタン１１Ｓが押下操作され、ディスプレイ１６Ｓの法線の方位が基準方位として設定される。
【００５９】
次に、図８（Ａ）に示すように、画像表示装置１０Ａの左側を手前に、右側を奥にｔ１度だけ回転させると、相対方位算出部１２Ａは、基準方位から円筒形オブジェクトＡの中心軸を中心にマイナスｔ１度だけ回転された方位を相対方位として算出する。
【００６０】
続いて、画像抽出部１３Ａは、相対方位算出部１２Ａが送出した相対方位情報を受けると、相対方位情報に応じたオブジェクトＡの画像情報を画像記憶部１４Ａから抽出する。ここでは、オブジェクトＡの画像情報は、円筒形オブジェクトの中心にＡの文字が表示された画像情報Ａ２が抽出される。しかる後、画像抽出部１３Ａは、得られた画像情報及び相対方位情報を画像変換部１５Ａに送出する。
【００６１】
次に、画像変換部１５Ａは、この画像情報を相対方位情報に応じて変換する。すなわち、画像表示装置１０Ａの回転に応じて、画像情報の横幅を変化させている。具体的には、ディスプレイ１６Ｓに表示された際に、静止した観察者５０が表示された画像を観察した時に正しいアスペクト比でオブジェクト画像を認識できるようにするために、Ｌ／ｃｏｓ（ｔ１）の横方向拡大を行う。
【００６２】
続いて、画像表示部１６Ａは、画像変換部１４Ａにより横方向拡大された画像情報を表示する（図８（Ｂ））。
【００６３】
ここで、この画像情報を、画像表示装置１０Ａの中心軸からｔ１度だけ回転された方向から見ると、観察者５０は高さがＨで横幅がＬの円筒形オブジェクトＡの中心にＡの文字が表示された画像Ａ２を観察することができる。（図８（Ｃ））。
【００６４】
すなわち、観察者５０は、ｔ１度の傾斜方向からディスプレイ１６Ｓを観察しても、図７（Ａ）に示すような、初期状態のオブジェクトＡ１と同じ形状と大きさの円筒形オブジェクトＡ２を観察することができる。
【００６５】
また、同様にして、画像表示装置１０Ａの右側を手前に、左側を奥にｔ２度だけ回転させると、ディスプレイ１６Ｓには、Ｌ／ｃｏｓ（ｔ１）の横方向拡大された画像が表示される（図９（Ａ），（Ｂ））。そのため、観察者５０は、この画像表示装置１０Ａを回転させる前の位置で観察すると、高さがＨで横幅がＬの円筒形オブジェクトＡの中心にＣの文字が表示された画像Ａ３を観察することができる（図９（Ｃ））。
【００６６】
さらに同様にして、画像表示装置１０Ａの上側を手前に、下側を奥にｔ３度だけ傾斜させると、画像抽出部において、3次元的に定義されたオブジェクトを斜め上方から観察したときに観察されるはずの画像情報が生成される。
【００６７】
この際、３次元オブジェクトを先に観察した方向とは異なる方向から観察することにより、ＨはＨ’に変わり、さらに、抽出した画像は、画像表示装置が観察者に対する傾斜に従って、ディスプレイ１６Ｓに、高さH´を１／ｃｏｓ（ｔ３）倍引き伸ばした画像Ａ４に変化されて表示される（図１０（Ａ），（Ｂ））。そのため、観察者５０は、この画像表示装置１０Ａを傾斜させる前の位置で観察すると、高さがＨで横幅がＬの円筒形オブジェクトの中心にＡの文字が表示された画像を観察することができる（図１０（Ｃ））。
【００６８】
上述したように本実施形態によれば、オブジェクトＡを複数の方位から観察したときに得られる画像を記憶する画像記憶部１４Ａと、画像表示装置１０Ａの基準方位を設定する基準方位設定部１１Ａと、基準方位から画像表示装置１０Ａの相対方位を算出する相対方位算出部１２Ａと、画像を相対方位に応じて変換させる画像変換部１５Ａと、画像を表示する画像表示部１６Ａとを備えた構成により、観察方向に応じた任意の３次元画像を表示することができる。また、画像記憶部１４Ａ内の画像情報をリアルタイムで抽出及び変換できるので、リアルタイムに３次元画像を表示する画像表示装置１０Ａを提供することができる。
【００６９】
また、本実施形態においては、３次元で定義されるオブジェクトを例に挙げて説明したが、これに限らず、例えば文書のように２次元で定義されるオブジェクトであってもよい。この場合、少なくとも一つの方位から観察されたオブジェクトを表す画像情報があればよく、最初に抽出された画像情報を以後は相対方位に応じて文字のアスペクト比が維持されて観察されるように変換するだけでよい。これにより、ディスプレイ１６Ｓに表示される２次元オブジェクトは傾斜による画像の歪みが緩和されるので、電子ペーパーを机上で水平に使用する際などに読みやすくする効果があり有用である。
【００７０】
また、本実施形態においては、初期の基準方位あるいは表示画像をあらかじめ決めているが、ディスプレイ１６Sを傾斜させた位置で基準方位設定ボタン１１Sを押下することによって、傾斜させた位置の方位を基準方位に設定できる。これにより、ディスプレイ１６Sを観察する際の基準となる表示画像を変更できる。
【００７１】
なお、傾斜位置を基準方位とした場合、画像変換は、前述した拡大変換の他に、縮小変換が必要となる。理由は、相対方位が基準方位よりも正面方向（ディスプレイ１６Ｓの法線の方位）に近いときには、画像情報を縮小する必要が生じるからである。
【００７２】
さらに、位置を移動する場合も同様の表示をすることが可能である。すなわち、一旦ディスプレイ１６Sを観察者５０の前面左側に移送させた状態で基準方位設定ボタンを押下すると、観察者５０に対して左位置が初期位置として入力される。ここで、ディスプレイ１６Sを正面に戻した場合、被表示オブジェクトＡに相対的に右位置を、ディスプレイ１６Ｓを観察者５０が正面に移動する際に表示されるように制御可能である。
【００７３】
なお、本実施形態においては、基準方位設定ボタン１１Ｓが押下されると基準方位が設定されるが、これに限らず、基準方位設定ボタン１１Ｓが押下されている間は基準方位が設定されないように変形してもよい。
【００７４】
なお、本発明に使用される画像表示方法として、液晶とバックライトを使用した透過型ディスプレイや、反射型液晶ディスプレイなどを自由に選定できる。ただし、画像表示面が観察者から斜めに観察される事を前提にしているため、観察方位に従って画像の色調や明暗が左右されない方法を採用することが望ましい。特に、自発光型ディスプレイであるプラズマディスプレイやエレクトロルミネッセンスを利用したＥＬディスプレイの採用が好ましい。
【００７５】
＜第２の実施形態＞
図１１は本発明の第２の実施形態に係る画像表示システムを示す模式図であり、図１２は概念を示した図である。なお、既に説明した部分と同一部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する。以下の各実施形態も同様にして重複した説明を省略する。
【００７６】
この画像表示システム４０は、画像表示装置１０Ｂ、端末装置２０、外部記憶装置３０を備えている。本実施形態に係る画像表示システム４０は、第１の実施形態に係る画像表示装置１０Ａの画像抽出部１３Ａ、画像記憶部１４Ａ、画像変換部１５Ａを分離して、外部記憶装置３０にそれぞれ画像抽出部３３、画像記憶部３４、画像変換部３５として格納したものである。なお、画像表示装置１０Ｂ及び端末装置２０とは、単一の装置として設けてもよい。
【００７７】
画像表示装置１０Ｂは、基準方位設定部１１Ｂ、相対方位算出部１２Ｂ、画像表示部１６Ｂおよび制御部１７Ｂ（図示せず）を備えている。
【００７８】
基準方位設定部１１Ｂは、画像表示装置１０Ｂの基準方位を設定し、設定した基準方位情報を相対方位算出部１２Ｂに送出するものである。ここでは、基準方位設定ボタン１１Ｔが押下された場合に、ディスプレイ１６Ｔの法線の方位を基準方位として設定する。
【００７９】
相対方位算出部１２Ｂは、基準方位設定部１１Ｂが送出した基準方位情報を受けとり、画像表示装置１０Ｂの相対方位を算出し、算出した相対方位情報を端末通信部２１に送出するものである。他の機能は第１の実施形態における相対方位算出部１２と同様である。
【００８０】
画像表示部１６Ｂは、一時記憶部２２により記憶された画像を表示するものであり、ここではカード形状のディスプレイ１６Ｔを使用している。なお、ディスプレイ１６Ｔは両面が表示可能であってもよく、片面だけが表示可能であっても良い。カード形状は、特に大きさが３０ｃｍ四方以下、更に好ましくは１５ｃｍ×１０ｃｍの手帳型より小型であり、１０ｃｍ×８ｃｍ×厚さ５ｍｍ以下のものであることが好ましい。操作者が容易に手中にて回転傾動可能でさらに持ち運びが容易であるからである。
【００８１】
制御部１７Ｂは、基準方位設定部１１Ｂ、相対方位算出部１２Ｂ、画像表示部１６Ｂにおける情報の授受を制御するものである。
【００８２】
端末装置２０は、端末通信部２１、一時記憶部２２、端末制御部２３（図示せず）を備え、画像表示装置１０Ｂにコネクタ等を介して電気的に接続された携帯端末装置である。
【００８３】
端末通信部２１は、相対方位算出部１２Ｂが送出した相対方位情報を受けると、この相対方位情報を外部通信部３１に送信している。また、外部通信部３１から受信した画像情報を一時記憶部２２に送出する。
【００８４】
一時記憶部２２は、メモリ及び管理機能からなり、主には、端末通信部２１が送出した画像情報を記憶するものであり、使用頻度が高い画像情報を優先的に記憶する管理機能を有している。この管理機能は、必要に応じて、記憶した画像情報をディスプレイ１６Ｂに表示させるための転送機能をも有している。
【００８５】
端末制御部２３は、端末通信部２１、一時記憶部２２における情報の授受を制御するものである。
【００８６】
外部記憶装置３０は、外部通信部３１、画像抽出部３３、画像記憶部３４、画像変換部３５、外部制御部３６（図示せず）を備えている。
【００８７】
外部通信部３１は、端末通信部２１から相対方位情報を受信し、この相対方位情報を画像抽出部３３に送出するものである。また、画像変換部３５が送出した画像情報を受けると、この画像情報を端末通信部２１に送信するものである。
【００８８】
画像抽出部３３は、外部通信部３１が送出した相対方位情報を受けると、この相対方位情報に応じたオブジェクトＢの画像情報を画像記憶部３４から抽出して、抽出した画像情報及び相対方位情報を画像変換部３５に送出するものである。
【００８９】
画像記憶部３４は、オブジェクトＢを複数の方位からそれぞれ観察したときに得られる画像情報を記憶しておくものである。もしくは、複数の方位から観察した時に得られる画像情報を生成する3次元的に定義されたオブジェクトの画像情報を記憶しておくものである。また当然、記憶した画像情報を常時更新することが可能である。
【００９０】
画像変換部３５は、画像抽出部３３が送出した画像情報を受けると、この画像情報を相対方位情報に応じてオブジェクトの大きさを維持するように変換し、変換した画像情報を外部通信部３１に送出するものである。画像変換の内容は前述した通りである。
【００９１】
次に、以上のように構成された画像表示システムの動作を図１３のフローチャートを用いて説明する。
【００９２】
前提として、画像記憶部３４に、オブジェクトＢを複数の方位から観察したときに得られる画像を記憶する。この場合、記録される画像情報は、複数の方位からの画像をもとに3次元座標とその色情報に合成変換されて圧縮されることで、メモリの制約を軽減できるとともに、なめらかな画像表示が可能になる。
【００９３】
始めに、画像表示装置１０Ｂは、観察者５０の操作により、電源がオンにされる。これにより、画像表示装置１０Ｂは予め設定した初期状態の画像を表示する。
【００９４】
続いて、画像表示装置１０Bは、観察者５０の操作により、基準方位設定ボタン１１Ｔが押下されると、ディスプレイ１６Ｂの法線の方位を基準方位として設定する（Ｓ１）。
【００９５】
次に、画像表示装置１０Ｂが回転されると、相対方位算出部１２Ｂは、基準方位からオブジェクトＢの回転された方位を相対方位として算出し、得られた相対方位情報を端末通信部２１に送出する。（Ｓ２，Ｓ３）。
【００９６】
次に、端末通信部２１は、受け取った相対方位情報を一時記憶部２２に送出する。
【００９７】
続いて、一時記憶部２２は、相対方位情報に応じた画像情報の有無を判定し（Ｓ４）、有のとき、該当する画像情報をディスプレイ１６Ｔに表示させる（Ｓ１０）。
【００９８】
一方、ステップＳ４の判定の結果、無のとき、一時記憶部２２は、画像情報の送信要求の送信指示を端末通信部２１に出力する。端末通信部２１は、相対方位情報と共に、該当するオブジェクトＢの画像情報の送信要求を外部通信部３１に送信する（Ｓ６）。
【００９９】
続いて、外部通信部３１は、端末通信部２１からのオブジェクトＢの画像情報の送信要求を受信すると、相対方位情報を画像抽出部３３に送出する。
【０１００】
次に、画像抽出部３３は、この相対方位情報に応じたオブジェクトＢの画像情報を画像記憶部３４から抽出し、抽出した画像情報及び相対方位情報を画像変換部３５に送出する（Ｓ７）。
【０１０１】
画像変換部３５は、この画像情報を相対方位情報に応じて変換し、得られたの画像情報を外部通信部３１へ送出する（Ｓ８）。
【０１０２】
外部通信部３１は、変換されたオブジェクトＢの画像情報を、端末通信部２１へ送信する（Ｓ９）。
【０１０３】
端末通信部２１は、受信したオブジェクトＢの画像情報を、一時記憶部２２に記憶する。
【０１０４】
一時記憶部２２は、記憶された画像情報をディスプレイ１６Ｔに表示させる（Ｓ１０）。
【０１０５】
以上の動作を、画像表示装置１０Ｂが方位を変化させるたびに繰り返すことにより、３次元画像を表示する。
【０１０６】
上述したように本実施形態によれば、画像表示装置１０Ｂおよび端末装置２０側に基準方位設定部１１Ｂ、相対方位算出部１２Ｂ、端末通信部２１、及びディスプレイ１６Ｂを配置し、外部記憶装置３０側に、画像記憶部３３、画像変換部３４及び外部通信部３１を配置した構成により、大容量の画像情報を外部記憶装置３０に記憶し、通信装置２０による画像情報の通信を介して、画像表示装置１０に任意の３次元画像を観察方向に応じて表示することができる。このため、画像表示装置１０を小型化することができ、携帯型画像表示装置を提供できる。また、画像記憶部３３内の画像情報をリアルタイムで抽出、変換及び送信でき、リアルタイムに３次元画像を表示する画像表示システム４０を提供することができる。
【０１０７】
また、前述同様に、表示装置本体が傾いても、オブジェクトが回転して観察されるとともに、ディスプレイ面の回転や傾斜による画像の歪みを補正し、アスペクト比を維持して表示する構成のため、より実体に近い感覚を与えるようにオブジェクト画像を表示できる。
【０１０８】
また、画像表示部１６Ｂがカード形状のディスプレイ１６Ｔであることから、携帯利用が容易な画像表示装置を提供することができる。
【０１０９】
さらに、一時記憶部２２は、使用頻度が高い画像情報を優先的に記憶する機能を有しているので、画像表示装置１０Ｂの相対方位が変化するたびに外部記憶装置３０に送信要求するのではなく、必要な画像情報だけを外部記憶装置３０に送信要求すれば足りる。例えば、オブジェクトＢの観察方向が、図１４（Ａ）から図１４（Ｂ）のように、横方向からｔ４度だけ上方向に変化した場合に、オブジェクトの全画像情報Ｂ１のうち、オブジェクトＢの頂上部分を描く一部の画像情報Ｂ２だけ送信要求すれば足りることになる。このように、端末装置２０は、使用頻度が高い画像情報を一時記憶部２２に記憶し、不足分の画像情報のみを送信要求するので、外部記憶装置３０との通信量を減らすことができ、結果として高速通信を可能としている。
【０１１０】
なお、本実施形態に係る画像表示装置１０Ｂは、ディスプレイ１６Ｔと一体的にジャイロセンサーを備えたことにより、装置自体の方位を常時認識することで、結果的に観察者５０の相対方位情報を認識している。このため、例えば立ち状態で画像表示装置１０Ｂを手中にて保持すればよく、制御用マウス等の別装置を保持する必要がない。そのため、直感的な操作が可能となり、制御後は引き続き３次元オブジェクトの観察や２次元情報の提供が可能となる。
【０１１１】
＜第３の実施形態＞
図１５は第３の実施形態に係る画像表示装置を示す模式図である。
【０１１２】
本実施形態は、第１の実施形態の変形例であり、相対方位だけでなく、相対位置も算出するものである。ここでは、動作についての説明は省略し、構造の違いを主に述べる。
【０１１３】
この画像表示装置１０Ｃは、基準位置設定部１１Ｃ、相対位置算出部１２Ｃ、画像抽出部１３Ｃ、画像記憶部１４Ｃ、画像変換部１５Ｃ、画像表示部１６Ｃおよび制御部１７Ｃを備えている。
【０１１４】
基準位置設定部１１Ｃは、第１の実施形態における基準方位設定部１１Ａの機能に加え、基準方位設定ボタン１１Ｕが押下された場合に、ディスプレイ１６Ｕの位置を基準位置として設定する。
【０１１５】
相対位置算出部１２Ｃは、第１の実施形態における相対方位算出部１２Ａの機能に加え、画像表示装置１０Ｃの相対位置を算出し、算出した相対位置情報を画像記憶部１３Ｃに送出するものである。相対位置は、少なくとも１軸加速度計、好ましくは３軸加速度計を用いて算出する。
【０１１６】
なお、相対位置を算出する際には、操作者が画像表示装置１０Ｃに印加する加速度と、地球上で印加される重力加速度とを識別して分離している。具体的には、ジャイロセンサーにより画像表示装置の鉛直方位からの傾斜方位を把握し、鉛直方位を特定することで重力加速度を識別分離する。そして、３軸加速度計により３軸の加速度を検知し、求めた加速度を時間で積分して速度を算出し、更にその時間積分によって位置の変化（移動量）を求めている。相対位置は、基準位置から移動量だけ移動した位置として得られる。なお、重力加速度の識別分離は、加速度計の出力の平均処理によって行っても良い。また、この分離方法としては、様々な方法が考えられており、ここではこれ以上の説明を要しない。
【０１１７】
上述したように本実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、画像表示装置１０Ｃの基準位置を設定する基準位置設定部１１Ｃと、基準位置から画像表示装置１０Ｃの相対位置を算出する相対位置算出部１２Ｃと、画像を相対位置に応じて変換させる画像変換部１５Ｃとを更に備えた構成により、画像表示部１６Ｃで一度に表示可能な面積に比べ、非常に広い面積に渡って情報が記憶されているにもかかわらず、その一部分のみを選択的に表示する画像表示装置を提供できる。すなわち、選択的に画像表示装置１０Cの画像表示部１６Cの精細度を発揮して表示することができる。
【０１１８】
例えば、図１６に示すように、画像記憶部１４Ｃには非常に広い面積に渡って画像情報Ｃが記憶されているとする。この場合、ディスプレイ１６Ｕは、画像情報Ｃの一部分である画像情報Ｃ１しか表示することができない（図１７）。しかし、本実施形態に係る画像表示装置１０Ｃでは、選択的に画像情報を表示することが可能であるので、画像情報Ｃの他の一部分の画像情報Ｃ２を表示することができる（図１８）。すなわち、非常に広い面積に渡って情報が記憶されているにもかかわらず、その一部分のみを選択的に表示する画像表示装置を提供できる。
【０１１９】
なお、本実施形態においては、第１の実施形態に係る画像表示装置１０Ａの機能拡張したものであるが、第２の実施形態に係る画像表示装置１０Ｂを同様にして機能拡張しても良いことはいうまでもない。
【０１２０】
＜第４の実施形態＞
図１９は本発明の第４の実施形態に係る画像表示装置の外観を示す図である。
【０１２１】
本実施形態は、第１の実施形態の変形例であり、画像表示部１６Ｄを球形ディスプレイ１６Ｆとしたものである。動作については第１の実施形態と同様であるので、ここでは、主に構造の違いについて説明する。
【０１２２】
この画像表示装置１０Ｄは、中空の球形ディスプレイ１６Ｆの球殻を形成する半透明の透過型スクリーンからなる投影幕１６Ｆ１と、球殻内部に収容され、球殻内壁に投影幕１６Ｆ１に画像を投影する画像投影部１６Ｆ２と、画像投影部１６Ｆ２の駆動ローラー１６Ｆ３、相対方位算出部１２Ｄ、端末装置２０を備えている。なお、駆動ローラー部１６Ｆ３は、ジャイロを内蔵する相対方位算出部１２Dの検出結果に従って、画像投影部１６Ｆ２を常に球殻上の観察者方位に向けるための稼動ローラーである。
【０１２３】
上述したように本実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、画像表示部１６Ｄが球形表示面からなることから、投影幕１６Ｆ１を回転させるに従ってオブジェクトの全方位観測が可能な画像表示装置を提供することができる。また、画像表示部１６Ｄは、内部の投影部から外表面のスクリーンに画像を投影する内部投影型ディスプレイでもある。
【０１２４】
さらに、本実施形態においては、投影幕１６Ｆ１に表示される画像は、観察者５０から見て、正しい形状に表示されるための画像変換を行っても良い。この画像変換では、画像表示部１６が球形の場合に、常に同じ歪みを修正する。これは、画像投影部１６Ｆ２の前面に必要なレンズ等の光学的手段を配置して実現すれば良い。また、画像変換部１５Dを用いた情報処理手段と合わせて、観察者が球面を観察する際に、アスペクト比の正しい映像の投影を実現する。なお、光学的手段としては、凹レンズ等を用いることができる。
【０１２５】
また、本実施形態においては、光学的な方法によって画像を投影幕１６Ｆ１に投影しているが、球殻に電気泳動法によってディスプレイ表示面を形成して直接的に球表面に画像を表示させてもよい。その際、球の姿勢を検知する機構や、必要であれば外部との通信機構を持ち合わせる場合をも本発明は包含する。
【０１２６】
さらに、本実施形態においては、観察者の初期の相対位置を設定するボタンが図示されていないが、球殻上に感圧ボタン等を設けたり、あるいは無線によって相対位置を指示することも可能である。
【０１２７】
さらに、球表面を感圧フィルムで被うことで、球殻が床面に設置された際に圧力を感じる方位を鉛直方向として認識させるとともに、常に上方から観察することを前提とすることで、３次元オブジェクトの表示装置を実現できる。床面を転がす事で鉛直方位を認識し、ジャイロと加速度計とで観察者の相対方位を認識させれば、前記の例と同様に、表示面の移動を考慮にいれた画像表示装置を提供することができる。そのため、例えば幼児でも操作可能であり、玩具又は教材としても実施できる。
【０１２８】
なお、本実施形態においては、第１の実施形態に係る画像表示装置１０Ａの機能拡張したものであるが、第２の実施形態に係る画像表示装置１０Ｂを同様にして機能拡張しても良いことはいうまでもない。
【０１２９】
＜第５の実施形態＞
図２０は本発明の第５の実施形態に係る画像表示装置の外観を示す図である。
【０１３０】
本実施形態は、第１の実施形態の変形例であり、画像表示部１６Ｅをフレキシブルディスプレイ１６Ｗとしたものである。動作については第１の実施形態と同様であるので、ここでは、主に構造の違いについて説明する。
【０１３１】
フレキシブルディスプレイ１６Ｗは、変形可能なシート状の表示面を有し、例えば湾曲あるいは屈曲されても画像を表示可能な電子ペーパー等に使用される表示デバイスである。例えば、電気泳動型のディスプレイを用いる事が望ましい。
【０１３２】
また、エレクトロルミネッセンスを用いたＥＬディスプレイと呼ばれる表示装置も適している。この表示装置によれば、屈曲可能な表示面を構成でき、さらに、画像の色調や明暗が観察する方向によって影響されにくい画像表示装置を構成できる。  このフレキシブルディスプレイ１６Ｗは、両端に電極を備えれば、両電極が接合したときの電流を検出して湾曲又は屈曲状態の有無を検知でき、もって、円筒形に丸めた湾曲状態と平板状態とで画像変換を切替制御することも可能である（図１９（Ｂ））。
【０１３３】
また、携帯が容易となるだけでなく、広い角度で観察することが可能となる。この場合も、観察される方位を画像表示装置１０Ｅが認識しており、ジャイロあるいは加速度計の出力情報に応じて、表示画像を制御変換している。なお、円筒形に丸めた場合、湾曲あるいは屈曲の角度は、フレキシブルディスプレイ１６Ｗの寸法から分かるので、予め設定した屈曲角度又は湾曲角度に基づいて、表示面の端部側を拡大するように画像の歪みを修正することができる。
【０１３４】
上述したように本実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、画像表示部１６Ｅがフレキシブルディスプレイ１６Ｗからなることから、屈曲されても、文字画像等を観察者５０に歪み無く観察させることができ、新聞、雑誌、及び書籍等に利用することが可能な画像表示装置を提供することができる。例えば、フレキシブルディスプレイ１６Ｗを円筒形に変形させることで、多方向から観察することが可能な形状のディスプレイが得られる。画像変換演算を切り替えることで、平面状および円筒状のディスプレイとしての使用が可能となる。
【０１３５】
また、本実施形態では、観察者が円筒ディスプレイあるいは円筒化されたディスプレイを、円筒の中心線を回転中心に回転させるに従って、異なる映像を観察者に提供できる。その好ましい例は、3次元的に定義された画像を円筒に表示するものである。例えば、人物を被表示オブジェクトとする場合、円筒ディスプレイを回転させるに従って、観察者に面した円筒表示面に人物の回転する状態が映し出される。また、円筒ディスプレイの回転角と観察者からみた被表示オブジェクトの回転角度が同じか近傍に設定されるとさらに好ましい。なお、観察者が1人の場合には、円筒の半分の側面にのみ表示を行えば良い。
【０１３６】
また、フレキシブルディスプレイ１６Ｗは、例えば円筒表示面等の凸曲面形状に形成された表示部とすることもでき、風力又はモータの駆動力で回転する円柱等に貼り付けた広告やポスター等にも利用できる。一方、平面型ディスプレイでは、画像表示面と観察方位が平行になる場合、実質的に画像を提供できなくなる。
【０１３７】
このような場合、円筒形状にディスプレイ１６Ｗを形成することにより、ディスプレイの回転に応じて、回転するオブジェクトの画像を表示することができる。そのため、特に人物などの３次元オブジェクト表示に有効である。
【０１３８】
ところで、円筒形のフレキシブルディスプレイに画像を表示する場合には、例えば図２１に示すように、画像表示面の部分毎に異なる変化率で画像を変化させる。ここで、図２１（Ａ）は円筒化されたフレキシブルディスプレイの外観図を示し、図２１（Ｂ）は上面図を示している。
【０１３９】
画像変換は、観察者の視覚に認識させたい画像Ｘ１およびＸ２について、オブジェクトの仮想の表示面と観察者の視点とを結ぶ直線と、円筒形の表示面との交点Ｙ１及びＹ２にその画像を構成するように変換する。このような画像変換により、図２２（Ａ）に示すように、円筒形のフレキシブルディスプレイには円筒面に沿って拡大された人物画像の表示は、観察者の視覚には、図２２（Ｂ）に示すように、通常の人物画像として認識される。この変換は簡単な幾何計算から求めることができることは明らかである。なお、図２１（Ｂ）に示すように、視点と逆側の円筒面の領域（太線で描かれた部分Ｒ）は、観察者から観察できない為に表示する必要は無く、表示エネルギーの節約が可能である。
【０１４０】
なお、本実施形態においては、第１の実施形態に係る画像表示装置１０Ａの機能拡張したものであるが、第２の実施形態に係る画像表示装置１０Ｂを同様にして機能拡張しても良いことはいうまでもない。さらに、第１又は第２の実施形態の相対方位算出部１２Ａ，１２Ｂを観察者側に配置するように変形してもよく、この変形例によれば、観察者の移動に応じて表示画像を変換することができる。
【０１４１】
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像表示装置を示す模式図である。
【図２】同実施形態に係る画像表示装置は外観の一例を示した図である。
【図３】同実施形態における相対方位の算出方法を説明するための図である。
【図４】同実施形態における相対方位の算出方法を説明するための図である。
【図５】同実施形態における画像変換の方法を説明するための図である。
【図６】同実施形態における画像変換の方法を説明するための図である。
【図７】同実施形態に係る画像表示装置の動作を説明するための図である。
【図８】同実施形態に係る画像表示装置の動作を説明するための図である。
【図９】同実施形態に係る画像表示装置の動作を説明するための図である。
【図１０】同実施形態に係る画像表示装置の動作を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る画像表示システムを示す模式図である。
【図１２】同実施形態に係る画像表示装置の概念を示す図である。
【図１３】同実施形態に係る画像表示装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１４】同実施形態における画像変換の方法を説明するための図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態に係る画像表示装置を示す模式図である。
【図１６】同実施形態に係る画像表示装置の動作を説明するための図である。
【図１７】同実施形態に係る画像表示装置の動作を説明するための図である。
【図１８】同実施形態に係る画像表示装置の動作を説明するための図である。
【図１９】本発明の第４の実施形態に係る画像表示装置の外観を示す図である。
【図２０】本発明の第５の実施形態に係る画像表示装置の外観を示す図である。
【図２１】同実施形態に係る円筒化されたフレキシブルディスプレイを示す図である。
【図２２】同実施形態に係る変換された画像を示す図である。
【符号の説明】
【０１４３】
１０Ａ〜Ｅ・・・画像表示装置、１１Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅ・・・基準方位設定部、１１Ｃ・・・基準位置設定部、１１Ｓ〜U・・・基準方位設定ボタン、１２Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｅ・・・相対方位算出部、１２Ｃ・・・相対位置算出部、１３Ａ，Ｃ〜Ｅ・・・画像抽出部、１４Ａ，Ｃ〜Ｅ・・・画像記憶部、１５Ａ，Ｃ〜Ｅ・・・画像変換部、１６Ａ〜Ｅ・・・画像表示部、１６Ｓ・・・平面型ディスプレイ、１６Ｔ・・・カード型ディスプレイ、１６Ｕ・・・ディスプレイ、１６Ｆ・・・球形ディスプレイ、１６Ｆ１・・・投影幕、１６Ｆ２・・・画像投影部、１６Ｆ３・・・駆動ローラー、１６Ｗ・・・フレキシブルディスプレイ、１７Ａ，Ｃ〜Ｅ・・・制御部、２０・・・端末装置、２１・・・端末通信部、２２・・・一時記憶部、２３・・・端末制御部、３０・・・外部記憶装置、３１・・・外部通信部、３３・・・画像抽出部、３４・・・画像記憶部、３５・・・画像変換部、３６・・・外部制御部、４０・・・画像表示システム、５０・・・観察者。
【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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【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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