(57)【要約】【課題】  観察領域が制限された三次元画像表示装置を組み合わせて回り込み観察をも可能にして表示内容の存在感を増大する表示システムを提供するにある。【解決手段】  表示システムにおいては、複数の三次元画像表示装置が連接配置されている。第１及び第２の表示装置は、夫々表示面内にマトリックス状に画素が配置されている表示ユニット及びこの表示ユニットの前面に配置され、画素からの光線を制限して観察領域に光線を向ける複数の光線制御部を有する光学ユニットを具備している。観察領域内における光線制御部からの光線方向に実質的に対応するように複数の方向から獲得された表示されるべき被写体の画像データで表示ユニットが表示駆動される。画像データは、要素画像に分離されて各要素画像データが第１及び第２の光線制御部の夫々に対応する画素に分配されて要素画像が表示され、被写体の三次元画像が表示される。【選択図】      図２
2006098775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の表示面内にマトリックス状に画素が配置されている第１の表示ユニット及びこの第１の表示ユニットの前面に配置されて前記画素からの光線を制限して第１の領域に光線を向ける複数の第１の光線制御部を有する第１光学ユニットを具備する第１の表示装置と、
第２の表示面内にマトリックス状に画素が配置されている第２の表示ユニット及びこの第２の表示ユニットの前面に配置されて前記画素からの光線を制限して第２の領域に光線を向ける複数の第２の光線制御部を有する第２光学ユニットを具備し、前記第１の表示装置に接して配置される第２の表示装置と、
前記第１の領域内における第１の光線制御部からの光線方向に実質的に相当する複数の方向を含む被写体の第１の画像データ及び前記第２の領域における第２の光線制御部からの光線方向に実質的に相当する複数の方向を含む前記被写体の第２の画像データで前記第１及び第２の表示ユニットを表示駆動する駆動部であって、前記第１及び第２の画像データを要素画像に分離して各要素画像データを前記第１及び第２の光線制御部の夫々に対応する前記画素に分配して前記画素に要素画像を表示させる表示駆動部と、
から構成され、前記被写体の三次元画像を異なる方向から視認させることを特徴とする三次元画像表示システム。
【請求項２】
第３の表示面内にマトリックス状に画素が配置されている第３の表示ユニット及びこの第３の表示ユニットの前面に配置されて前記画素からの光線を制限して第３の領域に光線を向ける複数の第３の光線制御部を有する第３光学ユニットを具備し、前記第２の表示装置に接して配置される第３の表示装置を更に具備し、
前記表示駆動部は、前記第３の領域内における第３の光線制御部からの光線方向に実質的に相当する複数の方向を含む被写体の第３の画像データを要素画像に分離して各要素画像データを前記第３の光線制御部の夫々に対応する前記第３の表示装置の前記画素に分配して前記画素に要素画像を表示させて前記第３の表示装置を表示駆動することを特徴とするから構成される請求項１の三次元画像表示システム。
【請求項３】
第４の表示面内にマトリックス状に画素が配置されている第４の表示ユニット及びこの第４の表示ユニットの前面に配置されて前記画素からの光線を制限して第４の領域に光線を向ける複数の第４の光線制御部を有する第４光学ユニットを具備し、前記第３の表示装置に接して配置される第４の表示装置を更に具備し、
前記表示駆動部は、前記第４の領域内における第４の光線制御部からの光線方向に実質的に相当する複数の方向を含む被写体の第４の画像データを要素画像に分離して各要素画像データを前記第４の光線制御部の夫々に対応する前記第４の表示装置の前記画素に分配して前記画素に要素画像を表示させて前記第４の表示装置を表示駆動することを特徴とするから構成される請求項２の三次元画像表示システム。
【請求項４】
前記第１、第２、第３及び第４の表示装置が囲空間を形成することを特徴とする請求項３の三次元画像表示システム。
【請求項５】
前記被写体の画像データは、表示対象物及びこの表示対象物を囲む壁面の画像を含むこと特徴とする請求項１の三次元画像表示システム。
【請求項６】
前記被写体が配置される空間における座標を一義的に定め、この座標及び前記表示装置の相対位置から、各表示装置に表示されるべき三次元画像を定めることを特徴とする請求項１の三次元画像表示システム。
【請求項７】
前記被写体の画像データは、前記表示装置の背面領域が略透明な物質或いは壁面を構成する材質で占められ、その内に被写体が配置されている画像を含むことを特徴とする請求項１の三次元画像表示システム。
【請求項８】
第５の表示面内にマトリックス状に画素が配置されている第５の表示ユニット及びこの第５の表示ユニットの前面に配置されて前記画素からの光線を制限して第５の領域に光線を向ける複数の第５の光線制御部を有する第５光学ユニットを具備し、前記第５の表示装置に接して配置される第５の表示装置と、及び
第６の表示面内にマトリックス状に画素が配置されている第６の表示ユニット及びこの第６の表示ユニットの前面に配置されて前記画素からの光線を制限して第６の領域に光線を向ける複数の第６の光線制御部を有する第６光学ユニットを具備し、前記第５の表示装置に接して配置される第６の表示装置と、
を更に具備し、
前記表示駆動部は、前記第５及び第６の領域内の光線方向に実質的に相当する複数の方向から獲得された表示されるべき被写体の第３の画像データを要素画像に分離して各要素画像データを前記第５及び第６の光線制御部の夫々に対応する前記第５及び第６の表示装置の前記画素に分配して前記画素に要素画像を表示させて前記第５及び第６の表示装置を表示駆動することを特徴とするから構成される請求項３の三次元画像表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、リアリティ溢れる三次元画像を表示可能な三次元画像表示システムに係り、特に、複数枚の三次元画像表示装置を組み合わせた三次元画像表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
三次元画像を表示する技術は、多数提案されているが、近年、眼鏡を用いずに立体像を認識できる方式の検討が主流になっている。眼鏡を用いずに三次元画像を認識できる方式として、二眼式或いは多眼式、そして、インテグラル・イメージン方式（ＩＩ方式）或いはインテグラル・ビデオグラフィー（ＩＶ方式）等がある（以下、単にＩＩ方式及びＩＶ方式をまとめてＩＩ方式と称する。）。
【０００３】
二眼式は、左眼及び右眼に対応した２箇所の撮影位置で撮影された左眼用の画像及び右眼用の画像を左眼及び右眼で夫々見えるようにすることで、両眼視差により立体を認識させる方式として知られている。多眼式は、二眼式に比べ映像撮影位置をさらに増やして不連続ではあるものの運動視差が付与されるとともに観察範囲が広げる方式として知られている。
【０００４】
ＩＩ方式は、古くはリップマンにより提案された立体写真の撮影方法であるインテグラル・フォトグラフィ方式（ＩＰ方式）に基づいており（１９０８年）、空間像再生方式として、ホログラフィ及びインテグラル・フォトグラフィ方式（以下、ＩＰ方式と称する。）がある。このＩＰ方式は、両眼視差方式に分類されている場合もあるが、理想的なＩＰ方式は、空間像再生方式に分類されるべき技術とされている。ＩＰ方式では、光線の経路が撮影時と再生時とで全く逆の経路を辿ることから、光線数を十分多くし、且つ、画素サイズを十分小さくできる場合には、理想的なＩＰ方式として理想的な三次元画像が空間に再生される。
【０００５】
写真に代えてＬＣＤ等の電子表示デバイスを用いたＩＰ方式は、インテグラル・イメージン方式（ＩＩ方式）或いはインテグラル・ビデオグラフィー（ＩＶ方式）とも称せられる。
【０００６】
二眼式或いは多眼式、ＩＰ方式において、以下のような構成を有する装置によって三次元画像が表示され、メガネなしでこの三次元画像が観察される。
【０００７】
表示パネルは、二次元的に配列した複数の二次元画像表示用ピクセルを有し、異なる方向から取得した二次元画像（視差画像）の構成要素が表示される二次元画像表示用ピクセルの集合が要素画像を構成している。この要素画像の夫々に対応して射出瞳が配置され、三次元画像表示用ピクセルが構成される。このような構成によれば、異なる方向から取得した二次元画像の集合である要素画像の殆どが遮られるが、観察者は、射出瞳を透過した略一つの二次元画像（視差画像）のみを視認して立体像を観察することとなる。即ち、射出瞳を介して視認される二次元画像表示用ピクセルが観察位置毎に異なることから、メガネを使用することなく三次元画像を観察することができる。
【０００８】
しかしながら、このような裸眼三次元画像表示装置では、射出瞳に対応する要素画像の領域が制限され、観察領域が制限される。観察領域の制限は、要素画像を構成する二次元画像の数が２と最も少ない二眼式で顕著であり、二次元画像（以下、視差画像とする）の数を増やし、一つの視差画像の観察領域を広げたりすることで、観察領域は増加させることができる。しかしながら、視差画像の数を増やすことは、三次元画像表示用ピクセルのサイズが増加し、三次元画像表示における解像度が低下することを意味している。一つの視差画像（二次元画像）が視認される領域が狭い程、観察位置により正しく対応した画像を観察することができる。換言すれば、単一の視差画像を観察できる領域が増えるということは、表示される三次元画像の質を低下させることとなる。このことから、二次元画像表示装置の解像度の大幅な向上を実現しない限り、観察領域を広げることは難しいとされている。
【０００９】
上記のように観察領域が狭い状態では、立体として知覚できたとしても、回り込んで立体を観察することは難しいこととなる。回り込んで観察することは、応用上はもちろんのこと、三次元画像の存在感（リアリティ）を増大する意味でも必要な性能だと考えられる。
【００１０】
一方、回り込んで観察することだけを目的とした方法として、観察者の位置を検出して表示画像を切り替える多面体表示例が非特許文献１に開示されている。しかながら、このような多面体表示例では、（１）多面体を立体として視認はできない、（２）観察者を検出する手段が必要である、（３）観察者が一人に限定される等、臨場感あふれる立体表示を実現することができない問題がある。
【００１１】
一方、三次元画像表示装置の応用分野として、立体表示とは異なる観点から空間について考察すると、駅の柱或いは屋内の壁面等の構築物は、その構築物の構造上必要であっても、構築物内の空間を利用する人にとっては、単に圧迫感を与える対象でしかなく、有効利用が検討されるべき対象でもある。即ち、構築物内の空間を利用する人にとっては、構築物自体は、空間が占有されているという事実だけが認識され、視覚上有効利用されてはいないと言いうる。
【非特許文献１】川上直樹、稲見昌彦、前田太郎、舘しょう：バーチャルホログラムの手法によるメディアキューブの試作、日本バーチャルリアリティ学会第１回大会論文集、ｐｐ。９９−１００、１９９６
【非特許文献２】Ｈ．  Ｈｏｓｈｉｎｏ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｊ．  Ｏｐｔ．  Ｓｏｃ．  Ａｍ．  Ａ．，１５（８），  ２０５９  （１９９８）．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
裸眼で三次元画像を観察することが可能な三次元画像表示装置において、観察可能領域が制限されているために、表示されている三次元画像の実在感が乏しい。また、駅の柱や屋内の保管物等の構築物によって、空間が占有され、視覚上も有効利用されることが望まれている。
【００１３】
この発明は、上述した事情に鑑みなされたものであって、その目的は、裸眼で三次元画像を観察することが可能な三次元画像表示装置において、回り込み観察を可能とすることで、実在感の高い三次元画像を表示するとともに、構築物よって占有された空間を視覚上三次元空間として有効利用できる三次元画像表示システムを提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明によれば、
第１の表示面内にマトリックス状に画素が配置されている第１の表示ユニット及びこの第１の表示ユニットの前面に配置されて前記画素からの光線を制限して第１の領域に光線を向ける複数の第１の光線制御部を有する第１光学ユニットを具備する第１の表示装置と、
第２の表示面内にマトリックス状に画素が配置されている第２の表示ユニット及びこの第２の表示ユニットの前面に配置されて前記画素からの光線を制限して第２の領域に光線を向ける複数の第２の光線制御部を有する第２光学ユニットを具備し、前記第１の表示装置に接して配置される第２の表示装置と、
前記第１の領域内における第１の光線制御部からの光線方向に実質的に相当する複数の方向を含む被写体の第１の画像データ及び前記第２の領域における第２の光線制御部からの光線方向に実質的に相当する複数の方向を含む前記被写体の第２の画像データで前記第１及び第２の表示ユニットを表示駆動する駆動部であって、前記第１及び第２の画像データを要素画像に分離して各要素画像データを前記第１及び第２の光線制御部の夫々に対応する前記画素に分配して前記画素に要素画像を表示させる表示駆動部と、
から構成され、前記被写体の三次元画像を異なる方向から視認させることを特徴とする三次元画像表示システムが提供される。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の三次元画像表示システムにおいては、複数枚の表示装置を用いることで、表示された三次元画像を回り込んで観察でき、かつ、囲まれた空間を含めて表示することで、表示されているコンテンツの臨場感（リアリティ）を増大することができる。更に、これによって、三次元画像表示装置に囲まれた構築物で占有された空間に視覚上開放的な印象を与えることができ、構築物自体を視覚上三次元空間として有効利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、この発明の実施形態に係る三次元画像表示システムについて説明する。尚、各図において、同一または略同一の機能を有する構成要素については、同一の参照符号を付してその説明は省略する。
【００１７】
図１は、この発明の実施形態に係る三次元画像表示システムに適用される三次元画像表示装置を概略的に示す断面図である。図１に示す三次元画像を裸眼で観察可能な三次元画像表示装置１８は、ピクセル（画素）がマトリクス状に配置され、二次元要素画像を表示するピクセル画像表示ユニット２と、このピクセル画像表示ユニット２の表示面に平行に配置され、光線制御部としての射出瞳を複数形成した光学ユニット４とから構成されている。
【００１８】
ピクセル画像表示ユニット２には、図１に示すようなバックライト８で照明された平面型液晶表示パネルに限らず、ＣＲＴ或いはプラズマ表示ユニット等の他の表示ユニットであっても良い。また、光学ユニット４としてマイクロレンズアレイが図示されているが、マイクロレンズアレイに限らず、ピンホールアレイが用いられても良い。また、水平方向に関してのみ二次元要素画像からの光線を制御するのであれば、光学ユニット４としてシリンドリカルレンズアレイ（レンチキュラ−シート）或いはスリットアレイが用いられても良い。二次元要素画像は、二次元画像表示用ピクセルの集合で構成され、ピクセルユニット２にピクセルデータを与えて表示駆動することによって所定のピクセルの集合で表示される。三次元画像表示装置１８において、要素画像１０を視認できる領域が光学ユニット４によって適切に振り分けられて三次元画像が表示され、三次元画像が観察される。この明細書では、要素画像１０を表示する複数の二次元画像表示用ピクセル及びこれに対応する光学ユニット４の射出部との組み合わせを三次元画像表示用ピクセル６と称し、二次元画像表示用ピクセルと区別することとする。
【００１９】
ＩＩ方式を採用した三次元画像表示装置１８においては、図１に示すようにある観察距離Ｌ上の領域にある１つの要素画像１０からの光線が光学ユニット４の１つの射出瞳を介して照射される。ここで、１つの要素画像及びこの１つの要素画像に対応する射出瞳によって決定される単一要素画像の観察可能領域１２には、ドッドで表した模様が付されている。同様に、他の１つの要素画像及びこの他の１つの要素画像に対応する射出瞳によって決定される単一要素画像の観察可能領域が破線で示されている。また、この要素画像の観察可能領域が重なる領域１６が太い破線１４で示されている。観察者が領域１６内から三次元画像表示装置１８を観察する際には、観察者の目には、夫々が要素画像及び射出瞳の組み合わせに係る複数の三次元画像表示用ピクセル６からの光線が入射され、観察者からは、観察者と三次元画像表示装置１８との間の前面空間或いは三次元画像表示装置１８を基準として観察者とは反対側の背面空間に三次元画像が観察者によって観察されることとなる。
【００２０】
図２は、この発明の実施例に係る三次元画像表示システムにおける水平面内における平面的な配置例を示している。この図２に示される三次元画像表示システムは、図１に示される三次元画像表示装置１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄが柱状構造物等の構築物１５の４面に互いに接して設けられて構成されている。この三次元画像表示装置１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄは、表示駆動装置１７によって駆動されて同時に同一の被写体１９を４つの方向から見た際の４つの立体像を夫々４つの面に表示している。従って、観察者が構築物１５の周囲を歩き回って三次元画像表示装置１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄを観察すると同一対象の被写体１９を異なる面方向からの立体像として観察することができる。
【００２１】
ＩＰ方式では、被写体１９を撮影する際の光線経路と被写体１９の立体像を観察する際の光線経路が程同一経路を辿るように設計される。即ち、ある基準撮影距離から被写体１９の周囲に亘って撮影されて撮影データが収集され、この撮影データが表示駆動装置１７によって三次元画像表示装置１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄの夫々に分配する第１〜第４の画像データに分類される。また、この各画像データは、要素画像に与えられるべき要素画像データに分配されて各表示装置１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄのピクセルに与えられる。従って、所定のピクセルの集合に要素画像データが与えられて要素画像が表示される。この要素画像が表示されたピクセルからは、光学ユニット４に向けられるが、この要素画像に対応する光学ユニット４の射出瞳を通過した光線は、撮影時と同様の光線軌跡を描いて観察領域１６に向けられる。従って、観察者は、観察領域において被写体１９の立体像を三次元画像表示装置１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄの周囲から観察することができる。
【００２２】
図２においては、三次元画像を観察することができる領域１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄが斜線及びドッドの模様で示されている。ここで、三次元画像表示装置１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄは、複数の三次元画像用ピクセル６を視認できる領域が略等しい観察距離Ｌで一致するように設計される。その結果、三次元画像を観察できる領域１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄでは、同一の三次元立体像を異なる面の方向から同一の縮尺で観察することができることとなる。従って、三次元画像を回りこんで視認することができ、表示される三次元画像に十分な存在感を与えることができる。ここで、領域１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄは、ＩＰ方式における光線間隔、三次元画像の表示スケールに依存して変化されることに注意されたい。これについて詳しく説明する。図１における単一要素画像の観察可能範囲は，光学ユニットの射出瞳ひとつに対応する要素画像の解像度に依存する。要素画像の解像度が高ければ、単一の要素画像の観察領域１２を満たす光線数が増えるか、若しくは、光線間隔を一定にした場合は観察領域１２そのものを拡大することができる。しかしながら、ピクセル画像表示ユニット２の解像度を固定とした場合，単一の要素画像を表示するための画素数を増加すると、三次元画像表示装置１８の三次元画像表示用ピクセル６のサイズが増加、即ち、三次元画像表示装置１８の解像度が低下することが避けられない。観察領域１２を満たす光線数が低下すると、三次元画像の表示装置１８に垂直な方向（飛び出し方向，奥行き方向）に表示できる範囲が減少する。即ち、ピクセル画像表示ユニット２の解像度を固定とした場合，三次元画像表示装置の（１）視域，（２）解像度，（３）光線間隔（飛び出し奥行き方向の表現可能領域）、はトレードオフの関係にあり（非特許文献２），（１）〜（３）の比重のかけ方は設計事項となる。
【００２３】
比較例として２眼式での立体像表示について説明すれば、２眼式では、要素画像を構成する視差画像が２つしかないことから、観察者が左右の目で異なる視差画像を視認しようとすると、観察できる距離及び範囲は、ほぼ一点に限られている。従って、三次元画像を回りこんで視認することはできず、表示されている三次元画像の存在感（リアリティ）も不十分となる。また、同様に、単一の多眼式或いはＩＰ方式の三次元画像表示装置では、要素画像の設計によっては画面幅Ｗもしくはそれ以上の観察範囲を確保することができる。しかしながら、三次元画像を回りこんで視認する状況とは程遠く、表示されている三次元画像の存在感やはり不十分である。
【００２４】
図２に示されるように、４枚のパネル状三次元画像表示装置を表示面を外側に向けて配置することによって、各々の観察領域が狭くても、その表示物を回り込んで観察することができる。
【００２５】
図３（ａ）〜（ｅ）には、表示物を回り込んで観察する場合における表示コンテンツとして、円柱状の三次元表示物体２０及びその周囲に沿って面Ａ〜Ｄを有する正方体の三次元表示物体２２がその周りの４面から観察できる例が示されている。この表示例においては、図３（ａ）に示すＸＹＺの座標系を基準にして、仮にＺ軸方向を正面とするようにＹＸ面に配置された表示装置１８Ａが観察されると、図３（ｂ）に示すように、正面から見て左側前方に円柱状表示物体２０が配置され、その背面右側に正方体表示物体２２が配置されたように、これら物体２０，２２が観察される。図３（ｂ）において、正方体表示物体２２に着目するとその面Ａが正面に観察され、面Ｂがその右側側面に観察される。観察者が正面から左側に回り込んでＹＺ面に配置された表示装置１８Ｄを観察すると、図３（ｃ）に示すように、右側前方に円柱状表示物体２０が配置され、その背面左側に正方体表示物体２２が配置されたように、これら物体２０，２２が観察される。同様に正方体表示物体２２に着目すると、図３（ｃ）に示すように面Ｄが正面に観察され、面Ａがその右側側面に観察される。また、観察者が左側から背面にまで回り込んでＹＸ面に配置された表示装置１８Ｃを観察すると、図３（ｄ）に示すように、左側前方に正方体表示物体２２が配置され、その背面右側に円柱状表示物体２０が配置されたように、これら物体２０，２２が観察される。図３（ｄ）においては、正方体表示物体２２の面Ｃが正面に観察され、面Ｄがその右側側面に観察される。更に、観察者が正面から右側まで回り込んでＹＺ面に配置された表示装置１８Ｄを観察すると、図３（ｅ）に示すように、右側前方に正方体表示物体２２が配置され、その背面左側に円柱状表示物体２０が配置されたように、これら物体２０，２２が観察される。同様に図３（ｅ）においては、正方体表示物体２２の面Ｂが正面に観察され、面Ｃがその右側側面に観察される。尚、図３（ｂ）〜（ｅ）には、これらに示された画像の向きを明瞭にするために三次元座標系（ＸＹＺ座標系）が示されている。
【００２６】
このように、表示物を回り込んで観察できることで、三次元画像の存在感（リアリティ）が増大する。図２においては、各表示装置１８Ａ〜１８Ｄの観察領域１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄの境界が一致するように示したが、観察領域１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄの境界が一致しなくても概略回り込んで観察することができる。具体的には、観察者が隣接する表示装置１８Ａ〜１８Ｄの観察領域１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄに周り込む前に、観察者によって偽像が視認されるが、求められる表示レベルによっては偽像の視認がされても問題がない場合がある。ここで、虚像は、要素画像からの光線が本来通過すべき射出瞳に隣接した射出瞳を通過してその要素画像が観察されて観察される立体画像に相当する。
【００２７】
観察領域１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄの境界が一致しない場合にあっても、図４（ａ）に示すように観察距離Ｌにおける観察可能幅ＶＷが画面幅Ｗより大きく設定されることが好ましい。図４（ｂ）に示すように、観察距離Ｌにおける観察可能幅ＶＷが画面幅に略等しい場合には、虚像が観察領域間で観察されるものの回り込んで特定の観察領域において正像に係る立体画像を観察することができる。しかし、図４（ｄ）に示すように、観察距離Ｌにおける観察可能幅ＶＷが画面幅より狭い場合には、画面から遠ざかるとともに観察可能範囲１６が次第に狭くなり、消失してしまうために、画面から遠ざかった位置では、図２に示すように回り込んで立体像を観察することができなくなってしまう。
【００２８】
各表示装置１８Ａ〜１８Ｄに表示する画像は、その表示パネルで囲われた領域、例えば、構築物の柱を示す壁面または面の交点である線または柱を含んで作成されることが好ましい。図５（ａ）は、表示パネルで囲われた領域の壁面を含んで表示した例を示し、図５（ｂ）は、表示パネルで囲われた領域の壁面を含まずに表示した例を示している。図５（ａ）に示される立体画像の表示方法の方がより空間の存在感（リアリティ）が増大する。
【００２９】
上述した実施の形態においては、各三次元表示面が互いに９０度をなすような配置関係にある例を中心に説明したが、他の実施の形態として、図６に示されるように周囲に６面を有する柱状体においてその周囲の６面に表示装置が配置されても良い。また、図２に示すように４面に亘って表示装置が設けられる例に限らず、構成面が２面或いは３面に表示装置が設けられる場合にあってもリアリティに溢れた立体画像を表示することができる。
【００３０】
図７には、構築物としての柱の周囲４面に表示装置を設けた例を示している。このように表示装置１８を設置することで、柱内に空間ができたかのような表示が可能であるとともに、この内部または周辺に表示された三次元画像の存在感を増大させることができる。当然ながら、図８に示すように、角にあたる二面に表示装置１８が設けられる場合にあっても、空間を仮定して画像を作成することで、角の壁内部に空間が生じているように見せることができる。
【００３１】
さらに、図９に示されるように、観察領域１６が表示装置の正面に定められずに、表示装置の画面の正面から左右の一方にずらして配置されるようにシステムを設計することもできる。図１において、図１に示す要素画像１０からの光線が光学ユニット４の対応する射出瞳を介して照射される観察距離Ｌ上の領域１６が図９に斜線で示される領域１６に設定される場合には、表示装置１８の画面の正面から斜め方向にシフトした領域が観察領域１６に設定される。
【００３２】
図９に示すように正面から斜め方向にシフトした領域が観察領域１６に定められる表示装置１８が図１０に示されるように互いにある角をなすように連接されてジグザグをなすように組み合わされるシステムにおには、表示装置１８の斜め方向に定められた観察領域１６が斜めに向けられた複数の表示装置１８の前面に連続して生じ、互いに隣接する表示装置１８によってその観察領域では、立体像を観察することができるようになる。このように観察領域１６が斜めに向けられた複数の表示装置１８を組み合わせることによって、三次元画像表示装置単体では、観察可能範囲が不足していても、複数台の三次元画像表示システム全体としては、十分な観察可能幅を確保することができる。
【００３３】
以下、上述したこの発明の三次元画像表示システムの実施の形態に従った実施例について説明する。
【００３４】
（実施例１）
実施例１では、立体視に有効な水平視差のみが表示画像に付与される。液晶表示ユニットとしてＱＵＸＧＡ−ＬＣＤ（二次元画像表示用ピクセル数３２００×２４００、画面サイズ４２２．４ｍｍ×３１６．８ｍｍ、デルタ配列）が用いられた。最小の駆動単位は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各二次元画像表示用ピクセルであり、通常は横（水平方向）に並んだＲ、Ｇ、Ｂの３つのサブピクセルによって一つのピクセル（トリプレット）が形成されるが、本実施例の表示ユニットにおいては水平方向の二次元画像表示用ピクセル数を増やすために、縦方向に並んだＲ、Ｇ、Ｂのサブピクセルを１つの二次元画像表示用ピクセルとして扱った。二次元画像表示用ピクセルの横幅は４４μｍ、縦の長さは１３２μｍである。この表示ユニットの背面には、バックライトが配置され、観察者側には二次元画像表示用ピクセル幅の１６倍に相当する０．７０４ｍｍ間隔で並んだ、水平方向にのみ視差情報を付与するための光学ユニットとしてレンチキュラーシートが組み合わされている。このレンチキュラーシートの厚み、表面曲率は、液晶表示ユニットの画素表面にほぼ焦点ｆが合うように設計した。表示方式としてはＩＩ方式を採用した。
【００３５】
ここで、上記の三次元画像表示装置の各パラメータは、表１の値とした。以下，液晶表示ユニットの部材の屈折率は簡単のために１．５とする。
【表１】
2006098775.tif 000003
【００３６】
デルタ配列であるために、水平画素ピッチは、０．０２２μｍ（＝Ｈｐ／２）と考えることができる。また、縦に並んだＲＧＢサブピクセルを１ピクセルとして扱ったために、水平解像度は、３倍に、垂直解像度は１／３になる。よって、三次元画像表示時における縦横画素数は以下のようになった。
【００３７】
横画素数＝Ｔｈｅ  ｓｉｚｅ  Ｗ÷Ｎｖｓ×３×２＝１２００
縦画素数＝Ｔｈｅ  ｓｉｚｅ  Ｈ÷３÷２＝４００
また、水平画素ピッチが０．０２２μｍ（＝Ｈｐ／２）であることから、３２視差の視差画像を水平方向に配置しても、レンズ幅Ｗｌ［ｍｍ］（〜要素画像幅：Ｐ）は、
Ｗｌ  ＝（Ｈｐ／２）×Ｎｖｓ＝０．７０４
で良い。
【００３８】
図１１に表示装置１８における一般的なピクセル構成単位を比較例として示し、図１２に本実施例に係る表示装置１８におけるピクセル構成単位を示している。点線で囲んだ領域がＲＧＢのトリプレットからなる１ピクセルを示している。図１１に示されるように一般的なピクセル構成単位は、各行毎にＲＧＢのトリプレットからなる１ピクセルが定まり、ＲＧＢのトリプレットからなる１ピクセルが１列目、２列目と配列されている。これに対して、本実施例に係る表示装置１８におけるピクセル構成単位は、図１２に示されるように各列にＲＧＢのトリプレットからなる１ピクセルが配列されている。１つの列のＲＧＢの各サブピクセルは１行おきに配されていることから，各サブピクセル間には、ブラックマトリクス部ＢＬが配されている．また，上下に隣接する行のサブピクセルは，サブピクセルｎｏ水平ピッチの１／２だけシフトして設けられている。図１２では，サブピクセルの開口部とブラックマトリクス部ＢＬの水平幅が１：１の場合を示している。即ち、奇数列及び偶数列が同一位相でＲＧＢのピクセルが配列され、この奇数列に対して偶数列は、ブラックマトリクス部ＢＬの幅だけ位相がずれてＲＧＢのピクセルが配列されている。従って、各ＲＧＢのピクセルは、ブラックマトリクス部ＢＬで囲まれるように配置されることとなる。
【００３９】
この発明の実施例に係る二次元画像表示装置においてデルタ配列が採用されたことから、主軸を垂直方向に設定したレンチキュラーシート（光学ユニット４）と組み合わせても、二次元画像表示装置の非表示部（ブラックマトリクス部ＢＬ）が原因の輝度分布をほぼ抑制できることとなる。また、カラーフィルタ配列（ＲＧＢのサブピクセル配列）をモザイク配列としたことから、各レンチキュラーシート越しに観察される色分布をＲＧＢについて均一にすることができ、色モアレが抑制され、画質が向上される。
【００４０】
このパネルを図２に示したように表示面を外側に、柱の周囲に４枚を組み合わせて配置した。同一コンテンツの空間座標（パネル面に平行かつ水平な軸をｘ、パネル面に平行かつ垂直な軸をｙ、パネル面に垂直な軸をｚと規定）を一致させるために、各パネルについて相対座標を９０度ずつ変化させて画像を作成した。駆動装置は、柱上部の天井部に埋め込んだ。
【００４１】
表１の各設計値は、光線制御子を時分割駆動せずに光線制御子を固定した状態で、視域を限界まで広げることに目的に決定した。この視域を限界まで広げる点について以下に説明する。
【００４２】
二次元画像表示装置として液晶ディスプレイを、光線制御子としてレンチキュラーシートを用いる場合、レンズの略焦点距離に液晶ディスプレイの画素位置がくるように設計する。ところが、液晶ディスプレイの基板のガラス厚み（０．７ｍｍ、屈折率〜１．５）と偏光板厚み（０．２ｍｍ程度、屈折率〜１．５）を加算すると、部材厚が０．９ｍｍ（屈折率〜１．５）となるため、片凸のレンチキュラーシートをガラス或いはアクリル等の屈折率〜１．５の材料で凸面が外側になるようにレンズ設計しようとした場合、その焦点距離は、０．９ｍｍ（空気換算で０．６ｍｍ＝０．９ｍｍ／１．５）に（レンズの厚み÷１．５（レンズの屈折率））を加えた値にする必要がある。レンチキュラーシートという板状の部材を安定に扱えるようにするには、その厚みは２ｍｍ前後であることが好ましい。あまり厚いと反りが生じたときに直しにくく、また重くなる。また、あまり薄いと曲がり易くなって扱いづらい。すなわち、レンチキュラーシートの部材としての扱い易さを考慮すると、焦点距離が２．９ｍｍ前後（空気換算で１．９ｍｍ＝（０．９＋２．０）／１．５）であることが要求される。しかしながら、要素画像幅（〜Ｗｌ）を一定のまま視域を広く確保しようとした場合には、焦点距離を短くする必要がある。ここでは、１００μｍ強のポリエルテルフィルム層の上にアクリル系樹脂を精密整形した、フレネルレンズによるレンチキュラーシートを用いることで、焦点距離ｆを短くすることができる。フレネルレンズでレンズを形成し、この精密整形シートを液晶ディスプレイ表面に直接糊付けすることにより、レンズそのものの厚みをほぼ無くし，焦点距離＝（ガラス厚み＋偏光板厚み）のレンズを実現し、視域を最大限に最大化した。ディスプレイ表面に直接糊付けしたことから、反りの問題や、従来の板状のレンチキュラ−・シートで発生していた熱膨張等が原因の位置ずれの問題も解消した。
【００４３】
図１３に示されるように、図２に示したと同様に配置した４台の三次元画像表示装置で囲まれた領域から１ｍ（＝Ｌ）外側に離した領域３０を考察した場合、その領域３０の一辺の長さ（Ｗｂ［ｍｍ］）は次式で与えられる。
【００４４】
Ｗｂ  ＝  Ｗ×（Ｗ／２＋Ｌ）／（Ｗ／２）
＝  ２４２２．４
即ち、焦点距離ｆを最小に設計することで、領域３０の幅Ｗｂの約１／２を視域に設定した。ここで、視域は、表示装置１８の表示面から視距離Ｌにおいて正像のみが観察され、虚像が観察されない領域に相当し、視距離Ｌを基準として要素画像とこの要素画像に対応する射出瞳の光学的関係から定められる。この実施例においては、視域を重視して広げた結果、図１４に示すように三次元画像表示システムで三次元立体画像が表示される限界に相当する奥行き表現限界３４並びに飛び出し表示限界３６が制限され、三次元立体画像を表示でいる表示可能領域がかなり限定されることが予想される。ここで、奥行き表現限界３４及び飛び出し表示限界３６とは、三次元立体像が表示される限界を示し、表示装置によってあたかも立体像があるように表示される限界を示している。奥行き表現限界３４及び飛び出し表示限界３６が大きければ大きい程、奥行きを有する立体像を表示することができるが、この限界外にまで立体像が表示されると視差情報が融合せずに二重〜多重像として表示されることとなる。
【００４５】
表示可能領域が限定されることを予想して、表示されるべきコンテンツ３８の空間周波数を２００ｃｐｒ前後と低く抑え、奥行き表現可能領域を広めに確保した。この結果、２００ｃｐｒ前後のコンテンツ３８について三次元画像表示装置の表示面から＋３〜−３．５ｃｍ程度の範囲で十分な画質が得られる状態になった。よって、図１５に示すように、各表示装置１８の表面を中心に直径で７ｃｍ弱の小さめのコンテンツ３８を表示するか、もしくは、図１６に示すように、パネル内側の空間をほぼ占有し、凹凸が±３ｃｍ以下になるようなコンテンツ４０を表示した。
【００４６】
このような構成において、観察距離１ｍで回り込んで観察したところ、観察可能領域が分断されることに基づく、表示される三次元画像の不自然さが意外に少ないことが判明した。観察可能領域からはずれて観察される三次元画像（偽像）は、要素画像に対応する射出瞳を通過せずにこの射出瞳に隣接した射出瞳を経由した光線を観察して認識される三次元画像であることから、観察方向と画像取得方向のずれに起因する歪みが含まれるとともに、レンズの近軸領域からはずれているために、不明瞭な画像となる。この三次元画像は、例えば、現実の水槽の魚を観察した場合の見え方に比較的近い。具体的には、角型の水槽のなかの魚を、角の方向から観察した場合、角を構成する二面を経由して見える内部の魚は、屈折の効果により単一の魚でも単一には見えない。本実施例において角から見た場合も、観察される画像が偽像であるがゆえに隣接した三次元画像表示装置同士で正しくひとつの像にはならないのだが、これが却って水槽を見た場合に似た視覚効果をもたらすことが認められた。また、図３（ｂ）及び（ｅ）に示すように観察者が面Ａから面Ｂを観察するように移動する場合、観察者の意識が表示装置１８Ａ及び表示装置１８Ｂのパネルを行き来し、表示装置１８Ａのパネルの視域をはずれたことに気付きにくい傾向が認められた。
【００４７】
４枚のパネルの視域がほぼ接するような設計にする方法について述べる。図２４において、Ｐを要素画像幅，Ｌを視距離、Ｗを画面幅、ｆを焦点距離（または空気換算ギャップ）とした場合、次の関係が与えられる。
【００４８】
Ｐ  ：  （２Ｌ＋Ｗ）  ＝  ｆ  ：  Ｌ
ここで，構成部材より、
ｆ  ＝  ０．６
Ｗ＝４２２．４
が定まっていることから、
Ｌ×Ｐ＝０．６×（２Ｌ＋４２２．４）
＝１．２Ｌ＋２５３．４４
∴Ｌ（Ｐ−１．２）＝２５３．４４
Ｌを正の値にするには、Ｐ＞１．２にする必要がある．サブピクセル幅（Ｈｐ）が０．０４４でデルタ配列であることから，視差数（Ｎｖｓ）は、
Ｎｖｓ＞１．２／０．０４４×２
＞５４．５４
すなわち、視差数を５５以上にすれば、図１３における４台の三次元画像表示装置の視域が接するような設計が可能になる。ただし、これでは，隣接視域が接する視距離が遠い。よって，視距離（Ｌ）を１０００と定めると、
（Ｐ−１．２）＝０．２５４４
Ｐ＝１．７５４４
∴Ｎｖｓ＞７９．７５
すなわち，視差数を８０以上にすれば，図１３の視域が達成できる。
【００４９】
このように視差数を増やしたくない場合には、光線制御子４の窓部の位置を時分割でサブピクセルの水平設定ピッチ（＝Ｈｐ／２：デルタ配列のため）のさらに半ピッチ移動させ、これに応じて二次元画像表示装置に表示されている内容を変更するか、二次元画像表示装置を形成するガラス厚をより薄くするという方法がある。ここで、時分割で窓部を移動させる方法とは、光線制御子を液晶ディスプレイ（モノクロ）で作成したスリットにし，電気的に窓部の位置を変えられるなどを指している。一方、また、ガラス厚をより薄くする場合には、ガラス厚に偏光板厚み，フレネルレンズシートタイプのレンチキュラーシートを加えた厚さを０．４４ｍｍ或いはそれ以下にすることができれば、図１３に示すように隣接するパネル同士の視域を接することが可能だが，現実的ではない。近似的にＰ〜Ｗｌとした場合、
Ｗｌ  ：  （２Ｌ＋Ｗ）  ＝  ｆ  ：  Ｌ
ここで，構成部材より、
Ｗｌ  ＝  ０．７０４
Ｗ＝４２２．４
Ｌ＝１０００
が定まっていることから、
１０００×０．７０４＝ｇ×（２×１０００＋４２２．４）
∴ｆ（ａｉｒ）＝０．２９
∴ｆ（Ｎ＝１．５）＝０．４４
（実施例２）
次に、この発明の三次元立体表示装置の第２の実施例２について説明する。この第２の実施例２においても、各表示装置１８には、立体視に有効な水平視差のみを付与する。液晶表示ユニットとしてＱＵＸＧＡ−ＬＣＤ（二次元画像表示用ピクセル数３２００×２４００、画面サイズ４２２．４ｍｍ×３１６．８ｍｍ、ストライプ配列）が用いられた。最小の駆動単位は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各二次元画像表示用ピクセルであり、通常は、図１７に示すように横（水平方向）に並んだＲ、Ｇ、Ｂの３つのサブピクセルによって一つのピクセル（トリプレット）が形成されるが、本実施例２の表示装置１８においては、水平方向の二次元画像表示用ピクセル数を増やすために、図１８に示されるように縦方向に並んだＲ、Ｇ、Ｂのサブピクセルを１つの二次元画像表示用ピクセルとして扱った。二次元画像表示用ピクセルの横幅は、４４μｍ、縦の長さ（Ｖｐ）は１３２μｍである。この表示装置１８の背面には、バックライト８が配置され、観察者側には、水平方向にのみレンズ効果を有するシリンドリカルレンズ４が配置されている。このシリンドリカルレンズ４は、図１９に示すようにその水平ピッチが二次元画像表示用ピクセル幅の１６倍に相当する間隔０．７０４ｍｍ（＝Ｐａ）で配列され、且つ、垂直方向については、１３２μｍ弱（＝Ｐｂ）毎のセグメントに分けられ、このセグメントの主軸が二次元画像表示用ピクセルの水平幅４４μｍの１／２に相当する２２μｍ（＝Ｐｃ）だけシフトされ、ジグザグ状のレンチキュラーシートが組み合わされた構造となっている。具体的には、
Ｖｐ：Ｐｂ＝（Ｌ＋ｇ）：Ｌ
∴Ｐｂ＝０．１３２×１０００／（１０００＋１．６）
＝０．１３１８
とした。これによって、視距離（Ｌ＝１０００ｍｍ）から観察した場合に，二次元画像表示用ピクセルの垂直ピッチ（Ｖｐ）と，レンチキュラ−シートのシフトするピッチ（Ｐｂ）を一致させることができる。このシリンドリカルレンズ４を構成するレンチキュラーシートは、液晶表示ユニットの画素表面にほぼ焦点が合うように設計した。表示方式としてはＩＩ方式を採用した。
【００５０】
ここで、上記の三次元画像表示装置の各パラメータは、表２の値とした。
【表２】
2006098775.tif 000004
【００５１】
レンチキュラーシートがジグザグ配列されているために、水平画素ピッチは、０．０２２μｍ（＝Ｈｐ／２）と考えることができる。また、縦に並んだＲＧＢサブピクセルを１ピクセルとして扱ったために，水平解像度は３倍に、垂直解像度は１／３になる。よって、三次元画像表示時における縦横画素数は以下のようになった。
【００５２】
横画素数＝Ｔｈｅ  ｓｉｚｅ  Ｗ÷Ｎｖｓ×３×２＝１２００
縦画素数＝Ｔｈｅ  ｓｉｚｅ  Ｈ÷３÷２＝４００
ストライプ配列の二次元画像表示装置にストライプ配列のレンチキュラーシートが組み合わされると、垂直解像度の水平解像度への割り振りができないとともに、非表示部が観察されることによる輝度ムラ（モアレ）が発生する。よって、ジグザグのレンチキュラーシートが採用され、ストライプ配列の二次元画像表示装置を用いても、二次元画像表示装置の非表示部（ブラックマトリクス部）が原因の輝度分布をほぼ抑制することができた。
【００５３】
この表示装置１８を図２に示したように表示面を外側に、柱の周囲に４枚を組み合わせて配置した。同一コンテンツの空間座標（パネル面に平行かつ水平な軸をｘ、パネル面に平行かつ垂直な軸をｙ、パネル面に垂直な軸をｚと規定）を一致させるために、各パネルについて相対座標を９０度ずつ変化させて画像を作成した。駆動装置は柱上部の天井部に埋め込んだ。
【００５４】
表２の設計値は、図２０に示されるように、４台の三次元画像表示装置１８の視域が近接しなくても良いとして設計した。即ち、レンチキュラーシートのレンズ厚を１．５ｍｍ、偏光板の厚みにガラス厚を加えた値を０．９ｍｍとした場合、焦点距離（空気換算）は、１．６ｍｍとなり、ディスプレイ幅（Ｗ＝４２２．４ｍｍ）と、１ｍ離間した距離を基準に設定した視域幅（ＶＷ＝４４０．０ｍｍ）がほぼ同等となった。このために、複数枚パネルの視域が不連続になってしまう。しかしながら、視域を画面幅相当と実施例１に比較して狭めたことにより、奥行き表現可能領域は広がった。具体的には、コンテンツの空間周波数を２００ｃｐｒ前後とした場合の奥行き表現可能領域は＋１５〜−２２ｃｍと実施例１に比較して広くすることができた。即ち、図２１に示すように、全ての表示装置１８のパネルにより囲まれた領域は、全ていずれかのパネルの奥行き方向の表示可能領域に包含された。パネルに囲まれる領域はもちろんのこと、パネル面より１５ｃｍ外側までコンテンツ４０を表示することができた。また、空間周波数が３２０ｃｐｒのコンテンツ４０も、表示面を中心に＋１０〜−１３ｃｍの範囲で表示することができた。
【００５５】
このような構成においても、観察者５０が図２０の矢印で示すように回り込んで観察したところ、観察可能領域が分断していることに基づく画像の不自然さが意外に少ないことを確認した。
【００５６】
ストライプ配列の液晶ディスプレイを用いる場合でも、図１９に示されるようにレンチキュラーレンズのレンズ効果の無い方向（＝垂直方向）の水平位置を水平方向にずらすことで、モアレが抑制できることが確認された。
【００５７】
レンチキュラーシートの水平位置がシフトした図１９に示すような構造は、一般に、従来のアクリル板系の射出成型による作成が困難であるとされている。即ち、射出成型のための型は、掘削で作成するが、ジグザグなレンチキュラーシートを作成しようとした場合、高さＨａを有するＷ形状の型を、水平方向にＨｐ／２ピッチづつずらしながら並べて型を作成する必要があり、この作業は困難であるとともに、仮にできたとしても高さＨａは、型の精度維持のためには１ｍｍ以上にする必要がある。ところが、レンチキュラーシートの水平位置をシフトさせるとことは、非表示部が原因のモアレ低減には効果的だが、各レンチュキュラーレンズに対応する視差画像情報の射出位置（要素画像の表示位置に相当する。）をシフトさせることも必要とされる。これは二次元画像表示装置の水平解像度の増加と等価の効果ではあるが、このシフトに応じた視差画像を表示する場合、観察者の位置が垂直方向にシフトした場合に、視認する視差画像がシフトすることから、これが原因のクロストークが発生する。このクロストークを二重像として認識させないためには、レンチキュラーシートのジグザグの周期Ｐａを十分小さくすることが好ましい。検討結果からは、Ｐａは１ｍｍ以下、望ましくは垂直方向に沿った画素の長さ（＝１３２μｍ）が好ましいということが判明した。さらには、図１９においては、ジグザグの構造として示したが、図２２に示すようにレンズの非視差方向を一方向にシフトさせたり、波状に波打たせた構造も可能である。これらの構造はいずれも従来の方法では作成できない。
【００５８】
本実施例２では、実施例１と同様、フレネルレンズシートを用い、焦点距離を確保するためにこれとアクリル板を組み合わせることにより、図１９に示す構造を実現してモアレを抑制することができた。比較例としての拡散板に垂直レンチキュラーを組み合わせる構造に比べて、光線の射出方向を制御し易いことから、画質を改善すること（クロストーク低減並びに解像度向上）ができた。
【００５９】
（実施例３）
次に、この発明の三次元立体表示装置の第３の実施例３について説明する。この第３の実施例３においては、実施例２の構成において、視域幅ＶＷを２６０ｍｍにするように設計した。Ｐを要素画像幅、Ｌを視距離、Ｗを画面幅、ｆを焦点距離（＝空気換算ギャップ）とした場合、次の関係が与えられる。まず、レンズ幅（Ｗｌ）は、
Ｗｌ  ＝  Ｈｐ×Ｎｖｓ／２
＝ ０．０４４×３２／２
＝ ０．７０４
Ｗｌ〜Ｐと近似して、
Ｗｌ  ：  ＶＷ  ＝  ｆ  ：  Ｌ
ＶＷ  ＝  ２６０
Ｗｌ  ＝ ０．７０４
Ｌ ＝ １０００
∴ｆ ＝ １０００×０．７０４／２６０
＝２．７１
ｆ（屈折率＝１．５）＝  ２．７１×１．５
＝４．０６（部材＋レンズ厚）
とした。レンズ厚４．０６ｍｍを実現するために、部材厚み０．９ｍｍを考慮して、光学ユニット４としてジグザグのフレネルレンズシートと３．１６ｍｍのアクリル板を組み合わせた。視域を狭く設定したことにより、図２１に示されるように、３２０ｃｐｒの空間周波数を有する三次元画像の表示可能領域は、＋１６ｃｍ〜−２４ｃｍと拡大し、４枚のパネルに囲まれた領域が表示領域内に含まれるとともに、１６ｃｍ外側までコンテンツを表示することができた。即ち、他の表示装置１８のパネル面を外壁としたようなコンテンツ作成が可能となり、図５（ａ）に示したように、空間内を意識させるコンテンツ表示を実現した。また、三次元画像と認識できつつも、視域が狭いことから偽像へ移行した際の視差が少ないことから、偽像への移行が認識しにくく、図１３に示したように４枚のパネルの視域端が接触するように設計しなくとも問題ないことが判明した。即ち、図１３に示すような広い視域を愚直に実現した場合、視域の広さに伴う視差の大きさが原因で、偽像観察領域に移動した際の三次元画像の変化（とび）が大きく、視域をはずれたことが認識できたのに対し、視域が狭いことから、両眼視に基づく三次元画像立太視を実現しながら、偽像へ移行した際の画像のとびが少ないこととなる。即ち、実施例１の状態では、三次元画像を回りこんで見えたのに対し、本実施例の画像は、どの位置からも観察方向があまり変化しない三次元画像が観察できる状態になった。また、ところが、４枚のパネルを用意したことから、この条件でも、観察パネル面が変わることによる回り込み観察を可能とした。すなわち、回り込み観察と立体画像観察の両立を実現した。
【００６０】
（実施例４）
次に、この発明の三次元立体表示装置の第４の実施例４について説明する。この第４の実施例４においては、図６に示したように、構成する三次元画像表示装置の台数を６台に増やし、６角の柱周囲に設けた以外は、実施例１と同様に実施した。パネル数を増加したことにより、隣接する視域同士を接するようにする場合、図２３に示されるように視距離１ｍで視域幅Ｗｂ（＝１５７７．１ｍｍ）となった。即ち、実施例１の表１に示した設計を採用し、フレネルレンズシートを用いて視域を１１７３．３ｍｍと最大にしたことにより、Ｗｂの７０％を視域とすることができた。
【００６１】
６面で構成したことにより、Ｗｂは実施例１に比べて偽像に切り替わる現象が認識し難かった。また、コンテンツを氷中の果物とし、空気と氷の界面の屈折率差を反映して画像作成したところ、柱の途中が氷で構成されているような印象を与えることができた。
【００６２】
（比較例１）
二次元画像表示装置を４枚、図２に示されるように外側に表示部を向けて構成し、観察者の位置検出をし、この位置に応じて画像を切り替えることで、回り込み観察を可能にした。位置検出のためのカメラは柱周囲の全方位を観察する必要があったことから、少なくとも２台設ける必要が生じた。また、観察できる人間が一人に限定され、他の観察者にとっては不自然な表示となった。また画像は回り込んで観察はできるものの、立体としては認識できなかった。
【００６３】
（比較例２）
実施例１と同様の構成の三次元画像表示装置１枚のみで三次元画像を表示したところ、立体として認識はできたものの、フラットパネル上に表示されているという印象はぬぐいがたく、表示されたコンテンツには存在感が乏しかった。また、当然ながら回り込んで観察することはできず、偽像への切り替わりが気になった。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る三次元画像表示システムに適用される三次元画像表示装置を概略的に示す断面図である。
【図２】図１に示される三次元画像表示装置を組み合わせた三次元画像表示システムを概略的に示す水平面内の断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は、図２に示される三次元画像表示システムにおいて、表示されるコンテンツの取得方向を概略的に示す平面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、図１に示される三次元画像表示装置における、表示装置幅Ｗと観察可能幅ＶＷとの関係並びに観察可能領域の関係を概略的に示す平面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、図２に示す三次元画像表示システムにおいて、空間を区切る壁を含む場合及び含まない場合にコンテンツに与える臨場感の相違を概略的に説明する為の斜視図である。
【図６】この発明の第２の実施形態に係る三次元画像表示システムを概略的に示す断面図である。
【図７】図２に示した三次元画像表示システムを構築物に設けた例を概略的に示す斜視図である。
【図８】図１に示される２枚の表示装置を構築物の隣接面に設けた三次元画像表示システムを概略的に示す斜視図である。
【図９】図１に示される三次元画像表示装置における、表示装置の中心と観察可能幅の中心をずらした場合の観察可能領域を概略的に示す平面図である。
【図１０】図９に示される観察可能領域に設定した三次元画像表示装置を複数枚組み合わせることで、偽像を観察する領域をなくして連続的に三次元画像を観察可能な配置例を概略的に示す平面図である。
【図１１】一般的なデルタ配列における、ＲＧＢトリプレットからなるピクセルの配置範囲を概略的に示す平面図である。
【図１２】図１に示される表示装置に適用可能なデルタ配列における、ＲＧＢトリプレットからなるピクセルの配置範囲を概略的に示す平面図である。
【図１３】図２に示されるシステムにおいて、視距離を１ｍとした場合に必要な視域幅（ＶＷ）を算出するための平面図である。
【図１４】図２に示されるシステムにおける飛び出し表示限界及び奥行き表示限界を説明する為の平面図である。
【図１５】図１４に示される飛び出し表示限界及び奥行き表示限界に表示されるコンテンツの例を概略的に示す平面図である。
【図１６】図１４に示される飛び出し表示限界及び奥行き表示限界に表示されるコンテンツの他の例を概略的に示す平面図である。
【図１７】一般的なストライプ配列における、ＲＧＢトリプレットからなるピクセルの配置範囲を概略的に示す平面図である。
【図１８】図１に示される表示装置に適用可能なストライプ配列における、ＲＧＢトリプレットからなるピクセルの配置範囲を概略的に示す平面図である。
【図１９】図１に示される表示装置に適用可能な光学ユニットとしてのジグザグスリットの一例を概略的に示す斜視図。
【図２０】図２に示されるシステムにおいて、視距離を１ｍとした場合における視域が互いに近接していない場合における視域幅（ＶＷ）を算出するための平面図である。
【図２１】図２０に示されるシステムにおける観察領域に表示されるコンテンツの例を概略的に示す平面図である。
【図２２】図１に示される表示装置に適用可能な光学ユニットとしてのジグザグスリットの他の例を概略的に示す斜視図。
【図２３】図６に示されるシステムにおいて、視距離を１ｍとした場合における視域が互いに近接していない場合における視域幅（ＶＷ）を算出するための平面図である。
【図２４】図２に示されるシステムを実現しようとした場合における要素画像幅（Ｐ）、空気換算焦点距離（ｆ）及び視距離（Ｌ）の関係を算出するための平面図である。
【符号の説明】
【００６５】
２．．．表示ユニット、４．．．光学ユニット、８．．．バックライト、１０．．．要素画像、１５．．．構築物、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ．．．観察領域、１８、１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃ、１８Ｄ．．．三次元画像表示装置、２０，２２．．．表示物体
【図１】
2006098775.tif 000005
【図２】
2006098775.tif 000006
【図３】
2006098775.tif 000007
【図４】
2006098775.tif 000008
【図５】
2006098775.tif 000009
【図６】
2006098775.tif 000010
【図７】
2006098775.tif 000011
【図８】
2006098775.tif 000012
【図９】
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【図１０】
2006098775.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2006098775.tif 000017
【図１４】
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【図１５】
2006098775.tif 000019
【図１６】
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【図１７】
2006098775.tif 000021
【図１８】
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【図１９】
2006098775.tif 000023
【図２０】
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【図２１】
2006098775.tif 000025
【図２２】
2006098775.tif 000026
【図２３】
2006098775.tif 000027
【図２４】
2006098775.tif 000028