(57)【要約】【課題】連続的な運動視差を表現可能な表示装置の小型化を可能とする技術を提供すること。【解決手段】表示装置は、画像を表示する表示面を有する表示部と光の一部を遮る遮光部とを互いに離して備える表示装置であって、遮光部は、光を透過させる複数の開口部を有し、開口部の形状及び大きさは、表示面に配列された複数の画素のうちの一つ又は複数の画素の形状及び大きさと略同等であり、画像の光は、開口部及び画素を透過した光である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する表示面を有する表示部と光の一部を遮る遮光部とを互いに離して備える表示装置であって、
前記遮光部は、光を透過させる複数の開口部を有し、
前記開口部の形状及び大きさは、前記表示面に配列された複数の画素のうちの一つ又は複数の前記画素の形状及び大きさと略同等であり、
前記画像の光は、前記開口部及び前記画素を透過した光である、
表示装置。
【請求項２】
光を発する発光部を前記表示部の背面側に備え、
前記遮光部は、前記発光部の位置を基準として、前記発光部の光が前記発光部から伝搬する方向に備えられる、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記表示部は、前記発光部と一体形成されている、請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記表示部は、前記遮光部に対して平行に備えられる、請求項２に記載の表示装置。
【請求項５】
前記画素は、複数の副画素を有し、
前記副画素の水平方向の幅が前記画素の水平方向の幅と等しい、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記画素は、複数の副画素を有し、
垂直方向に隣接する前記副画素の色は、前記画素において互いに異なっている、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項７】
前記画素は、二次元格子状に配置された複数の副画素を有し、
水平方向及び垂直方向に隣接する前記副画素の色は互いに異なる、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記発光部は、前記発光部の色を時分割で変更し、
前記画素は、前記色の変更に同期して前記画素の光の透過率を変更する、請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項９】
前記遮光部は、前記開口部の位置を時分割で変更する、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１０】
前記遮光部は、発光しない領域である複数の非発光領域を有し、発光する領域である複数の発光領域を前記開口部として有することにより、前記発光部と一体形成されている、請求項２、請求項３、請求項４及び請求項８のうちのいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記遮光部は、前記遮光部における前記発光領域及び前記非発光領域の分布を時刻に応じて変更する、請求項１０に記載の表示装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の表示装置が実行する表示方法であって、
前記表示部の表示面において隣接する画素に互いに異なる指向性画像が表示されるように、前記表示部に複数の前記指向性画像を表示させる、
表示方法。
【請求項１３】
隣接する前記画素によって表示される複数の前記指向性画像の視差は１０分以下の角度である、請求項１２に記載の表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及び表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高臨場感を表現するためには滑らかな運動視差の表現が重要である。運動視差の表現方式としては多眼表示があるが視域の切換えが発生する。多眼表示の指向性密度を向上した超多眼表示又は高密度指向性表示では運動視差は滑らかになるものの連続的な運動視差を表現するには多くの画像数が必要となる。そこで、複数の画像をリニアブレンディングすることにより少ない画像数で連続的な運動視差を表現する表示技術が提案されている（特許文献１及び特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１２１７４８号公報
【特許文献２】特開２０１６−１６１９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の技術では、投射型光学系により複数の画像をリニアブレンディングしていたため、表示装置が大型化するという問題があった。
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明は、連続的な運動視差を表現可能な表示装置の小型化を可能とする技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、画像を表示する表示面を有する表示部と光の一部を遮る遮光部とを互いに離して備える表示装置であって、前記遮光部は、光を透過させる複数の開口部を有し、前記開口部の形状及び大きさは、前記表示面に配列された複数の画素のうちの一つ又は複数の前記画素の形状及び大きさと略同等であり、前記画像の光は、前記開口部及び前記画素を透過した光である、表示装置である。
【０００７】
本発明の一態様は、上記の表示装置であって、光を発する発光部を前記表示部の背面側に備え、前記遮光部は、前記発光部の位置を基準として、前記発光部の光が前記発光部から伝搬する方向に備えられる。
【０００８】
本発明の一態様は、上記の表示装置であって、前記表示部は、前記発光部と一体形成されている。
【０００９】
本発明の一態様は、上記の表示装置であって、前記表示部は、前記遮光部に対して平行に備えられる。
【００１０】
本発明の一態様は、上記の表示装置であって、前記画素は、複数の副画素を有し、前記副画素の水平方向の幅が前記画素の水平方向の幅と等しい。
【００１１】
本発明の一態様は、上記の表示装置であって、前記画素は、複数の副画素を有し、垂直方向に隣接する前記副画素の色は、前記画素において互いに異なっている。
【００１２】
本発明の一態様は、上記の表示装置であって、前記画素は、二次元格子状に配置された複数の副画素を有し、水平方向及び垂直方向に隣接する前記副画素の色は互いに異なる。
【００１３】
本発明の一態様は、上記の表示装置であって、前記発光部は、前記発光部の色を時分割で変更し、前記画素は、前記色の変更に同期して前記画素の光の透過率を変更する。
【００１４】
本発明の一態様は、上記の表示装置であって、前記遮光部は、前記開口部の位置を時分割で変更する。
【００１５】
本発明の一態様は、上記の表示装置であって、前記遮光部は、発光しない領域である複数の非発光領域を有し、発光する領域である複数の発光領域を前記開口部として有することにより、前記発光部と一体形成されている。
【００１６】
本発明の一態様は、上記の表示装置であって、前記遮光部は、前記遮光部における前記発光領域及び前記非発光領域の分布を時刻に応じて変更する。
【００１７】
本発明の一態様は、表示装置が実行する表示方法であって、前記表示部の表示面において隣接する画素に互いに異なる指向性画像が表示されるように、前記表示部に複数の前記指向性画像を表示させる表示方法である。
【００１８】
本発明の一態様は、上記の表示方法であって、隣接する前記画素によって表示される複数の前記指向性画像の視差は１０分以下の角度である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、連続的な運動視差を表現可能な表示装置の小型化を可能とする技術を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施形態の表示装置１の構成例を示す図。
【図２】第１の実施形態における表示部１１の正面図。
【図３】第１の実施形態における遮光部１２ａの正面図。
【図４】表示装置１における表示画像のブレンドを説明する説明図。
【図５】第１の実施形態における遮光部１２ｂの正面図。
【図６】遮光部１２ｂによるブレンディングを説明する説明図。
【図７】遮光部１２ｂの視域の広さについて説明するための遮光部１２ａの視域の説明図。
【図８】第１の実施形態における遮光部１２ｃの正面図。
【図９】第１の実施形態における遮光部１２ｄの正面図。
【図１０】遮光部１２ｄの最適視距離の説明を行う説明図。
【図１１】遮光部１２ａの最適視距離を説明した説明図。
【図１２】実施形態の表示装置２の構成例を示す図。
【図１３】第２の実施形態における表示部２１の正面図。
【図１４】第２の実施形態における遮光部２２ａの正面図。
【図１５】表示装置２における表示画像のブレンドを説明する説明図。
【図１６】表示部２１における単位画素２１１の配置と表示画像の関係の説明図。
【図１７】指向性画像データを生成する画像生成システム８３の構成例を示す図。
【図１８】二つの指向性画像の加重平均と輪郭位置の関係を示す図。
【図１９】第３の実施形態の表示装置３の構成の具体例を示す図。
【図２０】第３の実施形態の表示部３１を正面からみた具体的な構成図。
【図２１】第３の実施形態の発光部３２ａを正面からみた具体的な構成図。
【図２２】第３の実施形態の表示装置３における表示画像のブレンディングを説明する説明図。
【図２３】変形例の発光部３２ｂを正面からみた具体的な構成図。
【図２４】変形例の発光部３２ｂによるブレンディングを説明する説明図。
【図２５】第３の実施形態の発光部３２ａによるリニアブレンディングを説明する説明図。
【図２６】変形例の発光部３２ｃを正面からみた具体的な構成図。
【図２７】変形例の表示装置３の発光部３２ｄを正面からみた具体的な構成図。
【図２８】変形例の発光部３２ｄを備えた第３の実施形態の表示装置３によって、観察者９が画像Ａを知覚する場合の最適視距離を説明する図。
【図２９】変形例の発光部３２ｄを備えた第３の実施形態の表示装置３によって、観察者９が画像ＡＢを知覚する場合の最適視距離を説明する図。
【図３０】実施形態の発光部３２ａを備えた第３の実施形態の表示装置３の最適視距離を説明する図。
【図３１】第４の実施形態の表示装置４の構成の具体例を示す図。
【図３２】第４の実施形態の表示部４１を正面からみた具体的な構成図。
【図３３】第４の実施形態の発光部４２ａを正面からみた具体的な構成図。
【図３４】第４の実施形態の表示装置４における表示画像のブレンディングを説明する図。
【図３５】第４の実施形態の表示部４１における単位画素４１１の配置と表示画像の関係の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（第１の実施形態）
図１は、実施形態の表示装置１の構成例を示す図である。表示装置１は、表示部１１と、遮光部１２ａとを備える。表示部１１は、観察者９からみて、遮光部１２ａの後方に、所定の距離を有して遮光部１２ａに平行に配置される。直交座標であるＸＹＺ座標が図１に示すように定義されている。ＸＺ面は床に平行な面であり、Ｙ軸は床に垂直な方向である。Ｘ軸は、表示部１１のおもて面に平行な方向である。Ｚ軸は、Ｘ軸とＹ軸とに垂直であり、観察者９が表示部１１のおもて面を見る向きを正の向きとする。以下、ＸＹＺ座標を用いた説明においてＸ軸、Ｙ軸，Ｚ軸の方向は上記記載の方向とする。
【００２２】
表示装置１は、運動視差を再現する。
【００２３】
表示部１１は、複数の画像を同時に表示させる表示板である。表示部１１は、例えば、
フラットパネルディスプレイなどの表示板である。表示部１１は、例えば、ＲＧＢの３原
色の光によって画像を表示する。表示部１１は、表示部１１のおもて面（すなわち、遮光
部１２ａに近い側の面）に例えば、ＲＧＢの３原色の光によって画像を表示する。
表示部１１としては、液晶パネルの背面に光源（バックライト）を配置したものや、この光源と液晶パネルを一体形成したディスプレイ、あるいは、これと同等の機能を有機ＥＬディスプレイで実現する方法などがある。例えば液晶パネルの背面に光源を配置する場合には、観察者９からみて光源が液晶パネルよりも遠くであるように、光源と液晶パネルとを備える。
【００２４】
遮光部１２ａは、開口部を有する遮光板（以下「光学バリア」という。）である。遮光部１２ａは、表示部１１の前面に配置され、表示部１１が発する光の一部を遮る。なお、開口は光を透過すればどのようなものであってもよく、例えば、無色透明なガラス板であってもよいし、空隙であってもよい。
【００２５】
図２は、第１の実施形態における表示部１１の正面図である。表示部１１は、単位画素１１１を備える。表示部１１は、ＸＹ平面内で二次元的に配列された単位画素１１１を備える。
【００２６】
単位画素１１１は、一般的に画素といわれ、例えば液晶などにより透過率を制御する光変調素子や有機ＥＬなどの発光体等を備えることにより、微小な領域から発せられる光の量を制御する単位構造である。単位画素１１１は、例えば、正方形の形状である。単位画素１１１は、例えば３つの副画素を備える。単位画素１１１は、３つの副画素として、赤サブ単位画素１１１１ｒと、緑サブ単位画素１１１１ｇと、青サブ単位画素１１１１ｂとを備える。赤サブ単位画素１１１１ｒは、ＲＧＢの３原色のうち赤色の光を発する副画素である。緑サブ単位画素１１１１ｇは、ＲＧＢの３原色のうち緑色の光を発する副画素である。青サブ単位画素１１１１ｂは、ＲＧＢの３原色のうち青色の光を発する副画素である。ＲＧＢの３原色とは、赤色（Ｒｅｄ）、緑色（Ｇｒｅｅｎ）、青色（Ｂｌｕｅ）である。以下、赤サブ単位画素１１１１ｒと、緑サブ単位画素１１１１ｇと、青サブ単位画素１１１１ｂとを互いに区別しない場合、サブ単位画素１１１１という。さらに、以下、複数の画素をＹ軸方向に一次元的に配置した画素の集合を「画素列」という。
【００２７】
サブ単位画素１１１１は、長手方向がＸ軸に平行であるように、表示部１１に配置される。サブ単位画素１１１１は、短手方向がＹ軸に平行である。単位画素１１１において、サブ単位画素１１１１はＹ軸方向に３つ重ねて配置されている。図中、サブ単位画素１１１１を表す図形中に記載されたＲは、文字Ｒを含む図形が表すサブ単位画素１１１１が、光強度Ｒの赤色の光を発する赤サブ単位画素１１１１ｒであることを表す。同様に、サブ単位画素１１１１を表す図形中に記載されたＧは、文字Ｇを含む図形が表すサブ単位画素１１１１が、光強度Ｇの緑色の光を発する緑サブ単位画素１１１１ｇであることを表し、サブ単位画素１１１１を表す図形中に記載されたＢは、文字Ｂを含む図形が表すサブ単位画素１１１１が、光強度Ｂの青色の光を発する青サブ単位画素１１１１ｂであることを表す。単位画素１１１は、Ｙ軸負方向にむかって順番に、赤サブ単位画素１１１１ｒと、緑サブ単位画素１１１１ｇと、青サブ単位画素１１１１ｂとを有する。なお、「光を発する」とは、画素そのものでおきた励起子結合などの発光過程による発光だけを表した表現ではなく、液晶ディスプレイのように、透過光も表す表現である。たとえ、画像を表現する光が透過光であっても、観察者９は、観測している光が発光なのか、透過光なのか、反射光なのか、散乱光なのかの区別はつかない。そのため、統一した表現として「光を発する」と表現している。また、以下「発せられる光」等、発せられた光を表す表現は全て、透過光も、反射光も、散乱光も含んで、画素又は表示板を起点として空間を伝搬する光を表す。
【００２８】
図２のＸ軸とＺ軸で張られる面は、表示装置１又は観察者９が設置されている床に平行である。そのため、サブ単位画素１１１１は、長手方向が床に平行である。サブ単位画素１１１１が発するＲＧＢの３原色の光は、例えば、それぞれ２５６段階の光強度を有する。サブ単位画素１１１１の長手方向の長さ（Ｘ軸方向の長さ）は、表示装置１の想定される使用目的に応じて決定される所定の長さＸＬ１である。長さＸＬ１は、観察者９と表示装置１との距離が、表示装置１の想定された使い方における観察者９と表示装置１との適切な距離を保っている場合において、観察者９による単位画素１１１の個体識別が困難である程度には十分短い長さである。あるいは、観察者９による遮光部１２ａは、開口部の個体識別が困難な程度に短い長さに設計しても良い。
【００２９】
図３は、第１の実施形態における遮光部１２ａの正面図である。遮光部１２ａは、非開口部１２１ａと開口部１２２ａとを備える。非開口部１２１ａと開口部１２２ａとは、遮光部１２aにおいて、Ｘ軸方向に交互に配置される。
【００３０】
非開口部１２１ａは、遮光板の一部であり所定の光を遮蔽する。非開口部１２１ａは、非開口部１２１ａの後面に位置する単位画素１１１が発するＲＧＢの光を遮光する。非開口部１２１ａは、前述の床に垂直な方向（すなわちＹ軸方向）には、開口を備えず連続である。
【００３１】
開口部１２２ａは、遮蔽板に開けられた開口であり、例えば所定の光を透過させるスリットである。開口部１２２ａは、遮光部１２ａの後面に位置する単位画素１１１が発するＲＧＢの光を透過させる。開口部１２２ａは、前述の床に垂直な方向（すなわちＹ軸方向）には、遮光する構造を備えず連続である。
【００３２】
非開口部１２１ａと開口部１２２ａとのＸ軸方向の長さはＸＬ２である。ＸＬ２の長さは、サブ単位画素１１１１のＸ軸方向の長さＸＬ１と略同一（略同等）の長さであるもののとする。
【００３３】
図４は、表示装置１における表示画像のブレンドを説明する説明図である。図４（Ａ）は、表示部１１が備える単位画素１１１−１と単位画素１１１−２とを表す。単位画素１１１−１は、光強度Ｒ０の赤サブ単位画素１１１１ｒ、光強度Ｇ０の緑サブ単位画素１１１１ｇと、光強度Ｂ０の青サブ単位画素１１１１ｂとを有する。単位画素１１１−２は、光強度Ｒｒの赤サブ単位画素１１１１ｒ、光強度Ｇｒの緑サブ単位画素１１１１ｇと、光強度Ｂｒの青サブ単位画素１１１１ｂとを有する。
【００３４】
図４（Ｂ）は、視点位置に依存して、表示部１１の発する光の観察者９への届き方が変わることを説明する図である。視点位置とは、観察者９の立ち位置であり、立ち位置の座標は観察者９の片目の位置で表されるものとする。尚、片目の場合には、片目の虹彩の中心を立ち位置とする。立ち位置は、ＸＺ平面（床に平行な面）内で変化するだけでなく、観察者９が台座に上ったり、目を上下に動かすなどすることで、床に垂直な方向に対しても変化する。図４（Ｂ）においては、ＸＺ平面で立ち位置が変わる場合を想定している。
【００３５】
図４（Ｂ）において、光線Ａ１と光線Ａ２とは、それぞれ表示部１１から発せられる光の光線のうち、それぞれ図４（Ｂ）における開口部１２２ａ−１の右端と左端とを通過し、視点位置Ｐ−１に達する光線を表す。視点位置Ｐ−１にいる観察者９は、表示部１１から発せられた光のうち、光線Ａ１と光線Ａ２によって囲まれる領域に存在する光を観測する。視点位置Ｐ−１と、前述の開口部１２２ａ−１の左右の端とを結ぶ直線が表示部１１のおもて面と交わる点をそれぞれ、点Ｐ０と点Ｐ２とする。点Ｐ０と点Ｐ２とのＸ座標の値は、それぞれ、単位画素１１１−１の左端のＸ座標の値と、単位画素１１１−１の右端のＸ座標の値とである。点Ｐ０と点Ｐ２を結ぶ線分上に存在する単位画素１１１−１から発せられた光のみが、視点位置Ｐ−１である観察者９によって観測される。開口部１２２ａ―１は、遮光部１２ａが有する複数の開口部１２２ａのうち、図４（Ｂ）において、点Ｐ２に最も近い開口部１２２ａである。なお、ここでの説明は観察者９が観測可能なＹ軸方向の範囲を、例えば、単位画素１１１−１のＹ軸方向下端から上端までと仮定し、点Ｐ０と点Ｐ２を結ぶ線分は単位画素１１１−１上を通る線分であるとしている。
【００３６】
図４（Ｂ）において、光線Ｂ１と光線Ｂ２とは、それぞれ表示部１１から発せられる光の光線のうち、それぞれ図４（Ｂ）における開口部１２２ａ−１の右端と左端とを通過し、視点位置Ｐ−２に達する光線を表す。視点位置Ｐ−２にいる観察者９は、表示部１１から発せられた光のうち、光線Ｂ１と光線Ｂ２によって囲まれる領域に存在する光を観測する。視点位置Ｐ−２と、前述の開口部１２２ａ−１の左右の端とを結ぶ直線が表示部１１のおもて面と交わる点をそれぞれ、点Ｐ１と点Ｐ３とする。点Ｐ１と点Ｐ３とのＸ座標の値は、それぞれ、単位画素１１１−１の中心点のＸ座標の値と、単位画素１１１−２の中心点のＸ座標の値とである。点Ｐ１と点Ｐ３を結ぶ線分上に存在する単位画素１１１−２から発せられた光のみが、視点位置Ｐ−２である観察者９によって観測される。
【００３７】
図４（Ｂ）において、光線Ｃ１と光線Ｃ２とは、それぞれ表示部１１から発せられる光の光線のうち、それぞれ図４（Ｂ）における開口部１２２ａ−１の右端と左端とを通過し、視点位置Ｐ−３に達する光線を表す。視点位置Ｐ−３にいる観察者９は、表示部１１から発せられた光のうち、光線Ｃ１と光線Ｃ２によって囲まれる領域に存在する光を観測する。視点位置Ｐ−３と、前述の開口部１２２ａ−１の右端とを結ぶ直線が表示部１１のおもて面と交わる点を、点Ｐ４とする。視点位置Ｐ−３と、前述の開口部１２２ａ−１の左端とを結ぶ直線が表示部１１のおもて面と交わる点は、点Ｐ２である。点Ｐ２と点Ｐ４とのＸ座標の値は、それぞれ、単位画素１１１−２の左端のＸ座標の値と、単位画素１１１−２の右端のＸ座標の値とである。点Ｐ２と点Ｐ４を結ぶ線分上に存在する単位画素１１１−２から発せられた光のみが、視点位置Ｐ−３である観察者９によって観測される。
【００３８】
図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）に示される点Ｐ０と、点Ｐ１と、点Ｐ２と、点Ｐ３と、点Ｐ４とが表すＸ座標の、表示部１１への対応を表す図である。図４（Ｂ）において、Ｙ軸方向の情報はないが、図４の説明においては、観察者９が観測可能なＹ軸方向の範囲を、例えば、単位画素１１１−１のＹ軸方向下端から上端までとする。この場合、視点位置Ｐ−１の観察者９が観測する光を発する単位画素１１１は、図４（Ｃ）の単位画素１１１−１である。視点位置Ｐ−２の観察者９が観測する光を発する図４（Ｃ）における単位画素１１１は、単位画素１１１−１の半分と単位画素１１１−２の半分とである。視点位置Ｐ−３の観察者９が観測する光を発する単位画素１１１は、図４（Ｃ）の単位画素１１１−２である。すなわち、視点位置の違いによって、観察者９の観測する画像は変わる。
【００３９】
図４（Ｄ）は、図４（Ｂ）において、視点位置Ｐ−１から視点位置Ｐ−３まで移動した場合における、画像の混合の様子を表す。視点位置がＰ−１の時には、図４（Ｃ）に示される単位画素１１１−１が発する光を観察者９は観測する。そのため光強度Ｒ０の赤色の光と、光強度Ｇ０の緑色の光と、光強度Ｂ０の青色の光とを観測する。視点位置Ｐ−１とＰ−３の間では、視点位置がＰ−３に近づくにつれて、観察者９が観測する光の混合の具合が変化する。具体的には、視点位置がＰ−３に近づくにつれて、単位画素１１１−１が発する光と単位画素１１１−２が発する光が同時に観測されるようになる、すなわち、光強度Ｒ０の赤色の光と、光強度Ｇ０の緑色の光と、光強度Ｂ０の青色の光と、光強度Ｒｒの赤色の光と、光強度Ｇｒの緑色の光と、光強度Ｂｒの青色の光とが混合（ブレンディング）された光を観察者９が観測することになる。視点位置がＰ−１からＰ−３に近づくほど、観察者９に観測される光強度Ｒ０の赤色の光と、光強度Ｇ０の緑色の光と、光強度Ｂ０の青色の光の強度は弱くなり、光強度Ｒｒの赤色の光と、光強度Ｇｒの緑色の光と、光強度Ｂｒの青色の光の強度が強くなっていく。視点位置がＰ−３にくると光強度Ｒｒの赤色の光と、光強度Ｇｒの緑色の光と、光強度Ｂｒの青色の光とが強く観測される。この変化は、図４（Ｄ）に示されるように、連続的かつ線形的におこる。このように、視点位置の視点位置の変化にあわせ混合比が線形的に変化することをリニアブレンディングという。また、この光の混合比を、以下、ブレンド比という。
【００４０】
このように構成された第１の実施形態の表示装置１では、Ｘ軸方向に規則的に一部の画素から発せられる光を遮蔽する遮蔽板を有するために、水平面内での視点位置の移動にともなう画像のリニアブレンディングを実現でき、連続的な運動視差の実現を可能とする。
【００４１】
なお、単位画素１１１の水平方向（ｘ軸方向）の長さは、単位画素１１１の垂直方向（ｙ軸方向）の長さよりも短くてよい。すなわち、表示装置１は、水平方向の画素密度を垂直方向の画素密度よりも高くしてもよい。これにより、表示装置１は、バリアにより画素が間引かれて見えることにより生じた水平方向の解像度の低下を抑えることができる。
【００４２】
（変形例）
表示部１１は、単位画素１１１を９０°回転した単位画素を備えてもよい。このように構成された表示装置１は、Ｙ軸方向に規則的に一部の画素から発せられる光を遮蔽する遮蔽板を有するために、視点位置の移動にともなう画像のリニアブレンディングを実現でき、視点位置のＹ軸方向への変化に対するリニアブレンディングを実現する。
【００４３】
第１の実施形態における表示装置は、遮光部１２ａに代えて、図５に示される遮光部１２ｂを備えてもよい。図５は、第１の実施形態における遮光部１２ｂの正面図である。遮光部１２ｂは、非開口部１２１ｂと、開口部１２２ｂとを有する。非開口部１２１ｂは、開口部１２２ｂよりも広い幅（Ｘ軸方向の長さ）を有する。開口部１２２ｂの幅は、開口部１２２ａのＸ軸方向の長さと略同一である。なお、一般的に非開口部１２１ｂの幅は開口部１２２ｂの幅の整数倍である。
【００４４】
図６は、遮光部１２ｂによるブレンディングを説明する説明図である。図６には、遮光部１２ｂを透過する光線の代表として、光線１２ｂ−１〜光線１２ｂ−４までの４つの光線が矢印によって示されている。光線１２ｂ−１と、光線１２ｂ−２と、光線１２ｂ−３と、光線１２ｂ−４とは、それぞれ表示部１１が備える画素Ａと、画素Ｂと、画素Ｃと、画素Ｄとが発する光である。すなわち、光線１２ｂ−１は、画素Ａが発する光が１００％であるようなブレンド比の光であり、光線１２ｂ−２は、画素Ｂが発する光が１００％であるようなブレンド比の光であり、光線１２ｂ−３は、画素Ｃが発する光が１００％であるようなブレンド比の光であり、光線１２ｂ−４は、画素Ｄが発する光が１００％であるようなブレンド比の光である。光線１２ｂ−１と光線１２ｂ−２とで囲まれる領域に視点位置が来た場合、画素Ａが発する光と画素Ｂが発する光のリニアブレンディングが実現された光を観察者９は知覚する。光線１２ｂ−２と光線１２ｂ−３とで囲まれる領域に視点位置が来た場合、画素Ｂが発する光と画素Ｃが発する光のリニアブレンディングが実現された光を観察者９は知覚する。光線１２ｂ−３と光線１２ｂ−４とで囲まれる領域に視点位置が来た場合、画素Ｃが発する光と画素Ｄが発する光のリニアブレンディングが実現された光を観察者９は知覚する。遮光部１２ｂによって、観察者９は、４つの画素が発する光の連続的なリニアブレンディングをひとつの開口部を通して知覚する。なお、画素Ａ、画素Ｂ、画素Ｃ、画素Ｄは、それぞれ、単位画素１１１であり、互いに隣接している。
【００４５】
図７は、遮光部１２ｂの開口部の間隔と視域の広さの関係について説明するための遮光部１２ａの視域の説明図である。図７には、遮光部１２ａを透過する光線の代表として、光線１２ａ−１と、光線１２ａ−２と、光線１２ａ−３との３つの光線が太線の矢印によって示されている。
光線１２ａ−１と、光線１２ａ−３とは、それぞれ表示部１１が備える画素Ｂと、画素Ｃとが発する光である。すなわち、光線１２ａ−１は、画素Ｂが発する光が１００％であるようなブレンド比の光であり、光線１２ａ−３は、画素Ｃが発する光が１００％であるようなブレンド比の光である。光線１２ａ−２は、画素Ｂが発する光と画素Ｃが発する光のブレンド比が５０％：５０％の光である。光線１２ａ−１と光線１２ａ−３とで囲まれる領域に視点位置が来た場合、画素Ｂが発する光と画素Ｃが発する光のリニアブレンディングが実現された光を観察者９は知覚する。遮光部１２ａによって、観察者９は、２つの画素が発する光のリニアブレンディングをひとつの開口部１２２ａ−２を通して知覚する。なお、画素Ａ及び画素Ｄが発する光によるリニアブレンディングは、開口部１２２ａ−２とは別の開口部１２２ａを通して観察者９によって知覚される。そのため、開口部１２２ａ−２の視域の拡大には寄与できない。
【００４６】
遮光部１２ｂは、遮光部１２ａの視域と比較して拡大された視域を有する。
【００４７】
第１の実施形態における表示装置は、遮光部１２ａに代えて、図８に示される遮光部１２ｃを備えてもよい。図８は、第１の実施形態における遮光部１２ｃの正面図である。遮光部１２ｃは、非開口部１２１ｃと、開口部１２２ｃとを有する。非開口部１２１ｃと開口部１２２ｃとは、遮光部１２ｃと異なり、Ｙ軸方向に不連続な正方形であり、互いに市松模様をなすように配置されている。非開口部１２１ｃと開口部１２２ｃとの幅の長さは開口部１２２ａのＸ軸方向の長さと同じ長さである。遮光部１２ｃの場合には、遮光部１２ａ及び遮光部１２ｂの形状と比較して、遮光板とスリットとの空間配置の均一性が高いために、観察者９が遮光板の文様を知覚しにくく、体感的な画質の向上を可能とする。
【００４８】
第１の実施形態における表示装置は、遮光部１２ａに代えて、図９に示される遮光部１２ｄを備えてもよい。図９は、第１の実施形態における遮光部１２ｄの正面図である。遮光部１２ｄは、非開口部１２１ｄと、開口部１２２ｄとを有する。非開口部１２１ｄと、開口部１２２ｄとの幅（Ｘ軸方向の長さ）ＸＬ３は、開口部１２２ａのＸ軸方向の幅より短い長さである。具体的には、ＸＬ３はＸＬ１よりわずかに短く、ＸＬ１と異なる長さであるとよい。例えば、ＸＬ３の長さのＸＬ１の長さに対する比は、遮光部１２ｄと観察者９との間の距離の、表示部１１と観察者９との間の距離に対する比と同じ値である。
【００４９】
図１０は、遮光部１２ｄの最適視距離の説明を行う説明図である。最適視距離とは、光学バリアの有する開口を通って視点位置に到達する全ての光のブレンド比が全て同じであるような視点位置と表示板との距離である。図中太線の矢印は、遮光部１２ｄを透過する光線を表す。図中、表示部１１からの距離が最適視距離に存在する視点位置が視点位置Ｐ−４として表されている。遮光部１２ｄを透過する光線の代表として、光線１２ｄ−１〜光線１２ｄ−６までの６つの光線が示されている。非開口部１２１ｄと、開口部１２２ｄとの幅は単位画素１１１より狭い。そのため、ブレンド比が一定の光は、その光を形成する画素が視点位置に近づくほど、ディスプレイに平行に近い角度から視点位置に入射する。
【００５０】
一方、光学バリアが遮光部１２ａである場合には最適視距離は無限遠になる。図１１は、遮光部１２ａの最適視距離を説明した説明図である。各開口部を通るブレンド比が一定の光は、全て互いに平行である。そのため、最適視距離は無限遠となる。したがって、遮光部１２ａは、観察者９による遠距離からの観測に適した光学バリアである。
【００５１】
遮光部１２ａと比較して、遮光部１２ｄは、観察者９による近距離からの観測に適する。
【００５２】
なお、単位画素１１１のサブ単位画素１１１１の長手方向は、水平方向でなくてもよく、例えば垂直方向でもよい。また、色が互いに異なる複数の副画素を単位画素１１１が有している場合、垂直方向に隣接する副画素の色は、単位画素１１１において互いに異なっていてもよい。
【００５３】
以上のように、表示装置１は、画像を表示する表示面を有する表示部１１と、光の一部を遮る遮光部１２ａとを、互いに離して備える。遮光部１２ａは、光を透過させる複数の開口部１２２ａを有する。開口部１２２ａの形状及び大きさは、表示面に配列された複数の単位画素１１１のうちの一つ又は複数の単位画素１１１の形状及び大きさと略同等である。画像の光は、開口部１２２ａ及び単位画素１１１を透過した光である。
【００５４】
これによって、表示装置１は、小型であり、連続的な運動視差を表現することが可能である。表示装置１は、投射光学系の歪みを除去することが可能である。このため、表示装置１は、正確なリニアブレンディングを実現することが可能である。
【００５５】
なお、表示部１１が備える単位画素１１１は、必ずしも長手方向が水平方向に一致するように配置された副画素を備えなくてもよい。例えば、単位画素１１１は、長手方向が垂直方向に一致する副画素を２つ以上有し、それら副画素の色の変化が垂直方向に一致している単位画素であってもよい。
【００５６】
また、表示部１１が備える単位画素１１１は、必ずしも正方形でなくてもよい。図２及び図４（Ａ）は、表示部１１が、現在一般的に流通しているディスプレイを90°回転させて使用したである場合を例として示している。一般に流通しているディスプレイとは、画素（本実施形態における単位画素１１１）が正方形で、副画素の垂直方向が長手方向となっているディスプレイである。しかし、表示部１１は、縦長の形状に構成した画素を有するディスプレイであってもよい。縦長の形状とは、長方形の形状であって、図２及び図４（Ａ）において、Ｙ軸方向を長手方向とする形状である。すなわち、単位画素１１１は縦長の長方形であり、Ｙ軸方向に異なる色のサブ単位画素１１１１に分割され、サブ単位画素１１１１のＸ軸方向の幅が単位画素１１１のＸ軸方向の幅に等しい構成である。画素をこのように構成することで、水平方向の画素密度を向上させることができ、実施形態の表示装置１で生じる水平方向の解像度の減少を補うことができる。
【００５７】
（第２の実施形態）
次に本表示装置における第２の実施形態について説明する。図１２は、実施形態の表示装置２の構成例を示す図である。表示装置２は、表示部２１と、遮光部２２ａとを備える。表示部２１は、観察者９からみて、遮光部２２ａの後方に、所定の距離を有して遮光部２２ａに平行に配置される。直交座標であるＸＹＺ座標が図１２に示すように定義されている。ＸＺ面は床に平行な面であり、Ｙ軸は床に垂直な方向である。Ｘ軸は、表示部２１のおもて面に平行な方向である。Ｚ軸は、Ｘ軸とＹ軸とに垂直であり、観察者９が表示部２１のおもて面を見る向きを正の向きとする。以下、ＸＹＺ座標を用いた説明においてＸ軸、Ｙ軸，Ｚ軸の方向は上記記載の方向とする。
【００５８】
表示装置２は、運動視差を再現する。
【００５９】
表示部２１は、複数の画像を同時に表示させる表示板である。表示部２１は、例えば、フラットパネルディスプレイなどの表示板である。表示部２１は、例えば、ＲＧＢの３原色の光によって画像を表示する。表示部２１は、表示部２１のおもて面（すなわち、遮光部２２ａに近い側の面）に画像を表示する。
【００６０】
遮光部２２ａは、光学バリアである。遮光部２２ａは、表示部２１の前面に配置され、表示部２１が発する光の一部を遮る。
【００６１】
図１３は、第２の実施形態における表示部２１の正面図である。表示部２１は、単位画素２１１を備える。表示部２１は、ＸＹ平面内で二次元的に配列された単位画素１１１を備える。
【００６２】
単位画素２１１は、一般的に画素といわれ、例えば液晶などにより透過率を制御する光変調素子や有機ELなどの発光体等を備えることにより、微小な領域から発せられる光の量を制御する単位構造である。単位画素２１１は、例えば、正方形の形状である。単位画素２１１は、例えば３ｘ３の９つの副画素を備える。単位画素２１１の９つの副画素は、３つの赤サブ単位画素２１１１ｒと、３つの緑サブ単位画素２１１１ｇと、３つの青サブ単位画素２１１１ｂとを備える。赤サブ単位画素２１１１ｒは、ＲＧＢの３原色のうち赤色の光を発する正方形の形状の副画素である。緑サブ単位画素２１１１ｇは、ＲＧＢの３原色のうち緑色の光を発する正方形の形状の副画素である。青サブ単位画素２１１１ｂは、ＲＧＢの３原色のうち青色の光を発する正方形の形状の副画素である。以下、赤サブ単位画素２１１１ｒと、緑サブ単位画素２１１１ｇと、青サブ単位画素２１１１ｂとを互いに区別しない場合、サブ単位画素２１１１という。単位画素２１１の一辺の長さは所定の長さＷ１である。長さＷ１は、観察者９と表示装置２との距離が、表示装置２の想定された使い方における観察者９と表示装置２との適切な距離を保っている場合において、観察者９によるサブ単位画素２１１１の個別認識が困難である程度には十分短い長さである。
【００６３】
図１３において、サブ単位画素２１１１を表す図形中に記載されたＲやＧやＢ等の文字の意味は、図２に記載のＲやＧやＢ等の文字の意味と同様である。単位画素２１１は、赤サブ単位画素２１１１ｒと、緑サブ単位画素２１１１ｇと、青サブ単位画素２１１１ｂとを、隣接する副画素が互いに異なる色を発する副画素であるように、横（Ｘ軸）方向と縦（Ｙ軸）方向とにそれぞれ２つおきに配置する。ここで隣接とは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に関して隣同士であることを意味しており、Ｑ軸方向に関して隣同士である状態を意味しない。この配置により、単位画素２１１内のサブ単位画素２１１１からなるすべての行および列について、各原色のサブ単位画素２１１１が１個ずつ存在することになる。
【００６４】
図１４は、第２の実施形態における遮光部２２ａの正面図である。遮光部２２ａは、開口部２２２ａを備える。開口部２２２ａは、例えば、正方形の形状であり、単位画素２１１と同じ形状である。開口部２２２ａの一辺の長さは所定の長さＷ２である。Ｗ２はＷ１と略同一の長さである。より好ましくは、Ｗ１よりわずかに短く、Ｗ１と異なる長さであるとよい。例えば、Ｗ２の長さのＷ１の長さに対する比は、遮光部２２ａと観察者９との間の距離の、表示部２１と観察者９との間の距離に対する比と同じ値である。
【００６５】
開口部２２２ａは、遮蔽板に開けられた開口であり、所定の光を透過させる。開口部２２２ａは、遮光部２２ａの後面に位置する単位画素２１１が発するＲＧＢの光を透過させる。
【００６６】
図１５は、表示装置２における表示画像のブレンドを説明する説明図である。図１５（Ａ）は、説明に使用する表示部２１を表す。表示部２１は、単位画素２１１−１と、単位画素２１１−２と、単位画素２１１−３と、単位画素２１１−４とを有する。単位画素２１１−１は赤色と青色と緑色との光強度がそれぞれ、Ｒ０と、Ｂ０と、Ｇ０とであるサブ単位画素２１１１を有する。単位画素２１１−２は赤色と青色と緑色との光強度がそれぞれ、Ｒ１と、Ｂ１と、Ｇ１とであるサブ単位画素２１１１を有する。単位画素２１１−３は赤色と青色と緑色との光強度がそれぞれ、Ｒ２と、Ｂ２と、Ｇ２とであるサブ単位画素２１１１を有する。単位画素２１１−４は赤色と青色と緑色との光強度がそれぞれ、Ｒ３と、Ｂ３と、Ｇ３とであるサブ単位画素２１１１を有する。
【００６７】
図１５（Ｂ）は、表示部２１を使用した場合において、図４（Ｂ）と同様に視点位置が変化した場合における、ブレンド比の変化を表す。すなわち、図１５（Ｂ）は、図４（Ｂ）において、表示部１１の代わりに表示部２１を用いた場合における、ブレンド比の変化を表す。Ｘ座標が線分Ｐ０Ｐ２内に存在するサブ単位画素２１１１が発する光を観測していた視点位置Ｐ−１の観察者９は、Ｐ−１とＰ−３の間にある視点位置に移動することによって、Ｘ軸座標Ｐ１とＰ３の間の位置を自己のＸ座標とするサブ単位画素２１１１が発する光を観測することになる。その視点位置の移動の間の、ブレンド比の変化は連続であり、リニアブレンディングが実現される。
【００６８】
図１５（Ｃ）は、観察者９の視点位置がＹ軸方向で変化するにつれて、観察者９が観測する光を発するサブ単位画素２１１１が、Ｙ軸方向の別の座標に存在するサブ単位画素２１１１へと変化する場合のブレンド比の変化を表す。例えば、観察者９は、赤色については、視点位置のＹ軸正方向への移動に伴い、最初は光強度がＲ０である光のみを観測するが、徐々にＲ０とＲ２がブレンドされた光を観測するようになり、最終的には、光強度がＲ２である光を観測するようになる。
表示装置２においては、Ｙ軸方向にもＲＧＢの色のサブ単位画素２１１１が存在するため、Ｙ軸方向の視点位置の変化に対してもリニアブレンディングが実現される。
【００６９】
図１５（Ｄ）は、視点位置の変化がＱ軸方向に変化する場合における、ブレンド比の変化を表す。ここでＱ軸とは画素の対角線方向を表す。Ｑ軸方向の変化では、赤色の光はリニアブレンディングであるが、緑色については、光強度がＧ０と、Ｇ１と、Ｇ２と、Ｇ３との４種類の光のブレンディングとなるため、リニアブレンディングは実現されない。また、青色についても、光強度が、Ｂ０と、Ｂ１と、Ｂ２と、Ｂ３との４種類の光のブレンディングとなるため、リニアブレンディングは実現されない。しかし、観察者９の観測する光を発するサブ単位画素２１１１の面積の和が一定であるため、視点位置の変化にともなう観察者９の観測する輝度の揺らぎと色づきは生じない。
【００７０】
このように構成された第２の実施形態の表示装置２では、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに規則的に一部の画素を透過する開口部を有するために、床に平行な面内での視点位置の移動と、床に垂直な方向の視点位置の移動とに対して、連続的な運動視差の実現を可能とする。
【００７１】
[複数の指向性画像の表示方法]
次に図１６を用いて、本実施形態において、表示部２１に複数の指向性画像を表示させる表示方法を説明する。
【００７２】
図１６は、表示部２１における単位画素２１１の配置と表示画像の関係の説明図である。図１６において、単位画素２１１を表す図形の中に表示された数字「００」「０１」「１０」「１１」は、指向性画像を識別する番号を表す。同じ番号を有する単位画素２１１を、表示部２１に配置されている並び順のままに隣接させて再配置すると、上記番号で識別されるひとつの指向性画像が形成される。すなわち、ひとつの単位画素２１１は、上記番号で識別される画像のひとつの画素である。
【００７３】
隣接する単位画素２１１が表示する画像は、例えば、図１６に番号００と、番号１０と、番号０１と、番号１１とで示されるように、それぞれ異なる画像である。
なお、ここでは遮光部が２次元格子の場合に複数の指向性画像を表示部２１に表示する方法について説明したが、第１の実施形態のように１次元格子の場合であっても同様に複数の指向性画像を表示することが可能であることは言うまでもない。
【００７４】
[指向性画像のデータ生成方法]
次に図１７を用いて、本実施形態の表示装置２が表示する指向性画像データを生成する画像生成システム８３を説明する。図１７は、指向性画像データを生成する画像生成システム８３の構成例を示す図である。画像生成システム８３は、被写体８１と、第一の撮像器８２−１と、第二の撮像器８２−２と、第三の撮像器８２−３と、第四の撮像器８２−４とを備える。
【００７５】
被写体８１は、例えば人の顔などの、画像データの元となる撮影対象物である。
【００７６】
撮像器は、カメラなどの撮像装置である。撮像器は、複数の異なる方向から被写体８１を撮影し、被写体８１の指向性画像データを生成する。撮像器は、複数台用意されて、複数の異なる方向にそれぞれ配置されることで、複数の指向性画像データを生成してもよい。
【００７７】
図１７（Ａ）は、画像生成システム８３をＸ軸負の方向からみた図である。第一の撮像器８２−１と第二の撮像器８２−２との光軸は平行であり、床に平行（すなわち、被写体８１の表面に対して垂直）である。図１７（Ｂ）は画像生成システム８３をＺ軸の負の方向から見た図である。第一の撮像器８２−１と、第二の撮像器８２−２と、第三の撮像器８２−３と、第四の撮像器８２−４とは、それぞれ、その中心が同一のＸＹ面内に存在して、正方形の頂点に位置するように、互いに所定の距離を隔てて配置される。
第三の撮像器８２−３と第四の撮像器８２−４との光軸も第一の撮像器８２−１と、第二の撮像器８２−２との光軸と平行である。
【００７８】
第一の撮像器８２−１は、例えば、図１６に示されている番号１１の画像の指向性画像データを生成する。
第二の撮像器８２−２は、例えば、図１６に示されている番号１０の画像の指向性画像データを生成する。
第三の撮像器８２−３は、例えば、図１６に示されている番号０１の画像の指向性画像データを生成する。
第四の撮像器８２−４は、例えば、図１６に示されている番号００の画像の指向性画像データを生成する。
データは、被写体の画像の中心奥行付近で互いの視差が０になるようにＸおよびＹ方向にシフトすることで、あらかじめ位置合わせを行う。
【００７９】
前述した第一の撮像器８２−１と、第二の撮像器８２−２と、第三の撮像器８２−３と、第四の撮像器８２−４との間の所定の距離とは、生成される指向性画像間の視差が角度にして５分以内であるような距離である。
【００８０】
なお、指向性画像間の視差を小さくするために、第一の撮像器８２−１と、第二の撮像器８２−２と、第三の撮像器８２−３と、第四の撮像器８２−４から見た被写体８１の後方には、無地の布などを配置してもよい。
【００８１】
また、第一の撮像器８２−１と、第二の撮像器８２−２と、第三の撮像器８２−３と、第四の撮像器８２−４とのレンズは、被写体以外の遠景をぼかして高周波成分を減らすことにより視差に対する許容範囲を大きくするために、被写界深度の浅いレンズを使用してもよい。
【００８２】
ここで、本発明の各実施例の構成によりリニアブレンディングが実現される原理を図１８を用いて説明する。図１８は、二つの画像の加重平均と輪郭位置の関係を示す図である。隣接視点間での画像のずれの幅（視差量）が３〜５ａｒｃｍｉｎ程度の小さい値となるように撮影された画像が、本発明の表示装置により表示された場合には、加重比が０〜１となる場合において、輪郭位置は直線的かつ連続的に変化する。そのため、視点位置にあった適切な輪郭位置の画像が生成される。このことは、本実施形態の表示装置２を用いた場合には、隣接視点間での画像のずれの幅（視差量）が３〜５ａｒｃｍｉｎ程度の小さい値となるように撮影された指向性画像が、表示板と光学バリアとによってリニアブレンディングが実現されるように表示されることで、観察者９が、忠実に中間視点の画像を知覚することを意味する。
尚、空間周波数の高周波成分が少ない画像の場合には、ずれの幅が１０ａｒｃｍｉｎ程度でも中間視点の画像は知覚される。
また、輪郭位置とは、画像Ａの輪郭上の着目している点と画像Ｂの輪郭上の着目している点に対応する点を結ぶ直線を考えた時、ブレンドされた画像の輪郭のその直線上での知覚位置、である。
【００８３】
図１５に示される表示部２１を備える場合には、観察者９の視点位置Ｐ−１から視点位置Ｐ−３までの移動及びＹ軸に沿った移動については、図１５（Ｂ）及び図１５（Ｃ）に示されるようにリニアブレンディングが実現されているため、中間視点の画像が忠実に知覚される。
【００８４】
表示装置２を用いた場合における、視点位置のＱ軸方向への移動については、図１５（Ｄ）に示されるように、赤色については、リニアブレンディングが実現されているため、中間視点の画像が忠実に知覚される。図１５において、光強度がＲ０と、Ｂ０と、Ｇ０との光が表す画像を以下、画像０ａという。図１５において、光強度がＲ１と、Ｂ１と、Ｇ１との光が表す画像を以下、画像１ａという。図１５において、光強度がＲ２と、Ｂ２と、Ｇ２との光が表す画像を以下、画像２ａという。図１５において、光強度がＲ３と、Ｂ３と、Ｇ３との光が表す画像を以下、画像３ａという。視点位置のＱ軸方向への移動によって、観察者９は、画像０ａから画像３ａまでの画像の移り変わりを知覚する。この際、画像１ａと画像２ａとのブレンディングされた画像は、図１７（Ｂ）に表される撮像装置の配置における、配置の中心（すなわち、正方形状の配置における正方形の中心）に設置された撮像装置が撮像した指向性画像である。そのため、画像１ａと画像２ａとのブレンディングされた画像は画像０ａから画像３ａの移り変わりにおける中間視点の画像である。したがって、視点位置のＱ軸方向への移動についてもリニアブレンディングは実現されている。
【００８５】
なお、第一の撮像器８２−１と、第二の撮像器８２−２と、第三の撮像器８２−３と、第四の撮像器８２−４との光軸は平行でなくてもよい。例えば、撮影した指向性画像に対して台形補正を行うことを前提として、特定の収束点に向けて内向きであってもよい。
【００８６】
なお、表示部１１と、表示部２１とは、ひとつの画素にひとつの副画素であって、時分割でＲＧＢの色を変えるフィールドシーケンシャルカラー表示方式の表示板であってもよい。また、表示部１１と、表示部２１とは、ひとつの画素にひとつの副画素であって、色が積層されている表示装置であってもよい。
【００８７】
また、表示装置１と表示装置２とは、ＲＧＢの３原色による画像の表示に限らず、モノクロによる画像の表示や、４原色や、赤と、緑と、青と、白となどを用いるサブピクセル構成でもよい。
【００８８】
なお、表示装置２において、３ｘ３の画素を新たに一つの画素として使用してもよい。この場合、遮光部２２の作成が容易となる。また、第１の実施形態と同じく、表示部２１が備える単位画素２１１は、必ずしも正方形でなくてもよい。
【００８９】
なお、遮光部１２（遮光部１２ａ、遮光部１２ｂ、遮光部１２ｃ及び遮光部１２ｄ）又は遮光部２２ａとして、液晶パネル等の透過率を表示面における位置によって変えることができる光学デバイス（以下「透過率可変デバイス」という。）を用いても良い。透過率可変デバイスの透過率は時間で変化する。この場合、表示部１１及び表示部２１の画像も透過率可変デバイスの透過率の変化に同期して変化することで、透過率可変デバイスの遮光部分を透過する光線を表示する事が可能となり、高解像度化が可能となる。
【００９０】
なお、液晶パネルのようにバックライトのような光源からの光を画素毎に透過率を制御して表示する表示装置を表示部として用いる場合には、バックライトの前面に遮光部を設け、所定の間隔をあけ液晶パネルを設置する構成でもよい。この構成でも同等の光線の制限効果を得ることができ、同等のリニアブレンディング表示を行うことができる。
【００９１】
以上のように、表示装置２は、画像を表示する表示面を有する表示部２１と、光の一部を遮る遮光部２２ａとを、互いに離して備える。遮光部２２ａは、光を透過させる複数の開口部２２２ａを有する。開口部２２２ａの形状及び大きさは、表示面に配列された複数の単位画素２１１のうちの一つ又は複数の単位画素２１１の形状及び大きさと略同等である。画像の光は、開口部２２２ａ及び単位画素２１１を透過した光である。
【００９２】
これによって、表示装置２は、小型であり、連続的な運動視差を表現することが可能である。表示装置２は、投射光学系の歪みを除去することが可能である。このため、表示装置２は、正確なリニアブレンディングを実現することが可能である。
【００９３】
以下、発光部の前面に遮光部を備え、さらに遮光部の前面に表示部を備える構成について、その詳細を第３の実施形態及び第４の実施形態として説明する。
【００９４】
（第３の実施形態）
【００９５】
図１９は、第３の実施形態の表示装置３の構成の具体例を示す図である。直交座標であるＸＹＺ座標は図１と同様に定義されている。Ｚ軸は、Ｘ軸とＹ軸とに垂直であり、観察者９が表示部３１のおもて面（正面）を見る向きを正の向きとする。図１９の表示装置３は、表示部３１及び発光部３２を備える。表示部３１は、観察者９からみて、発光部３２の前方に、所定の距離を有して平行に配置される。そして、発光部３２は、光源と遮光部を備える構成である。遮光部は、光源の前方（観察者側）に光源と所定の距離を有して配置されてもよいし、光源と遮光部を一体形成したものでも良い。詳しい構成については後述する。
【００９６】
表示部３１は、観察者９に対して所定の距離だけ離れた場所にあり、観察者９からみて発光部３２の前方に配置される。表示部３１は、例えば液晶パネルであり、所定の色表現に応じてその色表現の原色の光の透過率を制御する。表示部３１は、その透過させた光の色と量とによって、その光を観測した観察者９に画像を知覚させる。所定の色表現は、例えば、ＲＧＢ(Red Green Blue)による表現である。なお、表示部３１は、画像を表示する機能部の一例である。
【００９７】
以下、簡単のため、所定の色表現がＲＧＢである場合を例に説明を行う。なお、本実施形態における「単位画素」とは、所定の色表現における各原色の光の透過率を制御することで、観察者９が知覚する画像の１画素の色を表現するように光の量を制御するデバイスを意味する。
【００９８】
表示部３１は、ＸＹ平面内に二次元格子状に配列された複数の単位画素を備える。単位画素は、ＲＧＢの各原色の光の透過率を制御することで観察者９が観測する光の色と量とを制御する。単位画素は、本実施形態における赤サブ単位画素、緑サブ単位画素及び青サブ単位画素を備える。本実施形態における赤サブ単位画素は、ＲＧＢの原色のうちの赤色の光を透過させる、単位画素の副画素である。本実施形態における緑サブ単位画素は、ＲＧＢの原色のうちの緑色の光を透過させる、単位画素の副画素である。本実施形態における青サブ単位画素は、ＲＧＢの原色のうちの青色の光を透過させる、単位画素の副画素である。以下、本実施形態における赤サブ単位画素、緑サブ単位画素及び青サブ単位画素を区別しない場合、本実施形態におけるサブ単位画素という。
【００９９】
サブ単位画素は、長手方向がＸ軸に平行であり短手方向がＹ軸に平行である。サブ単位画素は、透過させる光の強度によって、表示装置３が表示する画像の色の濃度を表現する。サブ単位画素は、光の透過率を変化させて、表示装置３が表示する画像に使用される各原色の濃度を変化させる。サブ単位画素は、表示装置３が表示する画像に使用される各原色の濃度を、例えば、２５６諧調で表現してもよい。
また、以下、本実施形態において「画素列」とは、複数のサブ単位画素を一軸方向に配置したサブ単位画素の集合を意味する。
【０１００】
図２０は、第３の実施形態の表示部３１を正面からみた具体的な構成図である。図２０の例では、表示部３１は、単位画素の具体例として、単位画素３１１を備える。単位画素３１１は、例えば、正面からみた形状が正方形である。単位画素３１１は、赤サブ単位画素、緑サブ単位画素及び青サブ単位画素として、それぞれ赤サブ単位画素３１１１ｒ、緑サブ単位画素３１１１ｇ及び青サブ単位画素３１１１ｂを備える。赤サブ単位画素３１１１ｒ、緑サブ単位画素３１１１ｇ及び青サブ単位画素３１１１ｂは全て同じ形及び大きさである。単位画素３１１は、Ｙ軸正方向に向かって順番に、赤サブ単位画素３１１１ｒ、緑サブ単位画素３１１１ｇ及び青サブ単位画素３１１１ｂを備える。以下、赤サブ単位画素３１１１ｒ、緑サブ単位画素３１１１ｇ及び青サブ単位画素３１１１ｂをそれぞれ区別しない場合、サブ単位画素３１１１という。なお、図中のサブ単位画素を表す図形の内側に記載された文字Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｒｒ、Ｇｒ及びＢｒは、それぞれ、そのサブ単位画素が透過させる色に対する、そのサブ単位画素の透過率を表す。例えば、赤サブ単位画素３１１１ｒは、赤色の光を透過率Ｒで透過させる。なお、図２０では単位画素３１１の右隣の単位画素のみが、他の単位画素の透過率とは異なるように記載されているが、これは以降の説明で説明するために一例として記載したものであり、必ず他の単位画素の透過率が全て同じでなければならないというものではない。
【０１０１】
単位画素３１１の長手方向の長さ（Ｘ軸方向の長さ）は、表示装置３の想定される使用目的に応じて決定される所定の長さＸＭ１である。長さＸＭ１は、観察者９と表示装置３との距離が、表示装置３の想定された使い方における観察者９と表示装置３との適切な距離である場合に、観察者９が単位画素３１１を個別に認識することが困難である程度には十分短い長さである。
【０１０２】
図１９の説明に戻る。発光部３２は、前述したように、光源及び遮光部を備える。光源の前方に所定の距離を有して遮光部を配置してもよいし、光源と遮光部を一体形成しても良い。
発光部３２は観察者９からみて、表示部３１の後面に配置される。発光部３２の表面は、複数の発光領域及び非発光領域を有する。発光領域は、例えば、遮光部が有する開口である。光源が発する光のうち、開口を通過する光は発光部３２の前面から放射される。非発光領域は、例えば、遮光部の非開口部である。光源が発する光のうち非開口部に照射される光は、遮光部によって遮光され、発光部３２の前面から放射されない。
発光部３２は、発光領域の形状及び配置によって表示部３１に入射する光線を選択する。発光部３２の複数の発光領域は互いに同じ形状である。また発光部３２の複数の非発光領域は互いに同じ形状である。
発光部３２は、例えば、発光領域及び非発光領域を一軸方向に交互に有してもよいし、二軸方向に交互に有してもよい。
また発光部３２の光源と遮光部は別の部材で構成してもよいし、一体形成してもよい。光源と遮光部を別の部材で構成する場合は、光源の前方に所定の距離を有して遮光部を配置する。この場合の遮光部は、第１の実施形態の遮光部１２ａと同じく、開口部を有する遮光板（以下「光学バリア」という。）である。
上記と同等の機能を、有機ＥＬディスプレイのような１つのデバイスで実現しても良い。
【０１０３】
以下、第３の実施形態の表示装置３の発光部３２の発光領域及び非発光領域が一軸方向に交互である場合について説明する。発光領域及び非発光領域の周期方向の長さは、同じ長さであってもよいし、互いに異なる長さであってもよい。周期方向の長さは、例えば発光領域と非発光領域とがＸ軸方向に交互であるとした場合に、発光領域と非発光領域とのＸ軸方向の長さを意味する。周期方向の長さは、例えば発光領域と非発光領域とがＹ軸方向に交互であるとした場合に、発光領域と非発光領域とのＹ軸方向の長さを意味する。
図２１では、発光領域及び非発光領域を一軸方向に交互に有する発光部３２の具体例として発光部３２ａを説明する。
【０１０４】
図２１は、第３の実施形態の発光部３２ａを正面からみた具体的な構成図である。図２１の例では、発光部３２ａは、非発光領域及び発光領域の具体例として、それぞれ非発光領域３２１ａ及び発光領域３２２ａを備える。非発光領域３２１ａ及び発光領域３２２ａは隣接し、Ｘ軸方向に交互に配置される。非発光領域３２１ａ及び発光領域３２２ａは、前述の床に垂直な方向（すなわちＹ軸方向）に連続である。非発光領域３２１ａ及び発光領域３２２ａの短手方向の長さはＸＭ２である。
【０１０５】
このことから、観察者９は、正面から表示部３１を観測した場合に、表示部３１のＸ軸方向にひとつおきの画素列の画素のみに発光領域３２２ａが発する光が照射された状態で、光が照射された画素列による表示画像を観測する。
【０１０６】
なお、非発光領域３２１ａと発光領域３２２ａとは、発光機能に関して周期的に入れ替わってもよい。すなわち、非発光領域３２１ａは、時間の経過に応じて発光領域となってもよい。非発光領域３２１ａが発光機能に関して発光領域となった場合、発光領域３２２ａは、発光機能に関して非発光領域となってもよい。すなわち、遮光部は、遮光部における発光領域及び非発光領域の分布を時刻に応じて変更してもよい。例えば、遮光部と発光部を一体化した機能を有機ＥＬディスプレイ等で実現する場合にはこのような形で実現可能である。
【０１０７】
非発光領域３２１ａと発光領域３２２ａとのＸ軸方向の長さＸＭ２は、サブ単位画素３１１１のＸ軸方向の長さＸＭ１と略同等であって、より好ましくは長さＸＭ１以上である。
【０１０８】
次に図２２を用いて、第３の実施形態の表示装置３における表示画像のブレンドを説明する。
【０１０９】
図２２は、第３の実施形態の表示装置３における表示画像のブレンドを説明する説明図である。図２２（Ａ）は、図２０と同様の図であり、表示部３１が単位画素３１１−１及び３１１−２を備えることを表す。図２２（Ａ）は、単位画素３１１−１が、赤色の光に対する透過率がＲ０の赤サブ単位画素と、緑色の光に対する透過率がＧ０の緑サブ単位画素と、青色の光に対する透過率がＢ０の青サブ単位画素とを備えることを表す。図２２（Ａ）は、単位画素３１１−２が、赤色の光に対する透過率がＲｒの赤サブ単位画素と、緑色の光に対する透過率がＧｒの緑サブ単位画素と、青色の光に対する透過率がＢｒの青サブ単位画素とを備えることを表す。
【０１１０】
図２２（Ａ）において、点Ｐ５と点Ｐ７とが表すＸ座標は単位画素３１１−１の両端のＸ座標である。点Ｐ５は点Ｐ７よりもＸ軸上の負の側にある。また、点Ｐ７と点Ｐ９とが表すＸ座標は、単位画素３１１−２の両端のＸ座標である。点Ｐ７の方が点Ｐ９よりも、Ｘ軸上の負の側にある。点Ｐ６と点Ｐ８とが表すＸ座標は、それぞれ単位画素３１１−１と３１１−２との中心のＸ座標である。
【０１１１】
「以下、視点位置の違いによって、観察者９が観測する画像が変わることを説明する。発光領域３２２ａは、非発光領域３２１ａは、Ｙ軸方向に並進対称であるため、観察される画像は視点位置のＹ軸方向の座標には依存しない。そこで、図２２（Ｂ）はＸＺ面についてのみ説明する。また、簡単のため、表示部３１に表示される画像を構成するの画素のうち、Ｙ軸方向の範囲が単位画素３１１−１のＹ軸方向下端から上端の範囲にある単位画素３１１−１と３１１−２について説明する。
【０１１２】
図２２（Ｂ）は、視点位置に依存して、発光部３２ａが発する光の視点位置への届き方が変わることを説明する図である。図２２（Ｂ）では、図の見易さのため、ＸＭ１の長さとＸＭ２の長さの違いを顕著にしてある。視点位置は、実施形態１における視点位置と同様に、観察者９の立ち位置である。立ち位置の座標は観察者９の片目の位置で表されるものとする。尚、片目の場合には、片目の虹彩の中心を立ち位置とする。立ち位置は、ＸＺ平面（床に平行な面）内で変化するだけでなく、観察者９が台座に上ったり、目を上下に動かすなどすることで、立ち位置は床に垂直な方向に対しても変化する。図２２（Ｂ）においては、ＸＺ平面で立ち位置が変わる場合を想定している。
【０１１３】
図２２（Ｂ）において、光線３３ａ−１と光線３３ａ−２とは、それぞれ発光領域３２２ａから発せられる光の光線のうち発光領域３２２ａのＸ方向の左及び右の端から発せられ、視点位置Ｐ−４に達する光線を表す。なお、Ｘ方向の左の端とは、Ｘ方向の右の端にくらべて、Ｘ軸方向負の側にある箇所であり、Ｘ方向の右の端とは、Ｘ方向の左の端にくらべて、Ｘ軸方向正の側にある箇所である。
視点位置Ｐ−５にいる観察者９は、表示部３１を透過した光のうち、光線３３ａ−１及び光線３３ａ−２によって囲まれる空間を、視点位置Ｐ−５に向けて伝搬する光を観測する。光線３３ａ−１及び光線３３ａ−２は、それぞれ、表示部３１のおもて面において、図２２（Ａ）の点Ｐ５及び点Ｐ７のＸ座標を自身のＸ座標とする箇所を通過する。
すなわち、視点位置Ｐ−５である観察者９は、単位画素３１１−１を透過した光のみを観測する。
【０１１４】
図２２（Ｂ）において、光線３３ａ―３及び光線３３ａ−４は、それぞれ発光領域３２２ａから発せられる光の光線のうち発光領域３２２ａのＸ方向の左及び右の端から発せられ、視点位置Ｐ−６に達する光線を表す。
視点位置Ｐ−６にいる観察者９は、表示部３１を透過した光のうち、光線３３ａ―３及び光線３３ａ−４によって囲まれる空間を、視点位置Ｐ−６に向けて伝搬する光を観測する。光線３３ａ―３及び光線３３ａ−４は、それぞれ、表示部３１のおもて面において、図２２（Ａ）の点Ｐ６及び点Ｐ８のＸ座標を自身のＸ座標とする箇所を通過する。
すなわち、視点位置Ｐ−６である観察者９は、単位画素３１１−１の右半分を透過した光と単位画素３１１−２の左半分を透過した光のみを観測する。単位画素３１１−１の右半分とは、単位画素３１１−１の一部分であって、Ｘ座標の値が点Ｐ６のＸ座標の値と、点Ｐ７のＸ座標の値との間にある単位画素３１１−１の一部分である。単位画素３１１−２の左半分とは、単位画素３１１−２の一部分であって、Ｘ座標の値が点Ｐ７のＸ座標の値と、点Ｐ８のＸ座標の値との間にある単位画素３１１−２の一部分である。
【０１１５】
図２２（Ｂ）において、光線３３ａ−５及び光線３３ａ−６は、それぞれ発光領域３２２ａから発せられる光の光線のうち発光領域３２２ａのＸ方向の左及び右の端から発せられ、視点位置Ｐ−７に達する光線を表す。
視点位置Ｐ−７にいる観察者９は、表示部３１を透過した光のうち、光線３３ａ−５及び光線３３ａ−６によって囲まれる空間を、視点位置Ｐ−７に向けて伝搬する光を観測する。光線３３ａ−５及び光線３３ａ−６は、それぞれ、表示部３１のおもて面において、図２２（Ａ）の点Ｐ７及び点Ｐ９のＸ座標を自身のＸ座標とする箇所を通過する。
すなわち、視点位置Ｐ−７である観察者９は、単位画素３１１−２を透過した光のみを観測する。
【０１１６】
換言すれば、図２２（Ｂ）において、光線３３ａ−５と光線３３ａ−６とは、それぞれ表示部３１から発せられる光の光線のうち発光部３２ａの発光領域３２２ａの左右の端を通過する光線を表す。視点位置Ｐ−７にいる観察者９は、表示部３１から発せられた光のうち、光線３３ａ−５と光線３３ａ−６によって囲まれる領域に存在する光を観測する。視点位置Ｐ−７と、前述の発光領域３２２ａの左右の端とを結ぶ直線が表示部３１のおもて面と交わる点をそれぞれ、点Ｐ７と点Ｐ９とする。点Ｐ７と点Ｐ９を結ぶ線分上に存在する単位画素３１１から発せられた光のみが、視点位置Ｐ−７にいる観察者９によって観測される。
【０１１７】
このように、視点位置Ｐ−５の観察者９が観測する光は、単位画素３１１−１を透過した光である。一方、視点位置Ｐ−６の観察者９が観測する光は、単位画素３１１−１の右半分を透過した光と単位画素３１１−２の左半分を透過した光である。また、視点位置Ｐ−７の観察者９が観測する光は、単位画素３１１−２を透過した光である。
このように、視点位置の違いによって、観察者９が観測する光は変わる。両目は同じ位置にはないので、左及び右の目は視点位置が異なる。そのため、その違いが両眼の視差となり観察者９は、実施形態の表示装置３によって立体を知覚することができる。
【０１１８】
図２２（Ｃ）は、図２２（Ｂ）において、視点位置Ｐ−５にいる観察者９が視点位置Ｐ−５から視点位置Ｐ−７まで移動した場合に、観察者９が知覚する画像の混合の様子を表す。視点位置がＰ−５の時には、図２２（Ａ）に示される単位画素３１１−１を透過した光を観察者９は観測する。そのため、視点位置がＰ−５の観察者９は、光透過率がＲ０の赤サブ単位画素３１１１ｒ−１を透過した赤色の光と、光透過率がＧ０の緑サブ単位画素３１１１ｇ−１を透過した緑色の光と、光透過率がＢ０の青サブ単位画素３１１１ｂ−１を透過した青色の光とを観測する。観察者９が視点位置Ｐ−７に移動するにつれて、観察者９が知覚する光透過率がＲ０の赤サブ単位画素３１１１ｒ−１を透過した赤色の光と、光透過率がＧ０の緑サブ単位画素３１１１ｇ−１を透過した緑色の光と、光透過率がＢ０の青サブ単位画素３１１１ｂ−１を透過した青色の光が弱くなり、観察者９は、光透過率がＲｒの赤サブ単位画素３１１１ｒ−２を透過した赤色の光と、光透過率がＧｒの緑サブ単位画素３１１１ｇ−２を透過した緑色の光と、光透過率がＢｒの青サブ単位画素３１１１ｂ−２を透過した青色の光とを強く観測する。この変化は、図２２（Ｃ）に示されるように、連続的におこる。このように、観察者９の観測する光が、連続的に変化することをブレンディングという。また、この連続的な変化における光の混合比を、以下、ブレンド比という。また、図２２（Ｃ）が表すように、ブレンド比の変化は視点位置の変化に対して線形におこるため、リニアブレンディングという。
【０１１９】
このように構成された第３の実施形態の表示装置３は、発光領域及び非発光領域を一軸方向に交互に有する発光部３２ａを備えるために、水平面内での視点位置の移動にともなう画像のリニアブレンディングによる連続的な運動視差の実現を可能とする。
【０１２０】
なお、表示部３１が備える単位画素３１１の副画素は、必ずしも長手方向が水平方向でなくてもよい。例えば、単位画素３１１は、長手方向が垂直方向に一致する副画素を２つ以上有し、それら副画素の色の変化が垂直方向に一致している単位画素であってもよい。
【０１２１】
また、表示部３１が備える単位画素３１１は、必ずしも正方形でなくてもよい。図２０及び図２２（Ａ）は、表示部３１が、現在一般的に流通しているディスプレイを90°回転させて使用した場合を例として示している。一般に流通しているディスプレイとは、画素（本実施形態における単位画素３１１）が正方形で、副画素の垂直方向が長手方向となっているディスプレイである。しかし、表示部１１は、縦長の形状に構成した画素を有するディスプレイであってもよい。縦長の形状とは、長方形の形状であって、図２０及び図２２（Ａ）において、Ｙ軸方向を長手方向とする形状である。すなわち、単位画素３１１は縦長の長方形であり、Ｙ軸方向に異なる色のサブ単位画素３１１１に分割され、サブ単位画素３１１１のＸ軸方向の幅が単位画素３１１のＸ軸方向の幅に等しい構成である。画素をこのように構成することで、水平方向の画素密度を向上させることができ、実施形態の表示装置３で生じる水平方向の解像度の減少を補うことができる。
【０１２２】
（変形例）
第３の実施形態の表示装置３は、発光領域及び非発光領域を一軸方向に交互に有する発光部３２として、発光部３２ａに代えて、図２３に示す発光部３２ｂを備えてもよい。発光部３２ｂは、非発光領域の短手方向の長さが発光領域の短手方向の長さよりも長い点で、発光部３２ａと異なる。すなわち、発光部３２ｂは、発光領域及び非発光領域を一軸方向に交互に有し、それらの周期方向の長さが異なる発光部３２の具体例である。
以下、発光部３２ａと同様の機能を持つものに対しては、図２１と同じ符号を付すことによって説明を省略する。
【０１２３】
図２３は、発光部３２ｂを正面からみた具体例を示す構成図である。発光部３２ｂは、非発光領域３２１ａに代えて、非発光領域３２１ｂを備える点で発光部３２ａと異なる。
非発光領域３２１ｂの幅の長さ（周期方向の長さ）ＸＭ３は、発光領域３２２ａの幅の長さよりも長い。すなわち、非発光領域３２１ｂの幅の長さＸＭ３は、ＸＭ２よりも長い。なお、一般的にＸＭ３はＸＭ２の整数倍である。
【０１２４】
以下、図２４及び図２５によって、実施形態の表示装置３の非発光領域の幅と、観察者９がリニアブレンディングされた光を観測可能な空間の広さ（以下「視域」という。）との関係について説明する。
【０１２５】
図２４は、発光部３２ｂによるブレンディングを説明する説明図である。図２４には、表示部３１が備える複数の単位画素３１１のうち６つの単位画素が示されている。図２４において、それらの６つの単位画素をそれぞれ、Ｘ軸の負方向に向かって順番に、単位画素３１１−Ｘ、単位画素３１１−Ａ、単位画素３１１−Ｂ、単位画素３１１−Ｃ、単位画素３１１−Ｄ及び単位画素３１１−Ｙとして互いに区別する。
【０１２６】
図２４には、発光部３２ｂの発光領域３２２ａから発せられた８つの光線３３ｂ−１〜３３ｂ−８が示されている。光線３３ｂ−１は、発光領域３２２ａのＸ軸方向の正方向の端である点Ｐ１０が発した光で、単位画素３１１−ＡのＸ軸方向の正方向の端を透過する光の軌跡を表す。光線３３ｂ−２は、発光領域３２２ａのＸ軸方向の負方向の端である点Ｐ１１が発した光で、単位画素３１１−ＡのＸ軸方向の負方向の端を透過する光の軌跡を表す。光線３３ｂ−３は、発光領域３２２ａのＸ軸方向の正方向の端である点Ｐ１０が発した光で、単位画素３１１−ＢのＸ軸方向の正方向の端を透過する光の軌跡を表す。光線３３ｂ−４は、発光領域３２２ａのＸ軸方向の負方向の端である点Ｐ１１が発した光で、単位画素３１１−ＢのＸ軸方向の負方向の端を透過する光の軌跡を表す。光線３３ｂ−５は、発光領域３２２ａのＸ軸方向の正方向の端である点Ｐ１０が発した光で、単位画素３１１−ＣのＸ軸方向の正方向の端を透過する光の軌跡を表す。光線３３ｂ−６は、発光領域３２２ａのＸ軸方向の負方向の端である点Ｐ１１が発した光で、単位画素３１１−ＣのＸ軸方向の負方向の端を透過する光の軌跡を表す。光線３３ｂ−７は、発光領域３２２ａのＸ軸方向の正方向の端である点Ｐ１０が発した光で、単位画素３１１−ＤのＸ軸方向の正方向の端を透過する光の軌跡を表す。光線３３ｂ−８は、発光領域３２２ａのＸ軸方向の負方向の端である点Ｐ１１が発した光で、単位画素３１１−ＤのＸ軸方向の負方向の端を透過する光の軌跡を表す。
【０１２７】
光線３３ｂ−１と光線３３ｂ−２とが交わる点（以下「視点位置Ｐ−８」という。）にいる観察者９は、単位画素３１１−Ａを通過した光を観測する。光線３３ｂ−３と光線３３ｂ−４とが交わる点（以下「視点位置Ｐ−９」という。）にいる観察者９は、単位画素３１１−Ｂを通過した光を観測する。光線３３ｂ−５と光線３３ｂ−６とが交わる点（以下「視点位置Ｐ−１０」という。）にいる観察者９は、単位画素３１１−Ｃを通過した光を観測する。光線３３ｂ−７と光線３３ｂ−８とが交わる点（以下「視点位置Ｐ−１１」という。）にいる観察者９は、単位画素３１１−Ｄを通過した光を観測する。
【０１２８】
視点位置Ｐ−８から視点位置Ｐ−９まで移動する観察者９は、単位画素３１１−Ａ及びＢが発する光のリニアブレンディングを観測する。視点位置Ｐ−９から視点位置Ｐ−１０まで移動する観察者９は、単位画素３１１−Ｂ及びＣが発する光のリニアブレンディングを観測する。視点位置Ｐ−１０から視点位置Ｐ−１１まで移動する観察者９は、単位画素３１１−Ｃ及びＤが発する光のリニアブレンディングを観測する。
【０１２９】
このように、変形例の発光部３２ｂを備えた実施形態の表示装置３に向き合う観察者９は、視点位置Ｐ−８から視点位置Ｐ−１１まで移動することで、ひとつの発光領域３２２ａが発した光によって実現された、４つの単位画素３１１を透過する光による連続的なリニアブレンディングを観測する。
【０１３０】
図２５は、発光部３２ｂの発光領域の分布と視域の広さの関係についての説明図である。図２５には、発光領域３２２ａから発せられる光線の代表として、光線３３ａ−１と、光線３３ａ−２と、光線３３ａ−３との３つの光線が太線の矢印によって示されている。
光線３３ａ−１と、光線３３ａ−３とは、それぞれ表示部３１が備える画素Ｂと、画素Ｃとを透過する光である。すなわち、光線３３ａ−１は、画素Ｂを透過する光が１００％であるようなブレンド比の光であり、光線３３ａ−３は、画素Ｃを透過する光が１００％であるようなブレンド比の光である。光線３３ａ−２は、画素Ｂを透過する光と画素Ｃを透過する光のブレンド比が５０％：５０％の光である。光線３３ａ−１と光線３３ａ−３とで囲まれる領域に視点位置が来た場合、画素Ｂを透過する光と画素Ｃが発する光のリニアブレンディングが実現された光を観察者９は知覚する。発光部３２ａによって、観察者９は、２つの画素を透過する光のリニアブレンディングをひとつの発光領域が発する光により知覚する。なお、画素Ａ及び画素Ｄは、隣接する発光領域の表示に使用するため、ここで着目している範囲の拡大には寄与できない。
すなわち、発光領域の分布が密である発光部３２ａと比べ、発光領域の間隔を広げた発光部３２ｂを用いることにより、視域を拡大することができる。
【０１３１】
第３の実施形態の表示装置３の発光部３２は、発光領域及び非発光領域を二軸方向に交互に有してもよい。以下、発光領域及び非発光領域を二軸方向に交互に有する発光部３２の具体例として、発光部３２ｃを説明する。
【０１３２】
図２６は、変形例の発光部３２ｃを正面からみた具体的な構成図である。発光部３２ｃは、非発光領域３２１ａ及び発光領域３２２ａに代えて、非発光領域３２１ｃ及び発光領域３２２ｃを備える点で発光部３２ａと異なる。
【０１３３】
非発光領域３２１ｃ及び発光領域３２２ｃは、それぞれ非発光領域３２１ａ及び発光領域３２２ａと形状の点において異なる。非発光領域３２１ｃ及び発光領域３２２ｃは、ＸＹ面内で正方形であり、互いに市松模様をなすように配置されている。
【０１３４】
非発光領域３２１ｃ及び発光領域３２２ｃの一辺の長さは表示部３１の単位画素３１１の幅が表す長さと同じＸＭ２である。非発光領域３２１ｃ及び発光領域３２２ｃは、非発光領域３２１ａ及び発光領域３２２ａの形状と比較して空間配置の均一性が高い。そのため、観察者９が光源の文様を知覚しにくく、体感的な画質の向上を可能とする。
【０１３５】
第３の実施形態の表示装置３は、発光領域及び非発光領域を一軸方向に交互に有する発光部３２として、発光部３２ａに代えて、図２７に示す発光部３２ｄを備えてもよい。発光部３２ｄは、発光領域及び非発光領域のＸ軸方向の長さＸＭ４が単位画素３１１のＸ軸方向の長さＸＭ１より長い点で発光部３２ａと異なる。
【０１３６】
図２７は、変形例の表示装置３の発光部３２ｄを正面からみた具体的な構成図である。発光部３２ｄは、非発光領域３２１ｄ及び発光領域３２２ｄを備える。非発光領域３２１ｄ及び発光領域３２２ｄの幅（Ｘ軸方向の長さ）ＸＭ４は、表示部３１の単位画素３１１の幅の長さＸＭ１と略同一の長さであるが、より好ましくは、ＸＭ１よりわずかに長く、ＸＭ１と異なる長さであるとよい。例えば、ＸＭ４の長さのＸＭ１の長さに対する比は、発光部３２と観察者９との間の距離の、表示部３１と観察者９との間の距離に対する比と同じ値である。
【０１３７】
以下、図２８〜図３０によって、表示装置３によって表示される画像を所定の箇所にいる観察者９が動くことなく知覚する場合において、観察者９が画像を知覚するために最も適した箇所（以下「最適視点位置」という。）の説明を行う。以下、図２８〜図３０においては、説明の簡単のため、表示装置３が画像Ａと画像Ｂとの二つの画像を表示する装置であるとし、画像Ａと画像Ｂとは、表示部３１の単位画素にひとつおきに表示されるものとする。また、最も適する箇所とは、表示装置３が表示し、観察者９が知覚する画像（以下「合成画像」という。）に関して、合成画像を形成する画像Ａと画像Ｂとの混合比が合成画像の画素によらずに同じであると観察者９によって知覚される箇所である。
【０１３８】
図２８は、発光部３２ｄを備える変形例の表示装置３が表示する画像Ａを観察者９が知覚する場合に、画像を知覚するための最適視点位置が視点位置Ｐ−１３であることを示す。
なお、図２８において、点線は、発光部３２ｄの発光領域３２２ｄから発せられた光線を表す。
【０１３９】
前述したように、非発光領域３２１ｄ及び発光領域３２２ｄの幅（Ｘ軸方向の長さ）は、表示部３１の単位画素３１１の幅（Ｘ軸方向の長さ）と異なる。そのため、非発光領域３２１ｄ及び発光領域３２２ｄの幅（Ｘ軸方向の長さ）が、表示部３１の単位画素３１１の幅や視点位置等に基づいた適切な長さである場合に、１つの発光領域３２２ｄから発せられた光が１つおき１つの単位画素３１１のみを透過して視点位置Ｐ−１３に到達する状況が実現されうる。
この場合、視点位置Ｐ−１３にいる観察者９は、１つの画像Ａのみを知覚する。言い換えれば、その観察者９は、表示部３１が有する単位画素３１１であって、画像Ａの表示を行う全ての単位画素３１１を透過した光を観測する。そのため、観察者９は、画像Ａと画像Ｂとの混合比に関して、画像Ａの割合が１００％である合成画像を視点位置Ｐ−１３において知覚する。
【０１４０】
図２９は、発光部３２ｄを備える変形例の表示装置３が表示する画像Ａ及びＢが半分ずつ合成された画像（以下「画像ＡＢ」という。）を観察者９が知覚する場合に、最適視点位置が視点位置Ｐ−１４であることを示す。図２９においても、点線は、発光部３２ｄの発光領域３２２ｄから発せられた光線を表す。
【０１４１】
図２８における説明と同様に、非発光領域３２１ｄ及び発光領域３２２ｄの幅（Ｘ軸方向の長さ）が、表示部３１の単位画素３１１の幅や視点位置等に基づいた適切な長さである場合に、次の状況が実現される。
すなわち、図２９において、各発光領域３２２ｄのＸ軸正方向の端から発せられた光は、画像Ａを表示する単位画素３１１の中心を通ってＰ−１４に達し、各発光領域３２２ｄのＸ軸負方向の端から発せられた光は、画像Ｂを表示する単位画素３１１の中心を通って視点位置Ｐ−１４に到達する状況が実現される。
この場合、各発光領域３２２ｄから発せられた光は、各発光領域３２２ｄの両端から発せられて視点位置Ｐ−１４に達する光の軌跡によって囲まれる空間領域を、発光領域３２２ｄの発光位置から視点位置Ｐ−１４に向かって伝搬する。そのため、各発光領域３２２ｄから発せられて視点位置Ｐ−１４に到達する光は、その半分が画像Ａを表示する単位画素３１１を透過した光であり、残りの半分が画像Ｂを表示する単位画素３１１を透過した光である。
このため、観察者９は、混合比として、画像Ａ及び画像Ｂの割合が５０％：５０％である合成画像を視点位置Ｐ−１４において知覚する。
【０１４２】
換言すれば、図２９は、画像ＡＢを観察者９が知覚する場合に、最適視点位置が視点位置Ｐ−１４であることを示す。すなわち、図２９は、第３の実施形態の第３の変形例における発光部３２ｄを備えた表示装置３による画像ＡＢを観察者が知覚する場合の最適視距離を示す図である。図２９においても、点線は、発光部３２ｄの発光領域３２２ｄから発せられた光線を表す。
【０１４３】
図３０は、発光部３２ａを備える実施形態の表示装置３が表示する画像ＡＢを観察者９が知覚する場合に、画像ＡＢを知覚するための最適視点位置が無限遠であることを示す。図３０において、画像Ａを表示する単位画素３１１の中心のＸ座標と、画像Ｂを表示する単位画素３１１の中心のＸ座標とは、それぞれ、発光領域３２２ａのＸ軸方向正の端のＸ座標と、Ｘ軸方向負の端のＸ座標と同じである。なお、本実施形態における無限遠とは、表示装置３の大きさ等と比較して、非常に長い距離を意味する。
【０１４４】
前述したように、発光部３２ａのＸ軸方向の幅ＸＭ２は、表示部３１の単位画素３１１のＸ軸方向の幅ＸＭ１ＸＭ１と略同一である。そのため、図３０において、各発光領域３２２ａのＸ軸正方向の両端から発せられた光で、画像Ａを表示するする単位画素３１１の中心を透過する光の軌跡と、画像Ｂを表示するする単位画素３１１の中心を透過する光の軌跡とは平行である。さらに、これらの光の軌跡は、領域間でも平行である。
そのため、各発光領域３２２ａからＺ軸負の方向に向かって発せられた光は、表示部３１から見て無限遠にある所定の位置において交差する。
【０１４５】
この場合、各発光領域３２２ａから発せられた光は、各発光領域３２２ａの端から発せられて無限遠に達する光の軌跡によって囲まれる空間領域を、発光領域３２２ａの発光位置から無限遠に存在する視点位置に向かって伝搬する。そのため、各発光領域３２２ａから発せられて無限遠に存在する視点位置に到達する光は、その半分が画像Ａを表示する単位画素３１１を透過した光であり、残りの半分が画像Ｂを表示する単位画素３１１を透過した光である。
このため、観察者９は、混合比として、画像Ａ及び画像Ｂの割合が５０％：５０％である合成画像を無限遠にある視点位置において知覚する。なお、最適視点位置と表示部３１との距離を、最適視距離という。
【０１４６】
図２８〜図３０によって示したように、変形例の表示装置３は、発光領域と非発光領域の大きさが所定の表示部の単位画素３１１のＸ軸方向の幅よりも長い発光部３２を備えるため、最適視点位置を、表示部３１から見て、有限の範囲内にすることができ、近距離での使用に適する。
【０１４７】
このように構成された第３の実施形態の表示装置３は、隣接する単位画素に異なる画像を表示する表示部３１と、一つ又は複数の発光領域を備えた発光部３２とを備えるため、画像のリニアブレンディングによる連続的な運動視差の実現を可能とする。
【０１４８】
なお、光源及び遮光部は必ずしも一体形成された構成である必要はなく、個別に構成されてもよい。
【０１４９】
なお、発光部３２は、必ずしも光源及び遮光部を備える必要はなく、例えば、発光ダイオード等の発光素子を備える発光領域と、発光素子を備えないために発光しない非発光領域とを有してもよい。
【０１５０】
以上のように、表示装置３は、画像を表示する表示面を有する表示部３１と、非発光領域３２１ａを有する発光部３２ａ（遮光部、面格子）とを、互いに離して備える。発光部３２ａは、光を透過させる複数の発光領域３２２ａを有する。発光領域３２２ａの形状及び大きさは、表示面に配列された複数の単位画素３１１のうちの一つ又は複数の単位画素３１１の形状及び大きさと略同等である。画像の光は、発光領域３２２ａ及び単位画素３１１を透過した光である。
【０１５１】
これによって、表示装置３は、小型であり、連続的な運動視差を表現することが可能である。表示装置３は、投射光学系の歪みを除去することが可能である。このため、表示装置３は、正確なリニアブレンディングを実現することが可能である。
【０１５２】
表示装置３は、光を発する発光部３２を、表示部３１の背面側（ｚ軸の正方向）に備える。遮光部としての表示部３１は、表示部３１の位置を基準として、発光部３２の光が発光部３２から伝搬する方向に備えられる。表示部３１は、発光部３２と一体形成された構成として備えられてもよい。
【０１５３】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、観察方向に表示部から所定距離だけ離れた位置に表示装置が発光部を備える点が、第２の実施形態と相違する。
【０１５４】
第４の実施形態の表示装置４は、表示部３１に代えて、表示部４１を備える点、発光部３２に代えて、発光部４２ａを備える点で第３の実施形態の表示装置３と異なる。
【０１５５】
図３１は、第４の実施形態の表示装置４の構成の具体例を示す図である。直交座標であるＸＹＺ座標は図１と同様に定義されている。Ｚ軸は、Ｘ軸とＹ軸とに垂直であり、観察者９が表示部４１のおもて面（正面）を見る向きを正の向きとする。表示装置４は、表示部４１及び発光部４２ａを備える。図３１の発光部４２ａは、光源及び遮光部を一体形成された構成として備える。
【０１５６】
表示部４１は、観察者９に対して所定の距離だけ離れた場所にあり、観察者９からみて発光部４２ａの前方に配置される。表示部４１は、例えば液晶パネルであり、所定の色表現に応じて、その色表現の原色の光の透過率を制御する。表示部４１は、その透過させた光の色と量とによって、その光を観測した観察者９に画像を知覚させる。所定の色表現は、例えば、ＲＧＢ(Red Green Blue)による表現である。なお、表示部４１は、画像を表示する機能部の一例である。
以下、簡単のため、所定の色表現がＲＧＢである場合を例に説明を行う。なお、本実施形態における「単位画素」とは、所定の色表現における各原色の光の透過率を制御することで、観察者９が知覚する画像の１画素の色を表現するように光の量を制御するデバイスを意味する。
【０１５７】
表示部４１は、ＸＹ平面内に二次元格子状に配列された複数の単位画素を備える。単位画素は、ＲＧＢの各原色の光の透過率を制御することで観察者９が観測する光の色と量とを制御する。単位画素は、本実施形態における赤サブ単位画素と、緑サブ単位画素と、青サブ単位画素とを備える。本実施形態における赤サブ単位画素は、ＲＧＢの原色のうちの赤色の光を透過させる単位画素の副画素である。本実施形態における緑サブ単位画素は、ＲＧＢの原色のうちの緑色の光を透過させる単位画素の副画素である。本実施形態における青サブ単位画素は、ＲＧＢの原色のうちの青色の光を透過させる単位画素の副画素である。以下、本実施形態における赤サブ単位画素と、緑サブ単位画素と、青サブ単位画素とを区別しない場合、サブ単位画素という。
【０１５８】
本実施形態におけるサブ単位画素は、例えば、正方形である。サブ単位画素は、透過させる光の強度によって、表示装置４が表示する画像の色の濃度を表現する。サブ単位画素は、光の透過率を変化させて、表示装置４が表示する画像に使用される各原色の濃度を変化させる。サブ単位画素は、表示装置４が表示する画像に使用される各原色の濃度を、例えば、２５６諧調で表現してもよい。
【０１５９】
図３２は、第４の実施形態の表示部４１を正面からみた具体的な構成図である。図３２の例では、表示部４１は、単位画素として、単位画素４１１を備える。表示部４１は、ＸＹ平面内で二次元的に配列された単位画素４１１を備える。単位画素４１１は、正面からみた形状が正方形である。単位画素４１１は、例えば３×３の９つの副画素を備える。単位画素４１１は、赤サブ単位画素、青サブ単位画素及び緑サブ単位画素として、それぞれ赤サブ単位画素４１１１ｒ、緑サブ単位画素４１１１ｇ及び青サブ単位画素４１１１ｂを備える。赤サブ単位画素４１１１ｒ、緑サブ単位画素４１１１ｇ及び青サブ単位画素４１１１ｂは全て同じ大きさの正方形である。以下、赤サブ単位画素４１１１ｒ、緑サブ単位画素４１１１ｇ及び青サブ単位画素４１１１ｂをそれぞれ区別しない場合、サブ単位画素４１１１という。単位画素４１１は、赤サブ単位画素４１１１ｒ、緑サブ単位画素４１１１ｇ及び青サブ単位画素４１１１ｂをそれぞれ３つずつ、二次元格子状に備える。単位画素４１１は、隣接するサブ単位画素４１１１が互いに異なる色を透過させるサブ単位画素４１１１であるように、赤サブ単位画素４１１１ｒ、緑サブ単位画素４１１１ｇ及び青サブ単位画素４１１１ｂを備える。単位画素４１１は、赤サブ単位画素４１１１ｒ、緑サブ単位画素４１１１ｇ及び青サブ単位画素４１１１ｂを行方向（Ｘ軸方向）と列方向（Ｙ軸方向）とにそれぞれ２つおきに備える。なお、ここで隣接とは、Ｑ軸方向に関して隣同士である状態を意味しない。
【０１６０】
なお、図中のサブ単位画素を表す図形の内側に記載された文字Ｒ、Ｇ及びＢは、それぞれ、そのサブ単位画素が透過させる色に対する、そのサブ単位画素の透過率を表す。例えば、赤サブ単位画素４１１１ｒは、赤色の光を透過率Ｒで透過させる。
【０１６１】
単位画素４１１の一辺の長さは、表示装置４の想定される使用目的に応じて決定される所定の長さＸＮ１である。長さＸＮ１は、観察者９と表示装置４との距離が、表示装置４の想定された使い方における観察者９と表示装置４との適切な距離である場合に、観察者９による単位画素４１１の個別認識が困難である程度には十分短い長さである。
【０１６２】
図３１の説明に戻る。発光部４２ａは、前述したように光源及び遮光部を一体として備える。発光部４２ａは観察者９からみて、表示部４１の後面に配置される。発光部４２ａの表面は、複数の発光領域及び非発光領域を有する。発光領域は、例えば、遮光部が有する開口である。光源が発する光のうち、開口を通過する光は発光部４２ａの前面に向かって放射される。非発光領域は、例えば、遮光部の非開口部である。光源が発する光のうち非開口部に照射される光は、遮光部によって遮光され、発光部４２ａの前面に向かって放射されない。
発光部４２ａは、発光領域の形状及び配置によって表示部４１に入射する光線を選択する。発光部４２ａの複数の発光領域は同じ形状である。
【０１６３】
図３３は、第４の実施形態の発光部４２ａを正面からみた具体的な構成図である。図３３の例では、発光部４２ａは、非発光領域及び発光領域として、それぞれ非発光領域４２１ａ及び発光領域４２２ａを備える。発光領域４２２ａは、一辺の長さがＸＮ２である正方形の形状であり、単位画素４１１と同じ形状である。発光領域４２２ａは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に、長さＸＮ２だけ隔てて周期的に配置される。ＸＮ２の長さは、単位画素４１１の長さＸＮ１と略同一の長さであるものの、ＸＮ１よりわずかに短く、ＸＮ１と異なる長さである。例えば、ＸＮ２の長さのＸＮ１の長さに対する比は、発光部４２ａと観察者９との間の距離の、表示部４１と観察者９との間の距離に対する比と同じ値である。
【０１６４】
図３４は、第４の実施形態の表示装置４における表示画像のブレンドを説明する説明図である。図３４（Ａ）は、図３２と同様の図であり、表示部４１が備える単位画素４１１−１〜４１１−４とその副画素の光の透過率を表す。図３４（Ａ）は、例えば、単位画素４１１−１が、赤色の光に対する透過率がＲ０の赤サブ単位画素を３つと、緑色の光に対する透過率がＧ０の緑サブ単位画素を３つと、青色の光に対する透過率がＢ０の青サブ単位画素を３つとを備えることを表す。
【０１６５】
図３４（Ａ）において、点Ｐ５と点Ｐ７とが表すＸ座標は単位画素４１１−１の両端のＸ座標である。点Ｐ５は点Ｐ７よりもＸ軸上の負の側にある。点Ｐ７と点Ｐ９とが表すＸ座標は、単位画素４１１−２の両端のＸ座標である。点Ｐ７は点Ｐ９よりもＸ軸上の負の側にある。点Ｐ６と点Ｐ８とが表すＸ座標は、それぞれ単位画素４１１−１と４１１−２との中心のＸ座標である。
【０１６６】
図３４（Ｂ）は、図２２（Ｂ）において表示部３１の代わりに表示部４１を使用し、発光部３２ａの代わりに発光部４２ａを使用した場合であって、図２２（Ｂ）と同様に視点位置が変化する場合に、観察者９が観測する光のブレンド比の変化を表す。
以下、図３４（Ｂ）の説明において、簡単のために、観察者９が観測可能な表示部４１のＹ軸方向の範囲を単位画素４１１−１のＹ軸方向下端から上端までとする。
図２２の説明と同様に、視点位置Ｐ−５の観察者９は、Ｘ座標が図３４（Ａ）の点Ｐ５のＸ座標と点Ｐ７のＸ座標との間の単位画素４１１を通過する光を観測する。すなわち、視点位置Ｐ−５の観察者９は、単位画素４１１−１を透過する光を観測する。
視点位置Ｐ−６の観察者９は、Ｘ座標が図３４（Ａ）の点Ｐ６のＸ座標と点Ｐ８のＸ座標との間の単位画素４１１を通過する光を観測する。すなわち、視点位置Ｐ−６の観察者９は、単位画素４１１−１の右半分と、単位画素４１１−２の左半分とを透過する光を観測する。
単位画素４１１−１の右半分とは、単位画素４１１−１の一部分であって、Ｘ座標の値が点Ｐ６のＸ座標の値と、点Ｐ７のＸ座標の値との間にある単位画素４１１−１の一部分である。単位画素４１１−２の左半分とは、単位画素４１１−２の一部分であって、Ｘ座標の値が点Ｐ７のＸ座標の値と、点Ｐ８のＸ座標の値との間にある単位画素４１１−２の一部分である。
視点位置Ｐ−７の観察者９は、図３４（Ａ）の点Ｐ７のＸ座標と点Ｐ９のＸ座標との間の単位画素４１１を通過する光を観測する。すなわち、視点位置Ｐ−７の観察者９は、単位画素４１１−２を透過する光を観測する。
【０１６７】
そのため、観察者９は、視点位置がＰ−５からＰ−７に変化するにつれて、光透過率がＲ０の赤色の光と、光透過率がＧ０の緑色の光と、光透過率がＢ０の青色の光とを観測していた状態から、光透過率がＲ１の赤色の光と、光透過率がＧ１の緑色の光と、光透過率がＢ１の青色の光とを観測する状態になる。
このように、観察者９が視点位置Ｐ−５から視点位置Ｐ−７まで移動する場合、その視点位置の移動の間のブレンド比の変化は連続であり、リニアブレンディングが実現される。
【０１６８】
図３４（Ｃ）は、視点位置の変化がＹ軸方向の変化の場合における、ブレンド比の変化を表す。すなわち、図３４（Ｃ）は、視点位置の変化がＹ軸方向の変化である場合に、観察者９が観測する光を発する単位画素４１１が、Ｙ軸方向の別の座標に存在する単位画素４１１へと変化する場合のブレンド比の変化を表す。より具体的には、図３４（Ｃ）は、観察者９が単位画素４１１−３を透過する光を観測している状態から、Ｘ座標及びＺ座標を変えることなく、視点位置をＹ軸正方向に移動した場合における、観察者９が観察する赤色の光と、緑色の光と、青色の光の透過率の変化を示す。図３４（Ｃ）は、観察者９は、光透過率がＲ２の赤色の光と、光透過率がＧ２の緑色の光と、光透過率がＢ２の青色の光の透過率とを観測する状態から、光透過率がＲ０の赤色の光と、光透過率がＧ０の緑色の光と、光透過率がＢ０の青色の光の透過率とを観測する状態になることを示す。
【０１６９】
このように、表示装置４においては、Ｙ軸方向にも全ての色のサブ単位画素４１１１が存在するため、Ｙ軸方向の視点位置の変化に対してもリニアブレンディングが実現される。
【０１７０】
図３４（Ｄ）は、視点位置の変化がＱ軸方向に変化する場合における、ブレンド比の変化を表す。より具体的には、図３４（Ｄ）は、観察者９が単位画素４１１−４を透過する光を観測している状態から、視点位置をＱ軸正方向に移動した場合において、観察者９が観測する光の変化を示す。視点位置のＱ軸方向の変化では、赤色の光はリニアブレンディングであるが、緑色については、光強度がＧ０、Ｇ１、Ｇ２及びＧ３の４種類の光のブレンディングとなるため、リニアブレンディングは実現されない。また、青色についても、光強度が、Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２及びＢ３との４種類の光のブレンディングとなるため、リニアブレンディングは実現されない。しかし、観察者９の観測する光を発する単位画素４１１の面積の和が一定であるため、視点位置の変化にともなう観察者９の観測する輝度の揺らぎと色づきは生じない。
【０１７１】
このように構成された第４の実施形態の表示装置４は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに規則的に一部の光のみを透過させるサブ単位画素４１１１を備えるために、床に平行な面内での視点位置の移動と、床に垂直な方向の視点位置の移動とに対して、連続的な運動視差を実現することができる。
また、水平方向にのみ視差がある表示装置の場合には寝転がると左右の眼の位置が上下になるため立体感を感じることができないが、実施形態の表示装置４は、垂直方向の視差も再現できて、寝転がる観察者９にも、立体表示を見せることができる。
【０１７２】
なお、発光部４２ａは、必ずしも光源及び遮光部を備える必要はなく、例えば、発光ダイオード等の発光素子を備える発光領域と、発光素子を備えないために発光しない非発光領域とを有してもよい。
【０１７３】
[複数の指向性画像の表示方法]
次に図３５を用いて、本実施形態において、表示部４１に複数の指向性画像を表示させる表示方法を説明する。
【０１７４】
図３５は、表示部４１における単位画素４１１の配置と表示画像の関係の説明図である。図３５において、単位画素４１１を表す図形の中に表示された数字は、指向性画像を識別する番号を表す。同じ番号を有する単位画素４１１を、表示部４１に配置されている並び順のままに隣接させて再配置すると、上記番号で識別されるひとつの指向性画像が形成される。すなわち、ひとつの単位画素４１１は、上記番号で識別される画像のひとつの画素である。
【０１７５】
隣接する単位画素４１１が表示する画像は、例えば、図３５に番号００と、番号１０と、番号０１と、番号１１とで示されるように、それぞれ異なる画像である。
なお、ここでは遮光部が２次元格子の場合に複数の指向性画像を表示部４１に表示する方法について説明したが、第３の実施形態のように１次元格子の場合であっても同様に複数の指向性画像を表示することが可能であることは言うまでもない。
【０１７６】
[指向性画像のデータ生成方法]
第４の実施形態の表示装置４が表示する指向性画像データは、図１７に示した画像生成システム８３によって、図１８の関係を有した画像データとして生成される。
【０１７７】
（変形例）
表示部３１及び表示部４１は、必ずしもひとつの画素に複数の副画素を備える必要はなく、ひとつの画素にひとつの副画素であってもよい。
【０１７８】
表示部３１及び表示部４１は、発光部３２及び発光部４２ａが時分割で発光部３２及び発光部４２ａのＲＧＢの色を変えるのと同期して、表示部３１及び表示部４１の画素の光の透過率を制御するフィールドシーケンシャルカラー表示方式の表示処理を実行してもよい。
【０１７９】
その場合、例えば、表示部３１及び表示部４１は、ひとつの画素にひとつの副画素であって、色が積層されている表示部３１及び表示部４１であってもよい。
【０１８０】
表示装置３と表示装置４との画像の表示方法は、ＲＧＢの３原色による画像の表示方法に限らず、ＲＧＢＷ（Red Green Blue White）による色表現や、ＲＧＢＹ（Red Green Blue Yellow）による色表現や、白黒の２色による画像の表示方法や、４原色や、赤と、緑と、青と、白となどを用いるサブピクセル構成による画像の表示方法であってもよい。
【０１８１】
なお、表示装置４において、副画素を二次元的に６×６個配置した単位画素や９×９個の配置した単位画素を新たに一つの単位画素として使用してもよい。また、第１の実施形態と同じく、表示部４１が備える単位画素４１１は、必ずしも正方形でなくてもよい。
このように構成された変形例の表示装置４は、粗い発光領域を備えるため、表示装置４の作成が容易となる。
【０１８２】
なお、第３の実施形態及び第４の実施形態の発光部３２ａ〜３２ｄ及び発光部４２ａは、面発光光源の一部を遮光して実現されてもよいし、ＬＥＤ（Light emitting diode）のような発光素子を、３２ａ〜３２ｄ及び発光部４２ａの発光領域に合わせて並べてもよい。また、ＬＥＤディスプレイや有機ＥＬ(Electro Luminescence)ディスプレイや液晶ディスプレイを光源として使用し、発光領域に合わせて使用してもよい。
【０１８３】
なお、第３の実施形態及び第４の実施形態の表示装置３及び４は、第３の実施形態及び第４の実施形態の発光部３２ａ〜３２ｄ及び発光部４２ａとして、発光輝度を場所によって変えることができるディスプレイのようなデバイスを使用してもよい。この場合、表示装置３及び４は、発光部上の場所ごとの発光輝度を変化させることで、発光領域と非発光領域とを変えることができる。すなわち、このような表示装置３及び４は、発光輝度が高い領域の発光輝度を低くすることで、非発光領域に変えることができる。より具体的には、このような表示装置３及び４においては、ある時刻ｔ０において非発光領域であった領域が、別の時刻ｔ１においては、発光領域であってもよい。
このような発光領域と非発光領域との変化は、時分割によって行われてもよい。さらに、その場合、このような表示装置３及び４は、時分割による発光部３２ａ〜３２ｄ及び発光部４２ａの発光輝度の変化と同期して、表示装置３及び４が表示する２Ｄ画像を切換えてもよい。
このような表示装置３及び４は、非発光領域と発光領域との比が１：１でない場合には、人の目の時間分解能よりも短い時間で発光領域と非発光領域とを適宜切り替えることで、画像の高解像度化が可能である。
【０１８４】
なお、指向性画像のデータ生成方法については、第２の実施形態と同様である。
【０１８５】
以上のように、表示装置４は、画像を表示する表示面を有する表示部４１と、非発光領域４２１ａを有する発光部４２ａ（遮光部、面格子）とを、互いに離して備える。発光部４２ａは、光を発する複数の発光領域４２２ａを有する。発光領域４２２ａの形状及び大きさは、表示面に配列された複数の単位画素４１１のうちの一つ又は複数の単位画素４１１の形状及び大きさと略同等である。画像の光は、発光領域４２２ａ及び単位画素４１１を透過した光である。
【０１８６】
これによって、表示装置４は、小型であり、連続的な運動視差を表現することが可能である。表示装置４は、投射光学系の歪みを除去することが可能である。このため、表示装置４は、正確なリニアブレンディングを実現することが可能である。
【０１８７】
単位画素４１１は、二次元格子状に配置された複数の副画素を有する。隣接する画素によって表示される複数の指向性画像の視差は、１０分以下の角度である。
【０１８８】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。例えば、２次元格子状の遮光部の表示は２ｘ２指向性画像の場合について説明したが、遮光部の幅を拡大することにより指向性が２ｘ２より大きくした構成でも同様の方法が適用できることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１８９】
１〜４…表示装置、１１…表示部、１２ａ〜１２ｄ…遮光部、２１…表示部、２２ａ…遮光部、３１…表示部、３２，３２ａ〜３２ｄ…発光部、３３ａ，３３ｂ…光線、４１…表示部、４２ａ…発光部、８１…被写体、８２…撮像器、８３…画像生成システム、１１１…単位画素、１２１ａ〜１２１ｄ…非開口部、１２２ａ〜１２２ｄ…開口部、２１１…単位画素、２２１ａ…非開口部、２２２ａ…開口部、３１１…単位画素、３２１ａ〜３２１ｄ…非発光領域、３２２ａ〜３２２ｄ…発光領域、４１１…単位画素、４２１ａ…非発光領域、４２２ａ…発光領域、１１１１…サブ単位画素、２１１１…サブ単位画素、３１１１…サブ単位画素、４１１１…サブ単位画素
【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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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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