(57)【要約】【課題】構成の複雑化、光量の低下および色数の減少を抑制することができかつ高精細な立体画像を提示する。【解決手段】軸Ａの周囲を取り囲むように反射部材７が固定的に設けられる。反射部材７は、軸Ａを中心とする内周面を反射面７ａとして有する。軸Ａを中心とする円Ｃｐ１に沿って並ぶように複数の光線発生器２が固定的に設けられる。各光線発生器２は、複数の光線からなる光線群を反射面に向けてそれぞれ出射する。制御装置３は、反射面７ａで反射された光線群により立体画像３００が提示されるように複数の光線発生器２を制御する。【選択図】図１
2019020663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体形状データに基づいて立体画像を提示するための立体ディスプレイであって、
第１の方向に延びる基準軸の周囲を取り囲むように固定的に設けられ、前記基準軸を中心とする内周面を反射面として有する反射部材と、
複数の光線からなる光線群を前記反射面に向けてそれぞれ出射し、前記基準軸の周囲を取り囲むように固定的に設けられた複数の第１の光線発生器と、
前記反射面で反射された光線群により立体画像が提示されるように前記複数の第１の光線発生器を制御する制御部とを備えた、立体ディスプレイ。
【請求項２】
前記基準軸を取り囲む第１の観察領域が設定され、
前記複数の第１の光線発生器は、前記基準軸を取り囲むように定義された囲み線上に並ぶように設けられ、
前記複数の第１の光線発生器のうち一の第１の光線発生器が前記囲み線上の第１の実出射点に配置され、前記複数の第１の光線発生器のうち他の第１の光線発生器が前記囲み線上の第２の実出射点に配置され、
前記基準軸に垂直でかつ前記反射面に交差する仮想面が定義され、
前記囲み線が前記第１の方向において前記仮想面上に仮想線として投影され、前記第１の観察領域が前記第１の方向において前記仮想面上に仮想観察領域として投影され、前記仮想面内において、前記第１の実出射点に対応する前記仮想線上の第１の仮想出射点から出射される光線が前記反射面の第１の反射点で反射されて前記仮想観察領域の仮想観察点に到達し、前記第２の実出射点に対応する前記仮想線上の第２の仮想出射点から出射される光線が、前記反射面の第２の反射点で反射されて前記仮想観察領域の前記仮想観察点に到達し、
前記仮想観察点と前記第１の反射点とを通る第１の直線が前記仮想線と第３の仮想出射点で交差しかつ前記仮想観察点と前記第２の反射点とを通る第２の直線が前記仮想線と第４の仮想出射点で交差する場合、前記第１の仮想出射点と前記第２の仮想出射点との間の距離は、前記第３の仮想出射点と前記第４の仮想出射点との間の距離よりも大きい、請求項１記載の立体ディスプレイ。
【請求項３】
前記反射面は、前記複数の第１の光線発生器から出射される光線群を前記第１の方向において予め定められた第１の観察領域に集光するように形成される、請求項１記載の立体ディスプレイ。
【請求項４】
前記複数の第１の光線発生器は、前記基準軸に垂直な第１の仮想面上に並ぶように設けられ、
複数の光線からなる光線群を前記反射面に向けてそれぞれ出射し、前記基準軸の周囲を取り囲み、かつ前記基準軸に垂直な第２の仮想面上に並ぶように固定的に設けられた複数の第２の光線発生器をさらに備え、
前記反射面は、前記複数の第２の光線発生器から出射される光線群を前記第１の方向において予め定められた第２の観察領域に集光するように形成される、請求項３記載の立体ディスプレイ。
【請求項５】
前記第１の光線発生器から出射される光線群を前記第１の方向を含む面内で拡散させるように設けられた拡散部材をさらに備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の立体ディスプレイ。
【請求項６】
前記複数の第１の光線発生器の各々から出射される光線群は、前記第１の方向に平行な面内で並ぶ光線列および前記第１の方向に垂直な第２の方向に平行な面内で並ぶ光線行を含み、
前記光線列における単位角度当たりの光線数より前記光線行における単位角度当たりの光線数が多い、請求項１〜５のいずれか一項に記載の立体ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体画像を提示する立体ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
立体画像を提示する種々の立体ディスプレイが開発されている。立体ディスプレイでは、一般に、スクリーンの前方または上方等の空間に立体画像が提示される。
【０００３】
特許文献１に記載された立体ディスプレイは、錐体形状の光線制御子を有する。光線制御子は、その錐体形状の底部が基準面上に開口するように配置される。基準面の下方に複数の走査型プロジェクタが固定された回転台が設けられる。モータによって回転台が回転される状態で、各走査型プロジェクタが、光線制御子の外側から複数の光線からなる光線群を光線制御子の外周面に照射する。光線制御子は、各走査型プロジェクタにより照射された各光線を周方向において拡散させずに透過させる。それにより、錐体形状の光線制御子の上方および内部に立体画像が表示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−４８２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の立体ディスプレイでは、走査型プロジェクタを回転させる駆動機構が必要であるので、構成が複雑になるとともに、駆動機構の動作不良等の不具合が生じやすい。また、走査型プロジェクタが時分割で光線群を出射する必要があるので、光量の低下および色数の減少が生じるとともに、動画像の画質の向上に限界がある。
【０００６】
本発明の目的は、構成の複雑化、光量の低下および色数の減少を抑制することができかつ高精細な立体画像を提示することが可能な立体ディスプレイを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明に係る立体ディスプレイは、立体形状データに基づいて立体画像を提示するための立体ディスプレイであって、第１の方向に延びる基準軸の周囲を取り囲むように固定的に設けられ、基準軸を中心とする内周面を反射面として有する反射部材と、複数の光線からなる光線群を反射面に向けてそれぞれ出射し、基準軸の周囲を取り囲むように固定的に設けられた複数の第１の光線発生器と、反射面で反射された光線群により立体画像が提示されるように複数の第１の光線発生器を制御する制御部とを備える。
【０００８】
この立体ディスプレイにおいては、基準軸の周囲を取り囲むように固定的に設けられた複数の第１の光線発生器の各々から複数の光線からなる光線群が出射される。複数の第１の光線発生器から出射された光線群は、反射部材の反射面で反射され、一部の光線が観察者の眼に到達する。この場合、第１の光線発生器で出射された光線が観察者の眼に直接的に到達する場合に比べて、光線の飛来距離が長い。そのため、隣り合う２つの光線発生器の距離が同じであっても、その２つの光線発生器のうち一方の光線発生器から観察者の眼に到達する光線と他方の光線発生器から観察者の眼に到達する光線との間の角度が小さくなる。したがって、観察者の眼に到達する光線の密度が高くなる。その結果、観察者に高精細な立体画像を提示することができる。
【０００９】
また、各第１の光線発生器が回転されないので、回転駆動機構が不要であり、構成の複雑化が抑制される。さらに、各第１の光線発生器が時分割で光線群を出射する必要がないので、立体画像の光量の低下および色数の減少が抑制される。加えて、各第１の光線発生器が固定されているので、各第１の光線発生器により出射される光線を観察者の眼に時分割でなく連続的に入射させることができる。それにより、立体画像を連続的に変化させることが容易になる。その結果、立体画像として高画質の動画像を提示することが容易となる。
【００１０】
（２）基準軸を取り囲む第１の観察領域が設定され、複数の第１の光線発生器は、基準軸を取り囲むように定義された囲み線上に並ぶように設けられ、複数の第１の光線発生器のうち一の第１の光線発生器が囲み線上の第１の実出射点に配置され、複数の第１の光線発生器のうち他の第１の光線発生器が囲み線上の第２の実出射点に配置され、基準軸に垂直でかつ反射面に交差する仮想面が定義され、囲み線が第１の方向において仮想面上に仮想線として投影され、第１の観察領域が第１の方向において仮想面上に仮想観察領域として投影され、仮想面内において、第１の実出射点に対応する仮想線上の第１の仮想出射点から出射される光線が反射面の第１の反射点で反射されて仮想観察領域の仮想観察点に到達し、第２の実出射点に対応する仮想線上の第２の仮想出射点から出射される光線が、反射面の第２の反射点で反射されて仮想観察領域の仮想観察点に到達し、仮想観察点と第１の反射点とを通る第１の直線が仮想線と第３の仮想出射点で交差しかつ仮想観察点と第２の反射点とを通る第２の直線が仮想線と第４の仮想出射点で交差する場合、第１の仮想出射点と第２の仮想出射点との間の距離は、第３の仮想出射点と第４の仮想出射点との間の距離よりも大きくてもよい。
【００１１】
この場合、第１および第２の仮想出射点から反射面を介して仮想観察点にそれぞれ到達する２つの光線（以下、反射光線と呼ぶ。）の間の角度は、第３および第４の仮想出射点から直接的に仮想観察点にそれぞれ到達する２つの光線（以下、直接光線と呼ぶ。）の間の角度と等しい。一方、第１の仮想出射点と第２の仮想出射点との間の距離は、第３の仮想出射点と第４の仮想出射点との間の距離よりも大きい。そのため、２つの反射光線の間の角度と２つの直接光線との間の角度とが等しい場合であっても、２つの反射光線を出射する２つの第１の光線発生器の間の距離が２つの直接光線を出射する２つの第１の光線発生器の間の距離よりも大きくなる。２つの第１の光線発生器の間に配置可能な第１の光線発生器の数は、第１の光線発生器の物理的な大きさにより制限される。そのため、２つの反射光線の間の角度と２つの直接光線との間の角度とが等しい場合であっても、２つの反射光線を出射する２つの第１の光線発生器の間に配置可能な第１の光線発生器の数は、２つの直接光線を出射する２つの第１の光線発生器の間に配置可能な第１の光線発生器の数より多くなる。したがって、反射面で反射される光線を用いて立体画像を提示することにより、観察者の眼に到達する光線の密度を高めることが可能となる。その結果、高精細な立体画像を提示することができる。
【００１２】
（３）反射面は、複数の第１の光線発生器から出射される光線群を第１の方向において予め定められた第１の観察領域に集光するように形成されてもよい。この場合、構成を複雑化させることなく、観察者が第１の観察領域で立体画像を観察することができる。
【００１３】
（４）複数の第１の光線発生器は、基準軸に垂直な第１の仮想面上に並ぶように設けられ、立体ディスプレイは、複数の光線からなる光線群を反射面に向けてそれぞれ出射し、基準軸の周囲を取り囲み、かつ基準軸に垂直な第２の仮想面上に並ぶように固定的に設けられた複数の第２の光線発生器をさらに備え、反射面は、複数の第２の光線発生器から出射される光線群を第１の方向において予め定められた第２の観察領域に集光するように形成されてもよい。この場合、観察者は、第１の観察領域と第２の観察領域とで異なる立体画像を観察することが可能となる。
【００１４】
（５）立体ディスプレイは、第１の光線発生器から出射される光線群を第１の方向を含む面内で拡散させるように設けられた拡散部材をさらに備えてもよい。この場合、第１の方向において立体画像に隙間が生じることが防止される。
【００１５】
（６）複数の第１の光線発生器の各々から出射される光線群は、第１の方向に平行な面内で並ぶ光線列および第１の方向に垂直な第２の方向に平行な面内で並ぶ光線行を含み、光線列における単位角度当たりの光線数より光線行における単位角度当たりの光線数が多くてもよい。この場合、第１の方向と垂直な方向において観察者の眼に到達する光線の密度を高めることができるので、立体画像の精細度を高めることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、構成の複雑化、光量の低下および色数の減少を抑制することができかつ高精細な立体画像を提示することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る立体ディスプレイの模式的断面図である。
【図２】図１の立体ディスプレイの模式的平面図である。
【図３】光線発生器の動作を説明するための模式的平面図および模式的側面図である。
【図４】立体画像の提示方法を説明するための模式的平面図である。
【図５】反射面、円および観察領域の位置関係について説明するための図である。
【図６】光線発生器から出射された光線が直接的に観察者の眼に入射する場合の入射光線密度について説明するための図である。
【図７】本実施の形態における入射光線密度について説明するための図である。
【図８】反射面の詳細について説明するための図である。
【図９】反射部材の第１の変形例について説明するための図である。
【図１０】楕円形状の水平断面を有する反射面が設けられる場合の立体画像の提示例を示す図である。
【図１１】反射部材の第２の変形例を示す図である。
【図１２】反射部材の第３の変形例を示す模式的断面図である。
【図１３】反射部材の第４の変形例を示す模式的斜視図である。
【図１４】反射部材の第５の変形例を示す模式的斜視図である。
【図１５】複数の光線発生器の他の配置例を示す図である。
【図１６】数の光線発生器が反射面より上方に配置された例を示す図である。
【図１７】光線発生器の一構成例を示す模式図である。
【図１８】光線発生器の他の構成例を示す模式図である。
【図１９】空間光変調器の一例を示す模式図である。
【図２０】レンズの構成について説明するための模式図である。
【図２１】空間光変調器の他の例を示す模式図である。
【図２２】拡散部材の第１の例を示す模式的断面図である。
【図２３】拡散部材の第２の例を示す模式的断面図である。
【図２４】拡散部材の第３の例を示す模式的断面図である。
【図２５】反射部材としてハーフミラーが用いられる例を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態に係る立体ディスプレイについて図面を参照しながら説明する。
【００１９】
（１）立体ディスプレイの構成
図１は、本発明の一実施の形態に係る立体ディスプレイの模式的断面図である。図２は、図１の立体ディスプレイの模式的平面図である。
【００２０】
図１に示すように、立体ディスプレイ１は、複数の光線発生器２、制御装置３、記憶装置４および反射部材７により構成される。制御装置３は、例えばパーソナルコンピュータ、サーキットボードまたは組み込みシステム等からなる。記憶装置４は、例えばハードディスク、メモリカード等からなる。記憶装置４には、立体画像３００を提示するための立体形状データが記憶される。
【００２１】
図１および図２の立体ディスプレイ１の一部は、テーブル５に取り付けられる。テーブル５は、円形の天板５１および複数の脚５２からなる。天板５１は中心に円形の孔部５１ｈを有する。孔部５１ｈの形状は円形に限らず、三角形もしくは四角形等の多角形、楕円またはその他の形状であってもよい。また、テーブル５の孔部５１ｈに透明の板が嵌め込まれてもよい。テーブル５の周囲にいる観察者１０は、テーブル５の天板５１の斜め上方から天板５１の中心近傍を観察することができる。
【００２２】
反射部材７は、テーブルの孔部５１ｈの下方において、上下方向に延びる軸Ａの周囲を取り囲むように設けられる。本例において、反射部材７は、軸Ａを中心に回転対称な略円筒形状を有する。反射部材７は、軸Ａを中心とする内周面を反射面７ａとして有する。軸Ａに垂直な面内（水平面内）で、反射面７ａは、軸Ａを中心とする円形である。また、反射面７ａは、上下方向において凹状に湾曲する。反射面７ａの詳細については後述する。反射部材７の内部から上方にかけて形成される画像提示空間ＲＳに立体画像３００が提示される。
【００２３】
複数の光線発生器２は、テーブル５の天板５１の下方において、軸Ａの周囲を取り囲むように固定的に設けられる。本例において、複数の光線発生器２は、軸Ａをそれぞれ中心とする円Ｃｐ１，Ｃｐ２上に配置される。円Ｃｐ１，Ｃｐ２は、軸Ａを取り囲むように定義され、軸Ａに垂直で互いに異なる仮想面上に設定される。円Ｃｐ１，Ｃｐ２は、それぞれ軸Ａに関して反射部材７より外方にも位置し、円Ｃｐ２は、円Ｃｐ１より下方に位置する。複数の光線発生器２は、円Ｃｐ１に沿って円環状に並べられるとともに、円Ｃｐ２に沿って円環状に並べられる。複数の光線発生器２は、テーブル５および反射部材７に対して固定的な位置に設けられる。複数の光線発生器２が、光線発生器アレイとして一体的に設けられてもよい。各光線発生器２は、複数の光線からなる光線群を出射する光線出射部Ｐを有する。各光線発生器２の光線出射部Ｐは、反射部材７の反射面７ａに向けられる。また、光線出射部Ｐから出射される光線群の少なくとも一部は、軸Ａを通る。ここで、光線とは、拡散しない直線で表される光をいう。光線発生器２としては、例えば走査型プロジェクタが用いられる。走査型プロジェクタは、光線を出射するとともにその光線を水平面内および垂直面内で偏向させることができる。
【００２４】
各光線の色（各画素の色）は、提示されるべき立体画像３００に応じて設定される。光線発生器２として走査型プロジェクタを用いる場合には、光線の出射方向ごとに光線の色が設定される。これにより、擬似的に光線群を形成することができる。
【００２５】
光線発生器２は、空間光変調器および複数のレンズからなるレンズアレイ等の投影系を備えた一般的なプロジェクタであってもよい。ここで、投影系のアパーチャ（開口）が十分に小さい場合には、走査型プロジェクタと同様に光線群を形成することができる。空間光変調器は、例えばＤＭＤ（Digital Micromirror Device）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）またはＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）である。あるいは、点光源またはレーザポインタとスライドフィルムとを組み合わせて光線発生器２としてもよい。
【００２６】
制御装置３は、記憶装置４に記憶される立体形状データに基づいて複数の光線発生器２を制御する。これにより、画像提示空間ＲＳに立体画像３００が提示される。
【００２７】
テーブル５の天板５１より高い位置に、軸Ａを中心とする円環状の観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２が設定される。本例では、軸Ａに関して円Ｃｐ１，Ｃｐ２よりも外方に観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２が位置する。図１および図２においては、観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２がそれぞれ線で示されるが、観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２は上下方向および水平方向において一定の幅を有してもよい。観察者１０は、観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２から、画像提示空間ＲＳに提示される立体画像３００を観察することができる。
【００２８】
（２）光線発生器の動作
図３は、光線発生器２の動作を説明するための模式的平面図および模式的側面図である。図３（ａ）には、円Ｃｐ１上に配置される１つの光線発生器２が示される。図３（ｂ）には、円Ｃｐ１上に配置される１つの光線発生器２および円Ｃｐ２上に配置される１つの光線発生器２が示される。
【００２９】
各光線発生器２から出射される光線群は、複数列および複数行に並ぶ複数の光線Ｌを含む。列は上下方向の並びであり、行は水平方向の並びである。すなわち、各列の複数の光線は上下方向に平行な面上に並び、各行の複数の光線は水平方向に平行な面上に並ぶ。以下、各列の複数の光線Ｌの並びを光線列と呼び、各行の複数の光線Ｌの並びを光線行と呼ぶ。
【００３０】
図３（ａ）に示すように、水平方向において、円Ｃｐ１上の光線発生器２から出射される光線群は、円形の水平断面を有する反射面７ａで反射される。この場合、共通の光線行に含まれる複数の光線Ｌが、平面視で互いに異なる方向に進行する。円Ｃｐ２上の光線発生器２から出射される光線群についても同様である。
【００３１】
図３（ｂ）に示すように、円Ｃｐ１上の光線発生器２から出射される光線群は、反射面７ａで反射されて上下方向において観察領域Ｃｅ１に集光される。この場合、共通の光線列に含まれる複数の光線Ｌは、観察領域Ｃｅ１内のほぼ共通の位置に到達する。また、円Ｃｐ２上の光線発生器２から出射される光線群は、反射面７ａで反射されて上下方向において観察領域Ｃｅ２に集光される。この場合、共通の光線列に含まれる複数の光線Ｌは、観察領域Ｃｅ２内のほぼ共通の位置に到達する。
【００３２】
観察者１０は、観察領域Ｃｅ１内のある位置において、円Ｃｐ１上に配置された１つの光線発生器２から出射される光線群のうち、共通の光線列に含まれる複数の光線Ｌを視認することができる。また、観察者１０は、観察領域Ｃｅ２内のある位置において、円Ｃｐ２上に配置された１つの光線発生器２から出射される光線群のうち、共通の光線列に含まれる複数の光線Ｌを視認することができる。
【００３３】
なお、図３（ａ）に示すように、各光線発生器２から出射される光線列は、反射面７ａで反射されることによって進行方向が分散する。そのため、水平方向において、観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２に到達する複数の光線の間隔が大きくなりやすい。そこで、各光線発生器２から出射される光線群について、光線行の密度は、光線列の密度よりも高いことが好ましい。光線の密度とは、単位角度当たりの光線数を意味する。光線行の密度は、上下方向に拡がる複数の光線のうち単位角度当たりの光線数であり、光線列の密度は、水平方向に広がる複数の光線のうち単位角度当たりの光線数である。すなわち、光線列における単位角度当たりの光線数より光線行における単位角度当たりの光線数が多いことが好ましい。この場合、観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２に到達する複数の光線Ｌの間隔を縮めることができるので、立体画像３００の精細度を高めることができる。
【００３４】
（３）立体画像の提示方法
図４は立体画像３００の提示方法を説明するための模式的平面図である。ここでは、円Ｃｐ１上に配置された複数の光線発生器２による立体画像３００の提示方法について説明する。以下、観察領域Ｃｅ１で観察されるべき立体画像３００を立体画像３００Ａと呼び、観察領域Ｃｅ２で観察されるべき立体画像３００を立体画像３００Ｂと呼ぶ。図４には、円Ｃｐ１上に配置された３つの光線発生器２Ａ，２Ｂ，２Ｃが示される。
【００３５】
図４（ａ）において、例えば、画像提示空間ＲＳの位置ＰＲに赤色の画素を提示する場合には、光線発生器２Ａは、反射面７ａで反射されて位置ＰＲを通るように赤色の光線ＬＡ０を出射し、光線発生器２Ｂは、反射面７ａで反射されて位置ＰＲを通るように赤色の光線ＬＢ０を出射し、光線発生器２Ｃは、反射面７ａで反射されて位置ＰＲを通るように光線ＬＣ０を出射する。
【００３６】
それにより、赤色の光線ＬＡ０，ＬＢ０，ＬＣ０の交点に点光源となる赤色の画素が提示される。具体的には、観察者の眼が、位置ＩＡ０，ＩＢ０，ＩＣ０にある場合に、位置ＰＲに赤色の画素が見える。位置ＩＡ０，ＩＢ０，ＩＣ０は、観察領域Ｃｅ１内の互いに異なる位置である。
【００３７】
同様にして、画像提示空間ＲＳの位置ＰＧに緑色の画素を提示する場合、光線発生器２Ａは、反射面７ａで反射されて位置ＰＧを通るように緑色の光線ＬＡ１を出射し、光線発生器２Ｂは、反射面７ａで反射されて位置ＰＧを通るように緑色の光線ＬＢ１を出射し、光線発生器２Ｃは、反射面７ａで反射されて位置ＰＧを通るように緑色の光線ＬＣ１を出射する。
【００３８】
それにより、緑色の光線ＬＡ１，ＬＢ１，ＬＣ１の交点に点光源となる緑色の画素が提示される。この場合、観察者の眼が位置ＩＡ１，ＩＢ１，ＩＣ１にある場合に、位置ＰＧに緑色の画素が見える。位置ＩＡ１，ＩＢ１，ＩＣ１は、観察領域Ｃｅ１内の互いに異なる位置である。
【００３９】
このようにして、複数の光線発生器２Ａ，２Ｂ，２Ｃの各々から立体画像３００Ａの各位置を通る方向に提示すべき色の光線が出射される。
【００４０】
光線発生器２Ａ，２Ｂ，２Ｃを含む複数の光線発生器２が円Ｃｐ１に沿うように密に並べられており、それらの複数の光線発生器２から出射される光線群によって画像提示空間ＲＳが十分に密に交点群で満たされていれば、観察領域Ｃｅ１内のいずれの位置から画像提示空間ＲＳを観察しても位置ＰＲ，ＰＧを通過する適切な光線が眼に入射することになり、人の眼はそこに点光源があるように認識する。実物体の表面にて反射または拡散した照明光を人は物体として認識するので、物体の表面は点光源の集合とみなすことができる。すなわち、物体の表面としたい複数の位置の色を複数の光線発生器２より飛来する光線によって適切に再現することにより、観察領域Ｃｅ１で観察可能な立体画像３００Ａを提示することができる。
【００４１】
また、観察領域Ｃｅ１内において、観察者１０の右眼の位置と左眼の位置とは互いに異なる。観察者１０が１つの点光源を見る場合、その点光源をなす複数の光線のうち、異なる方向の光線が右眼および左眼にそれぞれ入射する。そのため、観察者１０は、右眼と左眼とで異なる視線方向に各点光源を見ることができる。すなわち右眼の視線方向と左眼の視線方向との間には輻輳角がある。また、右眼で見る複数の点光源の位置関係と、左眼で見る複数の点光源の位置関係とは異なる。すなわち視差が発生する。これらにより、観察者１０は、光線群により形成される画像を立体視することができる。
【００４２】
上下方向においては、共通の光線列に含まれる複数の光線Ｌが観察領域Ｃｅ１のほぼ共通の位置に集光される。例えば、図４（ａ）の位置ＩＡ０には、光線発生器２Ａから出射される光線群のうち、光線ＬＡ０と共通の光線列に含まれる複数の光線Ｌが到達する。これにより、上下方向において物体の表面を表す複数の色を再現することができる。
【００４３】
同様にして、円Ｃｐ２上に配置された複数の光線発生器２は、図示しない立体画像３００Ｂの各位置を通るように、提示すべき色の光線を出射する。それにより、観察領域Ｃｅ２で観察可能な立体画像３００Ｂを画像提示空間ＲＳに提示することができる。
【００４４】
立体画像３００Ａ，３００Ｂは、例えば上下方向において互いに視差を有する画像である。すなわち、観察領域Ｃｅ１から見える物体の表面の各位置の色が円Ｃｐ１上の複数の光線発生器２から出射される光線群によって再現され、観察領域Ｃｅ２から見える物体の表面の各位置の色が円Ｃｐ２上の複数の光線発生器２から出射される光線群によって再現される。
【００４５】
（４）位置関係
図５は、図４の反射面７ａ、円Ｃｐ１および観察領域Ｃｅ１の位置関係について説明するための図である。図４の反射面７ａ、円Ｃｐ２および観察領域Ｃｅ２の位置関係は、図５に示す位置関係と同様である。図５には、反射面７ａが示されるとともに、円Ｃｐ１および観察領域Ｃｅ１にそれぞれ対応する仮想円Ｃｐ１’および仮想観察領域Ｃｅ１’が示される。仮想円Ｃｐ１’は、上下方向（軸Ａに平行な方向）において、軸Ａに垂直でかつ反射面７ａと交差する面（以下、仮想面と呼ぶ。）に円Ｃｐ１が投影されることによって定まる仮想的な円である。仮想観察領域Ｃｅ１’は、上下方向において、仮想面に観察領域Ｃｅ１が投影されることによって定まる仮想的な観察領域である。
【００４６】
図５の例では、仮想観察領域Ｃｅ１’内の任意の点をＰｅとし、点Ｐｅから軸Ａを通って仮想円Ｃｐ１’と交差する直線をＬｐａとし、直線Ｌｐａと仮想円Ｃｐ１’との一対の交点をＰｐａ，Ｐｐａ’とする。点Ｐｐａと点Ｐｅとの間の距離は、点Ｐｐａ’と点Ｐｅとの間の距離よりも大きい。また、仮想円Ｃｐ１’上の点Ｐｐｂと点Ｐｅとを通る直線をＬｐｂとする。仮想円Ｃｐ１’上において、点Ｐｐｂは点Ｐｐａとは異なる点である。直線Ｌｐｂは、反射面７ａと２点で交差する。
【００４７】
直線Ｌｐａと反射面７ａとの一対の交点のうち、点Ｐｅからの距離が大きい側の点をＰｍａとし、直線Ｌｐｂと反射面７ａとの一対の交点のうち、点Ｐｅからの距離が大きい側の点をＰｍｂとする。また、点Ｐｍｂにおける法線をＬｎｂとし、法線Ｌｎｂに関して直線Ｌｐｂと線対称な直線をＬｍｂとし、直線Ｌｍｂと仮想円Ｃｐ１’との一対の交点のうち、点Ｐｍｂからの距離が遠い側の点をＰｐｂ’とする。また、仮想円Ｃｐ１’上における点Ｐｐａと点Ｐｐｂとの間の距離をＷｐとし、仮想円Ｃｐ１’上における点Ｐｐａ’と点Ｐｐｂ’との間の距離をＷｐ’とする。この場合、距離Ｗｐ’が距離Ｗｐよりも大きい。以下に説明するように、本実施の形態では、図５の点Ｐｐａ’，Ｐｐｂ’間の距離Ｗｐ’が点Ｐｐａ，Ｐｐｂ間の距離Ｗｐよりも大きいという関係を利用している。
【００４８】
（５）入射光線密度の比較
本実施の形態では、光線発生器２から出射された光線が、反射部材７の反射面７ａで反射して観察者１０の眼に到達する。この場合、光線発生器２から出射された光線が直接的に観察者１０の眼に到達する場合と比べて、観察者１０の眼に入射する光線の密度（以下、入射光線密度と呼ぶ。）が高くなる。
【００４９】
図６は、光線発生器２から出射された光線が直接的に観察者１０の眼に入射する場合の入射光線密度について説明するための図である。図７は、本実施の形態における入射光線密度について説明するための図である。図６および図７には、図５と同様に、仮想円Ｃｐ１’および仮想観察領域Ｃｅ１’が示される。
【００５０】
図６の例では、仮想円Ｃｐ１’上の位置ＰｐＬ’，ＰｐＭ’に光線発生器２Ｌ’，２Ｍ’が仮想的に配置される。光線発生器２Ｌ’から出射される光線群のうちの光線ＬＬ’が仮想観察領域Ｃｅ１’上の位置ＩＸに到達するとともに、光線発生器２Ｍ’から出射される光線群のうちの光線ＬＭ’が位置ＩＸに到達する。位置ＰｐＬ’は、第３の仮想出射点の例であり、位置ＰｐＭ’は、第４の仮想出射点の例であり、位置ＩＸは仮想観察点の例である。
【００５１】
光線ＬＬ’と光線ＬＭ’とは、角度θをなす。この場合、光線発生器２Ｌ’と光線発生器２Ｍ’との間に位置する他の光線発生器２の数が多いほど、角度θの範囲内における入射光線密度が高い。
【００５２】
しかしながら、光線発生器２Ｌ’，２Ｍ’の間に配置可能な光線発生器２の数は、光線発生器２の物理的な大きさによって制限される。そのため、光線発生器２Ｌ’と光線発生器２Ｍ’との間の光線発生器２の数を増やすには限界がある。一方、角度θを維持しながら、光線発生器２Ｌ’，２Ｍ’と位置ＩＸとの間の距離を大きくする（光線発生器２Ｌ’，２Ｍ’を位置ＩＸから遠ざける）と、光線発生器２Ｌ’と光線発生器２Ｍ’との間隔が広がる。そのため、光線発生器２Ｌ’と光線発生器２Ｍ’との間により多くの光線発生器２を配置することが可能となり、角度θの範囲内における入射光線密度を高めることが可能となる。しかしながら、その場合には立体ディスプレイ１の占有面積が増大する。
【００５３】
図７の例では、仮想円Ｃｐ１’上の位置ＰｐＬ，ＰｐＭに、光線発生器２Ｌ，２Ｍが仮想的に配置される。光線発生器２Ｌから出射される光線群のうちの光線ＬＬが、反射面７ａの位置ＰｍＬで反射されて位置ＩＸに到達するとともに、光線発生器２Ｍから出射される光線群のうちの光線ＬＭが、反射面７ａのＰｍＭで反射されて位置ＩＸに到達する。位置ＰｐＬは第１の仮想出射点の例であり、位置ＰｐＭは第２の仮想出射点の例であり、位置ＰｍＬは第１の反射点の例であり、位置ＰｍＭは第２の反射点の例である。
【００５４】
図７の光線発生器２Ｌ’は、位置ＰｍＬと位置ＩＸとを通る直線上に位置し、図７の光線発生器２Ｍ’は、位置ＰｍＭと位置ＩＸとを通る直線上に位置する。そのため、反射後の光線ＬＬと光線ＬＭとがなす角度は、図６の光線ＬＬ’と光線ＬＭ’とがなす角度θと等しい。
【００５５】
光線発生器２Ｌと位置ＰｍＬとの間の距離ＤＬは、光線発生器２Ｌ’と位置ＰｍＬとの間の距離ＤＬ’よりも大きい。また、光線発生器２Ｍと位置ＰｍＭとの間の距離ＤＭは、光線発生器２Ｍ’と位置ＰｍＭとの間の距離ＤＭ’よりも大きい。この場合、光線発生器２Ｌと光線発生器２Ｍとの間の距離は、図６の光線発生器２Ｌ’と光線発生器２Ｍ’との間の距離よりも大きい。そのため、光線発生器２Ｌと光線発生器２Ｍとの間に配置可能な光線発生器２の数は、光線発生器２Ｌ’と光線発生器２Ｍ’との間に配置可能な光線発生器２の数よりも多い。したがって、図７の例では、図６の例と比べて、立体ディスプレイの占有面積を増大させることなく、角度θの範囲内における入射光線密度を高めることができる。他の角度範囲においても、同様の効果が得られる。
【００５６】
このように、反射部材７が設けられる場合には、反射部材７が設けられない場合と比べて、立体ディスプレイの占有面積を増大させることなく、入射光線密度を高くすることができる。また、反射部材７が設けられない場合の光線発生器２の数より反射部材７が設けられる場合の光線発生器２の数が少なくても、反射部材７が設けられない場合と反射部材７が設けられる場合とで同等の入射光線密度を得ることが可能である。観察領域Ｃｅ２における入射光線密度についても図６および図７の例と同様に、円Ｃｐ２の各光線発生器２から出射される光線Ｌを反射部材７の反射面７ａで反射させることにより、入射光線密度を高くすることができる。
【００５７】
（６）上下方向の視差
上記のように、円Ｃｐ１上の光線発生器２から出射される光線群は、上下方向において観察領域Ｃｅ１に集光され、かつ円Ｃｐ２上の光線発生器２から出射される光線群は、上下方向において観察領域Ｃｅ２に集光される。
【００５８】
図８は、反射面７ａの詳細について説明するための図である。図８においては、ＸＹ座標が定義される。Ｘ軸は、軸Ａと直交しかつ反射面７ａの上端を通る。Ｙ軸は、軸Ａと平行である。Ｘ軸とＹ軸との交差位置に、原点Ｏが定義される。
【００５９】
図８の例では、円Ｃｐ１上の点ＰｐＧから出射される１つの光線が、反射面７ａ上の点ＰｍＧで反射され、観察領域Ｃｅ１内の点ＩＧに到達する。ここで、点ＰｐＧの座標を（ｘ１，−ｙ１）とし、点ＩＧの座標を（ｘ２，ｙ２）とし、Ｙ軸から点ＰｍＧまでの距離をΔｘとし、Ｘ軸から点ＰｍＧまでの距離をΔｙとする。また、点ＰｍＧから点ＰｐＧに到るベクトルをＶ１とし、点ＰｍＧから点ＩＧに到るベクトルをＶ２とする。また、点ＰｍＧと点ＩＧとを通る直線が、点ＰｍＧを中心としかつ点ＰｐＧを通る円と交差する点をＩＧ’とし、点ＩＧ’の座標を（ｘ２’，ｙ２’）とし、点ＰｍＧから点ＩＧ’に到るベクトルをＶ２’とする。ｘ１，ｙ１、ｘ２，ｙ２，Δｘ，Δｙ，ｘ２’，ｙ２’は、それぞれ正の値である。
【００６０】
ベクトルＶ２’の長さ｜Ｖ２’｜は、定義からベクトルＶ１の長さ｜Ｖ１｜と等しい。ベクトルＶ１の長さ｜Ｖ１｜とベクトルＶ２の長さ｜Ｖ２｜との間には、次式（１）が成立する。
【００６１】
｜Ｖ１｜／｜Ｖ２｜＝｜Ｖ２’｜／｜Ｖ２｜
＝（ｘ２’＋Δｘ）／（ｘ２＋Δｘ）
＝（ｙ２’＋Δｙ）／（ｙ２＋Δｙ）  ・・・（１）
｜Ｖ２’｜＝｜Ｖ２｜を比αとすると、Ｖ２’＝αＶ２であり、次式（２），（３）が成立する。
【００６２】
ｘ２’＋Δｘ＝α（ｘ２＋Δｘ）  ・・・（２）
ｙ２’＋Δｙ＝α（ｙ２＋Δｙ）  ・・・（３）
また、｜Ｖ１｜および｜Ｖ２｜は、次式（４），（５）で表される。
【００６３】
｜Ｖ１｜＝√｛（ｘ１＋Δｘ）２＋（ｙ１−Δｙ）２｝  ・・・（４）
｜Ｖ２｜＝√｛（ｘ２＋Δｘ）２＋（ｙ２＋Δｙ）２｝  ・・・（５）
点ＰｍＧにおける法線ベクトルＮは、ｔ（Ｖ２’＋Ｖ１）で表される。ｔは、０以外の任意の値である。ｔ＝１とすると、次式（６）が成立する。
【００６４】
Ｎ＝［ｘ２’＋Δｘ，ｙ２’＋Δｙ］＋［ｘ１＋Δｘ，−（ｙ１−Δｙ）］
＝［α（ｘ２＋Δｘ）＋ｘ１＋Δｘ，α（ｙ２＋Δｙ）−（ｙ１−Δｙ）］
・・・（６）
法線ベクトルＮ＝［Ｎｘ，Ｎｙ］をＸＹ平面上で９０度回転させることにより、反射面７ａの点ＰｍＧにおける傾きである接ベクトルＴが求められる。接ベクトルＴは、Ｒｏｔ・Ｎ＝［−Ｎｙ，Ｎｘ］で表される。Ｒｏｔは、９０度の回転行列［０  −１；１  ０］を表す。
【００６５】
ＸＹ平面上において、反射面７ａの任意の点における法線ベクトルＮｎ（ｎは、０以上の整数）および接ベクトルＴｎは、例えば、ΔｘおよびΔｙを用いた漸化式で求めることができる。ここで、初期値として、反射面７ａの上端の（Δｘ，Δｙ）を（０，０）とすると、反射面７ａの上端における法線ベクトルＮ０＝（Ｎｘ０，Ｎｙ０）が求められる。この場合、反射面７ａの上端の接ベクトルはＴ０＝（−Ｎｙ０，Ｎｘ０）である。
【００６６】
Ｙ軸上の微小な単位区間をｄとしてＸ軸上の微小な移動量をｘとすると、反射面７ａの上端の傾きはｄ／ｘ＝Ｎｘ０／−Ｎｙ０であり、ｘ＝（−Ｎｙ０・ｄ）／Ｎｘ０である。これにより、Ｙ軸上で単位区間ｄだけ離れた点の接ベクトルＴ１は、（Δｘ，Δｙ）＝（ｘ０，ｄ）として計算すればよく、それ以降の傾きＴｎは、（Δｘ，Δｙ）＝（Σｘｉ，ｄ・ｎ）として計算すればよい。ｉは、０以上（ｎ−１）以下の整数である。このようにして求められた（Δｘ，Δｙ）の列を通る曲線を、軸Ａを中心として３６０度回転させた回転体が反射面７ａとして定義される。
【００６７】
このような定義を満たすように反射面７ａが形成されることにより、円Ｃｐ１上の各光線発生器２から出射される光線群を上下方向において観察領域Ｃｅ１に集光することができる。また、上記の定義が満たされる場合、円Ｃｐ２上の各光線発生器２から出射される光線群は、上下方向において一定の領域に集光される。その領域が観察領域Ｃｅ２に設定される。
【００６８】
（７）効果
本実施の形態に係る立体ディスプレイ１においては、軸Ａを中心とする円Ｃｐ１，Ｃｐ２に沿って並ぶように固定的に設けられた複数の光線発生器２の各々から複数の光線Ｌからなる光線群が出射される。複数の光線発生器２から出射された光線群は、反射部材７の反射面ａで反射され、一部の光線Ｌが観察者１０の眼に到達する。この場合、光線発生器２で出射された光線Ｌが観察者１０の眼に直接的に到達する場合に比べて、光線の飛来距離が長い。そのため、隣り合う２つの光線発生器２のうち一方の光線発生器２から観察者１０の眼に到達する光線Ｌと他方の光線発生器２から観察者１０の眼に到達する光線Ｌとの間の角度が小さくなる。したがって、観察者１０の眼に到達する光線Ｌの密度が高くなる。その結果、観察者１０に高精細な立体画像３００を提示することができる。
【００６９】
また、各光線発生器２が回転されないので、回転駆動機構が不要であり、構成の複雑化が抑制される。さらに、各光線発生器２が時分割で光線群を出射する必要がないので、立体画像３００の光量の低下および色数の減少が抑制される。加えて、各光線発生器２が固定されているので、各光線発生器２により出射される光線Ｌを観察者の眼に時分割でなく連続的に入射させることができる。それにより、立体画像３００を連続的に変化させることが容易になる。その結果、立体画像３００として高画質の動画像を提示することが容易となる。
【００７０】
また、本実施の形態では、円Ｃｐ１，ＣＰ２が軸Ａに関して反射面７ａよりも外方に位置する。それにより、光線発生器２で出射されてから観察者１０の眼に到達するまでの光線Ｌの飛来距離をより長くすることができる。それにより、多くの光線発生器２を配置することが可能となり、観察者１０の眼に到達する光線密度をより高めることができる。その結果、観察者１０に高精細な立体画像３００を提示することが可能となる。
【００７１】
また、本実施の形態では、円Ｃｐ１上の光線発生器２から出射される光線群が、反射面７ａで反射されることによって上下方向において観察領域Ｃｅ１に集光され、円Ｃｐ２上の光線発生器２から出射される光線群が、反射面７ａで反射されることによって上下方向において観察領域Ｃｅ２に集光される。これにより、構成を複雑化させることなく、観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２での立体画像３００の観察を可能とすることができる。また、観察者１０は、観察領域Ｃｅ１と観察領域Ｃｅ２とで異なる立体画像３００を観察することが可能となる。例えば、観察領域Ｃｅ１から見える立体画像３００および観察領域Ｃｅ２から見える立体画像３００が同じ物体を表してもよい。具体的には、観察領域Ｃｅ１から観察される立体画像３００（立体画像３００Ａ）および観察領域Ｃｅ２から観察される立体画像３００（立体画像３００Ｂ）を、それぞれ観察領域Ｃｅ１から見える物体の表面の部分を再現した画像および観察領域Ｃｅ２から見える物体の表面の部分を再現した画像とする。これにより、観察者１０の視点位置が上下方向に動いても、観察者１０は、共通の物体を再現した高精度な立体画像３００を観察することが可能となる。
【００７２】
（８）反射部材の他の例
上記実施の形態では、反射部材７の反射面７ａが円形の水平断面を有するが、反射面７ａは、他のパラメトリック曲線状の水平断面を有してもよい。パラメトリック曲線は、円、楕円および多角形を含む。図９は、反射部材７の第１の変形例について説明するための図である。
【００７３】
図９の例では、反射面７ａが長軸および短軸を含む楕円形状の水平断面を有する。以下、上下方向に平行でかつ反射面７ａの長軸を含む面（短軸に垂直な面）を長軸面ＡＬと呼び、上下方向に平行でかつ反射面７ａの短軸を含む面（長軸に垂直な面）を短軸面ＡＳと呼ぶ。
【００７４】
図９（ａ）には、長軸面ＡＬ上に位置する１つの光線発生器２から長軸面ＡＬを中心とする角度範囲θ１内に出射される光線列が示される。この場合、反射面７ａで反射された光線列は、角度θ１ａで拡がりながら観察領域Ｃｅ１に到達する。
【００７５】
図９（ｂ）には、短軸面ＡＳ上に位置する１つの光線発生器２から短軸面ＡＳを中心とする角度範囲θ１内に出射される光線列が示される。この場合、反射面７ａで反射された光線列は、角度θ１ｂで拡がりながら観察領域Ｃｅ１に到達する。
【００７６】
図９（ｂ）における角度θ１ｂは、図９（ａ）における角度θ１ａよりも大きい。そのため、観察領域Ｃｅ１内の位置によって、観察者１０の眼に到達する光線の水平密度（水平方向における密度）が異なる。具体的には、観察領域Ｃｅ１における長軸面ＡＬ上の位置Ｉ１０またはそれに近い位置に到達する光線の水平密度は、観察領域Ｃｅ１における短軸面ＡＳ上の位置Ｉ１１またはそれに近い位置に到達する光線の水平密度よりも高い。したがって、長軸面ＡＬ上の位置Ｉ１０またはそれに近い位置で観察される立体画像３００の特性と、短軸面ＡＳ上の位置Ｉ１１またはそれに近い位置で観察される立体画像３００の特性とが互いに異なる。
【００７７】
そこで、観察領域Ｃｅ１内の各位置において好適に観察される立体画像３００が提示されることが好ましい。図１０は、楕円形状の水平断面を有する反射面７ａが設けられる場合の立体画像３００の提示例を示す図である。
【００７８】
図１０（ａ）には、観察領域Ｃｅ１における長軸面ＡＬ上の位置Ｉ１０（図９（ａ））から観察される立体画像３００が示され、図１０（ｂ）には、観察領域Ｃｅ１における短軸面ＡＳ上の位置Ｉ１１（図９（ｂ））から観察される立体画像３００が示される。
【００７９】
図１０（ａ）および図１０（ｂ）の立体画像３００は、物体ＯＢ１，ＯＢ２，ＯＢ３を含む。物体ＯＢ２は、看板ＯＢ２ａを含む。上記のように、長軸面ＡＬ上の位置Ｉ１０またはそれに近い位置では、到達する光線の水平密度が高い。それにより、高い解像度を要する情報を提示することができる。一方、到達する光線の水平方向の間隔が小さいため、観察される立体画像３００の水平方向の寸法が小さくなる。そこで、図１０（ａ）の例では、看板ＯＢ２ａが正面に向けられ、看板ＯＢ２ａ上に高い解像度を要する文字情報ＴＤが提示される。また、物体ＯＢ１，ＯＢ２，ＯＢ３が互いに重なるように提示される。
【００８０】
短軸面ＡＳ上の位置Ｉ１１またはそれに近い位置では、到達する光線の水平密度が低い。それにより、高い解像度を要する情報を提示することは困難である。一方、到達する光線の水平方向の間隔が大きいため、観察される立体画像３００の水平方向の寸法が大きくなる。それにより、水平方向において情報を分散的に提示することができる。そこで、図１０（ｂ）の例では、物体ＯＢ１，ＯＢ２，ＯＢ３が水平方向において分散的に提示される。一方、看板ＯＢ２ａが横に向けられ、看板ＯＢ２ａ上の文字情報は提示されない。
【００８１】
図１０（ａ）の立体画像３００における物体ＯＢ１，ＯＢ２，ＯＢ３の３次元上の位置関係と図１０（ｂ）の立体画像３００における物体ＯＢ１，ＯＢ２，ＯＢ３の３次元上の位置関係とは互いに同じである。本例では、位置Ｉ１０で観察される立体画像３００の特性と位置Ｉ１１で観察される立体画像３００の特性との違いを利用して、立体画像３００における物体ＯＢ１，ＯＢ２，ＯＢ３の配置が設定される。
【００８２】
なお、図９および図１０においては、観察領域Ｃｅ１で観察される立体画像３００について説明したが、観察領域Ｃｅ２で観察される立体画像３００についても同様である。
【００８３】
図１１は、反射部材７の第２の変形例を示す図である。図１１（ａ）の例および図１１（ｂ）の例について、図１の反射部材７と異なる点を説明する。図１１（ａ）の例では、反射面７ａが複数の辺７ａ１からなる多角形状の水平断面を有する。本例では、反射面７ａの水平断面が正方形状を有する。この場合、各辺７ａ１に対応する反射面７ａの部分で反射された光線が、反射面７ａの当該部分に対向する観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２内の位置に到達する。それにより、複数の辺７ａ１にそれぞれ対応する観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２内の複数の位置で立体画像３００を観察することができる。複数の辺７ａ１の長さは、互いに等しくてもよく、互いに異なってもよい。また、複数の辺７ａ１の少なくとも一部が離間していてもよい。このように、観察方向が予め限定されている場合、反射面７ａの製造がより容易になる。
【００８４】
図１１（ｂ）の例では、反射面７ａが複数の円弧７ａ２を含む水平断面を有する。この場合、各円弧７ａ２に対応する反射面７ａの部分で反射された光線が、反射面７ａの当該部分に対向する観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２内の位置に集光される。それにより、複数の円弧７ａ２にそれぞれ対応する観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２内の複数の位置で高精細な立体画像３００を観察することができる。複数の円弧７ａ２の曲率は、互いに等しくてもよく、互いに異なってもよい。また、複数の円弧７ａ２の間隔は、均一であってもよく、不均一であってもよい。複数の円弧７ａ２が互いにつながっていてもよい。
【００８５】
図１２は、反射部材７の第３の変形例を示す模式的断面図である。図１２（ａ）には、反射部材７の全体が示され、図１２（ｂ）には、反射部材７の一部が拡大して示される。図９の反射部材７について、図１の反射部材７と異なる点を説明する。
【００８６】
図１２（ａ）および図１２（ｂ）の反射部材７は軸Ａを中心とする略円筒形状を有し、その上端部の内径と下端部の内径とがほぼ同じである。図１２（ｂ）に示すように、反射部材７の内周面には、複数の微小な突出部７１が上下方向に並ぶように形成されている。各突出部７１は、軸Ａを中心とする円環形状を有する。また、各突出部７１は、軸Ａに対して傾斜する傾斜面７２を有する。複数の突出部７１の傾斜面７２により、反射面７３が構成される。上下方向における突出部７１のピッチは、例えば、反射面７３上に到達した光線列における光線のピッチと等しく設定される。
【００８７】
複数の突出部７１の傾斜面７２の傾きは互いに異なる。上下方向の各位置において、反射面７３の傾きが図１の反射面７ａの傾きと等しくなるように、各傾斜面７２の傾きが設定される。これにより、反射面７３は、図１の反射面７ａと同様に、各光線発生器２から出射される光線群を反射するとともに、上下方向において光線群を集光する。
【００８８】
傾斜面７２の傾きは、上式（６）により算出することができる。ただし、本例においては、ΔＸが一定であるとみなすことができる。例えば、ΔＸを０とみなすことにより、上式（６）は、次式（６’）となる。これにより、傾斜面７２の傾きをより容易に算出することができる。
【００８９】
Ｎ＝［ｘ２’，ｙ２’＋Δｙ］＋［ｘ１，−（ｙ１−Δｙ）］
＝［αｘ２＋ｘ１，α（ｙ２＋Δｙ）−（ｙ１−Δｙ）］  ・・・（６’）
複数の突出部７１の作製方法としては、例えば、ナノ加工機等を用いた微細加工技術により物理的に鋸歯状の面を切削し、めっきまたは銀塗装により鏡面化する方法がある。また、フィルム状の回折格子またはホログラムを円筒の内周面に貼り付けることにより、同様の光学的効果を実現することも可能である。 
【００９０】
図１３は、反射部材７の第４の変形例を示す模式的斜視図である。図１３の反射部材７が図１２の反射部材７と異なる点は、複数の突出部７１の代わりに複数の突出部７４，７５が上下方向に交互に並ぶように形成されている点である。複数の突出部７４，７５は、複数の突出部７１と同様に軸Ａ（図１２（ａ））を中心とする円環形状を有する。突出部７４は、軸Ａを中心とする傾斜面７４ａを有し、突出部７５は、軸Ａを中心とする傾斜面７５ａを有する。複数の傾斜面７４ａ，７５ａにより反射面７６が形成される。
【００９１】
本例では、円Ｃｐ１上にのみ複数の光線発生器２が配置され、円Ｃｐ２上に光線発生器２が配置されない。上下方向において異なる位置にある複数の傾斜面７４ａの傾きは互いに異なり、上下方向において異なる位置にある複数の傾斜面７５ａの傾きは互いに異なる。複数の傾斜面７４ａは、各光線発生器２から出射された複数の光線Ｌが上下方向において観察領域Ｃｅ１に集光されるように形成される。複数の傾斜面７５ａは、各光線発生器２から出射された複数の光線Ｌが上下方向において観察領域Ｃｅ２に集光されるように形成される。
【００９２】
上下方向における突出部７４，７５のピッチは、反射面７６上に到達した光線列における光線のピッチと等しく設定される。この場合、傾斜面７４ａ，７５ａの各々には、各光線発生器２から出射される光線群のうちの１の光線行が照射される。傾斜面７４ａに照射された光線行は、観察領域Ｃｅ１に向けて反射され、傾斜面７５ａに照射された光線行は、観察領域Ｃｅ２に向けて反射される。
【００９３】
以下、各光線発生器２から出射される複数の光線行について、上から順に１番目の光線行、２番目の光線行、・・・と呼ぶ。本例においては、（２ｍ−１）番目（ｍは正の整数）の光線行が傾斜面７４ａに照射され、２ｍ番目の光線行が傾斜面７５ａに照射される。この場合、（２ｍ−１）番目の光線行は、傾斜面７４ａにより観察領域Ｃｅ１に向けて反射され、２ｍ番目の光線行は、傾斜面７５ａにより観察領域Ｃｅ２に向けて反射される。
【００９４】
そこで、（２ｍ−１）番目の光線行と２ｍ番目の光線行とがそれぞれ異なる立体画像３００を表すように、各光線発生器２が制御される。具体的には、（２ｍ−１）番目の光線行には、観察領域Ｃｅ１で観察される立体画像３００（立体画像３００Ａ）に対応する色が割り当てられ、２ｍ番目の光線行には、観察領域Ｃｅ２で観察される立体画像３００（立体画像３００Ｂ）に対応する色が割り当てられる。これにより、複数の光線発生器２を上下２段に設けることなく、観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２で異なる立体画像３００を観察することが可能となる。
【００９５】
なお、観察領域Ｃｅ１に到達する複数の光線の上下方向における間隔、および観察領域Ｃｅ２に到達する複数の光線の上下方向における間隔は、図１２の例に比べて大きい。そのため、立体画像３００Ａ，３００Ｂの各々に間隙が形成されないように、後述の拡散部材によって各光線が上下方向に拡散されることが好ましい。
【００９６】
第４の変形例では、光線行毎に立体画像３００Ａ，３００Ｂの一方または他方を表すように各光線発生器２が制御されるが、同様にして、光線列毎に立体画像３００Ａ，３００Ｂの一方または他方を表すように各光線発生器２が制御されてもよい。この場合、各光線列が観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２の一方または他方に反射されるように反射部材７の反射面が形成される。
【００９７】
図１４は、反射部材７の第５の変形例を示す模式的斜視図である。図１４の反射部材７が図１２の反射部材７と異なる点は、複数の突出部７１の代わりに複数の凸部７７，７８が形成されている点である。複数の凸部７７，７８は、軸Ａを中心とする周方向に交互に並ぶとともに、上下方向において交互に並ぶ。各凸部７７は、傾斜面７７ａを有し、各凸部７８は、傾斜面７８ａを有する。複数の凸部７７，７８の傾斜面７７ａ，７８ａにより反射面７９が形成される。
【００９８】
上下方向における凸部７７，７８のピッチは、例えば反射面７６上に到達した光線列における光線のピッチの２分の１に設定され、周方向における複数の凸部７７，７８のピッチは、例えば反射面７６上に到達した光線行における光線のピッチの２分の１に設定される。
【００９９】
本例では、円Ｃｐ１上にのみ複数の光線発生器２が配置され、円Ｃｐ２上に光線発生器２が配置されない。円Ｃｐ１上に配置される複数の光線発生器２は、観察領域Ｃｅ１用の光線発生器２（以下、下段用光線発生器２と呼ぶ。）と観察領域Ｃｅ２用の光線発生器２（以下、上段用光線発生器２と呼ぶ。）とに分類される。下段用光線発生器２と上段用光線発生器２とは、円Ｃｐ１上に交互に配置される。下段用光線発生器２は、反射面７９の複数の傾斜面７７ａに複数の光線Ｌをそれぞれ照射し、上段用光線発生器２は、反射面７９の複数の傾斜面７８ａに複数の光線Ｌをそれぞれ照射する。この場合、下段用光線発生器２から出射される各光線と上段用光線発生器２から出射される各光線とが互いに干渉しないように、各光線が整形されることが好ましい。
【０１００】
軸Ａを中心とする共通の円周上に配置される複数の傾斜面７７ａの傾きは互いに等しく、軸Ａを中心とする共通の円周上に配置される複数の傾斜面７８ａの傾きは互いに等しい。また、上下方向において異なる位置にある複数の傾斜面７７ａの傾きは互いに異なり、上下方向において異なる位置にある複数の傾斜面７８ａの傾きは互いに異なる。複数の傾斜面７７ａは、下段用光線発生器２から出射された複数の光線Ｌが上下方向において観察領域Ｃｅ１に集光されるように形成される。複数の傾斜面７８ａは、上段用光線発生器２から出射された複数の光線Ｌが上下方向において観察領域Ｃｅ２に集光されるように形成される。これにより、観察者１０は、観察領域Ｃｅ１において、複数の下段用光線発生器２から出射された光線群により提示される立体画像３００（立体画像３００Ａ）を観察することができ、かつ観察領域Ｃｅ２において、複数の上段用光線発生器２から出射された光線群により提示される立体画像３００（立体画像３００Ｂ）を観察することができる。
【０１０１】
このように、図１４の反射部材７を用いることにより、複数の光線発生器２を上下２段に設けることなく、観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２で異なる立体画像３００を観察することが可能となる。
【０１０２】
反射部材７の変形例として、図１４の第５の変形例をさらに変形した第６の変形例が考えられる。第６の変形例について、第５の変形例と異なる点を説明する。第６の変形例では、上下方向における凸部７７，７８のピッチが、反射面７９上に到達した光線列における光線のピッチと等しく設定され、周方向における複数の凸部７７，７８のピッチが、反射面７９上に到達した光線行における光線のピッチと等しく設定される。
【０１０３】
複数の光線発生器２は、下段用光線発生器２と上段用光線発生器２とに分類されない。各光線発生器２から出射される各光線は、傾斜面７７ａ，７８ａの一方または他方に照射される。傾斜面７７ａに照射される光線と、傾斜面７８ａに照射される光線とは、各光線列および各光線行において交互に位置する。傾斜面７７ａに照射された光線は、観察領域Ｃｅ１に向けて反射され、傾斜面７８ａに照射された光線は、観察領域Ｃｅ２に向けて反射される。
【０１０４】
この場合、傾斜面７７ａに照射される光線と傾斜面７８ａに照射される光線とが互いに異なる立体画像３００を表すように、各光線発生器２が制御される。具体的には、傾斜面７７ａに照射される光線は、立体画像３００Ａに対応する色が割り当てられ、傾斜面７８ａに照射される光線は、立体画像３００Ｂに対応する色が割り当てられる。これにより、複数の光線発生器２を上下２段に設けることなく、観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２で異なる立体画像３００を観察することが可能となる。
【０１０５】
（９）光線発生器の他の配置例
上記実施の形態では、複数の光線発生器２が円Ｃｐ１，Ｃｐ２に沿って並ぶように配置されるが、複数の光線発生器２の配置はこれに限定されない。複数の光線発生器２が他のパラメトリック曲線等に沿って並ぶように配置されてもよい。
【０１０６】
図１５は、複数の光線発生器２の他の配置例を示す図である。図１５（ａ）の例では、複数の光線発生器２が、円Ｃｐ１の代わりに、多角形状の線ＣＬ１に沿って並ぶように配置される。本例では、線ＣＬ１が正六角形状であるが、線ＣＬ１が正五角形状または正八角形状等の他の正多角形でもよい。また、線ＣＬ１の複数の辺の長さが不均一であってもよい。このような例においても、各光線発生器２を適切に制御することにより、高精細な立体画像３００を提示することができる。なお、線ＣＬ１の辺の数が少ない場合（例えば、線ＣＬ１が正方形である場合）には、線ＣＬ１の形状に対応する適切な位置で立体画像３００を観察することが好ましい。また、本例では、複数の光線発生器２が円に沿って配置される場合に比べて、複数の光線発生器２を光線発生器アレイとして一体的に設けることが容易である。
【０１０７】
図１５（ｂ）の例では、複数の光線発生器２が、円Ｃｐ１の代わりに、楕円形状の線ＣＬ２に沿って並ぶように配置される。このような例においても、各光線発生器２を適切に制御することにより、図１の例と同様に立体画像３００を提示することができる。例えば、立体ディスプレイ１を直方体状のケースに収容する必要がある場合等、一定の制約がある場合に、複数の光線発生器２を本例のように配置することにより、制約を満たすことができる。また、本例では、複数の光線発生器２が一定の間隔で配置された場合でも、線ＣＬ２上の位置によって光線発生器２と反射面７ａとの間の距離が異なる。そのため、観察領域Ｃｅ１内の位置によって異なる解像度で立体画像３００を観察することができる。一方、複数の光線発生器２の配置間隔を適切に調整することにより、観察領域Ｃｅ１内の全体において均一な解像度で立体画像３００を観察することができる。
【０１０８】
上記実施の形態では、複数の光線発生器２が反射部材７の反射面７ａより下方に配置されるが、複数の光線発生器２が反射部材７の反射面７ａより上方に配置されてもよい。図１６は、複数の光線発生器２が反射面７ａより上方に配置された例を示す図である。図１６の例では、複数の光線発生器２が、円Ｃｐ１の代わりに、反射面７ａより上方であってかつ観察領域Ｃｅ１より上方に位置する円Ｃｐ３に沿って並ぶように配置される。この場合、各光線発生器２から発生される光線群が観察領域Ｃｅ１に到達するように、反射面７ａの傾きが調整される。それにより、図１の例と同様に立体画像３００を提示することができる。なお、反射部材７の反射面７ａより上方において、図１５（ａ）の例または図１５（ｂ）の例のように、多角形状または楕円形状の線に沿うように、複数の光線発生器２が配置されてもよい。
【０１０９】
なお、図１５および図１６においては、円Ｃｐ１上の光線発生器２の他の配置例について説明したが、円Ｃｐ２上の光線発生器２についても同様である。
【０１１０】
（１０）光線の密度の調整例
上記のように、各光線発生器２から出射される光線群について、光線行の密度は、光線列の密度よりも高いことが好ましい。以下、光線の密度の調整例について説明する。
【０１１１】
図１７は、光線発生器２の一構成例を示す模式図である。図１７の光線発生器２は、光源２０およびミラー２１を含む。図１７の光線発生器２は、例えばＭＥＭＳプロジェクタである。光源２０からミラー２１に光線が照射され、ミラー２１によって反射された光線が光線発生器２から出射される。ミラー２１の角度（向き）は、図示しない駆動部によって縦方向および横方向に複数段階で調整される。この場合、光線発生器２からの光線の出射方向が縦方向および横方向に複数段階で変化される。これにより、擬似的に光線群を形成することができる。本例では、縦方向におけるミラー２１の角度の変化によって光線列が形成され、横方向におけるミラー２１の角度の変化によって光線行が形成される。なお、一般的なＭＥＭＳプロジェクタから出射される光線は、進行方向に垂直な断面において一定の径を有する。そのため、光線の密度が高い場合には、反射面７ａ上で複数の光線が部分的に重なる場合がある。しかしながら、図３（ａ）の例のように、複数の光線は、反射面７ａで反射されることによって分散的に進行するので、観察者１０の眼には、互いに分離した状態で複数の光線が到達する。
【０１１２】
光線列の密度は、縦方向における１段階当たりのミラー２１の角度の変化幅（以下、縦変化幅と呼ぶ。）に依存し、光線行の密度は、横方向における１段階当たりのミラー２１の角度の変化幅（以下、横変化幅と呼ぶ。）に依存する。それにより、縦変化幅および横変化幅をそれぞれ調整することにより、光線行の密度を光線列の密度よりも高くすることができる。例えば、縦変化幅が１／１００度に調整され、横変化幅が１／５００度に調整される。また、縦方向におけるミラー２１の角度の段階数は、光線列に含まれる光線の数と等しく、横方向におけるミラー２１の角度の段階数は、光線行に含まれる光線の数と等しい。そのため、これらの段階数を調整することにより、光線列に含まれる光線の数および光線行に含まれる光線の数を調整することができる。なお、縦変化幅および横変化幅は一律でなくてもよい。例えば、縦方向においてミラー２１の角度が５０度の範囲内で５００段階に変化される場合、縦変化幅が上から順に０．０５度、０．１０度、０．０５度、・・・のように変化してもよい。第４、第５および第６の変形例において、反射面上における各光線の照射位置を決めるような場合、変化幅が一律ではなく、異なる変化幅で多段階の光線を投影することが望ましい。
【０１１３】
図１８は、光線発生器２の他の構成例を示す模式図である。図１８の光線発生器２は、光源２４、空間光変調器２５およびレンズ２６を含む。光源２４により発生される光が、空間光変調器２５およびレンズ２６を通して光線発生器２から出射される。図１９は、空間光変調器２５の一例を示す模式図である。空間光変調器２５は、例えば液晶パネルである。図１９に示すように、空間光変調器２５は、縦方向および横方向に並べられた複数のピクセル２５１を含む。以下、縦方向における複数のピクセル２５１の並びをピクセル列と呼び、横方向における複数のピクセル２５１の並びをピクセル行と呼ぶ。各ピクセル行に含まれるピクセル２５１の数は、各ピクセル列に含まれるピクセル２５１の数より多い。また、図１９の例において、各ピクセル２５１は、正方形状を有する。この場合、縦方向におけるピクセルの密度（以下、ピクセル列の密度と呼ぶ。）と、横方向におけるピクセルの密度（以下、ピクセル行の密度と呼ぶ。）とは、互いに等しい。
【０１１４】
各ピクセル２５１は、例えば、“Ｒ”（レッド）、 “Ｇ”（グリーン）および“Ｂ”（ブルー）にそれぞれ対応する３つのサブピクセルを含む。この場合、光源２４により発生された光は、空間光変調器２５を通して複数のピクセル２５１にそれぞれ対応する複数の光線に変換される。その複数の光線が、レンズ２６を通して光線群として縦方向および横方向に拡がるように出射される。あるいは、各ピクセル２５１は通過する光量を変化させるものであり、光源が発生する光の色が“Ｒ”、“Ｇ”および“Ｂ”に時分割で変化することも考えられる。
【０１１５】
図２０は、レンズ２６の構成について説明するための模式図である。図２０（ａ）の例では、円形のレンズ２６が用いられる。この場合、縦方向におけるレンズ２６の画角と横方向におけるレンズ２６の画角とは互いに等しいため、縦方向における光線群の拡がりの度合いと横方向における光線群の拡がりの度合いとは互いに等しい。この場合、光線列の密度と光線行の密度との比は、ピクセル列の密度とピクセル行の密度との比と等しいので、１：１である。それに対して、図２０（ｂ）の例では、レンズ２６が縦長の楕円形に形成される。この場合、横方向におけるレンズ２６の画角が縦方向におけるレンズ２６の画角よりも小さくなり、横方向における光線群の拡がりの度合いが、縦方向における光線群の拡がりの度合いよりも小さくなる。それにより、光線行の密度が光線列の密度よりも高くなる。
【０１１６】
図２１は、空間光変調器２５の他の例を示す模式図である。図２１の空間光変調器２５が図１９の空間光変調器２５と異なる点は、各ピクセル２５１が、正方形状でなく、縦長の長方形状を有する点である。この場合、ピクセル行の密度が、ピクセル列の密度よりも高い。これにより、図２０（ａ）の例のような円形のレンズ２６が用いられた場合でも、光線行の密度が光線列の密度よりも高くなる。
【０１１７】
（１１）観察領域の他の例
観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２の少なくとも一方が、水平方向に幅を有してもよく、あるいは上下方向に幅を有してもよい。各光線の進行方向においては、いずれの位置においてもその光線を観察することができる。そのため、観察者１０の眼の位置が水平方向において移動しても、立体画像３００を表す複数の光線が観察者１０の眼に到達しやすい。そのため、水平方向においては、比較的広い幅を有するように観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２を設定することができる。
【０１１８】
上記実施の形態では、観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２がそれぞれ真円であるが、観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２の少なくとも一方がパラメトリック曲線等であってもよい。
【０１１９】
（１２）拡散部材
複数の光線発生器２から出射される光線群を上下方向に平行な面内で拡散させる拡散部材が設けられてもよい。図２２は、拡散部材の第１の例を示す模式的断面図である。図２２の例では、図１の反射部材７の反射面７ａを覆うように、拡散部材８０が形成されている。拡散部材８０は、各光線Ｌを上下方向にのみ拡散し、水平方向には拡散しない。すなわち、拡散部材８０は、各光線Ｌを上下方向に平行な面内で拡散し、水平方向に平行な面内で拡散しない。この場合、複数の光線発生器２から出射された光線群が拡散部材８０により上下方向に拡散されつつ反射面７ａで反射される。
【０１２０】
これにより、観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２の各々において、各光線列の集光の幅が上下方向に広がる。そのため、観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２の各々において、立体画像３００を形成する複数の光線Ｌが観察者１０の眼に到達しやすくなる。その結果、構成を複雑化させることなく、観察者１０が観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２の各々で立体画像３００を適切に観察することができる。
【０１２１】
図２３は、拡散部材の第２の例を示す模式的断面図である。図２３の拡散部材８１は、軸Ａを中心として回転対称な円錐形状を有する。本例では、円筒形状の反射部材７０が用いられる。反射部材７０の反射面７０ａの垂直断面は、上下方向に直線状に延びる。拡散部材８１は、反射部材７０の内側に配置される。図２２の拡散部材８０と同様に、拡散部材８１は、各光線Ｌを上下方向にのみ拡散し、水平方向には拡散しない。各光線発生器２から出射された光線群は、反射部材７０の反射面７０ａで反射され、拡散部材８１を通して上下方向に拡散される。図２３の例では、各光線を上下方向において比較的大きい角度範囲に拡散することができる。それにより、反射面７０ａ上での反射によって光線群が上下方向に集光されなくても、各光線が観察者１０の眼に到達する。この場合、観察者１０は、上下方向における広い範囲で立体画像３００を観察することができる。例えば、円Ｃｐ１上にのみ複数の光線発生器２を配置し、円Ｃｐ２上に光線発生器２を配置しない場合であっても、拡散部材８１を通して各光線を上下方向に拡散させることにより、観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２を含む広い範囲で立体画像３００を観察することが可能となる。
【０１２２】
図２４は、拡散部材の第３の例を示す模式的断面図である。図２４の拡散部材８２は、平板形状を有し、反射部材７の上方に水平に配置される。拡散部材８２は、反射部材７の内部に配置されてもよい。図２２の拡散部材８０と同様に、拡散部材８２は、各光線Ｌを上下方向にのみ拡散し、水平方向には拡散しない。各光線発生器２から出射された光線群は、反射部材７の反射面７ａで反射され、拡散部材８２を通して上下方向に拡散される。
【０１２３】
図２４の例では、各光線を上下方向において比較的小さい角度範囲に拡散することができる。それにより、立体画像３００を観察可能な観察領域Ｃｅ１の上下方向の幅および立体画像３００を観察可能な観察領域Ｃｅ２の上下方向の幅をそれぞれ拡げることができる。したがって、観察者１０は、観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２の各々において、立体画像３００を容易に観察することができる。
【０１２４】
（１３）他の実施の形態
上記実施の形態では、上下方向の異なる位置で異なる立体画像３００が観察可能なように、２つの円Ｃｐ１，Ｃｐ２の各々に沿って光線発生器２が配置され、かつ上下２段の観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２が設定されるが、本発明はこれに限らない。１つのパラメトリック曲線等に沿って光線発生器２が配置され、１段の観察領域のみが設定されてもよい。あるいは、３以上のパラメトリック曲線等に沿って光線発生器２が配置され、３段以上の観察領域が設定されてもよい。
【０１２５】
上記実施の形態では、軸Ａに関して、反射部材７の反射面７ａより外方に円Ｃｐ１，Ｃｐ２が設定され、かつ円Ｃｐ１，Ｃｐ２より外方に観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２が設定されるが、本発明にこれに限らない。軸Ａに関して反射部材７の反射面７ａより内方に円Ｃｐ１，Ｃｐ２が設定されてもよい。さらに、軸Ａに関して円Ｃｐ１，Ｃｐ２のうち一方が反射部材７の反射面７ａより内方でかつ他方が外方に設定されてもよい。この場合、反射部材７内に複数の光線発生器２が設けられてもよい。また、軸Ａに関して円Ｃｐ１，Ｃｐ２より内方に観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２が設定されてもよい。さらに、軸Ａに関して観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２のうち一方が円Ｃｐ１，Ｃｐ２より内方でかつ他方が外方に設定されてもよい。
【０１２６】
上記実施の形態では、円Ｃｐ１，Ｃｐ２の全周にわたって光線発生器２が配置されるが、円Ｃｐ１，Ｃｐ２の一部の円弧部にのみ光線発生器２が配置されてもよい。また、反射部材７の反射面が、軸Ａの全周を取り囲むのではなく、周方向において軸Ａの一部のみを取り囲むように設けられてもよい。
【０１２７】
円Ｃｐ１，ＣＰ２の各々における複数の光線発生器２のピッチは、均一であってもよく、位置によって異なってもよい。複数の光線発生器２のピッチが均一でない場合でも、各光線発生器２が出射する光線の密度、または反射面の形状を調整することにより、提示される立体画像３００の精細度を一定に調整することができる。
【０１２８】
反射部材７として、ハーフミラーが用いられてもよい。図２５は、反射部材７としてハーフミラーが用いられる例を示す模式的断面図である。図２５の例では、反射部材７の周囲を取り囲むように複数の光線発生器２が配置される。各光線発生器２から出射される光線群は、反射部材７を透過して反射部材７の外方から内方に導かれ、反射部材７の内方で反射面７ａにより反射され、観察領域Ｃｅ１，Ｃｅ２に導かれる。これにより、立体ディスプレイ１の配置スペースを上下方向において縮小することができる。
【０１２９】
（１４）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各構成要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【０１３０】
上記実施の形態においては、立体ディスプレイ１が立体ディスプレイの例であり、反射部材７が反射部材の例であり、反射面７ａ，７３，７６，７９が反射面の例であり、光線発生器２が第１および第２の光線発生器の例であり、円Ｃｐ１および線ＣＬ１，ＣＬ２が囲み線の例であり、仮想円Ｃｐ１’が仮想線の例であり、制御装置３が制御部の例であり、拡散部材８０が拡散部材の例であり、軸Ａが基準軸の例である。
【０１３１】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の構成要素を用いることもできる。
【符号の説明】
【０１３２】
１…立体ディスプレイ，２…光線発生器，３…制御装置，４…記憶装置，５…テーブル，７…反射部材，７ａ，７３，７６，７９…反射面，５１…天板，５２…脚，８０…拡散部材，３００…立体画像，Ｃｅ１，Ｃｅ２…観察領域，Ｃｐ１，Ｃｐ２…円
【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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