(57)【要約】【課題】フルカラーの画像表示が可能であると共に、解像度が従来のものより高い回折格子を用いたカラー表示体。【解決手段】各表示体画素Ｅが縦横両方向に複数のセルに分割され、横方向同一位置の縦方向の複数のセルには、横方向位置に応じて異なる方向へ回折する回折格子であって、縦方向のセル位置に応じて異なる波長の光を回折する回折格子が設けられてなる回折格子を用いたカラー表示体であり、横方向のセル位置には、それぞれ異なる原画像Ｐ１〜Ｐ５の原画像画素ｅが対応しており、表示体画素Ｅの縦方向のセル位置には、原画像画素ｅ中の縦方向のセル位置に対応する部分ｅR 、ｅG 、ｅB が対応しており、表示体画素Ｅの縦方向のそのセルには、原画像画素Ｅ中のその対応する部分ｅR 、ｅG 、ｅB のそのセル位置に対応する色の画素値に応じて面積変調された回折格子が設けられている。【選択図】図５
2008096653.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次元表示面が２次元配列の同一形状の矩形表示体画素に区切られ、各表示体画素が縦横両方向に複数のセルに分割され、各表示体画素の横方向同一位置の縦方向の複数のセルには、所定方向から入射する光をその横方向位置に応じて異なる方向へ回折する回折格子であって、縦方向のセル位置に応じて異なる波長の光を回折する回折格子が設けられてなる回折格子を用いたカラー表示体において、
前記表示体画素の横方向のセル位置には、それぞれ異なる原画像の前記表示体画素に対応する位置の原画像画素が対応しており、かつ、前記表示体画素の縦方向のセル位置には、前記表示体画素に対応する原画像画素中の前記表示体画素の縦方向のセル位置に対応する部分が対応しており、前記表示体画素の縦方向のそのセルには、原画像画素中のその対応する部分のそのセル位置に対応する色の画素値に応じて面積変調された回折格子が設けられていることを特徴とする回折格子を用いたカラー表示体。
【請求項２】
前記表示体画素の横方向のセル位置に対応する複数の原画像は、同一物体に対する見る方向が異なる視差画像であり、前記回折格子は、対応する視差画像に対応した方向へ回折するものであることを特徴とする請求項１記載の回折格子を用いたカラー表示体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回折格子を用いたカラー表示体に関し、特に、フルカラーで解像度の高い回折格子を用いたカラー表示体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回折格子を用いた表示体として次のようなものがよく知られている。すなわち、２次元表示面を画素に区切り、各画素を所定の配置の複数のセルに分割し、各画素の特定位置のセルに１つの表示画像の対応する画素位置の濃度情報を表す直線あるいは曲線回折格子を割り当て、別のセルに別の表示画像の対応する画素位置の濃度情報を表す直線あるいは曲線回折格子を割り当て、同様に他のセルにもさらに別の表示画像の対応する画素位置の濃度情報を表す直線あるいは曲線回折格子を割り当てる。そして、各セルに割り当てる回折格子は、セル毎に別の方向に光を回折し、その方向で所定の濃度が認識できるような回折格子を用いる。
【０００３】
このような回折格子を用いた表示体において、各表示画像として視差画像を用いて立体カラー像の表示を行うことが非特許文献１において提案されている。
【非特許文献１】「３次元画像コンファレンス２００６講演論文集」（２００６年７月６・７日）ｐｐ．６５〜６８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記非特許文献１に開示された方法で回折格子を用いた表示体を作製すれば、白色光の下で色再現性の良いフルカラーの立体像が表示できる。
【０００５】
しかしながら、微細な構造を持つ画像を表示体に記録しようとした場合、画像が微細であればある程、画素も細かくしなければならないという問題点があった。すなわち、表示体上に設定する画素の高さを決めると、解像度はその高さに限定されることになる。
【０００６】
本発明は、従来技術のこのような問題点に鑑みてなさたものであり、その目的は、フルカラーの画像表示が可能であると共に、解像度が従来のものより高い回折格子を用いたカラー表示体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明の回折格子を用いたカラー表示体は、２次元表示面が２次元配列の同一形状の矩形表示体画素に区切られ、各表示体画素が縦横両方向に複数のセルに分割され、各表示体画素の横方向同一位置の縦方向の複数のセルには、所定方向から入射する光をその横方向位置に応じて異なる方向へ回折する回折格子であって、縦方向のセル位置に応じて異なる波長の光を回折する回折格子が設けられてなる回折格子を用いたカラー表示体において、
前記表示体画素の横方向のセル位置には、それぞれ異なる原画像の前記表示体画素に対応する位置の原画像画素が対応しており、かつ、前記表示体画素の縦方向のセル位置には、前記表示体画素に対応する原画像画素中の前記表示体画素の縦方向のセル位置に対応する部分が対応しており、前記表示体画素の縦方向のそのセルには、原画像画素中のその対応する部分のそのセル位置に対応する色の画素値に応じて面積変調された回折格子が設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
この場合、前記表示体画素の横方向のセル位置に対応する複数の原画像は、同一物体に対する見る方向が異なる視差画像であり、前記回折格子は、対応する視差画像に対応した方向へ回折するものであると、立体カラー像の表示が可能になる。
【発明の効果】
【０００９】
以上の本発明の回折格子を用いたカラー表示体は、表示体画素の大きさを細かくすることなく、解像度のみを上げて、例えば色再現性良く立体カラー像の記録・表示が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照にして本発明の回折格子を用いたカラー表示体を従来技術との関連で説明する。
【００１１】
本発明の理解を助けるために、まず、非特許文献１において提案されている回折格子を用いたカラー表示体の概略を説明する。
【００１２】
図１に示すように、３次元物体Ｏを異なる６つの方向から見た視差画像Ｐ１〜Ｐ６を用い、視差画像Ｐ１〜Ｐ６を相互に対応する形状と配置の矩形画素ｅに区切る。一方、表示体Ｄの画面も同様に視差画像Ｐ１〜Ｐ６の矩形画素ｅに対応する形状と配置の矩形画素Ｅに区切る。ここで、視差画像Ｐ１〜Ｐ６の大きさと形状が同一の場合、画素ｅは例えば縦横に同一数で同じ形状で並んでいるものであり、表示体Ｄとしては視差画像Ｐ１〜Ｐ６に対して同一比率の大きさであり、その画素Ｅは、画素ｅと同様に縦横に同じ数で画素ｅと相似の形状で画素ｅの並びと相似に並んでいる。そして、図１では、画素ｅは視差画像Ｐ１〜Ｐ６の縦横同じ位置の画素としており、また、画素Ｅは表示体Ｄ上で視差画像Ｐ１〜Ｐ６の画素ｅに対応する位置の画素としている。
【００１３】
そして、図２に示すように、表示体Ｄの画面の各画素Ｅは、視差方向（横方向）に視差画像Ｐ１〜Ｐ６の数に対応する例えば６個のセルに分割され、かつ、視差方向と直交する方向（縦方向）に３セルに分割される。すなわち、表示体Ｄの各画素Ｅは、横に６セル、縦に３セルに分割され、横方向には、視差画像Ｐ１〜Ｐ６を対応させ、かつ、縦方向にはＲＧＢの原色を対応させる。そして、視差画像Ｐ１〜Ｐ６それぞれが対応するＲＧＢのセルには、所定方向から白色光を照射した場合に、ぞれぞれの視差方向に対応する方向にそれぞれＲＧＢの波長の光を回折する直線回折格子あるいは曲線回折格子、又は、曲線回折格子を直線回折格子で近似した直線回折格子群を設ける。その際、画素Ｅの視差画像Ｐ１〜Ｐ６それぞれが対応するＲＧＢセルには、視差画像Ｐ１〜Ｐ６それぞれの画素ｅのそれぞれＲＧＢの濃度が対応するように回折格子の面積を変調する（面積割合を濃度に比例させる。）。その様子が図１２の画素Ｅの拡大図に示されている。
【００１４】
ここで、表示体Ｄの特定の画素ＥがＲの視差画像Ｐ１〜Ｐ６しか表示しないときには、図３に示すように、ＧＢのセルは何れの視差についても空（回折格子が設けられていない）のセルとなる。
【００１５】
このような従来の立体カラー像の表示が可能な回折格子を用いた表示体の原画像（視差画像）Ｐ１〜Ｐ５の画素ｅと表示体Ｄの画素Ｅのセルとの関係を模式的に図示すると、図４のようになる。この図４を用いてさらに説明する。この図では、視差画像Ｐ１〜Ｐ５を５枚とし、それらの画素ｅは相互に同一番地（位置）のものとし、それらの視差画像Ｐ１〜Ｐ５を基に作製される表示体Ｄの画素Ｅは視差画像Ｐ１〜Ｐ５の画素ｅに対応する番地の画素である。そして、表示体Ｄの画素Ｅは、視差方向（横方向）に視差画像Ｐ１〜Ｐ５の数に対応するここでは５個のセルに分割され、かつ、視差方向と直交する方向（縦方向）に３セルに分割され、横方向には視差画像Ｐ１〜Ｐ５を対応させ、縦方向にはＲＧＢの三原色を対応させる。そして、視差画像Ｐ１〜Ｐ５それぞれが対応するＲＧＢのセルには、所定方向から白色光を照射した場合に、ぞれぞれの視差方向に対応する方向にそれぞれＲＧＢの波長の光を回折する回折格子が設けられている。その際、画素Ｅの視差画像Ｐ１〜Ｐ５それぞれが対応するＲＧＢセルには、視差画像Ｐ１〜Ｐ５それぞれの画素ｅのそれぞれＲＧＢの濃度が対応するように回折格子の面積を変調して設けられている。図４では、図示を分かりやすくするために、視差画像Ｐ１と視差画像Ｐ５の対応する画素ｅのＲＧＢの画素値を分解して、表示体Ｄの画素Ｅの視差画像Ｐ１とＰ５が対応するＲＧＢのセルにその画素値に対応するそれぞれの回折格子を設けることを模式的に示してある。
【００１６】
しかしながら、視差画像Ｐ１〜Ｐ５の画素ｅのＲＧＢの画素値と表示体Ｄの画素Ｅのセルとのこのような対応関係をとっていると、表示体Ｄの解像度、特に縦方向の解像度は、画素Ｅの解像度に限定され、それは結局視差画像Ｐ１〜Ｐ５の画素ｅの解像度に限定されることになる。
【００１７】
そこで、本発明においては、図５のような方式で表示体Ｄの画素Ｅの視差画像Ｐ１〜Ｐ５それぞれが対応するＲＧＢのセルにＲＧＢの値を割り当てる。すなわち、図５は図４と同様の模式図であり、視差画像Ｐ１〜Ｐ５の画素ｅを、視差方向と直交する方向（縦方向）に３個のサブ画素（部分）ｅR 、ｅG 、ｅB に分割する。その上で、表示体Ｄの画素Ｅの縦方向セルの色の並びと対応させて、画素ＥのＲのセルの位置に対応するサブ画素ｅR のＲの画素値を取り出して、表示体Ｄの画素Ｅのその視差画像に対応する位置のＲのセルにそのＲの画素値に対応しその視差画像に対応する回折格子を設ける。同様に、画素ＥのＧのセルの位置に対応するサブ画素ｅG のＧの画素値を取り出して、表示体Ｄの画素Ｅのその視差画像に対応する位置のＧのセルにそのＧの画素値に対応しその視差画像に対応する回折格子を設け、また、画素ＥのＢのセルの位置に対応するサブ画素ｅB のＢの画素値を取り出して、表示体Ｄの画素Ｅのその視差画像に対応する位置のＢのセルにそのＢの画素値に対応しその視差画像に対応する回折格子を設ける。図５では、図示を分かりやすくするために、視差画像Ｐ１と視差画像Ｐ５の対応するサブ画素ｅR 、ｅG 、ｅB のそれぞれＲＧＢの画素値を取り出して、表示体Ｄの画素Ｅの視差画像Ｐ１とＰ５が対応するＲＧＢのセルにその画素値に対応するそれぞれの回折格子を設けることを模式的に示してある。
【００１８】
本発明の以上の作製方法で得られた表示体Ｄでは、表示像の解像度は、視差画像Ｐ１〜Ｐ５に設定するサブ画素ｅR 、ｅG 、ｅB の密度によって決まるので、図４の従来の表示体Ｄと比較すると、画素Ｅを同じとするなら、図５の本発明の場合は、サブ画素ｅR 、ｅG 、ｅB の密度が３倍になっている分、視差方向と直交する方向の解像度は高くなり微細な構造を持つ画像を記録・表示することが可能になる。ただし、色パターンの再現性については同程度である。
【００１９】
なお、以上において、画像Ｐ１〜Ｐ５は必ずしも同一３次元物体Ｏの異なる方向から見た視差画像である必要はなく、別々の画像あるいはＣＧであってもよい。
【００２０】
以上、本発明の回折格子を用いたカラー表示体を説明してきたが、本発明はこれら説明のものに限定されず種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を説明するための視差画像とそれらに基づく表示体の関係を説明するための図である。
【図２】本発明を説明するための表示体の画面の各画素のセル構成を説明するための図である。
【図３】表示体の特定の画素がＲの視差画像しか表示しないときのセル構成を例示する図である。
【図４】従来の表示体の視差画像の画素と表示体の画素のセルとの関係を模式的に示す図である。
【図５】本発明の回折格子を用いたカラー表示体を説明するための図であって、表示体の視差画像の画素（サブ画素）と表示体の画素のセルとの関係を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００２２】
Ｏ…３次元物体
Ｐ１〜Ｐ５、Ｐ６…視差画像（原画像）
Ｄ…表示体
ｅ…視差画像の画素
Ｅ…表示体の画素
ｅR 、ｅG 、ｅB …サブ画素
【図１】
2008096653.tif 000003
【図２】
2008096653.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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