(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インテグラルフォトグラフィ方式により立体映像を構成するための複数の要素画像からなる要素画像群を投射する映像投射手段から、所定位置に配置した平面鏡までの投射する光路を介して反射して、前記平面鏡から前記立体映像を観察する観察位置までの観察する光路を有する立体映像表示装置であって、
前記光路上において、前記要素画像群を成す光線群が入射して、前記平面鏡に出射する位置であると共に、前記平面鏡から反射した前記光線群を前記観察位置に向かって出射する位置に配置され、前記要素画像に対応した視野レンズおよび要素レンズとして作用するレンズ系を一平面上に複数配列した第一レンズ群と、
前記投射する光路上の所定位置に配置され、前記要素画像群を成す光線群を、当該光線群の主光線が、前記投射する光路において互いに平行な光線群とする光線群とするレンズと、を備え、
前記光路は、前記映像投射手段の光軸と、前記平面反射鏡が構成する平面とがなす角度θにより前記映像投射手段から前記平面鏡までを投射する光路と、
前記角度θに入射して前記平面鏡から反射されて前記観察位置までを観察する光路とを有することを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項２】
インテグラルフォトグラフィ方式により立体映像を構成するための複数の要素画像からなる要素画像群を投射する映像投射手段から、所定位置に配置した平面鏡までの投射する光路を介して反射して、前記平面鏡から前記立体映像を観察する観察位置までの観察する光路を有する立体映像表示装置であって、
前記光路上において、前記要素画像群を成す光線群が入射して、前記平面鏡に出射する位置であると共に、前記平面鏡から反射した前記光線群を前記観察位置に向かって出射する位置に配置され、前記要素画像に対応した視野レンズおよび要素レンズとして作用するレンズ系を一平面上に複数配列した第一レンズ群と、
前記光路上の所定位置に配置され、前記要素画像群を成す光線群を、当該光線群の主光線が、前記投射する光路において互いに平行な光線群とし、前記反射鏡から反射されて前記観察する光路において集光する光線群とするレンズと、を備え、
前記光路は、前記映像投射手段の光軸と、前記平面反射鏡が構成する平面とがなす角度θにより前記映像投射手段から前記平面鏡までを投射する光路と、
前記角度θに入射して前記平面鏡から反射されて前記観察位置までを観察する光路とを有することを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項３】
インテグラルフォトグラフィ方式により立体映像を構成するための複数の要素画像からなる要素画像群を投射する映像投射手段から、所定位置に配置した凹面鏡までの投射する光路を介して反射して、前記凹面鏡から前記立体映像を観察する観察位置までの観察する光路を有する立体映像表示装置であって、
前記光路上において、前記要素画像群を成す光線群が入射して、前記凹面鏡に出射する位置であると共に、前記凹面鏡から反射した前記光線群を前記観察位置に向かって出射する位置に配置され、前記要素画像に対応した視野レンズおよび要素レンズとして作用するレンズ系を一平面上に複数配列した第一レンズ群を備え、
前記光路は、前記映像投射手段の光軸と、前記第１レンズ群が構成する平面とがなす角度θにより前記映像投射手段から前記凹面鏡までを投射する光路と、
前記角度θに入射して前記凹面鏡から反射されて前記観察位置までを観察する光路とを有することを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項４】
インテグラルフォトグラフィ方式により立体映像を構成するための複数の要素画像からなる要素画像群を投射する映像投射手段から、所定位置に配置したハーフミラーおよび平面鏡を介し、前記ハーフミラーで光路の向きを変えて前記平面鏡で反射し、再び前記ハーフミラーを透過して観察される前記立体映像の観察位置までの光路を有する立体映像表示装置であって、
前記光路上において、前記要素画像群を成す光線群が入射して、前記平面鏡に出射する位置であると共に、前記平面鏡から反射した前記光線群を前記観察位置に向かって出射する位置に配置され、前記要素画像に対応した視野レンズおよび要素レンズとして作用するレンズ系を一平面上に複数配列した第一レンズ群と、
前記映像投射手段からハーフミラーまでの光路上の所定位置に配置され、前記要素画像群を成す光線群を、当該光線群の主光線が、前記光路において互いに平行な光線群とするレンズと、を備えることを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項５】
インテグラルフォトグラフィ方式により立体映像を構成するための複数の要素画像からなる要素画像群を投射する映像投射手段から、所定位置に配置したハーフミラーおよび平面鏡を介し、前記ハーフミラーで光路の向きを変えて前記平面鏡で反射し、再び前記ハーフミラーを透過して観察される前記立体映像の観察位置までの光路を有する立体映像表示装置であって、
前記光路上において、前記要素画像群を成す光線群が入射して、前記平面鏡に出射する位置であると共に、前記平面鏡から反射した前記光線群を前記観察位置に向かって出射する位置に配置され、前記要素画像に対応した視野レンズおよび要素レンズとして作用するレンズ系を一平面上に複数配列した第一レンズ群と、
前記平面鏡から観察位置までの光路上の所定位置に配置され、前記要素画像群を成す光線群を、当該光線群の主光線が、前記ハーフミラーから平面鏡に向かう光路において互いに平行な光線群とし、前記反射鏡から反射されて前記観察位置に向かう光路において集光する光線群とするレンズと、を備えることを特徴とする立体映像表示装置。
【請求項６】
インテグラルフォトグラフィ方式により立体映像を構成するための複数の要素画像からなる要素画像群を投射する映像投射手段から、所定位置に配置したハーフミラーおよび凹面鏡を介し、前記ハーフミラーで光路の向きを変えて前記凹面鏡で反射し、再び前記ハーフミラーを透過して観察される前記立体映像の観察位置までの光路を有する立体映像表示装置であって、
前記光路上において、前記要素画像群を成す光線群が入射して、前記凹面鏡に出射する位置であると共に、前記凹面鏡から反射した前記光線群を前記観察位置に向かって出射する位置に配置され、前記要素画像に対応した視野レンズおよび要素レンズとして作用するレンズ系を一平面上に複数配列した第一レンズ群を備えることを特徴とする立体映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体映像を表示する立体映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、立体映像を表示する方式、特に、立体映像を観察者が観察する時に特殊なメガネを用いない方式（以下、従来のメガネなし方式という）の開発・検討が盛んに行われている。従来のメガネなし方式の多くは、ホログラフィ方式を除くと、通常の２次元の映像情報を表示する液晶等のフラットパネル型表示装置の表示部の前面に、レンチキュラースクリーン、パララックスバリア等を配置して構成したものである。
【０００３】
これら従来のメガネなし方式では、２眼方式、つまり、左右眼に相当する２種の視差画像を提供するように構成するだけではなく、３眼以上の多眼方式、つまり、３種以上の視差画像を提供するように構成することが可能である。
【０００４】
従来のメガネなし方式の中で、２次元的にレンズやピンホールを配置した方式（以下、レンズ板方式という）があり、任意の視点（観察点）から自由に見られる立体映像方式の一つとして、平面上に配列された凸レンズ群或いはピンホール群を用いた、いわゆるインテグラルフォトグラフィ（以下，ＩＰ方式という）が知られている。
【０００５】
ここで、レンズ群を用いたＩＰ方式、すなわちＩＰ方式によるＩＰ装置について、図２２、図２３および図２４を参照して説明する。図２２に示すように、ＩＰ装置１０１は、被写体Ｈの要素画像群（複数の要素画像）を撮像して、立体再生像（立体映像）として表示するもので、この被写体Ｈに対向して同一平面上に配置した複数の凸レンズ１０３１、１０３２、１０３３、・・・、１０３ｎからなるレンズ群１０３と、このレンズ群１０３によって結像する被写体Ｈの要素画像群を撮像する写真フィルム１０５とを備えている。なお、このＩＰ装置１０１において、ａ側をレンズ群１０３の前方、ｂ側をレンズ群１０３の後方とし、要素画像をＹ１、Ｙ２、Ｙ３、・・・、Ｙｎとする。
【０００６】
また、図２３に示すように、ＩＰ装置１０１は、被写体Ｈの要素画像群が撮像されている写真フィルム１０５を現像し、この現像した写真フィルム１０５を、レンズ群１０３に対して撮像したときと同じ位置になるように配置している。そして、この状態でレンズ群１０３の前方から観察者が写真フィルム１０５を観察すると、立体再生像（立体映像）Ｓを観察することができる。ここで、観察者から観察される立体再生像Ｓについて言及しておくと、立体再生像Ｓの映像情報（輝度と色）は撮影時に被写体Ｈをレンズ群１０３側から見たものとなるが、立体再生像Ｓの奥行き（凹凸）は撮影時には表示時の観察者位置に相当する方向から見たものとなる。このため、観察される立体再生像Ｓは被写体Ｈの正しい立体像とはならず、奥行きが反転した像（逆奥行き像）となる。
【０００７】
従来、この逆奥行き像を生じないようにするために、図２３で表示される立体再生像Ｓを再度撮像し、この再度撮像した立体再生像（再撮像立体再生像）を図２３のようにして、表示する必要がある。なお、再撮像立体再生像は、電子的な処理によって得ることができる。この電子的な処理とは、各凸レンズ１０３１、１０３２、１０３３、・・・、１０３ｎの光軸位置を中心に点対称になるように、要素画像を変換することである。なお、この変換の詳細については、非特許文献１によって開示されている。
【０００８】
ＩＰ装置１０１のレンズ群１０３と写真フィルム１０５との位置を入れ替えると共に、これら再撮像または電子的な処理を施して、逆奥行き像を回避するようにして得られた要素画像群を用いて表示を行うと、図２４に示したように、ｃ側、すなわち、被写体Ｈを撮像した際の撮像側から観察した場合と同様に、正しい奥行きを持つ立体再生像が得られる。
【０００９】
また、凸レンズ１０３１、１０３２、１０３３、・・・、１０３ｎの代わりに、特許文献１で開示されているファイバー光学系を用いれば、再撮像および電子的な処理も不要とすることができる。
【００１０】
なお、ＩＰ方式において、要素画像群を、電子的な手段によって表示する場合、要素画像を多数表示する必要があるため、高精細映像を表示可能なＬＣＤ（液晶ディスプレイ：Liquid Crystal Display）等を用いて、このＬＣＤの表示面側にレンズ板を置く方式が採用されている。
【００１１】
また、ＩＰ方式において、要素画像群を表示するのに、当該要素画像群を直接表示する直視型のＦＰＤを用いるのではなく、当該要素画像群を、映像投射手段を用いてスクリーンに投射し、投射側の反対側にレンズ板を置いて、このレンズ板とスクリーンとが対向している側の反対側（観察側）から観察することにより、投射した要素画像群（投射型の映像）を複数つなぎあわせて解像度（総画素数）の向上を図った例も報告されている（例えば、非特許文献２参照）。
【００１２】
一般に、ＩＰ方式では、要素画像群の中で、ある要素画像に着目した場合、レンズ板を構成するレンズ群の中に対応する１つのレンズ（凸レンズ）が存在する。そして、立体再生像（立体映像）を観察者が観察する際には、当該観察者は、各々のレンズを通して、対応する各々の要素画像の一部を観察する。
【００１３】
このため、ＩＰ方式では、要素画像の大きさ、レンズの焦点距離により、立体再生像の観察可能な範囲（視域）が決定される。ちなみに、要素画像は、レンズからおおよそ焦点距離隔てた位置に表示される。ここで、レンズ板の各レンズの位置と要素画像との関係について、図２５を参照して説明する。例えば、レンズ板の各レンズの位置と要素画像との関係は、各レンズの光軸と対応する要素画像の中心とが一致するように、且つ、レンズ相互の間隔と要素画像相互の間隔とを同一にするように配置される。
【００１４】
この図２５に示した例ではこの方法とは異なり、ある特定の観察距離Ｖにおいて、観察者が立体再生像を観察可能な領域の幅Ｗが最大になるように、レンズ板の各レンズ間隔に対し、要素画像の間隔を若干大きくするように各要素画像の配置が決定されている（例えば、非特許文献３参照）。
【００１５】
また、図２６に示したように、立体再生像を観察可能な領域の幅Ｗ以外に、観察者は、ある要素画像に対し、対応するレンズと隣接したレンズとによって再生される立体再生像を、隣接視域において観察することができる。なお、逆方向（図２６において、下側（観察者から見て左側））に隣接するレンズとした場合には、一方方向（図２６において、上側（観察者から見て右側）だけではなく逆方向にも、また、レンズが二次元的に配置される場合には、左右方向だけではなく、上下方向に隣接したレンズを通して立体再生像を観察することができる。
【００１６】
さらに、ＩＰ方式では、１つ隣のレンズではなく、２個、３個、・・・、Ｎ個隔てた位置にあるレンズを通しても、立体再生像を観察することができ、別の視域を形成する可能性が生じる。このように、ＩＰ方式では、予め設計（想定）した視域（正しい視域）の他に、当該視域の周辺に多数の視域が生じる。
【００１７】
そして、従来のＩＰ方式では、予め設計した視域以外に、当該視域の周辺に新たな視域が生じることで、複数の人数で同時に立体再生像を観察することができるというメリットが生じる反面、予め設計した視域以外の周辺の視域では幾何学的な歪みを伴う場合がある。また、２つの視域の境界を跨ぐような位置で、立体再生像を観察した場合、当該立体再生像の奥行きが反転してしまう、いわゆる、逆視が生じてしまうことがあり、正しい立体再生像を再現する観点からすると、正しい視域でのみ観察できることが好ましい。
【００１８】
ところで、従来のＩＰ方式において、立体再生像を表示するのに、投写型のディスプレイを使用することができれば、当該投写型のディスプレイは高性能化に伴って高画質が実現されているので、画面サイズを大きくする、すなわち、表示する立体再生像を大きくしても、高画質を維持することができる。また、投写型のディスプレイを設置する場所に応じて、画面サイズを大きくまたは小さく調整して使用することができる自由度がある。
【００１９】
ちなみに、投写型のディスプレイによって通常の映像を表示する場合、当該映像を表示する投写の仕方には、映像を表示する表示画面となるスクリーンの前面から投射する前面投写型とスクリーンの背面から投射する背面投写型との２種類がある。ＩＰ方式では、立体再生像を表示する表示画面に近接するようにレンズ板を配置する必要があるため、使用する投写型のディスプレイは背面投写型に限定される。
【特許文献１】特開平１０−１５０６７５号公報
【非特許文献１】山田光穂  「インテグラル立体テレビ」、月刊ディスプレイ、ｖｏｌ．７、Ｎｏ．６、ｐ．２９−３４、２００１年６月
【非特許文献２】電子情報通信学会論文誌  Ｄ−ＩＩ  Ｖｏｌ．Ｊ８７−Ｄ−ＩＩ，Ｎｏ．１２，ｐｐ．２１９８−２２０８
【非特許文献３】Ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｉｎｔｅｇｒａｌ  ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙ，Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａｍ．Ａ  Ｖｏｌ．１５，Ｎｏ．８（１９９８）  ｐｐ．２０６４  Ｆｉｇ１０および式（２９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、この背面投写型のディスプレイでは、映像を表示する表示画面となるスクリーンを、プラズマディスプレイや液晶ディスプレイ等の直視型の表示画面と同様に扱えるため、使い勝手がよいが、以下に述べる問題がある。
【００２１】
背面投写型のディスプレイにおいて、映像を表示する表示画面となるスクリーンは一般に透過型であり、等方性の拡散層を有していることから、解像度の低下が避けられないといった問題がある。また、スクリーンを挟んで観察位置と反対側に映像投射手段が設置されているので、当該映像投射手段の設置スペースを確保しなければならず、当該背面投写型のディスプレイを設置する設置場所が限定されてしまうといった問題がある。
【００２２】
そこで、本発明では、前記した問題を解決し、立体再生像の解像度特性の劣化を防止することができ、設置場所が限定されることのない立体映像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
前記課題を解決するため、請求項１または２に記載の立体映像表示装置は、インテグラルフォトグラフィ方式により立体映像を構成するための複数の要素画像からなる要素画像群を投射する映像投射手段から、所定位置に配置した平面鏡を介して反射して、前記立体映像を観察する観察位置までの光路を有する立体映像表示装置であって、第一レンズ群と、レンズと、を備える構成とした。なお、請求項１では、レンズを投射する光路の所定位置に配置し、請求項２では、第一レンズ群に対面する位置に配置した。
【００２４】
かかる構成によれば、立体映像表示装置は、映像投射手段によって、立体映像を構成する要素画像群を投射する。そして、立体映像表示装置は、この投射した光路上において、要素画像群を成す光線群が入射して、平面鏡に出射する位置であると共に、平面鏡から反射した光線群を観察位置に向かって出射する位置に、要素画像に対応した視野レンズおよび要素レンズとして作用するレンズ系を一平面上に複数配列した第一レンズ群を配置している。また、立体映像表示装置は、当該光路上の所定位置に、要素画像群を成す光線群を、当該光線群の主光線が互いに平行な光線群とするレンズを配置している。なお、このレンズを配置する光路上の所定位置は、映像投射手段から投射された要素画像群を成す光線群が入射する位置でもよいし、第一レンズ群から出射した光線群が入射する位置でもよい。さらに、このレンズの形態は、両凸レンズでもよいし、平面鏡に密着するようにした平凸レンズでもよい。
【００２５】
請求項３に記載の立体映像表示装置は、インテグラルフォトグラフィ方式により立体映像を構成するための複数の要素画像からなる要素画像群を投射する映像投射手段から、所定位置に配置した凹面鏡を介して反射して、前記立体映像を観察する観察位置までの光路を有する立体映像表示装置であって、第一レンズ群を備える構成とした。
【００２６】
かかる構成によれば、立体映像表示装置は、映像投射手段によって、立体映像を構成する要素画像群を投射する。そして、立体映像表示装置は、この投射した光路上において、要素画像群を成す光線群が入射して、凹面鏡に出射する位置であると共に、凹面鏡から反射した光線群を観察位置に向かって出射する位置に、要素画像に対応した視野レンズおよび要素レンズとして作用するレンズ系を一平面上に複数配列した第一レンズ群を配置している。
【００２７】
請求項４または５に記載の立体映像表示装置は、インテグラルフォトグラフィ方式により立体映像を構成するための複数の要素画像からなる要素画像群を投射する映像投射手段から、所定位置に配置したハーフミラーおよび平面鏡を介し、前記ハーフミラーで光路の向きを変えて前記平面鏡で反射し、再び前記ハーフミラーを透過して観察される前記立体映像の観察位置までの光路を有する立体映像表示装置であって、第一レンズ群と、レンズと、を備える構成とした。なお、請求項４では、レンズを映像投射手段とハーフミラーの間となる光路の所定位置に配置し、請求項５では、第一レンズ群に対面する位置に配置した。
【００２８】
かかる構成によれば、立体映像表示装置は、映像投射手段によって、立体映像を構成する要素画像群を投射する。そして、立体映像表示装置は、この投射した光路上において、要素画像群を成す光線群が入射して、平面鏡に出射する位置であると共に、平面鏡から反射した光線群を観察位置に向かって出射する位置に、要素画像に対応した視野レンズおよび要素レンズとして作用するレンズ系を一平面上に複数配列した第一レンズ群を配置している。また、立体映像表示装置は、当該光路上の所定位置に、要素画像群を成す光線群を、当該光線群の主光線が互いに平行な光線群とするレンズを配置している。なお、このレンズを配置する光路上の所定位置は、映像投射手段から投射された要素画像群を成す光線群が入射する位置でもよいし、第一レンズ群から出射した光線群が入射する位置でもよい。さらに、このレンズの形態は、両凸レンズでもよいし、平面鏡に密着するようにした平凸レンズでもよい。この立体映像表示装置では、ハーフミラーを備えたことで、映像投射手段を第一レンズ群の背後（立体映像を観察者が観察する観察位置の反対側）に設置せずに、観察位置から見た場合、右側または左側に設置することができ、当該装置を設置する際の奥行きの設置スペースを節約できる。
【００２９】
請求項４に記載の立体映像表示装置は、インテグラルフォトグラフィ方式により立体映像を構成するための複数の要素画像からなる要素画像群を投射する映像投射手段から、所定位置に配置したハーフミラーおよび凹面鏡を介し、前記ハーフミラーで光路の向きを変えて前記凹面鏡で反射し、再び前記ハーフミラーを透過して観察される前記立体映像の観察位置までの光路を有する立体映像表示装置であって、第一レンズ群を備える構成とした。
【００３０】
かかる構成によれば、立体映像表示装置は、映像投射手段によって、立体映像を構成する要素画像群を投射する。そして、立体映像表示装置は、この投射した光路上において、要素画像群を成す光線群が入射して、凹面鏡に出射する位置であると共に、凹面鏡から反射した光線群を観察位置に向かって出射する位置に、要素画像に対応した視野レンズおよび要素レンズとして作用するレンズ系を一平面上に複数配列した第一レンズ群を配置している。
【発明の効果】
【００３１】
請求項１、２、４、５に記載の発明によれば、要素画像群を投射する際に、観察者が立体映像を観察する側から行っており、背面から投射していないので、立体再生像の解像度特性の劣化を防止することができ、しかも、観察者が観察する側に映像投射手段が配置されることになるので、例えば、前面投射型のディスプレイのように映像投射手段を天井等に設置すれば、装置を設置する際に当該装置の奥行きを確保する必要がなく、設置場所が限定されることがない。
【００３２】
請求項３、６に記載の発明によれば、光線群を反射させるのに、平面鏡の代わりに凹面鏡を用いることで、レンズを省略することができ、さらに、装置を設置する際に当該装置の奥行きを確保する必要がなく、設置場所が限定されることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
次に、本発明の実施形態について、適宜、図面を参照しながら詳細に説明する。
これより、立体映像表示装置について、６つの実施形態（第一実施形態〜第六実施形態）について説明する。各実施形態の構成を説明し、続いて動作を説明する。
【００３４】
（立体映像表示装置［第一実施形態］の構成）
図１は、立体映像表示装置（第一実施形態）の概略図である。この図１に示すように、立体映像表示装置１は、ＩＰ原理に基づいて、入力された（または生成された）要素画像群により立体映像を表示するものであって、映像投射手段３と、凸レンズ（レンズ）５と、ハーフミラー７と、第一レンズ群９と、平面鏡１１とを備えている。
【００３５】
そして、この立体映像表示装置１は、立体映像を構成するための複数の要素画像からなる要素画像群を投射する映像投射手段３から、所定位置に配置したハーフミラー７および平面鏡１１を介し、ハーフミラー７で光路の向きを変えて平面鏡１１で反射し、再びハーフミラー７を透過して観察される立体映像の観察位置までの光路を有している。
【００３６】
映像投射手段３は、入力された要素画像群により構成される２次元映像を投射するものである。なお、要素画像群は、表示される立体映像が逆奥行き像になることを回避するために、処理が施されたもの、或いは、逆奥行き像を回避するような撮像方法に従って取得されたものである。
【００３７】
凸レンズ５は、映像投射手段３で投射された要素画像群を成す光線群を、主光線が互いに平行な光線群（以下、平行光線群とする）にするものである。この凸レンズ５は、大口径、映像投射手段３の近傍に配置された際に映像投射手段３の画角をカバーできる大きさを備えている。なお、この凸レンズ５で平行光線群にする光線群において、主光線とは、映像投射手段３の投射レンズ（図示せず）の絞りの中心を通過する光の束である。
【００３８】
ハーフミラー７は、凸レンズ５から出射された平行光線群を、第一レンズ群９が構成する平面に垂直に入射するように方向を変換すると共に、当該平行光線群が反射された反射光を透過するものである。
【００３９】
第一レンズ群９は、平行光線群（要素画像群）に含まれる１つ１つの要素画像に対応するように複数の微小な視野レンズが一平面上に配列されたもので、ハーフミラー７で方向が変換された平行光線群およびこの平行光線群が反射された反射光を透過するものである。なお、ハーフミラー７で方向が変換され、この第一レンズ群９に入射する平行光線群は、映像投射手段３の投射レンズ（図示せず）の作用により、当該第一レンズ群９が構成する平面上に要素画像が結像するように予め調整されている。また、この平行光線群の主光線のうち、当該第一レンズ群９を構成する各視野レンズの中央に入射する成分は、レンズの中央を透過した後も互いに平行であり、透過した後に平面鏡１１で反射した反射光も当該第一レンズ群９が構成する平面に対して、垂直に入射することになる。
【００４０】
平面鏡１１は、第一レンズ群９を通過した平行光線群（要素画像群）を反射させ、この反射させた反射光を、再び第一レンズ９に入射するものである。なお、この平面鏡１１で反射された反射光は、互いに平行な光線であり、第一レンズ群９が構成する平面に垂直に入射し、当該第一レンズ群９およびハーフミラー７を透過し、観察者Ｏが立体映像を観察する方向に進む。
【００４１】
これまで、この立体映像表示装置１において、映像投射手段３で投射された要素画像群の中で、凸レンズ５、ハーフミラー７を介して、第一レンズ９の各視野レンズの中心を透過する光線（主光線）について説明してきたが、ここで、図２を参照して、第一レンズ９の各視野レンズを透過する主光線以外の周辺の光線を含めて一連の作用（光線群の進行方向等）を詳細に説明する。
【００４２】
図２（ａ）は、映像投射手段で投射された要素画像群を成す光線群が凸レンズ、第一レンズ群を介して、平面鏡に至るまでを示した図である。なお、この図２（ａ）では、ハーフミラー７を省略して、要素画像群を成す光線群が直進するように図示している。この図２（ａ）に示すように、映像投射手段３の射出瞳の位置は、凸レンズ５の焦点距離ｆ０になるように設計されている。この射出瞳の中心から投射される要素画像群を成す光線群の中で、主光線群（主光線の束）が互いに平行な平行光線群になる。
【００４３】
図２（ｂ）および図２（ｃ）は、第一レンズ群および平面鏡付近における光線群を示した図である。図２（ｂ）に示すように、第一レンズ群９および平面鏡１１は、当該第一レンズ群９を構成する視野レンズ９ａの焦点距離ｆの１／２（ｆ／２）隔てて配置されている。そして、図２（ｂ）および図２（ｃ）に示すように、平面鏡１１では、平行光線群を反射する際に、あたかも、当該平面鏡１１を挟んで第一レンズ群９と左右対称となるレンズ群が存在して、このレンズ群を透過するような光線群を、反射光として出射している。なお、図２（ｂ）では、第一レンズ群９と左右対称となるレンズ群を点線で図示している。
【００４４】
そして、第一レンズ群９の各視野レンズ９ａの位置に結像した要素画像は、点線で示したレンズ群の各レンズに集光し、当該要素画像群内の位置に応じた角度をもって、平面鏡１１から出射されている。すなわち、第一レンズ群９と左右対称となるレンズ群はＩＰ方式における要素レンズとして作用することになる。図２（ｃ）では、この作用を平面鏡１１の反射光として図示したものであり、要素画像群を投射した投射側から見て同じ側に視域が形成されることになる。
【００４５】
また、図２（ｄ）は、立体映像表示装置による視域形成の様子を示した図である。この図２（ｄ）に示すように、第一レンズ群９を構成する各視野レンズ９ａから出射される要素画像群によって構成される角度範囲に視域が形成される。
【００４６】
このように、図１に示した立体映像表示装置１によれば、前面（要素画像群の投射側であり、且つ、立体映像の観察側）から要素画像群を投射することで、立体映像（ＩＰ立体映像）を観察することができ、且つ、従来の装置のように、拡散板を用いた場合に発生するような解像度が劣化することのない立体映像が得られる。
【００４７】
なお、この立体映像表示装置１では、縦横を含めた全方向に視差を再現することが可能なように、第一レンズ群９を構成する視野レンズを２次元状に配置した構成を想定している。しかし、立体映像を利用する利用分野によっては、水平方向のみ視差を実現すればよい場合がある。この場合、各要素画像を垂直方向に短冊状に配置し、第一レンズ群９の各視野レンズを、水平方向のみに屈折作用のあるレンチキュラーレンズを用いるものとする。この場合さらに、垂直方向のみの拡散特性を有する拡散シートまたはピッチが十分に細かい水平方向の配列を持ったレンチキュラーレンズシートを用いる。
【００４８】
（立体映像表示装置［第一実施形態］の動作）
次に、図３に示すフローチャートを参照して、立体映像表示装置１の動作を説明する（適宜、図１参照）。
まず、立体映像表示装置１は、映像投射手段３によって、入力された要素画像群を、凸レンズ５に投射する（ステップＳ１）。続いて、立体映像表示装置１は、凸レンズ５によって、要素画像群を成す光線群を、平行光線群とし、ハーフミラー７によって、当該平行光線群の進行方向を変換する（ステップＳ２）。
【００４９】
そして、立体映像表示装置１は、第一レンズ群９によって、平行光線群を透過させ、平面鏡１１によって、当該平行光線群を反射して（ステップＳ３）、この反射した反射光を第一レンズ群９およびハーフミラー７を透過させることで、立体映像を表示する（ステップＳ４）。
【００５０】
（立体映像表示装置［第二実施形態］の構成）
次に、図４を参照して、立体映像表示装置（第二実施形態）の構成を説明する。図４は、立体映像表示装置（第二実施形態）の概略図である。この図４に示すように、立体映像表示装置１Ａは、ＩＰ原理に基づいて、入力された（または生成された）要素画像群により立体映像を表示するものであって、映像投射手段３と、ハーフミラー７と、第一レンズ群９と、平面鏡１１と、凸レンズ１３とを備えている。図１に示した立体映像表示装置１と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
凸レンズ１３は、図１に示した凸レンズ５を、第一レンズ群９に近接した位置に配置したものである。この凸レンズ１３は、映像投射手段３から投射された要素画像群を成す光線群の主光線を、第一レンズ群９が構成する平面上に垂直に入射するようにするものである。
【００５２】
この凸レンズ１３により第一レンズ群９に入射した光線群は、当該第一レンズ群９を経由して、平面鏡１１で全反射され、全反射された反射光は、再び第一レンズ群９に入射する。この場合に、光線群が平面鏡１１で反射した反射光は凸レンズ１３により再び集束作用を受けるので、観察者が立体映像を観察する観察位置に、効果的に視域が集束することになる。なお、この凸レンズ１３によって、集束作用を受けた反射光を集束反射光という。
【００５３】
これら、立体映像表示装置１Ａの一連の作用（光線群の進行方向等）について、図５を参照して説明する（適宜、図４参照）。
図５（ａ）は、映像投射手段で投射された要素画像群を成す光線群が凸レンズ、第一レンズ群を介して、平面鏡に至るまでを示した図である。なお、この図５（ａ）では、ハーフミラー７を省略して、要素画像群を成す光線群が直進するように図示している。この図５（ａ）に示すように、映像投射手段３の射出瞳の位置は、凸レンズ５の焦点距離ｆ０になるように設計されている。この射出瞳の中心から投射される要素画像群を成す光線群の中で、主光線群（主光線の束）が互いに平行な平行光線群になる。
【００５４】
この図５（ａ）において、第一レンズ群９と平面鏡１１とは、当該第一レンズ群９を構成する視野レンズ９ａの焦点距離ｆの１／２（ｆ／２）離れて配置されている。
【００５５】
なお、この立体映像表示装置１Ａにおいて、映像投射手段３によって投射される要素画像群は、映像投射手段３の投射レンズ３ａの作用により、第一レンズ群９が構成する平面上に結像するように調整されている。さらに、第一レンズ群９が構成する平面上に結像する像のサイズは、各要素画像が当該第一レンズ群９を構成する各視野レンズのサイズに予め調整されている。
【００５６】
図５（ｂ）は、凸レンズ、第一レンズ群および平面鏡付近における光線群について、平面鏡の反射作用を示した図である。この図５（ｂ）に示すように、平面鏡１１の反射作用によって当該平面鏡１１で反射した光線群は、再び第一レンズ群９および凸レンズ１３の作用を受ける。すなわち、平面鏡１１では、平行光線群を反射する際に、あたかも、当該平面鏡１１を挟んで第一レンズ群９および凸レンズ１３と左右対称となるレンズ群およびレンズが存在して、このレンズ群およびレンズを透過するような光線群を、反射光として出射している。すなわち、第一レンズ群９および凸レンズ１３と左右対称となるレンズ群およびレンズは、ＩＰの原理における要素レンズおよび出射側に配置される集光レンズとして作用する。
【００５７】
そして、第一レンズ群９の各視野レンズ９ａの位置に結像した要素画像は、点線で示したレンズ群の各レンズに集光し、当該要素画像群内の位置に応じた角度をもって、平面鏡１１から出射されている。
【００５８】
この図５（ｂ）において、平面鏡１１の左側に図示した部分は、光線群が当該平面鏡１１にて反射した後の様子を示したものである（実際には平面鏡１１で反射してしまうので、この図５（ｂ）はあくまでも原理の説明上示したものである）。この部分は、第一レンズ群９および凸レンズ１３と左右対称となるレンズ群およびレンズを透過した後の光線群を示している。このうち、上方に示した光線群は要素画像内の１つの画素がどのような経路をとるかを、下方に示した光線群は１つの要素画像全体がどのような経路をとるかを示している。この光線群は、凸レンズ１３と左右対称となるレンズの作用を受け、焦点距離ｆ０離れた位置に集束し、この集束した位置付近に視域を形成する。この集束した位置付近に形成される視域を、図５（ｃ）に示す。なお、図５（ｃ）は、平面鏡で光線群が反射した際の視域について示した図である。
【００５９】
この図５（ｃ）に示すように、平面鏡１１で反射した反射光は、第一レンズ群９を構成する視野レンズ９ａにおいてそれぞれ要素画像に対して要素レンズとして作用し、凸レンズ１３によって、一定幅の視域を構成する。
【００６０】
この立体映像表示装置１Ａによれば、前面（要素画像群の投射側であり、且つ、立体映像の観察側）から要素画像群を投射することで、立体映像（ＩＰ立体映像）を観察することができ、且つ、従来の装置のように、拡散板を用いた場合に発生するような解像度が劣化することのない立体映像が得られる。
【００６１】
なお、この立体映像表示装置１Ａでは、縦横を含めた全方向に視差を再現することが可能なように、第一レンズ群９を構成する視野レンズを２次元状に配置した構成を想定している。しかし、立体映像を利用する利用分野によっては、水平方向のみ視差を実現すればよい場合がある。この場合、第一レンズ群９を垂直方向に短冊状に配置し、第一レンズ群９の各視野レンズを、水平方向のみに屈折作用のあるレンチキュラーレンズを用いるものとする。この場合さらに、垂直方向のみの拡散特性を有する拡散シートまたはピッチが十分に細かい水平方向の配列を持ったレンチキュラーレンズシートを用いる。
【００６２】
（立体映像表示装置［第二実施形態］の動作）
次に、図６に示すフローチャートを参照して、立体映像表示装置１Ａの動作を説明する（適宜、図４参照）。
まず、立体映像表示装置１Ａは、映像投射手段３によって、入力された要素画像群を、ハーフミラー７に投射する（ステップＳ１１）。続いて、立体映像表示装置１Ａは、ハーフミラー７によって、当該光線群の進行方向を変換する（ステップＳ１２）。
【００６３】
そして、立体映像表示装置１Ａは、凸レンズ１３および第一レンズ群９によって、光線群を透過させ、平面鏡１１によって、当該光線群を反射して（ステップＳ１３）、この反射した反射光を第一レンズ群９、凸レンズ１３およびハーフミラー７を透過させることで、立体映像を表示する（ステップＳ１４）。なお、この立体映像表示装置１Ａでは、反射光が凸レンズ１３を透過する際に集束し、集束反射光となって、観察側に出射されることになる。
【００６４】
（立体映像表示装置［第三実施形態］の構成）
次に、図７を参照して、立体映像表示装置（第三実施形態）の構成を説明する。図７は、立体映像表示装置（第三実施形態）の概略図である。この図７に示すように、立体映像表示装置１Ｂは、ＩＰ原理に基づいて、入力された（または生成された）要素画像群により立体映像を表示するものであって、映像投射手段３と、ハーフミラー７と、第一レンズ群９と、凸レンズ１５と、平面鏡１１とを備えている。図１に示した立体映像表示装置１と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００６５】
凸レンズ１５は、図１に示した凸レンズ５を、平面鏡１１に密接して設けられたものである。この凸レンズ１５は、映像投射手段３から投射された要素画像群を成す光線群の主光線を、第一レンズ群９を経由した後に、平面鏡１１が構成する平面上に垂直に入射するようにするものである。
【００６６】
なお、この凸レンズ１５を透過した光線群は、平面鏡１１で反射後、再び凸レンズ１５を通り、ここで、光線群の主光線は、集束作用を受けた後、第一レンズ群９を再度経由して、観察者が位置する観察位置に効果的に集束する。ここで、図８を参照して、これら一連の作用（光線群の進行方向等）を詳細に説明する。
【００６７】
図８はハーフミラーの作用を含めて（反射作用を考慮せず）、立体映像表示装置の作用を説明した図である。なお、図８では、当該ハーフミラー７の図示を省略している。この図８に示すように、立体映像表示装置１Ｂにおいて、映像投射手段３の射出瞳の位置は、大口径の凸レンズ１５の焦点距離になるように配置されている。
【００６８】
そして、この映像投射手段３で投射する要素画像群は、当該映像投射手段３の投射レンズ３ａの作用により、第一レンズ群９の位置に結像するように調整されている。なお、結像する要素画像の像サイズは、当該第一レンズ群９を構成する各視野レンズ９ａに対応するように調整されている。
【００６９】
これによって、映像投射手段３で投射される光線群の複数の主光線（主光線群）は、凸レンズ１５を経由した後、互いに平行になり、この状態で平面鏡１１において反射作用を受ける。そして、平面鏡１１で反射された主光線群は、観察者が位置する観察位置に向けて、第一レンズ群９と等価であり、左右対称となる仮想的なレンズからの焦点距離において視域を形成し、当該仮想的なレンズの作用により集束する。
【００７０】
ここで、立体映像表示装置１Ｂにおいて、凸レンズ１５の作用を実現する手段について、図９を参照して説明する（適宜、図７参照）。図９では、ハーフミラー７（図７）の反射作用および透過作用を含めた形式で且つ当該ハーフミラー７の図示を省略している。
【００７１】
凸レンズ１５は、図９（ａ）に示したように、両凸レンズの他、図９（ｂ）に示したように、平凸レンズとして構成し、平面側を鏡面加工することにより、平面鏡１１（図７）と凸レンズ１５の作用を同時に有すことができる。
【００７２】
また、図９（ｃ）に示したように、凸レンズ１５を用いずに、平面鏡１１（図７）の代わりに、焦点距離が凸レンズ１５の焦点距離の１／２である凹面鏡１５ａによって構成することができる。さらに、図示をしていないが、凹面鏡１５ａには、反射面が平面上にそろって形成されるフレネルミラーを用いることもできる。
【００７３】
この立体映像表示装置１Ｂによれば、前面（要素画像群の投射側であり、且つ、立体映像の観察側）から要素画像群を投射することで、立体映像（ＩＰ立体映像）を観察することができ、且つ、従来の装置のように、拡散板を用いた場合に発生するような解像度が劣化することのない立体映像が得られる。
【００７４】
なお、この立体映像表示装置１Ｂでは、縦横を含めた全方向に視差を再現することが可能なように、第一レンズ群９を構成する視野レンズを２次元状に配置した構成を想定している。しかし、立体映像を利用する利用分野によっては、水平方向のみ視差を実現すればよい場合がある。この場合、各要素画像を垂直方向に短冊状に配置し、第一レンズ群９の各視野レンズを、水平方向のみに屈折作用のあるレンチキュラーレンズを用いるものとする。この場合さらに、垂直方向のみの拡散特性を有する拡散シートまたはピッチが十分に細かい水平方向の配列を持ったレンチキュラーレンズシートを用いる。
【００７５】
（立体映像表示装置［第三実施形態］の動作）
次に、図１０に示すフローチャートを参照して、立体映像表示装置１Ｂの動作を説明する（適宜、図７参照）。
まず、立体映像表示装置１Ｂは、映像投射手段３によって、入力された要素画像群を、ハーフミラー７に投射する（ステップＳ２１）。続いて、立体映像表示装置１Ｂは、ハーフミラー７によって、当該光線群の進行方向を変換する（ステップＳ２２）。
【００７６】
そして、立体映像表示装置１Ｂは、第一レンズ群９および凸レンズ１５によって、光線群を透過させ、平面鏡１１によって、当該光線群を反射して（ステップＳ２３）、この反射した反射光を凸レンズ１５、第一レンズ群９およびハーフミラー７を透過させることで、立体映像を表示する（ステップＳ２４）。なお、この立体映像表示装置１Ｂでは、反射光が凸レンズ１５を透過する際に集束し、集束反射光となって、観察側に出射されることになる。
【００７７】
（立体映像表示装置［第四実施形態］の構成）
次に、図１１を参照して、立体映像表示装置（第四実施形態）の構成を説明する。図１１は、立体映像表示装置（第四実施形態）の概略図である。この図１１に示すように、立体映像表示装置１Ｃは、ＩＰ原理に基づいて、入力された（または生成された）要素画像群により立体映像を表示するものであって、映像投射手段３と、凸レンズ５と、第一レンズ群９と、平面鏡１１とを備えている。図１に示した立体映像表示装置１と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００７８】
そして、この立体映像表示装置１Ｃは、立体映像を構成するための複数の要素画像からなる要素画像群を投射する映像投射手段３から、所定位置に配置した平面鏡１１を介して反射して、立体映像を観察する観察位置までの光路を有している。
【００７９】
この立体映像表示装置１Ｃでは、前面投写型の構成、映像投射手段３から要素画像群を投射する方向を、立体映像を観察する方向と同じ方向に保ったままで、図１に示した立体映像表示装置１の構成から、ハーフミラー７を省略するようにしたものである。
なお、この立体映像表示装置１Ｃでは、映像投射手段３によって、要素画像群により構成される２次元映像を投射すると、当該２次元映像を構成する光線群が、大口径の凸レンズ５によって、当該光線群の主光線群が互いに平行なものになる。
【００８０】
また、この映像投射手段３では、投射レンズ３ａと２次元映像を表示するマイクロディスプレイデバイスとの配置関係が、いわゆるレンズシフトされた関係となっており、映像投射の画角が下方向（図１１中）に偏った投射作用を有するように構成されている。そして、映像投射手段３によって投射される２次元映像の有効画角の中央を示す直線（一点鎖線）をこの場合の光軸とすると、この光軸は映像投射手段３の絞りの中心と、凸レンズ５の中心とを通り、第一レンズ群９および平面鏡１１が構成する平面の中心に達するものとしている。
【００８１】
そして、この場合の光軸と、第一レンズ群９および平面鏡１１が構成する平面とがなす角度θは、後記する一定の条件を満たしている。この条件の下で、平面鏡１１で反射された光線群は、図１１に示したように、画面の斜め上方（図１１中）から２次元映像を投射した場合には、斜め下方（図１１中）に、立体映像が観察可能な視域を形成することとなる。
【００８２】
ここで、図１２を参照して、第一レンズ群９および平面鏡１１の作用を詳細に説明する（適宜、図１１参照）。
ここでは、映像投射手段３から凸レンズ５を経由して、第一レンズ群９に達した光線群のうち、第一レンズ群９を構成する視野レンズ９ａの中心を通る主光線に着目して、第一レンズ群９および平面鏡１１の作用を詳細に説明する。
【００８３】
図１２（ａ）は、主光線が平面鏡で反射される直前を、図１２（ｂ）は、当該主光線が平面鏡で反射された直後を示した図である。この図１２に示したように、第一レンズ群９と平面鏡１１とは、第一レンズ群９を構成する視野レンズ９ａの焦点距離ｆの１／２（ｆ／２）だけ隔てて配置されている。
【００８４】
第一レンズ群９を構成する視野レンズ９ａの中心を通る主光線が、当該第一レンズ群９を通過し、平面鏡１１で反射して再び第一レンズ群９に達したとき、当該主光線は、当初通過した視野レンズではなく、隣接する視野レンズを通過する。これを満たす各θの条件は、θ＝ｔａｎ−１（ｐ／ｆ）      ・・・数式（１）
である。
【００８５】
この数式（１）において、ｆは第一レンズ群９を構成する視野レンズの焦点距離であり、ｐは反射前の当該主光線が通過した視野レンズと反射後に当該主光線が通過した視野レンズの間隔を示している。
【００８６】
この数式（１）を満たすように、立体映像表示装置１Ｃを構成することで、映像投射手段３が配置されているのと同じ側に、図１３に示すように、立体映像を観察可能な視域を形成することができる。
この立体映像表示装置１Ｃによれば、前面（要素画像群の投射側であり、且つ、立体映像の観察側）から要素画像群を投射することで、立体映像（ＩＰ立体映像）を観察することができ、且つ、従来の装置のように、拡散板を用いた場合に発生するような解像度が劣化することのない立体映像が得られる。
【００８７】
なお、この立体映像表示装置１Ｃでは、縦横を含めた全方向に視差を再現することが可能なように、第一レンズ群９を構成する視野レンズを２次元状に配置した構成を想定している。しかし、立体映像を利用する利用分野によっては、水平方向のみ視差を実現すればよい場合がある。この場合、各要素画像を垂直方向に短冊状に配置し、第一レンズ群９の各視野レンズを、水平方向のみに屈折作用のあるレンチキュラーレンズを用いるものとする。この場合さらに、垂直方向のみの拡散特性を有する拡散シートまたはピッチが十分に細かい水平方向の配列を持ったレンチキュラーレンズシートを用いる。
【００８８】
（立体映像表示装置［第四実施形態］の動作）
次に、図１４に示すフローチャートを参照して、立体映像表示装置１Ｃの動作を説明する（適宜、図１１参照）。
まず、立体映像表示装置１Ｃは、映像投射手段３によって、入力された要素画像群を、凸レンズ５に投射する（ステップＳ３１）。続いて、立体映像表示装置１Ｃは、凸レンズ５および第一レンズ群９によって、光線群を透過させ、平面鏡１１によって、当該光線群を反射して（ステップＳ３２）、この反射した反射光を、第一レンズ群９を透過させることで、立体映像を表示する（ステップＳ３３）。
【００８９】
（立体映像表示装置［第五実施形態］の構成）
次に、図１５を参照して、立体映像表示装置（第五実施形態）の構成を説明する。図１５は、立体映像表示装置（第五実施形態）の概略図である。この図１５に示すように、立体映像表示装置１Ｄは、ＩＰ原理に基づいて、入力された（または生成された）要素画像群により立体映像を表示するものであって、映像投射手段３と、凸レンズ５と、第一レンズ群９と、平面鏡１１とを備えている。図１に示した立体映像表示装置１と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００９０】
この立体映像表示装置１Ｄでは、凸レンズ５を第一レンズ群９の直前に配置したものであり、第四実施形態と同様に、平面鏡１１から見て斜めから要素画像群を構成する２次元映像を映像投射手段３が投射することで、ハーフミラーを使用することなく、立体映像を観察可能な視域を形成したものである。なお、この立体映像表示装置１Ｄでは、角度θの条件も第四実施形態と同様に設定されている。
【００９１】
ここで、立体映像表示装置１Ｄによる視域の形成の様子を図１６に示す。この図１６に示すように、反射の作用により、凸レンズ５は２つ存在するのと同等であり、その間隔は実際には十分に小さくなるようにレンズ群９に近接して配置されている。このため、装置全体の光軸（１点鎖線で示す）は反射の前後でいずれも凸レンズ５の中心を通ると考えられる。また、この図１６に示すように、映像投射手段３が配置されているのと同じ側で且つ平面鏡１１から見て当該映像投射手段３が配置されている逆の方向（図１６中、下方向）に、立体映像を観察可能な視域を形成することができる。
【００９２】
（立体映像表示装置［第五実施形態］の動作）
次に、図１７に示すフローチャートを参照して、立体映像表示装置１Ｄの動作を説明する（適宜、図１５参照）。
まず、立体映像表示装置１Ｄは、映像投射手段３によって、入力された要素画像群を、凸レンズ５に投射する（ステップＳ４１）。続いて、立体映像表示装置１Ｄは、凸レンズ５および第一レンズ群９によって、光線群を透過させ、平面鏡１１によって、当該光線群を反射して（ステップＳ４２）、この反射した反射光を、第一レンズ群９を透過させることで、立体映像を表示する（ステップＳ４３）。
【００９３】
（立体映像表示装置［第六実施形態］の構成）
次に、図１８を参照して、立体映像表示装置（第六実施形態）の構成を説明する。図１８は、立体映像表示装置（第六実施形態）の概略図である。この図１８に示すように、立体映像表示装置１Ｅは、ＩＰ原理に基づいて、入力された（または生成された）要素画像群により立体映像を表示するものであって、映像投射手段３と、第一レンズ群９と、凸レンズ５と、平面鏡１１とを備えている。図１に示した立体映像表示装置１と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００９４】
この立体映像表示装置１Ｅでは、凸レンズ５を平面鏡１１の直前に配置したものであり、第四実施形態および第五実施形態と同様に、平面鏡１１から見て斜めから要素画像群を構成する２次元映像を映像投射手段３が投射することで、ハーフミラーを使用することなく、立体映像を観察可能な視域を形成したものである。なお、この立体映像表示装置１Ｅでは、角度θの条件も第四実施形態と同様に設定されている。
【００９５】
ここで、立体映像表示装置１Ｅによる視域の形成の様子を図１９に示す。この図１９に示すように、反射の作用により、凸レンズ５は２つ存在するのと同等であり、その間隔は実際には十分に小さくなるようにレンズ群９に近接して配置されている。このため、装置全体の光軸（１点鎖線で示す）は反射の前後でいずれも凸レンズ５の中心を通ると考えられる。また、この図１９に示すように、映像投射手段３が配置されているのと同じ側で且つ平面鏡１１から見て当該映像投射手段３が配置されている逆の方向（図１９中、下方向）に、立体映像を観察可能な視域を形成することができる。
【００９６】
また、図２０（ａ）に示すように、凸レンズ５として、平面鏡と密着した両凸レンズを用いてもよいし、図２０（ｂ）に示すように、凸レンズ５として、平面側に鏡面を形成した平凸レンズ鏡を用いてもよい。
さらに、図２０（ｃ）に示すように、凸レンズ５および平面鏡１１の代わりとして、凹面鏡１５ａを用いてもよい。これらの場合、立体映像表示装置１Ｅと同様の効果が得られる。
【００９７】
（立体映像表示装置［第六実施形態］の動作）
次に、図２１に示すフローチャートを参照して、立体映像表示装置１Ｅの動作を説明する（適宜、図１８参照）。
まず、立体映像表示装置１Ｅは、映像投射手段３によって、入力された要素画像群を、第一レンズ群９に投射する（ステップＳ５１）。続いて、立体映像表示装置１Ｅは、第一レンズ群９および凸レンズ５によって、光線群を透過させ、平面鏡１１によって、当該光線群を反射して（ステップＳ５２）、この反射した反射光を、第一レンズ群９を透過させることで、立体映像を表示する（ステップＳ５３）。
【００９８】
なお、第四実施形態から第六実施形態までに記載した立体映像表示装置１Ｃ、１Ｄ、１Ｅの映像投射手段３と第一レンズ群９とによって角度θの形成される方向は、図面上では、上下方向としているが、左右方向、斜め方向のどの方向でもよい。
【００９９】
ただし、第一レンズ群９のパターン（レンズの配置パターン）は、角度θを付す方向に当該間隔ｐのズレを発生するが、パターン全体を、角度θを付す方向に間隔ｐずらした場合、もとのパターンと一致する条件を満たすことが必要である。この条件を満たせば、角度θを付す方向はどの方向でもよい。また、ずらしの量（間隔）ｐは、レンズ同士が最も近接する量ではなく、２つまたは３つの隣のレンズのずれ量でよい。この場合、角度θが大きな値となる。
【０１００】
また、立体映像表示装置１〜１Ｅで用いられている凸レンズ５、１３、１５や、代替えの構成として示した凹面鏡の代わりに、ホログラフィック光学素子により集光作用を与えることで、このホログラフィック光学素子を透過型または反射型の集光作用を有する光学素子として用いることができる。
【０１０１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、本実施形態において、視域の形成については、各々図示された視域、すなわち、設計された視域だけが形成され、正しい視域以外の隣接視域は発生しない。一般的に隣接視域では、厳密に幾何学的に正しくない立体映像が再生され、また、観察者が複数の視域を跨いで立体映像を観察した場合には、いわゆる逆視が発生するため、隣接視域が発生しないということは、こういった現象を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の実施形態に係る立体映像表示装置（第一実施形態）の概略を示した図である。
【図２】立体映像表示装置（第一実施形態）の一連の作用（光線群の進行方向等）について説明するための図である。
【図３】図１に示した立体映像表示装置（第一実施形態）の動作を示したフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態に係る立体映像表示装置（第二実施形態）の概略を示した図である。
【図５】立体映像表示装置（第二実施形態）の一連の作用（光線群の進行方向等）について説明するための図である。
【図６】図４に示した立体映像表示装置（第二実施形態）の動作を示したフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態に係る立体映像表示装置（第三実施形態）の概略を示した図である。
【図８】立体映像表示装置（第三実施形態）の一連の作用（光線群の進行方向等）について説明するための図である。
【図９】立体映像表示装置（第三実施形態）における凸レンズのバリエーションを示した図である。
【図１０】図７に示した立体映像表示装置（第三実施形態）の動作を示したフローチャートである。
【図１１】本発明の実施形態に係る立体映像表示装置（第四実施形態）の概略を示した図である。
【図１２】立体映像表示装置（第四実施形態）の一連の作用（光線群の進行方向等）について説明するための図である。
【図１３】立体映像表示装置（第四実施形態）における視域について示した図である。
【図１４】図１１に示した立体映像表示装置（第四実施形態）の動作を示したフローチャートである。
【図１５】本発明の実施形態に係る立体映像表示装置（第五実施形態）の概略を示した図である。
【図１６】立体映像表示装置（第五実施形態）の一連の作用（光線群の進行方向等）について説明するための図である。
【図１７】図１５に示した立体映像表示装置（第五実施形態）の動作を示したフローチャートである。
【図１８】本発明の実施形態に係る立体映像表示装置（第六実施形態）の概略を示した図である。
【図１９】立体映像表示装置（第六実施形態）の一連の作用（光線群の進行方向等）について説明するための図である。
【図２０】立体映像表示装置（第六実施形態）における凸レンズのバリエーションを示した図である。
【図２１】図１８に示した立体映像表示装置（第六実施形態）の動作を示したフローチャートである。
【図２２】従来のＩＰ装置の概略図である。
【図２３】従来のＩＰ装置の概略図である。
【図２４】従来のＩＰ装置の概略図である。
【図２５】従来のＩＰ装置による視域について示した図である。
【図２６】従来のＩＰ装置による視域について示した図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ  立体映像表示装置
３                                映像投射手段
５、１３、１５                    凸レンズ（レンズ）
１５ａ                            凹面鏡
７                                ハーフミラー
９                                第一レンズ群
１１                              平面鏡
【図１】
0004741395.tif 000002
【図２】
0004741395.tif 000003
【図３】
0004741395.tif 000004
【図４】
0004741395.tif 000005
【図５】
0004741395.tif 000006
【図６】
0004741395.tif 000007
【図７】
0004741395.tif 000008
【図８】
0004741395.tif 000009
【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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