(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の立体ディスプレイと、
立体画像を提示するためのデータを前記複数の立体ディスプレイに送信する処理手段とを備え、
前記複数の立体ディスプレイの各々は、
立体的な外面を形成する複数の要素表示面と、
前記複数の要素表示面の表示を制御する制御手段とを備え、
前記複数の要素表示面の各々は、
光を発生する複数の画素により構成される空間光変調器と、
複数の光線制御子からなり、前記空間光変調器の各画素から発生される光の方向を制御する光線制御子アレイと、
当該要素表示面を他の立体ディスプレイのいずれかの要素表示面に接続するための接続手段とを含み、
各立体ディスプレイの前記制御手段は、他の立体ディスプレイに接続される自己の要素表示面と接続相手の要素表示面との接続状態を示す接続情報を前記処理手段に送信し、
前記処理手段は、前記複数の立体ディスプレイから送信された接続情報に基づいて、互いに接続される複数の立体ディスプレイにより立体画像が提示されるように前記複数の立体ディスプレイによる立体画像の担当領域を決定し、決定された担当領域を各立体ディスプレイにそれぞれ送信し、
各立体ディスプレイの前記制御手段は、前記処理手段から送信されたデータに基づいて、当該立体ディスプレイの前記複数の要素表示面により立体画像の担当領域が提示されるように前記空間光変調器を制御することを特徴とする立体ディスプレイシステム。
【請求項２】
互いに接続された２つの要素表示面間で接続情報の入出力を行うための入出力部が各要素表示面に設けられ、
各立体ディスプレイの前記制御手段は、他の立体ディスプレイに接続される自己の要素表示面の接続情報を前記入出力部を介して接続相手の要素表示面の入出力部に与えるとともに、接続相手の要素表示面の接続情報を接続相手の要素表示面の前記入出力部から自己の要素表示面の前記入出力部を介して取得し、自己の要素表示面の接続情報および接続相手の要素表示面の接続情報を前記処理手段に送信することを特徴とする請求項１記載の立体ディスプレイシステム。
【請求項３】
自己の要素表示面の接続情報は、当該立体ディスプレイを識別するための識別情報および当該要素表示面を識別するための識別情報を含み、接続相手の要素表示面の接続情報は、接続相手の立体ディスプレイを識別するための識別情報および接続相手の要素表示面を識別するための識別情報を含むことを特徴とする請求項２記載の立体ディスプレイシステム。
【請求項４】
自己の要素表示面の接続情報は、当該要素表示面の向きを示す方向情報をさらに含み、接続相手の要素表示面の接続情報は、接続相手の要素表示面の向きを示す方向情報をさらに含むことを特徴とする請求項３記載の立体ディスプレイシステム。
【請求項５】
前記複数の立体ディスプレイの各々は、前記複数の要素表示面に沿って設けられる触覚センサをさらに含み、
前記制御手段は、前記触覚センサの出力信号に応答して前記複数の要素表示面により提示される立体画像が変化するように前記空間光変調器を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の立体ディスプレイシステム。
【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システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な立体ディスプレイとしては、左右の両眼に異なる画像を与える二眼式立体視ディスプレイがある。ここで、立体視ディスプレイは、物体表面から発せられる光をスクリーンを通る光線として記述し再生する方式の立体ディスプレイである。二眼式立体視ディスプレイにおいて正確な立体感を表現するためには、常に観察者の視点位置を検出し、その視点位置からの観察に適した左右２枚分の画像を作成してスクリーン上に表示し続ける必要がある。通常は、観察者に特殊な眼鏡を装着させることにより左右の画像を分離して眼に提示する。そのため、画像を観察できるのは一人だけである。
【０００３】
裸眼で画像を観察可能な立体ディスプレイとしてホログラフィがある。ホログラフィでは、ホログラムのスクリーン面を通過するあらゆる方向の光線の状態を記録し、記録した光線の状態をアナログ的に再現することができる。任意の視点からスクリーン面を観察した際に、観察者は、本来の物体が発していた光線と同じ光線を観察できるため、あたかもそこに物体が存在するかのように感じられる。しかしながら、ホログラフィでは、静止画しか表示することができない。
【０００４】
多眼式立体視ディスプレイは、アナログ的に光線の状態を再現できるホログラフィに対して、再現される光線空間をスクリーン上で数方向に離散化させることにより情報量を減らし、立体画像を電子的に再現することを可能にする。この多眼式立体視ディスプレイは、スクリーン上にレンズ等の光線制御子を配置し、複数の視点においてスクリーンを観察した際に見えるべき物体の適切な画像を提示するものである。
【０００５】
上記の立体ディスプレイにより表現される立体画像は、平面状のスクリーンの手前か奥に限定され、スクリーンの枠により物体が存在するという感覚を得にくい。また、立体ディスプレイを移動させるかまたは画像自体を変化させない限り物体の裏側へ回り込んで観察することはできない。そのため、直接的に立体画像を操作するという感覚も得にくい。また、観察者に画像を手に持つ感覚を与えることは目的としておらず、立体画像から触覚は得られない。
【０００６】
さらに、裸眼かつ複数人で同時に観察可能なボリュームディスプレイがある。ボリュームディスプレイは、空間を発光させることにより物体の表面から発せられる光を再現する方式の立体ディスプレイである。このボリュームディスプレイとしては、走査方式、奥行き標本化方式等が提案されている。走査方式は、空気の一点をレーザで加熱し、発光させるものである。奥行き標本化方式は、高速回転する円盤形スクリーンに同期して画像を投影するものである。
【０００７】
ボリュームディスプレイによれば、提示される物体の画像を任意の方向から観察することができ、画像の後に回り込んで裏側から観察することも可能である。しかしながら、レーザによる発光を行い、または高速駆動する機械部が必要となるため、安全上の問題が懸念される。また、比較的大きな表示面および駆動系が必要であるため、手に持つ感覚を与える画像表示は実現されない。
【０００８】
非特許文献１には、視点に応じて画像を変化させることにより平面画像ながら擬似的に立体感を得るシステムである「メディアキューブ」について報告されている。メディアキューブは、平面型のディスプレイを直方体に組み合わせて作製された表示部を有する。この直方体の表示部の内部が仮想空間に相当する。仮想空間の内部の仮想物体が使用者の頭部の位置に応じて各面に表示される。メディアキューブは、手にとって様々な方向から観察することが可能であるため、三次元形状の把握をより直感的にかつ容易に行うことができる。
【０００９】
一方、特許文献１には、複数枚の三次元画像表示装置を組み合わせた三次元画像表示システムが記載されている。各三次元画像表示装置は、表示面内に画素がマトリクス状に配置された表示ユニットと、その表示ユニットの画素からの光線を制限して観察領域に光線を向ける複数の光線制御部を有する光学ユニットとを備える。この三次元画像表示システムによれば、三次元画像を回り込んで観察することができる。
【非特許文献１】川上直樹、外３名、“バーチャル・ホログラムの手法によるメディアキューブの試作”、日本バーチャルリアリティ学会大会論文集，Ｖｏｌ．１，１９９６年１０月
【特許文献１】特開２００６−９８７７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の非特許文献１に記載されたメディアキューブを用いたシステムでは、表示部を手にとって様々な方向から観察することが可能である、しかしながら、仮想空間の内部に提示される仮想物体と使用者の頭部との位置関係に応じて画像を変化させるため、複数人での観察に適さない。
【００１１】
一方、特許文献１に記載された三次元画像表示システムでは、複数人による観察が可能であるとともに、三次元画像を回り込んで観察することができる。
【００１２】
しかしながら、立体画像が一定の形状を有する表示領域に提示されるため、表現の幅が制限される。また、視覚的な物体の存在感および触覚的な物体の存在感を十分に得ることはできない。
【００１３】
本発明の目的は、特殊な眼鏡を用いることなく任意の方向から複数人により観察可能であり、表現力が高くかつ視覚的および触覚的な物体の存在感を得ることが可能な立体画像を提示する立体ディスプレイシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（１）本発明に係る立体ディスプレイシステムは、複数の立体ディスプレイと、立体画像を提示するためのデータを複数の立体ディスプレイに送信する処理手段とを備え、複数の立体ディスプレイの各々は、立体的な外面を形成する複数の要素表示面と、複数の要素表示面の表示を制御する制御手段とを備え、複数の要素表示面の各々は、光を発生する複数の画素により構成される空間光変調器と、複数の光線制御子からなり、空間光変調器の各画素から発生される光の方向を制御する光線制御子アレイと、当該要素表示面を他の立体ディスプレイのいずれかの要素表示面に接続するための接続手段とを含み、各立体ディスプレイの制御手段は、他の立体ディスプレイに接続される自己の要素表示面と接続相手の要素表示面との接続状態を示す接続情報を処理手段に送信し、処理手段は、複数の立体ディスプレイから送信された接続情報に基づいて、互いに接続される複数の立体ディスプレイにより立体画像が提示されるように複数の立体ディスプレイによる立体画像の担当領域を決定し、決定された担当領域を各立体ディスプレイにそれぞれ送信し、各立体ディスプレイの制御手段は、処理手段から送信されたデータに基づいて、当該立体ディスプレイの複数の要素表示面により立体画像の担当領域が提示されるように空間光変調器を制御するものである。
【００１５】
本発明に係る立体ディスプレイシステムにおいては、立体画像を提示するためのデータが処理手段により複数の立体ディスプレイに送信される。使用者は、複数の立体ディスプレイを接続手段により互いに接続することができる。
【００１６】
その場合、各立体ディスプレイの制御手段は、他の立体ディスプレイに接続される自己の要素表示面と接続相手の要素表示面との接続状態を示す接続情報を処理手段に送信する。それにより、処理手段は、複数の立体ディスプレイから送信された接続情報に基づいて、互いに接続される複数の立体ディスプレイにより立体画像が提示されるように、複数の立体ディスプレイによる立体画像の担当領域を決定し、決定された担当領域を各立体ディスプレイにそれぞれ送信する。各立体ディスプレイの制御手段は、処理手段から送信されたデータに基づいて、当該立体ディスプレイの複数の要素表示面により立体画像の担当領域が提示されるように空間光変調器を制御する。
【００１７】
このようにして、複数の立体ディスプレイにより立体画像が提示される。それにより、特殊な眼鏡を用いることなく任意の方向から複数人で立体画像を観察することが可能となる。また、観察者は、要素表示面により囲まれる仮想空間の立体画像を裸眼で立体視することができる。したがって、視覚的な物体の存在感を十分に得ることができる。
【００１８】
さらに、複数の立体ディスプレイを提示すべき立体画像と類似する形状に組み合わせることができる。この場合、使用者は、組み合わされた立体ディスプレイに触れることまたは手に持つことにより、立体画像に直接触れている感覚を擬似的に得ることができる。また、立体画像を観察する方向を手で操作することができる。したがって、触覚的な物体の存在感を十分に得ることができる。
【００１９】
また、複数の立体ディスプレイを任意の形状に組み合わせることができるとともに、提示すべき立体画像の形状に合わせて複数の立体ディスプレイの組み合わせを柔軟かつ容易に変更することができる。それにより、立体画像の表現力が向上される。
【００２０】
（２）互いに接続された２つの要素表示面間で接続情報の入出力を行うための入出力部が各要素表示面に設けられ、各立体ディスプレイの制御手段は、他の立体ディスプレイに接続される自己の要素表示面の接続情報を入出力部を介して接続相手の要素表示面の入出力部に与えるとともに、接続相手の要素表示面の接続情報を接続相手の要素表示面の入出力部から自己の要素表示面の入出力部を介して取得し、自己の要素表示面の接続情報および接続相手の要素表示面の接続情報を処理手段に送信してもよい。
【００２１】
この場合、各立体ディスプレイの制御手段が接続相手の要素表示面の接続情報を各要素表示面の入出力部を介して取得することができる。そして、各制御手段が自己の要素表示面の接続情報および接続相手の要素表示面の接続情報を処理手段に送信することにより、処理手段は複数の立体ディスプレイの接続状態を容易に取得することができる。
【００２２】
（３）自己の要素表示面の接続情報は、当該立体ディスプレイを識別するための識別情報および当該要素表示面を識別するための識別情報を含み、接続相手の要素表示面の接続情報は、接続相手の立体ディスプレイを識別するための識別情報および接続相手の要素表示面を識別するための識別情報を含んでもよい。
【００２３】
この場合、処理手段は、どの立体ディスプレイのどの要素表示面とどの立体ディスプレイのどの要素表示面とが接続されているかを容易に認識することができる。それにより、複数の立体ディスプレイによる立体画像の担当領域を容易に決定することができる。
【００２４】
（４）自己の要素表示面の接続情報は、当該要素表示面の向きを示す方向情報をさらに含み、接続相手の要素表示面の接続情報は、接続相手の要素表示面の向きを示す方向情報をさらに含んでもよい。
【００２５】
この場合、処理手段は、２つの要素表示面がどの向きで接続されているかを認識することができる。したがって、使用者は、複数の立体ディスプレイを任意の向きで接続することができる。
【００２６】
（５）複数の立体ディスプレイの各々は、複数の要素表示面に沿って設けられる触覚センサをさらに含み、制御手段は、触覚センサの出力信号に応答して複数の要素表示面により提示される立体画像が変化するように空間光変調器を制御してもよい。
【００２７】
この場合、使用者が任意の方向から立体ディスプレイの任意の部分に触れることにより立体画像が変化する。それにより、使用者は、立体ディスプレイに触れる行為に応答する立体画像の変化を通して立体画像により表される物体に直接触れている感覚を得ることができる。この結果、さらに触覚的な物体の存在感を得ることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、特殊な眼鏡を用いることなく任意の方向から複数人により観察可能であり、表現力が高くかつ視覚的および触覚的な物体の存在感を得ることが可能な立体画像が提示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（１）立体ディスプレイシステムの構成
図１は本発明の一実施の形態に係る立体ディスプレイシステムの構成を示す模式図である。
【００３０】
図１に示すように、立体ディスプレイシステムは、複数の立体ディスプレイ１、サーバ５および外部記憶装置６により構成される。サーバ５は、例えばパーソナルコンピュータからなる。外部記憶装置６は、例えばハードディスク、メモリカード等からなる。
【００３１】
各立体ディスプレイ１は個々に立体画像を提示することができる。また、各立体ディスプレイ１は、他の立体ディスプレイ１と接続可能に構成されている。複数の立体ディスプレイ１が組み合わされた状態で複数の立体ディスプレイ１により１つの立体画像を提示することができる。
【００３２】
外部記憶装置６には、各立体ディスプレイ１または複数の立体ディスプレイ１に立体画像を提示するための立体形状データが記憶される。また、外部記憶装置６には、各立体ディスプレイ１の接続状態を示す接続情報が記憶されるとともに、複数の立体ディスプレイ１により１つの立体画像を提示する場合における各立体ディスプレイ１の担当領域が記憶される。
【００３３】
サーバ５は、外部記憶装置６に記憶される立体形状データを各立体ディスプレイ１に送信するとともに、外部記憶装置６に記憶される接続情報に基づいて各立体ディスプレイ１の担当領域を決定し、決定された担当領域を各立体ディスプレイ１に送信する。詳細は後述する。
【００３４】
いずれかの立体ディスプレイ１がサーバ５および外部記憶装置６の両方または一方の機能を有してもよい。
【００３５】
立体ディスプレイ１の数は、特定の数に限定されず、任意の数の立体ディスプレイ１により立体ディスプレイシステムを構成することができる。
【００３６】
（２）立体ディスプレイ１の構成
図２は図１の立体ディスプレイシステムを構成する１つの立体ディスプレイ１を示す模式的外観図である。図３は立体ディスプレイシステムを構成する１つの要素表示面２を示す模式的平面図である。図４は立体ディスプレイシステムを構成する１つの要素表示面２を示す模式的断面図である。
【００３７】
図２に示すように、立体ディスプレイ１は、複数の要素表示面２を結合することにより立体形状に構成される。本実施の形態では、立体ディスプレイ１は、正方形の６枚の要素表示面２により立方体に構成される。要素表示面２で囲まれる仮想空間の内部には立体画像３が提示される。
【００３８】
各要素表示面２の四隅にコネクタ２４が設けられ、４辺に沿って接続部材２５が設けられている。各コネクタ２４は、２つの立体ディスプレイ１を互いに電気的に接続するために用いられる。また、各接続部材２５は、２つの立体ディスプレイ１を互いに物理的に接続するために用いられる。
【００３９】
図３および図４に示すように、要素表示面２は、平面状の空間光変調器２１、平面状の光線制御子２２および平面状の触覚センサ２３の積層構造により構成される。
【００４０】
空間光変調器２１は、マトリクス状に色を提示することができるマトリクス表示素子からなる。この空間光変調器２１は、マトリクス状に配列された複数の画素を有する。空間光変調器２１として、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、または有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）ディスプレイ等を用いることができる。あるいは、空間光変調器２１として、プロジェクタとスクリーンとを組み合わせて用いてもよい。
【００４１】
光線制御子２２は、光線の方向を制御することができる複数の光学素子２２０からなり、空間光変調器２１から様々な方向へ向かう光の状態を再現させる機能を有する。本実施の形態では、光線制御子２２として、複数のレンズからなるレンズアレイが用いられる。レンズアレイの代わりに複数の回折格子からなる回折格子アレイを用いてもよい。また、光線制御子２２として、複数のピンホールを有するピンホールアレイ、または複数のプリズムからなるプリズムアレイ等を用いることができる。特に、レンズアレイまたは回折格子アレイを用いた場合には、空間光変調器２１の各画素からの光線を容易に特定の方向に制御することができる。
【００４２】
光線制御子２２の各光学素子２２０により空間光変調器２１の複数の画素からの光線の方向が制御される。各光学素子２２０には、その下部に位置する画素群が対応している。各光学素子２２０が対応する画素群のみからの光線の方向を制御することができるように、空間光変調器２１と光線制御子２２との間に隣接する光学素子２２０間を仕切る遮光部材が設けられてもよい。なお、各光学素子２２０と画素群との距離を調整するなどの他の方法により、各光学素子２２０がその下部に位置する画素群のみからの光線の方向を制御するように構成してもよい。
【００４３】
光線制御子２２により制御可能な光線の数および光線の方向は、各光学素子２２０の下部に位置する画素の数、光学素子２２０と画素との距離、および光学素子２２０の屈折率等の光学的な設計等により決まる。
【００４４】
図４に示すように、光線制御子２２の光学素子２２０は、空間光変調器２１の画素Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄから種々の方向へ向かう光をそれぞれ点線で示す方向に制御する。
【００４５】
触覚センサ２３としては、光ファイバへの通光状態の変化を検出するシート状光検出素子、接触部位の静電容量の変化を検出するシート状可変容量素子、または電極間の通電状態により接触を検出する導電シート等を用いることができる。
【００４６】
また、触覚センサ２３として、例えば触覚センサアレイを用いてもよい。触覚センサアレイは、マトリクス状に配列された複数の触覚センサ素子からなる。触覚センサ素子としては、人または物が触れたことを検出することができる種々の接触センサを用いることができる。
【００４７】
さらに、光線制御子２２の光学素子２２０間に埋め込まれた複数の触覚センサ素子により構成される触覚センサを用いてもよい。例えば、触覚センサ素子として、圧電効果による電圧変化を検出する圧電素子（ピエゾ素子）、歪を検出する歪ゲージ、または静電容量の変化を検出する可変容量素子を用いることができる。また、指により遮光される光を検出するフォトダイオード等の光検出素子、温度変化を検出する熱検出素子等を用いることもできる。
【００４８】
本実施の形態では、触覚センサ２３は、観察者が触れたときの荷重の大きさ、荷重の方向および荷重が加わった位置を示す検出信号を出力する。
【００４９】
要素表示面２には、一般的にインテグラルフォトグラフィ（ＩＰ）と呼ばれる裸眼立体視の技術を適用することができる。
【００５０】
また、観察者は、立体ディスプレイ１に触れることができる。特に、本実施の形態では、観察者が手で持つことができるサイズおよび重さを有するように立体ディスプレイ１が形成される。
【００５１】
（３）接続部材２５の例
図５は接続部材２５の例を示す模式図である。
【００５２】
図５（ａ）の例では、一方の接続部材２５ａと他方の接続部材２５ｂとがピン構造により互いに接合される。図５（ｂ）の例では、一方の接続部材２５ａと他方の接続部材２５ｂとがホック構造により互いに接合される。図５（ｃ）の例では、一方の接続部材２５ａと他方の接続部材２５ｂとが面ファスナー構造により互いに接合される。
【００５３】
各立体ディスプレイ１の３つの要素表示面２に一方の接続部材２５ａが取り付けられ、各立体ディスプレイ１の残りの３つの要素表示面２に他方の接続部材２５ｂが取り付けられる。
【００５４】
２つの立体ディスプレイ１を接続する場合には、一方の立体ディスプレイ１の一方の接続部材２５ａと他方の立体ディスプレイ１の他方の接続部材２５ｂとが互いに接合される。
【００５５】
（４）立体ディスプレイ１の制御系
図６は立体ディスプレイ１の２つの要素表示面２および制御系を示す模式図である。
【００５６】
図６に示すように、立体ディスプレイ１内には、制御部１０、内部電源１１、入出力インタフェース１２、描画処理部１３、記憶部１４、無線ユニット１５および傾きセンサ１６が設けられる。
【００５７】
制御部１０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）等を含む。記憶部１４は、半導体メモリ、ハードディスクまたはメモリカード等のデータ記憶媒体からなり、表示制御プログラムおよび立体形状データを記憶する。ここで、立体形状データは、仮想空間に提示すべき立体画像の形状を表す。
【００５８】
制御部１０は、表示制御プログラムを実行することにより記憶部１４に記憶された立体形状データに基づいて各要素表示面２ごとに画像データを作成し、作成した画像データを描画処理部１３に与えるとともに、触覚センサ２３の検出信号に基づいて立体形状データを修正する。描画処理部１３は、制御部１０から与えられる画像データに基づいて表示のための制御信号を空間光変調器２１に与える。
【００５９】
また、制御部１０は、入出力インタフェース１２およびコネクタ２４を介して他の立体ディスプレイ１に各種情報を出力するとともに他の立体ディスプレイ１から出力される各種情報をコネクタ２４および入出力インタフェース１２を介して取得する。
【００６０】
さらに、制御部１０は、無線ユニット１５を介してサーバ５に各種情報および各種データを送信するとともに、サーバ５から送信される各種情報および各種データを受信する。
【００６１】
内部電源１１は、立体ディスプレイ１内の各部およびコネクタ２４に電力を供給する。
【００６２】
傾きセンサ１６は、立体ディスプレイ１の姿勢を検出する。傾きセンサ１６により検出された姿勢に基づいて各要素表示面２の向きを判定することができる。この場合、１つの方向が基準座標軸として定められ、各要素表示面２の向きが基準座標軸からの絶対的な角度で表される。
【００６３】
（５）画像データの作成方法
次に、立体ディスプレイに立体画像を提示するための画像データの作成方法について説明する。
【００６４】
図７は立体画像を提示するための画像データの作成方法を説明するための図である。
【００６５】
要素表示面２で囲まれる仮想空間に視覚されるべき立体形状３０を定義する。この立体形状３０は立体形状データにより表される。立体形状３０の表面の任意の点において、任意の方向へ向かう光線を考える。要素表示面２と立体形状３０との間の位置関係はデータの定義により一意に求まる。
【００６６】
各光線が要素表示面２と交差する際の交点の位置（座標）、光線と要素表示面２との角度、および色を求める。また、各光線がどの要素表示面２のどの位置で交差するかを求める。最終的に、光線制御子２２により上記の角度の方向へ向かう光線を再現するように、空間光変調器２１の各画素に交点の色を表示するための画像データを作成する。
【００６７】
理想的には、立体形状３０の全表面から全方向に向かう光線について上記の交点の位置、角度および色を求め、各要素表示面２に表示すべき画像を表す画像データを作成する。実際には、要素表示面２で囲まれる仮想空間を複数のボクセルに離散化するとともに、各ボクセルから発せられる光線の方向を離散化する。本実施の形態では、各ボクセルから発せられる光線の方向は、光線制御子２２により離散化された方向に制御される。
【００６８】
要素表示面２で囲まれた仮想空間の１つのボクセルが立体形状３０の一部であれば、そのボクセルから離散化された方向に向かう光線を求める。このようにして、立体形状３０の表面上の複数のボクセルの各々から離散化された複数の方向に向かう光線と要素表示面２との交点を求めるとともに、光線と要素表示面２との角度、およびボクセルの色を求め、それらの交点、角度および色に基づいて画像データを作成する。
【００６９】
例えば、図７に示すように、立体形状３０の表面上の１つのボクセルｂ１から発せられる光線は、光線制御子２２により点線の矢印の方向に向かうように制御される。これらの光線と要素表示面２との交点の画素にボクセルｂ１の色を表示させるように画像データを作成する。
【００７０】
また、立体形状３０の表面上の他のボクセルｂ２から発せられる光線は、光線制御子２２により実線の矢印の方向に向かうように制御される。これらの光線と要素表示面２との交点の画素にボクセルｂ２の色を表示させるように画像データを作成する。
【００７１】
上記の説明は、理解を容易にするために行ったが、実際には、光線制御子２２の各光学素子２２０と空間光変調器２１の画素数との関係により再現可能な光線が制限されるため、上記の説明とは逆のアルゴリズムが用いられる。すなわち、光線制御子２２の各光学素子２２０により再現可能な光線を空間光変調器２１の画素を経由して逆に辿り、提示すべき立体形状３０との交点のボクセルの色を求め、その色を画素に表示させる色と決定する。
【００７２】
光線制御子２２の光学素子２２０により再現可能な一本の光線が立体形状３０の複数のボクセルと交差する場合には、より要素表示面２に近いボクセルの色が画素に表示すべき色と決定される。観察者から見て奥に位置する点は手前に位置する点により隠されるからである。例えば、図７に示すように、光線制御子２２の光学素子２２０により再現可能な一本の光線が立体形状３０の複数のボクセルｂ２，ｂ３と交差する場合には、より要素表示面２に近いボクセルｂ３の色を画素に表示すべき色と決定する。
【００７３】
このようにして、立体形状３０の表面上の各ボクセルの色を要素表示面２の複数の画素に表示させるための画像データが作成される。画像データに基づいて空間光変調器２１の複数の画素に画像を表示させることにより、結果的に立体形状３０からの光線が再現される。
【００７４】
図８は画像データに基づいて立体ディスプレイ１の空間光変調器２１に表示される画像を説明するための図である。
【００７５】
例えば、観察点Ｖ１から立体形状を見た場合の画像が空間光変調器２１の画素“Ａ”に表示される。また、観察点Ｖ２から立体形状を見た場合の画像が空間光変調器２１の画素“Ｂ”に表示される。それにより、観察者は眼を観察点Ｖ１から観察点Ｖ２に移動させた場合に、立体形状を異なる角度から見ることができる。
【００７６】
このように、本実施の形態における立体ディスプレイ１は、多眼式立体視ディスプレイでありながら、結果的にボリュームディスプレイと同等の立体画像を提示することができる。
【００７７】
（６）立体ディスプレイシステムの動作
次に、本実施の形態に係る立体ディスプレイシステムの動作について説明する。図９および図１０は本実施の形態に係る立体ディスプレイシステムの動作の一例を説明するための図である。
【００７８】
ここでは、説明を簡単にするために、立体ディスプレイシステムが３つの立体ディスプレイ１から構成されるものとする。以下の説明において、個々の立体ディスプレイ１を区別する場合には、３つの立体ディスプレイ１にそれぞれ符号「１ａ」、「１ｂ」および「１ｃ」を付す。
【００７９】
本例では、図９に示すように、３つの立体ディスプレイ１ａ，１ｂ，１ｃをＬ形状に組み合わせ、組み合わされた３つの立体ディスプレイ１ａ，１ｂ，１ｃにより１つの立体画像３が提示される。
【００８０】
この場合、図１０に示すように、立体ディスプレイ１ａの担当領域は鳥の立体画像３の頭部であり、立体ディスプレイ１ｂの担当領域は鳥の立体画像３の胴体であり、立体ディスプレイ１ｃの担当領域は鳥の立体画像３の尻尾である。
【００８１】
ここで、複数の立体ディスプレイ１ａ，１ｂ，１ｃの接続状態を示す接続情報について説明する。図１１は複数の立体ディスプレイ１ａ，１ｂ，１ｃの接続情報を説明するための図である。
【００８２】
個々の立体ディスプレイ１を識別するための識別子を箱ＩＤ（識別子）と呼び、各立体ディスプレイ１の要素表示面２を識別するための識別子を面ＩＤ（識別子）と呼ぶ。
【００８３】
図１１において、立体ディスプレイ１ａ，１ｂ，１ｃには、箱ＩＤとして“Ｂ１”、“Ｂ２”および“Ｂ３”がそれぞれ割り当てられている。また、各立体ディスプレイ１ａ，１ｂ，１ｃの６つの要素表示面２には、面ＩＤとして“Ｆ１”〜“Ｆ６”がそれぞれ割り当てられている。
【００８４】
箱ＩＤを用いてどの立体ディスプレイ１とどの立体ディスプレイ１とが接続されているを示すことができる。また、面ＩＤを用いてどの要素表示面２とどの要素表示面２とが接続されているかを示すことができる。
【００８５】
また、傾きセンサ１６により検出された姿勢に基づいて各要素表示面２の向きが基準座標軸からの角度で表される。以下、基準座標軸からの各要素表示面２の角度を示す情報を角度情報と呼ぶ。
【００８６】
図９の例では、立体ディスプレイ１ｂの上部の要素表示面２に立体ディスプレイ１ａの下部の要素表示面２が接続される。また、立体ディスプレイ１ｂの側部の要素表示面２に立体ディスプレイ１ｃの側部の要素表示面２が接続される。
【００８７】
立体ディスプレイ１ｂに立体ディスプレイ１ａが接続された場合に、立体ディスプレイ１ｂは、立体ディスプレイ１ａに接続情報として自己の箱ＩＤ“Ｂ２”、接続される要素表示面２の面ＩＤ“Ｆ２”およびその要素表示面２の角度情報を与える。一方、立体ディスプレイ１ａは、立体ディスプレイ１ｂに接続情報として自己の箱ＩＤ“Ｂ１”、接続される要素表示面２の面ＩＤ“Ｆ５”およびその要素表示面２の角度情報を与える。
【００８８】
また、立体ディスプレイ１ａは、自己の箱ＩＤ“Ｂ１”、面ＩＤ“Ｆ５”およびその角度情報ならびに接続相手の箱ＩＤ“Ｂ２”、面ＩＤ“Ｆ２”およびその角度情報を接続情報として図１のサーバ５に送信する。また、立体ディスプレイ１ｂは、自己の箱ＩＤ“Ｂ２”、面ＩＤ“Ｆ２”およびその角度情報ならびに接続相手の箱ＩＤ“Ｂ１”、面ＩＤ“Ｆ５”およびその角度情報を接続情報として図１のサーバ５に送信する。
【００８９】
立体ディスプレイ１ｂに立体ディスプレイ１ｃが接続された場合に、立体ディスプレイ１ｂは、立体ディスプレイ１ｃに接続情報として自己の箱ＩＤ“Ｂ２”、接続される要素表示面２の面ＩＤ“Ｆ３”およびその要素表示面２の角度情報を与える。一方、立体ディスプレイ１ｃは、立体ディスプレイ１ｂに接続情報として自己の箱ＩＤ“Ｂ３”、接続される要素表示面２の面ＩＤ“Ｆ４”およびその要素表示面２の角度情報を与える。
【００９０】
また、立体ディスプレイ１ｂは、自己の箱ＩＤ“Ｂ２”、面ＩＤ“Ｆ３”およびその角度情報ならびに接続相手の箱ＩＤ“Ｂ３”、面ＩＤ“Ｆ４”およびその角度情報を接続情報として図１のサーバ５に送信する。また、立体ディスプレイ１ｃは、自己の箱ＩＤ“Ｂ３”、面ＩＤ“Ｆ４”およびその角度情報ならびに接続相手の箱ＩＤ“Ｂ２”、面ＩＤ“Ｆ３”およびその角度情報を接続情報として図１のサーバ５に送信する。
【００９１】
サーバ５は、接続情報に基づいて立体ディスプレイ１ａ，１ｂ，１ｃの接続状態を判別することができる。したがって、サーバ５は、立体ディスプレイ１ａ，１ｂ，１ｃの担当領域をそれぞれ決定することができる。
【００９２】
図１２、図１３および図１４は１つの立体ディスプレイの制御部１０の動作を示すフローチャートである。また、図１５および図１６はサーバ５の動作を示すフローチャートである。
【００９３】
まず、図１２〜図１４を参照しながら１つの立体ディスプレイ１ａの動作について説明する。他の立体ディスプレイ１ｂ，１ｃの動作も立体ディスプレイ１ａの動作と同様である。
【００９４】
制御部１０は、記憶部１４に記憶された表示制御プログラムにしたがって図１２〜図１４のフローチャートの動作を実行する。
【００９５】
ここでは、立体ディスプレイ１ｂに立体ディスプレイ１ａ，１ｂが接続される場合の立体ディスプレイ１ｂの動作について説明する。この場合、立体ディスプレイ１ｂが自己であり、立体ディスプレイ１ａ，１ｃが接続相手である。
【００９６】
まず、制御部１０は、無線ユニット１５を介してサーバ５に形状データ変更通知要求を送信する（ステップＳ１）。ここで、形状データ変更通知は、立体形状データが変更されたことを示す通知である。サーバ５において立体形状データが変更された場合には、形状データ変更通知要求に応答してサーバ５から形状データ変更通知および立体形状データが送信される。サーバ５において立体形状データが変更されていない場合には、形状データ変更通知要求に応答してサーバ５から形状データ変更通知および立体形状データが送信されない。
【００９７】
次に、制御部１０は、無線ユニット１５を介してサーバ５から形状データ変更通知を受信したか否かを判別する（ステップＳ２）。サーバ５から形状データ変更通知を受信した場合には、制御部１０は、無線ユニット１５を介してサーバ５から送信された立体形状データを取得する(ステップＳ３)。取得した立体形状データは、記憶部１４に記憶される。なお、ステップＳ２において、制御部１０は、サーバ５から形状データ変更通知を受信しない場合には、形状データ変更通知を受信するまで待機する。
【００９８】
また、制御部１０は、無線ユニット１５を介してサーバ５に立体画像の担当領域の送信を要求し(ステップＳ４)、無線ユニット１５を介してサーバ５から送信された担当領域を取得する(ステップＳ５)。立体ディスプレイ１ｂに他の立体ディスプレイ１ａ，１ｃが接続されていない場合には、立体ディスプレイ１ｂの担当領域は立体画像の全体である。
【００９９】
その後、制御部１０は、変数ｉを１に設定する(ステップＳ６)。制御部１０は、コネクタ２４の状態に基づいて第ｉ面の接続情報が変更されたか否かを判別する(ステップＳ７)。ここで、第１面〜第６面が図１１の面ＩＤ“Ｆ１”〜“Ｆ６”を有する要素表示面２に対応する。
【０１００】
第ｉ面の接続情報が変更された場合には、制御部１０は、入出力インタフェース１２およびコネクタ２４を介して接続相手に自己の箱ＩＤを与えるとともに(ステップＳ８)、接続相手に自己の第ｉ面の面ＩＤおよび角度情報を与える(ステップＳ９)。
【０１０１】
また、制御部１０は、コネクタ２４および入出力インタフェース１２を介して接続相手の箱ＩＤを取得するとともに(ステップＳ１０)、接続相手の接続された要素表示面２の面ＩＤおよび角度情報を取得する(ステップＳ１１)。
【０１０２】
例えば、図９の立体ディスプレイ１ｂの上面に立体ディスプレイ１ａの下面が接続された場合、立体ディスプレイ１ｂは、図１１に示す自己の箱ＩＤ“Ｂ２”、面ＩＤ“Ｆ２”およびその角度情報を立体ディスプレイ１ａに与えるとともに、接続相手の箱ＩＤ“Ｂ１”、面ＩＤ“Ｆ５”およびその角度情報を取得する。
【０１０３】
次に、制御部１０は、無線ユニット１５を介してサーバ５に第ｉ面の接続情報を送信する(ステップＳ１２)。ここで、第ｉ面の接続情報は、自己の箱ＩＤ、第ｉ面の面ＩＤおよびその角度情報ならびに接続相手の箱ＩＤ、面ＩＤおよびその角度情報を含む。
【０１０４】
制御部１０は、変数ｉに１を加算する(ステップＳ１３)。そして、制御部１０は、変数ｉが６を超えたか否かを判別する(ステップＳ１４)。変数ｉが６を超えていない場合には、ステップＳ７に戻り、ステップＳ７〜Ｓ１４の処理を繰り返す。
【０１０５】
ステップＳ１４において変数ｉが６を超えた場合には、制御部１０は、第１面から第６面のうちの少なくとも１つの接続情報が変更されたか否かを判別する（ステップＳ１５）。
【０１０６】
第１面から第６面のうちの少なくとも１つの接続情報が変更された場合には、制御部１０は、無線ユニット１５を介してサーバ５に立体画像の担当領域の送信を要求し(ステップＳ１６)、無線ユニット１５を介してサーバ５から送信された担当領域を取得する(ステップＳ１７)。図９の例では、立体ディスプレイ１ｂの担当領域は立体画像の胴体となる。
【０１０７】
ステップＳ１５において第１面から第６面のうちいずれの接続情報も変更されない場合には、ステップＳ１８に進む。
【０１０８】
次に、制御部１０は、無線ユニット１５を介してサーバ５に形状データ変更通知要求を送信する（ステップＳ１８）。サーバ５において立体形状データが変更された場合には、形状データ変更通知要求に応答してサーバ５から形状データ変更通知および立体形状データが送信される。サーバ５において立体形状データが変更されていない場合には、形状データ変更通知要求に応答してサーバ５から形状データ変更通知および立体形状データが送信されない。
【０１０９】
次いで、制御部１０は、無線ユニット１５を介してサーバ５から形状データ変更通知を受信したか否かを判別する（ステップＳ１９）。サーバ５から形状データ変更通知を受信した場合には、制御部１０は、無線ユニット１５を介してサーバ５から送信された立体形状データを取得する(ステップＳ２０)。取得した立体形状データは、記憶部１４に記憶される。ステップＳ１９においてサーバ５から形状データ変更通知を受信しない場合には、ステップＳ２１に進む。
【０１１０】
また、制御部１０は、取得した担当領域に基づいて記憶部１４に記憶された立体形状データから各要素表示面２ごとに画像データを作成する（ステップＳ２１）。そして、制御部１０は、各要素表示面２ごとの画像データに基づいて、描画処理部１３により各要素表示面２の空間光変調器２１に画像を表示させる（ステップＳ２２）。それにより、立体ディスプレイ１ｂの要素表示面２のうち他の立体ディスプレイ１ａ，１ｃが接続されていない要素表示面２に担当領域の立体画像が表示される。
【０１１１】
ステップＳ７において第ｉ面の接続情報が変更されていない場合には、制御部１０は、触覚センサ２３から検出信号が出力されたか否かを判別する（ステップＳ２３）。使用者は、立体ディスプレイ１の要素表示面２に触れることができる。
【０１１２】
触覚センサ２３から検出信号が出力された場合には、制御部１０は、検出信号から使用者が触覚センサ２３に触れたときの荷重の大きさ、荷重の方向および荷重の位置を判別し、それらの荷重の大きさ、荷重の方向および荷重の位置を示す接触情報を無線ユニット１５を介してサーバ５に接触情報を送信する（ステップＳ２４）。そして、制御部１０は、ステップＳ１３に進む。
【０１１３】
ステップＳ２３において触覚センサ２３から検出信号が出力されていない場合には、制御部１０は、ステップＳ１３に進む。
【０１１４】
次に、図１５、図１６および図１７を参照しながらサーバ５の動作について説明する。サーバ５は、表示制御プログラムにしたがって図１５〜図１７のフローチャートの動作を実行する。
【０１１５】
外部記憶装置６には、立体画像３の形状を表す立体形状データが記憶されている。また、外部記憶装置６には、各立体ディスプレイ１の接続情報および各立体ディスプレイ１の担当領域が記憶される。初期状態では、各立体ディスプレイ１の接続情報は、他の立体ディスプレイ１が接続されていないことを示している。また、初期状態では、各立体ディスプレイ１の担当領域は立体画像３の全体に設定されている。
【０１１６】
まず、サーバ５は、立体ディスプレイシステムを構成する立体ディスプレイ１の個数Ｎを設定する（ステップＳ３１）。本実施の形態では、Ｎは３である。次に、サーバ５は、全Ｎ個の形状データ変更通知フラグをオンにする（ステップＳ３２）。ここで、形状データ変更通知フラグは、立体形状データが変更されたか否かを示すフラグであり、立体形状データが変更されたときにオンにされる。そして、サーバ５は、変数ｊを１に設定する（ステップＳ３３）。
【０１１７】
次に、サーバ５は、第ｊ番目の立体ディスプレイ１から形状データ変更通知要求を受信したか否かを判別する（ステップＳ３４）。形状データ変更通知要求を受信した場合には、サーバ５は、第ｊ番目の形状データ変更通知フラグがオンになっているか否かを判別する（ステップＳ３５）。形状データ変更通知フラグがオンになっている場合には、サーバ５は、第ｊ番目の立体ディスプレイ１に形状データ変更通知を送信する（ステップＳ３６）。また、サーバ５は、外部記憶装置６に記憶された立体形状データを第ｊ番目の立体ディスプレイ１に送信する（ステップＳ３７）。その後、サーバ５は、第ｊ番目の形状データ変更通知フラグをオフにする（ステップＳ３７ａ）。
【０１１８】
ステップＳ３４で形状データ変更通知フラグがオフになっている場合およびステップＳ３５で形状データ変更通知要求を受信していない場合には、ステップＳ３８に進む。
【０１１９】
すなわち、サーバ５は、立体形状データが変更された場合に、立体ディスプレイ１からの形状データ変更通知要求に応答して形状データ変更通知および立体形状データを送信し、それ以外の場合には、形状データ変更通知および立体形状データを送信しない。
【０１２０】
次に、サーバ５は、第ｊ番目の立体ディスプレイ１から担当領域の送信要求を受信したか否かを判別する（ステップＳ３８）。第ｊ番目の立体ディスプレイ１から担当領域の送信要求を受信した場合には、サーバ５は、外部記憶装置６に記憶される第ｊ番目の立体ディスプレイ１の担当領域を第ｊ番目の立体ディスプレイ１に送信する（ステップＳ３９）。上記のように、初期状態では、各立体ディスプレイ１の担当領域は立体画像３の全体である。
【０１２１】
ステップＳ３８で第ｊ番目の立体ディスプレイ１から担当領域の送信要求を受信しない場合には、サーバ５は、ステップＳ４０に進む。
【０１２２】
さらに、サーバ５は、第ｊ番目の立体ディスプレイ１から接続情報を受信したか否か判別する（ステップＳ４０）。第ｊ番目の立体ディスプレイ１から接続情報を受信した場合には、サーバ５は、外部記憶装置６に記憶された接続情報を受信した接続情報で更新する（ステップＳ４１）。第ｊ番目の立体ディスプレイ１から接続情報を受信しない場合には、サーバ５は、ステップＳ４２に進む。
【０１２３】
さらに、サーバ５は、第ｊ番目の立体ディスプレイ１から接触情報を受信したか否か判別する（ステップＳ４２）。第ｊ番目の立体ディスプレイ１から接触情報を受信した場合には、サーバ５は、接触情報を外部記憶装置６に一時的に記憶させる（ステップＳ４３）。第ｊ番目の立体ディスプレイ１から接触情報を受信しない場合には、ステップＳ４４に進む。
【０１２４】
その後、サーバ５は、変数ｊに１を加算する（ステップＳ４４）。そして、サーバ５は、変数ｊがＮを超えたか否かを判別する（ステップＳ４５）。変数ｊがＮを超えていない場合には、サーバ５はステップＳ３４に戻り、ステップＳ３４〜Ｓ４５の処理を繰り返す。
【０１２５】
Ｎ個の立体ディスプレイ１に関する処理が終了すると、変数ｊがＮを超える。その場合、サーバ５は、複数の立体ディスプレイ１のうちいずれかの接続情報が更新されたか否かを判別する（ステップＳ４６）。
【０１２６】
複数の立体ディスプレイ１のうちいずれかの接続情報が更新された場合には、サーバ５は、各立体ディスプレイ１の担当領域を複数の立体ディスプレイ１の接続情報に基づいて決定し、外部記憶装置６に記憶される各立体ディスプレイ１の担当領域を決定された担当領域で更新する（ステップＳ４７）。
【０１２７】
ステップＳ４６で複数の立体ディスプレイ１のうちいずれの接続情報も更新されていない場合には、ステップＳ４８に進む。
【０１２８】
次に、サーバ５は、外部記憶装置６に接触情報が記憶されているか否かを判別する（ステップＳ４８）。外部記憶装置６に接触情報が記憶されている場合には、サーバ５は、その接触情報に基づいて立体形状データを更新する（ステップＳ４９）。
【０１２９】
具体的には、サーバ５は、接触情報により示される荷重の大きさ、荷重の方向および荷重の位置に基づいて、要素表示面２への使用者の接触に伴って立体画像３が変化するように立体形状データを修正する。
【０１３０】
この場合、サーバ５は、上記のステップＳ３７で、更新された立体形状データを立体ディスプレイ１に送信する。立体ディスプレイ１は、上記のステップＳ２０で、更新された立体形状データを取得し、上記のステップＳ２１で、更新後の立体形状データに基づいて画像データを作成し、上記のステップＳ２２で、画像データに基づいて空間光変調器２１に画像を表示させる。それにより、使用者および他の観察者が視覚する立体画像３０が変化する。
【０１３１】
例えば、使用者が要素表示面２の一部を指で押した場合には、その部分に近い立体画像３の部分が変形する。要素表示面２の一部に接触した場合の立体画像３の変化の態様は、立体画像３の何らかの変化であれば他の変化の態様であってもよい。例えば立体画像３が動物である場合に、動物の表情の変化等であってもよい。
【０１３２】
ステップＳ４９の後、サーバ５は、全Ｎ個の形状データ変更通知フラグをオンにする（ステップＳ５０）。さらに、サーバ５は、外部記憶装置６に記憶された接触情報を消去する（ステップＳ５１）。
【０１３３】
その後、サーバ５は、ステップＳ３３に戻り、ステップＳ３３〜Ｓ５２の処理を繰り返す。
【０１３４】
ステップＳ４８で外部記憶装置６に接触情報が記憶されていない場合には、ステップＳ３３に進む。
【０１３５】
このようにして、図９に示すように、組み合わされた複数の立体ディスプレイ１により形成される仮想空間に立体画像３が提示される。この場合、使用者および他の観察者は、仮想空間内に立体画像３を視覚することができる。仮想空間内の立体画像３の一部が仮想空間の外部に飛び出すように提示されてもよい。
【０１３６】
（７）本実施の形態の効果
本実施の形態に係る立体ディスプレイにおいては、任意の方向から複数人により観察可能な立体画像が提示される。また、組み合わされた複数の立体ディスプレイ１により提示される立体画像を裸眼立体視可能な疑似ボリュームディスプレイが実現される。したがって、視覚的な物体の存在感を十分に得ることができる。
【０１３７】
さらに、複数の立体ディスプレイ１を提示すべき立体画像と類似する形状に組み合わせることができる。この場合、使用者は、組み合わされた立体ディスプレイ１に触れることまたは手に持つことにより、立体画像に直接触れている感覚を擬似的に得ることができる。また、立体画像を観察する方向を手で操作することができる。したがって、触覚的な物体の存在感を十分に得ることができる。
【０１３８】
また、複数の立体ディスプレイ１を任意の形状に組み合わせることができるとともに、提示すべき立体画像の形状に合わせて複数の立体ディスプレイ１の組み合わせを柔軟かつ容易に変更することができる。それにより、立体画像の表現力が向上される。
【０１３９】
また、使用者が任意の方向から立体ディスプレイ１の任意の部分に触れることにより立体画像が変化する。それにより、使用者は、立体ディスプレイ１に触れる行為に応答する立体画像の変化を通して立体画像により表される物体に直接触れている感覚を得ることができる。これらの結果、さらに触覚的な物体の存在感を得ることができる。
【０１４０】
（８）他の実施の形態
上記実施の形態では、立体ディスプレイ１が立方体に構成されているが、これに限定されない。例えば、立体ディスプレイ１が長方形の６枚の要素表示面２により直方体に構成されてもよい。あるいは、立体ディスプレイ１が三角形の要素表示面２を用いて正四面体に構成されてもよく、正十二面体等の他の多面体に構成されてもよい。
【０１４１】
上記実施の形態では、各立体ディスプレイ１の接続情報がコネクタ２４を介して他の立体ディスプレイ１に与えられるが、これに限定されず、各立体ディスプレイ１の接続情報が無線ユニット１５を介して無線通信により他の立体ディスプレイ１に送信されてもよい。
【０１４２】
上記実施の形態では、複数の立体ディスプレイ１を物理的に接続するために接続部材２５を用いているが、これに限定されない。例えば、磁石を用いて複数の立体ディスプレイ１を接続してもよい。また、コネクタ２４が電気的な接続および物理的な接続を兼ねてもよい。
【０１４３】
上記実施の形態では、傾きセンサ１６を用いて各要素表示面２の絶対的な向きが判別されるが、これに限定されず、各要素表示面２の向きがそれに接続される他の要素表示面２に対する相対的な向きとして判別されてもよい。
【０１４４】
例えば、各要素表示面２の各コネクタ２４に識別情報を割り当て、各要素表示面２の各コネクタ２４からそれに接続される他の要素表示面２のコネクタ２４の識別情報を入力することにより互いに接続されるコネクタ２４の相対的な向きを判別することができる。
【０１４５】
また、各要素表示面２の１つのコネクタ２４を基準のコネクタ２４に定め、接続相手の基準のコネクタ２４に接続される自己のコネクタ２４の位置と自己の基準のコネクタ２４との相対位置に基づいて互いに接続される要素表示面２の相対的な向きを判別することができる。
【０１４６】
なお、各要素表示面２の基準のコネクタ２４に他のコネクタ２４と異なる表示または色を付すことにより、使用者が互いに接続される２つの要素表示面２の相対的な向きを容易に認識することができる。
【０１４７】
また、２つの要素表示面２を互いに接続する向きを固定してもよい。例えば、各要素表示面２に１つの接続部材２５のみを設ける。それにより、２つの要素表示面２を接続する相対的な向きを固定することができる。
【０１４８】
また、上記実施の形態では、光線制御子２２の複数の光学素子２２０がマトリクス状に配置されているが、図１８に示すように、複数の光学素子２２０がハエの目状に配置されてもよい。
【０１４９】
（９）請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各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。
【０１５０】
上記実施の形態では、サーバ５が処理手段の例であり、制御部１０が制御手段の例である。また、接続部材２５，２５ａ，２５ｂが接続手段の例であり、コネクタ２４が入出力部の例である。
【０１５１】
（１０）応用例
本発明に係る立体ディスプレイは、以下のように、手にとって任意の角度から確認するとともに、複数人が同時に観察する要求がある物体の表示に利用することができる。
【０１５２】
（ａ）製品の検査時に、製品の画像をスキャナでデータとして読み込み、そのデータに基づいて製品の立体画像を複数の立体ディスプレイにより提示する。それにより、立体画像を用いて製品の表面の傷等の欠陥の有無を非破壊検査することができる。
【０１５３】
（ｂ）空港で手荷検査の際に、手荷物の立体画像を複数の立体ディスプレイで提示することができる。
【０１５４】
（ｃ）組み合わされた複数の立体ディスプレイを手で実際に回したり位置を変更したりすることができるので、明示的に機能がわかるインタフェースとして用いることができる。
【０１５５】
（ｄ）医療分野において、インフォームドコンセントまたは技術向上教育のために、複数の立体ディスプレイにより臓器模型の立体画像を提示することができる。また、超音波スキャナまたはＣＴ（コンピュータ断層撮影）のデータ等を立体画像として提示し、病状検査に用いることができる。
【０１５６】
（ｅ）日常生活では、立体テレビ電話の立体画像の提示に用いることができる。また、立体写真を提示する立体写真立てとして利用することもできる。
【０１５７】
（ｆ）広告の分野では、手に取って見ることができ、他人に指さしながら説明することができる立体画像を用いた広告を提示することができる。
【０１５８】
（ｇ）工業製品の製造現場で、必要な場所に必要なサイズの立体画像を提示することができる。たとえば、複数の立体ディスプレイ１を工場のパイプラインを模した形状に組み合わせ、パイプライン中を移動する流体の状態を視覚化する監視装置等を表現することができる。
【０１５９】
（ｈ）遠隔会議の場面において、ネットワークで試作製品の形状データを送信し、複数の立体ディスプレイにより形状データを立体画像として提示することができる。この場合、立体画像を複数人で指し示しながら手に持ち、製品の検討を行うことも可能である。
【０１６０】
（ｉ）教育の現場では、多人数が同時に参加可能なインタラクションツールを実現することができる。例えば、複数の立体ディスプレイを組み合わせることによりマルチメディアコンテンツとして恐竜、建物等の立体表示模型等を提示することができる。先生は、立体表示模型の各部位を指しながら説明し、生徒は周囲から立体表示模型を取り囲んで先生の説明を聞くことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６１】
本発明は、種々の立体形状を有する立体画像を提示するために利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る立体ディスプレイシステムの構成を示す模式図である。
【図２】図１の立体ディスプレイシステムを構成する１つの立体ディスプレイを示す模式的外観図である。
【図３】立体ディスプレイシステムを構成する１つの要素表示面２を示す模式的平面図である。
【図４】立体ディスプレイシステムを構成する１つの要素表示面２を示す模式的断面図である。
【図５】接続部材の例を示す模式図である。
【図６】立体ディスプレイの２つの要素表示面および制御系を示す模式図である。
【図７】立体画像を提示するための画像データの作成方法を説明するための図である。
【図８】画像データに基づいて立体ディスプレイの空間光変調器に表示される画像を説明するための図である。
【図９】本実施の形態に係る立体ディスプレイシステムの動作の一例を説明するための図である。
【図１０】本実施の形態に係る立体ディスプレイシステムの動作の一例を説明するための図である。
【図１１】複数の立体ディスプレイの接続情報を説明するための図である。
【図１２】１つの立体ディスプレイの制御部の動作を示すフローチャートである。
【図１３】１つの立体ディスプレイの制御部の動作を示すフローチャートである。
【図１４】１つの立体ディスプレイの制御部の動作を示すフローチャートである。
【図１５】サーバの動作を示すフローチャートである。
【図１６】サーバの動作を示すフローチャートである。
【図１７】サーバの動作を示すフローチャートである。
【図１８】光線制御子の複数の光学素子の配置の他の例を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１６３】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ  立体ディスプレイ
２  要素表示面
３  立体画像
５  サーバ
６  外部記憶装置
１０  制御部
１１  内部電源
１２  入出力インタフェース
１３  描画処理部
１４  記憶部
１５  無線ユニット
１６  傾きセンサ
２１  空間光変調器
２２  光線制御子
２３  触覚センサ
２４  コネクタ
２５，２５ａ，２５ｂ  接続部材
３０  立体形状
２２０  光学素子
Ｂ１〜Ｂ３  箱ＩＤ
Ｆ１〜Ｆ６  面ＩＤ
Ｖ１  観察点
Ｖ２  観察点
Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ  画素
ｂ１，ｂ２，ｂ３  ボクセル
【図１】
0004845135.tif 000002
【図２】
0004845135.tif 000003
【図３】
0004845135.tif 000004
【図４】
0004845135.tif 000005
【図５】
0004845135.tif 000006
【図６】
0004845135.tif 000007
【図７】
0004845135.tif 000008
【図８】
0004845135.tif 000009
【図９】
0004845135.tif 000010
【図１０】
0004845135.tif 000011
【図１１】
0004845135.tif 000012
【図１２】
0004845135.tif 000013
【図１３】
0004845135.tif 000014
【図１４】
0004845135.tif 000015
【図１５】
0004845135.tif 000016
【図１６】
0004845135.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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