(57)【要約】【課題】小型化が可能な表示装置を提供する。【解決手段】本発明の表示装置は、軸方向に垂直な平面で切断した断面形状が環の少なくとも一部をなし、異方性拡散性を有するスクリーンと、軸方向から見て環の内側に位置し、全体として弧状に配置された複数の投射装置と、軸方向から見て環の内側に位置し、複数の投射装置の各々から射出される光の少なくとも一部をスクリーンに向けて反射する平面状の反射面を有する反射部材と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々の投射部が仮想軸を向くように弧状に配置された複数の投射装置と、
前記仮想軸の方向から見て前記複数の投射装置の外側に配置され、入射した光の拡散角度に異方性を有するスクリーンと、
前記仮想軸の方向から見て前記複数の投射装置の内側に配置され、前記複数の投射装置の各々の投射部から射出される光の少なくとも一部を前記スクリーンに向けて反射する平面状の反射面を有する反射部材と、
を備え、
前記スクリーンは、前記仮想軸が垂線となるような平面で切断した形状が、環の少なくとも一部をなす形状であることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記スクリーンは、前記仮想軸が垂線となるような平面で切断した形状が、第１の仮想円に沿った円弧状であり、
前記複数の投射装置は、前記第１の仮想円の内側に位置する第２の仮想円に沿って各々の投射部が円弧状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記スクリーンおよび前記複数の投射装置は、前記第１の仮想円の中心が前記第２の仮想円の中心と一致するように配置され、
前記反射部材は、前記反射部材の反射面の位置が前記仮想軸の方向から見て前記第１の仮想円の中心と前記スクリーンがなす第１の円弧の中点と前記複数の投射装置がなす第２の円弧の中点とを通る直線と直交し、前記第１の仮想円の中心を通るように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記スクリーンおよび前記複数の投射装置は、前記第１の仮想円の中心が前記第２の仮想円の中心と異なるように配置され、
前記反射部材は、前記反射部材の反射面の位置が前記仮想軸の方向から見て前記第１の仮想円の中心と前記第２の仮想円の中心と前記スクリーンがなす第１の円弧の中点とを通る直線と直交し、前記第１の仮想円の中心と前記第２の仮想円の中心とを結ぶ線分の中点を通るように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項５】
前記反射部材は、入射した光の一部を反射し、他の一部を透過するハーフミラーであることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記複数の投射装置は、前記複数の投射装置のうち連続した一部の投射装置からなる第１の投射装置群と、前記第１の投射装置群とは異なる位置で連続した他の一部の投射装置からなる第２の投射装置群と、を含み、
前記反射部材は、入射した光の一部を反射し、他の一部を透過するハーフミラーであり、
前記反射部材は、前記反射部材の反射面の位置が前記仮想軸の方向から見て前記第１の投射装置群がなす第３の円弧の中点と前記第１の仮想円の中心とを通る直線と直交し、前記第１の仮想円の中心を通るように配置され、
前記第２の投射装置群は、前記第２の投射装置群がなす第４の円弧の中点が前記第３の円弧の中点と前記第１の仮想円の中心とを通る直線と所定の角度で交差するように配置され、
前記所定の角度は、前記第２の投射装置群の互いに隣り合う２つの投射装置の各々の光軸中心と前記第１の仮想円の中心とを通る２本の直線がなす角度の１／２であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば円筒状などの立体的な形状を有するスクリーンに画像を投射する表示装置が従来から知られている。
下記の特許文献１には、円筒状のスクリーンと、曲面ミラー等の補正光学系と、投影光学系と、を備えた投影光学装置が開示されている。この投影光学装置において、投影光学系から射出された画像光は補正光学系で反射され、像歪みが補正された画像がスクリーンに投影される。
【０００３】
下記の特許文献２には、円筒状のケース部材と、ケース部材の内部に配置された表示パネルと、を備えた表示装置が開示されている。この表示装置において、表示パネルからの射出光は表示面に対向するケース部材の内周面で反射し、ケース部材の内部空間に表示パネル上の画像に対応した実像が結像される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−０２７４３０号公報
【特許文献２】特開２００９−２４４７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種の表示装置は、立体形状を有するスクリーンに画像を投射するため、表現力に優れた画像が得られる反面、装置の占有面積が大きいという課題があった。
【０００６】
本発明の一つの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであって、小型化が可能な表示装置を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の一つの態様の表示装置は、各々の投射部が仮想軸を向くように弧状に配置された複数の投射装置と、前記仮想軸の方向から見て前記複数の投射装置の外側に配置され、入射した光の拡散角度に異方性を有するスクリーンと、前記仮想軸の方向から見て前記複数の投射装置の内側に配置され、前記複数の投射装置の各々の投射部から射出される光の少なくとも一部を前記スクリーンに向けて反射する平面状の反射面を有する反射部材と、を備え、前記スクリーンは、前記仮想軸が垂線となるような平面で切断した形状が、環の少なくとも一部をなす形状であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の一つの態様の表示装置において、スクリーンは、仮想軸が垂線となるような平面で切断した形状が、環の少なくとも一部をなす形状であり、複数の投射装置および反射部材は、スクリーンの断面形状をなす環の内側に位置している。これにより、占有面積が小さい表示装置を実現することができる。
【０００９】
本発明の一つの態様の表示装置において、前記スクリーンは、前記仮想軸が垂線となるような平面で切断した形状が、第１の仮想円に沿った円弧状であり、前記複数の投射装置は、前記第１の仮想円の内側に位置する第２の仮想円に沿って各々の投射部が円弧状に配置されていてもよい。
この構成によれば、第１の仮想円および第２の仮想円の中心に対してスクリーンおよび複数の投射装置を略均等な距離に配置することができる。
【００１０】
本発明の一つの態様の表示装置において、前記スクリーンおよび前記複数の投射装置は、前記第１の仮想円の中心が前記第２の仮想円の中心と一致するように配置され、前記反射部材は、前記反射部材の反射面の位置が前記仮想軸の方向から見て前記第１の仮想円の中心と前記スクリーンがなす第１の円弧の中点と前記複数の投射装置がなす第２の円弧の中点とを通る直線と直交し、前記第１の仮想円の中心を通るように配置されていてもよい。
この構成によれば、仮想軸方向から見たスクリーンの形状が略半円形に近い形状の表示装置を構成することができ、表示装置の小型化が図れる。
【００１１】
本発明の一つの態様の表示装置において、前記スクリーンおよび前記複数の投射装置は、前記第１の仮想円の中心が前記第２の仮想円の中心と異なるように配置され、前記反射部材は、前記反射部材の反射面の位置が前記仮想軸の方向から見て前記第１の仮想円の中心と前記第２の仮想円の中心と前記スクリーンがなす第１の円弧の中点とを通る直線と直交し、前記第１の仮想円の中心と前記第２の仮想円の中心とを結ぶ線分の中点を通るように配置されていてもよい。
この構成によれば、例えば投射装置における投射距離等、装置の小型化への制約条件を緩和することができる。
【００１２】
本発明の一つの態様の表示装置において、前記反射部材は、入射した光の一部を反射し、他の一部を透過するハーフミラーであってもよい。
この構成によれば、観察者は反射部材の両側から画像を視認することができる。
【００１３】
本発明の一つの態様の表示装置において、前記複数の投射装置は、前記複数の投射装置のうち連続した一部の投射装置からなる第１の投射装置群と、前記第１の投射装置群とは異なる位置で連続した他の一部の投射装置からなる第２の投射装置群と、を含み、前記反射部材は、入射した光の一部を反射し、他の一部を透過するハーフミラーであり、前記反射部材は、前記反射部材の反射面の位置が前記仮想軸の方向から見て前記第１の投射装置群がなす第３の円弧の中点と前記第１の仮想円の中心とを通る直線と直交し、前記第１の仮想円の中心を通るように配置され、前記第２の投射装置群は、前記第２の投射装置群がなす第４の円弧の中点が前記第３の円弧の中点と前記第１の仮想円の中心とを通る直線と所定の角度で交差するように配置され、前記所定の角度は、前記第２の投射装置群の互いに隣り合う２つの投射装置の各々の光軸中心と前記第１の仮想円の中心とを通る２本の直線がなす角度の１／２であってもよい。
この構成によれば、複数の投射装置の配置密度を高めたことと等価になるため、表示装置が大型化することなく観察者の視点を増やすことができ、画像を円滑に視認することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の表示装置の平面図である。
【図２】第１実施形態の表示装置の側面図である。
【図３】第１比較例の表示装置の平面図である。
【図４】第１比較例の表示装置の側面図である。
【図５】第２実施形態の表示装置の平面図である。
【図６】第３実施形態の表示装置の平面図である。
【図７】第３実施形態の表示装置の側面図である。
【図８】第２比較例の表示装置の平面図である。
【図９】第４実施形態の表示装置の平面図である。
【図１０】第３比較例の表示装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図４を用いて説明する。
第１実施形態の表示装置は、表示画像に含まれる立体像である観察対象を運動視差および両眼視差により立体的に視認させる、ライトフィールド方式と呼ばれる表示装置である。
図１は、第１実施形態の表示装置の平面図である。図２は、第１実施形態の表示装置の側面図である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００１６】
図２に示すように、第１実施形態の表示装置１は、スクリーン２と、複数の投射装置３と、反射ミラー４と、記憶装置５と、表示制御装置６と、架台７と、を備える。表示装置１においては、記憶装置５に記憶された画像データを読み出した表示制御装置６が、各投射装置３から投射される画像を生成し、生成された各画像に応じた画像光を、対応する投射装置３がスクリーン２の内周面２ａに投射する。これにより、画像光がスクリーン２を透過して観察者Ｍの目に入射し、観察者Ｍの位置に応じた画像が観察される。架台７は、スクリーン２および複数の投射装置３を支持するとともに、記憶装置５および表示制御装置６を収容する。投射装置３は、投射部から射出される光の投射方向が斜め上方に傾斜するように配置されている。そのため、画像を形成する光は、投射装置３の高さから水平方向よりも斜め上方に向けて射出される。
【００１７】
記憶装置５は、複数の投射装置３の各々から投射される画像の画像データを記憶する。画像情報の読み出しおよび書き込みは、表示制御装置６によって行われる。この種の記憶装置５としては、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の容量が比較的大きい記憶デバイス、半導体メモリーを例示することができる。
【００１８】
図１に示すように、スクリーン２は、仮想軸Ｃを中心とする円筒を、仮想軸Ｃを通り、仮想軸Ｃに平行な平面で略半分に切断した半円筒状の形状を有する。すなわち、仮想軸Ｃが垂線となるような平面で切断したスクリーン２の断面形状は、仮想の円環の一部をなす半円状である。図２に示すように、スクリーン２は、仮想軸Ｃが鉛直方向を向くように架台７の上に設けられている。
以下の説明では、仮想軸Ｃに沿う方向を鉛直方向Ｄ１と称し、仮想軸Ｃを中心とする周方向を水平方向Ｄ２と称する。
【００１９】
スクリーン２は、異方性拡散性を有する透過型スクリーンである。スクリーン２は、基材９と、基材９の内側に位置する異方性拡散層１０と、を備える。なお、異方性拡散層１０は、基材９の外側に位置していてもよい。スクリーン２は、仮想軸Ｃに垂直な平面で切断した断面形状が第１の仮想円Ｐ１（円環）の一部（略半円）をなしており、異方性拡散性を有する。スクリーン２は、第１の仮想円Ｐ１の内側に配置された各投射装置３から投射される画像光を表示装置１の外側に向けて透過させる。
【００２０】
基材９は、第１の仮想円Ｐ１の仮想軸Ｃを中心とする円筒を、仮想軸Ｃを通り、仮想軸Ｃに平行な平面で略半分に切断した半円筒状の形状を有する。基材９は、入射光の一部を透過させ、入射光の他の一部を吸収する樹脂、ガラス等の材料によって構成されている。基材９は、スクリーン２の外側から内側に向けて透過する外光（環境光）を減衰させる。これにより、スクリーン２の内側で生じる乱反射を低減させ、スクリーン２に投射される画像のコントラストを高めることができる。なお、基材９は、必ずしも入射光の一部を吸収する必要はなく、入射光の略全てを透過させる材料で構成されていてもよい。
【００２１】
異方性拡散層１０は、光をスクリーン２の内側から外側に透過させる際に、鉛直方向Ｄ１における光の拡散角度が水平方向Ｄ２における光の拡散角度よりも広い特性を有する。本実施形態においては、鉛直方向Ｄ１における光の拡散角度は例えば４０°〜６０°程度に設定され、水平方向Ｄ２における光の拡散角度は例えば１〜２°程度に設定されている。異方性拡散層１０は、例えば市販の異方性拡散シートにより構成されていてもよい。もしくは、異方性拡散層１０は、水平方向Ｄ２に延在するシリンドリカルレンズが鉛直方向Ｄ１に沿って複数配列された構成であってもよい。
【００２２】
複数の投射装置３は、仮想軸Ｃの方向から見てスクリーン２の内周面２ａに対応する第１の仮想円Ｐ１よりも内側に位置している。具体的には、複数の投射装置３は、全体として円弧状に配置され、スクリーン２の内周面２ａに対応する第１の仮想円Ｐ１よりも内側にある第２の仮想円Ｐ２上に各投射装置３の投射部が位置している。複数の投射装置３は、各々の投射部が仮想軸Ｃを向くように円弧状に配置されている。ここで、投射部とは、投射装置３のうち、画像を形成する光が射出する部分を指し、例えば投射レンズである。したがって、スクリーン２は、複数の投射装置３の配置による円弧と同じ側に湾曲した円弧状となっている。図１では９台の投射装置３を備えた例を示すが、投射装置３の台数は９台に限定されるものではない。すなわち、スクリーン２は、仮想軸Ｃの方向から見て複数の投射装置３の外側に配置され、入射した光の拡散角度に異方性を有する。
【００２３】
反射ミラー４は、複数の投射装置３の各々の投射部から射出される光の略全てをスクリーン２に向けて反射する。反射ミラー４は、平板状のミラーであり、仮想軸Ｃの方向から見て、反射面４ａが第１の仮想円Ｐ１の内側に位置し、仮想軸Ｃを通るように配置されている。複数の投射装置３は、中央（端から５番目）に位置する投射装置３Ｅから射出される光の中心軸Ｊが反射ミラー４の反射面４ａに直交するように配置されている。すなわち、反射ミラー４は、少なくとも一部が仮想軸Ｃの方向から見て複数の投射装置３の内側に配置され、複数の投射装置３の各々の投射部から射出される光の少なくとも一部をスクリーン２に向けて反射する。反射ミラー４の反射面４ａと反対側には、反射ミラー４に沿って平面状の筐体１１が設けられている。
本実施形態の反射ミラー４は、特許請求の範囲の反射部材に対応する。
【００２４】
換言すると、第１の仮想円Ｐ１のうち、スクリーン２が配置された部分を第１の円弧とする。第２の仮想円Ｐ２のうち、複数の投射装置３が配置された部分を第２の円弧とする。第１の仮想円Ｐ１の中心の位置と第２の仮想円Ｐ２の中心の位置とは、略一致している。また、第１の仮想円Ｐ１の中心Ｃと第１の円弧の中点の位置Ｆ１と第２の円弧の中点の位置Ｆ２とは、同一直線上にある。反射ミラー４の反射面４ａの位置は、第１の仮想円Ｐ１の中心Ｃと第１の円弧の中点Ｆ１と第２の円弧の中点の位置Ｆ２とを通る直線Ｊと直交し、第１の仮想円Ｐ１の中心Ｃを通るように配置されている。
【００２５】
図３に示すように、ライトフィールド方式の第１比較例の表示装置１０１において、各投射装置１０３に供給される画像データは、観察者がスクリーン１０２の外側の第１の視点Ｔ１からスクリーン２を観察したとき、投射装置１０３Ｂ〜１０３Ｈにより投射された画像のそれぞれの一部が縦長の短冊状に見え、７枚の短冊状の部分画像が全体として１枚の画像を構成するように、予め生成されている。同様に、各投射装置１０３に供給される画像データは、観察者が第１の視点Ｔ１の側方の第２の視点Ｔ２からスクリーン１０２を観察したとき、投射装置１０３Ｃ〜１０３Ｉにより投射された画像のそれぞれの一部が縦長の短冊状に見え、７枚の短冊状の部分画像が全体として１枚の画像を構成するように、予め生成されている。
【００２６】
この場合、図４に示すように、観察者Ｍが第１の視点Ｔ１と第２の視点Ｔ２の各々の位置からスクリーン１０２を見る場合、スクリーン１０２の同一の場所であっても、各投射装置１０３の投射光学系を中心としてスクリーン１０２の水平方向の拡散角度で決まる範囲の画像しか見えない。そのため、観察者Ｍは、第１の視点Ｔ１と第２の視点Ｔ２とで独立した画像を観察することができる。
【００２７】
ここで、第１の視点Ｔ１と第２の視点Ｔ２との間隔を眼間幅、もしくは眼間幅の自然数分の一に一致するように設定しておけば、それぞれの視点に対応した画像を表示することで立体画像を観察することができる。また、視点の位置は、投射装置１０３の台数、各投射装置１０３の投射画角、短冊状の部分画像の作り方等により決めることができる。そのため、複数の視点を設け、各視点の位置に対応した画像を表示すれば、観察者Ｍは、移動したときの運動視差による立体感を感じることができる。
【００２８】
図１に示すように、本実施形態の表示装置１を仮想軸Ｃの方向から見ると、複数の投射装置３から射出された光が反射ミラー４で反射され、スクリーン２上に画像が表示される。すなわち、本実施形態の表示装置１においては、複数の投射装置３から投射される画像の光路が反射ミラー４で折り返されただけであり、光学的には図３に示した第１比較例の表示装置１０１と等価である。
【００２９】
本実施形態の表示装置１において、スクリーン２および複数の投射装置３は観察者Ｍの視点側だけに設けられていればよいため、表示装置１の平面形状を略半円状とすることができる。これにより、図２および図４から明らかなように、表示装置１の奥行きを第１比較例の表示装置１０１の半分程度に削減でき、表示装置の小型化を図ることができる。また、反射ミラー４側に位置する筐体１１を平面状に構成できるため、室内の壁などに密接して配置することができ、省スペースに寄与するものとなる。
【００３０】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図５を用いて説明する。
第２実施形態の表示装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、平面形状と反射ミラーの構成が第１実施形態と異なる。そのため、表示装置の全体の説明は省略する。
図５は、第２実施形態の表示装置の平面図である。
図５において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３１】
第１実施形態の表示装置は、複数の投射装置から入射する光の略全てを反射する反射ミラーを備えていた。これに対して、図５に示すように、第２実施形態の表示装置２１は、複数の投射装置３から入射する光の一部を反射し、他の一部を透過するハーフミラー２２を備える。また、第１実施形態の表示装置は半円筒状のスクリーンを備えていたのに対し、第２実施形態の表示装置２１は円筒状のスクリーン２３を備える。複数の投射装置３の構成は、第１実施形態と同様である。
第２実施形態のハーフミラー２２は、特許請求の範囲の反射部材に相当する。
【００３２】
第２実施形態の表示装置２１においても、複数の投射装置３から射出される光の一部は、ハーフミラー２２により反射され、投射装置３に近い側のスクリーン２３に投射される。そのため、観察者は、複数の投射装置３が設けられた側の第１の視点Ｔ１から画像を観察することができる。一方、複数の投射装置３から射出される光の他の一部は、ハーフミラー２２を透過し、投射装置３から遠い側のスクリーン２３に投射される。そのため、観察者は、複数の投射装置３が設けられた側と反対側の第２の視点Ｔ２からも画像を観察することができる。
【００３３】
互いに反対側に位置する２つの視点を有する表示装置を第１比較例の表示装置（図３）を用いて実現する場合、円筒状のスクリーンを２個並べて配置しなければならず、占有面積が非常に大きくなる。これに対して、第２実施形態の表示装置２１であれば、円筒状のスクリーン１個分の占有面積で済む。また、複数の投射装置３に対応する信号生成部分も半減できるため、表示装置の小規模化に効果的である。このように、本実施形態においても、小型の表示装置を実現することができる。
【００３４】
なお、ハーフミラー２２の反射率と透過率は特に限定されないが、反射率と透過率とが略等しいことが好ましい。この構成によれば、いずれの視点からも、同様の明るさの画像を視認することができる。したがって、本発明で言うハーフミラーとは、必ずしも反射率と透過率とが略等しいものに限定されない。
【００３５】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図６〜図８を用いて説明する。
第３実施形態の表示装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、複数の投射装置と反射ミラーの配置が第１実施形態と異なる。
図６は、第３実施形態の表示装置の平面図である。図７は、第３実施形態の表示装置の側面図である。
図６、図７において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００３６】
図８は、第２比較例の表示装置の平面図である。
図８に示すように、第２比較例の表示装置１１１においては、複数の投射装置１１３はスクリーン１１２の外形に対応する第１の仮想円Ｐ１の外側にはみ出して配置されている。このように、個々の投射装置１１３の投射距離の制約、大きさの制約によっては、複数の投射装置１１３がスクリーン１１２の外形をなす第１の仮想円Ｐ１の内側に収まらない場合がある。この場合、複数の投射装置１１３を収容する筐体はスクリーン１１２よりも大きくせざるを得ず、外装デザインや設置場所に制約が生じるという問題があった。
【００３７】
これに対して、図６および図７に示すように、第３実施形態の表示装置３１において、複数の投射装置３は、スクリーン３２の内周面３２ａに対応する第１の仮想円Ｐ１の内側に配置されている。また、第１実施形態では、反射ミラーは、反射面がスクリーンの内周面に対応する仮想円の中心を通るように配置されていた。これに対して、第３実施形態の表示装置３１において、反射ミラー４は、視点Ｔ側から見て、反射面４ａがスクリーン３２の内周面３２ａに対応する第１の仮想円Ｐ１の中心Ｃよりも遠い位置に配置されている。
【００３８】
複数の投射装置３と反射ミラー４の配置については、以下のように考える。
最初に、第１実施形態と同様に、反射ミラー４を、スクリーン３２の内周面３２ａに対応する第１の仮想円Ｐ１の中心Ｃ１を通るように配置することを想定する。このとき、図６に破線で示すように、複数の投射装置３’は、第１の仮想円Ｐ１からはみ出しているものとする。
【００３９】
次に、複数の投射装置３’の位置関係を維持したまま、複数の投射装置３’の全体を、複数の投射装置３’の全体が第１の仮想円Ｐ１の内側に収まるまで図６における左側に移動させて配置する。このときの投射装置の移動距離をｄとする。
次に、反射ミラー４を、第１の仮想円Ｐ１の中心Ｃ１を通る位置から上述の移動距離ｄの半分であるｄ／２だけ、図６における左側に移動させて配置する。
【００４０】
換言すると、第１の仮想円Ｐ１のうち、スクリーン３２が設けられた部分を第１の円弧とする。第２の仮想円Ｐ２のうち、移動後の複数の投射装置３が位置する部分を第２の円弧とする。このとき、第１の仮想円の中心の位置Ｃ１と第２の仮想円の中心Ｃ２の位置とは異なる。また、反射ミラー４の反射面４ａの位置は、第１の仮想円Ｐ１の中心と第２の仮想円の中心Ｃ２と第１の円弧の中点Ｆ１とを通る直線Ｊと直交し、第１の仮想円Ｐ１の中心Ｃ１と第２の仮想円の中心Ｃ２とを結ぶ線分の中点Ｄ３を通るように配置されている。
【００４１】
反射ミラー４は、各投射装置３から射出される光の折り返し位置を変えているだけであるから、複数の投射装置３は、反射ミラーがない表示装置（図８）における投射装置１１３の位置に配置されていることと等価になる。したがって、第３実施形態の表示装置３１においても、第１実施形態と同様に、画像を観察することができる。図７に示すように、表示装置３１の奥行きを第２比較例の表示装置より小さくしても、複数の投射装置３をスクリーン３２の内周面３２ａに対応する第１の仮想円Ｐ１の内側に配置することができる。これにより、表示装置の小型化が図れるとともに、外装デザインや設置場所の制約を緩和することができる。
【００４２】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図９、図１０を用いて説明する。
第４実施形態の表示装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、複数の投射装置と反射ミラーの構成が第１実施形態と異なる。
図９は、第４実施形態の表示装置の平面図である。
図９において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４３】
第１実施形態の図３で説明したように、水平方向に並ぶ各視点は複数の投射装置の配置によって生成されている。ところが、観察者Ｍが場所を移動しながら画像を観察する場合、視点と視点との間では、像が不連続に見える、両方の視点の画像が暗く混ざって見える、等の不具合があった。これらの不具合を改善するためには、視点の密度を上げればよい。そのためには、投射装置の密度を上げればよく、円筒状のスクリーンの中心から見た投射装置の配置角度の間隔を狭くすればよい。
【００４４】
しかしながら、図１０に示す第３比較例の表示装置１２１のように、各投射装置１２３の筐体同士が接する程度の密度で複数の投射装置１２３が配置されている場合、この位置では投射装置１２３の密度をこれ以上上げることはできない。そのため、例えば破線の仮想円Ｐ３の位置までスクリーンおよび筐体を物理的に大きくして複数の投射装置１２３’を配置せざるを得ない。このような場合、複数の投射装置１２３’がスクリーン１２２の外形をなす第１の仮想円Ｐ１の内側に収まらず、外装デザインや設置場所に制約が生じる、という問題があった。
【００４５】
そこで、図９に示すように、第４実施形態の表示装置４１は、円筒状のスクリーン４２と、ハーフミラー４３と、を備える。ハーフミラー４３は、スクリーン４２の内周面４２ａに対応する第１の仮想円Ｐ１の中心Ｃを通る位置に設けられている。ハーフミラー４３は、各投射装置４４から入射した光の一部を反射し、他の一部を透過し、反射率と透過率とが略等しく設定されている。
第４実施形態のハーフミラー４３は、特許請求の範囲の反射部材に相当する。
【００４６】
複数の投射装置４４は、第１の投射装置群４４Ａと、第２の投射装置群４４Ｂと、を含む。第１の投射装置群４４Ａは、図９における左側に円弧状に配置された複数の投射装置４４から構成される。第２の投射装置群４４Ｂは、図９における右側に円弧状に配置された複数の投射装置４４から構成される。複数の投射装置４４の投射瞳が位置する第２の仮想円Ｐ２のうち、第１の投射装置群４４Ａが設けられた部分を第１の円弧とし、第２の投射装置群４４Ｂが設けられた部分を第２の円弧とする。図９では、個々の投射装置群が９台の投射装置で構成された例を示すが、一つの投射装置群を構成する投射装置の台数は９台に限定されるものではない。
【００４７】
第１の円弧の中点Ｆ１とスクリーン４２の内周面４２ａに対応する第１の仮想円Ｐ１の中心Ｃとを通る直線を直線Ｊ１とする。
ハーフミラー４３の位置は、直線Ｊ１と直交し、第１の仮想円Ｐ１の中心Ｃを通る平面に略一致している。第２の投射装置群４４Ｂは、第２の円弧の中点Ｆ２が直線Ｊ１上から外れるように、第１の仮想円Ｐ１の中心Ｃを中心として所定の角度で回転した位置に配置されている。所定の角度は、第２の投射装置群４４Ｂの互いに隣り合う２個の投射装置４４の光軸中心の各々と第１の仮想円Ｐ１の中心Ｃとを通る２本の直線Ｊ２，Ｊ３がなす角度の１／２である。すなわち、第１の仮想円Ｐ１の中心Ｃから見た隣り合う２台の投射装置４４間の間隔角度をθとしたとき、第１の投射装置群４４Ａと第２の投射装置群４４Ｂとは、角度θ／２分だけずれた位置関係にある。
【００４８】
観察者がスクリーン４２の外側の第１の視点Ｔからスクリーン４２を観察したとき、第１の投射装置群４４Ａの複数の投射装置４４から投射された光がハーフミラー４３を透過し、第１の視点Ｔ１に近い側のスクリーン４２上に画像のそれぞれの一部が縦長の短冊状に形成される。一方、第２の投射装置群４４Ｂの複数の投射装置４４により投射された光がハーフミラー４３で反射し、第１の視点Ｔ１に近い側のスクリーン４２上に画像のそれぞれの一部が縦長の短冊状に形成される。ここで、全体としての１枚の画像は、一方の投射装置群の隣り合う２台の投射装置４４による２つの短冊状画像の間に他方の投射装置群の１台の投射装置４４による短冊状画像が挿入される形態で生成される。ハーフミラー４３の反射率と透過率は略等しいため、隣り合う短冊状画像の明るさのムラはほとんど視認されない。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態の表示装置４１は、観察者が視点側から画像を見たとき、投射装置４４の配置密度が図１０に示す第３比較例の表示装置１２１の２倍になったことと等価になる。これにより、複数の視点の密度を第３比較例の表示装置１２１の２倍にすることができる。そのため、本実施形態によれば、装置を大型化することなく、視点が移動しても画像を円滑に視認することが可能な表示装置を実現することができる。なお、図９では、表示装置４１の右側の第１の視点Ｔ１のみを図示したが、図示しない左側の第２の視点からも画像の視認が可能である。なお、本実施形態の場合、投射装置４４の密度に応じて、スクリーン４２の水平拡散角度を最適化することが望ましい。
【００５０】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記実施形態では、スクリーンの形状や複数の投射装置の配置を円弧状としたが、必ずしも円弧でなくてもよく、例えば楕円弧状などであってもよい。その他、表示装置の各構成要素の配置、形状、数等の具体的な構成は、適宜変更してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１，２１，３１，４１…表示装置、２，２３，３２，４２…スクリーン、３，４４…投射装置、４…反射ミラー（反射部材）、２２，４３…ハーフミラー（反射部材）、４４Ａ…第１の投射装置群、４４Ｂ…第２の投射装置群。
【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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