(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示する画像表示面を備えた表示部と、該画像表示面に離間配置された画像伝達パネルとを有し、前記画像表示面から出射される光を前記画像伝達パネルの前記表示部とは反対側に位置する空間中の結像面に結像して立体的二次元画像を表示する立体画像表示部と、
前記結像面に挿入される被検出物の位置に応じた出力信号を出力する位置検出センサと、
前記位置検出センサからの出力信号に応じて、前記結像面に表示される前記立体的二次元画像が変化するように前記画像表示面に表示される画像を変化させる制御部と、
前記結像面の外周部分から内部方向へ所定の幅を有する領域である周縁部にユーザインタフェース領域を構成し、前記結像面を該ユーザインタフェース領域と該ユーザインタフェース領域の内側の領域とに区切る壁部と、
を備えたことを特徴とする立体的二次元画像表示装置。
【請求項２】
前記位置検出センサが、前記結像面の前記表示部に対応する領域の周縁部をセンシングしており、
前記立体画像表示部は、前記位置検出センサがセンシングしている領域に対応させて前記画像を表示することにより、前記結像面にユーザインタフェース領域を構成していることを特徴とする請求項１に記載の立体的二次元画像表示装置。
【請求項３】
前記結像面に構成された前記ユーザインタフェース領域に透明板を配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の立体的二次元画像表示装置。
【請求項４】
前記壁部は、前記画像伝達パネルと前記結像面との間の空間に設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の立体的二次元画像表示装置。
【請求項５】
前記壁部は、前記表示部と前記画像伝達パネルとの間の空間に設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の立体的二次元画像表示装置。
【請求項６】
前記ユーザインタフェース領域と前記ユーザインタフェース領域の内側の領域とでは、表示部からの距離が異なっていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の立体的二次元画像表示装置。
【請求項７】
前記表示部と前記結像面との間に、前記ユーザインタフェース領域と前記ユーザインタフェース領域の内側の領域とで前記表示部からの距離を異ならせる結像距離可変部材を設けたことを特徴とする請求項６に記載の立体的二次元画像表示装置。
【請求項８】
前記結像距離可変部材は、前記表示部と前記画像伝達パネルの間に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の立体的二次元画像表示装置。
【請求項９】
前記結像距離可変部材は、前記画像伝達パネルと前記結像面の間に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の立体的二次元画像表示装置。
【請求項１０】
前記結像距離可変部材は、レンズであることを特徴とする請求項７〜９の何れか１項に記載の立体的二次元画像表示装置。
【請求項１１】
前記レンズは、前記画像伝達パネル上に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の立体的二次元画像表示装置。
【請求項１２】
前記ユーザインタフェース領域に対応して表示された前記立体的二次元画像の近傍に配置され、ユーザの体の一部を支持する支持体を備えたことを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の立体的二次元画像表示装置。
【請求項１３】
前記画像伝達パネルが、マイクロレンズアレイであることを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載の立体的二次元画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像伝達パネルを用いることにより、二次元画像を擬似立体的に表示する立体的二次元画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像伝達パネルの一つであるマイクロレンズアレイを、二次元画像の表示面の前方に所定の間隔を隔てて配置することにより、マイクロレンズアレイの前方の空間上に表示面からの光を結像させ、疑似立体的に二次元画像を空間上に表示する立体的二次元画像表示装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２５５４９３号公報
【特許文献２】特開２００３−９８４７９号公報
【特許文献３】特開２００２−７７３４１号公報
【特許文献４】特開２００３−１５６７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のこの種の立体的二次元画像表示装置は、単に二次元画像を立体的に表示させるのみである。したがって、観察者は、ただ受動的な立場で表示された立体的二次元画像を視認することはできるが、観察者が表示された立体的二次元画像に対して何らかのアクションを行うことができず、インタラクティブなコミュニケーションを立体的二次元画像表示装置との間で図ることができず、観察者とって感興の薄いものであった。
【０００５】
また、観察者がインタラクティブなコミュニケーションを行う場合には、直感的且つ操作性に優れたインターフェースを有していることが好ましい。しかしながら、このような直感的且つ操作性に優れたインターフェースを備えた立体的二次元画像表示装置として具体的なものは提案されていない。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題としては、従来の立体的二次元画像表示装置は、単に二次元画像を立体的に表示させるのみであり、観察者が表示された立体的二次元画像に対して何らかのアクションを行うことができなかった、直感的且つ操作性に優れたインターフェースを備えた立体的二次元画像表示装置が提案されていなかった等が挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、画像を表示する画像表示面を備えた表示部と、該画像表示面に離間配置された画像伝達パネルとを有し、前記画像表示面から出射される光を前記画像伝達パネルの前記表示部とは反対側に位置する空間中の結像面に結像して立体的二次元画像を表示する立体画像表示部と、前記結像面に挿入される被検出物の位置に応じた出力信号を出力する位置検出センサと、前記位置検出センサからの出力信号に応じて、前記結像面に表示される前記立体的二次元画像が変化するように前記画像表示面に表示される画像を変化させる制御部と、前記結像面の外周部分から内部方向へ所定の幅を有する領域である周縁部にユーザインタフェース領域を構成し、前記結像面を該ユーザインタフェース領域と該ユーザインタフェース領域の内側の領域とに区切る壁部と、を備えたことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明にかかる第１実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍの概略構成を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
【図３】同立体的二次元画像表示装置Ｍにおける表示部と画像伝達パネルと立体画像表示面（結像面）の関係を示す図である。
【図４】立体画像表示面を正面から見た模式図である。
【図５】ユーザが指を用いてこの立体的二次元画像表示装置Ｍを操作している状態を示す図である
【図６】立体的二次元画像表示装置Ｍにおける表示例を示す図である。
【図７】同別の表示例を示す図である。
【図８】更に別の表示例を示す図である。
【図９】更に別の表示例を示す図である。
【図１０】本発明にかかる第２実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍ２の概略構成を示す斜視図である。
【図１１】図１０のＸ−Ｘ矢視断面図である。
【図１２】本発明にかかる第１実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍの概略構成を示す断面図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）は本発明にかかる第４実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍ４ａ、Ｍ４ｂの概略構成を示す断面図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）は本発明にかかる第５実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍ５ａ、Ｍ５ｂの概略構成を示す断面図である。
【図１５】本発明にかかる第６実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍ６の概略構成を示す断面図である。
【図１６】本発明にかかる第７実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍ７の概略構成を示す断面図である。
【図１７】段差を付けた画像を表示する場合の表示例を示し、（ａ）は操作前、（ｂ）は操作後の状態を示す図である。
【図１８】段差を付けた画像を表示する場合の表示例を示し、中央部の画像が手前に飛び出して見える例を示す図である。
【図１９】段差を付けた画像を表示する場合の表示例を示し、中央部の画像が奥に引っ込んで見える例を示す図である。
【図２０】本発明にかかる第８実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍ８の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る立体的二次元画像表示装置の実施形態について説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
まず、本発明にかかる立体的二次元画像表示装置の第１実施形態について説明する。
図１は、本実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍの概略構成図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【００１１】
本実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍは、観察者が立体表示であると視認可能な二次元画像を疑似立体的に空間中の所定の立体画像表示面（結像面）上に表示する擬似立体画像表示装置である。
【００１２】
具体的に、立体的二次元画像表示装置Ｍは、図１及び図２に示すように、筐体２０と、表示部１と、画像伝達パネル３と、位置検出センサ１０と、を備えて構成されている。また、本実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍは、図２に示すように、制御系として、ディスプレイ駆動部１１と、センサ駆動部１２と、画像生成部１３と、制御部１５とを備えている。以下においては、まず立体的二次元画像表示装置Ｍの各構成要素について具体的に説明する。
【００１３】
筐体２０は、内部が中空の直方体形状の箱形部材である。この筐体２０の一面には、４周縁を外壁２０ｂの先端で囲われた長方形の開口２０ａが形成されており、この開口２０ａを介して内部と外部が連通され、筐体２０の内部には、表示部１と、画像伝達パネル３と、位置検出センサ１０とが収容されている。
【００１４】
表示部１は、開口２０ａと対向する筐体２０の一内側面に沿って設けられたディスプレイ装置であり、液晶ディスプレイやＥＬパネル、あるいは、ＣＲＴ等によって構成される。表示部１は、開口２０ａ側に複数の画素からなる画像表示面１ａを有し、各画素からは画像に応じた色および強度の光が出射される。図２では、筐体２０の小型化を考慮し、表示部１として液晶ディスプレイやＥＬパネル等のパネル型のディスプレイが用いられている。
【００１５】
画像伝達パネル３は、筐体２０内部であって表示部１の画像表示面１ａの開口２０ａ側に、画像表示面１ａから所定距離離れて配置されている。この画像伝達パネル３は、例えば図３に示すように、二枚のマイクロレンズアレイ３ａ，３ｂから構成されている。各マイクロレンズアレイ３ａ，３ｂは、透光性に優れたガラスまたは樹脂板からなる透明基板４の両面に、複数のマイクロ凸レンズ５がアレイ状に互いに隣接配置されたものである。各透明基板４の一面に形成された各マイクロ凸レンズ５の光軸は、他面のマイクロ凸レンズ５の光軸と同一となるように配置されている。なお、本明細書では、二枚のレンズアレイの各々の面（合計四面）の何れの面にもレンズアレイ面が構成されたマイクロレンズアレイを利用した実施例を記載するが、マイクロレンズアレイの構成としてはこれに限られるものではない。
【００１６】
この画像伝達パネル３は、表示部１の画像表示面１ａから出射された画像に対応する光が一面に入射されると、他面からこの光を出射して、画像表示面１ａと反対側の所定距離だけ離れた立体画像表示面２上に光を結像させる。画像伝達パネル３により結像された光の集合体は、画像表示面１ａに表示された画像に相当する。すなわち、画像伝達パネル３は、画像表示面１ａに表示された画像を、空間上の二次元平面である立体画像表示面２上に表示する。ここで、立体画像表示面２は、空間上に仮想的に設定される平面であって実体物ではなく、画像伝達パネル３の作動距離に応じて定義される空間上の一平面であり、本実施形態では、筐体２０の開口２０ａの近傍に設定されている。
【００１７】
立体画像表示面２に結像される画像は二次元画像であるが、その画像が、奥行き感を持つものである場合や、表示部１上の背景画像が黒く画像中のオブジェクトのコントラストが強調されているような場合には、正面の観察者からは、あたかも立体画像が空中に映し出されているように見える。つまり、立体画像表示面２に表示される二次元画像は、擬似的に立体的に見える画像（以下、立体的二次元画像と呼ぶ）として観察者に認識される。このように、本実施形態では、表示部１と画像伝達パネル３とにより、画像に対応する光を立体画像表示面２（すなわち結像面）に結像して立体的二次元画像を表示する立体画像表示部６が構成されている。
【００１８】
一方、位置検出センサ１０は、筐体２０の開口２０ａの内周側、つまり外壁２０ｂの先端内周面（またはその近傍でもよい）に配置されている。位置検出センサ１０は、所定の検出領域内に挿入されるユーザの指等の物体（被検出物）の位置を検出するセンサであり、検出位置に応じた信号をセンサ駆動部１２に出力する。位置検出センサ１０としては、用途に応じて、二次元位置検出センサであってもよく、三次元位置検出センサであってもよい。
【００１９】
例えば、位置検出センサ１０が二次元位置検出センサである場合には、立体画像表示面２またはその近傍の平面を検出領域である検査平面とし、その検査平面を人間の指や棒等の物体が横切った際に、その位置に応じた検出信号を出力する。
【００２０】
ディスプレイ駆動部１１は、制御部１５から送られる画像に応じて表示部１を駆動制御する。具体的に、ディスプレイ駆動部１１は、画像生成部１３にて生成された画像データを制御部１５を介して受け取り、その画像データに対応した画像を表示部１の画像表示面１ａに表示する。
【００２１】
センサ駆動部１２は、位置検出センサ１０を駆動し、位置検出センサ１０が検出する非検出物の位置を示す検出信号を受け取る。受け取った検出信号は、制御部１５に送られる。
【００２２】
制御部１５は、ディスプレイ駆動部１１、センサ駆動部１２、画像生成部１３等の動作を制御する制御部であり、これらディスプレイ駆動部１１、センサ駆動部１２、画像生成部１３は、制御部１５からの指示に応じて動作を行う。
【００２３】
制御部１５は、センサ駆動部１２を介して受け取った検出信号が所定の検出信号であった場合には、画像生成部１３に画像生成を指示し、画像生成部１３により生成された画像をディスプレイ駆動部１１を介して画像表示面１ａに表示させたり、場合によっては、それに加えて、生成された画像に対応した音声を図示せぬ音声出力部から出力させたりするように構成されている。
【００２４】
画像生成部１３は、表示部１に表示される画像データを生成するものであり、例えば所定のプログラムに応じて画像を生成するように構成されている。なお、この画像生成部１３は、予め所定の画像や映像を記憶しておき、制御部１５からの指示に応じて、記憶した画像や映像を制御部１５に出力するように構成されていてもよい。
【００２５】
本実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍは、上記のように構成されていることにより、単なる立体的二次元画像を表示するだけの表示装置ではなく、ユーザの動作に応じて適応的に立体的二次元画像表示を変化させることのできる表示装置である。
【００２６】
図４は、立体的二次元画像表示装置Ｍにより立体的二次元画像が表示される立体画像表示面２を正面から見た様子を示す模式図であり、図５は、ユーザが指を用いてこの立体的二次元画像表示装置Ｍを操作している状態を示す図である。
図４に示すように、本実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍは、立体画像表示面２の中央に位置する中央部２ａに、主となる画像（例えば、キャラクタ画像、オブジェクト画像等）を表示する。そして、中央部２ａの周辺に位置する周辺部２ｂは、各種ユーザインタフェース領域として構成され、ユーザによる各種指示に対応したアイコン画像が表示される。本実施形態では、位置検出センサ１０が、このアイコン画像の表示される周辺部２ｂの領域をユーザインタフェース専用のセンシング領域（以下、「ユーザインタフェース領域」という）としており、アイコン画像に対応する位置でユーザの指等の被検出物を検出すると、制御部１５が、この検出された位置に表示されたアイコン画像の意味する動作にしたがって、中央部２ａに表示される画像を変化させる。
【００２７】
一般に、ユーザは、指でアイコン画像を押そうとするが、アイコン画像は空中に表示された画像であり、アイコン画像に対応する領域には何も存在しないため、操作する手を空中で保持しなければならない。そのため、ユーザは、空中での手の保持により操作に疲れてしまう場合も想定される。
【００２８】
しかしながら、本実施形態の場合、このユーザインタフェース領域が、立体画像表示面２の周縁部である周辺部２ｂに設定されているので、ユーザは、図５に示すように、立体画像表示面２（結像面）の周辺部２ｂの近傍にある支持体（筐体２０の外壁２０ｂ等）に手をかけた状態で、例えば、人差し指、中指、薬指、小指の４本を筐体２０の外壁２０ｂ上に置いた状態で、筐体２０自身を基準にしながら、アイコン画像に相当する領域を押す感覚で、親指をアイコン画像が表示された領域に差し込むことができる。ここで周縁部とは、結像面の外周部分から内部方向へ所定の幅を有する領域を指す。ユーザインタフェース領域を結像面の中央部に設けてアイコン等を配置した場合、そのアイコンを指で押そうとした場合に、中央部にアイコンと共に表示されている主となる画像の表示をもさえぎってしまうことがある。なぜなら主となる画像は表示部の画像表示面から結像面に向けて出射している光を、アイコンを押す手で遮ってしまい、その結像を妨げてしまうからである。しかし、本実施例のように、ユーザインタフェース領域を周縁部に配置することで、ユーザインタフェース領域を操作するユーザの手が、主となる画像の表示を妨げる事がなくなるという効果も有する。
【００２９】
また、この場合、支持体（例えば、筐体２０の外壁２０ｂ）により手の位置が固定されて、手がぶれないため、正確な操作が可能となると共に、ユーザの手が疲れにくくなり、長時間にわたる操作であっても、難なくこなすことが可能となる。また、本実施形態の場合には、筐体２０が空間上の比較対象物としての役割を果たすことになるため、視覚的にユーザの目の焦点を立体的二次元画像に一致しやすくなり、視認性の向上も期待できる。
【００３０】
以下、具体的な表示例について説明する。
図６は、この立体画像表示面２の一表示例を示す図である。
図６に示す例では、立体画像表示面２の中央部２ａにポットの画像が表示されており、周辺部２ｂに、ポットの画像を囲むように複数のアイコン画像３１〜４４が操作メニューとして表示されている。例えば、１つのアイコン画像３１として、四角で囲まれた“拡大”という文字がボタン様に映し出されており、ユーザがこのアイコン画像３１を押そうとして、ユーザの指がこのアイコン画像３１に対応する領域に差し込まれると、位置検出センサ１０がこの指の挿入を検出する。そして、制御部１５は、位置検出センサ１０からの検出信号に応じて、このアイコン画像３１に表示された“拡大”という文字に対応させて、中央部２ａに表示されたポットの画像を拡大像に切り替える。
【００３１】
同様に、制御部１５は、他のアイコン画像３２〜４４に対応する領域にユーザの指が挿入されると、各アイコン画像３２〜４４に表示された文字や記号（“縮小”、“移動”、“回転”、“色”、“照明”、“開”、“閉”、“▲”等）の画像の意味に対応して、ポットの画像を切り替える。
【００３２】
ここで、文字で示すアイコン画像は、モード選択のためのボタン機能を備える。例えば、“縮小”は、ポットの大きさの縮小を意味し、“移動”は、ポットの表示位置を移動させるモードにするかどうかを意味している。また、“回転”は、ポットの画像を回転させるモードにするかどうかを意味し、“色”は、ポットの配色の変更を意味している。さらに、“照明”は、ポットに光を当てたような画像を表示するかどうかの有無や光が照射される角度及び方向の変更を切り替えることを意味しており、“開”及び“閉”は、ポットの蓋を開けたり閉めたりする動作を意味している。また、記号“▲”によるアイコン群は、移動や回転等のモード選択用アイコン群が操作された後に更にこれらが操作されることにより、実際にポットを移動させたり、回転させたりする動作に対応している。
【００３３】
図７は、この立体画像表示面２の別表示例を示す図である。
図７に示す例では、立体画像表示面２の中央部２ａにポットの画像が表示されており、周辺部２ｂに、ポットの画像を囲むように複数のアイコン画像５１〜６０が表示されている。図７のアイコン画像５３〜６０は、両端に鏃マークが示された矢印画像であり、この矢印画像が配置された領域において、例えばユーザの指が矢印画像により示される方向に動かされたことを位置検出センサ１０が検出すると、制御部１５は、このユーザの指の動く方向に応じてポットの画像を移動させたり、回転させたりする。本図においては、回転モードと移動モードの指定は、アイコン画像５１，５２への操作により行われる。
【００３４】
図６、図７の各表示例では、立体画像表示面２の中央部２ａを囲む周辺部２ｂの全周（４辺）にアイコン画像を配列表示する場合を示したが、例えば、周辺部２ｂの４辺のうちの少なくとも任意の１辺だけにアイコン画像を表示するようにしてもよく、そのアイコン画像を表示する辺を、ユーザが任意に選べるようにすることもできる。その場合、必要に応じて中央部２ａのオブジェクト画像等の表示範囲を、アイコン画像を表示しない辺にまで広げることも可能である。
【００３５】
また、図８に示すように、同じ種類のアイコン画像群６１、６２を、周辺部２ｂの４辺のうちの上辺部と下辺部に対称的に表示して、上の表示は背の高い人用の操作キー（ボタン）表示とし、下の表示は背の低い人用の操作キー（ボタン）表示として提供することもできる。こうすれば、背の高い人も低い人も、容易に操作できるようになる。
【００３６】
また、図９に示すように、同じ種類のアイコン画像群７１、７２を、周辺部２ｂの４辺のうちの左辺部と右辺部に対称的に表示して、左の表示は左利きの人用の操作キー（ボタン）表示とし、右の表示は右利きの人用の操作キー（ボタン）表示として提供することもできる。こうすれば、左利きの人も右利きの人も、容易に操作できるようになる。
【００３７】
（第２実施形態）
次に、本発明にかかる立体的二次元画像表示装置の第２実施形態について説明する。
図１０は、本実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍ２の概略構成図であり、図１１は、図１０のＸ−Ｘ矢視断面図である。
【００３８】
この立体的二次元画像表示装置Ｍ２は、第１実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍ（図２参照）の筐体２０の開口２０ａの周縁の前側に、ユーザが手を掛けることのできる四角い支持枠（支持体）１０１を付加したものである。支持枠１０１の材質は問わないが、ユーザが手を掛けた際に違和感ない感触を与える木材や金属、あるいはプラスチック等を採用するのがよい。また、支持枠１０１の断面形状も、図示例のように円柱状や円筒状等の角のないものにする方が手触りがよくなる。
【００３９】
この支持枠１０１は立体画像表示面２の周囲に位置するため、ユーザはこの支持枠１０１に手や指などを掛けながら、立体画像表示面２の周辺部２ｂのインターフェース領域に指等を、手ぶれせずに安定的に差し込むことができ、確実に狙ったアイコン画像に指示を与えることができる。また、ユーザの手が疲れにくくなり、長時間にわたる操作であっても、難なくこなすことが可能となる。また、支持枠１０１自体が空間上の比較対象物としての役割を果たすことになるため、視覚的にユーザの目の焦点を立体的二次元画像に一致しやすくなり、視認性の向上も期待できる。
【００４０】
なお、筐体２０の開口２０ａの内周側に配置してある位置検出センサ１０を、この支持枠１０１に仕込んでおくこともできる。そうした場合は、特に筐体２０の外壁２０ｂの先端縁を、立体画像表示面２の近くにまで延ばしておかなくてもよくなる。
【００４１】
また、本実施形態では、四角形の支持枠１０１を筐体２０の開口２０ａの周縁に配置しているが、アイコン画像を表示する部分の近傍に、棒状の手すりや手を置く台などを設けても、同様の効果を期待することができる。
【００４２】
また、立体画像表示面２（結像面）の位置またはその近傍に、支持体としての透明板（拡散板も含む）を配置して、その透明板に手や指が触れられるようにすることで、実体物である透明板に手の支えを取りながら、ユーザインタフェース領域に表示されるアイコン画像に指等で指示を与えられるようにしてもよい。そうすれば、実体物である透明板に実際に指先が触れることにより、タッチパネルを操作するような操作感が得られるようになる。その場合、透明板を立体画像表示面２の全面に設けても勿論よいが、ユーザインタフェース領域（立体画像表示面２の周辺部２ｂ）だけに設けてもよい。
【００４３】
また、画像伝達パネル３の前方側において筐体２０の外壁２０ｂの内周側に、外壁２０ｂと平行に、ユーザインタフェース領域（立体画像表示面２の周辺部２ｂ）とそれ以外の領域（立体画像表示面２の中央部２ａ）とを仕切る内壁（壁部）を設け、外壁２０ｂと内壁のいずれかまたは両方に手や指を掛けながら、ユーザインタフェース領域に表示されるアイコン画像に指等で指示を与えられるようにしてもよい。その場合、内壁の表面を黒色に設定することで、立体画像表示面２の中央部２ａに表示する画像（オブジェクト画像等）を際だたせることができるし、不要な反射や迷光を避けることもできる。
【００４４】
（第３実施形態）
図１２は第３実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍ３の断面図である。
この立体的二次元画像表示装置Ｍ３は、第１実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍ（図２参照）の筐体２０の内部に内壁２０ｃを設け、更に、筐体２０の外壁２０ｂと内壁２０ｃの先端間に四角い枠板状の透明板１１０を配置したものである。つまり、透明板１１０と内壁２０ｃを組み合わせて、第１実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍに付加したものである。但し、位置検出センサ（図示略）は、透明板１１０があることにより影響されずに位置検出ができるように配置されているものとする。具体的には、例えば、透明板１１０自体に透明電極等による位置検出センサが仕込まれていたり、透明板１１０の外周縁側に位置検出センサが仕込まれているものとする。
【００４５】
透明板１１０は、立体画像表示面２（結像面）の位置またはその近傍に配置されており、内壁２０ｃは、画像伝達パネル３と立体画像表示面２の間に、外壁２０ｂと平行に、ユーザインタフェース領域（立体画像表示面２の周辺部２ｂ）とそれ以外の領域（立体画像表示面２の中央部２ａ）とを仕切るように配置されている。従って、内壁２０ｃと外壁２０ｂの先端間に配置された透明板１１０は、ユーザインタフェース領域に対応して設けられている。なお、内壁２０ｃの表面は、反射を抑えた黒色に設定されている。
【００４６】
このように、ユーザインタフェース領域とそれ以外の領域とを仕切るように内壁２０ｃを設けたことにより、立体画像表示面２の中央部２ａに表示する画像（オブジェクト画像等）を際だたせて見せることができるし、不要な反射や迷光を避けることもできる。また、外壁２０ｂや内壁２０ｃを空間上の基準物として視認できるため、奥行き感が出て、視認性が向上する。
【００４７】
また、実体物である透明板１１０に指先を触れながら、ユーザインタフェース領域に表示されるアイコン画像に指示を与えることができるから、操作する手を空中で保持するような不安定感を抱かずに、容易に疲れずに操作でき、タッチパネルを操作するような操作感が得られる。
【００４８】
また、上述の実施形態では、立体画像表示面２（結像面）の全体（中央部２および周辺部２ｂ）が同一平面になる場合を示したが、中央部２ａと周辺部２ｂとに奥行き方向の段差を持たせ、中央部２ａの画像と周辺部２ｂの画像の画面内での浮き出し量に差を付けることもできる。具体的には、立体画像表示面２（結像面）と表示部１（ディスプレイ）との間の空間中に、空気中とは異なる屈折率の媒質を挿入することで、ユーザインタフェース領域（周辺部２ｂ）とそれ以外の領域（中央部２ａ）の表示部１からの距離を異ならせるのである。すなわち、立体画像表示面２と表示部１との間に、ユーザインタフェース領域（周辺部２ｂ）とそれ以外の領域（中央部２ａ）の結像面の位置を異ならせるための結像位置変更手段を設けるのである。
【００４９】
結像位置変更手段の機能を発揮する媒質としては、ガラス、樹脂、液体等を使用することができる。この結像位置変更手段を、表示部１と立体画像表示面２の間の任意の位置に配置することにより、結像位置変更手段を通過する光と通過しない光の結像位置を異ならせることができるため、ユーザインタフェース領域とそれ以外の領域の結像面に段差を持たせることができる。この場合、媒質の屈折率や厚みで段差の量を変えることができる。
【００５０】
（第４実施形態）
図１３（ａ）、（ｂ）は第４実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍ４ａ、Ｍ４ｂの断面図である。
これらの立体的二次元画像表示装置Ｍ４ａ、Ｍ４ｂは、第１実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍ（図２参照）の表示部１と立体画像表示面２との間に、結像位置変更手段としての媒質１２０を追加したものである。
【００５１】
（ａ）の立体的二次元画像表示装置Ｍ４ａは、結像位置変更手段としての媒質１２０を表示部１と画像伝達パネル３との間に配置した例、（ｂ）の立体的二次元画像表示装置Ｍ４ｂは、結像位置変更手段としての媒質１２０を画像表示パネル３と立体画像表示面２との間に配置した例を示している。いずれの場合も、媒質１２０を、ユーザインタフェース領域である周辺部２ｂに対応させて配置している。
【００５２】
このようにユーザインタフェース領域に対応させて結像位置変更手段である媒質１２０を配置することにより、ユーザインタフェース領域とそれ以外の領域とに段差を持った画像を表示させることができる。段差を持った画像は、ユーザにとっては奥行き方向の浮き出し量が違って見えるので、３次元的な動き・操作を与えることもできるようになる。例えば、奥行き方向の動きを加えることにより、直感的な操作（押したり引いたりするような操作）が可能となるし、操作バリエーションも広がる。よって、一層の立体感が出せる上、視認性、面白さ、操作性も増す。
【００５３】
なお、奥行き方向の操作を行うためには、位置検出センサ１０を３次元センサで構成したり、２次元センサを段差の面数分装備するなどして、奥行き方向の位置検出が行えるようにすることが望ましい。
【００５４】
結像位置変更手段としては当然、レンズを使用することもできる。レンズとしては、厚みが少なく、大口径化しやすいフレネルレンズを使うのが好ましい。
【００５５】
（第５実施形態）
図１４（ａ）、（ｂ）は第５実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍ５ａ、Ｍ５ｂの断面図である。
これらの立体的二次元画像表示装置Ｍ５ａ、Ｍ５ｂは、第１実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍ（図２参照）の表示部１と立体画像表示面２との間、特に画像伝達パネル３上に、結像位置変更手段としてのフレネルレンズ１３１、１３２を追加したものである。
【００５６】
（ａ）の立体的二次元画像表示装置Ｍ５ａでは、フレネルレンズ１３１を、立体画像表示面２の中心部２ａに対応する位置のみに配置し、ユーザインタフェース領域である周辺部２ｂに対応する位置には配置していない。また、（ｂ）の立体的二次元画像表示装置Ｍ５ｂでは、中心部をくり抜いたフレネルレンズ１３２を画像伝達パネル３上に配置し、立体画像表示面２の中心部２ａに対応する位置にはフレネルレンズ１３２が存在せず、ユーザインタフェース領域である周辺部２ｂに対応する位置にのみフレネルレンズ１３２を存在させている。
【００５７】
このようにユーザインタフェース領域とそれ以外の領域の一方に対応させてフレネルレンズを配置し、他方に対応させてフレネルレンズを配置しない、という構成を採用したことにより、ユーザインタフェース領域とそれ以外の領域とに段差を持った画像を表示させることができる。段差を持った画像は、ユーザにとっては奥行き方向の浮き出し量が違って見える。したがって、３次元的な動き・操作を与えることもできるようになり、例えば、奥行き方向の動きを加えることにより、直感的な操作（押したり引いたりするような操作）が可能となるし、操作バリエーションも広がる。よって、一層の立体感が出せる上、視認性、面白さ、操作性も増す。
【００５８】
（第６実施形態）
図１５は第６実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍ６の断面図である。
この立体的二次元画像表示装置Ｍ６は、第１実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍ（図２参照）の筐体２０の内部の画像伝達パネル３の前側に外壁２０ｂと平行に、立体画像表示面２のユーザインタフェース領域（周辺部２ｂ）とそれ以外の領域（中央部２ａ）とを区分する内壁２０ｃを設け、更に、内壁２０ｃと外壁２０ｂの間に、ユーザインタフェース領域に対応させて媒質１２０を配置したものである。なお、内壁２０ｃの表面は、反射を抑えた黒色に設定されている。
【００５９】
この立体的二次元画像表示装置Ｍ６では、筐体２０の内部に、ユーザインタフェース領域とそれ以外の領域とを区分する内壁２０ｃを設けたので、立体画像表示面２の中央部２ａに表示する画像（オブジェクト画像等）を際だたせて見せることができるし、不要な反射や迷光を避けることもできる。また、外壁２０ｂや内壁２０ｃを空間上の基準物として視認できるため、奥行き感が出て、視認性が向上する。
【００６０】
また、ユーザインタフェース領域に対応する位置に結像位置変更手段である媒質１２０を配置したので、ユーザインタフェース領域とそれ以外の領域とに段差を持った画像を表示させることができる。段差を持った画像は、ユーザにとっては奥行き方向の浮き出し量が違って見えるので、３次元的な動き・操作を与えることもできるようになる。例えば、奥行き方向の動きを加えることにより、直感的な操作（押したり引いたりするような操作）が可能となるし、操作バリエーションも広がる。よって、一層の立体感が出せる上、視認性、面白さ、操作性も増す。
【００６１】
（第７実施形態）
図１６は第７実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍ７の断面図である。
この立体的二次元画像表示装置Ｍ７は、第６実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍ６（図１５参照）の外壁２０ｂと内壁２０ｃの先端間に透明板１１０を配置したものである。
【００６２】
この立体的二次元画像表示装置Ｍ７では、第６実施形態の効果に加えて、実体物である透明板１１０に指先を触れながら、ユーザインタフェース領域に表示されるアイコン画像に指示を与えることができることから、操作する手を空中で保持するような不安定感を抱かずに、容易に疲れずに操作でき、タッチパネルを操作するような操作感が得られる。
【００６３】
以下、段差付き画像の具体的な表示例について説明する。
図１７は、中心部２ａの画像が周辺部２ｂの画像よりも手前に浮いて見えるようにした立体的二次元画像表示装置における一表示例を示す図である。（ａ）は操作前の状態、（ｂ）は操作後の状態を示す。
【００６４】
（ａ）に示すように、操作前の画像としては、ユーザインタフェース領域（周辺部２ｂ）のみに複数のオブジェクトの縮小版のアイコン画像８１〜８６群（サムネイル）が表示されている。このユーザインタフェース領域の中の例えば１つのアイコン画像８１を指で触れて、その指を中央部２ａに移動すると、その操作に応答して（ｂ）の画像に切り替わる。即ち、（ｂ）の画像では、操作したアイコン画像８１の拡大像８１Ａが、中央部２ａの領域に表示される。この際、ユーザインタフェース領域である周辺部２ｂの画像は奥まった位置に見えるが、中央部２ｂの画像は手前の位置に見えるようになっているので、いかにも段差を越えてオブジェクトが飛び出したように見え、ユーザの驚き感が増す。
【００６５】
また、逆に中央部２ａに表示された拡大像８１Ａを周辺部２ｂに移動するような操作をユーザが行うと、再び（ａ）の画像表示に戻る。全てのアイコン画像８１〜８６について同様の操作を行うことができ、段差表示がない場合に比べて、楽しみが増す。
【００６６】
図１８は、中央部２ａの画像が周辺部２ｂの画像よりも手前に段差を持って浮き上がって見えるようにした場合の別の表示例を示す。ユーザインタフェース領域のアイコン画像３１〜４４は、図６の例と全く同じであるが、中央部２ａのオブジェクト画像が、ユーザインタフェース領域のアイコン画像３１〜４４より手前に見えることで驚き感が増す。この場合の画像の切り替え操作は、図６の例で示した場合と同様である。
【００６７】
図１９は、中央部２ａの画像が周辺部２ｂの画像よりも奥まって見えるようにした場合の表示例を示している。ユーザインタフェース領域のアイコン画像３１〜４４は、図１８の例と全く同じであり、操作も同様である。
【００６８】
（第８実施形態）
図２０は第８実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍ８の断面図である。
この立体的二次元画像表示装置Ｍ８は、第６実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍ６（図１５参照）の内壁２０ｃを表示部１と画像伝達パネル３の間に配置したものである。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態の立体的二次元画像表示装置Ｍ１〜Ｍ８は、擬似立体像を表示する結像面２（立体画像表示面）に対応づけて位置検出センサ１０を配置し、外部からの物理的な働きかけを受けた際の位置検出センサ１０からの出力信号に応じて表示画像を変化させるようにしているので、例えば、ユーザが表示像に向けて物理的な働きかけをする（具体的には、手や指を伸ばしたり動かしたりする）ことにより、ユーザの意図を反映した画像変化を生じさせることができる。つまり、位置検出センサ１０によって、ユーザが表示画像に直接関与し得るユーザインタフェースが構成されることになり、ユーザが能動的な立場で画像を変化させて楽しむことができ、感興（アミューズメント性）が増す。
【００７０】
特に、本実施形態では、位置検出センサ１０が、結像面２の表示部に対応する領域の周縁部２ｂをセンシングしており、この周辺部センシング領域をユーザインタフェース領域として構成しているので、ユーザは、結像面２の周辺部２ｂの近傍にある支持体（例えば筐体の一部等）に手をかけながら、ユーザインタフェース領域内の画像に指示を与えることができる。従って、手の位置を固定した状態で、手ぶれせずに操作の指示を与えることができるため、正確な操作が可能となると共に、ユーザの手が疲れにくくなり、長時間にわたる操作であっても、難なくこなすことが可能となる。
【００７１】
また本実施形態によれば、結像面２に構成されたユーザインタフェース領域に透明板１１１０を配置したので、ユーザは透明板１１０に手や指を触れながら操作の指示を与えることができる。つまり、実体物である透明板に手の支えを取りながら、ユーザインタフェース領域に表示される画像に指等で指示を与えることができる。従って例えば、実体物である透明板１１０に実際に指先が触れることで、タッチパネルを操作するような操作感が得られるようになる。
【００７２】
また本実施形態によれば、ユーザインタフェース領域とそれ以外の領域を区切る壁部２０ｃを備えたので、ユーザインタフェース領域とそれ以外の領域にそれぞれ表示する画像の区分が明確になる。特に壁部の表面を黒色に設定することで、視覚的な区別がよりやりやすくなるし、余計な光の影響を排除することができ、画像を際だたせることができる。
【００７３】
また本実施形態によれば、壁部２０ｃを、画像伝達パネル３と結像面２との間の空間に設けているので、一層ユーザインタフェース領域とそれ以外の領域との画像の区別がやりやすくなる。
【００７４】
また本実施形態によれば、ユーザインタフェース領域とそれ以外の領域とで、表示部１からの距離を異ならせたので、両領域の画像間に奥行き方向の段差を付けることができる。つまり、画面内での浮き出し量に差を付けることができる。従って、奥行き方向の操作感をユーザに持たせることができ、感興（アミューズメント性）が増す。
【００７５】
ユーザインタフェース領域とそれ以外の領域の画像間に段差を付ける方法としては、表示部１と結像面２の間に結像距離可変部材を設ける方法があり、例えば、表示部１と画像伝達パネル３の間に結像距離可変部材１２０，１３１，１３２を設けたり、画像伝達パネル３と結像面２の間に結像距離可変部材１２０，１３１，１３２を設けたりすることができる。
【００７６】
また、結像距離可変部材としては、レンズを使用することができる。特に、フレネルレンズのように薄いレンズの場合は、レンズを画像伝達パネル上に配置することもできる。
【００７７】
また、ユーザインタフェース領域に表示される画像の近傍に支持体１０１を配置し、ユーザの体の一部を支持体１０１で支持できるようにしたので、ユーザはこの支持体１０１に手や指などを掛けながら、インターフェース領域に指等を安定的に差し込むことができ、確実に狙った操作の指示を与えることができる。また、ユーザの手が疲れにくくなり、長時間にわたる操作であっても、難なくこなすことが可能となる。また、支持体自体が空間上の比較対象物としての役割を果たすことになるため、視覚的にユーザの目の焦点を立体的二次元画像に一致しやすくなり、視認性の向上も期待できる。
本出願は、２００４年９月３０日出願の日本特許出願（特願２００４−２８８６６２）、に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【符号の説明】
【００７８】
１  表示部
１Ａ  画像表示面
２  立体画像表示面（結像面）
２ａ  中央部（ユーザインタフェース領域以外の領域）
２ｂ  周辺部（ユーザインタフェース領域）
３  画像伝達パネル
６  立体画像表示部
１０  位置検出センサ
１５  制御部
２０  筐体
２０ａ  開口
２０ｂ  外壁
２０ｃ  内壁（壁部）
１０１  支持枠
１１０  透明板
１２０  媒質（結像距離可変部材）
１３１，１３２  フレネルレンズ（結像距離可変部材）
【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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