"互いに視差を有する複数の視点の画像を規則的に並べて表示する表示パネルと、前記表示パネルの前面に配置され、電圧制御により仮想的なレンチキュラレンズを前記表示パネルの画像に対応して一定の間隔で整列して形成する光線変換素子と、前記表示パネルおよび前記光線変換素子を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記表示パネルと観察者との距離に応じて、前記光線変換素子が形成する前記仮想的なレンチキュラレンズの焦点距離を変更する、立体表示装置。前記制御部は、観察者との距離に応じて、前記表示パネルが表示する前記視点の数を調整する、請求項1に記載の立体表示装置。前記制御部は、観察者の位置に応じて、前記表示パネルが表示する画像の配置を平行移動させる、請求項1または2に記載の立体表示装置。前記制御部は、観察者との距離に応じて、前記表示パネルが表示する画像の視差量を調整する、請求項1~3のいずれか一項に記載の立体表示装置。観察者の位置を自動的に検出する自動視位置検出部をさらに備える、請求項1~4のいずれか一項に記載の立体表示装置。前記光線変換素子は、液晶を使用した屈折率分布型レンズである、請求項1~5のいずれか一項に記載の立体表示装置。前記表示パネルは、液晶ディスプレイである、請求項1~6のいずれか一項に記載の立体表示装置。多眼方式による立体表示装置では、あらかじめ観察者が視聴する位置を仮定して、その位置を最適視位置として各要素の設計が行われる。そのため、最適視位置から外れると、正常な立体画像を得られない。例えば、右目に映るべき画像と左目に映るべき画像とが入れ替わったり逆視、複数の視点の画像が混ざるクロストークといった現象が起こる。これらは、観察者に違和感や疲労感を与える原因となる。特許文献2に記載の立体表示装置は、可変レンズアレイ素子によって、シリンドリカルレンズの形状をサブピクセル単位で変化させる。この文献には、観察者の視聴位置の水平方向の移動に応じてシリンドリカルレンズの位置を変化させることで、逆視やクロストークを防止することができると記載されている。しかしながら、特許文献2に記載の立体表示装置では、シリンドリカルレンズの位置を細かく調整するために、多数の電極を細かく配置する必要がある。また、特許文献2には、表示パネルに対して垂直な方向への視位置の移動視距離の変化に関しては触れられていない。仮に、レンズピッチの変更によって視距離の変化に対応しようとした場合、視距離の変化に伴って変更すべきレンズピッチの量はごく僅かである。そのため、それに対応したレンズピッチを形成するための多数の電極を形成する必要がある。また、可変レンズアレイを液晶レンズで構成した場合、レンズピッチを変更させる電位変化に対して、液晶の応答速度が遅くなるという問題がある。本発明の目的は、広い視位置において立体視が可能な、立体表示装置の構成を得ることである。ここに開示する立体表示装置は、互いに視差を有する複数の視点の画像を規則的に並べて表示する表示パネルと、前記表示パネルの前面に配置され、電圧制御により仮想的なレンチキュラレンズを前記表示パネルの画像に対応して一定の間隔で整列して形成する光線変換素子と、前記表示パネルおよび前記光線変換素子を制御する制御部とを備える。前記制御部は、前記表示パネルと観察者との距離に応じて、前記光線変換素子が形成する前記仮想的なレンチキュラレンズの焦点距離を変更する。本発明によれば、広い視位置において立体視が可能な、立体表示装置の構成が得られる。本発明の一実施形態にかかる立体表示装置は、互いに視差を有する複数の視点の画像を規則的に並べて表示する表示パネルと、前記表示パネルの前面に配置され、電圧制御により仮想的なレンチキュラレンズを前記表示パネルの画像に対応して一定の間隔で整列して形成する光線変換素子と、前記表示パネルおよび前記光線変換素子を制御する制御部とを備える。前記制御部は、前記表示パネルと観察者との距離に応じて、前記光線変換素子が形成する前記仮想的なレンチキュラレンズの焦点距離を変更する第1の構成。上記の構成によれば、光線変換素子によって形成される仮想的なレンチキュラレンズによって、表示パネルに表示された視差画像が分離される。表示パネルと観察者との距離に応じて、仮想的なレンチキュラレンズの焦点距離を変更することによって、様々な視距離において立体視が可能になる。上記第1の構成において、前記制御部は、観察者との距離に応じて、前記表示パネルが表示する前記視点の数を調整することが好ましい第2の構成。上記の構成によれば、視点数を調整することによって、仮想的なレンチキュラレンズの1つあたりの表示パネルの画素数を整合させる。これにより、視距離の変化に伴う、クロストークを防止することができる。上記第1または第2の構成において、前記制御部は、観察者の位置に応じて、前記表示パネルが表示する画像の配置を平行移動させることが好ましい第3の構成。上記の構成によれば、逆視を防止して、立体視ができる視位置を広げることができる。上記第1~第3のいずれかの構成において、前記制御部は、観察者との距離に応じて、前記表示パネルが表示する画像の視差量を調整することが好ましい第4の構成。上記の構成によれば、観察者により自然な立体感を与えることができる。上記第1~第4のいずれかの構成において、観察者の位置を自動的に検出する自動視位置検出部をさらに備えていても良い第5の構成。上記第1~第5のいずれかの構成において、前記光線変換素子は、液晶を使用した屈折率分布型レンズとすることができる第6の構成。上記第1~第6のいずれかの構成において、前記表示パネルは、液晶ディスプレイとすることができる第7の構成。[実施の形態]以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。図1は、本発明の一実施形態にかかる立体表示装置1の概略構成を示す分解斜視図である。立体表示装置1は、液晶レンズ11、位相差板12、スペーサ13、液晶ディスプレイ14、およびバックライト15を備えている。液晶レンズ11および液晶ディスプレイ14は、ともに平面視で概略矩形の板状形状で、主面最も面積の大きい面の大きさが、互いに略等しく形成されている。液晶レンズ11は、詳しい構成は後述するが、一対の基板と、これに挟持された液晶層とを備える。液晶レンズ11は、液晶層内の液晶分子の配向を変化させることで、液晶層を通る光の挙動を変化させる。液晶レンズ11の背面には、位相差板12が配置されている。位相差板12は、液晶ディスプレイ14から出射される光の偏光方向を調整し、液晶レンズ11の液晶分子の配向が変化する方向と一致させる。なお、本実施形態では位相差板12を使用するが、液晶ディスプレイ14から出射される光の偏光方向によっては、位相差板12はなくても良い。位相差板12の背面には、スペーサ13を介して、液晶ディスプレイ14が配置されている。液晶ディスプレイ14は、表示部140と、アクティブマトリクス基板と、これに対向して配置されたカラーフィルタ基板と、両基板に挟持された液晶層とを備えている。アクティブマトリクス基板には、TFTThinFilmTransitorと画素電極とがマトリクス状に形成されている。液晶ディスプレイ14は、TFTを制御することによって、任意の画素電極上の液晶層内の液晶分子の配向を変化させる。これにより、液晶ディスプレイ14は、任意の画像を表示部140に表示することができる。液晶ディスプレイ14の背面には、バックライト15が配置されている。バックライト15は、液晶ディスプレイ14に光を照射する。立体表示装置1は、液晶レンズ11と、液晶ディスプレイ14とを連動して制御することによって、立体表示を行う。図2aは、液晶ディスプレイ14の表示部140の画素配置を示した図である。表示部140は、多数の画素140Aから構成されている。画素140Aのそれぞれはさらに、赤R、緑G、青Bに対応するサブ画素140aから構成されている。サブ画素140aは水平方向に間隔pで均等に整列している。液晶ディスプレイ14は、これらのサブ画素140aを表示単位として、互いに視差を有する複数の視点の画像以下、視差画像と言うを規則的に並べて表示する。図2bは、視差画像の、サブ画素140aへの配置の仕方の一例を示したものである。図2bに示すように、同一視点の画像図2b中にA1,A2,A9の番号を付して示すを、鉛直方向に対し角度φだけ傾けて配置する。図2bの例では、同一視点の画像を、鉛直方向に1ライン進む毎に水平方向に1ラインずらして表示している。このような表示をするのは、同一視点の画像の整列方向とサブ画素の整列方向とを一致させた場合φ=0の場合、特定の視点で発色が偏ったり、モアレが目立ったりする場合があるためである。図3は、液晶レンズ11と、液晶レンズ11によって形成される仮想的なレンチキュラスクリーン110との関係を模式的に示した図である。仮想的なレンチキュラスクリーン110は、多数の仮想的なレンチキュラレンズ110aから構成される。液晶レンズ11は、液晶ディスプレイ14に表示される画像に対応して、一定の間隔L1で整列した複数のレンチキュラレンズ110aを形成する。レンチキュラレンズ110aは、液晶ディスプレイ14の画像に対応して、角度φだけ傾けて配置される。以下では、このレンチキュラレンズ110aの整列方向をx方向、レンチキュラレンズ110aの延在方向をy方向、液晶レンズ11の厚さ方向をz方向と呼んで参照する。図4は、液晶レンズ11の、y方向に垂直な断面図である。液晶レンズ11は、制御基板111と、対向基板113と、両基板に挟持された液晶層112とを備える。本実施形態では、液晶層112を構成する液晶分子112aとして、誘電率異方性が正のものを用いる。液晶分子112aは、複屈折性を有している。すなわち、光学軸に平行に振動する光に対する屈折率neと、光学軸に垂直に振動する光に対する屈折率noとが異なっている。液晶分子112aは、Δn=ne-noの値の大きいものが好ましい。制御基板111には、複数の主電極114が形成されている。主電極114のそれぞれはy方向に沿って細長に形成され、それらが互いに略平行になるようにx方向に沿って間隔L1で配置されている。主電極114を覆って、配向膜117が形成されている。対向基板113には、全面に共通電極116が形成されている。共通電極116を覆って、配向膜118が形成されている。配向膜117および118には、配向処理によって、x方向と平行に複数の溝が形成されている。配向膜117および118によって、液晶層112に電圧が印加されていない状態電圧無印加状態では、液晶分子112aは、分子長軸がx方向と平行になるように配向する。主電極114と共通電極116との間に電圧が印加されると、この電圧によって電界が生じる。液晶分子112aは、電界と分子長軸とが平行になるように配向する。図4に示すように、主電極114近傍の液晶分子112aの分子長軸は、z方向と平行に配向する。主電極114から離れるにつれて、液晶分子112aの長軸は、z方向からx方向に傾いていく。液晶分子112aの配向方向の変化にしたがって、液晶層112の屈折率が変化する。そのため、液晶層112は、x方向に屈折率分布を有する。液晶層112は、この屈折率分布によって、図4に破線の矢印で示したように、液晶層112に入射した光を集光することができる。すなわち、液晶レンズ11は屈折率分布型レンズGradientIndexLens、GRINレンズとして機能する。液晶レンズ11は、主電極114と共通電極116との間の電位差を制御することによって、レンズ形状を制御し、焦点距離を変化させることができる。また、電圧無印加状態では、液晶分子112aは配向膜117および118により一様に配向しているため、液晶レンズ11はGRINレンズとして機能しない。立体表示装置1は、液晶レンズ11と液晶ディスプレイ14とを連動して制御して、2次元画像表示と3次元画像表示とを切り替えることができる。以上、本実施形態における液晶レンズ11の構成を説明した。本実施形態では、液晶層112を構成する液晶分子112aとして、誘電率異方性が正のものを用いる場合を説明した。しかし、液晶分子112aとして、誘電率異方性が負のものを用いても良い。また、本実施形態では、簡単のため1水準の電圧を印加してGRINレンズを構成する例を示した。しかし、GRINレンズ1ピッチあたりに、複数の電極を配置して、多水準の電圧を印加することが好ましい。レンズ形状をより緻密に形成できるためである。[焦点距離fおよび表示画像の調整]次に、図5~図7を用いて、本実施形態による焦点距離fおよび表示画像の調整について説明する。図5に示すように、表示部140には、サブ画素140aが間隔pで整列している。サブ画素140aを表示単位として、互いに視差を有するN個図5~図7ではN=9の場合を例示しているの視点の画像が並べて表示されている。表示面から距離S1だけ隔てて、レンチキュラスクリーン110が配置されている。レンチキュラスクリーン110は、複数のレンチキュラレンズ110aから構成されており、レンチキュラレンズ110aは、間隔ピッチLで整列している。なお、LとL1とは下記の関係を満たす。L1=Lcosφ1表示部140を、レンチキュラスクリーン110から視距離S2だけ離れた位置で観察する場合を考える。隣接したサブ画素140aに表示された画像が、この観察位置で視点間距離Eだけ離れるように分離されるためには、図5に示した2つの三角形T1とT2の相似関係から、次の式を満たす必要がある。S1:p=S2:E2さらに、視点数Nと、レンチキュラレンズ110aのピッチLとの間には、図6に示した三角形T3とT4の相似関係から、次の関係が成り立つ。S2:L=S1S2:N×p3式23に加えて、レンチキュラレンズ110aの焦点距離fが、下記の式を満たす必要がある。1/S11/S2=1/f4次に、ピッチLおよび距離S1を変化させずに、表示部140を、レンチキュラスクリーン110から視距離S2’S2’>S2だけ離れた位置で観察する場合を考える。このときの視点間距離E’は、式2よりE’=S2’/S2×Eとなる。図7に示すように、この状態では、レンチキュラレンズ110aのピッチLと、表示部140上に同一視点が表示されるまでの間隔とが対応しておらず、異なる視点の画像が混ざって観察されるクロストークが発生する。ピッチLおよび距離S1を変化させずに、クロストークを防止するためには、表示部140側で、同一視点が表示されるまでの間隔を変化させる必要がある。ここで、サブ画素140aのピッチpを変化させることは現実的ではないため、視点数をNからN’に変化させることを考える。N’は、式3と同様にして導かれる次の関係を満たす。S2’:L=S1S2’:N’×p5ここで、N’が非整数の場合の取り扱いについて述べる。例えば、N’=8.95の場合を考える。1ラインのレンチキュラレンズ110aに対応するサブ画素140aの数が8.95点ということは、100ラインのレンチキュラレンズ110aに対応するサブ画素140aの数は895点ということになる。N=9の場合は、100ラインのレンチキュラレンズ110aに対応するサブ画素140aの数は900点であるから、そこから5点を均等に間引けば良い。すなわち、20ラインのレンチキュラレンズ110a毎に、1つの視点の表示をスキップすれば良い。上記に加え、レンチキュラレンズ110aの焦点距離を下記の焦点距離f’に変化させる必要がある。1/S11/S2’=1/f’6本実施形態にかかる立体表示装置1では、後述するように、視距離S2の変化を検出して、最適な視点数Nおよび焦点距離fを求める。そして、視点数Nの調整を液晶ディスプレイ14により行い、焦点距離fの調整を液晶レンズ11により行う。以上は、観察者が立体表示装置1の表示部140と垂直な方向に移動した場合視距離S2が変化した場合における焦点距離fおよび表示画像の調整手順である。次に、観察者が立体表示装置1の表示部140と平行に移動した場合について説明する図8は、視点数N、視点間距離E、および立体画像を観察可能な領域以下、視域というVRとの関係を模式的に示した図である。矢印A1,A2A9は、各視点の画像が観察される位置を表している。図8に示すように、多眼方式では視点数Nが有限であるため図8ではN=9、視域VRも有限である。視域VRから外れた領域VRIでは、右目に映るべき画像と左目に映るべき画像とが入れ替わる逆視が発生する。本実施形態にかかる立体表示装置1は、後述するように、観察者の位置の変化を検出する。そして、観察者の位置に応じて、視差画像の配置を平行移動させて、逆視の発生を防止する。図9は、立体表示装置1における、焦点距離fおよび表示画像の調整手順を示す機能ブロック図である。立体表示装置1は、既述の構成に加えてさらに、視位置検出部16と、制御部17とを備えている。視位置検出部16は、観察者の位置Pを制御部17へ出力する。視位置検出部16は、カメラと画像処理回路とを組み合わせる等して、観察者の位置Pを自動的に検出するものが好ましいが、観察者がマニュアルで位置Pを入力するコントローラのようなものであっても良い。制御部17は、視位置検出部16から観察者の位置Pを入力し、外部から画像信号Vsを入力する。そして、これらの情報をもとに、液晶レンズ11、液晶ディスプレイ14、およびバックライト15を制御する。制御部17は、液晶レンズ11または液晶ディスプレイ14を構成する基板等にモジュールとして実装されていても良いし、これらとは別の部品であっても良い。また、制御部17の全てがハードウェアとして実装されていなくても良い。すなわち、制御部17の一部は、コンピュータプログラムをプロセッサが実行することによって実現される仮想的な機能ブロックであっても良い。制御部17は、パラメータ算出部171と、立体画像調整部172と、レンズドライバ173と、ディスプレイドライバ174とを備える。パラメータ算出部171は、視位置検出部16から出力された観察者の位置Pを入力する。そして、観察者の位置Pに含まれる視距離S2に基づいて焦点距離fおよび視点数Nを算出する。その後、焦点距離fをレンズドライバ173に出力する。また、観察者の位置Pおよび視点数Nを立体画像調整部172に出力する。立体画像調整部172は、パラメータ算出部171から出力された、観察者の位置Pおよび視点数Nを入力する。また、立体画像調整部172は、外部から画像信号Vsを入力する。画像信号Vsは、例えば、2つ以上の方向から撮影された画像を含む多チャンネルデータである。入力された画像のチャンネル数をMとして、立体画像調整部172は、Mチャンネルの画像データからN視点の画像データを生成する。立体画像調整部172による画像データの生成は、既述のように規則的に特定の視点の表示をスキップすることにより行うことができる。また、Mチャンネルの画像データの補間等を行って、N視点の画像データを再構築しても良い。このとき、視距離S2に応じて、各視点の画像間の視差量を調整することが望ましい。視差量を調整することによって、観察者に、より自然な立体感を与えることができる。視距離S2が小さいほど視差量は大きくなり、視距離S2が大きくなるほど視差量は小さくなる。さらに、観察者の位置Pに応じて、逆視が発生しないように、視差画像の配置を平行移動させても良い。画像信号Vsは、上記の他、2次元画像とその各画素の深度情報とを含むようなものであっても良い。あるいは、立体画像調整部172が、シングルチャンネルの2次元画像から立体画像を推定し、N視点の画像データを生成する構成としても良い。立体画像調整部172は、生成したN視点の画像データを、画像信号Vdとしてディスプレイドライバ174に出力する。レンズドライバ173は、パラメータ算出部171から出力される焦点距離fを入力し、この値に基づいて液晶レンズ11を駆動する。ディスプレイドライバ174は、立体画像調整部172から出力される画像信号Vdを入力し、この信号に基づいて液晶ディスプレイ14およびバックライト15を駆動する。以上、本実施形態に立体表示装置1の構成および、立体表示装置1による焦点距離fおよび表示画像の調整手順について説明した。立体表示装置1によれば、焦点距離fを制御することにより、広い視位置において立体視が可能になる。焦点距離fの制御は、液晶レンズ11に印加する電圧の制御によって行うことができる。レンズピッチの調整によって視位置の調整を行う場合、レンズピッチの調整に必要な分解能を得るために多数の電極が必要である。本実施形態の場合は、電極の数は少なくても良い。また、レンズピッチを変更する場合、変更量が僅かであっても、多数のシリンドリカルレンズ110aが整列しているため、液晶分子112aの配向方向を大きく変えなければならない。一方、本実施形態の様に焦点距離fを変更する場合、変更量が僅かであれば、液晶分子112aの配向方向の変化量も僅かである。そのため、応答速度を速くできる。本実施形態では、表示部140の画素配置として、画素140A内に、赤、緑、青のサブ画素140aが、水平方向に整列した構成を例示した。しかし、画素140Aは、さらに多くのサブ画素を備えても良く、他の色を表示するサブ画素を備えていても良い。また、画素140A内でのサブ画素140aの配置の方法も任意であり、鉛直方向に整列させたり、複数の列に分割して配置しても良い。本実施形態では、表示部140に視差画像を、ストライプ状に並べて配置した。しかし、複数の視点の画像の配置方法は、規則的に並べて表示する限り任意であり、これに合わせて液晶レンズ11を調整すれば良い。以下では、数値を含んだより具体的な構成例を説明する。この構成例は、本実施形態を限定するものではない。[第1の実施形態]視点間距離E=16.25mm、視点数N=9、液晶ディスプレイ14を対角42インチ1066.8mmのフルハイビジョン解像度:1920×1080画素ディスプレイとして、立体表示装置1を設計する。液晶ディスプレイ14の画素140Aは正方形とし、水平方向に、赤、緑、青のサブ画素140aで3等分されているものとする。そうすると、画素140Aの一辺の大きさは約484.5μmであり、サブ画素140aの水平方向の間隔pは約161.5μmとなる。また、角度φは18.4°である。ディスプレイを視聴するのに最適な距離は、一般的に、ディスプレイの縦方向の長さの3倍と言われている。これから、最適視距離S2を1.6mに設定し、各要素の設計を行う。式2より、S1=14.902mmとなる。式3より、L=1439.199μm、式1よりL1=1365.342μmとなる。さらに、式4によりf=14.745mmとなる。以上のように、最適視距離S2=1.6mで設計した立体表示装置1を、視距離S2’=3.2mの位置で観察する場合を考える。式5よりN’=8.96、式6よりf’=15.823となる。このような焦点距離f,f’を持つレンチキュラレンズ110aを実現するため、液晶レンズ11を次のように設計した。図10に示すように、1つのレンチキュラレンズ110aに対し15本の主電極114を等間隔に配置し、8水準の電位V1,V2,V8をレンチキュラレンズ110aの中心線に対称に加えて電界を形成できるようにした。なお、共通電極116は接地電位とした。各主電極114の幅は約20μm、各主電極114間の間隔は97.5μとした。液晶層112を構成する液晶分子112aとして、Δn=0.17のものを使用した。図11は、視距離S2が1.6mおよび3.2mの場合において、対応する焦点距離fを形成するために主電極114に印加する電位V1,V2,V8の値を調整した結果を示す表である。[第2の実施形態]第1の実施形態では、通常よりも視距離S2を長くする場合を考えた。次に、通常よりも視距離S2を短くする場合を考える。視距離S2を短くする場合には、視点間距離Eが短くなることを考慮する必要がある。視点間距離Eが短くなると、視域VRも狭くなる図8参照。視域VRが、両目の間隔一般的には65mmと言われているよりも狭くなると、立体像を観察することができなくなる。したがって、例えば9視点の場合、視点間距離Eは、少なくとも65mm/8=8.125mm以上である必要がある。この値に余裕を持たせて、最も短い視距離S2で観察した場合の視点間距離Eが16.25mmとなるように、立体表示装置1を設計する。例えば、視距離S2=1.2mと、視距離S2=1.6mとの両方で観察できる立体表示装置1を設計する場合、視距離S2=1.2mにおいて、視点間距離Eが16.25mmとなるように設計を行う。視点間距離E=16.25mm、視点数N=9、液晶ディスプレイ14を対角42インチのフルハイビジョンディスプレイとし、視距離S2=1.2mとすると、式2より、S1=11.926mm、式1および3よりL1=1365.342μm、式4よりf=11.809mmとなる。以上のように、最適視距離S2=1.2mで設計した立体表示装置1を、視距離S2’=1.6mの位置で観察する場合、式5よりN’=8.98、式6よりf’=11.838となる。[その他の実施形態]以上、本発明についての実施形態を説明したが、本発明は上述の各実施形態のみに限定されず、発明の範囲内で種々の変更や組み合わせが可能である。"