特許 6899237 立体映像表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6899237

(24)【登録日】2021年6月16日

(45)【発行日】2021年7月7日

(54)【発明の名称】立体映像表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 30/10 20200101AFI20210628BHJP

   H04N 13/307 20180101ALI20210628BHJP

   G03B 35/16 20210101ALI20210628BHJP

【ＦＩ】

   G02B30/10

   H04N13/307

   G03B35/16

【請求項の数】9

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2017-60647(P2017-60647)

(22)【出願日】2017年3月27日

(65)【公開番号】特開2018-163282(P2018-163282A)

(43)【公開日】2018年10月18日

【審査請求日】2020年1月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004352

【氏名又は名称】日本放送協会

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 隼人

(72)【発明者】

【氏名】河北 真宏

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 久幸

(72)【発明者】

【氏名】岡市 直人

(72)【発明者】

【氏名】三科 智之

【審査官】 鈴木 俊光

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１０２２７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０９３８９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／００３５５１２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−０５２０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１２７９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 SHIN, Minyoung，Three-Dimensional Display System Based on Integral Imaging with Viewing Direction Control，Japanese Journal of Applied Physics，日本，２０１０年，４９，072501-1 - 072501-7

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ３０／００ − ３０／６０

Ｈ０４Ｎ １３／３０ − １３／３９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

点光源群をバックライトとして用いて、立体映像を表示するインテグラルフォトグラフィ方式の立体映像表示装置であって、
点光源の配光特性を表すマスク画像が要素レンズに対応して配列された点光源群形成用パターンを投影する投影手段と、
前記投影手段が投影した点光源群形成用パターンを平行光として出射する平行光出射手段と、
前記要素レンズが２次元状に配列され、前記平行光出射手段からの平行光を各要素レンズの焦点に集光することで、前記点光源群を形成するレンズアレイと、
要素画像群を表示する空間光変調素子と、
前記マスク画像に含まれる非マスク領域の位置及び大きさと、前記非マスク領域の光強度分布と、前記非マスク領域が含まれるマスク画像の投影間隔と、前記マスク画像の投影方向との何れか１以上を制御する制御手段と、を備え、
前記マスク画像の全部又は一部は、前記投影手段が最大輝度の光を投影する矩形状の前記非マスク領域と、前記非マスク領域の周囲に位置し、前記投影手段が光を投影しない矩形状の外形のマスク領域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】

前記制御手段は、１台であり、
前記立体映像の解像度を高くする場合、前記非マスク領域を小さく、かつ、前記非マスク領域が含まれるマスク画像の投影間隔を短くし、
前記立体映像の視域角を広くする場合、前記非マスク領域を大きく、かつ、前記非マスク領域が含まれるマスク画像の投影間隔を長くすることを特徴とする請求項１に記載の立体映像表示装置。

【請求項3】

前記投影手段は、１台であり、
前記制御手段は、時間分割で表示される前記立体映像の視域毎に、当該視域に対応した位置及び大きさの前記非マスク領域を設定し、設定した前記非マスク領域が含まれるマスク画像を時間分割で切り替えることを特徴とする請求項１に記載の立体映像表示装置。

【請求項4】

前記投影手段は、１台であり、
前記制御手段は、前記非マスク領域が含まれるマスク画像の投影間隔を任意の長さに設定し、前記非マスク領域が含まれるマスク画像と、前記非マスク領域が含まれないマスク画像とを時間分割で切り替えることを特徴とする請求項１に記載の立体映像表示装置。

【請求項5】

前記投影手段は、２台以上であり、
前記制御手段は、各投影手段が投影する前記点光源群形成用パターンにより、同一位置に前記点光源を形成し、かつ、前記各投影手段が表示する立体映像の視域が連続するように、前記非マスク領域の位置及び前記投影方向を設定することを特徴とする請求項１に記載の立体映像表示装置。

【請求項6】

前記投影手段は、２台以上であり
前記制御手段は、各投影手段が投影する前記点光源群形成用パターンにより、前記投影手段毎の位置に前記点光源を形成するように、前記非マスク領域の位置及び前記投影方向を設定することを特徴とする請求項１に記載の立体映像表示装置。

【請求項7】

前記投影手段は、２台以上であり
前記制御手段は、各投影手段が投影する前記点光源群形成用パターンにより、前記投影手段毎の位置に前記点光源を形成するように、前記投影方向を時間分割で切り替えることを特徴とする請求項１に記載の立体映像表示装置。

【請求項8】

前記制御手段は、時間分割の切り替え前後で前記各投影手段が表示する立体映像の視域が重複する領域について、前記領域が暗くなるように前記マスク画像の光強度分布を設定することを特徴とする請求項７に記載の立体映像表示装置。

【請求項9】

前記投影手段は、前記レンズアレイの光軸方向から外れて位置し、
前記平行光出射手段は、
前記投影手段が投影した点光源群形成用パターンを前記レンズアレイに向けて反射するミラーと、前記ミラーで反射された点光源群形成用パターンを平行光として出射するコリメータレンズとを備えるか、又は、
前記投影手段が投影した点光源群形成用パターンを平行光として前記レンズアレイに向けて反射する凹面ミラーを備えることを特徴とする請求項１から請求項８の何れか一項に記載の立体映像表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インテグラルフォトグラフィ（ＩＰ：Integral Photography）方式の立体映像表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的なＩＰ方式では、ディスプレイ前面にレンズアレイを設置し、対応する要素画像群をディスプレイに表示することで、水平・垂直方向に視差のある裸眼立体映像を表示する。

【0003】

また、ＩＰ方式では、レンズアレイを用いる代わりに、点光源をバックライトとして用いて、その前面にディスプレイを設置して立体映像を表示することも可能である。点光源をバックライトとして用いる手法は、レンズアレイの表面形状や反射特性の影響など、レンズアレイに起因する画質の低下要因が少ないという利点がある。また、光の透過と拡散を制御する素子をディスプレイの前段に配置することで、２次元画像と３次元画像を切り替えることも可能である。

【0004】

ここで、ＬＥＤアレイとレンズアレイを用いて、レンズアレイの焦点面に点光源を形成する手法が提案されている（非特許文献１）。また、平行光源とレンズアレイを用いて、点光源を形成する手法も提案されている（非特許文献２）。この非特許文献２に記載の手法は、２つの平行光源を異なる位置に設置し、時間分割で切り替えることで、立体映像の視域角を拡大することも可能である。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】OPTICS LETTERS,Vol.31,No.19,2006.10.1

【非特許文献2】Japanese Journal of Applied Physics ,Vol.44,No.31,2005.7.22

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、非特許文献１，２に記載の手法では、点光源の配光特性が固定であるため、視域角や解像度といった立体映像の表示特性は固定され、表示中に制御することができない。多様な立体映像コンテンツを表示するためには、コンテンツに応じて視域角や解像度などの立体映像の表示特性を表示中に制御できることが好ましい。

【0007】

そこで、本発明は、立体映像の表示特性を表示中に制御できる立体映像表示装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

前記した課題に鑑みて、本発明に係る立体映像表示装置は、点光源群をバックライトとして用いて、立体映像を表示するインテグラルフォトグラフィ方式の立体映像表示装置であって、点光源の配光特性を表すマスク画像が要素レンズに対応して配列された点光源群形成用パターンを投影する投影手段と、前記投影手段が投影した点光源群形成用パターンを平行光として出射する平行光出射手段と、前記要素レンズが２次元状に配列され、前記平行光出射手段からの平行光を各要素レンズの焦点に集光することで、前記点光源群を形成するレンズアレイと、要素画像群を表示する空間光変調素子と、制御手段とを備え、前記マスク画像の全部又は一部が、前記投影手段が最大輝度の光を投影する矩形状の前記非マスク領域と、前記非マスク領域の周囲に位置し、前記投影手段が光を投影しない矩形状の外形のマスク領域とを有する構成とした。

【0009】

かかる構成によれば、立体映像表示装置は、制御手段によって、前記マスク画像に含まれる非マスク領域の位置及び大きさと、前記非マスク領域の光強度分布と、前記非マスク領域が含まれるマスク画像の投影間隔と、前記マスク画像の投影方向との何れか１以上を制御する。
このように、立体映像表示装置は、立体映像の表示中、所望のマスク画像を投影手段が投影するので、点光源の配光特性を任意に制御することができる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、以下のような優れた効果を奏する。
本発明に係る立体映像表示装置は、点光源の配光特性を任意に変更できるので、視域角や解像度といった立体映像の表示特性を、その表示中に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１実施形態に係る立体映像表示装置の概略構成図である。

【図2】点光源の位置及び配光角を説明する説明図である。

【図3】点光源群形成用パターンを説明する説明図である。

【図4】点光源形成用パターンと、点光源の形成位置及び配光角と、点光源の配光特性との関係を説明する説明図である。

【図5】立体映像の解像度を高くする制御を説明する説明図であり、（ａ）は点光源群形成用パターンであり、（ｂ）は立体映像表示装置である。

【図6】立体映像の視域角を広くする制御を説明する説明図であり、（ａ）は点光源群形成用パターンであり、（ｂ）は立体映像表示装置である。

【図7】本発明の第２実施形態に係る立体映像表示装置の概略構成図であり、（ａ）は下側の視域を表示した状態であり、（ｂ）は上側の視域を表示した状態である。

【図8】点光源群形成用パターンを説明する説明図であり、（ａ）は図７（ａ）に対応し、（ｂ）は図７（ｂ）に対応する。

【図9】本発明の第３実施形態に係る立体映像表示装置の概略構成図であり、（ａ）は偶数個目の要素レンズに投影した状態であり、（ｂ）は奇数個目の要素レンズに投影した状態である。

【図10】点光源群形成用パターンを説明する説明図であり、（ａ）は図９（ａ）に対応し、（ｂ）は図９（ｂ）に対応する。

【図11】本発明の第４実施形態に係る立体映像表示装置の概略構成図である。

【図12】点光源群形成用パターンを説明する説明図であり、（ａ）は１台目のプロジェクタに対応し、（ｂ）は２台目のプロジェクタに対応する。

【図13】本発明の第５実施形態に係る立体映像表示装置の概略構成図である。

【図14】点光源群形成用パターンを説明する説明図であり、（ａ）は１台目のプロジェクタに対応し、（ｂ）は２台目のプロジェクタに対応する。

【図15】本発明の第６実施形態に係る立体映像表示装置の概略構成図であり、（ａ）は１台目のプロジェクタが投影した状態であり、（ｂ）は２台目のプロジェクタが投影した状態である。

【図16】点光源群形成用パターンを説明する説明図であり、（ａ）は図１５（ａ）に対応し、（ｂ）は図１５（ｂ）に対応する。

【図17】視域の重なりを説明する説明図である。

【図18】点光源形成用パターンの光強度分布を説明する説明図であり、（ａ）は図１５（ａ）に対応し、（ｂ）は図１５（ｂ）に対応する。

【図19】（ａ）は本発明の第７実施形態に係る立体映像表示装置の概略構成図であり、（ｂ）は点光源群形成用パターンを説明する説明図である。

【図20】本発明の第８実施形態に係る立体映像表示装置の第１例を説明する説明図である。

【図21】本発明の第８実施形態に係る立体映像表示装置の第２例を説明する説明図である。

【図22】本発明の第８実施形態に係る立体映像表示装置の第３例を説明する説明図である。

【図23】本発明の変形例に係る立体映像表示装置の概略構成図であり、（ａ）は最大解像度の段階であり、（ｂ）は解像度と視域角が中間段階であり、（ｃ）は視域角が最大の段階である。

【図24】点光源群形成用パターンを説明する説明図であり、（ａ）は図２３（ａ）に対応し、（ｂ）は図２３（ｂ）に対応し、（ｃ）は図２３（ｃ）に対応する。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（第１実施形態）
［立体映像表示装置］
以下、本発明の各実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各実施形態において、同一の手段及び同一の部材には同一の符号を付し、説明を省略した。

【0013】

図１を参照し、本発明の第１実施形態に係る立体映像表示装置１の概略について説明する。
立体映像表示装置１は、点光源群Ｐをバックライトとして用いて、ＩＰ方式で立体映像を表示するものであり、図１に示すように、プロジェクタ（投影手段）１０と、コリメータレンズ（平行光出射手段）２０と、レンズアレイ３０と、空間光変調素子４０と、制御装置（制御手段）５０とを備える。

【0014】

プロジェクタ１０は、後記する制御装置５０からの制御に従って、点光源群形成用パターンを投影するものである。この点光源群形成用パターンは、点光源ｐの配光特性を制御するためのマスク画像であり、その詳細は後述する。本実施形態では、プロジェクタ１０は、１台であることとする。また、プロジェクタ１０は、コリメータレンズ２０の焦点距離Ｆに配置され、正確に位置校正が行われていることとする。なお、点光源ｐの大きさは、プロジェクタ１０の投影画像の１画素程度である。

【0015】

コリメータレンズ２０は、プロジェクタ１０が投影した点光源群形成用パターンを平行光として出射するものである。例えば、コリメータレンズ２０としては、一般的な凸レンズ、フレネルレンズをあげることができる。

【0016】

レンズアレイ３０は、コリメータレンズ２０からの平行光を各要素レンズ３１の焦点距離ｆの位置に集光することで、点光源群Ｐを形成するものである。このレンズアレイ３０は、複数の要素レンズ３１が、縦横方向や樽積み状に２次元に配列されている。例えば、要素レンズ３１としては、正面視すると円形状の一般的な凸レンズや凹レンズをあげることができる。

【0017】

空間光変調素子４０は、外部（例えば、制御装置５０）から入力された要素画像群Ｅを表示するものである。この要素画像群Ｅは、各要素レンズ３１に対応した要素画像ｅで構成される。例えば、空間光変調素子４０としては、液晶パネルをあげることができる。ここで、空間光変調素子４０は、空間光変調素子４０の画素を有効活用するため、点光源群Ｐによるバックライトが空間光変調素子４０の全体を照射する位置に配置することが好ましい。

【0018】

制御装置５０は、プロジェクタ１０を制御するものである。具体的には、制御装置５０は、プロジェクタ１０が投影する点光源群形成用パターンについて、非マスク領域の位置、非マスク領域の大きさと、点光源形成用パターンの光強度分布、非マスク領域を有する点光源形成用パターンの投影間隔、及び、点光源形成用パターンの投影方向の何れか１以上の制御を行う。この制御装置５０の詳細は後記する。

【0019】

以上のように、立体映像表示装置１では、プロジェクタ１０が点光源群形成用パターンを投影すると、コリメータレンズ２０によって点光源群形成用パターンの光線が平行光となり、要素レンズ３１に入射することになる。そして、要素レンズ３１に入射した光線は、要素レンズ３１の焦点距離ｆの位置に集光する。この集光点を点光源ｐとみなして、空間光変調素子４０に要素画像群Ｅを表示することで、立体映像を表示することが可能となる。

【0020】

ここで、立体映像表示装置１では、点光源群Ｐが空間光変調素子４０全体を照射するようなレンズアレイ３０の特性、点光源群形成用パターンの位置や大きさ、空間光変調素子４０の位置を設定することで、空間光変調素子４０の画素を有効に活用することができる。

【0021】

＜点光源の形成位置及び配光角＞
図２を参照し、点光源ｐの形成位置及び配光角について説明する。
図２に示すように、点光源形成用パターンの投影方向をθとする。投影方向θは、要素レンズ３１の光軸（ｘ軸）と、点光源形成用パターンの光軸（破線で図示）とのなす角である。このとき、点光源ｐの形成位置（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）は、下記の式（１）で表される。さらに、点光源ｐの配光角φは、下記の式（２）で表される。

【0022】

【数1】

【0023】

【数2】

【0024】

ａ，ｂはそれぞれ、点光源形成用パターンの非マスク領域の上端及び下端を表す。ｙ軸上では、非マスク領域の上端ａ〜下端ｂの間を光線が通過する。従って、点光源形成用パターンの投影方向θや非マスク領域の大きさ（上端ａ〜下端ｂ）を変更することで、点光源ｐの形成位置（ｐ_ｘ，ｐ_ｙ）や配光角φを制御できる。

【0025】

＜点光源群形成用パターン＞
図３を参照し、点光源群形成用パターン６０について説明する。
図３に示すように、点光源群形成用パターン６０は、点光源形成用パターン６１が要素レンズ３１に対応して配列された画像である。つまり、点光源群形成用パターン６０は、要素レンズ３１と同一配列で、同数の点光源形成用パターン６１で構成されている。

【0026】

ここで、点光源形成用パターン６１は、白色の非マスク領域６３、及び、黒色のマスク領域６５を有する。この点光源形成用パターン６１では、矩形状の非マスク領域６３が中心部に位置し、非マスク領域６３の周辺にマスク領域６５が位置する。ここで、非マスク領域６３は、プロジェクタ１０が最大輝度の光を投影する領域である。また、マスク領域６５は、プロジェクタ１０が光を投影しない領域である。言い換えるなら、点光源形成用パターン６１が投影された場合、非マスク領域６３を光線が通過する。

【0027】

なお、図３では、図面を見やすくするため、点光源形成用パターン６１を６個のみ図示し、残りを省略した。
また、図３の点光源形成用パターン６１は一例であり、非マスク領域６３及びマスク領域６５の位置や大きさが特に制限されない。

【0028】

＜点光源形成用パターンと点光源との関係＞
図４を参照し、点光源形成用パターン６１と点光源ｐとの関係について説明する。
図４では、上段に点光源形成用パターン６１を図示し、中段に点光源ｐの形成位置及び配光角を図示し、下段に点光源ｐの配光特性を図示した。

【0029】

図４（ａ）では、点光源形成用パターン６１の全面を非マスク領域６３とし、この点光源形成用パターン６１を要素レンズ３１の正面から投影している。この場合、点光源ｐは、要素レンズ３１の光軸上に形成される。また、プロジェクタ１０からの光線が要素レンズ３１の全体を通過するので、点光源ｐの配光角φが最大となる。このため、点光源ｐの配光特性は、正面で均等に広がるものとなる。

【0030】

図４（ｂ）では、図４（ａ）の点光源形成用パターン６１を斜め下から投影している。この場合、点光源ｐは、要素レンズ３１の光軸より上側に形成される。また、点光源ｐの配光特性は、上方向に均等に広がるものとなる。

【0031】

図４（ｃ）では、点光源形成用パターン６１の中央を非マスク領域６３とし、周辺をマスク領域６５とする。そして、この点光源形成用パターン６１を要素レンズ３１の正面から投影している。この場合、点光源ｐは、要素レンズ３１の光軸上に形成される。また、プロジェクタ１０からの光線が要素レンズ３１の中央のみを通過するので、点光源ｐの配光角φが狭くなる。

【0032】

図４（ｄ）では、点光源形成用パターン６１の上側を非マスク領域６３とし、下側をマスク領域とする。そして、この点光源形成用パターン６１を要素レンズ３１の正面から投影している。この場合、点光源ｐは、要素レンズ３１の光軸上に形成される。また、プロジェクタ１０からの光線が要素レンズ３１の上側のみを通過する。このため、点光源ｐの配光特性は、下方向に均等に広がるものとなる。

【0033】

図４（ｅ）では、点光源形成用パターン６１の中央に光強度分布６７を設けている。この光強度分布６７は、灰色の濃淡により通過する光線の強弱を制御するものである。つまり、光強度分布６７では、薄い箇所で光線が強く、濃い箇所で光線が弱くなる。図４（ｅ）の光強度分布６７は、点光源形成用パターン６１の中心側程光線が強く、周辺側程光線が弱くなるように、滑らかな輝度分布を有する。そして、この点光源形成用パターン６１を要素レンズ３１の正面から投影する。この場合、点光源ｐは、要素レンズ３１の光軸上に形成される。また、点光源ｐの配光特性は、正面で光線が強く、上下で光線が弱くなるものとなる。

【0034】

＜制御装置＞
図５，図６を参照し、制御装置５０を詳細に説明する。
なお、図５，図６では、図面を見やすくするために、要素レンズ３１や点光源形成用パターン６１及び要素画像ｅの一部を省略した。

【0035】

図５では、制御装置５０が、立体映像の解像度を高くする制御を行っている
図５（ａ）に示すように、制御装置５０は、全ての要素レンズ３１が点光源ｐを形成するように、点光源形成用パターン６１の投影間隔を設定する（以後、投影間隔＝‘１’）。つまり、投影間隔は、非マスク領域６３が含まれる点光源形成用パターン６１を投影する要素レンズ３１の間隔を意味する。

【0036】

また、制御装置５０は、要素レンズ３１の焦点距離ｆ、空間光変調素子４０の設置位置、及び、要素画像ｅの大きさに基づいて、非マスク領域６３の大きさを設定する。図５（ｂ）に示すように、非マスク領域６３の大きさ（高さ）をａ、要素画像ｅの大きさ（高さ）をｂ、要素レンズ３１の直径をＤ、点光源ｐと空間光変調素子４０との距離をＬとする。この場合、非マスク領域６３の大きさａは、下記の式（３）で表される。さらに、要素画像ｅの大きさｂが要素レンズ３１の直径Ｄと等しい場合、非マスク領域６３の大きさａは、下記の式（４）で表される。

【0037】

【数3】

【0038】

【数4】

【0039】

なお、点光源形成用パターン６１の大きさは、要素レンズ３１の直径Ｄ以下である。従って、式（３）及び式（４）では、ａ≦Ｄ、ｂ≦Ｄ・Ｌ／ｆを満たす必要がある。

【0040】

図５では、制御装置５０は、非マスク領域６３の大きさａがＤ・ｆ／Ｌとなるように設定する。さらに、制御装置５０は、非マスク領域６３の位置を、点光源形成用パターン６１の中央に設定する。

【0041】

そして、プロジェクタ１０は、全ての要素レンズ３１に対し、図５（ａ）の点光源形成用パターン６１を投影する。従って、立体映像表示装置１では、図５（ｂ）に示すように、点光源ｐの配光角が狭くなり、点光源ｐが要素レンズ３１と同数形成される。これにより、立体映像表示装置１では、立体映像の解像度が高くなる（その一方、立体映像の視域角が狭くなる）。

【0042】

なお、空間光変調素子４０は、立体映像の視域角に応じて要素画像ｅを表示する。要素画像ｅの表示位置は、点光源ｐの配光角、及び、点光源ｐと空間光変調素子４０との距離Ｌから求めることができる。

【0043】

図６では、制御装置５０が、立体映像の視域角を広くする制御を行っている。
図６（ａ）に示すように、制御装置５０は、１個おきの要素レンズ３１が点光源ｐを形成するように、点光源形成用パターン６１の投影間隔を設定する（以後、投影間隔＝‘２’）。

【0044】

また、要素画像ｅの大きさｂが要素レンズ３１の直径Ｄの２倍なので、式（３）にｂ＝２Ｄを代入すると、ａ＝２・Ｄ・ｆ／Ｌが成立する。従って、制御装置５０は、非マスク領域６３の大きさａが２・Ｄ・ｆ／Ｌとなるように設定する。

【0045】

そして、プロジェクタ１０は、非マスク領域６３が含まれる点光源形成用パターン６１を１個間隔で要素レンズ３１に投影する。言い換えるなら、プロジェクタ１０は、各要素レンズ３１に対し、非マスク領域６３が含まれる点光源形成用パターン６１_Ｗと、全面がマスク領域６５の点光源形成用パターン６１_Ｂとを交互に投影する。従って、立体映像表示装置１では、図６（ｂ）に示すように、点光源ｐの配光角が広くなり、点光源ｐが要素レンズ３１の約半数形成される。これにより、立体映像表示装置１では、立体映像の視域角が高くなる（その一方、立体映像の解像度が低くなる）。

【0046】

なお、制御装置５０は、外部（例えば、立体映像表示装置１の利用者）からの指令に応じて、解像度の向上、視域角の拡大等の制御を行う。また、制御装置５０は、立体映像の解像度を測定し、その測定値の閾値判定に応じて制御内容を決定してもよい。
また、投影間隔は‘２’に制限されず、任意の長さＮに設定することができる。この場合、非マスク領域６３の大きさａは、下記の式（５）で表される（但し、Ｎは２以上の整数）。

【0047】

【数5】

【0048】

［作用・効果］
以上、立体映像表示装置１は、前記した点光源形成用パターン６１を単独又は組み合わせることで、所望の配光特性を有する点光源ｐを形成し、所望の表示特性により立体映像を表示することができる。

【0049】

（第２実施形態）
［立体映像表示装置］
図７，図８を参照し、本発明の第２実施形態に係る立体映像表示装置１Ｂについて、第１実施形態と異なる点を説明する。立体映像表示装置１Ｂは、１台のプロジェクタ１０で立体映像を時間分割表示する点が、第１実施形態と異なる。

【0050】

本実施形態では、立体映像表示装置１Ｂは、図７（ａ）及び図７（ｂ）の状態を短時間で切り替える。図７に示すように、立体映像表示装置１Ｂは、プロジェクタ１０と、コリメータレンズ２０と、レンズアレイ３０と、空間光変調素子４０と、制御装置５０Ｂとを備える。

【0051】

図７（ａ）の状態では、プロジェクタ１０が、図８（ａ）の点光源群形成用パターン６０_１をレンズアレイ３０に投影する。これにより、視域Ｖ_１が要素レンズ３１の光軸から下側に形成される。このとき、空間光変調素子４０は、視域Ｖ_１に対応した要素画像ｅ_１で構成される要素画像群Ｅ_１を表示する。

【0052】

図７（ｂ）の状態では、プロジェクタ１０が、図８（ｂ）の点光源群形成用パターン６０_２をレンズアレイ３０に投影する。これにより、視域Ｖ_２が要素レンズ３１の光軸から上側に形成される。このとき、空間光変調素子４０は、視域Ｖ_２に対応した要素画像ｅ_２で構成される要素画像群Ｅ_２を表示する。

【0053】

＜制御装置＞
以下、制御装置５０Ｂを詳細に説明する。
制御装置５０Ｂは、視域Ｖ_１，Ｖ_２毎に非マスク領域６３_１，６３_２を点光源形成用パターン６１_１，６１_２に設定し、設定した非マスク領域６３_１，６３_２が含まれる点光源形成用パターン６１_１，６１_２を時間分割で切り替えるものである。

【0054】

具体的には、制御装置５０Ｂは、図７（ａ）の視域Ｖ_１に対応した非マスク領域６３_１を、非マスク領域６３_１の大きさａがＤ・ｆ／Ｌとなるように、点光源形成用パターン６１_１の上側に設定する。なお、図８（ａ）の点光源群形成用パターン６０_１は、点光源形成用パターン６１_１で構成されている。

【0055】

また、制御装置５０Ｂは、図７（ｂ）の視域Ｖ_２に対応した非マスク領域６３_２を、非マスク領域６３_１と同一サイズで、点光源形成用パターン６１_２の下側に設定する。つまり、図８（ｂ）の点光源群形成用パターン６０_２は、点光源形成用パターン６１_２で構成されている。

【0056】

そして、制御装置５０Ｂは、予め設定した切り替えタイミングに従って、点光源群形成用パターン６０_１，６０_２の投影をプロジェクタ１０に指令する。さらに、制御装置５０Ｂは、点光源群形成用パターン６０_１，６０_２の切り替えに同期して、要素画像群Ｅ_１，Ｅ_２の表示を空間光変調素子４０に指令する。

【0057】

ここで、制御装置５０Ｂは、切り替えタイミングを任意に設定可能である。本実施形態では、制御装置５０Ｂは、切り替えタイミングを、立体映像のフレームレート（例えば、６０ｆｐｓ）と時間分割回数（例えば、‘２’）を乗じた値の逆数（１／１２０ｓｅｃ）に設定した。

【0058】

この時間分割回数とは、視域を時間分割して表示する回数のことである。本実施形態では、時間分割回数は、２つの視域Ｖ_１，Ｖ_２を時間分割で表示するので、‘２’となる。
なお、時間分割回数は、‘２’に制限されず、任意の回数に設定できる。例えば、視域を３つに分割し、時間分割回数を‘３’としてもよい。

【0059】

［作用・効果］
以上のように、立体映像表示装置１Ｂは、２つの視域Ｖ_１，Ｖ_２を短時間で切り替えることで、連続した単一の視域を形成できる。これにより、立体映像表示装置１Ｂは、立体映像の解像度や奥行き再現性といった表示特性を保ったまま、立体映像の視域角を拡大することができる。

【0060】

（第３実施形態）
［立体映像表示装置］
図９，図１０を参照し、本発明の第３実施形態に係る立体映像表示装置１Ｃについて、第２実施形態と異なる点を説明する。立体映像表示装置１Ｃは、点光源形成用パターン６１を１個間隔の要素レンズ３１に投影する点が、第２実施形態と異なる。

【0061】

本実施形態では、立体映像表示装置１Ｂは、図９（ａ）及び図９（ｂ）の状態を短時間で切り替える（時間分割回数＝２）。図９に示すように、立体映像表示装置１Ｃは、プロジェクタ１０と、コリメータレンズ２０と、レンズアレイ３０と、空間光変調素子４０と、制御装置５０Ｃとを備える。

【0062】

図９（ａ）の状態では、プロジェクタ１０が、図１０（ａ）の点光源群形成用パターン６０_１をレンズアレイ３０に投影する。ここでは、プロジェクタ１０が、上から数えて偶数番目の要素レンズ３１に、後記する点光源形成用パターン６１_Ｗを投影する。このとき、空間光変調素子４０は、偶数番目の要素レンズ３１に対応した位置に、要素画像ｅで構成される要素画像群Ｅを表示する。

【0063】

図９（ｂ）の状態では、プロジェクタ１０が、図１０（ｂ）の点光源群形成用パターン６０_２をレンズアレイ３０に投影する。ここでは、プロジェクタ１０が、上から数えて奇数番目の要素レンズ３１に点光源形成用パターン６１_Ｗを投影する。このとき、空間光変調素子４０は、奇数番目の要素レンズ３１に対応した位置に、要素画像ｅで構成される要素画像群Ｅを表示する。

【0064】

＜制御装置＞
以下、制御装置５０Ｃを詳細に説明する。
制御装置５０Ｃは、投影間隔を任意の長さに設定し、非マスク領域６３が含まれる点光源形成用パターン６１_Ｗと、非マスク領域６３が含まれない点光源形成用パターン６１_Ｂとを時間分割で切り替えるものである。

【0065】

本実施形態では、制御装置５０Ｃは、投影間隔＝時間分割回数＝‘２’と設定する。そして、制御装置５０Ｃは、図１０（ａ）に示すように、非マスク領域６３の大きさａがＤ・ｆ／Ｌとなるように、点光源形成用パターン６１_Ｗの中央に非マスク領域６３を設定する。

【0066】

また、制御装置５０Ｃは、投影間隔に従って、非マスク領域６３が含まれる点光源形成用パターン６１_Ｗと、全面がマスク領域６５の点光源形成用パターン６１_Ｂとを設定する。ここで、制御装置５０Ｃは、図１０（ａ）に示すように、点光源形成用パターン６１_Ｗを偶数番目に設定し、点光源形成用パターン６１_Ｂを奇数番目に設定する。さらに、制御装置５０Ｃは、図１０（ｂ）に示すように、点光源形成用パターン６１_Ｗを奇数番目に設定し、点光源形成用パターン６１_Ｂを偶数番目に設定する。つまり、同一位置の要素レンズ３１に着目すれば、非マスク領域６３の有無が切り替わることになる。

【0067】

そして、制御装置５０Ｃは、所定の切り替えタイミングに従って、点光源群形成用パターン６０_１，６０_２の投影をプロジェクタ１０に指令する。さらに、制御装置５０Ｃは、点光源群形成用パターン６０_１，６０_２の切り替えに同期して、要素画像群Ｅの表示を空間光変調素子４０に指令する。

【0068】

なお、本実施形態では、垂直の１軸方向で説明しているので時間分割回数＝投影間隔＝‘２’となるが、要素レンズ３１が水平垂直の２軸方向に配列されている場合、時間分割回数＝投影間隔の２乗＝‘４’となる。

【0069】

［作用・効果］
以上のように、立体映像表示装置１Ｃは、点光源形成用パターン６１_Ｗを１個間隔の要素レンズ３１に投影することで、立体映像の視域角を保ったまま、立体映像の解像度を向上させることができる。

【0070】

（第４実施形態）
［立体映像表示装置］
図１１，図１２を参照し、本発明の第４実施形態に係る立体映像表示装置１Ｄについて、第１実施形態と異なる点を説明する。立体映像表示装置１Ｄは、２台のプロジェクタ１０による視域Ｖ_１，Ｖ_２を連続させた点が、第１実施形態と異なる。

【0071】

本実施形態では、立体映像表示装置１Ｄは、時間分割を行わずに、２台のプロジェクタ１０_１，１０_２が同時に投影を行う。図１１に示すように、立体映像表示装置１Ｄは、プロジェクタ１０_１，１０_２と、コリメータレンズ２０と、レンズアレイ３０と、空間光変調素子４０と、制御装置５０Ｄとを備える。

【0072】

プロジェクタ１０_１，１０_２は、異なる位置（例えば、上下）に配置されている。また、プロジェクタ１０_１，１０_２は、制御装置５０Ｄからの制御に従って、点光源群形成用パターン６０_１，６０_２の投影方向を変更する。例えば、プロジェクタ１０_１，１０_２は、一般的なレンズシフト機能により、点光源群形成用パターン６０_１，６０_２の投影方向を変更できる。

【0073】

図１１では、プロジェクタ１０_１が、図１２（ａ）の点光源群形成用パターン６０_１をレンズアレイ３０に投影する。ここでは、プロジェクタ１０_１が、上から数えて奇数番目の要素レンズ３１に対し、斜め方向から点光源形成用パターン６１_１Ｗを投影する。これにより、視域Ｖ_１が、奇数番目の要素レンズ３１において、光軸から下端まで形成されている。

【0074】

また、プロジェクタ１０_２が、図１２（ｂ）の点光源群形成用パターン６０_２をレンズアレイ３０に投影する。ここでは、プロジェクタ１０_２が、偶数番目の要素レンズ３１に対し、斜め方向から点光源形成用パターン６１_２Ｗを投影する。これにより、視域Ｖ_２が、偶数番目の要素レンズ３１において、光軸から上端まで形成されている。

【0075】

本実施形態では、プロジェクタ１０_１，１０_２が投影した点光源形成用パターン６１_１Ｗ，６１_２Ｗにより、同一位置に点光源ｐが形成され、２つの視域Ｖ_１，Ｖ_２が連続することになる。従って、空間光変調素子４０は、連続する視域Ｖ_１，Ｖ_２に対応した位置に、要素画像ｅで構成される要素画像群Ｅを表示する。

【0076】

＜制御装置＞
以下、制御装置５０Ｄを詳細に説明する。
制御装置５０Ｄは、プロジェクタ１０_１，１０_２が投影する点光源群形成用パターン６０_１，６０_２により、同一位置に点光源ｐを形成し、かつ、プロジェクタ１０_１，１０_２が表示する立体映像の視域Ｖ_１，Ｖ_２が連続するように、非マスク領域６３_１，６３_２の位置及び投影方向を設定するものである。

【0077】

本実施形態では、制御装置５０Ｄは、投影間隔＝‘２’に設定する。そして、制御装置５０Ｄは、図１２（ａ）に示すように、非マスク領域６３_１の大きさａがＤ・ｆ／Ｌとなるように、点光源形成用パターン６１_１Ｗの中央から下側まで非マスク領域６３_１を設定する。

【0078】

また、制御装置５０Ｄは、図１２（ａ）に示すように、投影間隔に従って、非マスク領域６３_１が含まれる点光源形成用パターン６１_１Ｗと、全面がマスク領域６５の点光源形成用パターン６１_Ｂとを設定する。ここで、制御装置５０Ｄは、点光源形成用パターン６１_１Ｗを偶数番目に設定し、点光源形成用パターン６１_Ｂを奇数番目に設定する。

【0079】

また、制御装置５０Ｄは、図１２（ｂ）に示すように、図１２（ａ）と同一サイズの非マスク領域６３_２を点光源形成用パターン６１_２Ｗの上側から中央まで設定する。ここで、例えば、制御装置５０Ｄは、点光源形成用パターン６１_２Ｗを奇数番目に設定し、点光源形成用パターン６１_Ｂを偶数番目に設定する。

【0080】

そして、制御装置５０Ｄは、点光源ｐが各要素レンズ３１の光軸からＤ／２の位置に形成されるように、各要素レンズ３１の光軸に対して斜め上から下記の式（６）で表される角度σで、点光源群形成用パターン６０_１を投影することをプロジェクタ１０_１に指令する。

【0081】

【数6】

【0082】

さらに、制御装置５０Ｄは、各要素レンズ３１の光軸に対して斜め下から式（６）の角度σで、点光源群形成用パターン６０_２を投影することをプロジェクタ１０_２に指令する。その後、制御装置５０Ｄは、要素画像群Ｅの表示を空間光変調素子４０に指令する。

【0083】

［作用・効果］
以上のように、立体映像表示装置１Ｄは、２台のプロジェクタ１０_１，１０_２による視域Ｖ_１，Ｖ_２を連続的に繋げることで、レンズアレイ３０の制限を超えて、立体映像の視域角を拡大することができる。

【0084】

（第５実施形態）
［立体映像表示装置］
図１３，図１４を参照し、本発明の第５実施形態に係る立体映像表示装置１Ｅについて、第４実施形態と異なる点を説明する。立体映像表示装置１Ｅは、１個の要素レンズ３１で２個の点光源ｐを形成する点が、第４実施形態と異なる。

【0085】

本実施形態では、立体映像表示装置１Ｅは、時間分割を行わずに、２台のプロジェクタ１０_１，１０_２が同時に投影を行う。図１３に示すように、立体映像表示装置１Ｅは、プロジェクタ１０_１，１０_２と、コリメータレンズ２０と、レンズアレイ３０と、空間光変調素子４０と、制御装置５０Ｅとを備える。

【0086】

図１３では、プロジェクタ１０_１が、図１４（ａ）の点光源群形成用パターン６０_１を斜め上から各要素レンズ３１の下側に投影する。これにより、視域Ｖ_１が、各要素レンズ３１の下側に形成されている。
また、プロジェクタ１０_２が、図１４（ｂ）の点光源群形成用パターン６０_２を斜め下から各要素レンズ３１の上側に投影する。これにより、視域Ｖ_２が、各要素レンズ３１の上側に形成されている。
このように、立体映像表示装置１Ｅは、１個の要素レンズ３１で２個の点光源ｐを形成する。

【0087】

＜制御装置＞
以下、制御装置５０Ｅを詳細に説明する。
制御装置５０Ｅは、プロジェクタ１０_１，１０_２が投影する点光源群形成用パターン６０_１，６０_２により、プロジェクタ１０_１，１０_２毎の位置に点光源ｐを形成するように、非マスク領域６３の位置及び投影方向を設定するものである。

【0088】

具体的には、制御装置５０Ｅは、図１４（ａ）に示すように、非マスク領域６３_１の大きさａがＤ・ｆ／（２・Ｌ）となるように、点光源形成用パターン６１_１の下側に非マスク領域６３_１を設定する。ここでは、制御装置５０Ｅは、全ての点光源形成用パターン６１_１に非マスク領域６３_１を設定する。

【0089】

また、制御装置５０Ｅは、図１４（ｂ）に示すように、図１４（ａ）と同一サイズの非マスク領域６３_２を点光源形成用パターン６１_２の上側に設定する。ここで、制御装置５０Ｅは、全ての点光源形成用パターン６１_２に非マスク領域６３_２を設定する。

【0090】

そして、制御装置５０Ｅは、点光源ｐが各要素レンズ３１の光軸からＤ／４の位置に形成されるように、各要素レンズ３１の下側に斜め上から下記の式（７）で表される角度σで、点光源群形成用パターン６０_１を投影することをプロジェクタ１０_１に指令する。

【0091】

【数7】

【0092】

さらに、制御装置５０Ｅは、各要素レンズ３１の上側に斜め下から式（７）で表される角度σで、点光源群形成用パターン６０_２を投影することをプロジェクタ１０_２に指令する。その後、制御装置５０Ｄは、要素画像群Ｅの表示を空間光変調素子４０に指令する。

【0093】

［作用・効果］
以上のように、立体映像表示装置１Ｅは、１個の要素レンズ３１で２個の点光源ｐ_１，ｐ_２を形成することで点光源ｐの数を増加させ、レンズアレイ３０の制限を超えて立体映像の解像度を向上させることができる。

【0094】

（第６実施形態）
［立体映像表示装置］
図１５，図１６を参照し、本発明の第６実施形態に係る立体映像表示装置１Ｆについて、第５実施形態と異なる点を説明する。立体映像表示装置１Ｆは、２台のプロジェクタ１０_１，１０_２で立体映像を時間分割表示する点が、第５実施形態と異なる。

【0095】

本実施形態では、立体映像表示装置１Ｆは、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）の状態を短時間で切り替える（時間分割回数＝２）。図１５に示すように、立体映像表示装置１Ｆは、プロジェクタ１０_１，１０_２と、コリメータレンズ２０と、レンズアレイ３０と、空間光変調素子４０と、制御装置５０Ｆとを備える。

【0096】

図１５（ａ）の状態では、プロジェクタ１０_１が、図１６（ａ）の点光源群形成用パターン６０_１を斜め上からレンズアレイ３０に投影する。これにより、点光源ｐ_１及び視域Ｖ_１が、要素レンズ３１の下側に形成されている。従って、空間光変調素子４０は、視域Ｖ_１に対応した要素画像ｅ_１で構成される要素画像群Ｅ_１を表示する。

【0097】

図１５（ｂ）の状態では、プロジェクタ１０_２が、図１６（ｂ）の点光源群形成用パターン６０_２を斜め下からレンズアレイ３０に投影する。これにより、点光源ｐ_２及び視域Ｖ_２が、要素レンズ３１の上側に形成されている。従って、空間光変調素子４０は、視域Ｖ_２に対応した要素画像ｅ_２で構成される要素画像群Ｅ_２を表示する。

【0098】

つまり、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）の状態では、プロジェクタ１０_１，１０_２が投影した点光源群形成用パターン６０_１，６０_２により、投射角度に応じて異なる位置に点光源ｐ_１，ｐ_２が形成されることになる。このように、立体映像表示装置１Ｆは、１個の要素レンズ３１が２個の点光源ｐ_１，ｐ_２を形成する。

【0099】

＜制御装置＞
以下、制御装置５０Ｆを詳細に説明する。
制御装置５０Ｆは、プロジェクタ１０_１，１０_２が投影する点光源群形成用パターン６０_１，６０_２により、プロジェクタ１０_１，１０_２毎の位置に点光源ｐ_１，ｐ_２を形成するように、投影方向を時間分割で切り替えるものである。

【0100】

具体的には、制御装置５０Ｆは、図１６（ａ）に示すように、非マスク領域６３の大きさａがＤ・ｆ／Ｌとなるように、点光源形成用パターン６１_１の中央に非マスク領域６３を設定する。ここで、制御装置５０Ｆは、全ての点光源形成用パターン６１_１に非マスク領域６３を設定する。

【0101】

また、制御装置５０Ｆは、図１６（ｂ）に示すように、図１６（ａ）と同一の点光源形成用パターン６１_２を設定する。つまり、点光源群形成用パターン６０_１，６０_２は、同一のものである。

【0102】

図１５（ａ）では、制御装置５０Ｆは、各要素レンズ３１に斜め上から、点光源群形成用パターン６０_１を投影することをプロジェクタ１０_１に指令する。さらに、制御装置５０Ｆは、点光源群形成用パターン６０_１の投影に同期して、要素画像群Ｅ_１の表示を空間光変調素子４０に指令する。

【0103】

図１５（ｂ）では、制御装置５０Ｆは、各要素レンズ３１に斜め下から、点光源群形成用パターン６０_２を投影することをプロジェクタ１０_２に指令する。さらに、制御装置５０Ｆは、点光源群形成用パターン６０_２の投影に同期して、要素画像群Ｅ_２の表示を空間光変調素子４０に指令する。

【0104】

＜点光源形成用パターンの光強度分布＞
本実施形態では、図１７に示すように、視域Ｖ_１，Ｖ_２が重なる領域（ハッチングで図示）の立体映像が、視域Ｖ_１，Ｖ_２が重ならない領域の立体映像よりも明るくなってしまう。そこで、点光源形成用パターン６１に光強度分布を設定し、視域Ｖ_１，Ｖ_２の明るさを均一にすることが好ましい。

【0105】

すなわち、制御装置５０Ｆは、視域Ｖ_１，Ｖ_２が重なる領域が暗くなるように、点光源形成用パターン６１_１，６１_２に光強度分布６７を設定する。具体的には、制御装置５０Ｆは、図１８（ａ）に示すように、点光源形成用パターン６１_１の非マスク領域６３の下側が暗くなるような光強度分布６７を設定する。さらに、制御装置５０Ｆは、図１８（ｂ）に示すように、点光源形成用パターン６１_２の非マスク領域６３の上側が暗くなるような光強度分布６７を設定する。

【0106】

［作用・効果］
以上のように、立体映像表示装置１Ｂは、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）の状態を短時間で切り替えるので、点光源ｐの数を増やして立体映像の解像度を向上させたり、視域角を拡大させたりして、立体映像の品質を向上することができる。
さらに、立体映像表示装置１Ｂは、２つの視域Ｖ_１，Ｖ_２の明るさを均一にできるので、立体映像の品質を向上させた状態で維持することができる。

【0107】

（第７実施形態）
［立体映像表示装置］
図１９を参照し、本発明の第７実施形態に係る立体映像表示装置１Ｇについて、第１実施形態と異なる点を説明する。立体映像表示装置１Ｇは、表示特性が異なる立体映像を表示する点が、第１実施形態と異なる。

【0108】

図１９（ａ）に示すように、立体映像表示装置１Ｇは、視域角が広い立体映像を上側に表示し、解像度が高い立体映像を下側に表示するものである。立体映像表示装置１Ｇは、プロジェクタ１０と、コリメータレンズ２０と、レンズアレイ３０と、空間光変調素子４０と、制御装置５０Ｇとを備える。

【0109】

制御装置５０Ｇは、上側で立体映像の視域角が広く、下側で立体映像の解像度が高くなるようにプロジェクタ１０を制御するものである。例えば、制御装置５０Ｇは、図１９（ｂ）に示すように、立体映像表示装置１Ｇの上側について、非マスク領域６３を大きくし、点光源形成用パターン６１の投影間隔を‘２’に設定する（図６参照）。立体映像表示装置１Ｇの下について、制御装置５０Ｇは、非マスク領域６３を小さくし、点光源形成用パターン６１の投影間隔を‘１’に設定する（図５参照）。

【0110】

［作用・効果］
以上のように、立体映像表示装置１Ｇは、異なる表示特性を組み合わせることで、立体映像コンテンツの内容、立体映像の観察者の視聴位置、表示環境といった様々な要因を考慮して、立体映像を表示することができる。

【0111】

なお、立体映像表示装置１Ｇは、第２実施形態以降で説明した時間分割表示やプロジェクタ１０の複数台表示を組み合わせることもできる。この場合、立体映像表示装置１Ｇは、点光源ｐの数を増やして立体映像の解像度をさらに向上させたり、立体映像の視域角をさらに拡大することができる。

【0112】

（第８実施形態）
［立体映像表示装置］
図２０〜図２２を参照し、本発明の第８実施形態に係る立体映像表示装置１Ｈの構成を説明する。

【0113】

図２０に示すように、立体映像表示装置１Ｈは、小型化を図ったものであり、プロジェクタ１０Ｈと、平行光出射手段としてのコリメータレンズ２０Ｈ及びミラー２１と、レンズアレイ３０と、空間光変調素子４０と、制御装置５０とを備える。

【0114】

プロジェクタ１０Ｈは、レンズアレイ３０の光軸方向から外れて位置するものである。本実施形態では、プロジェクタ１０Ｈは、立体映像表示装置１Ｈの下側台座部に配置されている。そして、プロジェクタ１０Ｈは、立体映像表示装置１Ｈの後方に位置するミラー２１に点光源群形成用パターン６０を投影する。

【0115】

ミラー２１は、プロジェクタ１０Ｈが投影した点光源群形成用パターン６０を、立体映像表示装置１Ｈの前方に位置するコリメータレンズ２０Ｈ及びレンズアレイ３０に向けて反射するものである。例えば、ミラー２１は、一般的な光学反射鏡である。

【0116】

コリメータレンズ２０Ｈは、ミラー２１で反射された点光源群形成用パターン６０を平行光として、レンズアレイ３０に出射するものである。他の点、コリメータレンズ２０Ｈは、図１のコリメータレンズ２０と同様である。

【0117】

ここで、立体映像表示装置１Ｈは、図２１に示すように、コリメータレンズ２０Ｈ及びミラー２１を凹面ミラー（平行光出射手段）２５で代用することもできる。
凹面ミラー２５は、プロジェクタ１０Ｈが投影した点光源群形成用パターン６０を、平行光としてレンズアレイ３０に向けて反射するものである。

【0118】

さらに、立体映像表示装置１Ｈは、図２２に示すように、小型のプロジェクタ１０_１，１０_２，…，１０_ｎと、各プロジェクタ１０に対応したコリメータレンズ２０_１，２０_２，…，２０_ｎとを近接配置してもよい（但し、ｎは２以上の整数）。

【0119】

［作用・効果］
以上のように、立体映像表示装置１Ｈは、ミラー２１又は凹面ミラー２５を用いることで、プロジェクタ１０Ｈを立体映像表示装置１Ｈの下側台座部に配置可能となり、立体映像表示装置１Ｈを薄くし、小型化を図ることができる。
さらに、立体映像表示装置１Ｈは、小型のプロジェクタ１０及びコリメータレンズ２０を近接配置することで、立体映像表示装置１Ｈを薄くし、小型化を図ることができる。

【0120】

以上、本発明の各実施形態を詳述してきたが、本発明は前記した実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
前記した各実施形態では、非マスク領域を正方形としたが、本発明は、これに限定されない。つまり、本発明では、要素レンズの形状等に応じて、非マスク領域を長方形等の形状としてもよい。

【0121】

前記した第４，５，６実施形態では、２台のプロジェクタを用いることとして説明したが、本発明は、これに限定されない。つまり、本発明では、２台以上のプロジェクタを用いることができる。

【実施例】

【0122】

以下、図２３，図２４を参照し、本発明の実施例を説明する。
図２３に示すように、実施例に係る立体映像表示装置１は、第１実施形態と同様の構成とする。なお、図２３（ｂ）及び図２３（ｃ）では、立体映像表示装置１の一部の図示を省略した。

【0123】

以下、立体映像表示装置１のパラメータを列挙する。
立体映像表示装置１では、画面サイズが５００ｍｍ、最大視域角が４０°、観視距離が１．５ｍである。
プロジェクタ１０は、投影サイズが５００ｍｍである。
コリメータレンズ２０は、直径が５００ｍｍ、焦点距離Ｆが８００ｍｍである。また、各平行光の投影幅αが、図２３（ａ）では０．１４ｍｍ、図２３（ｂ）では０．２８ｍｍ、図２３（ｃ）では０．４２ｍｍである。

【0124】

レンズアレイ３０は、１１８９個の要素レンズ３１を備え、レンズピッチが０．４２ｍｍ、要素レンズ３１の焦点距離ｆが０．５８ｍｍである。
空間光変調素子４０は、大きさが５００ｍｍである。また、空間光変調素子４０とレンズアレイ３０との距離は、焦点距離ｆの４倍＝２．３２ｍｍである。

【0125】

立体映像表示装置１は、図２３（ａ）〜（ｃ）に示すように、立体映像の解像度と視域角とのバランスを３段階で調整（変更）できる。

【0126】

図２３（ａ）の状態では、立体映像表示装置１が、図２４（ａ）の点光源群形成用パターン６０を投影することで、立体映像の解像度が最大となる一方、最大視域角が１４°と最も狭くなる。
図２３（ｂ）の状態では、立体映像表示装置１が、図２４（ｂ）の点光源群形成用パターン６０を投影することで、立体映像の解像度と視域角が中間段階となり、最大視域角が２７°となる。
図２３（ｃ）の状態では、立体映像表示装置１が、図２４（ｃ）の点光源群形成用パターン６０を投影することで、最大視域角が４０°となり、立体映像の視域角が最も広くなる一方、立体映像の解像度が最低となる。

【0127】

ここで、立体映像表示装置１では、調整の自由度を向上させる場合、空間光変調素子４０をレンズアレイ３０から離す、又は、要素レンズ３１の焦点距離ｆを短くすればよい。何れの場合も、立体映像表示装置１では、空間光変調素子４０を焦点距離ｆのＮ倍の位置に配置することで、立体映像の解像度と視域角のバランスをＮ−１段階で調整できる。

【0128】

なお、空間光変調素子４０をレンズアレイ３０から離す程、点光源群形成用パターン６０の精緻な投影が要求されることになる。従って、空間光変調素子４０の位置は、プロジェクタ１０の解像度や投影精度も考慮して決定することが好ましい。

【符号の説明】

【0129】

１〜１Ｈ 立体映像表示装置１
１０，１０_１，１０_２，１０Ｈ プロジェクタ（投影手段）
２０，２０Ｈ コリメータレンズ（平行光出射手段）
２１ ミラー（平行光出射手段）
３０ レンズアレイ
３１ 要素レンズ
４０ 空間光変調素子
５０〜５０Ｇ 制御装置（制御手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】