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(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】
(24)【登録日】2024-11-27
(45)【発行日】2024-12-05
(54)【発明の名称】三次元映像表示装置
(51)【国際特許分類】
H04N 13/349 20180101AFI20241128BHJP
H04N 13/337 20180101ALI20241128BHJP
H04N 13/128 20180101ALI20241128BHJP
G09F 9/30 20060101ALI20241128BHJP
G09F 9/00 20060101ALI20241128BHJP
【ＦＩ】
H04N13/349
H04N13/337
H04N13/128
G09F9/30 349E
G09F9/30 349Z
G09F9/00 313
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2020197891
(22)【出願日】2020-11-30
(65)【公開番号】P2022086078
(43)【公開日】2022-06-09
【審査請求日】2023-10-03
(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】弁理士法人磯野国際特許商標事務所
(72)【発明者】
【氏名】大村 拓也
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 久幸
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 隼人
(72)【発明者】
【氏名】河北 真宏
【審査官】薄井 義明
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－１４８８７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０６０７１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２４７４５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２２－０６３９２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０６２２９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１２５９０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２９９２７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－２０１７２６（ＪＰ，Ａ）
【文献】河北 真宏 Masahiro KAWAKITA，映像情報メディア学会 ２０１９年冬季大会講演予稿集 ［ＣＤ－ＲＯＭ］ ２０１９年映像情報メディア学会冬季大会講演予稿集 PROCEEDINGS OF THE 2019 ITE WINTER ANNUAL CONVENTION PROCEEDINGS OF THE 2019 ITE WINTER ANNUAL CONVENTION
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｎ １３／３４９
Ｈ０４Ｎ １３／３３７
Ｈ０４Ｎ １３／１２８
Ｇ０９Ｇ ５／３６
Ｇ０９Ｆ ９／３０
Ｇ０９Ｆ ９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
多視点映像を重畳して三次元映像を表示する三次元映像表示装置であって、時間方向に視点位置をずらした前記多視点映像を同じ表示位置に二次元映像として表示する二次元映像表示手段と、
前記多視点映像を構成する視点映像の半画素ずらしにより前記視点映像の解像度を高める高解像度化手段と、
前記高解像度化手段の前段または後段に備えられ、前記多視点映像を構成する視点映像ごとに光軸をシフトして前記視点映像を増やすことで再生光線の密度を高める高密度化手段と、
前記解像度および前記密度を高めた視点映像を重畳結像し、拡散して前記三次元映像を表示する表示光学系と、
前記多視点映像のフレームごとに付加された制御信号に基づいて、前記高解像度化手段における半画素ずらし、および、前記高密度化手段における光軸のシフトを制御する駆動手段と、を備え、
前記高解像度化手段は、
前記駆動手段の制御によって、光の偏光を切り替える第１偏光切替素子と、
前記第１偏光切替素子で偏光が切り替えられた多視点映像を前記偏光に応じて斜め方向に半画素ずらす複屈折素子と、を備え、
前記高密度化手段は、
前記駆動手段の制御によって、光の偏光を切り替える第２偏光切替素子と、
前記第２偏光切替素子で偏光が切り替えられた多視点映像を個々の視点映像に分離して結像させる結像手段と、
前記視点映像ごとの映像光を前記偏光に応じて異なる方向に回折させて光軸をシフトさせる偏光回折素子と、を備え、
前記多視点映像のフレーム周波数をｆＨｚとした場合、
前記駆動手段は、前記制御信号に基づいて、前記第１偏光切替素子および前記第２偏光切替素子の偏光を切り替えるすべての組み合わせをｆ／４Ｈｚの周波数で繰り返すように、前記高解像度化手段および前記高密度化手段を制御することを特徴とする三次元映像表示装置。
【請求項2】
前記駆動手段は、前記制御信号に基づいて、前記第１偏光切替素子における偏光の切り替えをｆ／２Ｈｚ周期で行うとともに、前記第２偏光切替素子における偏光の切り替えを、前記第１偏光切替素子の制御から１フレームずらして、ｆ／２Ｈｚ周期で行うことを特徴とする請求項１に記載の三次元映像表示装置。
【請求項3】
前記多視点映像のフレームごとに、前記フレームの予め定めた画素位置に、前記第１偏光切替素子および前記第２偏光切替素子のそれぞれを駆動制御するための制御信号が付加されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の三次元映像表示装置。
【請求項4】
多視点映像を重畳して三次元映像を表示する三次元映像表示装置であって、時間方向に視点位置をずらした前記多視点映像を同じ表示位置に二次元映像として表示する二次元映像表示手段と、
前記多視点映像を構成する視点映像の半画素ずらしにより前記視点映像の解像度を高める高解像度化手段と、
前記高解像度化手段の前段または後段に備えられ、前記多視点映像を構成する視点映像ごとに光軸をシフトして前記視点映像を増やすことで再生光線の密度を高める高密度化手段と、
前記解像度および前記密度を高めた視点映像を重畳結像し、拡散して前記三次元映像を表示する表示光学系と、
前記多視点映像のフレームごとに付加された制御信号に基づいて、前記高解像度化手段における半画素ずらし、および、前記高密度化手段における光軸のシフトを制御する駆動手段と、を備え、
前記高解像度化手段は、
前記駆動手段の制御によって、光の偏光を切り替える第１偏光切替素子と、
前記第１偏光切替素子で偏光が切り替えられた多視点映像を前記偏光に応じて斜め方向に半画素ずらす複屈折素子と、を備え、
前記高密度化手段は、
前記駆動手段の制御によって、光の偏光を切り替える第２偏光切替素子と、
前記第２偏光切替素子で偏光が切り替えられた多視点映像を個々の視点映像に分離して結像させる結像手段と、
前記視点映像ごとの映像光を前記偏光に応じて異なる方向に回折させて光軸をシフトさせる偏光回折素子と、を備え、
前記多視点映像のフレームごとに、前記フレームの予め定めた画素位置に、前記第１偏光切替素子および前記第２偏光切替素子のそれぞれを駆動制御するための制御信号が付加されていることを特徴とする三次元映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、三次元映像を表示する三次元映像表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、３Ｄメガネを用いた二眼式をはじめとして、多様な三次元映像表示方法が提案されている。特に、空間像再生型の三次元映像表示方式は、水平方向および垂直方向の視差を再現できる利点がある。この方式は、多方面に光線を再生するため、非常に多くの映像情報が必要になる。
この三次元映像表示方式において、光線を高密度に再生するため、複数台の映像表示装置（プロジェクタ等）を用いて多視点の映像を表示する手法が開示されている（特許文献１，２参照）。
また、１台の三次元映像表示装置で、多視点映像の光線の再生方向を時分割に切り替える手法が開示されている（特許文献３参照）。この手法は、異なる視点位置の画像を時分割で交互に表示することで、視点数を増加させ、高精細化を実現している。
この三次元映像表示方式において、光線を高密度に再生するため、複数台の映像表示装置（プロジェクタ等）を用いて多視点の映像を表示する手法が開示されている（特許文献１，２参照）。
また、１台の三次元映像表示装置で、多視点映像の光線の再生方向を時分割に切り替える手法が開示されている（特許文献３参照）。この手法は、異なる視点位置の画像を時分割で交互に表示することで、視点数を増加させ、高精細化を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１０－８１４４０号公報
【文献】特開２０１７－６２２９５号公報
【文献】特開２０２０－１４８８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１，２に記載の手法は、複数台の映像表示装置を組み合わせるため、装置全体の規模が大きくなってしまう。一方、特許文献３に記載の手法は、時分割で多視点映像を表示するため、映像表示装置の大型化を防ぐことができる。
しかし、特許文献３に記載の手法は、さらなる高精細化のために、分割数を多くして再生光線を増やすには、時分割光線を再生するための駆動素子の制御が煩雑となるため、さらなる工夫が求められていた。
しかし、特許文献３に記載の手法は、さらなる高精細化のために、分割数を多くして再生光線を増やすには、時分割光線を再生するための駆動素子の制御が煩雑となるため、さらなる工夫が求められていた。
【0005】
本発明は、このような従来手法の課題に鑑みてなされたもので、従来よりも時分割光線を再生する制御を簡易化して、高精細な三次元映像を表示することが可能な三次元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】
【0006】
前記課題を解決するため、本発明に係る三次元映像表示装置は、多視点映像を重畳して三次元映像を表示する三次元映像表示装置であって、二次元映像表示手段と、高解像度化手段と、高密度化手段と、表示光学系と、駆動手段と、を備える構成とした。
【0007】
かかる構成において、三次元映像表示装置は、二次元映像表示手段によって、多視点映像を表示する。この多視点映像は、空間的に視点位置の異なる視点映像を二次元配列した映像であって、時間方向に予め定めた周期で視点位置がずれた映像である。
【0008】
そして、三次元映像表示装置は、高解像度化手段によって、多視点映像を構成する視点映像の半画素ずらしにより視点映像の解像度を高める。この半画素ずらしは、偏光切替素子と複屈折素子とで実現することができる。この高解像度化手段は、偏光切替素子の状態を切り替えて、多視点映像の偏光を切り替えることで、複屈折素子により、偏光状態に応じて多視点映像の半画素ずらしを実現することができる。
【0009】
そして、三次元映像表示装置は、高密度化手段によって、多視点映像を構成する視点映像ごとに光軸をシフトして視点映像を増やすことで再生光線の密度を高める。この光軸のシフトは、偏光切替素子と結像手段と偏光回折素子とで実現することができる。この高密度化手段は、偏光切替素子の状態を切り替えるとともに、結像手段により多視点映像を個々の視点映像に分離して結像させる。このとき、高密度化手段は、偏光回折素子により、視点映像ごとの映像光を偏光に応じて異なる方向に回折させることで、光軸をシフトさせることができる。
【0010】
また、三次元映像表示装置は、表示光学系によって、視点映像の解像度および光線の密度を高めた視点映像を重畳結像し、拡散する。これによって、観察者は、視点位置に応じた映像光の光線により三次元映像を視認することができる。
また、三次元映像表示装置は、駆動手段によって、多視点映像のフレームごとに付加された制御信号に基づいて、高解像度化手段における半画素ずらし、および、高密度化手段における光軸のシフトを制御する。
このように、三次元映像表示装置は、多視点映像に付加されている制御信号により、多視点映像のフレームごとに、半画素ずらし、および、光軸のシフトを容易に制御することができる。
なお、三次元映像表示装置は、高密度化手段を多段に構成してもよい。
また、三次元映像表示装置は、駆動手段によって、多視点映像のフレームごとに付加された制御信号に基づいて、高解像度化手段における半画素ずらし、および、高密度化手段における光軸のシフトを制御する。
このように、三次元映像表示装置は、多視点映像に付加されている制御信号により、多視点映像のフレームごとに、半画素ずらし、および、光軸のシフトを容易に制御することができる。
なお、三次元映像表示装置は、高密度化手段を多段に構成してもよい。
【発明の効果】
【0011】
本発明は、以下に示す優れた効果を奏するものである。
本発明によれば、視点位置の異なる多視点映像を、時分割で切り替えて表示する場合、多視点映像に付加されている制御信号により、時分割光線を再生する制御を容易かつ確実に行うことができる。
これによって、本発明は、多視点映像を精度よく時分割表示することができ、高精細な三次元映像を表示することができる。
本発明によれば、視点位置の異なる多視点映像を、時分割で切り替えて表示する場合、多視点映像に付加されている制御信号により、時分割光線を再生する制御を容易かつ確実に行うことができる。
これによって、本発明は、多視点映像を精度よく時分割表示することができ、高精細な三次元映像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の実施形態に係る三次元映像表示装置を模式的に示す斜視図である。
【図2】本発明の実施形態に係る三次元映像表示装置の構成を示す平面図である。
【図3】多視点映像の構造を説明するための説明図であって、（ａ）は１，２フレーム目ごと、（ｂ）は３，４フレーム目ごとの映像を示す。
【図4】半画素ずれた映像を生成する手法を説明するための説明図であって、（ａ）は解像度が２倍の視点映像、（ｂ），（ｃ）は、（ａ）の視点映像から画素をずらして抽出した視点映像を示す。
【図5】多視点映像に付加された制御信号を説明するための説明図であって、（ａ）は多視点映像の制御信号を記録する領域を示し、（ｂ）は（ａ）の領域を拡大した拡大図である。
【図6】高解像度化手段における半画素ずらしの処理を説明するための説明図であって、（ａ）は半画素ずらしを行っていない状態を示す図、（ｂ）は半画素ずらしを行っている状態を示す図である、
【図7】高密度化手段における光軸のシフトを説明するための説明図であって、（ａ）は映像光の偏光状態に応じて光軸をシフトした図、（ｂ）は映像光の（ａ）とは異なる偏光状態に応じて光軸をシフトした図である。
【図8】偏光回折素子と集光レンズとの位置関係を説明するための説明図である。
【図9】色収差の補正手法を説明するための説明図であって、（ａ）は色収差が発生する仕組み、（ｂ）は色収差の補正手法を示す図である。
【図10】駆動手段の駆動パターンを説明するための説明図であって、（ａ）は、第１駆動手段のスイッチの状態と偏光切替素子の液晶応答特性とを示し、（ｂ）は、第２駆動手段のスイッチの状態と偏光切替素子の液晶応答特性とを示す図である。
【図11】駆動手段の他の駆動パターンを説明するための説明図であって、（ａ）は、第１駆動手段のスイッチの状態と偏光切替素子の液晶応答特性とを示し、（ｂ）は、第２駆動手段のスイッチの状態と偏光切替素子の液晶応答特性とを示す図である。
【図12】本発明の実施形態に係る三次元映像表示装置の動作を示すフローチャートである。
【図13】本発明の変形例の実施形態に係る三次元映像表示装置の構成を示す平面図である。
【図14】高密度化手段を２段構成にした場合の視点映像のシフト位置を示す図であって、（ａ）は斜め方向に順次シフトした視点位置を示し、（ｂ）は水平方向と斜め方向とに順次シフトした視点位置を示す。
【図15】高密度化手段の変形例を示す図であって、（ａ）は結像手段の光路上の後段に偏光ビームスプリッタ群を備えた構成例、（ｂ）は偏光ビームスプリッタを用いて光軸をずらす手法を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
【0014】
三次元映像表示装置１は、多視点映像を重畳して、水平方向および垂直方向に視差を有する三次元映像Ｔを表示するものである。
図１に示すように、三次元映像表示装置１は、二次元映像表示手段１０と、高解像度化手段２０と、高密度化手段３０と、表示光学系４０と、駆動手段５０と、を備える。
図１に示すように、三次元映像表示装置１は、二次元映像表示手段１０と、高解像度化手段２０と、高密度化手段３０と、表示光学系４０と、駆動手段５０と、を備える。
【0015】
二次元映像表示手段１０は、時間方向に視点位置をずらした多視点映像を同じ表示位置に二次元映像として表示するものである。
この多視点映像は、水平方向および垂直方向の異なる複数の視点位置の映像（視点映像）をフレームごとに斜め方向に交互に半画素ずらした映像である。また、多視点映像は、予め定めた周期で、さらに視点位置が異なるとともにフレームごとに斜め方向に交互に半画素ずらした映像が挿入されている。
二次元映像表示手段１０は、多視点映像を高解像度化手段２０に照射する。また、二次元映像表示手段１０は、駆動手段５０に多視点映像を出力する。
この多視点映像は、水平方向および垂直方向の異なる複数の視点位置の映像（視点映像）をフレームごとに斜め方向に交互に半画素ずらした映像である。また、多視点映像は、予め定めた周期で、さらに視点位置が異なるとともにフレームごとに斜め方向に交互に半画素ずらした映像が挿入されている。
二次元映像表示手段１０は、多視点映像を高解像度化手段２０に照射する。また、二次元映像表示手段１０は、駆動手段５０に多視点映像を出力する。
【0016】
高解像度化手段２０は、多視点映像を構成する視点映像の半画素ずらしにより視点映像の解像度を高めるものである。この高解像度化手段２０は、多視点映像をフレームごとに斜め方向に半画素ずらす。ここでは、高解像度化手段２０は、駆動手段５０の制御によって、二次元映像表示手段１０が表示する多視点映像を、フレームごとに光路を斜め方向に半画素ずらして、多視点映像を高密度化手段３０に照射する。
【0017】
高密度化手段３０は、多視点映像を構成する視点映像ごとに光軸をシフトして視点映像を増やすことで再生光線の密度を高めるものである。この高密度化手段３０は、時間方向に視点位置の異なる多視点映像の光線を、視点位置に応じてシフトする。ここでは、高密度化手段３０は、駆動手段５０の制御によって、高解像度化手段２０が表示する多視点映像を、視点位置の異なるタイミングで光軸を視点位置のずれた分だけシフトして、多視点映像を表示光学系４０に照射する。
なお、高密度化手段３０は、高解像度化手段２０の前段または後段のいずれに備えても構わない。
なお、高密度化手段３０は、高解像度化手段２０の前段または後段のいずれに備えても構わない。
【0018】
表示光学系４０は、高密度化手段３０から背面照射される、視点映像の解像度および光線の密度を高めた視点映像を重畳結像し、拡散して三次元映像Ｔを表示するものである。
駆動手段５０は、多視点映像のフレームごとに付加された制御信号に基づいて、高解像度化手段２０における半画素ずらし、および、高密度化手段３０における光軸のシフトを制御するものである、
駆動手段５０は、多視点映像のフレームごとに付加された制御信号に基づいて、高解像度化手段２０における半画素ずらし、および、高密度化手段３０における光軸のシフトを制御するものである、
【0019】
以下、図２を参照して、三次元映像表示装置１の各構成について詳細に説明する。
なお、以降の説明において、視線の水平方向をｘ方向、垂直方向をｙ方向、奥行き方向をｚ方向として説明する。
なお、以降の説明において、視線の水平方向をｘ方向、垂直方向をｙ方向、奥行き方向をｚ方向として説明する。
【0020】
＜二次元映像表示手段＞
図２に示すように、二次元映像表示手段１０は、多視点映像を表示する際に、多視点映像の個々の視点映像Ｉを、二次元映像として表示する。なお、表示する視点映像Ｉの間は隙間があってもよいし、なくてもよい。隙間がある場合、当該隙間は、黒映像の表示、または、遮光を行うこととする。
二次元映像表示手段１０は、図示を省略した光源からの光を背面照射されることで表示する液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤ光源を自発光するマイクロＬＥＤディスプレイ等の直視型ディスプレイで構成することができる。
また、二次元映像表示手段１０は、水平偏光または垂直偏光のいずれか一方に偏光された多視点映像を表示するものとする。ここでは、多視点映像が水平偏光であることとする。
図２に示すように、二次元映像表示手段１０は、多視点映像を表示する際に、多視点映像の個々の視点映像Ｉを、二次元映像として表示する。なお、表示する視点映像Ｉの間は隙間があってもよいし、なくてもよい。隙間がある場合、当該隙間は、黒映像の表示、または、遮光を行うこととする。
二次元映像表示手段１０は、図示を省略した光源からの光を背面照射されることで表示する液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤ光源を自発光するマイクロＬＥＤディスプレイ等の直視型ディスプレイで構成することができる。
また、二次元映像表示手段１０は、水平偏光または垂直偏光のいずれか一方に偏光された多視点映像を表示するものとする。ここでは、多視点映像が水平偏光であることとする。
【0021】
ここで、図３～図５を参照して、二次元映像表示手段１０が表示する多視点映像の構造について説明する。
図３に示すように、多視点映像は、視点位置の異なる視点映像を、垂直方向（ｙ方向）にｍ個（ｍ≧２）、水平方向（ｘ方向）にｎ個（ｎ≧２）ずつ二次元配列した映像である。
図３に示すように、多視点映像は、視点位置の異なる視点映像を、垂直方向（ｙ方向）にｍ個（ｍ≧２）、水平方向（ｘ方向）にｎ個（ｎ≧２）ずつ二次元配列した映像である。
【0022】
ここでは、多視点映像は、予め定めた周期として、２フレームごとに、垂直方向および水平方向にそれぞれ視点位置が１／２相当分ずれた映像とする。
図３（ａ）に示す（４ｋ＋１），（４ｋ＋２）フレームＦＡ（ｋは０以上の整数）で表示する多視点映像（ＦＡ０，０～ＦＡｍ－１，ｎ－１）と、図３（ｂ）に示す（４ｋ＋３），（４ｋ＋４）フレームＦＢ（ｋは０以上の整数）で表示する多視点映像（ＦＢ０，０～ＦＢｍ－１，ｎ－１）とは、垂直方向および水平方向にそれぞれ視点位置が１／２相当分ずれた映像である。
例えば、フレームＦＢの視点映像ＦＢ０，１は、フレームＦＡの視点映像ＦＡ０，０，ＦＡ０，１，ＦＡ１，０，ＦＡ１，１の中間の視点映像である。
また、図３（ａ）の（４ｋ＋１），（４ｋ＋２）フレームＦＡは、それぞれ半画素ずれか映像である。また、図３（ｂ）の（４ｋ＋３），（４ｋ＋４）フレームＦＢは、それぞれ半画素ずれた映像である。
図３（ａ）に示す（４ｋ＋１），（４ｋ＋２）フレームＦＡ（ｋは０以上の整数）で表示する多視点映像（ＦＡ０，０～ＦＡｍ－１，ｎ－１）と、図３（ｂ）に示す（４ｋ＋３），（４ｋ＋４）フレームＦＢ（ｋは０以上の整数）で表示する多視点映像（ＦＢ０，０～ＦＢｍ－１，ｎ－１）とは、垂直方向および水平方向にそれぞれ視点位置が１／２相当分ずれた映像である。
例えば、フレームＦＢの視点映像ＦＢ０，１は、フレームＦＡの視点映像ＦＡ０，０，ＦＡ０，１，ＦＡ１，０，ＦＡ１，１の中間の視点映像である。
また、図３（ａ）の（４ｋ＋１），（４ｋ＋２）フレームＦＡは、それぞれ半画素ずれか映像である。また、図３（ｂ）の（４ｋ＋３），（４ｋ＋４）フレームＦＢは、それぞれ半画素ずれた映像である。
【0023】
なお、半画素ずれた映像は、解像度が２倍の映像から生成することができる。例えば、図４（ａ）に示す視点映像ＩＸを、多視点映像で使用する視点映像の解像度が２倍の映像とする。図４中、〇印，□印は、画素を示す。〇印および□印の画素は、それぞれ水平方向および垂直方向に１画素ずれた画素である。
図４（ｂ）に示す視点映像Ｉ１は、図４（ａ）に示す視点映像ＩＸの〇印の画素を抽出した映像である。また、図４（ｃ）に示す視点映像Ｉ２は、図４（ａ）に示す視点映像ＩＸの□印の画素を抽出した映像である。
このように、解像度が視点映像ＩＸの半分になった視点映像Ｉ１，Ｉ２は、それぞれ水平方向および垂直方向に半画素ずれた映像となる。
図４（ｂ）に示す視点映像Ｉ１は、図４（ａ）に示す視点映像ＩＸの〇印の画素を抽出した映像である。また、図４（ｃ）に示す視点映像Ｉ２は、図４（ａ）に示す視点映像ＩＸの□印の画素を抽出した映像である。
このように、解像度が視点映像ＩＸの半分になった視点映像Ｉ１，Ｉ２は、それぞれ水平方向および垂直方向に半画素ずれた映像となる。
【0024】
また、多視点映像には、後記する駆動手段５０が、高解像度化手段２０および高密度化手段３０を制御（ＯＮ／ＯＦＦ制御）するための制御信号を含んでいる。
具体的には、図５（ａ）に示すように、多視点映像Ｇの視点映像以外の領域Ａに、制御信号を記録しておく。
例えば、図５（ｂ）に示すように、領域Ａは、多視点映像Ｇの左上の２画素であって、左側の画素が高解像度化制御信号Ｓｉｇ１、右側の画素が高密度化制御信号Ｓｉｇ２である。
具体的には、図５（ａ）に示すように、多視点映像Ｇの視点映像以外の領域Ａに、制御信号を記録しておく。
例えば、図５（ｂ）に示すように、領域Ａは、多視点映像Ｇの左上の２画素であって、左側の画素が高解像度化制御信号Ｓｉｇ１、右側の画素が高密度化制御信号Ｓｉｇ２である。
【0025】
高解像度化制御信号Ｓｉｇ１は、高解像度化手段２０を制御するための信号である。また、高密度化制御信号Ｓｉｇ２は、高密度化手段３０を制御するための信号である。
高解像度化制御信号Ｓｉｇ１および高密度化制御信号Ｓｉｇ２は、例えば、画素値が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，２５５，２５５）の場合、ＯＮを意味し、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，０）の場合、ＯＦＦを意味することとする。“０”，“２５５”のように２値を用いる必要はなく、例えば、“１２６”以上の値の場合、ＯＮを意味し、“１２６”未満の値の場合、ＯＦＦを意味することとしてもよい。
また、ここでは、制御信号の位置として、多視点映像Ｇの左上の２画素を用いる例を示したが、右上、左下、右下等、予め定めた画素位置であればよい。
また、ここでは、多視点映像Ｇ中、視点映像Ｉの隙間に制御信号を付加する例を示したが、多視点映像Ｇに視点映像Ｉの隙間がない場合、視点映像Ｉの左上画素等、予め定めた画素位置を制御信号の位置とすればよい。
高解像度化制御信号Ｓｉｇ１および高密度化制御信号Ｓｉｇ２は、例えば、画素値が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，２５５，２５５）の場合、ＯＮを意味し、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，０）の場合、ＯＦＦを意味することとする。“０”，“２５５”のように２値を用いる必要はなく、例えば、“１２６”以上の値の場合、ＯＮを意味し、“１２６”未満の値の場合、ＯＦＦを意味することとしてもよい。
また、ここでは、制御信号の位置として、多視点映像Ｇの左上の２画素を用いる例を示したが、右上、左下、右下等、予め定めた画素位置であればよい。
また、ここでは、多視点映像Ｇ中、視点映像Ｉの隙間に制御信号を付加する例を示したが、多視点映像Ｇに視点映像Ｉの隙間がない場合、視点映像Ｉの左上画素等、予め定めた画素位置を制御信号の位置とすればよい。
【0026】
このように、高解像度化制御信号Ｓｉｇ１および高密度化制御信号Ｓｉｇ２で制御を行う場合、制御対象となるフレームの表示と、駆動手段５０の高解像度化手段２０および高密度化手段３０への状態切り替えの指示とが同じタイミングとなり、状態の切り替わりに遅延が生じてしまう。
そこで、二次元映像表示手段１０は、時系列に多視点映像のフレームを駆動手段５０に出力する際に、フレーム時間だけ遅延して多視点映像を高解像度化手段２０に照射する。
なお、高解像度化制御信号Ｓｉｇ１および高密度化制御信号Ｓｉｇ２を、制御対象のフレームの１フレーム前のフレームに含ませることとしてもよい。これによって、二次元映像表示手段１０は、多視点映像を高解像度化手段２０に照射する際に、１フレームの遅延処理を行う必要がなくなる。
図２に戻って、三次元映像表示装置１の構成について説明を続ける。
そこで、二次元映像表示手段１０は、時系列に多視点映像のフレームを駆動手段５０に出力する際に、フレーム時間だけ遅延して多視点映像を高解像度化手段２０に照射する。
なお、高解像度化制御信号Ｓｉｇ１および高密度化制御信号Ｓｉｇ２を、制御対象のフレームの１フレーム前のフレームに含ませることとしてもよい。これによって、二次元映像表示手段１０は、多視点映像を高解像度化手段２０に照射する際に、１フレームの遅延処理を行う必要がなくなる。
図２に戻って、三次元映像表示装置１の構成について説明を続ける。
【0027】
＜高解像度化手段＞
高解像度化手段２０は、偏光切替素子２１と、複屈折素子２２と、を備える。
偏光切替素子２１（第１偏光切替素子）は、二次元映像表示手段１０が表示する多視点映像の偏光を電気的に切り替えるものである。
偏光切替素子２１は、二次元映像表示手段１０の前面に配置され、二次元映像表示手段１０が出射する光の偏光を、駆動手段５０の制御により切り替える。
偏光切替素子２１には、例えば、液晶の偏光ローテータ等を用いることができる。
この偏光切替素子２１は、駆動手段５０の電圧制御によって、平常時（ＯＦＦ）は水平偏光（ｐ偏光）の光をそのまま通過させ、電圧印加時（ＯＮ）は水平偏光の光を垂直偏光（ｓ偏光）に変換して出射する。
偏光切替素子２１によって偏光が切り替えられた光は、複屈折素子２２に照射される。
なお、二次元映像表示手段１０が表示する多視点映像として、一方向に偏光していない映像を用いる場合は、二次元映像表示手段１０の後段に偏光子を挿入して、一方向に偏光した光に変換すればよい。
高解像度化手段２０は、偏光切替素子２１と、複屈折素子２２と、を備える。
偏光切替素子２１（第１偏光切替素子）は、二次元映像表示手段１０が表示する多視点映像の偏光を電気的に切り替えるものである。
偏光切替素子２１は、二次元映像表示手段１０の前面に配置され、二次元映像表示手段１０が出射する光の偏光を、駆動手段５０の制御により切り替える。
偏光切替素子２１には、例えば、液晶の偏光ローテータ等を用いることができる。
この偏光切替素子２１は、駆動手段５０の電圧制御によって、平常時（ＯＦＦ）は水平偏光（ｐ偏光）の光をそのまま通過させ、電圧印加時（ＯＮ）は水平偏光の光を垂直偏光（ｓ偏光）に変換して出射する。
偏光切替素子２１によって偏光が切り替えられた光は、複屈折素子２２に照射される。
なお、二次元映像表示手段１０が表示する多視点映像として、一方向に偏光していない映像を用いる場合は、二次元映像表示手段１０の後段に偏光子を挿入して、一方向に偏光した光に変換すればよい。
【0028】
複屈折素子２２は、偏光切替素子２１で偏光が切り替えられた多視点映像を偏光に応じて斜め方向に半画素ずらすものである。この複屈折素子２２は、偏光切替素子２１から照射される光を偏光状態に応じて複屈折させる。この複屈折素子２２には、水晶、方解石等の異方性の結晶を用いることができる。ここでは、複屈折素子２２は、水平偏光の光（常光線）を屈折させずに透過し、垂直偏光の光（異常光線）を屈折させる。
複屈折素子２２は、屈折率に応じて、斜め方向の半画素分のずれをシフト量として発生させるような厚みを有するものとする。
具体的には、常光線の屈折率をｎｏ、異常光線の屈折率をｎｅ、複屈折素子２２の光の進行方向の厚みをｔ、としたとき、複屈折素子２２の入射光の出射時における光線の位置のシフト量Δｄは、以下の式（１）で表される。
複屈折素子２２は、屈折率に応じて、斜め方向の半画素分のずれをシフト量として発生させるような厚みを有するものとする。
具体的には、常光線の屈折率をｎｏ、異常光線の屈折率をｎｅ、複屈折素子２２の光の進行方向の厚みをｔ、としたとき、複屈折素子２２の入射光の出射時における光線の位置のシフト量Δｄは、以下の式（１）で表される。
【0029】
【数1】
【0030】
このシフト量Δｄが斜め方向の画素ピッチの１／２となるように、複屈折素子２２の厚みｔを定めればよい。
このように、高解像度化手段２０を構成することで、高解像度化手段２０は、図６に示す光路の変更を行う。
図６（ａ）に示すように、後記する駆動手段５０の第１駆動手段５１が偏光切替素子２１への電圧の印加を行わない場合（スイッチＳ１：ＯＦＦ）、偏光切替素子２１は入射した水平偏光（ｐ偏光）の光をそのまま通過して、複屈折素子２２に照射する。
そして、複屈折素子２２は、入射した水平偏光（ｐ偏光）の光を屈折させずに透過する。
また、図６（ｂ）に示すように、後記する駆動手段５０の第１駆動手段５１が偏光切替素子２１への電圧の印加を行った場合（スイッチＳ１：ＯＮ）、偏光切替素子２１は入射した水平偏光（ｐ偏光）の光を垂直偏光（ｓ偏光）に変換して、複屈折素子２２に照射する。
そして、複屈折素子２２は、入射した垂直偏光（ｓ偏光）の光を半画素分だけシフトする。
これによって、高解像度化手段２０は、視点映像Ｉの斜め方向の画素ピッチをｇとしたとき、駆動手段５０（第１駆動手段５１）の制御によって、画素ピッチをｇ／２に高解像度化することができる。
図２に戻って、三次元映像表示装置１の構成について説明を続ける。
このように、高解像度化手段２０を構成することで、高解像度化手段２０は、図６に示す光路の変更を行う。
図６（ａ）に示すように、後記する駆動手段５０の第１駆動手段５１が偏光切替素子２１への電圧の印加を行わない場合（スイッチＳ１：ＯＦＦ）、偏光切替素子２１は入射した水平偏光（ｐ偏光）の光をそのまま通過して、複屈折素子２２に照射する。
そして、複屈折素子２２は、入射した水平偏光（ｐ偏光）の光を屈折させずに透過する。
また、図６（ｂ）に示すように、後記する駆動手段５０の第１駆動手段５１が偏光切替素子２１への電圧の印加を行った場合（スイッチＳ１：ＯＮ）、偏光切替素子２１は入射した水平偏光（ｐ偏光）の光を垂直偏光（ｓ偏光）に変換して、複屈折素子２２に照射する。
そして、複屈折素子２２は、入射した垂直偏光（ｓ偏光）の光を半画素分だけシフトする。
これによって、高解像度化手段２０は、視点映像Ｉの斜め方向の画素ピッチをｇとしたとき、駆動手段５０（第１駆動手段５１）の制御によって、画素ピッチをｇ／２に高解像度化することができる。
図２に戻って、三次元映像表示装置１の構成について説明を続ける。
【0031】
＜高密度化手段＞
高密度化手段３０は、偏光切替素子３１と、結像手段３２と、偏光回折素子３３（３３ａ，３３ｂ）と、迷光遮断手段３４と、を備える。
偏光切替素子３１（第２偏光切替素子）は、高解像度化手段２０の前面に配置され、高解像度化手段２０で高解像度化された多視点映像の偏光を電気的に切り替えるものである。
偏光切替素子３１は、偏光切替素子２１と同様、液晶の偏光ローテータ等を用いることができる。
この偏光切替素子３１は、駆動手段５０の電圧制御によって、平常時（ＯＦＦ）は水平偏光（ｐ偏光）の光をそのまま通過させ、電圧印加時（ＯＮ）は水平偏光の光を垂直偏光（ｓ偏光）に変換して出射する。
偏光切替素子３１によって偏光が切り替えられた光は、結像手段３２に照射される。
高密度化手段３０は、偏光切替素子３１と、結像手段３２と、偏光回折素子３３（３３ａ，３３ｂ）と、迷光遮断手段３４と、を備える。
偏光切替素子３１（第２偏光切替素子）は、高解像度化手段２０の前面に配置され、高解像度化手段２０で高解像度化された多視点映像の偏光を電気的に切り替えるものである。
偏光切替素子３１は、偏光切替素子２１と同様、液晶の偏光ローテータ等を用いることができる。
この偏光切替素子３１は、駆動手段５０の電圧制御によって、平常時（ＯＦＦ）は水平偏光（ｐ偏光）の光をそのまま通過させ、電圧印加時（ＯＮ）は水平偏光の光を垂直偏光（ｓ偏光）に変換して出射する。
偏光切替素子３１によって偏光が切り替えられた光は、結像手段３２に照射される。
【0032】
結像手段３２は、偏光切替素子３１で偏光が切り替えられた多視点映像を個々の視点映像に分離して結像させるものである。
結像手段３２は、視点映像Ｉに対向する位置に結像レンズ３２０を二次元状に配列した結像レンズ群として構成される。
結像手段３２は、視点映像Ｉに対向する位置に結像レンズ３２０を二次元状に配列した結像レンズ群として構成される。
【0033】
結像レンズ３２０は、入射光を結像するレンズであって、例えば、凸レンズで構成することができる。なお、結像レンズ３２０の形状は、視点映像Ｉの形状に合わせて、矩形形状であってもよいし、円形状であってもよい。
結像手段３２は、個々の視点映像Ｉの偏光状態が切り替えられた光を偏光回折素子３３（３３ａ）に照射する。
結像手段３２は、個々の視点映像Ｉの偏光状態が切り替えられた光を偏光回折素子３３（３３ａ）に照射する。
【0034】
偏光回折素子３３は、結像レンズ３２０から照射された光を偏光状態に応じて異なる方向に回折させて、光軸をシフトさせるものである。偏光回折素子３３は、一対の偏光回折素子３３ａ，３３ｂで構成される。
偏光回折素子３３は、水平偏光または垂直偏光の入射光を、偏光状態に応じて、異なる方向に±１次光として回折させる。
この偏光回折素子３３は、水平偏光または垂直偏光の入射光の偏光状態に応じて、回折格子の溝方向を上下方向としたとき、左右方向に入射光を回折させる。なお、偏光状態に応じて、回折方向を変える偏光回折素子３３には、公知の素子を用いればよい。例えば、特開２００８－２３３５３９号公報、特開２０１６－１３６１６５号公報、特開２００６－１０６７２６号公報等で開示されている偏光回折素子を用いることができる。
偏光回折素子３３は、水平偏光または垂直偏光の入射光を、偏光状態に応じて、異なる方向に±１次光として回折させる。
この偏光回折素子３３は、水平偏光または垂直偏光の入射光の偏光状態に応じて、回折格子の溝方向を上下方向としたとき、左右方向に入射光を回折させる。なお、偏光状態に応じて、回折方向を変える偏光回折素子３３には、公知の素子を用いればよい。例えば、特開２００８－２３３５３９号公報、特開２０１６－１３６１６５号公報、特開２００６－１０６７２６号公報等で開示されている偏光回折素子を用いることができる。
【0035】
偏光回折素子３３ａは、結像レンズ３２０から入射した光を、偏光状態に応じて回折することで、偏光回折素子３３ｂの異なる位置に＋１次光または－１次光として出射するとともに、偏光状態を切り替えるものである。
【0036】
偏光回折素子３３ｂは、偏光回折素子３３ａと同じ向きで平行に離間して配置され、偏光回折素子３３ａで回折された光を、偏光状態に応じて、偏光回折素子３３ａに入射した光の方向に戻すとともに、偏光状態を切り替えるものである。
偏光回折素子３３ｂは、回折後の光を迷光遮断手段３４に照射する。
偏光回折素子３３ａおよび偏光回折素子３３ｂは、多視点映像のそれぞれの視点映像Ｉが集光する位置の間隔を、視点映像Ｉのピッチ（映像中心間隔）の１／２となるように配置される。なお、偏光回折素子３３ａおよび偏光回折素子３３ｂの配置については、あとで詳細に説明する。
偏光回折素子３３ｂは、回折後の光を迷光遮断手段３４に照射する。
偏光回折素子３３ａおよび偏光回折素子３３ｂは、多視点映像のそれぞれの視点映像Ｉが集光する位置の間隔を、視点映像Ｉのピッチ（映像中心間隔）の１／２となるように配置される。なお、偏光回折素子３３ａおよび偏光回折素子３３ｂの配置については、あとで詳細に説明する。
【0037】
迷光遮断手段３４は、偏光回折素子３３ａおよび偏光回折素子３３ｂで偏光が変化しなかった０次光や、２次以上の高次光を迷光として、偏光回折素子３３ａおよび偏光回折素子３３ｂの後段の光路上において遮断するものである。この迷光遮断手段３４には、例えば、±１次光が照射される領域以外を遮光する遮光板で構成することができる。
【0038】
このように、高密度化手段３０を構成することで、高密度化手段３０は、図７に示すように光路の変更を行う。なお、図７では、結像手段３２および迷光遮断手段３４の記載を省略している。
図７（ａ）に示すように、後記する駆動手段５０の第２駆動手段５２が偏光切替素子３１への電圧の印加を行わない場合（スイッチＳ２：ＯＦＦ）、偏光切替素子３１は入射した水平偏光（ｐ偏光）の光をそのまま通過して、偏光回折素子３３ａに照射する。
そして、偏光回折素子３３ａは、入射した水平偏光（ｐ偏光）の光を垂直偏光（ｓ偏光）に変換し、－１次光として、偏光回折素子３３ｂに照射する。また、偏光回折素子３３ｂは、入射した垂直偏光（ｓ偏光）の光を水平偏光（ｐ偏光）に変換し、＋１次光として出射する。
図７（ａ）に示すように、後記する駆動手段５０の第２駆動手段５２が偏光切替素子３１への電圧の印加を行わない場合（スイッチＳ２：ＯＦＦ）、偏光切替素子３１は入射した水平偏光（ｐ偏光）の光をそのまま通過して、偏光回折素子３３ａに照射する。
そして、偏光回折素子３３ａは、入射した水平偏光（ｐ偏光）の光を垂直偏光（ｓ偏光）に変換し、－１次光として、偏光回折素子３３ｂに照射する。また、偏光回折素子３３ｂは、入射した垂直偏光（ｓ偏光）の光を水平偏光（ｐ偏光）に変換し、＋１次光として出射する。
【0039】
また、図７（ｂ）に示すように、後記する駆動手段５０の第２駆動手段５２が偏光切替素子３１への電圧の印加を行った場合（スイッチＳ２：ＯＮ）、偏光切替素子３１は入射した水平偏光（ｐ偏光）の光を垂直偏光（ｓ偏光）に変換して、偏光回折素子３３ａに照射する。
そして、偏光回折素子３３ａは、入射した垂直偏光（ｓ偏光）の光を水平偏光（ｐ偏光）に変換し、＋１次光として、偏光回折素子３３ｂに照射する。また、偏光回折素子３３ｂは、入射した水平偏光（ｐ偏光）の光を垂直偏光（ｓ偏光）に変換し、－１次光として出射する。
これによって、高密度化手段３０は、入射される視点映像Ｉの光を、水平偏光または垂直偏光の偏光状態に応じて、＋１次光または－１次光として、視点映像Ｉの映像間のピッチの１／２間隔で光軸をシフトさせて後段の表示光学系４０に集光させる。例えば、図２において、視点映像Ｉのｘ方向（水平方向）のピッチをＤｘとした場合、表示光学系４０の集光レンズ４１に集光する位置の間隔はＤｘ／２となる。ｙ方向においても同様である。
図２に戻って、三次元映像表示装置１の構成について説明を続ける。
そして、偏光回折素子３３ａは、入射した垂直偏光（ｓ偏光）の光を水平偏光（ｐ偏光）に変換し、＋１次光として、偏光回折素子３３ｂに照射する。また、偏光回折素子３３ｂは、入射した水平偏光（ｐ偏光）の光を垂直偏光（ｓ偏光）に変換し、－１次光として出射する。
これによって、高密度化手段３０は、入射される視点映像Ｉの光を、水平偏光または垂直偏光の偏光状態に応じて、＋１次光または－１次光として、視点映像Ｉの映像間のピッチの１／２間隔で光軸をシフトさせて後段の表示光学系４０に集光させる。例えば、図２において、視点映像Ｉのｘ方向（水平方向）のピッチをＤｘとした場合、表示光学系４０の集光レンズ４１に集光する位置の間隔はＤｘ／２となる。ｙ方向においても同様である。
図２に戻って、三次元映像表示装置１の構成について説明を続ける。
【0040】
＜表示光学系＞
表示光学系４０は、集光レンズ４１と、視域形成レンズ４２と、スクリーン４３と、を備える。
表示光学系４０は、集光レンズ４１と、視域形成レンズ４２と、スクリーン４３と、を備える。
【0041】
集光レンズ４１は、偏光回折素子３３で光軸がシフトされた視点映像ごとの映像光を重畳結像するものである。例えば、集光レンズ４１は、凸レンズを用いることができる。
この集光レンズ４１は、結像レンズ３２０から、結像レンズ３２０の焦点距離だけ離間した位置に配置される。
集光レンズ４１は、結像手段３２から照射され、偏光回折素子３３で光軸がシフトされた視点映像Ｉの光を重畳して視域形成レンズ４２に照射する。
この集光レンズ４１は、結像レンズ３２０から、結像レンズ３２０の焦点距離だけ離間した位置に配置される。
集光レンズ４１は、結像手段３２から照射され、偏光回折素子３３で光軸がシフトされた視点映像Ｉの光を重畳して視域形成レンズ４２に照射する。
【0042】
視域形成レンズ４２は、集光レンズ４１を介して背面照射される光線の方向を変化させて、画面全体の映像を観察できる領域（有効視域）を制御するものである。例えば、視域形成レンズ４２は、凸レンズ、フレネルレンズ等で構成することができる。なお、視域形成レンズ４２は、スクリーン４３の前面または背面のどちらにあっても構わない。
【0043】
スクリーン４３は、集光レンズ４１を介して背面照射される多視点映像の光を、進行方向を保ったまま予め定めた範囲に拡散させるものである。なお、予め定めた範囲とは、予め規定される光線間隔の角度であって、例えば、０．２度から２度程度である。このスクリーン４３は、一般的な拡散板で構成することができる。例えば、スクリーン表面を微小なレンズ構造としたものや、スクリーンに微小な開口アレイを形成したものを、スクリーン４３とすることができる。
このスクリーン４３は、多視点映像の光である離散的な入射光線を拡散することで光線間を補間する。
このスクリーン４３は、多視点映像の光である離散的な入射光線を拡散することで光線間を補間する。
【0044】
＜駆動手段＞
駆動手段５０は、第１駆動手段５１と、第２駆動手段５２と、を備える。
第１駆動手段５１は、高解像度化手段２０における多視点映像の偏光状態を切り替える制御を行うものである。
第１駆動手段５１は、二次元映像表示手段１０が表示する多視点映像のフレームに同期して、高解像度化手段２０の偏光切替素子２１を電圧制御する。
具体的には、第１駆動手段５１は、多視点映像のフレームに付加されている高解像度化制御信号Ｓｉｇ１（図５）を参照して、偏光切替素子２１への電圧の印加／非印可の制御を行う。第１駆動手段５１は、高解像度化制御信号Ｓｉｇ１で高解像度化手段２０の偏光切替素子２１への電圧印可を指示された場合、内部のスイッチＳ１をＯＮにして、偏光切替素子２１に電圧を供給する。また、第１駆動手段５１は、高解像度化制御信号Ｓｉｇ１で偏光切替素子２１への電圧印可の停止を指示された場合、内部のスイッチＳ１をＯＦＦにして、偏光切替素子２１への電圧供給を停止する。
駆動手段５０は、第１駆動手段５１と、第２駆動手段５２と、を備える。
第１駆動手段５１は、高解像度化手段２０における多視点映像の偏光状態を切り替える制御を行うものである。
第１駆動手段５１は、二次元映像表示手段１０が表示する多視点映像のフレームに同期して、高解像度化手段２０の偏光切替素子２１を電圧制御する。
具体的には、第１駆動手段５１は、多視点映像のフレームに付加されている高解像度化制御信号Ｓｉｇ１（図５）を参照して、偏光切替素子２１への電圧の印加／非印可の制御を行う。第１駆動手段５１は、高解像度化制御信号Ｓｉｇ１で高解像度化手段２０の偏光切替素子２１への電圧印可を指示された場合、内部のスイッチＳ１をＯＮにして、偏光切替素子２１に電圧を供給する。また、第１駆動手段５１は、高解像度化制御信号Ｓｉｇ１で偏光切替素子２１への電圧印可の停止を指示された場合、内部のスイッチＳ１をＯＦＦにして、偏光切替素子２１への電圧供給を停止する。
【0045】
第２駆動手段５２は、高密度化手段３０における多視点映像の偏光状態を切り替える制御を行うものである。
第２駆動手段５２は、二次元映像表示手段１０が表示する多視点映像のフレームに同期して、高密度化手段３０の偏光切替素子３１を電圧制御する。
第２駆動手段５２は、二次元映像表示手段１０が表示する多視点映像のフレームに同期して、高密度化手段３０の偏光切替素子３１を電圧制御する。
【0046】
具体的には、第２駆動手段５２は、多視点映像のフレームに付加されている高密度化制御信号Ｓｉｇ２（図５）を参照して、偏光切替素子３１への電圧の印加／非印可の制御を行う。第２駆動手段５２は、高密度化制御信号Ｓｉｇ２で高密度化手段３０の偏光切替素子３１への電圧印可を指示された場合、内部のスイッチＳ２をＯＮにして、偏光切替素子３１に電圧を供給する。また、第２駆動手段５２は、高密度化制御信号Ｓｉｇ２で偏光切替素子３１への電圧印可の停止を指示された場合、内部のスイッチＳ２をＯＦＦにして、偏光切替素子３１への電圧供給を停止する。
【0047】
（２枚の偏光回折素子の位置関係）
次に、図７～図９を参照して、偏光回折素子３３ａと偏光回折素子３３ｂとの位置関係について説明する。
偏光回折素子３３ａおよび偏光回折素子３３ｂによる各視点映像の光線のシフト量は、偏光回折素子３３の回折格子溝のピッチ（回折ピッチ）と、偏光回折素子３３ａおよび偏光回折素子３３ｂの距離とによって特定することができる。なお、ここでは、偏光回折素子３３に物理的に形成された溝のピッチを回折ピッチとして説明するが、回折に周期性を有する素子であれば、その周期が回折ピッチである。
偏光回折素子３３の回折ピッチをｐ、入射光の波長をλとしたとき、１次光の回折角φは、以下の式（２）で表すことができる。
次に、図７～図９を参照して、偏光回折素子３３ａと偏光回折素子３３ｂとの位置関係について説明する。
偏光回折素子３３ａおよび偏光回折素子３３ｂによる各視点映像の光線のシフト量は、偏光回折素子３３の回折格子溝のピッチ（回折ピッチ）と、偏光回折素子３３ａおよび偏光回折素子３３ｂの距離とによって特定することができる。なお、ここでは、偏光回折素子３３に物理的に形成された溝のピッチを回折ピッチとして説明するが、回折に周期性を有する素子であれば、その周期が回折ピッチである。
偏光回折素子３３の回折ピッチをｐ、入射光の波長をλとしたとき、１次光の回折角φは、以下の式（２）で表すことができる。
【0048】
【数2】
【0049】
また、偏光回折素子３３ａと偏光回折素子３３ｂとの距離をＬ１としたとき、回折のシフト量Ｄは、以下の式（３）で表すことができる。
【0050】
【数3】
【0051】
すなわち、偏光回折素子３３ａと偏光回折素子３３ｂとの距離をＬ１としたとき、図７（ａ）に示すように、偏光回折素子３３ａに入射した水平偏光は、垂直偏光に変換され、－１次光として進行方向を変えて、シフト量Ｄだけシフトした後、偏光回折素子３３ｂに照射される。また、偏光回折素子３３ｂに入射した垂直偏光は、水平偏光に変換され、＋１次光として、偏光回折素子３３ａに入射した進行方向と同じ方向に回折される。
【0052】
また、図７（ｂ）に示すように、偏光回折素子３３ａに入射した垂直偏光は、水平偏光に変換され、＋１次光として進行方向を変えて、シフト量Ｄだけシフトした後、偏光回折素子３３ｂに照射される。また、偏光回折素子３３ｂに入射した水平偏光は、垂直偏光に変換され、－１次光として、偏光回折素子３３ａに入射した進行方向と同じ方向に回折される。
この光線のシフト量Ｄは、図２の偏光回折素子３３で回折されずに集光レンズ４１に照射する位置（０次光の照射位置）に対するずれ量である。
このように、偏光回折素子３３ａと偏光回折素子３３ｂとの距離Ｌ１は、前記式（２），式（３）により、特定することができる。
この光線のシフト量Ｄは、図２の偏光回折素子３３で回折されずに集光レンズ４１に照射する位置（０次光の照射位置）に対するずれ量である。
このように、偏光回折素子３３ａと偏光回折素子３３ｂとの距離Ｌ１は、前記式（２），式（３）により、特定することができる。
【0053】
（偏光回折素子と集光レンズとの位置関係）
次に、図８を参照して、偏光回折素子３３（３３ａ，３３ｂ）と集光レンズ４１との位置関係について説明する。
結像レンズ３２０側の偏光回折素子３３ａは、少なくとも視点映像Ｉの画素の光線をすべて同じ回折ピッチ内に透過させる位置に配置する必要がある。すなわち、視点映像Ｉの画素ピッチをｇ、偏光回折素子３３ａの回折ピッチをｐ、結像レンズ３２０の焦点距離をｆとしたとき、偏光回折素子３３ａと集光レンズ４１との距離Ｌ２は、以下の式（４）の関係を満たす必要がある。偏光回折素子３３ｂも同様の条件を満たす必要がある。
次に、図８を参照して、偏光回折素子３３（３３ａ，３３ｂ）と集光レンズ４１との位置関係について説明する。
結像レンズ３２０側の偏光回折素子３３ａは、少なくとも視点映像Ｉの画素の光線をすべて同じ回折ピッチ内に透過させる位置に配置する必要がある。すなわち、視点映像Ｉの画素ピッチをｇ、偏光回折素子３３ａの回折ピッチをｐ、結像レンズ３２０の焦点距離をｆとしたとき、偏光回折素子３３ａと集光レンズ４１との距離Ｌ２は、以下の式（４）の関係を満たす必要がある。偏光回折素子３３ｂも同様の条件を満たす必要がある。
【0054】
【数4】
【0055】
（色収差について）
偏光回折素子３３を用いた場合、前記式（２），式（３）に示したように、視点映像Ｉの光線の回折のシフト量Ｄには、波長依存性がある。そのため、集光レンズ４１に照射する位置において色収差が発生する。
このような色収差が発生する場合、表示する三次元映像にも、配色パターン等によって、色収差による色にじみが発生する場合がある。そのため、表示する多視点映像は、予め色収差を補正しておくことが好ましい。
偏光回折素子３３を用いた場合、前記式（２），式（３）に示したように、視点映像Ｉの光線の回折のシフト量Ｄには、波長依存性がある。そのため、集光レンズ４１に照射する位置において色収差が発生する。
このような色収差が発生する場合、表示する三次元映像にも、配色パターン等によって、色収差による色にじみが発生する場合がある。そのため、表示する多視点映像は、予め色収差を補正しておくことが好ましい。
【0056】
例えば、図９（ａ）に示すように、視点映像Ｉのある画素ｐｘのＲＧＢの光が、偏光回折素子３３（３３ａ，３３ｂ）によって回折された場合、ＲＧＢのそれぞれの波長に応じて回折する量が異なる。
この場合、画素の光が、偏光回折素子３３ｂの同じ位置から出射するようにすればよい。すなわち、図９（ｂ）に示すように、視点映像Ｉのある色（例えば、Ｇ）を基準として、視点映像Ｉの他の色の表示位置をシフトさせればよい。このシフト量Ｅは、以下の式（５）で表される。
この場合、画素の光が、偏光回折素子３３ｂの同じ位置から出射するようにすればよい。すなわち、図９（ｂ）に示すように、視点映像Ｉのある色（例えば、Ｇ）を基準として、視点映像Ｉの他の色の表示位置をシフトさせればよい。このシフト量Ｅは、以下の式（５）で表される。
【0057】
【数5】
【0058】
ここで、ｐは偏光回折素子３３の回折ピッチ、Ｌ１は偏光回折素子３３ａと偏光回折素子３３ｂとの距離、λｅは基準波長（例えば、Ｇ光の波長；５５０ｎｍ）である。
そして、他の色（例えば、Ｒ，Ｂ）については、基準波長の色を含んだ画素（ここでは、ｐｘ）から、以下の式（６）に示すΔＥだけシフトした画素（ｐｘｒ，ｐｘｂ）の色として表示する。なお、λは基準波長以外の色（Ｒ，Ｂ）の波長を示す。
そして、他の色（例えば、Ｒ，Ｂ）については、基準波長の色を含んだ画素（ここでは、ｐｘ）から、以下の式（６）に示すΔＥだけシフトした画素（ｐｘｒ，ｐｘｂ）の色として表示する。なお、λは基準波長以外の色（Ｒ，Ｂ）の波長を示す。
【0059】
【数6】
【0060】
これによって、三次元映像表示装置１は、色収差の発生を抑えて、観察者に三次元映像を視認させることができる。
【0061】
（駆動手段の駆動パターン）
次に、図１０，図１１を参照（適宜図２参照）して、駆動手段５０における高解像度化手段２０および高密度化手段３０を制御する駆動パターンについて説明する。
図１０（ａ）は、第１駆動手段５１のスイッチＳ１の状態（ａ－１）と、高解像度化手段２０の偏光切替素子２１の液晶応答特性（ａ－２）とを示す。図１０（ｂ）は、第２駆動手段５２のスイッチＳ２の状態（ｂ－１）と、高密度化手段３０の偏光切替素子３１の液晶応答特性（ｂ－２）とを示す。
次に、図１０，図１１を参照（適宜図２参照）して、駆動手段５０における高解像度化手段２０および高密度化手段３０を制御する駆動パターンについて説明する。
図１０（ａ）は、第１駆動手段５１のスイッチＳ１の状態（ａ－１）と、高解像度化手段２０の偏光切替素子２１の液晶応答特性（ａ－２）とを示す。図１０（ｂ）は、第２駆動手段５２のスイッチＳ２の状態（ｂ－１）と、高密度化手段３０の偏光切替素子３１の液晶応答特性（ｂ－２）とを示す。
【0062】
第１駆動手段５１のスイッチＳ１は、多視点映像内の高解像度化制御信号Ｓｉｇ１（図５）によって、ＯＮ／ＯＦＦ制御される。
第２駆動手段５２のスイッチＳ２は、多視点映像内の高密度化制御信号Ｓｉｇ２（図５）によって、ＯＮ／ＯＦＦ制御される。
図１０に示すように、多視点映像のフレーム周波数をｆＨｚ（例えば、１２０Ｈｚ）とした場合、駆動手段５０は、偏光切替素子２１および偏光切替素子３１の偏光を切り替えるすべての組み合わせをｆ／４Ｈｚ（６０Ｈｚ）の周波数で繰り返すように、高解像度化手段２０および高密度化手段３０を制御する。
この場合、第１駆動手段５１が偏光切替素子２１を１２０Ｈｚで駆動し、第２駆動手段５２が偏光切替素子３１を６０Ｈｚで駆動する。これによって、４多重の駆動パターンを実現することができる。
第２駆動手段５２のスイッチＳ２は、多視点映像内の高密度化制御信号Ｓｉｇ２（図５）によって、ＯＮ／ＯＦＦ制御される。
図１０に示すように、多視点映像のフレーム周波数をｆＨｚ（例えば、１２０Ｈｚ）とした場合、駆動手段５０は、偏光切替素子２１および偏光切替素子３１の偏光を切り替えるすべての組み合わせをｆ／４Ｈｚ（６０Ｈｚ）の周波数で繰り返すように、高解像度化手段２０および高密度化手段３０を制御する。
この場合、第１駆動手段５１が偏光切替素子２１を１２０Ｈｚで駆動し、第２駆動手段５２が偏光切替素子３１を６０Ｈｚで駆動する。これによって、４多重の駆動パターンを実現することができる。
【0063】
なお、１２０Ｈｚ以上の切り替えができない液晶を用いる場合、図１１に示すように、第１駆動手段５１が偏光切替素子２１を６０Ｈｚで駆動し、第２駆動手段５２が偏光切替素子３１を６０Ｈｚで駆動するとともに、それぞれの駆動パターンを１フレーム（１６．７／２ｍｓ）ずらす。これによって、偏光切替素子２１および偏光切替素子３１の両方を６０Ｈｚで駆動して、４多重の駆動パターンを実現することができる。
【0064】
≪三次元映像表示装置の動作≫
次に、図１２を参照（構成については適宜図１，図２参照）して、本発明の実施形態に係る三次元映像表示装置１の動作について説明する。
なお、三次元映像表示装置１の二次元映像表示手段１０が表示する多視点映像は、図３，図４で説明したように、時分割で視点位置が異なるとともに、半画素ずれた映像とする。また、多視点映像は、図５で説明したように、フレームごとに、高解像度化制御信号Ｓｉｇ１，高密度化制御信号Ｓｉｇ２を含み、高解像度化制御信号Ｓｉｇ１，高密度化制御信号Ｓｉｇ２は、１フレーム後の制御信号を示すことととする。
次に、図１２を参照（構成については適宜図１，図２参照）して、本発明の実施形態に係る三次元映像表示装置１の動作について説明する。
なお、三次元映像表示装置１の二次元映像表示手段１０が表示する多視点映像は、図３，図４で説明したように、時分割で視点位置が異なるとともに、半画素ずれた映像とする。また、多視点映像は、図５で説明したように、フレームごとに、高解像度化制御信号Ｓｉｇ１，高密度化制御信号Ｓｉｇ２を含み、高解像度化制御信号Ｓｉｇ１，高密度化制御信号Ｓｉｇ２は、１フレーム後の制御信号を示すことととする。
【0065】
ステップＳ１において、駆動手段５０は、第１駆動手段５１によって、二次元映像表示手段１０が表示する１フレーム前の多視点映像に含まれる高解像度化制御信号Ｓｉｇ１により、高解像度化手段２０の偏光切替素子２１における偏光切替を制御する。
ここでは、第１駆動手段５１は、高解像度化制御信号Ｓｉｇ１により、電圧印可を指示された場合、偏光切替素子２１への電圧印加を行い、偏光切替素子２１を、水平偏光を垂直偏光に変換する状態に切り替える。
また、第１駆動手段５１は、高解像度化制御信号Ｓｉｇ１により、電圧印可の停止を指示された場合、偏光切替素子２１への電圧印加を停止し、偏光切替素子２１を、水平偏光をそのまま通過させる状態に切り替える。
ここでは、第１駆動手段５１は、高解像度化制御信号Ｓｉｇ１により、電圧印可を指示された場合、偏光切替素子２１への電圧印加を行い、偏光切替素子２１を、水平偏光を垂直偏光に変換する状態に切り替える。
また、第１駆動手段５１は、高解像度化制御信号Ｓｉｇ１により、電圧印可の停止を指示された場合、偏光切替素子２１への電圧印加を停止し、偏光切替素子２１を、水平偏光をそのまま通過させる状態に切り替える。
【0066】
ステップＳ２において、駆動手段５０は、第２駆動手段５２によって、二次元映像表示手段１０が表示する１フレーム前の多視点映像に含まれる高密度化制御信号Ｓｉｇ２により、高密度化手段３０の偏光切替素子３１における偏光切替を制御する。
ここでは、第２駆動手段５２は、高密度化制御信号Ｓｉｇ２により、電圧印可を指示された場合、偏光切替素子３１への電圧印加を行い、偏光切替素子３１を、水平偏光を垂直偏光に変換する状態に切り替える。
また、第２駆動手段５２は、高密度化制御信号Ｓｉｇ２により、電圧印可の停止を指示された場合、偏光切替素子３１への電圧印加を停止し、偏光切替素子３１を、水平偏光をそのまま通過させる状態に切り替える。
ここでは、第２駆動手段５２は、高密度化制御信号Ｓｉｇ２により、電圧印可を指示された場合、偏光切替素子３１への電圧印加を行い、偏光切替素子３１を、水平偏光を垂直偏光に変換する状態に切り替える。
また、第２駆動手段５２は、高密度化制御信号Ｓｉｇ２により、電圧印可の停止を指示された場合、偏光切替素子３１への電圧印加を停止し、偏光切替素子３１を、水平偏光をそのまま通過させる状態に切り替える。
【0067】
ステップＳ３において、二次元映像表示手段１０は、多視点映像をフレームごとに表示し、高解像度化手段２０に照射する。
ステップＳ４において、高解像度化手段２０は、ステップＳ１で制御された偏光状態に応じて、ステップＳ３で照射された多視点映像を通過または斜め方向に半画素ずらして、高密度化手段３０に照射する。
ここでは、ステップＳ１で偏光切替素子２１が水平偏光をそのまま通過させる状態に切り替えられた場合、高解像度化手段２０は、偏光切替素子２１によって、ステップＳ３で照射された多視点映像の偏光を変えずに通過させ、複屈折素子２２によって、多視点映像を屈折させることなく通過させる。
一方、ステップＳ１で偏光切替素子２１が水平偏光を垂直偏光に変換する状態に切り替えられた場合、高解像度化手段２０は、偏光切替素子２１によって、ステップＳ３で照射された多視点映像の偏光を水平偏光から垂直偏光に変換し、複屈折素子２２によって、多視点映像を斜め方向に半画素分ずらす。
ステップＳ４において、高解像度化手段２０は、ステップＳ１で制御された偏光状態に応じて、ステップＳ３で照射された多視点映像を通過または斜め方向に半画素ずらして、高密度化手段３０に照射する。
ここでは、ステップＳ１で偏光切替素子２１が水平偏光をそのまま通過させる状態に切り替えられた場合、高解像度化手段２０は、偏光切替素子２１によって、ステップＳ３で照射された多視点映像の偏光を変えずに通過させ、複屈折素子２２によって、多視点映像を屈折させることなく通過させる。
一方、ステップＳ１で偏光切替素子２１が水平偏光を垂直偏光に変換する状態に切り替えられた場合、高解像度化手段２０は、偏光切替素子２１によって、ステップＳ３で照射された多視点映像の偏光を水平偏光から垂直偏光に変換し、複屈折素子２２によって、多視点映像を斜め方向に半画素分ずらす。
【0068】
ステップＳ５において、高密度化手段３０は、ステップＳ２で制御された偏光状態に応じて、ステップＳ４で照射された多視点映像の各視点位置の光軸をシフトして、表示光学系４０に照射する。
ここでは、ステップＳ２で偏光切替素子３１が水平偏光をそのまま通過させる状態に切り替えられた場合、高密度化手段３０は、偏光切替素子３１によって、ステップＳ４で照射された多視点映像の偏光を変えずに通過させる。
一方、ステップＳ２で偏光切替素子３１が水平偏光を垂直偏光に変換する状態に切り替えられた場合、高密度化手段３０は、偏光切替素子３１によって、ステップＳ４で照射された多視点映像の偏光を水平偏光から垂直偏光に変換する。
ここでは、ステップＳ２で偏光切替素子３１が水平偏光をそのまま通過させる状態に切り替えられた場合、高密度化手段３０は、偏光切替素子３１によって、ステップＳ４で照射された多視点映像の偏光を変えずに通過させる。
一方、ステップＳ２で偏光切替素子３１が水平偏光を垂直偏光に変換する状態に切り替えられた場合、高密度化手段３０は、偏光切替素子３１によって、ステップＳ４で照射された多視点映像の偏光を水平偏光から垂直偏光に変換する。
【0069】
そして、高密度化手段３０は、結像手段３２の結像レンズ３２０によって、多視点映像を個々の視点映像に分離する。
さらに、高密度化手段３０は、偏光回折素子３３（３３ａ，３３ｂ）によって、個々の視点映像を偏光状態に応じて、異なる方向に回折させて光軸をシフトさせる。
そして、高密度化手段３０は、迷光遮断手段３４によって、０次光や、２次以上の高次光を遮断して、個々の視点映像を表示光学系４０に照射する。
さらに、高密度化手段３０は、偏光回折素子３３（３３ａ，３３ｂ）によって、個々の視点映像を偏光状態に応じて、異なる方向に回折させて光軸をシフトさせる。
そして、高密度化手段３０は、迷光遮断手段３４によって、０次光や、２次以上の高次光を遮断して、個々の視点映像を表示光学系４０に照射する。
【0070】
ステップＳ６において、表示光学系４０は、ステップＳ５で照射された個々の視点映像を重畳表示する。
ここでは、表示光学系４０は、集光レンズ４１によって、偏光回折素子３３で光軸がシフトされた視点映像ごとの映像光を重畳結像する
そして、表示光学系４０は、視域形成レンズ４２によって、視域を拡大させるとともに、スクリーン４３によって、多視点映像の光を、進行方向を保ったまま予め定めた範囲に拡散させる。
そして、二次元映像表示手段１０が多視点映像を表示する間（ステップＳ７でＮｏ）、三次元映像表示装置１は、ステップＳ１に戻って動作を継続する。
一方、二次元映像表示手段１０による多視点映像の表示が終了した段階で（ステップＳ７でＹｅｓ）、三次元映像表示装置１は動作を終了する。
ここでは、表示光学系４０は、集光レンズ４１によって、偏光回折素子３３で光軸がシフトされた視点映像ごとの映像光を重畳結像する
そして、表示光学系４０は、視域形成レンズ４２によって、視域を拡大させるとともに、スクリーン４３によって、多視点映像の光を、進行方向を保ったまま予め定めた範囲に拡散させる。
そして、二次元映像表示手段１０が多視点映像を表示する間（ステップＳ７でＮｏ）、三次元映像表示装置１は、ステップＳ１に戻って動作を継続する。
一方、二次元映像表示手段１０による多視点映像の表示が終了した段階で（ステップＳ７でＹｅｓ）、三次元映像表示装置１は動作を終了する。
【0071】
以上説明したように、三次元映像表示装置１は、高解像度化手段２０によって、多視点映像の解像度を向上させ、高密度化手段３０によって、多視点映像の再生光線密度を向上させることができ、高精細な三次元映像を表示することができる。
また、三次元映像表示装置１は、多視点映像を高解像度化および高密度化するための時分割制御を、多視点映像に付加されている制御信号によって行うことができる。これによって、三次元映像表示装置１は、時分割光線を再生するための駆動素子（ここでは、偏光切替素子２１，３１）を容易に同期させることができる。
以上、本発明の実施形態に係る三次元映像表示装置１の構成および動作について説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。以下、種々の変形例について説明する。
また、三次元映像表示装置１は、多視点映像を高解像度化および高密度化するための時分割制御を、多視点映像に付加されている制御信号によって行うことができる。これによって、三次元映像表示装置１は、時分割光線を再生するための駆動素子（ここでは、偏光切替素子２１，３１）を容易に同期させることができる。
以上、本発明の実施形態に係る三次元映像表示装置１の構成および動作について説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。以下、種々の変形例について説明する。
【0072】
≪変形例≫
＜変形例１＞
ここでは、三次元映像表示装置１の二次元映像表示手段１０を、直視型ディスプレイで構成した。
しかし、二次元映像表示手段１０は、多視点映像を拡大照射するプロジェクタとして構成してもよい。
＜変形例１＞
ここでは、三次元映像表示装置１の二次元映像表示手段１０を、直視型ディスプレイで構成した。
しかし、二次元映像表示手段１０は、多視点映像を拡大照射するプロジェクタとして構成してもよい。
【0073】
図１３に、プロジェクタを備えた三次元映像表示装置１Ｂの構成を示す。
図１３に示すように、三次元映像表示装置１Ｂは、プロジェクタ２と、高密度化手段３０Ｂと、表示光学系４０と、駆動手段５０と、を備える。表示光学系４０および駆動手段５０は、図２で説明した三次元映像表示装置１と同じものである。
図１３に示すように、三次元映像表示装置１Ｂは、プロジェクタ２と、高密度化手段３０Ｂと、表示光学系４０と、駆動手段５０と、を備える。表示光学系４０および駆動手段５０は、図２で説明した三次元映像表示装置１と同じものである。
【0074】
プロジェクタ２は、二次元映像表示手段１０と、高解像度化手段２０と、を内部に備える。また、プロジェクタ２は、レンズ２ａを備え、多視点映像を拡大する。
二次元映像表示手段１０および高解像度化手段２０は、図２で説明した三次元映像表示装置１と同じものであるが、三次元映像表示装置１に比べて、大きさを小さくすることができる。
二次元映像表示手段１０および高解像度化手段２０は、図２で説明した三次元映像表示装置１と同じものであるが、三次元映像表示装置１に比べて、大きさを小さくすることができる。
【0075】
高密度化手段３０Ｂは、時間方向に視点位置の異なる多視点映像の光線を、視点位置に応じてシフトすることで、多視点映像を高密度化するもので、図２で説明した高密度化手段３０と同じ機能を有する。
高密度化手段３０Ｂは、偏光切替素子３１と、結像手段３２と、偏光回折素子３３（３３ａ，３３ｂ）と、迷光遮断手段３４と、コリメータレンズ３５と、を備える。
コリメータレンズ３５以外の構成は、図２で説明した高密度化手段３０と同じである。
なお、偏光切替素子３１は、コリメータレンズ３５と結像手段３２との間に備えてもよいが、プロジェクタ２とコリメータレンズ３５との間に備えることで、プロジェクタ２の照射口の大きさに対応した大きさであればよいため、大きさを小さくすることができる。
高密度化手段３０Ｂは、偏光切替素子３１と、結像手段３２と、偏光回折素子３３（３３ａ，３３ｂ）と、迷光遮断手段３４と、コリメータレンズ３５と、を備える。
コリメータレンズ３５以外の構成は、図２で説明した高密度化手段３０と同じである。
なお、偏光切替素子３１は、コリメータレンズ３５と結像手段３２との間に備えてもよいが、プロジェクタ２とコリメータレンズ３５との間に備えることで、プロジェクタ２の照射口の大きさに対応した大きさであればよいため、大きさを小さくすることができる。
【0076】
コリメータレンズ３５は、プロジェクタ２が拡大する多視点映像の光を平行光に変換するものである。このコリメータレンズ３５は、例えば、凸レンズで構成することができる。
コリメータレンズ３５は、プロジェクタ２と結像手段３２との間に、プロジェクタ２からコリメータレンズ３５の焦点距離だけ離間して配置される。
なお、ここでは、プロジェクタ２の内部に高解像度化手段２０を備える構成としたが、高解像度化手段２０は、プロジェクタ２の外部で、プロジェクタ２と高密度化手段３０Ｂとの間に備えてもよい。
コリメータレンズ３５は、プロジェクタ２と結像手段３２との間に、プロジェクタ２からコリメータレンズ３５の焦点距離だけ離間して配置される。
なお、ここでは、プロジェクタ２の内部に高解像度化手段２０を備える構成としたが、高解像度化手段２０は、プロジェクタ２の外部で、プロジェクタ２と高密度化手段３０Ｂとの間に備えてもよい。
【0077】
＜変形例２＞
ここでは、三次元映像表示装置１は、多視点映像を時分割に４多重するため、高解像度化手段２０と高密度化手段３０とを、それぞれ１つ備える構成とした。
しかし、三次元映像表示装置１は、高解像度化手段２０または高密度化手段３０のいずれか１つで構成しても構わない。
また、高解像度化手段２０は、高密度化手段３０の前段に限定されず、高密度化手段３０の後段で表示光学系４０の前段に備えることとしてもよい。
また、高密度化手段３０は、奥行方向（ｚ方向）に連接して多段に複数備える構成としてもよい。この場合、それぞれの高密度化手段３０は、視点位置に応じて異なる位置に光軸をシフトさせればよい。
ここでは、三次元映像表示装置１は、多視点映像を時分割に４多重するため、高解像度化手段２０と高密度化手段３０とを、それぞれ１つ備える構成とした。
しかし、三次元映像表示装置１は、高解像度化手段２０または高密度化手段３０のいずれか１つで構成しても構わない。
また、高解像度化手段２０は、高密度化手段３０の前段に限定されず、高密度化手段３０の後段で表示光学系４０の前段に備えることとしてもよい。
また、高密度化手段３０は、奥行方向（ｚ方向）に連接して多段に複数備える構成としてもよい。この場合、それぞれの高密度化手段３０は、視点位置に応じて異なる位置に光軸をシフトさせればよい。
【0078】
以下、高密度化手段３０を２段備える構成とした例で説明する。
図１４は、各視点映像のフレーム上の光軸位置（以下、視点画像位置）を１つのマス目で表している。
図１４（ａ）の◎印は、二次元映像表示手段１０が表示する元々の視点画像位置を示す。二次元映像表示手段１０に近い１段目の高密度化手段３０は、◎印の視点画像位置ａを△印，□印の視点画像位置ｂ１，ｂ２にシフトする。さらに２段目の高密度化手段３０は、△印の視点画像位置ｂ１を●印，▲印の視点画像位置ｃ１，ｃ２にシフトし、□印の視点画像位置ｂ２を■印，◆印の視点画像位置ｃ３，ｃ４にシフトする。
この場合、二次元映像表示手段１０が表示する多視点映像は、●印の視点画像位置の視点画像で構成されたフレーム、▲印の視点画像位置の視点画像で構成されたフレーム、■印の視点画像位置の視点画像で構成されたフレーム、◆印の視点画像位置の視点画像で構成されたフレームで構成される。
この場合も、多視点映像には、図５で説明したように２つの高密度化手段３０に対応する制御信号を付加しておくことで、三次元映像表示装置１は、容易に時分割制御を行うことができる。
図１４は、各視点映像のフレーム上の光軸位置（以下、視点画像位置）を１つのマス目で表している。
図１４（ａ）の◎印は、二次元映像表示手段１０が表示する元々の視点画像位置を示す。二次元映像表示手段１０に近い１段目の高密度化手段３０は、◎印の視点画像位置ａを△印，□印の視点画像位置ｂ１，ｂ２にシフトする。さらに２段目の高密度化手段３０は、△印の視点画像位置ｂ１を●印，▲印の視点画像位置ｃ１，ｃ２にシフトし、□印の視点画像位置ｂ２を■印，◆印の視点画像位置ｃ３，ｃ４にシフトする。
この場合、二次元映像表示手段１０が表示する多視点映像は、●印の視点画像位置の視点画像で構成されたフレーム、▲印の視点画像位置の視点画像で構成されたフレーム、■印の視点画像位置の視点画像で構成されたフレーム、◆印の視点画像位置の視点画像で構成されたフレームで構成される。
この場合も、多視点映像には、図５で説明したように２つの高密度化手段３０に対応する制御信号を付加しておくことで、三次元映像表示装置１は、容易に時分割制御を行うことができる。
【0079】
なお、高密度化手段３０の光軸シフトは、図１４（ａ）に示すように、斜め方向のみにシフトする必要はなく、図１４（ｂ）に示すように、１段目の高密度化手段３０で水平方向に光軸をシフトした後、２段目の高密度化手段３０で斜め方向にシフトする等、多視点映像の視点位置に応じて予め設定しておけばよい。
【0080】
＜変形例３＞
ここでは、高密度化手段３０が、偏光回折素子３３（３３ａ，３３ｂ）を備える構成としたが、偏光回折素子３３を偏光ビームスプリッタ群で構成してもよい。
図１５（ａ）は、結像手段３２の光路上の後段に偏光ビームスプリッタ群３３Ｂを備えた構成例を示す。
偏光ビームスプリッタ群３３Ｂは、１つの結像レンズ３２０に対応して２つの偏光ビームスプリッタ３３Ｂａ，３３Ｂｂで構成される。
ここでは、高密度化手段３０が、偏光回折素子３３（３３ａ，３３ｂ）を備える構成としたが、偏光回折素子３３を偏光ビームスプリッタ群で構成してもよい。
図１５（ａ）は、結像手段３２の光路上の後段に偏光ビームスプリッタ群３３Ｂを備えた構成例を示す。
偏光ビームスプリッタ群３３Ｂは、１つの結像レンズ３２０に対応して２つの偏光ビームスプリッタ３３Ｂａ，３３Ｂｂで構成される。
【0081】
偏光ビームスプリッタ３３Ｂａ，３３Ｂｂは、入射される光の偏光状態に応じて、入射光を透過または反射するものである。ここでは、偏光ビームスプリッタ３３Ｂａ，３３Ｂｂは、入射光が水平偏光であればそのまま透過し、垂直偏光であれば反射する。
【0082】
図１５（ｂ）に示すように、偏光ビームスプリッタ３３Ｂａは、結像レンズ３２０の光軸上に配置される。また、偏光ビームスプリッタ３３Ｂｂは、結像レンズ３２０のｘ方向（水平方向）のピッチ（視点映像のピッチ）をＤｘとした場合、光軸がＤｘ／２シフトするように配置される。これは、ｙ方向（垂直方向）においても同様である。すなわち、偏光ビームスプリッタ３３Ｂａ，３３Ｂｂは、光軸をずらす方向に斜めに配置される。
【0083】
偏光ビームスプリッタ３３Ｂａは、結像レンズ３２０からの入射光が水平偏光であれば、そのまま透過して、集光レンズ４１（図２）に照射する。また、偏光ビームスプリッタ３３Ｂａは、入射光が垂直偏光であれば、入射光を反射して、偏光ビームスプリッタ３３Ｂｂに照射する。
偏光ビームスプリッタ３３Ｂｂは、偏光ビームスプリッタ３３Ｂａで反射された垂直偏光の光をさらに反射して、集光レンズ４１（図２）に照射する。
これによって、偏光ビームスプリッタ群３３Ｂは、偏光回折素子３３と同じ機能を実現することができる。
偏光ビームスプリッタ３３Ｂｂは、偏光ビームスプリッタ３３Ｂａで反射された垂直偏光の光をさらに反射して、集光レンズ４１（図２）に照射する。
これによって、偏光ビームスプリッタ群３３Ｂは、偏光回折素子３３と同じ機能を実現することができる。
【0084】
＜変形例４＞
ここでは、高密度化手段３０の偏光回折素子３３（３３ａ，３３ｂ）を、水平偏光または垂直偏光の入射光を、偏光状態に応じて、異なる方向に±１次光として回折させるものとした。
しかし、偏光回折素子３３は、右回り円偏光または左回り円偏光の入射光を、偏光状態に応じて、異なる方向に±１次光として回折させるものを用いてもよい。
その場合、偏光切替素子３１と偏光回折素子３３との間（結像手段３２の前後）にλ／４波長板（不図示）を備えればよい。
λ／４波長板は、入射光に対して１／４波長の位相差を生じさせて、直線偏光を円偏光に変換するものである。
λ／４波長板は、入射した直線偏光である水平偏光を、右回り円偏光に変換する。また、λ／４波長板は、入射した直線偏光である垂直偏光を、左回り円偏光に変換する。
これによって、偏光回折素子３３は、結像レンズ３２０から照射された光を偏光状態に応じて異なる方向に回折させて、光軸をシフトさせることができる。
ここでは、高密度化手段３０の偏光回折素子３３（３３ａ，３３ｂ）を、水平偏光または垂直偏光の入射光を、偏光状態に応じて、異なる方向に±１次光として回折させるものとした。
しかし、偏光回折素子３３は、右回り円偏光または左回り円偏光の入射光を、偏光状態に応じて、異なる方向に±１次光として回折させるものを用いてもよい。
その場合、偏光切替素子３１と偏光回折素子３３との間（結像手段３２の前後）にλ／４波長板（不図示）を備えればよい。
λ／４波長板は、入射光に対して１／４波長の位相差を生じさせて、直線偏光を円偏光に変換するものである。
λ／４波長板は、入射した直線偏光である水平偏光を、右回り円偏光に変換する。また、λ／４波長板は、入射した直線偏光である垂直偏光を、左回り円偏光に変換する。
これによって、偏光回折素子３３は、結像レンズ３２０から照射された光を偏光状態に応じて異なる方向に回折させて、光軸をシフトさせることができる。
【0085】
＜変形例５＞
三次元映像表示装置１，１Ｂは、二次元映像表示手段１０を１つで構成したが、複数の二次元映像表示手段１０を備え、多視点映像の個々の視点映像を複数の二次元映像表示手段１０で表示することとしてもよい。
この場合、複数の二次元映像表示手段１０は、フレーム同期を行うこととする。また、少なくとも１つの視点映像には、図５で説明した制御信号が付加され、駆動手段５０に入力されることとすればよい。
三次元映像表示装置１，１Ｂは、二次元映像表示手段１０を１つで構成したが、複数の二次元映像表示手段１０を備え、多視点映像の個々の視点映像を複数の二次元映像表示手段１０で表示することとしてもよい。
この場合、複数の二次元映像表示手段１０は、フレーム同期を行うこととする。また、少なくとも１つの視点映像には、図５で説明した制御信号が付加され、駆動手段５０に入力されることとすればよい。
【符号の説明】
【0086】
１ 三次元映像表示装置
１０ 二次元映像表示手段
２０ 高解像度化手段
２１ 偏光切替素子（第１偏光切替素子）
２２ 複屈折素子
３０ 高密度化手段
３１ 偏光切替素子
３２ 結像手段
３２０ 結像レンズ
３３ 偏光回折素子（第２偏光切替素子）
３４ 迷光遮断手段
４０ 表示光学系
４１ 集光レンズ
４２ 視域形成レンズ
４３ スクリーン
５０ 駆動手段
５１ 第１駆動手段
５２ 第２駆動手段
１０ 二次元映像表示手段
２０ 高解像度化手段
２１ 偏光切替素子（第１偏光切替素子）
２２ 複屈折素子
３０ 高密度化手段
３１ 偏光切替素子
３２ 結像手段
３２０ 結像レンズ
３３ 偏光回折素子（第２偏光切替素子）
３４ 迷光遮断手段
４０ 表示光学系
４１ 集光レンズ
４２ 視域形成レンズ
４３ スクリーン
５０ 駆動手段
５１ 第１駆動手段
５２ 第２駆動手段
【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】