JP2003156712A - 画像表示装置 - Google Patents

画像表示装置

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JP2003156712A
JP2003156712A JP2001357073A JP2001357073A JP2003156712A JP 2003156712 A JP2003156712 A JP 2003156712A JP 2001357073 A JP2001357073 A JP 2001357073A JP 2001357073 A JP2001357073 A JP 2001357073A JP 2003156712 A JP2003156712 A JP 2003156712A
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JP2001357073A
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Masaru Ishikawa
大 石川
Hiroshi Chokai
博 鳥海
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Pioneer Electronic Corp
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B15/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G03B15/08—Trick photography
    • G03B15/10—Trick photography using back-projection, i.e. blending artificial background with real foreground
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/50—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images the image being built up from image elements distributed over a 3D volume, e.g. voxels
    • G02B30/56—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images the image being built up from image elements distributed over a 3D volume, e.g. voxels by projecting aerial or floating images

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 簡単な構造を有する立体的２次元画像を表示
できる画像表示装置を提供する。 【解決手段】 画像表示装置は、物体像を含む２次元画
像を表示する平面状の第１画像表示面を有する第１表示
部１０と、第１画像表示面に平行に離間して配置され、
複数のレンズからなりかつ物体像よりも広い有効面積を
有するマイクロレンズアレイ２２からなり、マイクロレ
ンズアレイの第１表示部とは反対側に位置する空間に２
次元画像の実像を表示する結像面を生成する画像伝達パ
ネル２０と、結像面及びマイクロレンズアレイ２２の間
に配置されかつ２次元画像の実像の表示を促進する透明
又は半透明な領域を有する背景画像を表示する第２表示
部５０と、からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は立体像などの物体像
を含む２次元画像を表示する画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】室内装飾器具や、店舗における商品の販
促用ディスプレイ計器類において、視覚的な癒し又は訴
求効果を出すため、３次元立体視システムを採用するこ
とが増えている。立体視方法としてレンチキュラーレン
ズ法が存在する。これは一画面に複数画面を潜像させ、
一定幅の半円柱型レンズを水平方向につなぎ合わせた透
過スクリーンを通して当該複数画面を見ることで、立体
表現や動画表現を可能とする手法である。すなわち、半
円柱型レンズの１ピッチ間に対応させて、複数画像の各
々を鉛直方向にストライプ状に分断した画像を規則的に
配列して、当該画面を見る方向や距離により変化するレ
ンズの焦点位置と、そこに配置した画像の見え方により
立体視を実現する。具体的には、立体画像の再現として
は観察者の両目に対応した左右２枚の視差画像から交互
に配列されたストライプ画像を、レンチキュラーレンズ
を用いて観察者の両目に供給して立体像を認識させてい
る。立体的に見せる他、レンチキュラーレンズ法の視覚
効果としては、モノの動きを表現するモーション効果
や、２〜４点ほどの画像が見る場所によって切り替わる
フリップ効果が得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一画面
に複数の画面を潜像させるためには、撮像する段階か
ら、観察者の両目に対応する視差画像を必要とし、該画
像を供給するための多くの作業、例えばコンピュータ画
像処理、レンチキュラーレンズ設計、レンズと画像との
正確な組み合わせ作業、が必要である。よって、レンチ
キュラーレンズを用いた立体的に見えるディスプレイ計
器は高価になる傾向がある。
【０００４】従来のレンチキュラーレンズによる立体視
では２点以上の点から見た映像を短冊状に合成した特殊
な画像を用いる必要があるが、普通の１点から見た画像
でよく、普通の写真や絵を用いて立体表示ができる画像
表示装置が求められている。本発明はこのような問題を
解決し、簡単な構成で立体像などの物体像の表示をなし
得る画像表示装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の画像表示装置
は、物体像を含む２次元画像を表示する平面状の第１画
像表示面を有する第１表示部と、前記第１画像表示面に
平行に離間して配置され、複数のレンズからなりかつ前
記物体像よりも広い有効面積を有するマイクロレンズア
レイからなり、前記マイクロレンズアレイの前記第１表
示部とは反対側に位置する空間に前記２次元画像の実像
を表示する結像面を生成する画像伝達パネルと、前記結
像面及び前記マイクロレンズアレイの間に配置されかつ
前記結像面における実像の結像を許容する透明又は半透
明な領域を有しかつ背景画像を表示する第２表示部と、
からなることを特徴とする。
【０００６】本発明の画像表示装置においては、前記マ
イクロレンズアレイは、同軸に配置された一対の凸レン
ズからなるレンズ系の複数をそれらの光軸が互いに平行
となるように２次元状に配列されたマイクロ凸レンズ板
であることを特徴とする。本発明の画像表示装置におい
ては、前記マイクロレンズアレイが前記結像面にて正立
像を結像することを特徴とする。
【０００７】本発明の画像表示装置においては、前記第
１表示部は、バックライト照明部と、前記バックライト
照明部及び前記画像伝達パネルの間において前記画像伝
達パネルに略一定間隔に配置されかつ前記２次元画像を
担持するリバーサルフィルムと、を含むことを特徴とす
る。本発明の画像表示装置においては、前記リバーサル
フィルムを、前記画像伝達パネルに対して略一定間隔を
維持して平行に並進運動せしめるフィルム駆動機構を有
することを特徴とする。
【０００８】本発明の画像表示装置においては、前記リ
バーサルフィルムを、前記画像伝達パネルに対して間隔
を変化させて平行に並進運動せしめる第２フィルム駆動
機構を有することを特徴とする。本発明の画像表示装置
においては、前記リバーサルフィルムを、前記画像伝達
パネルに対してこれとの間隔を部分的に変化させる第３
フィルム駆動機構を有することを特徴とする。
【０００９】本発明の画像表示装置においては、前記画
像伝達パネルを、前記リバーサルフィルムに対して回動
運動せしめるパネル回動駆動機構を有することを特徴と
する。本発明の画像表示装置においては、前記画像伝達
パネルを、前記リバーサルフィルムに対して並進運動せ
しめるパネル並進駆動機構を有することを特徴とする。
【００１０】本発明の画像表示装置においては、前記結
像面及び第２表示部の間の前記結像面の近傍又は前記結
像面に配置されかつ前記２次元画像の実像の表示を促進
する透明又は半透明な領域を有する第２背景画像を表示
する第３表示部を有することを特徴とする。本発明の画
像表示装置においては、前記第３表示部を支持する透明
体を有することを特徴とする。
【００１１】本発明の画像表示装置においては、前記リ
バーサルフィルム、前記画像伝達パネル及び前記第２表
示部が中空柱状に形成されかつ順に共軸に配置されてい
ることを特徴とする。本発明の画像表示装置において
は、前記第３表示部を支持する透明体が中空柱状に形成
されかつ前記画像伝達パネルに共軸に配置されているこ
とを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下に、本発明による立体像など
の物体像を含む２次元画像を表示する画像表示装置につ
いて実施の形態の一例を図面を用いて説明する。図１
は、かかる画像表示装置の要部の模式的断面図を示す。
画像表示装置は、第１表示部１０と、第１表示部１０に
固定された支持部材１５に支持された画像伝達パネル２
０と、を含む。第１表示部１０は、平面状の画像表示面
例えば陽画、スライド用ポジフィルムなどを拡大したも
のや、透明フィルムに透過カラー印刷したもの（以下、
リバーサルフィルムという）１０ａと、これを背後から
照らすバックライト照明部１０ｂとからなる。リバーサ
ルフィルム１０ａには２次元画像が表示されている。画
像伝達パネル２０は、照明部１０ｂに照らされた２次元
画像を結像するので、第１表示部１０とは反対側に位置
する空間に結像面３０を生成する。画像表示装置は、さ
らに、結像面３０及び画像伝達パネル２０の間に配置さ
れた第２表示部５０を備えている。
【００１３】画像伝達パネル２０はマイクロレンズアレ
イ２２とこれの有効領域を囲むレンズ枠領域２３例えば
レンズ枠体からなる。支持部材１５はレンズ枠領域２３
を支持し、画像伝達パネル２０はリバーサルフィルム１
０ａの画像表示面に平行に離間して位置している。マイ
クロレンズアレイ２２はリバーサルフィルムの立体像な
どの物体像を含む２次元画像を観察者に目視せしめるた
めの正立等倍光学系であり、２次元画像の中の物体像よ
りも広い有効面積を有している。
【００１４】図２は各凸レンズ２５の光軸２６を含む平
面で切断したマイクロレンズアレイ２２の断面図であ
る。マイクロレンズアレイ２２は、２次元的に配置した
複数の微小レンズから構成されている。マイクロレンズ
アレイ２２は、レンズアレイ半体２４を２枚一組でスペ
ーサを介して一体化したマイクロ凸レンズ板である。マ
イクロ凸レンズ板では、各光軸が同軸に配置された一対
の凸レンズからなるレンズ系の複数が、それら光軸が互
いに平行となるように、２次元状に配列されている。複
数のレンズ系の焦点面の集合が結像面３０をなす。
【００１５】また図２において、レンズアレイ半体２４
の左側面に形成された凸レンズ２５を、他方の凸レンズ
に対してその曲率を小さくすると、同図左側のレンズア
レイ半体２４のリバーサルフィルム１０ａとレンズ面と
の距離Ｌ１は、同図右側のレンズアレイ半体２４の像側
焦点（結像面３０）とレンズ面との距離Ｌ２より短くな
る。すると、結像面３０は画像伝達パネル２０より十分
離間し、かつ画像表示装置の奥行きもコンパクトとする
ことができる。凸レンズ２５は夫々同じ材質で同じ形状
を有し、例えば透明平板上にマトリクス状に互いに隣接
して整列形成されている。凸レンズ２５の光軸２６は、
対となって隣接するレンズアレイ半体２４のもの同士間
で一致している。凸レンズ２５及び透明平板２７の材質
はアクリルであるが、また透明平板にガラス等の透過性
の材料を用いてもよい。
【００１６】バックライト照明部１０ｂの代わりに、リ
バーサルフィルム１０ａ及びマイクロレンズアレイ２２
間に例えば支持部材１５に固定して、リバーサルフィル
ム１０ａを結像面側から照射する例えば反射型の照明装
置を用いてもよい。図３（Ａ）に示すように、第１表示
部１０のリバーサルフィルム１０ａには、観察者に注目
させるべき立体像などの物体像Pを含み、物体像以外は
光を透過する２次元画像が描画されている。結像面３０
及び画像伝達パネル２０の間に配置された第２表示部５
０は、背景画像を表示する第２リバーサルフィルムであ
る。第２リバーサルフィルム５０の背景画像は図３
（Ｂ）に示す例えば、物体像Pの実像の表示を促進する
透明又は半透明な領域Ｂを有する画像とすることが好ま
しい。リバーサルフィルム１０ａからの光量を確保する
ためである。よって、観察者は図３（Ｃ）に示すよう
に、第２リバーサルフィルム５０の背景画像から第１表
示部１０のリバーサルフィルム１０ａの物体像P（実
像）だけがあたかも３次元画像であるかのように浮き出
た像として認識できる。また、第２リバーサルフィルム
５０の背景画像を全体的に半透明な領域Ｂとすることも
できる。第２リバーサルフィルム５０は結像面３０とマ
イクロレンズアレイ２２との間に配置さればよく、マイ
クロレンズアレイに接触していも離間していてもよい。
【００１７】本発明による画像表示装置の更なる実施の
形態の例を説明する。図４はステージ上に載置されてい
る画像表示装置を示す。互いに平行に鉛直に支持された
リバーサルフィルム１０ａ及びバックライト照明部１０
ｂからなる第１表示部１０が装置の筐体４０内に収納さ
れている。筐体４０内部には駆動機構などの部品を収納
する収納部４３を設けてある。かかる２次元画像は所定
の物体像以外は例えば白色光を放射する映像が好まし
い。物体像の映像対象としては、静的な物体より、動的
な物体であることが好ましい。なお、第１表示部１０
は、照明部で照明されたリバーサルフィルムに限らず、
例えば、カラー液晶パネル、陰極線管、プラズマディス
プレイ、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイな
どを用いた表示装置が用いられ得る。これら電気的駆動
の表示装置の場合、第１表示部は立体像などの物体像を
含む２次元画像のための映像信号を供給する映像信号供
給部に接続される。
【００１８】表示装置を用いた場合、物体像以外は黒色
等の暗色表示をしてもよい。またバックライトの代わり
に反射型の照明装置を用いた場合は、物体像、物体像以
外ともに非光透過性が好ましい。画像伝達パネル２０は
リバーサルフィルム１０ａから所定距離離れて筐体４０
の前面４０ａの窓に取り付けられている。第２表示部で
ある背景画像を表示する第２リバーサルフィルム５０
も、図５に示すように、筐体窓枠に設けられたスリット
部４１に挿入固定されている。なお、第２リバーサルフ
ィルム５０の一面に透過性接着層を付して画像伝達パネ
ル２０に貼り付ける構成とすることもできる。第２リバ
ーサルフィルム５０は着脱自在で、画像伝達パネル２０
の観察者側に配置される。画像表示装置の筐体４０内
部、特に観察者側は光路は不要な映り込みを防止するた
めに黒色など暗い色としてある。
【００１９】第１表示部１０の画像表示面すなわちリバ
ーサルフィルム１０ａは、画像伝達パネル２０のマイク
ロレンズアレイ２２の物体側焦点面前後の被写界深度範
囲内に位置する。第１表示部１０の画像表示面に物体像
が形成されている時、それが像側焦点面又はその近傍に
結像（結像面３０）され、略光軸方向から物体像の実像
の目視が可能になる。なお、この場合、第１表示部１０
の画像表示面に形成された物体像から再生実像を得るの
で、画像表示面側が物体側である。
【００２０】図４及び図５に示すように、筐体４０の前
面４０ａ前方（観察者側）には例えば直方体のアクリル
ブロックなどの透明体９を配置する。アクリルブロック
９の内部にマイクロレンズアレイ２２により形成された
結像面３０を収容するように、観察者から見たアクリル
ブロック９の奥行き厚さはマイクロレンズアレイ２２の
焦点距離より長く厚くする。これによりアクリルブロッ
ク９中に、立体像などの物体像Pが浮かんで見える。ま
た、アクリルブロック９の厚さをマイクロレンズアレイ
２２の焦点距離程度とし、もう１つの同形のアクリルブ
ロック９同士を結像面３０又はその近傍で近接し、両ア
クリルブロック間にリバーサルフィルムなどの第２背景
画像３１を表示する第３表示部６０を挟持することもで
きる。
【００２１】図６（Ａ）に示すように、結像面３０近傍
に配置された第３表示部６０のリバーサルフィルムに
は、観察者に注目させるべき実像の物体像P（結像面３
０）の表示を妨害せずに光の通過を促進する透明又は半
透明な領域並びに光を透過する２次元画像の第２背景画
像３１が描画されている。よって、観察者は第２背景画
像３１に容易に焦点を合わせることができるので、図６
（Ｂ）に示すように、第２リバーサルフィルム５０の背
景画像から第１表示部１０のリバーサルフィルム１０ａ
の物体像P（実像）だけがあたかも３次元画像であるか
のように浮き出た像として容易に認識できる。また、第
３表示部６０は、結像面３０と第２表示部５０との間で
も、結像面３０を越えた部位でも、結像面の近傍であれ
ば、観察者の眼の焦点が合わせ易い部位に配置される。
【００２２】図６（Ｃ）に示すように、浮き出ている物
体像P（実像）だけを移動させることもできる。図７に
示すように、画像表示装置において、第２表示部５０を
越えて結像面３０を生成する画像伝達パネル２０及びリ
バーサルフィルム１０ａが平行に配置されているが、リ
バーサルフィルム１０ａをエンドレステープ状に形成し
て、これを一対の平行ローラーＲ間に張設して、一方の
ローラーＲをモータＭで回転させるフィルム駆動機構を
備えることによって、物体像Pだけを移動できる。この
フィルム駆動機構は例示であって、第１表示部のリバー
サルフィルム１０ａを、画像伝達パネル２０に対して略
一定間隔を維持して平行に並進運動せしめるフィルム駆
動機構であればよい。フィルム駆動機構は物体像Pを他
の物体像に切り替える態様や、物体像Pを文字、ロゴな
どとして、これらが平行移動する態様を実現する。
【００２３】本発明による画像表示装置において物体像
Pを運動せしめる更なる実施の形態の例を説明する。図
８に示すように、第１表示部のリバーサルフィルム１０
ａを、画像伝達パネル２０に対して間隔を変化させて平
行に並進運動せしめる第２フィルム駆動機構を画像表示
装置に設けることができる。第２フィルム駆動機構は、
図８に示すように、エンドレステープ状リバーサルフィ
ルム１０ａを巻架している一対の平行ローラーＲのそれ
ぞれを、その回転対称軸ＳＡから偏倚した位置に回転軸
ＲＡを設けて、回転軸ＲＡまわりに回転させることによ
り、リバーサルフィルム１０ａが画像伝達パネル２０に
近づいたり遠ざかったりしながら移動するように構成し
た以外、図７に示す構成と同一である。この第２フィル
ム駆動機構によれば、画像伝達パネル２０とリバーサル
フィルム１０ａとの間隔を変化させ結像面３０を前後に
移動させる、すなわち物体像Pを焦点深度で前後に揺ら
せながら平行移動させることができる。また、左右の軸
の前後移動をずらす（独立移動させる）ことにより、非
平行移動をさせることもできる。ローラーＲの回転軸Ｒ
Ａの回転対称軸ＳＡから偏倚量は、画像伝達パネル２０
及びリバーサルフィルム１０ａ間の距離変動がマイクロ
レンズアレイの被写界深度の範囲内に留めるように、設
定される。
【００２４】他の実施の形態としては、図９に示すよう
に、第１表示部のリバーサルフィルム１０ａを、画像伝
達パネル２０に対してこれとの間隔を部分的に変化させ
る第３フィルム駆動機構を画像表示装置に設けることが
できる。この第３フィルム駆動機構は、図９に示すよう
に、エンドレステープ状リバーサルフィルム１０ａを巻
架している一対の平行ローラーＲの少なくとも一方の接
触側面に複数の凸部ＣＶを設けることにより、リバーサ
ルフィルム１０ａの一部分が画像伝達パネル２０に近づ
いたり遠ざかったりしながら移動するように構成した以
外、図７に示す構成と同一である。この第３フィルム駆
動機構によれば、画像伝達パネル２０とリバーサルフィ
ルム１０ａとの間隔を部分的に変化させ結像面３０を前
後に移動させる、すなわち物体像Pを焦点深度で揺らせ
ながら平行移動させることができる。ローラーＲの凸部
ＣＶの高さは、画像伝達パネル２０及びリバーサルフィ
ルム１０ａ間の距離変動がマイクロレンズアレイの被写
界深度の範囲内に留めるように、設定される。
【００２５】さらなる他の実施の形態としては、図１０
に示すように、画像伝達パネル２０を、第１表示部のリ
バーサルフィルム１０ａに対して回動運動せしめるパネ
ル回動駆動機構を画像表示装置に設けることができる。
このパネル回動駆動機構は、図１０に示すように、エン
ドレステープ状リバーサルフィルム１０ａを巻架してい
る一対の平行ローラーＲそれぞれの一端に共軸で回転す
る例えば偏芯円盤カムＣを設け、偏芯円盤カムＣに接触
して追従するフォロワＦをそれら間に架設して、フォロ
ワＦ上に、一辺部を枢軸ＰＡで枢支された画像伝達パネ
ル２０の他辺部を載置して、ローラーＲの回転に応じて
フォロワＦが画像伝達パネル２０を枢軸ＰＡ周りで揺動
させるように構成した以外、図７に示す構成と同一であ
る。このパネル回動駆動機構によれば、画像伝達パネル
２０とリバーサルフィルム１０ａとの間隔を部分的に変
化させ結像面３０を前後に移動させる、すなわち物体像
Pを焦点深度で揺らせながら平行移動させることができ
る。偏芯円盤カムＣの回転対称軸のローラーＲからの偏
倚量は、画像伝達パネル２０及びリバーサルフィルム１
０ａ間の距離変動がマイクロレンズアレイの被写界深度
の範囲内に留めるように、設定される。
【００２６】もう一つの他の実施の形態としては、図１
１に示すように、画像伝達パネル２０を、第１表示部の
リバーサルフィルム１０ａに対して並進運動せしめるパ
ネル並進駆動機構を画像表示装置に設けることができ
る。このパネル並進駆動機構は、図１１に示すように、
エンドレステープ状リバーサルフィルム１０ａに対して
垂直方向へ平行に画像伝達パネル２０を移動させるネジ
送り機構ＳＴＭを画像伝達パネル２０に設けた以外、図
７に示す構成と同一である。このパネル並進駆動機構に
よれば、画像伝達パネル２０とリバーサルフィルム１０
ａとの間隔を変化させ結像面３０を前後に移動させる、
すなわち物体像Pを焦点深度で前後に揺らせながら平行
移動させることができる。画像伝達パネル２０の移動量
は、画像伝達パネル２０及びリバーサルフィルム１０ａ
間の距離変動がマイクロレンズアレイの被写界深度の範
囲内に留めるように、設定される。
【００２７】このように、立体像などの物体像の実像Ｐ
が生成された結像面３０の近傍すなわちその前後に、第
２背景画像３１を、結像個所表示部を光路を妨げないよ
うに配置するとともに、実像Ｐが移動する構成とするこ
とにより、観察者からは視差画像情報がない立体的２次
元画像Ｐが、より立体的に認識されるようになる。さら
に、画像表示装置は結像面３０を収容するアクリルブロ
ックなどの平行平板形状の透明体９を含むが、これに代
えて結像面３０を納める中空のアクリルケースなどの透
明側面などを有する筐体でもよい。さらに、透明体９は
これらに限定されず、側壁のないフレームだけの矩形枠
体でもよく、その内部に箱庭などミニチュアセットを配
置して、例えば遠景背景を第２表示部に表示せしめて、
人物、乗り物などの動画を立体的に映した箱庭風のジオ
ラマなどにも用いることができる。
【００２８】本発明による画像表示装置の他の実施の形
態の例を説明する。図１２はベース８０上に載置されて
いる画像表示装置を示す。共軸に鉛直に支持された円筒
リバーサルフィルム１００ａ、円筒バックライト照明部
１００ｂ及び円筒画像伝達パネル２００がベースから突
出している。円筒リバーサルフィルム１００ａ及び円筒
バックライト照明部１００ｂが第１表示部１０を構成す
る。第１表示部１０は、照明部で照明された円筒リバー
サルフィルムに限らず、例えば、有機エレクトロルミネ
ッセンスディスプレイなどを用いた表示装置が用いられ
得る。
【００２９】第１表示部１０の画像表示面すなわち円筒
リバーサルフィルム１００ａは、円筒画像伝達パネル２
００のマイクロレンズアレイの物体側焦点面前後の被写
界深度範囲内に位置する。第２表示部である背景画像を
表示する円筒第２リバーサルフィルム５００も、図１２
に示すように、円筒画像伝達パネル２００と同様共軸に
鉛直に支持されている。なお、円筒第２リバーサルフィ
ルム５００の一面に透過性接着層を付して円筒画像伝達
パネル２００に貼り付ける構成とすることもできる。円
筒第２リバーサルフィルム５００は着脱自在である。
【００３０】第１表示部１０の画像表示面に物体像が形
成されている時、それが像側焦点面又はその近傍に結像
（円筒結像面３００）され、円筒側面から物体像の実像
の目視が可能になる。図１２に示すように、円筒第２リ
バーサルフィルム５００周りには例えば中空円柱体のア
クリルブロックなどの透明体９０を共軸に配置する。円
柱アクリルブロック９０の内部に円筒画像伝達パネル２
００のマイクロレンズアレイにより形成された円筒結像
面３００を収容するように、すなわち、観察者から見た
アクリルブロックの奥行き厚さは、その中に立体像など
の物体像Pが浮かんで見えるように、円柱アクリルブロ
ック９０は円筒画像伝達パネル２００のマイクロレンズ
アレイの焦点距離より長く厚くする。さらに、円柱アク
リルブロック９０の周りに共軸に、もう１つの大きい円
柱アクリルブロック９１を設ける。円柱アクリルブロッ
ク９０，９１同士を円筒結像面３００又はその近傍で近
接し、両アクリルブロック間に円筒リバーサルフィルム
などの第２背景画像３１０を表示する第３表示部６００
を挟持することができる。よって、観察者は第２背景画
像３１０に容易に焦点を合わせることができるので、円
筒第２リバーサルフィルム５００の背景画像から第１表
示部の円筒リバーサルフィルム１００ａの物体像P（実
像）だけがあたかも３次元画像であるかのように浮き出
た像として容易に認識できる。
【００３１】さらに、図１２に示すように、第１表示部
の円筒リバーサルフィルム１００ａをモータＭで回転さ
せるフィルム駆動機構を備えることによって、浮き出た
物体像Pだけを移動でき、観察者の視野角範囲内におい
て物体像Pが走馬燈のように立体表示できる。また、図
１３に示すように、円筒画像伝達パネル２００の代わり
に、例えば正多角柱などの中空角柱の画像伝達パネル２
０１を設けることもできる。
【００３２】またさらに、図１２に示す第１表示部の円
筒リバーサルフィルム１００ａをその回転対称軸周りに
回転させる構成に代えて、図１４に示すように、その回
転対称軸から偏芯した偏倚軸まわりに円筒リバーサルフ
ィルム１００ａを回転せしめる機構を設けることによっ
て、画像伝達パネル２００とリバーサルフィルム１００
ａとの間隔を部分的に変化させ結像面３００を前後に移
動させ、すなわち物体像Pを焦点深度で揺らせながら移
動させることができる。円筒リバーサルフィルム１００
ａ偏倚軸の偏倚量は、画像伝達パネル２００及びリバー
サルフィルム１００ａ間の距離変動がマイクロレンズア
レイの被写界深度の範囲内に留めるように、設定され
る。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マイクロレンズアレイ両面側にそれぞれ第１及び第２表
示部を保持し、マイクロレンズアレイが第１表示部の２
次元画像の正立像の実像を、第２表示部の背景画像を越
えて、結像面にて結像するので、簡単な構成で、立体像
などの物体像を含む２次元画像を立体的に表示すること
が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施形態の画像表示装置の要部の
模式的概略断面図。
【図２】本発明による実施形態の画像表示装置のマイク
ロレンズアレイの部分断面図。
【図３】本発明による実施形態の画像表示装置の表示画
像の正面図。
【図４】本発明による画像表示装置の概略斜視図。
【図５】図４に示す線ＡＡの断面図。
【図６】本発明による他の実施形態の画像表示装置の表
示画像の正面図。
【図７】本発明による他の実施形態の画像表示装置の要
部の概略斜視図。
【図８】本発明による他の実施形態の画像表示装置の要
部の概略断面図。
【図９】本発明による他の実施形態の画像表示装置の要
部の概略断面図。
【図１０】本発明による他の実施形態の画像表示装置の
要部の概略斜視図。
【図１１】本発明による他の実施形態の画像表示装置の
要部の概略斜視図。
【図１２】本発明による他の実施形態の画像表示装置の
概略斜視図。
【図１３】本発明による他の実施形態の画像表示装置の
要部の概略斜視図。
【図１４】本発明による他の実施形態の画像表示装置の
要部の概略斜視図。
【符号の説明】
９ アクリルブロック（透明体） １０ 第１表示部 １０ａ リバーサルフィルム １０ｂ バックライト照明部 １５ 支持部材 ２０ 画像伝達パネル ２２ マイクロレンズアレイ ２３ レンズ枠領域 ２４ レンズアレイ半体 ２５ 凸レンズ ２６ 凸レンズの光軸 ５０ 第２表示部 ６０ 第３表示部

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 物体像を含む２次元画像を表示する平面
    状の第１画像表示面を有する第１表示部と、 前記第１画像表示面に平行に離間して配置され、複数の
    レンズからなりかつ前記物体像よりも広い有効面積を有
    するマイクロレンズアレイからなり、前記マイクロレン
    ズアレイの前記第１表示部とは反対側に位置する空間に
    前記２次元画像の実像を表示する結像面を生成する画像
    伝達パネルと、 前記結像面及び前記マイクロレンズアレイの間に配置さ
    れかつ前記結像面における実像の結像を許容する透明又
    は半透明な領域を有しかつ背景画像を表示する第２表示
    部と、からなることを特徴とする画像表示装置。
  2. 【請求項２】 前記マイクロレンズアレイは、同軸に配
    置された一対の凸レンズからなるレンズ系の複数をそれ
    らの光軸が互いに平行となるように２次元状に配列され
    たマイクロ凸レンズ板であることを特徴とする請求項１
    に記載の画像表示装置。
  3. 【請求項３】 前記マイクロレンズアレイが前記結像面
    にて正立像を結像することを特徴とする請求項２に記載
    の画像表示装置。
  4. 【請求項４】 前記第１表示部は、バックライト照明部
    と、前記バックライト照明部及び前記画像伝達パネルの
    間において前記画像伝達パネルに略一定間隔に配置され
    かつ前記２次元画像を担持するリバーサルフィルムと、
    を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１に
    記載の画像表示装置。
  5. 【請求項５】 前記リバーサルフィルムを、前記画像伝
    達パネルに対して略一定間隔を維持して平行に並進運動
    せしめるフィルム駆動機構を有することを特徴とする請
    求項４に記載の画像表示装置。
  6. 【請求項６】 前記リバーサルフィルムを、前記画像伝
    達パネルに対して間隔を変化させて平行に並進運動せし
    める第２フィルム駆動機構を有することを特徴とする請
    求項４又は５に記載の画像表示装置。
  7. 【請求項７】 前記リバーサルフィルムを、前記画像伝
    達パネルに対してこれとの間隔を部分的に変化させる第
    ３フィルム駆動機構を有することを特徴とする請求項４
    又は５に記載の画像表示装置。
  8. 【請求項８】 前記画像伝達パネルを、前記リバーサル
    フィルムに対して回動運動せしめるパネル回動駆動機構
    を有することを特徴とする請求項４から７のいずれか１
    に記載の画像表示装置。
  9. 【請求項９】 前記画像伝達パネルを、前記リバーサル
    フィルムに対して並進運動せしめるパネル並進駆動機構
    を有することを特徴とする請求項４から７のいずれか１
    に記載の画像表示装置。
  10. 【請求項１０】 前記結像面及び第２表示部の間の前記
    結像面の近傍又は前記結像面に配置されかつ前記２次元
    画像の実像の表示を促進する透明又は半透明な領域を有
    する第２背景画像を表示する第３表示部を有することを
    特徴とする請求項１から９のいずれか１に記載の画像表
    示装置。
  11. 【請求項１１】 前記第３表示部を支持する透明体を有
    することを特徴とする請求項１０に記載の画像表示装
    置。
  12. 【請求項１２】 前記リバーサルフィルム、前記画像伝
    達パネル及び前記第２表示部が中空柱状に形成されかつ
    順に共軸に配置されていることを特徴とする請求項１１
    に記載の画像表示装置。
  13. 【請求項１３】 前記第３表示部を支持する透明体が中
    空柱状に形成されかつ前記画像伝達パネルに共軸に配置
    されていることを特徴とする請求項１２に記載の画像表
    示装置。
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