JP6714347B2 - 立体像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、インテグラル立体方式により立体像を表示する立体像表示装置に関する。

一般に、任意の視点から立体像を視認することが可能な立体像表示方式の一つとして、インテグラルフォトグラフィ（Integral Photography）と呼ばれる立体写真技術の原理に基づいた方式（インテグラル立体方式）が知られている（特許文献１等参照）。このインテグラル立体方式は、例えば、ディスプレイの観察者側にレンズアレイまたはピンホールアレイを配置し、ディスプレイ面に視点位置の異なる複数の要素画像を表示することで立体像を表示する。
しかし、特許文献１に記載の手法のように、ディスプレイの観察者側にレンズアレイを配置する構成では、レンズアレイの表面形状、反射特性等の影響を受けやすく、立体像の画質が低下してしまう。

一方、インテグラル立体方式の他の手法として、レンズアレイを介さずに、ディスプレイを直接観察者に視認させる手法が存在する（非特許文献１参照）。図１８に示すように、非特許文献１に記載の立体像表示装置１００は、透過型のディスプレイ（液晶パネル）１０１の背面にピンホールアレイ１０２と、その背面にさらに、バックライトユニット１０３を備える構成としている。
そして、立体像表示装置１００は、ディスプレイ１０１に複数の要素画像を表示し、バックライトユニット１０３から照射される光を、ピンホールアレイ１０２を介して点光源の光として、ディスプレイ１０１の背面から照射することで観察者Ｍに立体像Ｔを視認させる。
しかし、特許文献１、非特許文献１に記載の手法のように、ピンホールアレイを用いる手法は、利用できる光量が少なくなるため、表示される立体像が暗くなってしまう。

これに対し、ピンホールアレイを用いずに、点光源をバックライトとして使用する手法が存在する（非特許文献２参照）。図１９に示すように、非特許文献２に記載の立体像表示装置２００は、透過型のディスプレイ（液晶パネル）２０１の背面にレンズアレイ２０２と、その背面にさらに、ＬＥＤアレイ２０３を備える構成としている。
そして、立体像表示装置２００は、ディスプレイ２０１に複数の要素画像を表示し、ＬＥＤアレイ２０３から照射される光を、レンズアレイ２０２によって集光して点光源（点光源アレイ）とし、ディスプレイ２０１の背面から照射することで観察者Ｍに立体像Ｔを視認させる。
これによって、非特許文献２に記載の手法は、ピンホールアレイを用いず、かつ、レンズアレイよりも前面にディスプレイを配置することで、利用できる光量の低下を抑えるとともに、表示する立体像の画質低下を抑えることができる。

特開２００２−２２８９７４号公報

H Choi, SW Cho, J Kim, B Lee, "A thin 3D-2D convertible integral imaging system using a pinhole array on a polarizer", OPTICS EXPRESS, vol.14, No.12, pp.5183-5190, June 12, 2006. SW Cho, JH Park, Y Kim, H Choi, J Kim, B Lee, "Convertible two-dimensional-three-dimensional display using an LED array based on modified integral imaging", Optics letters, Vol.31, No.19, pp.2852-2854, October 1, 2006.

前記した非特許文献２に記載の手法は、レンズアレイ２０２（図１９）の焦点距離と、ディスプレイ２０１（図１９）に表示する要素画像の大きさとによって、視域が決まってしまう。例えば、レンズアレイの焦点距離をｆ、要素画像の大きさ（例えば、幅）をｗとしたとき、視域角（水平視域角）θは、以下の式（１）で特定される。

このように視域は、レンズアレイの焦点距離を短くすることで大きくすることができる。しかし、この場合、レンズの焦点距離を短くすると視域は広がるが、焦点距離を短くすることで単位視域角度あたりの要素画像の画素数が減少する場合は、立体像の奥行き再現性能が低下し、深い奥行きの立体像が表示できなくなる。もしくは、レンズの焦点距離を短くすることで要素画像の総数が少なくなる場合には、立体像の解像度が低下してしまうという問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、立体像の画質を保持しつつ、視域を拡大することが可能な立体像表示装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る立体像表示装置は、インテグラル立体方式により立体像を表示する立体像表示装置であって、透過型の空間光変調器で構成された表示手段と、表示手段を背面から照射する複数の点光源で構成された照明手段と、照明手段の前面に配置され、予め定めた複数の点光源の組ごとに、照射方向を広げる方向に当該組に含まれる点光源のそれぞれの照射方向を変更する照射方向変更手段と、表示手段への要素画像群の表示と照明手段における点光源の点灯とを時分割で同期して行う表示制御手段と、を備え、表示制御手段は、要素画像切り替え手段と、点光源切り替え手段と、を備える構成とした。

かかる構成において、立体像表示装置は、照射方向変更手段によって、予め定めた数の点光源の組に含まれる各点光源の照射方向を変更することで、１つの点光源の広がりよりも光の広がりを大きくして表示手段に照射することができる。

また、立体像表示装置は、要素画像切り替え手段によって、照射方向ごとに対応する要素画像群を切り替えて表示手段に表示することで、異なる照射方向、すなわち、異なる表示方向で立体像を表示する要素画像群を時分割で表示することができる。

また、立体像表示装置は、点光源切り替え手段によって、表示対象の要素画像群に含まれる要素画像に対応する点光源のみを点灯するように、表示手段における要素画像群の表示と同期して、照明手段における点灯対象の点光源の点灯と他の点光源の消灯との切り替えを行うことで、表示手段に対して、表示対象となる要素画像群の個々の要素画像の領域を照射することができる。

これによって、立体像表示装置は、表示手段における点光源からの照射方向が異なる要素画像群の表示切り替えと、その要素画像群の表示に対応して、各要素画像を点光源により照射する動作を時分割で繰り返すことで、表示手段において、視域を広げて要素画像群を表示することができる。

なお、本発明に係る立体像表示装置は、表示手段を反射型の空間光変調器とし、照射方向変更手段と表示手段との間に、照明手段の点光源からの光を表示手段に反射し、表示手段の空間光変調器からの反射光を透過する偏光ビームスプリッタを備える構成としてもよい。

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、表示方向の異なる複数の要素画像群を時分割で切り替えて表示するため、要素画像の数が表示手段の画素数により制限されず、要素画像同士を一部重複した位置に表示することができる。
これによって、本発明は、点光源アレイを使用したインテグラル立体方式において、表示手段が従来と同一の画素数であっても、異なる視域の要素画像を表示することができ、画質を保持して視域を拡大させることができる。

本発明の第１実施形態に係る立体像表示装置の外観を、一部内部を拡大表示して示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るプリズムアレイを構成するプリズムと点光源との関係を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は平面図である。 本発明の第１実施形態に係る立体像表示装置の表示制御手段の構成を示すブロック構成図である。 本発明の第１実施形態に係る立体像表示装置の第１要素画像群から第３要素画像群の表示タイミングと、第１点光源群から第３点光源群の点灯タイミングとを示すタイミングチャートである。 第１要素画像群から第３要素画像群の生成例を説明するための図である。 本発明の実施形態に係る立体像表示装置の動作を説明するための図であって、（ａ）は第１要素画像群の表示時、（ｂ）は第２要素画像群の表示時、（ｃ）は第３要素画像群の表示時を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る立体像表示装置の表示パネルの構成を説明するための図である。 本発明の第３実施形態に係る立体像表示装置の表示パネルの構成を説明するための図である。 本発明の第４実施形態に係る立体像表示装置の点光源パネルの構成を説明するための図である。 本発明の第５実施形態に係る立体像表示装置の点光源パネルの構成を説明するための図である。 本発明の第４，第５実施形態に係る立体像表示装置の表示制御手段の構成を示すブロック構成図である。 本発明の第４実施形態に係る立体像表示装置の第１要素画像群から第３要素画像群の表示タイミングと、第１点光源群から第３点光源群の点灯タイミングとを示すタイミングチャートである。 本発明の変形例に係るプリズムアレイを構成するプリズムと点光源との関係を示す図であって、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は平面図である。 本発明の変形例に係る照射方向変更手段（レンズアレイ）を用いた立体像表示装置の光路を示す図であって、（ａ）は第１要素画像群の表示時、（ｂ）は第２要素画像群の表示時、（ｃ）は第３要素画像群の表示時を示す図である。 本発明の変形例に係る透過率分布を持たない（１００％透過）の開口部を有する開口アレイを備えた立体像表示装置の構成を示す図である。 本発明の変形例に係る透過率分布を持つ開口部を有する開口アレイを備えた立体像表示装置の構成を示す図である。 本発明の変形例に係る反射型の立体像表示装置の光路を示す図であって、（ａ）は第１要素画像群の表示時、（ｂ）は第２要素画像群の表示時を示す図である。 レンズアレイを用いない従来の立体像表示装置の構成を模式的に示す図である。 レンズアレイを用いて点光源により立体像を表示する従来の立体像表示装置の構成を模式的に示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
〔立体像表示装置の構成〕
まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る立体像表示装置１の構成について説明する。

立体像表示装置１は、インテグラル立体方式により、観察者Ｍに立体像Ｔを視認させるものである。この立体像表示装置１は、表示パネル２と、点光源パネル３と、プリズムアレイ４と、表示制御手段５と、を備える。

表示パネル（表示手段）２は、インテグラル立体方式における複数の要素画像ｅ（要素画像群）を表示するものである。この表示パネル２は、背面透過型ディスプレイであって、透過型の空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）で構成することができる。
この表示パネル２には、表示制御手段５によって、複数の要素画像ｅからなる要素画像群が表示される。このとき、表示パネル２には、時分割で、異なる要素画像群（第１要素画像群、第２要素画像群、第３要素画像群）が順次表示される。ここでは、要素画像ｅは、単色画像、例えば、白黒画像とする。

第１要素画像群は、個々の要素画像ｅが、後記する第１点光源群Ｌ_１，Ｌ_１，…によって照射される位置に表示される画像である。第２要素画像群は、個々の要素画像ｅが、後記する第２点光源群Ｌ_２，Ｌ_２，…によって照射される位置に表示される画像である。また、第３要素画像群は、個々の要素画像ｅが、後記する第３点光源群Ｌ_３，Ｌ_３，…によって照射される位置に表示される画像である。
なお、要素画像ｅの配列は、ここでは、正方配列の例で説明するが、任意の配列（例えば、俵積み配列等）であればよい。また、要素画像ｅの形状は、矩形である必要はなく、円等であっても構わない。

点光源パネル（照明手段）３は、表示パネル２の背面に配置され、表示パネル２を照射するもの（バックライト）である。この点光源パネル３は、複数の点光源Ｌ（点光源群）で構成される。個々の点光源Ｌは、高輝度で微細な光源であって、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）、エレクトロルミネセンス（ＥＬ：Electro Luminescence）光源等である。ここでは、点光源Ｌは、単色光を発光する光源、例えば、白色光を発光する白色点光源とする。なお、点光源Ｌの光は表示パネル２のＳＬＭで変調されるため、点光源Ｌは、例えば、偏光フィルム等によって、ＳＬＭに対応して偏光方向が揃えられた光（例えば、Ｓ偏光）を発光するものとする。

この点光源パネル３の個々の点光源Ｌは、表示パネル２に表示されるインテグラル立体方式における要素画像ｅの表示位置を照射する位置に配置されている。なお、点光源Ｌと要素画像ｅとの位置関係については後で説明する。

また、個々の点光源Ｌは、点灯タイミングの異なる第１点光源群Ｌ_１，Ｌ_１，…と、第２点光源群Ｌ_２，Ｌ_２，…と、第３点光源群Ｌ_３，Ｌ_３，…とに区分され、表示制御手段５の制御によって、時分割で点灯される。なお、第１点光源群Ｌ_１，Ｌ_１，…は、共通の電源ライン（不図示）に接続され、表示制御手段５の制御によって一度にＯＮ／ＯＦＦが制御される。また、第２点光源群Ｌ_２，Ｌ_２，…および第３点光源群Ｌ_３，Ｌ_３，…についても、それぞれ独立した電源ライン（不図示）に接続され、表示制御手段５の制御によって一度にＯＮ／ＯＦＦが制御される。

プリズムアレイ（照射方向変更手段）４は、点光源パネル３の点光源群ごとに光路を変更するものである。このプリズムアレイ４は、複数のプリズムＰで構成され、点光源パネル３の前面に配置される。また、個々のプリズムＰは、予め定めた数（ここでは３個）の点光源の組に対して、当該組に含まれる点光源の照射方向を広げる方向にそれぞれ変更する。
また、プリズムＰは、平面視で台形（等脚台形）形状であって、特定の屈折率を有するガラス（台形ガラス）等で構成される。

ここで、図２を参照して、プリズムＰと点光源Ｌとの位置関係について説明する。
図２（ａ）の側面図、（ｃ）の平面図に示すように、点光源パネル３上の点光源Ｌは、プリズムアレイ４のプリズムＰの台形底面から、光を照射する位置に配置される。
また、図２（ｂ）の正面図、（ｃ）の平面図に示すように、プリズムＰは、照射方向を変更する各面に、第１点光源Ｌ_１と第２点光源Ｌ_２と第３点光源Ｌ_３とがそれぞれ対応する位置に配置される。
また、第１点光源Ｌ_１および第３点光源Ｌ_３は、それぞれ、プリズムＰの別の斜面部に光を照射し、第２点光源Ｌ_２は、プリズムＰの上面部に光を照射する位置に配置される。
これによって、第１点光源Ｌ_１、第２点光源Ｌ_２および第３点光源Ｌ_３からの光は、水平方向に広がる方向に照射されることになる。
なお、各点光源間には、他の光の照射を防止するため、遮蔽板（不図示）を備えることが望ましい。
図１に戻って、立体像表示装置１の構成について説明を続ける。

表示制御手段５は、要素画像の表示パネル２への表示と点光源パネル３における点光源の点灯とを同期して行うものである。
ここで、図３を参照（適宜図１参照）して、表示制御手段５の詳細な構成について説明する。
図３に示すように、表示制御手段５は、切り替え信号生成手段５０と、要素画像切り替え手段５１と、点光源切り替え手段５２と、を備える。

切り替え信号生成手段５０は、所定時間を計時し、要素画像群の表示切り替え、および、点光源群の点光切り替えを行う切り替え信号を生成するものである。
ここでは、切り替え信号生成手段５０は、要素画像切り替え信号生成手段５０１と、点光源切り替え信号生成手段５０２と、を備える。

要素画像切り替え信号生成手段５０１は、第１要素画像群、第２要素画像群および第３要素画像群の表示を所定時間で切り替えるタイミングを示す要素画像切り替え信号を生成するものである。
この要素画像切り替え信号生成手段５０１は、図示を省略したタイマによって所定時間を計時し、要素画像切り替え信号を生成する。
ここでは、要素画像切り替え信号生成手段５０１は、図４に示すように、予め定めたフレームＦの時間内で、第１要素画像群と第２要素画像群と第３要素画像群とを切り替えて表示する要素画像切り替え信号を生成する。
この要素画像切り替え信号生成手段５０１は、生成した要素画像切り替え信号を要素画像切り替え手段５１に出力する。
なお、要素画像切り替え信号生成手段５０１が計時する所定時間（周期）は、要素画像群を切り替える際に、観察者Ｍにフリッカを視認させない程度のフレームレート（３０ｆｐｓ以上）となる１／９０秒以下が望ましい。

点光源切り替え信号生成手段５０２は、第１点光源群、第２点光源群および第３点光源群の点灯と消灯とを所定時間で切り替えるタイミングを示す点光源切り替え信号を生成するものである。
この点光源切り替え信号生成手段５０２は、図示を省略したタイマによって所定時間を計時し、点光源切り替え信号を生成する。
ここでは、点光源切り替え信号生成手段５０２は、図４に示すように、予め定めたフレームＦの時間内で、第１点光源群と第２点光源群と第３点光源群とを順番に点灯する点光源切り替え信号を生成する。
この点光源切り替え信号生成手段５０２は、生成した点光源切り替え信号を点光源切り替え手段５２に出力する。

なお、点光源切り替え信号生成手段５０２は、要素画像切り替え信号生成手段５０１との間で同期をとり、第１要素画像群の表示タイミングと第１点光源群の点灯タイミングとを合わせている。また、点光源切り替え信号生成手段５０２は、同様に、第２要素画像群の表示タイミングと第２点光源群の点灯タイミングとを合わせている。また、点光源切り替え信号生成手段５０２は、同様に、第３要素画像群の表示タイミングと第３点光源群の点灯タイミングとを合わせている。

要素画像切り替え手段５１は、異なる視点位置の複数の要素画像で構成された要素画像群と、その複数の要素画像とはさらに異なる視点位置の要素画像で構成された要素画像群とを、所定時間で切り替えて表示パネル２に表示するものである。

ここでは、要素画像切り替え手段５１は、３つの要素画像群として、第１要素画像群と、第２要素画像群と、第３要素画像群とを所定時間で切り替えて表示パネル２に表示する。このとき、要素画像切り替え手段５１は、切り替え信号生成手段５０から入力される要素画像切り替え信号に同期して、第１要素画像群の表示と、第２要素画像群の表示と、第３要素画像群の表示とを順次繰り返す。これによって、表示パネル２には、第１要素画像群と第２要素画像群と第３要素画像群とが、一定周期で順番に表示されることになる。

なお、ここでは、要素画像切り替え手段５１は、図示を省略した記録媒体、伝送経路等から要素画像群（第１要素画像群、第２要素画像群、第３要素画像群）を入力する。もちろん、表示制御手段５にハードディスク等の記憶装置を備え、予めその記憶装置に記憶されている要素画像群（第１要素画像群、第２要素画像群、第３要素画像群）を読み出すこととしてもよい。

ここで、図５を参照して、立体像表示装置１で表示する要素画像群について説明する。
図５では、従来の立体像撮像装置３００（３００_１，３００_２，３００_３）を、水平方向に３台並べて配置している（ただし、レンズアレイＬａは共用）。なお、図５では、立体像撮像装置３００を上面視した状態を示している。
個々の立体像撮像装置３００は、レンズアレイＬａを介して被写体Ｏをそれぞれ撮像面Ｄ_１，Ｄ_２，Ｄ_３に撮像することで、要素画像群を取得するものである。
図５に示すように、それぞれの要素画像群（第１要素画像群Ｅ_１、第２要素画像群Ｅ_２、第３要素画像群Ｅ_３）は、それぞれの立体像撮像装置３００（３００_１，３００_２，３００_３）で撮像された要素画像群とする。

これによって、中央の立体像撮像装置３００_２で撮像された第２要素画像群Ｅ_２に対して、立体像撮像装置３００_１，３００_３で撮像された第１要素画像群Ｅ_１、第３要素画像群Ｅ_３は、視点位置をさらに左右に移動して撮像した要素画像群となる。
なお、ここでは、立体像撮像装置３００を用いて被写体Ｏを撮像し、要素画像群（第１要素画像群Ｅ_１、第２要素画像群Ｅ_２、第３要素画像群Ｅ_３）として取得することとしたが、被写体ＯをＣＧとした場合、仮想的なレンズアレイを仮想空間上に配置して、計算により要素画像群（第１要素画像群Ｅ_１、第２要素画像群Ｅ_２、第３要素画像群Ｅ_３）を生成することとしてもよい。
図３に戻って、表示制御手段５の構成について説明を続ける。

点光源切り替え手段５２は、表示対象の要素画像群に含まれる要素画像に対応する点光源のみを点灯するように、要素画像群の表示と同期して、点灯対象の点光源の点灯と他の点光源の消灯との切り替えを行うものである。

ここでは、点光源切り替え手段５２は、点光源パネル３において、第１点光源群Ｌ_１，Ｌ_１，…と、第２点光源群Ｌ_２，Ｌ_２，…、第３点光源群Ｌ_３，Ｌ_３，…とを所定時間で切り替えて点灯する。このとき、点光源切り替え手段５２は、切り替え信号生成手段５０から入力される点光源切り替え信号に同期して、第１点光源群を点灯する場合、第２点光源群および第３点光源群を消灯し、第２点光源群を点灯する場合、第１点光源群および第３点光源群を消灯し、第３点光源群を点灯する場合、第１点光源群および第２点光源群を消灯する処理を順次繰り返す。

なお、点光源切り替え手段５２は、点光線群を点灯する場合、外部電源（不図示）から入力される電流を点光源群ごとの電源ラインに供給し、点光線群を消灯する場合、電流の電源ラインへの供給を停止すればよい。
これによって、点光源パネル３では、第１点光源群の点灯と他の点光源群の消灯、第２点光源群の点灯と他の点光源群の消灯、第３点光源群の点灯と他の点光源群の消灯が一定周期で切り替えられることになる。

このように、表示制御手段５は、要素画像切り替え手段５１による要素画像群の切り替えと、点光源切り替え手段５２による点光線群の切り替えとを、時分割して行うことができる。

以上説明したように立体像表示装置１（図１）を構成することで、１つの点光源に対応する要素画像の画素数を変えずに、時分割で点灯する点光源の位置と、要素画像の表示位置とを切り替えることで、表示パネル２上において、水平方向に視点位置の異なる要素画像の数を増やすことができる。

なお、点光源の数は、立体像の解像度に相当し、１つの点光源に対応する要素画像の画素数が多いほど、奥行き再現性が高い立体像として観察者に視認させることができる。すなわち、立体像表示装置１は、表示パネル２の画素数が従来と同じであっても、水平方向の要素画像の数を増やすことができるため、奥行き再現性を維持したまま、立体像を視認する視域を広げることができる。

〔立体像表示装置の動作〕
次に、図６を参照（適宜図１，図３参照）して、本発明の第１実施形態に係る立体像表示装置１の動作について説明する。

立体像表示装置１は、表示制御手段５の切り替え信号生成手段５０によって、逐次、一定周期で要素画像群の表示を切り替えるための切り替え信号を生成する。
ここでは、切り替え信号生成手段５０の要素画像切り替え信号生成手段５０１と点光源切り替え信号生成手段５０２とが、同期をとり、要素画像切り替え信号と点光源切り替え信号とを生成する。

そして、立体像表示装置１は、表示制御手段５の要素画像切り替え手段５１によって、要素画像切り替え信号の第１要素画像群を表示するタイミングで、図６（ａ）に示すように、表示パネル２に点光源Ｌの第１点光源群Ｌ_１，Ｌ_１，…のプリズムアレイ４を介して照射される予め定めた照射位置に対応する位置に要素画像ｅ（第１要素画像群ｅ_１，ｅ_１，…）を表示する。

さらに、立体像表示装置１は、表示制御手段５の点光源切り替え手段５２によって、点光源切り替え信号の第１点光源を点灯するタイミングで、図６（ａ）に示すように、点光源パネル３の点光源Ｌのうちで、第１点光源群Ｌ_１，Ｌ_１，…を点灯し、第２点光源群Ｌ_２，Ｌ_２，…および第３点光源群Ｌ_３，Ｌ_３，…を消灯する。
これによって、表示パネル２において、第１点光源群Ｌ_１，Ｌ_１，…が点灯されている時間内に、第１要素画像群ｅ_１，ｅ_１，…が表示されることになる。
なお、図６（ａ）に示すように、プリズムＰの傾斜角度をθとし、プリズムＰの屈折率をｎとすると、プリズムＰに水平に入射した光線がプリズムＰを通過後に表示パネル２を照射する角度φは、以下の式（２）で特定される。

よって、プリズムアレイ４には、式（２）により、予め所望の方向に光の方向を制御するように角度θを求め、その求めた角度を傾斜角度としたプリズムＰを用いればよい。

そして、立体像表示装置１は、表示制御手段５の要素画像切り替え手段５１によって、要素画像切り替え信号の第２要素画像群を表示するタイミングで、図６（ｂ）に示すように、表示パネル２に点光源Ｌの第２点光源群Ｌ_２，Ｌ_２，…のプリズムアレイ４を介して照射される予め定めた照射位置に対応する位置に要素画像ｅ（第２要素画像群ｅ_２，ｅ_２，…）を表示する。

さらに、立体像表示装置１は、表示制御手段５の点光源切り替え手段５２によって、点光源切り替え信号の第２点光源を点灯するタイミングで、図６（ｂ）に示すように、点光源パネル３の点光源Ｌのうちで、第２点光源群Ｌ_２，Ｌ_２，…を点灯し、第１点光源群Ｌ_１，Ｌ_１，…および第３点光源群Ｌ_３，Ｌ_３，…を消灯する。
これによって、表示パネル２において、第２点光源群Ｌ_２，Ｌ_２，…が点灯されている時間内に、第２要素画像群ｅ_２，ｅ_２，…が表示されることになる。

そして、立体像表示装置１は、表示制御手段５の要素画像切り替え手段５１によって、要素画像切り替え信号の第３要素画像群を表示するタイミングで、図６（ｃ）に示すように、表示パネル２に点光源Ｌの第３点光源群Ｌ_３，Ｌ_３，…のプリズムアレイ４を介して照射される予め定めた照射位置に対応する位置に要素画像ｅ（第３要素画像群ｅ_３，ｅ_３，…）を表示する。

さらに、立体像表示装置１は、表示制御手段５の点光源切り替え手段５２によって、点光源切り替え信号の第３点光源を点灯するタイミングで、図６（ｃ）に示すように、点光源パネル３の点光源Ｌのうちで、第３点光源群Ｌ_３，Ｌ_３，…を点灯し、第１点光源群Ｌ_１，Ｌ_１，…および第２点光源群Ｌ_２，Ｌ_２，…を消灯する。
これによって、表示パネル２において、第３点光源群Ｌ_３，Ｌ_３，…が点灯されている時間内に、第３要素画像群ｅ_３，ｅ_３，…が表示されることになる。

立体像表示装置１は、以上の動作を順次繰り返すことで、水平方向に視点位置の異なる要素画像の数を増やして表示することができる。
なお、ここでは、立体像表示装置１は、表示パネル２に表示する要素画像ｅを単色画像（白黒画像）、点光源パネル３の点光源Ｌを単色光（白色光）光源とし、単色の立体像を表示する構成であった。
しかし、立体像表示装置１は、カラーの立体像を表示することも可能である。以下、立体像表示装置１のカラー化について説明する。

〔立体像表示装置のカラー化（その１）〕
まず、図７を参照（適宜図１，図３参照）して、立体像をカラー表示する本発明の第２実施形態である立体像表示装置１Ｂについて説明する。

図７に示した立体像表示装置１Ｂは、立体像表示装置１の表示パネル２を、表示パネル２Ｂに替えて構成している。すなわち、立体像表示装置１Ｂは、表示パネル２Ｂと、点光源パネル３と、プリズムアレイ４と、表示制御手段５と、を備える。なお、図７では、表示制御手段５の記載を省略し、図１に比べ、要素画像ｅを拡大して表している。

表示パネル（表示手段）２Ｂは、表示パネル２と同様、背面透過型ディスプレイである。この表示パネル２Ｂは、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）のカラーフィルタを備えた３つのサブピクセルｓｐを１つの画素ｇとして構成された空間光変調器（ＳＬＭ）である。

この表示パネル２Ｂには、表示パネル２と同様、表示制御手段５（図３）によって、複数の要素画像ｅからなる要素画像群が表示される。このとき、表示パネル２Ｂには、時分割で、異なる視点位置の要素画像群（第１要素画像群、第２要素画像群、第３要素画像群）が順次表示される。また、第１要素画像群、第２要素画像群および第３要素画像群は、それぞれ画素ごとにＲ，Ｇ，Ｂの各階調を有するカラーの要素画像ｅで構成された画像群である。
なお、点光源パネル３、プリズムアレイ４および表示制御手段５は、図１および図３で説明した立体像表示装置１と同じものであるため、説明を省略する。
これによって、立体像表示装置１Ｂは、立体像表示装置１と同様の効果を奏するとともに、立体像をカラーで表示することができる。

なお、図７では、Ｒ，Ｇ，Ｂのサブピクセルを１画素とする画素構造を有した表示パネル２Ｂを用いたが、図８に示すように、Ｇを斜め方向のＧ１（第１緑色）、Ｇ２（第２緑色）としたＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのサブピクセルを１画素とする画素構造を有した表示パネル２Ｃを用いた立体像表示装置１Ｃ（本発明の第３実施形態）として構成してもよい。
このとき、要素画像群（第１要素画像群、第２要素画像群、第３要素画像群）は、表示パネル２Ｃに対応したＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂのカラーの要素画像ｅとすればよい。

このＲ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの各色で画素を構成する手法は、一般的にデュアルグリーン方式と呼ばれている。このデュアルグリーン方式は、光の３原色の中で視覚の解像度に最も寄与している緑色を、ＲおよびＢに対して斜め方向に半画素ずらして配置することで、視覚的に解像度を高める方式である。
これによって、立体像表示装置１Ｃは、立体像表示装置１Ｂと同様の効果を奏するとともに、視覚的に解像度を向上させた立体像を表示することができるため、立体像の奥行き再現性をさらに高めることができる。

〔立体像表示装置のカラー化（その２）〕
次に、図９を参照（適宜図１，図３参照）して、立体像をカラー表示する本発明の第４実施形態である立体像表示装置１Ｄについて説明する。

図９に示した立体像表示装置１Ｄは、立体像表示装置１の点光源パネル３を、点光源パネル３Ｂに替えて構成している。すなわち、立体像表示装置１Ｄは、表示パネル２と、点光源パネル３Ｂと、プリズムアレイ４と、表示制御手段５Ｂ（図１１参照）と、を備える。なお、図９では、表示制御手段５Ｂの記載を省略し、図１に比べ、要素画像ｅを拡大して表している。
表示パネル２およびプリズムアレイ４は、図１で説明した立体像表示装置１と同じものであるため、説明を省略する。すなわち、この実施形態では、表示パネル２の空間光変調器（ＳＬＭ）には、カラーフィルタを備える必要はない。

点光源パネル（照明手段）３Ｂは、点光源パネル３と同様、表示パネル２の背面に配置され、表示パネル２を照射するバックライトである。この点光源パネル３Ｂは、複数の点光源Ｌ（点光源群）で構成される。個々の点光源Ｌは、高輝度で微細な光源であって、例えば、発光ダイオード、エレクトロルミネセンス光源等である。ここでは、点光源Ｌは、Ｒ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）の各色を発光する点光源の組で構成されたカラー点光源Ｌｃである。

個々のカラー点光源Ｌｃは、点灯タイミングの異なる第１点光源群（第１カラー点光源群Ｌｃ_１，Ｌｃ_１，…）と、第２点光源群（第２カラー点光源群Ｌｃ_２，Ｌｃ_２，…）と、第３点光源群（第３カラー点光源群Ｌｃ₃，Ｌｃ₃，…）に区分され、表示制御手段５Ｂの制御によって、順次、時分割で点灯される。
さらに、第１カラー点光源群の個々のカラー点光源Ｌｃ_１を構成するＲＧＢの各色の光源は、表示制御手段５Ｂの制御によって、第１カラー点光源群が点灯される発光時間において、当該発光時間を３分割した時間で、順次、点灯される。

同様に、第２カラー点光源群の個々のカラー点光源Ｌｃ_２を構成するＲＧＢの各色の光源は、表示制御手段５Ｂの制御によって、第２カラー点光源群が点灯される発光時間において、当該発光時間を３分割した時間で、順次、点灯される。

同様に、第３カラー点光源群の個々のカラー点光源Ｌｃ_３を構成するＲＧＢの各色の光源は、表示制御手段５Ｂの制御によって、第３カラー点光源群が点灯される発光時間において、当該発光時間を３分割した時間で、順次、点灯される。

なお、第１カラー点光源群Ｌｃ_１，Ｌｃ_１，…は、色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）ごとに共通の電源ライン（不図示）に接続され、表示制御手段５Ｂの制御によって一度にＯＮ／ＯＦＦが制御される。また、第２カラー点光源群Ｌｃ_２，Ｌｃ_２，…は、色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）ごとに共通の電源ライン（不図示）であって、第１カラー点光源群Ｌｃ_１，Ｌｃ_１，…の電源ラインとは異なる電源ラインに接続され、表示制御手段５Ｂの制御によって一度にＯＮ／ＯＦＦが制御される。また、第３カラー点光源群Ｌｃ_３，Ｌｃ_３，…は、色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）ごとに共通の電源ライン（不図示）であって、第１カラー点光源群Ｌｃ_１，Ｌｃ_１，…および第２カラー点光源群Ｌｃ_２，Ｌｃ_２，…の電源ラインとは異なる電源ラインに接続され、表示制御手段５Ｂの制御によって一度にＯＮ／ＯＦＦが制御される。

表示制御手段５Ｂは、要素画像の表示パネル２への表示と点光源パネル３Ｂにおける点光源の点灯とを同期して行うものである。
ここで、図１１を参照（適宜図１参照）して、表示制御手段５Ｂの構成について説明する。
図１１に示すように、表示制御手段５Ｂは、切り替え信号生成手段５０Ｂと、要素画像切り替え手段５１Ｂと、点光源切り替え手段５２Ｂと、を備える。

切り替え信号生成手段５０Ｂは、所定時間を計時し、要素画像群の表示切り替え、および、点光源群の点光切り替えを行う切り替え信号を生成するものである。
ここでは、切り替え信号生成手段５０Ｂは、要素画像切り替え信号生成手段５０１Ｂと、点光源切り替え信号生成手段５０２Ｂと、を備える。

要素画像切り替え信号生成手段５０１Ｂは、第１要素画像群、第２要素画像群および第３要素画像群の表示を所定時間で切り替えるタイミングを示す要素画像切り替え信号を生成するものである。
この要素画像切り替え信号生成手段５０１Ｂは、図示を省略したタイマによって所定時間を計時し、要素画像切り替え信号を生成する。

ここでは、要素画像切り替え信号生成手段５０１Ｂは、図１２に示すように、予め定めたフレームＦの時間内で、第１要素画像群と第２要素画像群と第３要素画像群とを切り替えて表示する要素画像切り替え信号を生成する。このとき、要素画像切り替え信号生成手段５０１Ｂは、図１２に示すように、第１要素画像群を表示する時間区間をさらに３等分し、Ｒ用の要素画像群を表示する区間（Ｒ表示）と、Ｇ用の要素画像群を表示する区間（Ｇ表示）と、Ｂ用の要素画像群を表示する区間（Ｂ表示）とを示す要素画像切り替え信号を生成する。
この要素画像切り替え信号生成手段５０１Ｂは、生成した要素画像切り替え信号を要素画像切り替え手段５１Ｂに出力する。

点光源切り替え信号生成手段５０２Ｂは、第１点光源群、第２点光源群および第３点光源群の点灯と消灯とを所定時間で切り替えるタイミングを示す点光源切り替え信号を生成するものである。
この点光源切り替え信号生成手段５０２Ｂは、図示を省略したタイマによって所定時間を計時し、点光源切り替え信号を生成する。

ここでは、点光源切り替え信号生成手段５０２Ｂは、図１２に示すように、予め定めたフレームＦの時間内で、第１点光源群と第２点光源群と第３点光源群とを順番に点灯する点光源切り替え信号を生成する。このとき、点光源切り替え信号生成手段５０２Ｂは、図１２に示すように、第１点光源群を点灯する時間区間をさらに３等分し、Ｒ用の点光源群を表示する区間（Ｒ点灯）と、Ｇ用の点光源群を点灯する区間（Ｇ点灯）と、Ｂ用の点光源群を点灯する区間（Ｂ点灯）とを示す点光源切り替え信号を生成する。
この点光源切り替え信号生成手段５０２Ｂは、生成した点光源切り替え信号を点光源切り替え手段５２Ｂに出力する。

なお、点光源切り替え信号生成手段５０２Ｂは、要素画像切り替え信号生成手段５０１Ｂとの間で同期をとり、第１要素画像群の各色の要素画像群の表示タイミングと第１点光源群の各色の点光源群の点灯タイミングとを合わせている。また、点光源切り替え信号生成手段５０２Ｂは、同様に、第２要素画像群の各色の要素画像群の表示タイミングと第２点光源群の各色の点光源群の点灯タイミングとを合わせている。また、点光源切り替え信号生成手段５０２Ｂは、同様に、第３要素画像群の各色の要素画像群の表示タイミングと第３点光源群の各色の点光源群の点灯タイミングとを合わせている。

要素画像切り替え手段５１Ｂは、異なる視点位置の複数の要素画像で構成された要素画像群と、その複数の要素画像とはさらに異なる視点位置の要素画像で構成された要素画像群とを、所定時間で切り替えて表示パネル２に表示するものである。

ここでは、要素画像切り替え手段５１Ｂは、３つの要素画像群として、第１要素画像群と、第２要素画像群と、第３要素画像群とを所定時間で切り替えて表示パネル２に表示する。このとき、要素画像切り替え手段５１Ｂは、表示対象の要素画像群を表示する時間区間において、当該要素画像群を構成するＲ，Ｇ，Ｂの各色の要素画像群を時分割で切り替えて表示する。
これによって、表示パネル２には、カラーの第１要素画像群と第２要素画像群と第３要素画像群とが、一定周期で順番に表示されることになる。

点光源切り替え手段５２Ｂは、表示対象の要素画像群に含まれる要素画像に対応する点光源のみを点灯するように、要素画像群の表示と同期して、点灯対象の点光源の点灯と他の点光源の消灯との切り替えを行うものである。

ここでは、点光源切り替え手段５２Ｂは、点光源パネル３Ｂにおいて、第１点光源群と、第２点光源群と、第３点光源群とを所定時間で切り替えて点灯する。このとき、点光源切り替え手段５２Ｂは、切り替え信号生成手段５０Ｂから入力される点光源切り替え信号に同期して、第１点光源群における各色の点光源群の時分割の点灯と、第２点光源群における各色の点光源群の時分割の点灯と、第３点光源群における各色の点光源群の時分割の点灯とを順次繰り返す。すなわち、点光源切り替え手段５２Ｂは、各色の要素画像群の表示時に、当該要素画像群を構成する要素画像の位置に対応する点光源のうちで、表示対象の要素画像群と同じ色の光源のみを点灯する。

なお、点光源切り替え手段５２Ｂは、点光線群を点灯する場合、外部電源（不図示）から入力される電流を各色に対応した点光源群ごとの電源ラインに供給し、点光線群を消灯する場合、電流の電源ラインへの供給を停止すればよい。
これによって、点光源パネル３Ｂでは、第１点光源群の点灯と他の点光源群の消灯、第２点光源群の点灯と他の点光源群の消灯、第３点光源群の点灯灯と他の点光源群の消灯が、一定周期で切り替えられることになる。

このように、立体像表示装置１Ｄは、画素をサブピクセルに区分してサブピクセルごとに異なる色のカラーフィルタを用いた立体像表示装置１Ｂに対して、画素全体の色を切り替えることでサブピクセルの区分がなくなり、高精細な要素画像による高精細なカラー立体像を表示することができる。

なお、図９では、ＲＧＢの各色を発光する点光源を組としたカラー点光源を備えた点光源パネル３Ｂを用いたが、図１０に示すように、さらにＧの点光源を増やし、Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂの各色を発光する点光源を組としたカラー点光源を備えた点光源パネル３Ｃを用いた立体像表示装置１Ｅ（本発明の第５実施形態）として構成してもよい。

この場合、表示制御手段５Ｂ（図１１参照）は、図１２で示した要素画像群（第１要素画像群、第２要素画像群、第３要素画像群）の表示区間を、Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂに４等分して、要素画像群の表示を制御し、点光源群（第１点光源群、第２点光源群、第３点光源群）の点灯区間を、Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂに４等分して、点光源群の点灯を制御すればよい。
これによって、立体像表示装置１Ｅは、立体像表示装置１Ｄと同様の効果を奏するとともに、視覚的に解像度を向上させたカラー立体像を表示することができるため、カラー立体像の奥行き再現性をさらに高めることができる。

以上、本発明の実施形態に係る立体像表示装置１，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ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、本発明の変形例について説明する。

〔変形例１〕
ここでは、立体像表示装置１（図１）は、照射方向変更手段であるプリズムアレイ４を構成するプリズムＰを、図２に示すように、平面視（図２（ｃ））で台形形状とし、水平方向の視域を拡大する構成とした。
しかし、図１３に示すように、側面視（ａ）および平面視（ｃ）の両方で台形形状となる、例えば、四角錐台のプリズムＰ_Ｂを用いてもよい。
その場合、表示制御手段５（図３）が、プリズムＰ_Ｂの出射面の数（図１３の場合は“５”）に応じて、第１要素画像群から第５要素画像群を順次切り替えるとともに、それらに対応する第１点光源群から第５点光源群の点灯を順次切り替えることとすればよい。
これによって、立体像表示装置１（図１），１Ｂ（図７），１Ｃ（図８），１Ｄ（図９），１Ｅ（図１０）は、水平のみならず、垂直方向においても視域を拡大させることができる。
もちろん、垂直方向にのみ視域を拡大したい場合は、図２に示したプリズムＰを側面視で台形形状となるように、水平方向と垂直方向とが逆になるように回転させて用いればよい。

〔変形例２〕
また、ここでは、立体像表示装置１（図１）は、照射方向変更手段としてプリズムアレイ４を用いたが、この照射方向変更手段は、照射方向を変更するものであれば、プリズムアレイに限定されるものではない。例えば、図１４に示すようにレンズアレイ４Ｂを用いてもよい。
すなわち、図１４に示すように、点光源パネル３とレンズアレイ４Ｂとを、点光源パネル３（より詳細には、点光源の位置）からレンズアレイ４Ｂを構成する凸レンズ（集光レンズ）Ｌｅの焦点距離だけ離間して配置する。さらに、表示パネル２とレンズアレイ４Ｂとを、レンズＬｅの焦点距離よりも離して、予め定めた要素画像の大きさの領域を照射するように配置する。

そして、表示制御手段５（図３）が、図１４の（ａ）から（ｃ）に示すように、第１点光源群Ｌ_１，Ｌ_１，…の点灯および他の点光源群の消灯と、第２点光源群Ｌ_２，Ｌ_２，…の点灯および他の点光源群の消灯と、第３点光源群Ｌ_３，Ｌ_３，…の点灯および他の点光源群の消灯とを時分割で切り替え、それに同期して、第１要素画像群ｅ_１，ｅ_１，…、第２要素画像群ｅ_２，ｅ_２，…、および、第３要素画像群ｅ_３，ｅ_３，…を照射位置に対応する位置に切り替えて表示する。

立体像表示装置１Ｂ（図７），１Ｃ（図８），１Ｄ（図９），１Ｅ（図１０）においても同様に、レンズアレイ４Ｂを用いることができる。
なお、図２に示したプリズムＰを図１４に示すレンズアレイ４Ｂとする場合、使用するレンズは、水平方向にのみ曲率を有するシンドリカルレンズを用いればよい。また、図１３に示したプリズムＰ_Ｂを図１４に示すレンズアレイ４Ｂとする場合、使用するレンズは、円形凸レンズまたは水平と垂直の長さが同じ矩形凸レンズを用いればよい。

〔変形例３〕
また、本発明は、図１５に示すように、点光源パネル３とプリズムアレイ４との間に、開口部（アパーチャ）Ｈを備えた開口アレイ（アパーチャアレイ）６を備えて構成してもよい（立体像表示装置１Ｆ）。

開口アレイ６は、点光源Ｌ（Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ_３）ごとに開口部Ｈを設け、開口部Ｈの範囲で光を通過（透過）させ、それ以外の範囲で光を遮断することで、点光源Ｌの照射範囲を限定するものである。
開口部Ｈは、点光源Ｌが表示パネル２に照射する領域を、対応する要素画像ｅのみに限定する。すなわち、図１５に示すように、開口部Ｈは、点光源Ｌの光の広がり角度θが大きい場合でも、点光源Ｌに対応する要素画像ｅの領域のみに照射する。
この開口部Ｈの形状は、要素画像に照射する領域の形状であればよく、矩形、円等である。
このように、開口部Ｈによって、対応する要素画像以外の要素画像への漏れ光を防ぐことで、クロストークやサイドローブの立体像の発生を抑えることがきる。

また、立体像表示装置１は、図１６に示すように、点光源パネル３とプリズムアレイ４との間に、透過率分布を持つ開口部（透過率分布開口部Ｈ_Ｂ）を備えた開口アレイ（透過率分布アパーチャアレイ）６Ｂを備えて構成してもよい（立体像表示装置１Ｇ）。

透過率分布開口部Ｈ_Ｂは、異なる透過率の分布を有する部材であって、例えば、ガラス、フィルム等である。ここでは、透過率分布開口部Ｈ_Ｂは、開口中心から周辺にいくほど透過率が高いものを用いることとする。
点光源Ｌは、光の配光角により、照射される要素画像の周辺ほど輝度が暗くなる。そこで、開口中心から離れるにつれて透過率が高い透過率分布開口部Ｈ_Ｂを用いることで、要素画像に照射する輝度をほぼ一定に保つことができる。
これによって、開口アレイ６Ｂを備えた立体像表示装置１Ｇは、観察者が立体像を正面や斜め方向から観察しても、一定の輝度分布の立体像を表示することができる。

ここでは、立体像表示装置１（図１）に対して、開口アレイ６，６Ｂ（図１５，図１６）を備えた例を説明したが、立体像表示装置１Ｂ（図７），１Ｃ（図８），１Ｄ（図９），１Ｅ（図１０）に、開口アレイ６，６Ｂを備えることとしてもよい。
なお、立体像表示装置１Ｄ（図９）、１Ｅ（図１０）のように、各色を発光する点光源の組で構成されたカラー点光源Ｌｃを用いる場合、カラー点光源Ｌｃに対して１つの開口部Ｈ，Ｈ_Ｂを割り当てることとする。

〔変形例４〕
以上説明した立体像表示装置では、表示パネル２に透過型の空間光変調器で構成されたディスプレイを用いた。しかし、この表示パネル２を、反射型の空間光変調器で構成されたディスプレイとしてもよい（立体像表示装置１Ｈ）。

この場合、図１７に示すように、立体像表示装置１Ｈは、表示パネル２とプリズムアレイ４との間における点光源Ｌの光路上に偏光ビームスプリッタ（Polarization Beam Splitter：以下、ＰＢＳ）７を備える構成とすればよい。

ＰＢＳ７は、入射光をその偏光成分に応じて分離するものである。ここでは、ＰＢＳ７は、点光源からの光（ここでは、Ｓ偏光とする）については反射させて対向する表示パネル２の要素画像ｅを表示するＳＬＭ（空間光変調器：不図示）に照射する。また、ＰＢＳ７は、ＳＬＭからの反射光（Ｐ偏光）については透過させて観察者Ｍ方向に出射する。

このように、立体像表示装置１Ｈを構成しても、表示制御手段５（図１）の制御は同じである。すなわち、立体像表示装置１Ｈは、図１７（ａ）に示すように、点光源パネル３の点光源Ｌのうちで、第１点光源群Ｌ_１，Ｌ_１，…を点灯し、第２点光源群Ｌ_２，Ｌ_２，…および第３点光源群Ｌ_３，Ｌ_３，…を消灯している間に、表示パネル２に第１要素画像群ｅ_１，ｅ_１，…を表示する。

また、立体像表示装置１Ｈは、図１７（ｂ）に示すように、点光源パネル３の点光源Ｌのうちで、第２点光源群Ｌ_２，Ｌ_２，…を点灯し、第１点光源群Ｌ_１，Ｌ_１，…および第３点光源群Ｌ_３，Ｌ_３，…を消灯している間に、表示パネル２に第２要素画像群ｅ_２，ｅ_２，…を表示する。

また、立体像表示装置１Ｈは、図１７での図示を省略するが、点光源パネル３の点光源Ｌのうちで、第３点光源群Ｌ_３，Ｌ_３，…を点灯し、第１点光源群Ｌ_１，Ｌ_１，…および第２点光源群Ｌ_２，Ｌ_２，…を消灯している間に、表示パネル２に第３要素画像群を表示する。
これによって、立体像表示装置１Ｈは、視域を拡大した立体像を表示することができる。

なお、ここでは、立体像表示装置１（図１）の表示パネル２を、反射型の空間光変調器で構成されたディスプレイとする変形例で説明したが、立体像表示装置１Ｂ（図６），１Ｃ（図７），１Ｄ（図８），１Ｅ（図９），１Ｆ（図１５），１Ｇ（図１６）についても同様である。

１ 立体像表示装置
２ 表示パネル（表示手段）
３ 点光源パネル（照明手段）
４ プリズムアレイ（照射方向変更手段）
５ 表示制御手段
５０ 切り替え信号生成手段
５０１ 要素画像切り替え信号生成手段
５０２ 点光源切り替え信号生成手段
５１ 要素画像切り替え手段
５２ 点光源切り替え手段
６ 開口アレイ
７ ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）
Ｈ 開口部

Claims (8)

1. インテグラル立体方式により立体像を表示する立体像表示装置であって、
   透過型の空間光変調器で構成された表示手段と、
   前記表示手段を背面から照射する複数の点光源で構成された照明手段と、
   前記照明手段の前面に配置され、予め定めた数の点光源の組ごとに、照射方向を広げる方向に当該組に含まれる点光源のそれぞれの照射方向を変更する照射方向変更手段と、
   前記表示手段への要素画像群の表示と前記照明手段における点光源の点灯とを時分割で同期して行う表示制御手段と、を備え、
   前記表示制御手段は、
   前記照射方向ごとに対応する要素画像群を切り替えて前記表示手段に表示する要素画像切り替え手段と、
   表示対象の要素画像群に対応する照射方向の点光源のみを点灯するように、前記要素画像群の表示と同期して、前記点光源の組ごとの前記照射方向に対応する点光源の点灯と他の点光源の消灯との切り替えを行う点光源切り替え手段と、
   を備えることを特徴とする立体像表示装置。
2. インテグラル立体方式により立体像を表示する立体像表示装置であって、
   反射型の空間光変調器で構成された表示手段と、
   複数の点光源で構成された照明手段と、
   前記照明手段の前面に配置され、予め定めた数の点光源の組ごとに、照射方向を広げる方向に当該組に含まれる点光源のそれぞれの照射方向を変更する照射方向変更手段と、
   前記照射方向変更手段で照射方向が変更された光を入射して前記表示手段に反射するとともに、前記表示手段の空間光変調器からの反射光を透過する偏光ビームスプリッタと、
   前記表示手段への要素画像群の表示と前記照明手段における点光源の点灯とを時分割で同期して行う表示制御手段と、を備え、
   前記表示制御手段は、
   前記照射方向ごとに対応する要素画像群を切り替えて前記表示手段に表示する要素画像切り替え手段と、
   表示対象の要素画像群に対応する照射方向の点光源のみを点灯するように、前記要素画像群の表示と同期して、前記点光源の組ごとの前記照射方向に対応する点光源の点灯と他の点光源の消灯との切り替えを行う点光源切り替え手段と、
   を備えることを特徴とする立体像表示装置。
3. 前記空間光変調器は、赤色、緑色および青色のカラーフィルタを備えたサブピクセルを１画素とする画素構造であって、
   前記表示制御手段が前記表示手段に表示する前記要素画像群を構成する要素画像は、画素ごとに赤色、緑色および青色の各階調を有するカラー要素画像であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の立体像表示装置。
4. 前記空間光変調器は、赤色、第１緑色、第２緑色および青色のカラーフィルタを備えたサブピクセルを１画素とする画素構造であって、
   前記表示制御手段が前記表示手段に表示する前記要素画像群を構成する要素画像は、画素ごとに赤色、第１緑色、第２緑色および青色の各階調を有するカラー要素画像であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の立体像表示装置。
5. 前記点光源は、赤色光源、緑色光源および青色光源の組で構成され、
   前記要素画像切り替え手段は、
   前記表示対象の要素画像群を表示する時間区間において、当該要素画像群を構成する赤色、緑色および青色の各色の要素画像群を時分割で切り替えて表示し、
   前記点光源切り替え手段は、
   前記各色の要素画像群の表示時に、当該要素画像群を構成する要素画像の位置に対応する点光源のうちで、表示対象の要素画像群と同じ色の光源のみを点灯することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の立体像表示装置。
6. 前記点光源は、赤色光源、第１緑色光源、第２緑色光源および青色光源の組で構成され、
   前記要素画像切り替え手段は、
   前記表示対象の要素画像群を表示する時間区間において、当該要素画像群を構成する赤色、第１緑色、第２緑色および青色の各色の要素画像群を時分割で切り替えて表示し、
   前記点光源切り替え手段は、
   前記各色の要素画像群の表示時に、当該要素画像群を構成する要素画像の位置に対応する点光源のうちで、表示対象の要素画像群と同じ色の光源のみを点灯することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の立体像表示装置。
7. 前記照明手段と前記照射方向変更手段との間に、前記点光源ごとの光を透過する開口部を有する開口アレイを備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の立体像表示装置。
8. 前記開口部は、開口中心から周辺にいくほど透過率が高い透過率分布を有することを特徴とする請求項７に記載の立体像表示装置。

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