JPH09179063A

JPH09179063A - 画像表示装置

Info

Publication number: JPH09179063A
Application number: JP7340686A
Authority: JP
Inventors: Shigetoshi Fujii; 重俊藤井; Tomohiro Ando; 智洋安藤; Kosuke Hashimoto; 公佑橋本; Shoji Kawagoe; 尚司河越; Hidekazu Tode; 英一都出
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-12-27
Filing date: 1995-12-27
Publication date: 1997-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】画像の枠を意識することなく鑑賞することが
できる広角の画像を表示する画像表示装置を得る。【解決手段】物空間の視野角を縮小した平面画像を表
示する画像表示板１と、鑑賞者の視野角をカバーできる
ようにレンズを湾曲させて前記画像表示板が表示する画
像から湾曲面状に結像して物空間の視野角を再現する広
角の湾曲虚像を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲
形状レンズとして半球状レンズ３を備え、前記画像表示
板１に表示された魚眼レンズ画像２から物空間の視野角
を再現した広角の半球虚像５を生成し、平面ミラー４で
反射させて、反射半球虚像６を鑑賞するようにした。ま
た、鑑賞者の左眼および右眼から見た物空間の視野角を
再現した、両眼視差を備えた広角の湾曲虚像を生成する
ようにした。また、鑑賞者側に湾曲させた湾曲形状レン
ズとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、広角の画像を表示
する画像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１８は例えば特開平４―１８５６４号
公報に示された従来の画像表示装置を斜め上方から見た
原理図であり、図において、１は画像表示板、２は魚眼
レンズで撮影した魚眼レンズ画像で、約１８０゜の物空
間の視野角を縮小した平面画像であり、画像表示板１に
表示される。３は鑑賞者の視野角をカバーするようにレ
ンズを湾曲させた湾曲形状レンズの一例である半球状に
湾曲させた半球状レンズで、凹面側を鑑賞者側に向けて
配設され、魚眼レンズ画像２から画像の視野角が約１８
０゜の物空間の視野角を再現する虚像を生成する。７は
鑑賞者である。

【０００３】まず、画像表示板１に表示された魚眼レン
ズ画像２について説明する。図１９は、魚眼レンズ特性
を示す図であり、図において、３３は魚眼レンズ、θは
物空間の視野角、ｙは結像面上に射影された魚眼レンズ
画像２の大きさである。魚眼レンズ３３は、通常のレン
ズと異なる性質を持ち、一般に、ｙ＝ｆ・θ（ｆは定
数）の関係で像の大きさが決まるので、物空間の視野角
を縮小して像界中に平面に結像することができる。魚眼
レンズの多くは、画角が１８０゜（またはそれ以上）に
達するように設計されたレンズである。

【０００４】次に、半球状レンズ３による結像画像につ
いて説明する。図２０は風景の一例として交差点を示す
図であり、図２０（ａ）は上方から見た風景、図２０
（ｂ）は正面から見た風景を表している。図において、
３４は魚眼レンズ付きビデオカメラである。図２１は図
２０の交差点の風景を魚眼レンズ付きビデオカメラで撮
影して得られた魚眼レンズ画像を示す図である。図２１
に示すように、魚眼レンズ付きビデオカメラ３４で撮影
した魚眼レンズ画像２は、円の中に、左右の道路から、
真下の地面、真上の空まで、１８０゜の物空間の視野角
を縮小した平面画像となる。このため、一般に横長の画
像表示板１の左右部分は表示には使われない。ところ
で、魚眼レンズで撮影した画像は、一般に、同じ魚眼レ
ンズを使って球面スクリーンや透明半球に投影すること
で、物空間の視野角を再現した広角の実像として表示さ
れる。

【０００５】次に、半球状レンズ３について説明する。
図２２は従来の半球状レンズによる広角の湾曲虚像の生
成を示す図であり、半球状レンズ３の光軸を含む断面全
てで同様である。図２３は従来の画像表示装置による物
空間の視野角の再現を示す図である。図２２において、
５は半球状に生成された半球虚像、ａは魚眼レンズ画像
２の右端の点、Ａは点ａが半球状レンズ３により結像し
た半球虚像５上の点、ｓ５、ｓ６は魚眼レンズ画像２の
部分領域、Ｓ５、Ｓ６はそれぞれ魚眼レンズ画像２の部
分領域ｓ５、ｓ６が半球状レンズ３により結像した半球
虚像５上の部分領域である。

【０００６】図２２に示すように、半球状レンズ３は、
レンズの湾曲形状と各部分ごとの倍率設定によって、θ
＝ｇ・ｙ（ｇは定数）の関係で魚眼レンズ画像２から半
球虚像５を生成することができる。このため、例えば魚
眼レンズ画像２の右端の点ａは、半球虚像５の点Ａの位
置に結像する。そして、魚眼レンズ画像２の部分領域ｓ
５、ｓ６が同じ大きさであれば、半球虚像５上の部分領
域Ｓ５、Ｓ６の画角が同じになるように結像するので、
鑑賞者７は半球虚像５を画角が１８０゜の物空間の視野
角を再現した画像として、図２３のように鑑賞できる。

【０００７】この結果、図１８に示した画像表示装置
は、画角が１８０゜の広角の湾曲虚像を表示して物空間
の視野角を再現するので、画像の枠を意識することなく
鑑賞することができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の画像表示装置
は、画像表示板が湾曲形状レンズの背後にあるため、表
示された像を見ているという意識により、広角の湾曲虚
像への没入感が損なわれるという問題点があった。

【０００９】また、遠景を表現できるように広角の湾曲
虚像の結像位置を遠方に生成しようとして、画像表示板
と、湾曲形状レンズの間隔を大きくすると、装置の奥行
きが長くなるという問題点があった。

【００１０】また、広角の湾曲虚像の結像位置は一定で
あるため視野角の全てで距離感が変わらないという問題
点があった。

【００１１】また、広角の湾曲虚像に拡大するため解像
度不足を招くという問題点があった。

【００１２】また、広角の湾曲虚像は２次元画像のた
め、立体感や奥行き感が得られないという問題点があっ
た。

【００１３】また、レンズで拡大した画像は光軸中心で
鑑賞する鑑賞者以外は鑑賞できないという問題点があっ
た。

【００１４】本発明は前記のような問題点を解消するた
めになされたもので、第１の目的は画像表示装置外の空
中に広角の湾曲虚像を鑑賞することができる画像表示装
置を得るものである。

【００１５】また、第２の目的は、装置の奥行を長くす
ることなく、画像表示板と、湾曲形状レンズの間隔を大
きくとることができる画像表示装置を得るものである。

【００１６】また、第３の目的は、虚像の結像位置を変
えることができる画像表示装置を得るものである。

【００１７】また、第４の目的は、広角の湾曲虚像に拡
大しても解像度の低下が感じられない画像表示装置を得
るものである。

【００１８】また、第５の目的は、広角の湾曲虚像上に
表示された対象に立体感や奥行き感を持つ画像表示装置
を得るものである。

【００１９】また、第６の目的は、レンズで拡大した画
像を多人数で鑑賞することができる画像表示装置を得る
ものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像表示装
置においては、物空間の視野角を縮小した平面画像を表
示する画像表示板と、前記画像表示板が表示する画像か
ら湾曲面状に結像して物空間の視野角を再現する広角の
湾曲虚像を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲形状
レンズと、再生光路を反射させる平面ミラーで構成した
ものである。

【００２１】また、視野角を縮小しない通常画像を表示
する画像表示板と、前記画像表示板が表示する通常画像
から湾曲面状に結像して物空間の視野角を再現する広角
の湾曲虚像を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲形
状レンズと、再生光路を反射させる平面ミラーで構成し
たものである。

【００２２】また、物空間の視野角を縮小した平面画像
を表示する画像表示板と、前記画像表示板が表示する画
像を反射させる平面ミラーと、平面ミラーからの反射画
像を湾曲面状に結像して物空間の視野角を再現する広角
の湾曲虚像を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲形
状レンズで構成したものである。

【００２３】また、平面ミラーを、平面ミラー全体、又
は一部が動作可能な可動ミラーとしたものである。

【００２４】また、物空間の視野角を縮小した平面画像
を表示する画像表示板と、前記画像表示板が表示する画
像から湾曲面状に結像して物空間の視野角を再現する広
角の湾曲虚像を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲
形状レンズと、平面ハーフミラーと、画像中央部の画像
を表示する追加画像表示板で構成したものである。

【００２５】また、鑑賞者の左眼および右眼から見た物
空間の視野角を縮小したステレオ画像を時分割表示する
画像表示板と、前記画像表示板が表示する画像から湾曲
面状に結像して物空間の視野角を再現する広角の湾曲虚
像を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲形状レンズ
と、時分割シャッタ眼鏡で構成したものである。

【００２６】また、鑑賞者の左眼および右眼から見た物
空間の視野角を縮小したステレオ画像を時分割表示する
画像表示板と、前記画像表示板が発する光から時分割的
に異なる直交した偏光を通過させる時分割偏光シャッタ
と、前記画像表示板が表示する画像から湾曲面状に結像
して物空間の視野角を再現する広角の湾曲虚像を生成す
る画像表示板側に湾曲させた湾曲形状レンズと、偏光眼
鏡で構成したものである。

【００２７】また、鑑賞者の左眼および右眼から見た物
空間の視野角を縮小したステレオ画像を表示する左眼用
および右眼用の二つの画像表示板と、前記画像表示板の
前面に配設したそれぞれ異なる直交した偏光を通過させ
る偏光板と、平面ハーフミラと、前記画像表示板が表示
する画像から湾曲面状に結像して物空間の視野角を再現
する広角の湾曲虚像を生成する画像表示板側に湾曲させ
た湾曲形状レンズと、偏光眼鏡で構成したものである。

【００２８】また、鑑賞者の左眼および右眼から見た物
空間の視野角を縮小したステレオ画像を表示する左眼用
および右眼用の二つの画像表示板と、合成用偏光ビーム
スプリッタと、前記画像表示板が表示する画像から湾曲
面状に結像して物空間の視野角を再現する広角の湾曲虚
像を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲形状レンズ
と、偏光眼鏡で構成したものである。

【００２９】また、鑑賞者の左眼および右眼から見た物
空間の視野角を縮小したステレオ画像を表示する左眼用
および右眼用の二つの画像表示板と、前記画像表示板の
前面に配設したそれぞれ異なる直交した偏光を通過させ
る偏光板と、一方の画像表示板が表示する画像から湾曲
面状に結像して物空間の視野角を再現する広角の湾曲虚
像を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲形状レンズ
と、もう一方の画像表示板が表示する画像から湾曲面状
に結像して物空間の視野角を再現する広角の湾曲虚像を
生成する凹面状ハーフミラーと、偏光眼鏡で構成したも
のである。

【００３０】また、鑑賞者の左眼および右眼から見た物
空間の視野角を縮小したステレオ画像を表示する左眼用
および右眼用の二つの画像表示板と、一方の画像表示板
が表示する画像から湾曲面状に結像して物空間の視野角
を再現する広角の湾曲虚像を生成する画像表示板側に湾
曲させた湾曲形状レンズと、もう一方の画像表示板が表
示する画像から湾曲面状に結像して物空間の視野角を再
現する広角の湾曲虚像を生成する凹面状偏光ビームスプ
リッタと、偏光眼鏡で構成したものである。

【００３１】また、鑑賞者の左眼および右眼から見た物
空間の視野角を縮小したステレオ画像を表示する、左眼
用および右眼用の二つの画像表示板と、二つの前記画像
表示板が表示する画像から湾曲面状に結像して物空間の
視野角を再現する広角の湾曲虚像を生成する画像表示板
側に湾曲させた二つの湾曲形状レンズで眼鏡状に構成し
たものである。

【００３２】また、通常画像を表示する画像表示板と、
前記画像表示板が表示する画像を反射させる平面ミラー
と、平面ミラーからの反射画像を鑑賞者側に湾曲した湾
曲面状に結像した湾曲虚像を生成するように鑑賞者側に
湾曲させた湾曲形状レンズで構成したものである。

【００３３】また、湾曲形状レンズを、フレネルレンズ
としたものである。

【００３４】また、湾曲形状レンズを、ホログラムレン
ズとしたものである。

【００３５】

【発明の実施の形態】本発明に係る画像表示装置におい
ては、物空間の視野角を縮小した平面画像を表示する画
像表示板と、前記画像表示板が表示する画像から湾曲面
状に結像して物空間の視野角を再現する広角の湾曲虚像
を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲形状レンズ
と、再生光路を反射させる平面ミラーで構成したので、
画像表示装置外の空中に広角の湾曲虚像を鑑賞すること
ができる。

【００３６】また、視野角を縮小しない通常画像を表示
する画像表示板と、前記画像表示板が表示する通常画像
から湾曲面状に結像して物空間の視野角を再現する広角
の湾曲虚像を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲形
状レンズと、再生光路を反射させる平面ミラーで構成し
たので、通常画像を画像表示装置外の空中の広角の湾曲
虚像として鑑賞することができる。

【００３７】また、物空間の視野角を縮小した平面画像
を表示する画像表示板と、前記画像表示板が表示する画
像を反射させる平面ミラーと、平面ミラーからの反射画
像を湾曲面状に結像して物空間の視野角を再現する広角
の湾曲虚像を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲形
状レンズで構成したので、画像表示板と、湾曲形状レン
ズの間隔を大きくとることができる。

【００３８】また、平面ミラーを、平面ミラー全体、又
は一部が動作可能な可動ミラーとしたので、広角の湾曲
虚像上に表示された対象に応じて、虚像の結像位置を変
えることができる。

【００３９】また、物空間の視野角を縮小した平面画像
を表示する画像表示板と、前記画像表示板が表示する画
像から湾曲面状に結像して物空間の視野角を再現する広
角の湾曲虚像を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲
形状レンズと、平面ハーフミラーと、中央部の画像を表
示する追加画像表示板で構成したので、広角の湾曲虚像
の中央部に広角の湾曲虚像より高解像度の虚像を重ね合
わせることができる。

【００４０】また、鑑賞者の左眼および右眼から見た物
空間の視野角を縮小したステレオ画像を時分割表示する
画像表示板と、前記画像表示板が表示する画像から湾曲
面状に結像して物空間の視野角を再現する広角の湾曲虚
像を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲形状レンズ
と、時分割シャッタ眼鏡で構成したので、広角の湾曲虚
像上に表示された対象に両眼視差効果による立体感や奥
行き感を得ることができる。

【００４１】また、鑑賞者の左眼および右眼から見た物
空間の視野角を縮小したステレオ画像を時分割表示する
画像表示板と、前記画像表示板が発する光から時分割的
に異なる直交した偏光を通過させる時分割偏光シャッタ
と、前記画像表示板が表示する画像から湾曲面状に結像
して物空間の視野角を再現する広角の湾曲虚像を生成す
る画像表示板側に湾曲させた湾曲形状レンズと、偏光眼
鏡で構成したので、広角の湾曲虚像上に表示された対象
に両眼視差効果による立体感や奥行き感を得ることがで
きる。

【００４２】また、鑑賞者の左眼および右眼から見た物
空間の視野角を縮小したステレオ画像を表示する左眼用
および右眼用の二つの画像表示板と、前記画像表示板の
前面に配設したそれぞれ異なる直交した偏光を通過させ
る偏光板と、平面ハーフミラと、前記画像表示板が表示
する画像から湾曲面状に結像して物空間の視野角を再現
する広角の湾曲虚像を生成する画像表示板側に湾曲させ
た湾曲形状レンズと、偏光眼鏡で構成したので、広角の
湾曲虚像上に表示された対象に両眼視差効果による立体
感や奥行き感を得ることができる。

【００４３】また、鑑賞者の左眼および右眼から見た物
空間の視野角を縮小したステレオ画像を表示する左眼用
および右眼用の二つの画像表示板と、合成用偏光ビーム
スプリッタと、前記画像表示板が表示する画像から湾曲
面状に結像して物空間の視野角を再現する広角の湾曲虚
像を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲形状レンズ
と、偏光眼鏡で構成したので、広角の湾曲虚像上に表示
された対象に両眼視差効果による立体感や奥行き感を得
ることができる。

【００４４】また、鑑賞者の左眼および右眼から見た物
空間の視野角を縮小したステレオ画像を表示する左眼用
および右眼用の二つの画像表示板と、前記画像表示板の
前面に配設したそれぞれ異なる直交した偏光を通過させ
る偏光板と、一方の画像表示板が表示する画像から湾曲
面状に結像して物空間の視野角を再現する広角の湾曲虚
像を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲形状レンズ
と、もう一方の画像表示板が表示する画像から湾曲面状
に結像して物空間の視野角を再現する広角の湾曲虚像を
生成する凹面状ハーフミラーと、偏光眼鏡で構成したの
で、広角の湾曲虚像上に表示された対象に両眼視差効果
による立体感や奥行き感を得ることができる。

【００４５】また、鑑賞者の左眼および右眼から見た物
空間の視野角を縮小したステレオ画像を表示する左眼用
および右眼用の二つの画像表示板と、一方の画像表示板
が表示する画像から湾曲面状に結像して物空間の視野角
を再現する広角の湾曲虚像を生成する画像表示板側に湾
曲させた湾曲形状レンズと、もう一方の画像表示板が表
示する画像から湾曲面状に結像して物空間の視野角を再
現する広角の湾曲虚像を生成する凹面状偏光ビームスプ
リッタと、偏光眼鏡で構成したので、広角の湾曲虚像上
に表示された対象に両眼視差効果による立体感や奥行き
感を得ることができる。

【００４６】また、鑑賞者の左眼および右眼から見た物
空間の視野角を縮小したステレオ画像を表示する、左眼
用および右眼用の二つの画像表示板と、二つの前記画像
表示板が表示する画像から湾曲面状に結像して物空間の
視野角を再現する広角の湾曲虚像を生成する画像表示板
側に湾曲させた二つの湾曲形状レンズで眼鏡状に構成し
たので、広角の湾曲虚像上に表示された対象に両眼視差
効果による立体感や奥行き感を得ることができる。

【００４７】また、通常画像を表示する画像表示板と、
前記画像表示板が表示する画像を反射させる平面ミラー
と、平面ミラーからの反射画像を鑑賞者側に湾曲した湾
曲面状に結像した湾曲虚像を生成するように鑑賞者側に
湾曲させた湾曲形状レンズで構成したので、多人数の鑑
賞者の視線全てを湾曲虚像の法線方向にすることができ
る。

【００４８】また、湾曲形状レンズを、フレネルレンズ
で構成したので、製作が容易になる。

【００４９】また、湾曲形状レンズを、ホログラムレン
ズで構成したので、製作が容易になる。

【００５０】以下、本発明をその実施の形態を示す図面
に基づいて具体的に説明する。実施の形態１．図１は本発明の実施の形態１である画像
表示装置を斜め上方から見た原理図である。図におい
て、１は画像表示板、２は魚眼レンズ画像、３は半球状
レンズで凹面側を鑑賞者側に向けて配設されている。４
は平面ミラー、５は半球虚像、６は平面ミラー４に映し
出された反射半球虚像、７は鑑賞者である。

【００５１】次に、図１を参照して実施の形態１である
画像表示装置による虚像について説明する。図１に示す
ように、画像表示板１に表示された物空間の視野角が縮
小されている魚眼レンズ画像２から、半球状レンズ３
は、半球状に物空間の視野角を再現した半球虚像５を生
成する。鑑賞者７は、半球虚像５を再生光路を反射させ
る平面ミラー４によって装置外の空中の反射半球虚像６
として鑑賞することができる。

【００５２】実施の形態２．本実施の形態２は、上記実
施の形態１の半球状レンズ３を、湾曲形状レンズの他の
一例である長方形レンズの中央をへこませて帯状の凹面
形状にした凹面状レンズとしたものである。図２は本発
明の実施の形態２である画像表示装置を示す原理図であ
る。図において、８は凹面状レンズで、凹面側を鑑賞者
側に向けて配設されている。９は凹面状に生成された凹
面虚像、１０は平面ミラー４に映し出された反射凹面虚
像である。

【００５３】次に、図２を参照して実施の形態２である
画像表示装置による虚像について説明する。図２に示す
ように、半球状レンズ３のかわりに凹面状レンズ８を使
用することで、画像表示板１に表示された物空間の視野
角が縮小されている魚眼レンズ画像２から、凹球状に物
空間の視野角を再現した凹面虚像９を生成する。鑑賞者
７は、凹面虚像９を再生光路を反射させる平面ミラー４
によって装置外の空中の反射凹面虚像１０として鑑賞す
ることができる。人間の視野角は、垂直方向には水平方
向ほど広い視野角を必要としないので、反射凹面虚像１
０によって画像枠を感じさせない臨場感のある画像を鑑
賞することができる。このとき、魚眼レンズ画像２は、
画像表示板１の水平方向いっぱいに表示できる。

【００５４】実施の形態３．本実施の形態３は、上記実
施の形態１の魚眼レンズ画像２を水平方向だけ魚眼レン
ズ特性で物空間の視角を縮小した水平魚眼レンズ画像
に、半球状レンズ３を湾曲形状レンズの他の一例である
長方形レンズを湾曲させて筒面形状にした筒面状レンズ
としたものである。図３は本発明の実施の形態３である
画像表示装置を示す原理図である。図において、１１は
水平魚眼レンズ画像、１２は筒面状レンズで、筒面内側
を鑑賞者側に向けて配設されている。１３は筒面状に生
成された筒面虚像、１４は平面ミラー４に映し出された
反射筒面虚像である。

【００５５】次に、図３を参照して実施の形態３である
画像表示装置による虚像について説明する。図３に示す
ように、筒面状レンズ１２は、画像表示板１に表示され
た水平魚眼レンズ画像１１から、筒面状に物空間の視野
角を再現した筒面虚像１３を生成する。鑑賞者７は、筒
面虚像１３を再生光路を反射させる平面ミラー４によチ
て装置外の空中の反射筒面虚像１４として鑑賞できる。

【００５６】実施の形態４．本実施の形態４は、上記実
施の形態３の水平魚眼レンズ画像１１を、物空間を縮小
しない通常画像としたものである。図４は本発明の実施
の形態４である画像表示装置を示す原理図である。図に
おいて、１５は通常画像である。

【００５７】次に、図４を参照して本実施の形態２であ
る画像表示装置による虚像について説明する。図４に示
すように、画像表示板１に表示された通常画像１５か
ら、筒面状レンズ１２は、筒面状に湾曲させた筒面虚像
１３を生成する。鑑賞者７は、筒面虚像１３は再生光路
を反射させる平面ミラー４によって装置外の空中の反射
筒面虚像１４として鑑賞できる。

【００５８】実施の形態５．本実施の形態５は、物空間
の視野角を縮小した平面画像を表示する画像表示板と、
前記画像表示板が表示する画像を反射させる平面ミラー
と、平面ミラーからの反射画像を湾曲面状に結像して物
空間の視野角を再現する広角の湾曲虚像を生成する画像
表示板側に湾曲させた湾曲形状レンズで構成したもので
ある。図５は本発明の実施の形態５である画像表示装置
を斜めから見た原理図であり、湾曲形状レンズとして半
球状レンズ３を使用している。

【００５９】次に、図５を参照して本実施の形態５であ
る画像表示装置について説明する。図５に示すように、
画像表記板１と半球状レンズ３の間に平面ミラー４を配
設することで、画像表示装置の奥行きは一定で、任意に
画像表示板１と半球状レンズ３の間隔を大きくとること
ができる。この結果、半球虚像５の結像位置を任意に設
定できる。ところで、湾曲形状レンズとして、凹面状レ
ンズ８や筒面状レンズ１２を使用してもよいことはいう
までもない。

【００６０】実施の形態６．本実施の形態６は、上記実
施の形態５の平面ミラー４を、平面ミラー全体、又は一
部が移動可能な可動ミラーとしたものである。図６は本
発明の実施の形態６である画像表示装置を示す原理図で
あり、図６（ａ）は画像表示装置を斜めから見た原理図
を、図６（ｂ）は広角の湾曲虚像上に表示された対象の
移動の自由度を示す図である。図において、１６は平面
ミラー全体、又は一部が移動可能な可動ミラー、５Ｆ、
５Ｂは可動ミラー１６によって異なる位置に結像した半
球虚像Ｓ１、Ｓ２は半球虚像５Ｆ、５Ｂ上の部分領域で
ある。

【００６１】可動ミラー１６は、異なる位置に半球虚像
を結像させる。このため、半球虚像５Ｆ上の部分領域Ｓ
１は、半球虚像５Ｆ上だけでなく、奥行き方向に半球虚
像５上の部分領域Ｓ２にも移動できる。この結果、広角
の湾曲虚像上に表示された対象は、広角の視野角の中で
三次元的に移動可能になる。このとき、半球虚像５の大
きさの変化と結像位置の平行移動を補正するように、画
像表示板１の表示内容は変化させている。ところで、図
６では湾曲形状レンズとして半球状レンズ３を使用した
が、凹面状レンズ８や筒面状レンズ１２を使用してもよ
いことはいうまでもない。

【００６２】実施の形態７．本実施の形態７は、物空間
の視野角を縮小した平面画像を表示する画像表示板と、
前記画像表示板が表示する画像から湾曲面状に結像して
物空間の視野角を再現する広角の湾曲虚像を生成する画
像表示板側に湾曲させた湾曲形状レンズと、平面ハーフ
ミラーと、中央部の画像を表示する追加画像表示板で構
成したものである。図７は本発明の実施の形態７である
画像表示装置を示す原理図であり、図７（ａ）は画像表
示装置を斜め上方から見た原理図を、図７（ｂ）は広角
の湾曲虚像の生成を示す図である。図において、１７は
中央部の画像を表示する追加画像表示板、１８は追加画
像表示板１７に表示される追加中央画像、１９は平面ハ
ーフミラー、２０は半球状レンズ３により生成された追
加中央虚像である。

【００６３】平面ハーフミラー１９によって半球虚像５
の中央部に合成表示された追加中央虚像２０は、追加画
像表示板１７の表示密度を高すれば、半球虚像５より高
解像度に表示できる。人間の視覚は中央部が情報の大半
を占めるので、中央部を高解像度とすることで、表示品
位を向上させることができる。ところで、図７では湾曲
形状レンズとして半球状レンズ３を使用したが、凹面状
レンズ８や筒面状レンズ１２を使用してもよいことはい
うまでもない。

【００６４】実施の形態８．本実施の形態８は、鑑賞者
の左眼および右眼から見た物空間の視野角を縮小したス
テレオ画像を時分割表示する画像表示板と、前記画像表
示板が表示する画像から湾曲面状に結像して物空間の視
野角を再現する広角の湾曲虚像を生成する画像表示板側
に湾曲させた湾曲形状レンズと、時分割シャッタ眼鏡で
構成したものである。図８は本発明の実施の形態８であ
る画像表示装置を示す原理図であり、図８（ａ）は画像
表示装置を斜め上方から見た原理図を、図８（ｂ）は広
角の湾曲虚像上に表示された対象の両眼視差による立体
効果を示す図である。

【００６５】図において、２１は時分割シャッタ眼鏡、
２１Ｌ、２１Ｒはそれぞれ左右両眼用のシャッタで、例
えば液晶シャッタなどが用いられる。２Ｌ、２Ｒは左眼
および右眼から見た物空間の視野角を縮小したを時分割
表示されるステレオ魚眼レンズ画像、５Ｌ、５Ｒはそれ
ぞれステレオ魚眼レンズ画像２Ｌ、２Ｒが半球状レンズ
３により生成されたステレオ半球虚像である。Ｓ３Ｌ、
Ｓ４Ｌは半球虚像５Ｌ上に表示された対象、Ｓ３Ｒ、Ｓ
４Ｒは半球虚像５Ｒ上に表示された対象で、それぞれ、
Ｓ３ＬとＳ３Ｒから立体表示対象Ｓ３、Ｓ４ＬとＳ４Ｒ
から立体表示対象Ｓ４として鑑賞される。

【００６６】次に、図８を参照して本実施の形態８であ
る画像表示装置について説明する。図８（ａ）に示すよ
うに、画像表示板１にはステレオ魚眼レンズ画像２Ｌ、
２Ｒが時間交互に表示され、半球状レンズ３によってス
テレオ半球虚像５Ｌ、５Ｒが生成される。鑑賞者がステ
レオ半球虚像５Ｌ、５Ｒの切換に同期してシャッタ２
Ｌ、２１Ｒをオン、オフさせるる時分割シャッタ眼鏡２
１をかけて、ステレオ半球虚像５Ｌ、５Ｒをみれば、左
眼には左眼用半球虚像５Ｌが、右眼には右眼用半球虚像
５Ｒが分離して鑑賞される。このため鑑賞者の左眼およ
び右眼には、鑑賞者の左眼および右眼から見た物空間が
再現される。

【００６７】図８（ｂ）に示すように、両眼視差効果に
より、Ｓ３ＬとＳ３Ｒから得られる立体表示対象Ｓ３は
ステレオ半球虚像５Ｌ、５Ｒ面より遠く、Ｓ４ＬとＳ４
Ｒから立体表示対象Ｓ４はステレオ半球虚像５Ｌ、５Ｒ
面より近く鑑賞される。この結果、広角の湾曲虚像上に
表示された対象に立体感や奥行き感を得ることができ
る。ところで、図８では湾曲形状レンズとして半球状レ
ンズ３を使用したが、凹面状レンズ８や筒面状レンズ１
２を使用してもよいことはいうまでもない。

【００６８】実施の形態９．本実施の形態９は、鑑賞者
の左眼および右眼から見た物空間の視野角を縮小したス
テレオ画像を時分割表示する画像表示板と、前記画像表
示板が発する光から時分割的に異なる直交した偏光を通
過させる時分割偏光シャッタと、前記画像表示板が表示
する画像から湾曲面状に結像して物空間の視野角を再現
する広角の湾曲虚像を生成する画像表示板側に湾曲させ
た湾曲形状レンズと、偏光眼鏡で構成したものである。
図９は本発明の実施の形態９である画像表示装置を斜め
上方から見た原理図である。図において、２２は時分割
偏光シャッタ、２３は偏光眼鏡で、それぞれ異なる直交
した偏光を通過させる偏光板２３ｈ、２３ｖで構成され
ている。

【００６９】画像表示板１に時間交互に表示されたステ
レオ魚眼レンズ画像２Ｌ、２Ｒは、時間交互の表示に同
期した時分割偏光シャッタ２２によって、それぞれ異な
る直交した偏光として通過する。半球状レンズ３によっ
て生成されたステレオ半球虚像はそれぞれ異なる直交し
た偏光だけで表示されているので、鑑賞者が偏光眼鏡２
３をかけてステレオ半球虚像をみると、左眼には左眼用
半球虚像が、右眼には右眼用半球虚像が分離して鑑賞さ
れる。このため鑑賞者の左眼および右眼には、鑑賞者の
左眼および右眼から見た物空間が再現され、広角の湾曲
虚像上に表示された対象に両眼視差効果による立体感や
奥行き感を得ることができる。ところで図９では湾曲形
状レンズとして半球状レンズ３を使用したが、凹面状レ
ンズ８や筒面状レンズ１２を使用してもよいことはいう
までもない。

【００７０】実施の形態１０．本実施の形態１０は、鑑
賞者の左眼および右眼から見た物空間の視野角を縮小し
たステレオ画像を表示する左眼用および右眼用の二つの
画像表示板と、前記画像表示板の前面に配設したそれぞ
れ異なる直交した偏光を通過させる偏光板と、平面ハー
フミラーと、前記画像表示板が表示する画像から湾曲面
状に結像して物空間の視野角を再現する広角の湾曲虚像
を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲形状レンズ
と、偏光眼鏡で構成したものである。図１０は本発明の
実施の形態１０である画像表示装置を斜め上方から見た
原理図である。図において、２４Ｌ２４Ｒはそれぞれ異
なる直交した偏光を通過させる偏光板、１Ｌ、１Ｒはそ
れぞれ左眼用および右眼用の画像表示板である。

【００７１】画像表示板１Ｌ、１Ｒに表示されたステレ
オ魚眼レンズ画像２Ｌ、２Ｒは、偏光板２４Ｌ、２４Ｒ
を通過後、平面ハーフミラー１９によって合成される。
半球状レンズ３によって生成されたステレオ半球虚像は
それぞれ異なる直交した偏光だけで表示されているの
で、鑑賞者が偏光眼鏡２３をかけてステレオ半球虚像を
みると、左眼には左眼用半球虚像が、右眼には右眼用半
球虚像が分離して鑑賞される。このため鑑賞者の左眼お
よび右眼には、鑑賞者の左眼および右眼から見た物空間
が再現され、広角の湾曲虚像上に表示された対象に両眼
視差効果による立体感や奥行き感を得ることができる。
さらに、上記実施の形態８および実施の形態９のように
時分割表示でないため、フリッカを生じない。ところ
で、図１０では湾曲形状レンズとして半球状レンズ３を
使用したが、凹面状レンズ８や筒面状レンズ１２を使用
してもよいことはいうまでもない。

【００７２】実施の形態１１．本実施の形態１１は、鑑
賞者の左眼および右眼から見た物空間の視野角を縮小し
たステレオ画像を表示する左眼用および右眼用の二つの
画像表示板と、合成用偏光ビームスプリッタと、前記画
像表示板が表示する画像から湾曲面状に結像して物空間
の視野角を再現する広角の湾曲虚像を生成する画像表示
板側に湾曲させた湾曲形状レンズと、偏光眼鏡で構成し
たものである。図１１は本発明の実施の形態１１である
画像表示装置を斜め上方から見た原理図である。図にお
いて、２は合成用偏光ビームスプリッタである。

【００７３】画像表示板１Ｌ、１Ｒに表示されたステレ
オ魚眼レンズ画像２Ｌ、２Ｒは、合成用偏光ビームスプ
リッタ２６によって、それぞれ異なる直交した偏光とし
て通過する。半球状レンズ３によって生成されたステレ
オ半球虚像はそれぞれ異なる直交した偏光だけで表示さ
れているので、鑑賞者が偏光眼鏡２３をかけてステレオ
半球虚像をみると、左眼には左眼用半球虚像が、右眼に
は右眼用半球虚像が分離して鑑賞される。このため鑑賞
者の左眼および右眼には、鑑賞者の左眼および右眼から
見た物空間が再現され、広角の湾曲虚像上に表示された
対象に両眼視差効果による立体感や奥行き感を得ること
ができる。さらに、上記実施の形態９および実施の形態
１０のように時分割表示でないため、フリッカを生じな
い。ところで、図１１では湾曲形状レンズとして半球状
レンズ３を使用したが、凹面状レンズ８や筒面状レンズ
１２を使用してもよいことはいうまでもない。

【００７４】実施の形態１２．本実施の形態１２は、鑑
賞者の左眼および右眼から見た物空間の視野角を縮小し
たステレオ画像を表示する左眼用および右眼用の二つの
画像表示板と、前記画像表示板の前面に配設したそれぞ
れ異なる直交した偏光を通過させる偏光板と、一方の画
像表示板が表示する画像から湾曲面状に結像して物空間
の視野角を再現する広角の湾曲虚像を生成する画像表示
板側に湾曲させた湾曲形状レンズと、もう一方の画像表
示板が表示する画像から湾曲面状に結像して物空間の視
野角を再現する広角の湾曲虚像を生成する凹面状ハーフ
ミラーと、偏光眼鏡で構成したものである。図１２は本
発明の実施の形態１２である画像表示装置を斜め上方か
ら見た原理図である。図において、２６は凹面状ハーフ
ミラーである。

【００７５】画像表示板１Ｌ、１Ｒに表示されたステレ
オ魚眼レンズ画像２Ｌ、２Ｒは、偏光板２４Ｌ、２４Ｒ
によって、それぞれ異なる直交した偏光が通過する。画
像表示板１Ｌに表示された魚眼レンズ画像２Ｌは半球状
レンズ３によって、画像表示板１Ｒに表示された魚眼レ
ンズ画像２Ｒは凹面状ハーフミラー２６によってステレ
オ半球虚像が生成される。生成されたステレオ半球虚像
は凹面状ハーフミラー２６のハーフミラー特性によって
合成され、それぞれ異なる直交した偏光だけで表示され
ているので、鑑賞者が偏光眼鏡２３をかけてステレオ半
球虚像をみると左眼には左眼用半球虚像が、右眼には右
眼用半球虚像が分離して鑑賞される。このため鑑賞者の
左眼および右眼には、鑑賞者の左眼および右眼から見た
物空間が再現され、広角の湾曲虚像上に表示された対象
に両眼視差効果による立体感や奥行き感を得ることがで
きる。ところで、図１２では湾曲形状レンズとして半球
状レンズ３を使用したが、凹面状レンズ８や筒面状レン
ズ１２を使用してもよいことはいうまでもない。

【００７６】実施の形態１３．本実施の形態１３は、鑑
賞者の左眼および右眼から見た物空間の視野角を縮小し
たステレオ画像を表示する左眼用および右眼用の二つの
画像表示板と、一方の画像表示板が表示する画像から湾
曲面状に結像して物空間の視野角を再現する広角の湾曲
虚像を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲形状レン
ズと、もう一方の画像表示板が表示する画像から湾曲面
状に結像して物空間の視野角を再現する広角の湾曲虚像
を生成する凹面状偏光ビームスプリッタと、偏光眼鏡で
構成したものである。図１３は本発明の実施の形態１３
である画像表示装置を斜め上方から見た原理図である。
図において、２７は凹面状偏光ビームスプリッタであ
る。

【００７７】画像表示板１Ｌに表示された魚眼レンズ画
像２Ｌは半球状レンズ３によって、画像表示板１Ｒに表
示された魚眼レンズ画像２Ｒは凹面状偏光ビームスプリ
ッタ２７によってステレオ半球虚像が生成される。生成
されたステレオ半球虚像は凹面状偏光ビームスプリッタ
２７の偏光ビームスプリッタ特性によってそれぞれ異な
る直交した偏光が通過して合成され、それぞれ異なる直
交した偏光だけで表示されているので、鑑賞者が偏光眼
鏡２３をかけてステレオ半球虚像をみると、左眼には左
眼用半球虚像が、右眼には右眼用半球虚像が分離して鑑
賞される。このため鑑賞者の左眼および右眼には、鑑賞
者の左眼および右眼から見た物空間が再現され、広角の
湾曲虚像上に表示された対象に両眼視差効果による立体
感や奥行き感を得ることができる。さらに、上記実施の
形態９および実施の形態１０のように時分割表示でない
ため、フリッカを生じない。ところで、図１３では湾曲
形状レンズとして半球状レンズ３を使用したが、凹面状
レンズ８や筒面状レンズ１Qを使用してもよいことはい
うまでもない。

【００７８】実施の形態１４．本実施の形態１４は、鑑
賞者の左眼および右眼から見た物空間の視野角を縮小し
たステレオ画像を表示する、左眼用および右眼用の二つ
の画像表示板と、二つの前記画像表示板が表示する画像
から湾曲面状に結像して物空間の視野角を再現する広角
の湾曲虚像を生成する画像表示板側に湾曲させた二つの
湾曲形状レンズで眼鏡状に構成したものである。図１４
は本発明の実施の形態１４である画像表示装置を斜め上
方から見た原理図である。図において、２８は眼鏡式画
像表示装置、８Ｌ、８Ｒはそれぞれ左眼用および右眼用
の凹面状レンズである。

【００７９】眼鏡式画像表示装置２８は、それぞれ、画
像表示板１Ｌ、１Ｒに表示されたステレオ魚眼レンズ画
像２Ｌ、２Ｒから、凹面状レンズ８Ｌ、８Ｒによって、
鑑賞者の左右両眼を被うように、左眼には左眼用半球虚
像が、右眼には右眼用半球虚像が分離して鑑賞される。
このため鑑賞者の左眼および右眼には、鑑賞者の左眼お
よび右眼から見た物空間が再現され、広角の湾曲虚像上
に表示された対象に両眼視差効果による立体感や奥行き
感を得ることができる。ところで、図１４では湾曲形状
レンズとして、画像表示板１Ｌ、１Ｒの形に合わせて凹
面状レンズとしたが、半球状レンズや、筒面状レンズで
もよいことはいうまでもない。

【００８０】実施の形態１５．本実施の形態１５は、通
常画像を表示する画像表示板と、前記画像表示板が表示
する画像を反射させる平面ミラーと、平面ミラーからの
反射画像から鑑賞者側に湾曲した湾曲面状に結像した湾
曲虚像を生成するように鑑賞者側に湾曲させた湾曲形状
レンズで構成したものである。図１５は本発明の実施の
形態１５である画像表示装置を斜めから見た原理図であ
る。図において、２９は筒面外側を鑑賞者側に向けて配
設した筒面状レンズ、３０は平面ミラーからの反射画像
から筒面状レンズ２９により生成された筒面虚像であ
る。

【００８１】筒面虚像３０は、鑑賞者側に湾曲した筒面
状に結像している。このため筒面状レンズ２９の光軸中
心線上の鑑賞者以外の鑑賞者にも、筒面虚像３０への視
線方向は、筒面虚像３０の結像面の法線方向となるの
で、多人数の鑑賞者全てが筒面虚像３０を鑑賞すること
ができる。ところで、図１５では、平面ミラーからの反
射画像から鑑賞者側に湾曲した湾曲面状に結像した湾曲
虚像を生成するように鑑賞者側に湾曲させた湾曲形状レ
ンズとして、筒面外側を鑑賞者側に向けて配設した筒面
状レンズとしたが、凸面側を鑑賞者側に向けて配設した
半球状レンズや、凹面状レンズでもよいことはいうまで
もない。

【００８２】実施の形態１６．本実施の形態１６は、広
角の虚像を生成する湾曲形状レンズを、湾曲形状フレネ
ルレンズで構成したものである。図１６は本発明の実施
の形態１６である画像表示装置の一例を示す原理図で、
上記実施例１の半球状レンズ３を、半球状フレネルレン
ズで構成したものである。図において、３１は半球状フ
レネルレンズである。

【００８３】半球状フレネルレンズ３１は半球状レンズ
３と同じ特性なので、広角の虚像を生成でき、さらに、
装置を軽量化することができる。ところで、図１６では
湾曲形状フレネルレンズとして半球状フレネルレンズ３
１を使用したが、凹面状フレネルレンズや筒面状フレネ
ルレンズを使用してもよいことはいうまでもない。

【００８４】実施の形態１７．本実施の形態１７は、広
角の虚像を生成する湾曲形状レンズを、湾曲形状ホログ
ラムレンズで構成したものである。図１７は本発明の実
施の形態１６である画像表示装置の一例を示す原理図
で、上記実施例１の半球状レンズ３を、半球状ホログラ
ムレンズで構成したものである。図において、３２は半
球状ホログラムレンズである。

【００８５】半球状ホログラムレンズ３２は半球状レン
ズ３と同じ特性なので、広角の虚像を生成でき、さら
に、装置を軽量化することができる。ところで、図１７
では湾曲形状ホログラムレンズとして半球状ホログラム
レンズ３２を使用したが、凹面状ホログラムレンズや筒
面状ホログラムレンズを使用してもよいことはいうまで
もない。

【００８６】ところで、上記実施の形態では、魚眼レン
ズ画像と湾曲形状レンズは、ｙ＝ｆ・θ（ｆは定数）の
関係で物空間の視野角を縮小後、θ＝ｇ・ｙ（ｇは定
数）の関係で物空間の視野角を再現して広角の湾曲虚像
を生成する場合を説明したが、上記以外の関係、例え
ば、ｙ＝ｆ・θ^1/2 とθ＝ｇ・ｙ² 、ｙ＝ｆ・ｓｉｎθ
とθ＝ｇ・ｓｉｎ^ー1ｙなどのように、物空間の視野角を
縮小、再現するものであればよいことはいうまでもな
い。

【００８７】また、生成された虚像は等距離に結像する
場合として説明していたが、たとえば鑑賞者にとって中
央部は近く、周辺部は遠くに結像させるように虚像を非
等距離で広角に結像させるレンズでも、画角が広角にな
ることで臨場感等が向上する効果は得られることはいう
までもない。

【００８８】また、画像表示板は、ＬＣＤ、プラズマデ
ィスプレイ等の表示板だけでなく、ＣＲＴや背面投写型
プロジェクタなども使用可能であることはいうまでもな
い。また、外光の影響を排除するためのレンズのコーテ
ィング、外箱などを備えてもよいことはいうまでもな
い。

【００８９】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に示すような効果を奏する。

【００９０】物空間の視野角を縮小した平面画像を表示
する画像表示板と、前記画像表示板が表示する画像から
湾曲面状に結像して物空間の視野角を再現する広角の湾
曲虚像を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲形状レ
ンズと、再生光路を反射させる平面ミラーで構成したの
で、画像表示装置外の空中に広角の湾曲虚像を鑑賞する
ことができ、このため臨場感のある画像を鑑賞すること
ができる。

【００９１】また、視野角を縮小しない通常画像を表示
する画像表示板と、前記画像表示板が表示する通常画像
から湾曲面状に結像して物空間の視野角を再現する広角
の湾曲虚像を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲形
状レンズと、再生光路を反射させる平面ミラーで構成し
たので、通常画像を画像表示装置外の空中の広角の湾曲
虚像として鑑賞することができ、このため表示画像の利
用可能範囲を広くすることができる。

【００９２】また、物空間の視野角を縮小した平面画像
を表示する画像表示板と、前記画像表示板が表示する画
像を反射させる平面ミラーと、平面ミラーからの反射画
像を湾曲面状に結像して物空間の視野角を再現する広角
の湾曲虚像を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲形
状レンズで構成したので、画像表示板と、湾曲形状レン
ズの間隔を大きくとることができ、このため画像表示装
置の装置の奥行を長くすることなく虚像の結像位置を任
意に設定できる。

【００９３】また、平面ミラーを、平面ミラー全体、又
は一部が動作可能な可動ミラーとしたので、広角の湾曲
虚像上に表示された対象に応じて、虚像の結像位置を変
えることができ、このため広角の湾曲虚像上に表示され
た対象は、広角の視野角の中で三次元的に移動させるこ
とができる。

【００９４】また、物空間の視野角を縮小した平面画像
を表示する画像表示板と、前記画像表示板が表示する画
像から湾曲面状に結像して物空間の視野角を再現する広
角の湾曲虚像を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲
形状レンズと、平面ハーフミラーと、中央部の画像を表
示する追加画像表示板で構成したので、広角の湾曲虚像
の中央部に広角の湾曲虚像より高解像度の虚像を重ね合
わせることができ、このため中央部を高解像度とするこ
とで、表示品位を向上させることができる。

【００９５】また、鑑賞者の左眼および右眼から見た物
空間の視野角を縮小したステレオ画像を時分割表示する
画像表示板と、前記画像表示板が表示する画像から湾曲
面状に結像して物空間の視野角を再現する広角の湾曲虚
像を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲形状レンズ
と、時分割シャッタ眼鏡で構成したので、広角の湾曲虚
像上に表示された対象に両眼視差効果による立体感や奥
行き感を得ることができ、このため臨場感を非常に高め
ることができる。

【００９６】また、鑑賞者の左眼および右眼から見た物
空間の視野角を縮小したステレオ画像を時分割表示する
画像表示板と、前記画像表示板が発する光から時分割的
に異なる直交した偏光を通過させる時分割偏光シャッタ
と、前記画像表示板が表示する画像から湾曲面状に結像
して物空間の視野角を再現する広角の湾曲虚像を生成す
る画像表示板側に湾曲させた湾曲形状レンズと、偏光眼
鏡で構成したので、広角の湾曲虚像上に表示された対象
に両眼視差効果による立体感や奥行き感を得ることがで
き、このため、臨場感を非常に高めることができる。

【００９７】また、鑑賞者の左眼および右眼から見た物
空間の視野角を縮小したステレオ画像を表示する左眼用
および右眼用の二つの画像表示板と、前記画像表示板の
前面に配設したそれぞれ異なる直交した偏光を通過させ
る偏光板と、平面ハーフミラーと、前記画像表示板が表
示する画像から湾曲面状に結像して物空間の視野角を再
現する広角の湾曲虚像を生成する画像表示板側に湾曲さ
せた湾曲形状レンズと、偏光眼鏡で構成したので、広角
の湾曲虚像上に表示された対象に両眼視差効果による立
体感や奥行き感を得ることができ、さらにフリッカを生
じないので、臨場感を非常に高めることができる。

【００９８】また、鑑賞者の左眼および右眼から見た物
空間の視野角を縮小したステレオ画像を表示する左眼用
および右眼用の二つの画像表示板と、合成用偏光ビーム
スプリッタと、前記画像表示板が表示する画像から湾曲
面状に結像して物空間の視野角を再現する広角の湾曲虚
像を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲形状レンズ
と、偏光眼鏡で構成したので、広角の湾曲虚像上に表示
された対象に両眼視差効果による立体感や奥行き感を得
ることができ、さらにフリッカを生じないのでA臨場感
を非常に高めることができる。

【００９９】また、鑑賞者の左眼および右眼から見た物
空間の視野角を縮小したステレオ画像を表示する左眼用
および右眼用の二つの画像表示板と、前記画像表示板の
前面に配設したそれぞれ異なる直交した偏光を通過させ
る偏光板と、一方の画像表示板が表示する画像から湾曲
面状に結像して物空間の視野角を再現する広角の湾曲虚
像を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲形状レンズ
と、もう一方の画像表示板が表示する画像から湾曲面状
に結像して物空間の視野角を再現する広角の湾曲虚像を
生成する凹面状ハーフミラーと、偏光眼鏡で構成したた
ので、広角の湾曲虚像上に表示された対象に両眼視差効
果による立体感や奥行き感を得ることができ、さらにフ
リッカを生じないので、臨場感を非常に高めることがで
きる。

【０１００】また、鑑賞者の左眼および右眼から見た物
空間の視野角を縮小したステレオ画像を表示する左眼用
および右眼用の二つの画像表示板と、一方の画像表示板
が表示する画像から湾曲面状に結像して物空間の視野角
を再現する広角の湾曲虚像を生成する画像表示板側に湾
曲させた湾曲形状レンズと、もう一方の画像表示板が表
示する画像から湾曲面状に結像して物空間の視野角を再
現する広角の湾曲虚像を生成する凹面状偏光ビームスプ
リッタと、偏光眼鏡で構成したので、広角の湾曲虚像上
に表示された対象に両眼視差効果による立体感や奥行き
感を得ることができ、さらにフリッカを生じないので、
臨場感を非常に高めることができる。

【０１０１】また、鑑賞者の左眼および右眼から見た物
空間の視野角を縮小したステレオ画像を表示する、左眼
用および右眼用の二つの画像表示板と、二つの前記画像
表示板が表示する画像から湾曲面状に結像して物空間の
視野角を再現する広角の湾曲虚像を生成する画像表示板
側に湾曲させた二つの湾曲形状レンズで眼鏡状に構成し
たので、広角の湾曲虚像上に表示された対象に両眼視差
効果による立体感や奥行き感を得ることができる画像表
示装置を携帯利用することができる。

【０１０２】また、通常画像を表示する画像表示板と、
前記画像表示板が表示する画像を反射させる平面ミラー
と、平面ミラーからの反射画像を鑑賞者側に湾曲した湾
曲面状に結像した湾曲虚像を生成するように鑑賞者側に
湾曲させた湾曲形状レンズで構成したので、多人数の鑑
賞者の視線全てを湾曲虚像の法線方向にすることがで
き、このため、レンズによる拡大画像を多人数で鑑賞す
ることができる。

【０１０３】また、湾曲形状レンズを、フレネルレンズ
で構成したので、製作が容易になり、このため画像表示
装置の低コスト化を図ることができる。

【０１０４】また、湾曲形状レンズを、ホログラムレン
ズで構成したので、製作が容易になり、このため画像表
示装置の低コスト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１である画像表示装置を
斜め上方から見た原理図である。

【図２】本発明の実施の形態２である画像表示装置を
示す原理図である。

【図３】本発明の実施の形態３である画像表示装置を
示す原理図である。

【図４】本発明の実施の形態４である画像表示装置を
示す原理図である。

【図５】本発明の実施の形態５である画像表示装置を
斜めから見た原理図である。

【図６】本発明の実施の形態６である画像表示装置を
示す原理図である。

【図７】本発明の実施の形態７である画像表示装置を
示す原理図である。

【図８】本発明の実施の形態８である画像表示装置を
示す原理図である。

【図９】本発明の実施の形態９である画像表示装置を
斜め上方から見た原理図である。

【図１０】本発明の実施の形態１０である画像表示装
置を斜め上方から見た原理図である。

【図１１】本発明の実施の形態１１である画像表示装
置を斜め上方から見た原理図である。

【図１２】本発明の実施の形態１２である画像表示装
置を斜め上方から見た原理図である。

【図１３】本発明の実施の形態１３である画像表示装
置を斜め上方から見た原理図である。

【図１４】本発明の実施の形態１４である画像表示装
置を斜め上方から見た原理図である。

【図１５】本発明の実施の形態１５である画像表示装
置を斜めから見た原理図である。

【図１６】本発明の実施の形態１６である画像表示装
置を示す原理図である。

【図１７】本発明の実施の形態１７である画像表示装
置を示す原理図である。

【図１８】従来の画像表示装置を斜め上方から見た原
理図である。

【図１９】魚眼レンズ特性を示す図でである。

【図２０】風景の一例として交差点を示す図である。

【図２１】図２０の交差点の風景を魚眼レンズ付きビ
デオカメラで撮影した魚眼レンズ画像を示す図である。

【図２２】従来の半球状レンズによる広角の湾曲虚像
の生成を示す図である。

【図２３】従来の画像表示装置による物空間の視野角
の再現を示す図である。

【符号の説明】

１画像表示板、２魚眼レンズ画像、３、２９半球
状レンズ、４平面ミラー、５、３０半球虚像、６
反射半球虚像、７鑑賞者、８凹面状レンズ、９凹
面虚像、１０反射凹面虚像、１１水平魚眼レンズ画
像、１２筒面状レンズ、１３筒面虚像、１４反射
筒面虚像、１５通常画像、１６可動ミラー、１７
追加画像表示板、１８追加中央画像、１９平面ハー
フミラー、２０追加中央虚像、２１時分割シャッタ
眼鏡、２２時分割偏光シャッタ、２３偏光眼鏡、２
４偏光板、２５合成用偏光ビームスプリッタ、２６
凹面状ハーフミラー、２７凹面状偏光ビームスプリッ
タ、２８眼鏡式画像表示装置、３１半球状フレネル
レンズ、３２半球状ホログラムレンズ、３３魚眼レン
ズ、３４魚眼レンズ付きビデオカメラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者河越尚司兵庫県川西市久代３丁目13番21号株式会社ケーディーエル内 (72)発明者都出英一東京都千代田区丸の内二丁目２番３号三菱電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物空間の視野角を縮小した平面画像を表
示する画像表示板と前記画像表示板が表示する画像から
湾曲面状に結像して物空間の視野角を再現する広角の湾
曲虚像を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲形状レ
ンズと、再生光路を反射させる平面ミラーで構成したこ
とを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】前記画像表示板に表示する画像を、視野
角を縮小しない通常画像としたことを特徴とする請求項
１記載の画像表示装置。
【請求項３】物空間の視野角を縮小した平面画像を表
示する画像表示板と前記画像表示板が表示する画像を反
射させる平面ミラーと、平面ミラーからの反射画像を湾
曲面状に結像して物空間の視野角を再現する広角の湾曲
虚像を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲形状レン
ズで構成したことを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】平面ミラーを、平面ミラー全体、又は一
部が動作可能な可動ミラーとしたことを特徴とする請求
項３記載の画像表示装置。
【請求項５】物空間の視野角を縮小した平面画像を表
示する画像表示板と前記画像表示板が表示する画像から
湾曲面状に結像して物空間の視野角を再現する広角の湾
曲虚像を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲形状レ
ンズと、平面ハーフミラーと、画像中央部の画像を表示
する追加画像表示板で構成したことを特徴とする画像表
示装置。
【請求項６】鑑賞者の左眼および右眼から見た物空間
の視野角を縮小したステレオ画像を時分割表示する画像
表示板と、前記画像表示板が表示する画像から湾曲面状
に結像して物空間の視野角を再現する広角の湾曲虚像を
生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲形状レンズと、
時分割シャッタ眼鏡で構成したことを特徴とする画像表
示装置。
【請求項７】鑑賞者の左眼および右眼から見た物空間
の視野角を縮小したステレオ画像を時分割表示する画像
表示板と、前記画像表示板が発する光から時分割的に異
なる直交した偏光を通過させる時分割偏光シャッタと、
前記画像表示板が表示する画像から湾曲面状に結像して
物空間の視野角を再現する広角の湾曲虚像を生成する画
像表示板側に湾曲させた湾曲形状レンズと、偏光眼鏡で
構成したことを特徴とする画像表示装置。
【請求項８】鑑賞者の左眼および右眼から見た物空間
の視野角を縮小したステレオ画像を表示する左眼用およ
び右眼用の二つの画像表示板と、前記画像表示板の前面
に配設したそれぞれ異なる直交した偏光を通過させる偏
光板と、平面ハーフミラーと、前記画像表示板が表示す
る画像から湾曲面状に結像して物空間の視野角を再現す
る広角の湾曲虚像を生成する画像表示板側に湾曲させた
湾曲形状レンズと、偏光眼鏡で構成したことを特徴とす
る画像表示装置。
【請求項９】前記画像表示板の前面に配設したそれぞ
れ異なる直交した偏光を通過させる偏光板と、平面ハー
フミラーを、合成用偏光ビームスプリッタとしたことを
特徴とする請求項８記載の画像表示装置。
【請求項１０】鑑賞者の左眼および右眼から見た物空
間の視野角を縮小したステレオ画像を表示する左眼用お
よび右眼用の二つの画像表示板と、前記画像表示板の前
面に配設したそれぞれ異なる直交した偏光を通過させる
偏光板と、一方の画像表示板が表示する画像から湾曲面
状に結像して物空間の視野角を再現する広角の湾曲虚像
を生成する画像表示板側に湾曲させた湾曲形状レンズ
と、もう一方の画像表示板が表示する画像から湾曲面状
に結像して物空間の視野角を再現する広角の湾曲虚像を
生成する凹面状ハーフミラーと、偏光眼鏡で構成したこ
とを特徴とする画像表示装置。
【請求項１１】前記画像表示板の前面に配設したそれ
ぞれ異なる直交した偏光を通過させる偏光板と、凹面状
ハーフミラーを、凹面状偏光ビームスプリッタとしたこ
とを特徴とする請求項８記載の画像表示装置。
【請求項１２】鑑賞者の左眼および右眼から見た物空
間の視野角を縮小したステレオ画像を表示する、左眼用
および右眼用の二つの画像表示板と、二つの前記画像表
示板が表示する画像から湾曲面状に結像して物空間の視
野角を再現する広角の湾曲虚像を生成する画像表示板側
に湾曲させた二つの湾曲形状レンズで眼鏡状に構成した
したことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１３】通常画像を表示する画像表示板と、前
記画像表示板が表示する画像を反射させる平面ミラー
と、平面ミラーからの反射画像を鑑賞者側に湾曲した湾
曲面状に結像した湾曲虚像を生成するように鑑賞者側に
湾曲させた湾曲形状レンズで構成したことを特徴とする
画像表示装置。
【請求項１４】湾曲形状レンズを、フレネルレンズと
したことを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか
に記載の画像表示装置。
【請求項１５】湾曲形状レンズを、ホログラムレンズ
としたことを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれ
かに記載の画像表示装置。