JP2014032281A - 再生像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】再生像を高品位に保つとともに、視域を広く確保する。
【解決手段】再生像表示装置１０は、二次元の表示面を有する表示部１３と、表示面から第１の距離だけ離間して表示面と略平行な面に複数の要素レンズを二次元配列させたレンズアレイ１と、レンズアレイ１のレンズピッチよりも小さなピッチで、複数の要素レンズそれぞれに対応する要素画像を表示部１３に表示させる表示制御部１２とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、再生像表示装置に関する。

空間像再生方式の一つとして、インテグラルフォトグラフィ（Ｉｎｔｅｇｒａｌ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙ）が知られている（例えば、特許文献１参照）。このインテグラルフォトグラフィを適用した撮影装置は、複数の要素レンズを二次元配列させたレンズアレイを通して被写体から到来する光束を撮像し、複数の要素画像（要素画像群）を生成する。また、インテグラルフォトグラフィを適用した表示装置は、複数の要素画像を表示部に表示させ、この表示部から発せられる光束をレンズアレイに通すことによって空間に立体像を再生する。つまり、インテグラルフォトグラフィは、表示装置の表示部から到来する光束が、実際の被写体から到来する光束と同じになるように、光の像を再現する再生方式である。

特開２００７−２７１６６８号公報

インテグラルフォトグラフィを適用した表示装置において、視域は、要素画像の大きさ、要素レンズの焦点距離、および観察者とレンズアレイとの距離（観視距離）に応じて決まる。視域は、幾何学的な歪や劣化がない再生像を観視できる三次元空間の範囲である。インテグラルフォトグラフィの実用性の点において、視域は、広い方が望ましい。
また、インテグラルフォトグラフィにおいて、再生像の品質を向上させるためには、レンズアレイにおける要素レンズの密度を高くし、また要素画像群を高精細化する必要がある。また、レンズアレイとして、焦点距離の長い要素レンズを用いて構成した方が画像のぼけを少なくできる。
しかしながら、観視距離を一定とした場合、要素レンズの密度を高くしたり、焦点距離を長くしたりすると、視域が狭くなる。

また、インテグラルフォトグラフィでは、再生像に対する視域（真の視域）の周囲に、他の視域（偽の視域）が生ずる。他の視域は、要素画像からの光が、その要素画像に対応する要素レンズに隣接する要素レンズを通ることによって生ずる。他の視域の周囲には、さらに別の視域が発生することもある。これら他の視域では、幾何学的に歪んだ再生像が得られる場合がある。また、隣接する視域の境界において、再生像の奥行きが反転する逆視現象が発生してしまう。
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、再生像を高品位に保つとともに、視域を広く確保することができる再生像表示装置を提供することを目的とする。

［１］上記の課題を解決するため、本発明の一態様である再生像表示装置は、二次元の表示面を有する表示部と、前記表示面から所定距離離間して前記表示面と略平行な面に複数の要素レンズを二次元配列させたレンズアレイと、前記レンズアレイのレンズピッチよりも小さなピッチで、前記複数の要素レンズそれぞれに対応する要素画像を前記表示部に表示させる表示制御部と、を備えることを特徴とする。
［２］上記［１］記載の再生像表示装置において、前記表示制御部は、前記ピッチと前記レンズピッチとの比が、前記表示部を介して前記レンズアレイの反対側であって、且つ三次元空間に再生させるべき再生像から前記表示面までの第１の距離と前記再生像から前記レンズアレイまでの第２の距離との比に等しく、且つ前記レンズアレイおよび前記表示面を平面視した場合に、中心から離れるにしたがい、対応する要素レンズと要素画像とのずれ量が大きくなるよう、前記複数の要素画像を前記表示部に表示させることを特徴とする。
［３］上記［１］または［２］いずれか記載の再生像表示装置において、前記表示面と前記レンズアレイとの間に、他の要素画像からの光の少なくとも一部を遮光または減光するよう要素画像ごとに設けたバリア、をさらに備えることを特徴とする。
［４］上記［２］記載の再生像表示装置において、前記表示部を介して前記レンズアレイの反対側であって、且つ前記表示面から前記第１の距離離れた位置に、前記再生像を包含する大きさの照明部をさらに備え、前記表示部は、前記照明部から到来する光を変調する透過型表示装置であることを特徴とする。

本発明によれば、再生像を高品位に保つとともに、視域を広く確保することができる。

本発明の第１実施形態である再生像表示装置において、レンズアレイとインテグラル画像との位置関係を模式的に示す図である。 図１におけるレンズアレイおよびインテグラル画像の、水平面に平行で且つ中央の光軸を含む断面を上方から見た図である。 同実施形態である再生像表示装置によって再生される再生像の三次元空間における位置とその再生像を観視可能な視域とを対応付けて模式的に示す図である。 同実施形態である再生像表示装置の機能構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態において、レンズアレイおよびインテグラル画像の、水平面に平行で且つ中央の光軸を含む上方から見た模式的な断面図である。 本発明の第３実施形態である再生像表示装置の機能構成を示すブロック図である。 同実施形態である再生像表示装置によって再生されるべき再生像を包含して設けられる照明部を模式的に示す図である。 本発明のその他の実施形態において、複数の要素レンズをデルタ配列させたレンズアレイと、このレンズアレイに対応するインテグラル画像との位置関係を模式的に示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
本発明の第１実施形態である再生像表示装置（立体像表示装置）は、インテグラルフォトグラフィ（Ｉｎｔｅｇｒａｌ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｙ）を適用した撮影装置が被写体を撮影して生成したインテグラル画像信号を取り込む。そして、この再生像表示装置は、インテグラル画像を後述する表示部に表示させ、この表示部から発せられる光束を、複数の要素レンズを二次元配列させたレンズアレイ（表示系レンズアレイ）に通すことによって三次元空間に立体像を再生する。この立体像を、再生像ともいう。インテグラル画像は、撮影装置が複数の要素レンズを二次元配列させたレンズアレイ（撮影系レンズアレイ）を介して被写体からの光束を撮像して得た複数の要素画像（要素画像群）であり、１フレーム分の再生像の情報を有する。インテグラル画像信号は、静止した再生像（立体静止画像）の情報として一つのインテグラル画像を含んでもよいし、立体映像の情報として時系列に複数のインテグラル画像を含んでもよい。

本実施形態である再生像表示装置は、観視者（再生像の観察者）から見て表示部より奥側に所定距離離れた三次元空間に所定の大きさの再生像を再生させる。その再生像が現出した場所に再生像と同一の実物（つまり、被写体と同一の物体）を設け、表示部の表示面を窓枠がある面とした場合に得られる窓枠内の視域と同程度の視域を、再生像表示装置は得ることができる。再生像表示装置によって得られる視域とは、幾何学的な歪や劣化がない再生像を観視できる三次元空間の範囲である。以下、再生像表示装置について詳述する。

図１は、本実施形態である再生像表示装置において、レンズアレイとインテグラル画像との位置関係を模式的に示す図である。同図は、再生像表示装置を正面視した場合のレンズアレイ１とインテグラル画像２とを重ね合わせて表した図である。同図において、水平軸左方向をＬ方向、水平軸右方向をＲ方向、垂直軸上方向をＴ方向、垂直軸下方向をＢ方向と定義する。また、Ｏ（オー）は、レンズアレイ１の中心に位置する要素レンズの光軸である。同図において、レンズアレイ１は、複数の要素レンズを正方格子状に二次元配列（ここでは、水平方向に７個、垂直方向に７個を配列）して構成したものである。レンズアレイ１は、水平方向および垂直方向とも、複数の要素レンズを隙間なく配列させた例である。よって、本実施形態において、レンズアレイ１の水平方向のレンズピッチと、垂直方向のレンズピッチと、要素レンズの直径とは等しい。

図１において、インテグラル画像２は、レンズアレイ１が有する複数の要素レンズそれぞれに対応する複数の要素画像である。インテグラル画像２は、水平方向および垂直方向とも、複数の要素画像を隙間なく配列させた例である。よって、本実施形態において、インテグラル画像２における要素画像の水平方向の配置のピッチ（水平方向に隣接する要素画像の中心間の距離）と、垂直方向の配置のピッチ（垂直方向に隣接する要素画像の中心間の距離）と、各要素画像の直径とは等しい。

なお、レンズアレイ１は、水平方向および垂直方向またはいずれか一方向について、隣り合う要素レンズに隙間を設けて配列させてもよい。この場合、隙間が設けられた要素レンズのピッチは要素レンズの直径よりも大きい。
また、インテグラル画像２は、水平方向および垂直方向またはいずれか一方向について、隣り合う要素画像に隙間を設けて配列させてもよい。この場合、隙間が設けられた要素画像の配置のピッチは要素画像の直径よりも大きい。

インテグラル画像２における要素画像の水平方向の配置のピッチは、レンズアレイ１の水平方向のレンズピッチよりも小さい。また、インテグラル画像２における要素画像の垂直方向の配置のピッチは、レンズアレイ１の垂直方向のレンズピッチよりも小さい。図１では、要素画像の径が要素レンズの径よりも小さいものとして表されている。

また、中心から離れるにしたがい、要素レンズと要素画像との対それぞれの配置のずれ量は大きくなる。例えば、光軸Ｏ（オー）を有する要素レンズとこの要素レンズに対応する要素画像との各中心は一致し、この対からＬ方向およびＲ方向それぞれに離れるにしたがい、要素レンズと要素画像との対それぞれの中心間距離（ずれ量）は大きくなる。また、中心位置に相当する対からＴ方向およびＢ方向それぞれに離れるにしたがい、要素レンズと要素画像との対それぞれの中心間距離（ずれ量）は大きくなる。これらのずれ量の詳細については、後述する。

図２は、図１におけるレンズアレイ１およびインテグラル画像２の、水平面に平行で且つ中央の光軸Ｏ（オー）を含むＣ−Ｃ断面を上方から見た図である。図２において、１３は表示部である。表示部１３の表示面には、インテグラル画像２が表示されている。同図では、インテグラル画像２における要素画像を表すために、表示部１３を区切って表している。また、同図において、Ａ１は、観視者側を示す。また、Ａ２は、再生像側を示す。

図２に示すように、レンズアレイ１の中心に位置する要素レンズの光軸Ｏ（オー）とこの要素レンズに対応する要素画像の中心を画像面に対して垂直に貫く中心線とは一致する。また、この対からＬ方向およびＲ方向それぞれに離れるにしたがい、要素レンズと要素画像との対それぞれについての光軸と中心線との距離（ずれ量）は大きくなる。
また、同図において、レンズアレイ１の各要素レンズの主点と、各要素レンズに対応する要素画像の中心とを結ぶ直線のＡ２側での各延長線は、不図示ではあるが、再生像の位置において交わる。

なお、図１におけるレンズアレイ１およびインテグラル画像２を、水平面に垂直で且つ光軸Ｏ（オー）を含む面で切った場合の側面図も、図２と同様である。

図３は、本実施形態である再生像表示装置によって再生される再生像の三次元空間における位置とその再生像を観視可能な視域とを対応付けて模式的に示す図である。同図は、図１におけるレンズアレイ１およびインテグラル画像２の、水平面に平行で且つ中央の光軸Ｏ（オー）を含むＣ−Ｃ断面を上方から見た図である。図３において、Ｐはレンズアレイ１のレンズピッチ、ａは表示部１３の表示面に表示されたインテグラル画像２における要素画像の配置のピッチ、ｆは各要素レンズの焦点距離である。以下、ａを要素画像のピッチと言うこともある。すなわち、レンズアレイ１における複数の要素レンズそれぞれの主面を含む面から表示部１３の表示面までの距離が、焦点距離である。Ｚは、再生像表示装置によって再生される再生像が現出する再生像空間である。この再生像空間Ｚは、表示面からレンズアレイ１と反対側に距離Ｄの位置において水平軸方向に最大幅Ｗとなる。

ここで、インテグラル画像２における要素画像の配置のピッチａと、レンズアレイ１のレンズピッチＰとの関係について説明する。図３によれば、要素画像のピッチａとレンズピッチＰとの比は、下記の式（１）として表される。

すなわち、要素画像のピッチａとレンズピッチＰとの比は、表示部１３の表示面に表示されたインテグラル画像２を介してレンズアレイ１の反対側であって、且つ再生像空間Ｚに再生させるべき再生像からインテグラル画像２が表示される表示面までの距離Ｄ（第１の距離）と、再生像からレンズアレイ１までの距離（Ｄ＋ｆ）（第２の距離）との比に等しい。

また、焦点距離ｆが距離Ｄに対して十分に小さい場合、（１）式は下記の（２）式のように表される。

図３において、光線Ｌ１，Ｌ２は、インテグラル画像２におけるＬ方向の端の要素画像２Ｌと、この要素画像２Ｌに対応する要素レンズ１Ｌ（レンズアレイ１におけるＬ方向の端の要素レンズ）とによって形成される幾何光学による光線である。また、光線Ｒ１，Ｒ２は、インテグラル画像２におけるＲ方向の端の要素画像２Ｒと、この要素画像２Ｒに対応する要素レンズ１Ｒ（レンズアレイ１におけるＲ方向の端の要素レンズ）とによって形成される幾何光学による光線である。

図３に示すように、光線Ｌ２および光線Ｒ１ならびに光軸Ｏ（オー）は、表示部１３の表示面に表示されるインテグラル画像２を介してレンズアレイ１の反対側で交差する。また、光線Ｌ１および光線Ｒ１は、表示面からレンズアレイ１と反対側に距離Ｄの位置で交差する。同様に、光線Ｌ２および光線Ｒ２も、表示面からレンズアレイ１と反対側に距離Ｄの位置で交差する。すなわち、再生像空間Ｚは、光線Ｌ２および光線Ｒ１を母線として含む第１の略円錐と、光線Ｌ１および光線Ｒ２を母線として含む第２の略円錐とを、各頂点を外側に向けて合体させた空間である。この再生像空間Ｚの中に現出する再生像は、観視者側で光線Ｌ２および光線Ｒ１で決まる視域Ｖにおいて適切な立体像として観視可能である。

図４は、本実施形態である再生像表示装置の機能構成を示すブロック図である。同図に示すように、再生像表示装置１０は、画像信号取得部１１と、表示制御部１２と、表示部１３と、レンズアレイ１とを備える。

表示部１３は、二次元の表示面を有する表示装置であり、例えば液晶表示装置、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ；ＥＬ）表示装置等の平面ディスプレイ装置によって実現される。

レンズアレイ１は、表示部１３の表示面から所定の距離だけ離間して表示面と略平行な面に、複数の要素レンズを二次元配列したものである。例えば、レンズアレイ１は、表示面から要素レンズの焦点距離分離間して表示面と略平行な面に、複数の要素レンズを正方格子状に二次元配列して構成される。

画像信号取得部１１は、外部の装置が供給するインテグラル画像信号を取り込み、このインテグラル画像信号から得られるインテグラル画像を表示制御部１２に供給する。外部の装置は、例えば、インテグラルフォトグラフィを適用した撮影装置である。インテグラル画像信号が映像信号である場合、画像信号取得部１１は、インテグラル画像信号から時系列にインテグラル画像を取得してこのインテグラル画像を表示制御部１２に供給する。

表示制御部１２は、画像信号取得部１１が供給するインテグラル画像を取り込み、このインテグラル画像の各要素画像について奥行方向の情報を反転させる画像処理を実行する。この画像処理を表示制御部１２に実行させることにより、再生像の奥行きが反転する逆視現象を回避することができる。表示制御部１２は、上記の奥行方向の情報を反転させる画像処理を実行した後、レンズアレイ１のレンズピッチよりも小さなピッチで、複数の要素レンズそれぞれに対応する要素画像を表示部１３に表示させる。
各要素画像の表示に関し、例えば、表示制御部１２は、要素画像の配置のピッチとレンズピッチとの比が、表示部１３を介してレンズアレイ１の反対側であって、且つ三次元空間に再生させるべき再生像から表示面までの第１の距離と前記の再生像からレンズアレイ１までの第２の距離との比に等しい条件で、インテグラル画像を表示部１３に表示させる。具体的に、例えば、表示制御部１２は、前述した式（１）に示すように、要素画像の配置のピッチａとレンズピッチＰとの比が、表示部１３を介してレンズアレイ１の反対側であって、且つ再生像空間に再生させるべき再生像から表示面までの距離Ｄと、前記の再生像からレンズアレイ１までの距離（Ｄ＋ｆ）との比に等しい条件で、インテグラル画像を表示部１３に表示させる。

また、表示制御部１２は、上記の条件に加えて、レンズアレイ１および表示面を平面視した場合に、中心から離れるにしたがい、対応する要素レンズと要素画像とのずれ量が大きくなるよう、インテグラル画像を表示部１３に表示させる。

なお、レンズアレイ１の各要素レンズを屈折率分布型（ＧＲａｄｉｅｎｔ ＩＮｄｅｘ；ＧＲＩＮ）レンズにより実現した場合、表示制御部１２は、上記の奥行方向の情報を反転させる画像処理を実行することなく、各要素画像のピッチを狭める画像処理を、必要に応じて実行する。屈折率分布型レンズとして、以下に示す仕様のレンズを用いる。すなわち、屈折率分布型レンズの光軸方向の長さをＺとし、その屈折率分布型レンズの蛇行周期をＰとしたとき、Ｐ／２＜Ｚ＜Ｐの関係を満たす屈折率分布型レンズをレンズアレイ１の要素レンズに適用する。この屈折率分布型レンズを用いることにより、レンズアレイ１は、レンズの外側に主点を有することとなり、正立実像を得ることができる。例えば、Ｚ＝３Ｐ／４となる屈折率分布型レンズを用いた場合、この屈折率分布型レンズの一方の端面から十分遠方に位置する被写体の正立実像を他方の端面に現出させることができる。

詳述したとおり、本発明の第１実施形態である再生像表示装置１０は、レンズアレイ１のレンズピッチよりも小さなピッチで、複数の要素レンズそれぞれに対応する要素画像を表示部１３に表示させる表示制御部１２を備えた。具体的に、表示制御部１２を、要素画像の配置のピッチとレンズピッチとの比が、表示部１３を介してレンズアレイ１の反対側であって、且つ再生像空間に再生させるべき再生像から表示面までの第１の距離と再生像からレンズアレイ１までの第２の距離との比に等しくなるように構成した。また、表示制御部１２を、レンズアレイ１および表示部１３の表示面を平面視した場合に、中心から離れるにしたがい、対応する要素レンズと要素画像とのずれ量が大きくなるよう、インテグラル画像を表示部１３に表示させるように構成した。

このように構成したことにより、再生像表示装置１０は、観視者から見て表示部１３より奥側の再生像空間内に再生像を再生させることができる。そして、その再生像が現出した場所に再生像と同一の実物（つまり、被写体と同一の物体）を設け、表示面を窓枠がある面とした場合に得られる窓枠内の視域と同程度の視域を、再生像表示装置１０は得ることができる。

［第２の実施の形態］
上述した第１実施形態において、表示部１３を平面ディスプレイ装置により実現すると、その表示面は拡散特性を有する。よって、表示面における要素画像に対応する部分から発せられた光が、その要素画像に対応する要素レンズの周囲の要素レンズに入射することによって、再生像に対する真の視域の周囲に、他の視域（偽の視域）が生じてしまう。
本実施形態である再生像表示装置１０は、表示部１３の表示面とレンズアレイ１との間に、他の要素画像からの光の一部または全部を遮光または減光するよう、要素画像ごとに設けたバリア（光学バリア）を含む。

図５は、第１実施形態の図２と同様に、レンズアレイ１およびインテグラル画像２の、水平面に平行で且つ中央の光軸Ｏ（オー）を含む上方から見た模式的な断面図である。図５において、１３は表示部である。表示部１３の表示面には、インテグラル画像２が表示されている。同図では、インテグラル画像２における要素画像を表すために、表示部１３を区切って表している。

図５に示すように、本実施形態である再生像表示装置１０は、表示部１３の表示面とレンズアレイ１との間に、他の要素画像からの光の少なくとも一部を遮光または減光するバリア１４を、要素画像に対応する表示領域ごとに設けている。バリア１４は、筒形（例えば、円筒形、四角筒形、六角筒形等）である。バリア１４における各筒の中心軸と、各要素レンズの主点と各要素レンズに対応する要素画像の中心とを結ぶ直線とは、略一致することが望ましい。また、バリア１４は、例えば、黒色や暗灰色等の暗い色で着色される。また、バリア１４は、例えば、つや消し処理されて光反射率を低く抑えた材質により形成される。

本実施形態によれば、再生像が現出した場所に再生像と同一の実物（つまり、被写体と同一の物体）を設け、表示面を窓枠がある面とした場合に得られる窓枠内の視域と同程度の視域を、再生像表示装置１０は得ることができる。また、さらに、再生像表示装置１０は、再生像に対する視域（真の視域）の周囲に発生する他の視域（偽の視域）を防止または抑制することができる。

［第３の実施の形態］
本発明の第３実施形態は、偽の視域の発生を防止または抑制する別の例である。
図６は、本実施形態である再生像表示装置の機能構成を示すブロック図である。同図において、第１実施形態における再生像表示１０と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。同図に示すように、再生像表示装置１０ａは、第１実施形態である再生像表示装置１０に照明部１５を追加した構成を有する。

照明部１５は、表示部１３を介してレンズアレイ１の反対側であって、再生像空間に再生させるべき再生像の位置に設けられ、その再生像を包含する大きさの発光体である。照明部１５は、例えば、白色光を発光して表示部１３を照明する。

本実施形態において、表示部１３は、照明部１５をバックライトとして機能させて、照明部１５から到来する光を変調する透過型表示装置により実現される。透過型表示装置は、例えば、液晶表示ディスプレイ装置である。

図７は、再生像表示装置１０ａによって再生されるべき再生像を包含して設けられる照明部１５を模式的に示す図である。同図は、第１実施形態の図３と同様に、レンズアレイ１およびインテグラル画像２の、水平面に平行で且つ中央の光軸Ｏ（オー）を含む上方から見た模式的な断面図である。図７において、図３と共通する部分には図３と同一の符号を付して説明を省略する。図７に示すように、照明部１５は、再生像空間Ｚ内において、再生像を包含する大きさである。照明部１５の外形は、例えば、再生像の外形、球形、多角形、円筒形等、任意の形状である。また、照明部１５を二次元状に設けてもよい。また、照明部１５を、その表面に、多数の発光体（例えば、発光ダイオード）を設けて構成してもよい。また、照明部１５を、その内部に発光ダイオードやランプ等の発光体を設け、この発光体の周囲を、光拡散性を有する素材により形成してもよい。

本実施形態によれば、再生像が現出した場所に再生像と同一の実物（つまり、被写体と同一の物体）を設け、表示面を窓枠がある面とした場合に得られる窓枠内の視域と同程度の視域を、再生像表示装置１０ａは得ることができる。また、さらに、再生像表示装置１０ａは、再生像に対する視域（真の視域）の周囲に発生する他の視域（偽の視域）を、バリアを用いることなく防止または抑制することができる。

さらに、本実施形態によれば、照明部１５を表示部１３のバックライトとして機能させるため、表示部１３に専用のバックライトを設ける必要がない

［その他の実施の形態］
なお、上述した第１実施形態から第３実施形態におけるレンズアレイ１は、正方格子状に複数の要素レンズを二次元配列した例を示した。これ以外にも、各実施形態における再生像表示装置は、例えば、複数の要素レンズをデルタ状に二次元配列して構成したレンズアレイを用いることができる。

図８は、複数の要素レンズをデルタ配列させたレンズアレイと、このレンズアレイに対応するインテグラル画像との位置関係を模式的に示す図である。同図は、再生像表示装置を正面視した場合のレンズアレイ１ａとインテグラル画像２ａとを重ね合わせて表した図である。同図において、Ｏ（オー）は、レンズアレイ１ａの中心に位置する要素レンズの光軸である。同図において、レンズアレイ１ａは、複数の要素レンズをデルタ状に二次元配列して構成したものである。レンズアレイ１ａは、水平方向および垂直方向とも、複数の要素レンズを隙間なく配列させた例である。よって、レンズアレイ１ａの水平方向のレンズピッチと要素レンズの直径とは等しい。また、レンズアレイ１ａの垂直方向のレンズピッチは、要素レンズの直径の（√３）／２倍である。

図８において、インテグラル画像２ａは、レンズアレイ１ａが有する複数の要素レンズそれぞれに対応する複数の要素画像である。インテグラル画像２ａは、水平方向および垂直方向とも、複数の要素画像を隙間なく配列させた例である。よって、インテグラル画像２ａにおける要素画像の水平方向の配置のピッチ（水平方向に隣接する要素画像の中心間の距離）と、要素画像の直径とは等しい。また、インテグラル画像２ａにおける要素画像の垂直方向の配置のピッチ（垂直方向に隣接する要素画像の中心間の距離）は、要素画像の直径の（√３）／２倍である。

インテグラル画像２ａにおける要素画像の水平方向の配置のピッチは、レンズアレイ１ａの水平方向のレンズピッチよりも小さい。また、インテグラル画像２ａにおける要素画像の垂直方向の配置のピッチは、レンズアレイ１ａの垂直方向のレンズピッチよりも小さい。図８では、要素画像の径が要素レンズの径よりも小さいものとして表されている。

また、中心から離れるにしたがい、要素レンズと要素画像との対それぞれの配置のずれ量が大きくなる。例えば、光軸Ｏ（オー）を有する要素レンズとこの要素レンズに対応する要素画像との各中心は一致し、この対から左右各方向に離れるにしたがい、要素レンズと要素画像との対それぞれの中心間距離（ずれ量）は大きくなる。また、中心位置に相当する対から上下各方向に離れるにしたがい、要素レンズと要素画像との対それぞれの中心間距離（ずれ量）は大きくなる。

また、上述した各実施形態において、レンズアレイ１の代わりにピンホールアレイを用いてもよい。

また、各実施形態では、表示制御部１２が、水平方向および垂直方向それぞれにおいて、レンズアレイ１のレンズピッチよりも小さなピッチで、複数の要素レンズそれぞれに対応する要素画像を表示部１３に表示させる例とした。この要素レンズと要素画像との対の中心間距離にずれを生じさせる方向は、水平方向または垂直方向いずれかでもよい。

また、水平方向または垂直方向いずれかに、要素レンズと要素画像との対の中心間距離にずれを生じさせる場合、例えば、レンチキュラーレンズまたはパララクスバリアを用いて再生像表示装置を構成することによっても、レンズアレイ１を用いる場合と同様の効果を得ることができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はその実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

本発明は、再生像の品位を高く保つとともに広い視域を確保することが求められる用途であって、且つ再生像空間がある程度の容積に限定される用途において有用である。例えば、本発明は、電子看板（デジタルサイネージ；Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｇｅ）や、博物館、展示会におけるバーチャル展示等において有用である。

１０ 再生像表示装置
１１ 画像信号取得部
１２ 表示制御部
１３ 表示部
１４ バリア
１５ 照明部

Claims (4)

1. 二次元の表示面を有する表示部と、
   前記表示面から所定距離離間して前記表示面と略平行な面に複数の要素レンズを二次元配列させたレンズアレイと、
   前記レンズアレイのレンズピッチよりも小さなピッチで、前記複数の要素レンズそれぞれに対応する要素画像を前記表示部に表示させる表示制御部と、
   を備えることを特徴とする再生像表示装置。
2. 前記表示制御部は、前記ピッチと前記レンズピッチとの比が、前記表示部を介して前記レンズアレイの反対側であって、且つ三次元空間に再生させるべき再生像から前記表示面までの第１の距離と前記再生像から前記レンズアレイまでの第２の距離との比に等しく、且つ前記レンズアレイおよび前記表示面を平面視した場合に、中心から離れるにしたがい、対応する要素レンズと要素画像とのずれ量が大きくなるよう、前記複数の要素画像を前記表示部に表示させる
   ことを特徴とする請求項１記載の再生像表示装置。
3. 前記表示面と前記レンズアレイとの間に、他の要素画像からの光の少なくとも一部を遮光または減光するよう要素画像ごとに設けたバリア、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１または２いずれか記載の再生像表示装置。
4. 前記表示部を介して前記レンズアレイの反対側であって、且つ前記表示面から前記第１の距離離れた位置に、前記再生像を包含する大きさの照明部をさらに備え、
   前記表示部は、前記照明部から到来する光を変調する透過型表示装置である
   ことを特徴とする請求項２記載の再生像表示装置。

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