JP2017090620A

JP2017090620A - 表示装置

Info

Publication number: JP2017090620A
Application number: JP2015219212A
Authority: JP
Inventors: 邦夫米野; Kunio Komeno
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2015-11-09
Filing date: 2015-11-09
Publication date: 2017-05-25

Abstract

【課題】視点の移動に対する画像の回転の大きさや方向を調整できる表示装置を提供する。【解決手段】本発明の表示装置は、複数の表示画像を投射する投射部と、前記複数の表示画像が投射されるスクリーンと、前記表示画像を生成して前記投射部に出力する制御部と、を備える。前記制御部は、観察対象を複数の異なる観察方位から観察した場合に対応する複数の元画像に対して、前記複数の観察方位のうち１つの観察方位と前記複数の元画像との対応関係を設定する対応関係設定部と、前記対応関係設定部によって設定された前記対応関係に基づいて前記複数の元画像から前記投射部が投射する複数の表示画像を生成する表示画像生成部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置に関する。

複数の方向から画像を立体的に視認することが可能な表示装置が知られている。
下記の特許文献１には、表示対象を多方向から同時に捉えた動画像を、一定の表示継続
期間を持ち、かつ視野角に異方性を持たせながら、該当する画像を短時間に多方向に切り
替え表示することにより、人間の目に立体動画像であると認識させる立体表示方法が開示
されている。特許文献１には、この立体表示方法によれば、視聴者の移動に対して立体像
を遷移させて見せることができる、と記載されている。

下記の特許文献２には、電子式プロジェクターと、立体スクリーンと、多角形ミラーと
、を備えた表示装置が開示されている。この表示装置では、電子式プロジェクターから投
影するコマ映像を、立体スクリーンの周囲に配置される多角形ミラーを介して立体スクリ
ーンの投射映像面に投影することにより、投射映像面の周囲から見る人に立体映像等の多
面的な映像が提供される。

特開２０１０−１４８０８０号公報国際公開第２００６／０２７８５５号

上述したように、観察者が移動した際に表示対象を移動後の視点から見た状態に対応す
る画像を表示する表示装置は従来から知られている。しかしながら、従来の表示装置では
、観察者の視点の移動に伴ってその視点から表示対象を見たときの画像に切り替わるだけ
であり、それ以外の画像、例えば観察者が移動した側と反対側から見た画像を見ることは
不可能であった。そのため、何らかの事情により観察者が移動できる場所が限られる場合
に、移動できない場所からでないと見えない画像を見ることは難しく、観察者の満足感が
得られない、という問題があった。

本発明の一つの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであって、視点の移
動に対する画像の回転の大きさや方向を調整できる表示装置を提供することを目的の一つ
とする。

上記の目的を達成するために、本発明の一つの態様の表示装置は、複数の表示画像を投
射する投射部と、前記複数の表示画像が投射されるスクリーンと、前記表示画像を生成し
て前記投射部に出力する制御部と、を備え、前記制御部は、観察対象を複数の異なる観察
方位から観察した場合に対応する複数の元画像に対して、前記複数の観察方位のうち１つ
の観察方位と前記複数の元画像との対応関係を設定する対応関係設定部と、前記対応関係
設定部によって設定された前記対応関係に基づいて前記複数の元画像から前記投射部が投
射する複数の表示画像を生成する表示画像生成部と、を備えることを特徴とする。

本発明の一つの態様の表示装置においては、対応関係設定部によって複数の観察方位と
複数の表示画像との対応関係を設定することができる。これにより、視点の移動に対する
画像の回転の方向や大きさを調整することができる。

本発明の一つの態様の表示装置は、観察者を検出する検出部を備え、前記対応関係設定
部は、前記検出部の検出結果に基づいて前記対応関係を設定してもよい。
この構成によれば、特に観察者が選択した対応関係を入力する操作を行うことなく、簡
易な方法により、もしくは自動的に、画像の回転の方向や大きさを設定することができる
。

本発明の一つの態様の表示装置において、前記検出部は、観察者を撮像する撮像装置と
、前記撮像装置の撮像結果に基づいて観察者の動作を検出する動作検出部と、を備え、前
記対応関係設定部は、前記動作検出部の検出結果に基づいて前記対応関係を設定してもよ
い。
この構成によれば、例えば観察者が特定の動作を行うことにより、特定の動作に関連付
けられた画像の回転の方向や大きさを容易に設定することができる。

本発明の一つの態様の表示装置において、前記検出部は、前記スクリーンから観察者ま
での距離を検出する距離検出装置を備え、前記対応関係設定部は、前記距離検出装置の検
出結果に基づいて前記対応関係を設定してもよい。
この構成によれば、スクリーンから観察者までの距離に応じて、その距離に対して適切
な画像の回転の速さ等を設定することができる。

本発明の一つの態様の表示装置において、前記検出部は、観察者を撮像する撮像装置と
、前記撮像装置の撮像結果に基づいて観察者の移動速度を検出する移動速度検出部と、を
備え、前記対応関係設定部は、前記移動速度検出部の検出結果に基づいて前記対応関係を
設定してもよい。
この構成によれば、例えば表示装置の周囲に位置する複数の観察者の動きに応じて、画
像の回転の方向や大きさを設定することができる。

本発明の一つの態様の表示装置において、前記複数の元画像の各々は、それぞれ前記対
応関係に対応するパラメーターを含み、前記対応関係設定部は、複数の前記パラメーター
に基づいて前記対応関係を設定してもよい。
この構成によれば、観察者が対応関係を設定することなく、表示画像に応じた画像の回
転の方向や大きさが自動的に設定され、予め意図した表示を行うことができる。

本発明の一つの態様の表示装置において、前記複数の観察方位の各々に対応する視点の
番号をｍ（ｍ：整数）、前記複数の元画像の各々に対応する番号をｎ（ｎ：整数）、前記
複数の観察方位と前記複数の元画像とを関連付けるパラメーターである回転係数をｓとし
たとき、前記対応関係は、下記の（１）式で示されるものであってもよい。
ｎ＝（１−ｓ）×ｍ …（１）
この構成によれば、（１）式中のパラメーターである回転係数ｓを変化させることによ
り、例えば表示画像を観察者の移動方向と同方向もしくは逆方向に回転させて見せたり、
表示画像を静止して見せたり、観察者の移動に伴う表示画像の回転の大きさを変化させた
りすることができる。

本発明の一つの態様の表示装置は、前記スクリーンと前記投射部とを回転させる回転装
置を備えていてもよい。
この構成によれば、観察者が移動することなく、様々な観察方位から見た表示画像を視
認することができる。

本発明の一つの態様の表示装置において、前記制御部は、前記対応関係に応じた画像が
前記複数の元画像に存在しない場合に、前記複数の観察方位のうち最も近い方位の画像を
選択してもよい。
この構成によれば、特定の観察方位において表示画像が視認できないという不具合を改
善することができる。

第１実施形態の表示装置の斜視図である。表示装置の平面図である。一つの投射装置から射出された光の光路を示す模式図である。観察対象とその観察方位を示す模式図である。観察者の位置に応じて観察される表示画像の一例を示す図である。制御部の構成を示す図である。制御部の動作を示すフローチャートである。観察方位と視点とを示す平面図である。表示画像の一例を示す図である。（Ａ）〜（Ｃ）回転係数ｓを−１としたときの観察方位と表示画像との対応関係を示す図である。（Ａ）〜（Ｃ）回転係数ｓを−２としたときの観察方位と表示画像との対応関係を示す図である。（Ａ）〜（Ｃ）回転係数ｓを＋１としたときの観察方位と表示画像との対応関係を示す図である。第２実施形態の表示装置における制御部の構成を示す図である。第３実施形態の表示装置における制御部の構成を示す図である。第４実施形態の表示装置における制御部の構成を示す図である。第６実施形態の表示装置の斜視図である。表示装置の側面図である。表示装置の平面図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図１２を用いて説明する。
第１実施形態の表示装置は、観察者の位置から観察される観察対象の画像を表示し、運
動視差により当該観察対象を立体的に視認させる表示装置である。
図１は、第１実施形態の表示装置の斜視図である。図２は、表示装置の平面図である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法
の縮尺を異ならせて示すことがある。

図１に示すように、表示装置１は、スクリーンＳＣ１と、投射部３と、記憶部４と、制
御部５と、架台６と、を備える。投射部３は、複数の投射装置ＰＪ１〜ＰＪ４を備える。
架台６は、スクリーンＳＣ１および複数の投射装置ＰＪ１〜ＰＪ４を支持するとともに、
記憶部４および制御部５を収容する。なお、図１では４台の投射装置ＰＪ１〜ＰＪ４のみ
を図示しているが、図２に示すように、実際の表示装置１は、より多くの投射装置ＰＪを
備えている。

記憶部４は、複数の投射装置ＰＪの各々から投射される表示画像の画像データを記憶す
る。画像データの読み出しおよび書き込みは、制御部５によって行われる。この種の記憶
部４として、容量が比較的大きい、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶デバイス
、半導体メモリーを例示することができる。

制御部５は、ネットワーク等を介して外部機器（図示略）から受信される画像データを
記憶部４に記憶させるとともに、記憶部４に記憶された画像データに応じた画像を各投射
装置ＰＪにそれぞれ出力し、投射させる。具体的に、制御部５は、制御部５に接続された
各投射装置ＰＪに投射させる画像データを個別に出力し、画像データに応じた画像を、対
応する投射装置ＰＪに投射させる。

図１および図２に示すように、スクリーンＳＣ１は、仮想の中心軸Ｃを中心とする円筒
状の形状を有する。すなわち、中心軸Ｃに垂直な平面で切断したスクリーンＳＣ１の断面
形状は円形である。スクリーンＳＣ１は、中心軸Ｃが鉛直方向を向くように架台６の上に
設けられている。スクリーンＳＣ１には、複数の投射装置ＰＪから出力される複数の表示
画像が投射される。
以下の説明では、中心軸Ｃに沿う方向を鉛直方向Ｖと称し、中心軸Ｃを中心とする周方
向を水平方向Ｈと称する。

スクリーンＳＣ１は、再帰反射性を有する反射型スクリーンである。スクリーンＳＣ１
は、基材３０と、基材３０の外周側に設けられた再帰性反射層３１と、基材３０の内周側
に設けられた拡散層３２と、を備える。すなわち、拡散層３２は、再帰性反射層３１に対
して投射部３の側に位置する。

基材３０は、中心軸Ｃを中心とする円筒状の形状を有する。基材３０は、光透過性を有
する樹脂、ガラス等の材料によって構成されている。

再帰性反射層３１は、反射面を中心軸Ｃの側に向けた状態でスクリーンＳＣ１の外周面
ＳＣ１１を構成する。再帰性反射層３１は、入射した光を、光入射時の光路と同一の光路
上において入射時の向きとは反対の向きに反射させる機能を有する。再帰性反射層３１は
、例えば基材上に反射層を介して複数の微小なガラスビーズが配置され、複数のガラスビ
ーズ上にラミネート層が設けられた構成を有する。

このような再帰性反射層３１の構成により、ラミネート層側から入射した光は、ガラス
ビーズを通過して反射層との界面で反射され、ガラスビーズを再度通過して、入射時の光
の向きとは反対の向きに射出される。ここでは、ガラスビーズを備えた再帰性反射層３１
の例を挙げたが、その他、複数の微小なプリズム構造が設けられた再帰性反射層を用いて
もよい。

拡散層３２は、再帰性反射層３１よりも内側に配置され、スクリーンＳＣ１の内周面Ｓ
Ｃ１２を構成する。拡散層３２は、鉛直方向Ｖにおける光の拡散角が水平方向Ｈにおける
光の拡散角よりも広い特性を有する。言い換えると、拡散層３２は、拡散層３２を透過す
る光を鉛直方向Ｖに広く拡散させ、水平方向Ｈには狭く拡散させる。拡散層３２は、例え
ば市販の異方性拡散シートにより構成されていてもよい。もしくは、拡散層３２は、水平
方向Ｈに延在するシリンドリカルレンズが鉛直方向Ｖに沿って複数配列された構成であっ
てもよい。

図２に示すように、投射部３を構成する複数の投射装置ＰＪは、中心軸Ｃを中心とする
仮想円Ｖｃに沿ってそれぞれ等間隔に配置されている。図示を省略するが、投射装置ＰＪ
は、光源と、光源から射出された光を変調する光変調装置と、変調された光を投射する投
射光学系と、を有する。投射装置ＰＪは、投射光学系の射出瞳が仮想円Ｖｃ上に位置する
ように配置されている。投射部３は、後述する観察対象を複数の異なる観察方位から観察
した場合に対応する複数の元画像を、複数の観察方位から観察可能となるように投射する
。

図３は、図２に示す複数台の投射装置ＰＪのうち、１台の投射装置ＰＪ３（図２参照）
から射出された光の光路を模式的に示す図である。図３においては、投射装置ＰＪ３から
射出された光を３つの光線で代表させて模式的に表しているが、実際には無数の光線が含
まれている。

例えば投射装置ＰＪ３から射出された光のうち、水平方向Ｈの一端を通る光線Ｌ３Ｌは
、スクリーンＳＣ１により、光線Ｌ３Ｌの入射の向きとは反対向きに反射されるとともに
拡散される。このとき、スクリーンＳＣ１への入射光線は、拡散層３２により水平方向Ｈ
に拡散されて射出される。そのため、スクリーンＳＣ１に入射した光線Ｌ３Ｌは、光線Ｌ
３ＬのスクリーンＳＣ１への入射の向きとは反対向きに進行する光線Ｌ３Ｌ１を中心とし
、水平方向Ｈの一端側を通る光線Ｌ３Ｌ２と他端側を通る光線Ｌ３Ｌ３とにより挟まれる
範囲内に拡散されて射出される。

同様に、反射された光線Ｌ３Ｌ１〜Ｌ３Ｌ３、光線Ｌ３Ｃ１〜Ｌ３Ｃ３、光線Ｌ３Ｒ１
〜Ｌ３Ｒ３は、投射装置ＰＪ３の瞳位置を通り、かつ、鉛直方向Ｖに沿う仮想の直線上と
その近傍の位置、すなわち、図３において斜線のハッチングで示した適視範囲Ｒ１におい
て重なり合う。適視範囲Ｒ１においては、投射装置ＰＪ３からスクリーンＳＣ１に向けて
投射された光の略全てが集光されるため、適視範囲Ｒ１に観察者Ｍの眼が位置していれば
、観察者Ｍは、投射装置ＰＪ３から投射された光に応じた表示画像を視認することができ
る。

同様に、例えば投射装置ＰＪ５（図２参照）の瞳位置を通り、かつ、鉛直方向Ｖに沿う
仮想の直線上の位置に設定される適視範囲に観察者Ｍが移動した場合、観察者Ｍは、投射
装置ＰＪ５から投射された光に応じた表示画像を視認することができる。すなわち、観察
者Ｍは、円筒状のスクリーンＳＣ１の周囲を移動することにより、観察者Ｍの位置（視点
）に対応する投射装置ＰＪ（観察者Ｍの手前に位置する投射装置ＰＪ）から投射された光
により生成される表示画像を視認することができる。

図４は、立体像である観察対象ＢＳの一例と、当該観察対象ＢＳに対する観察方位Ｄ１
〜Ｄ３の一例を示す図である。図５は、観察者Ｍの位置に応じて観察される表示画像Ｇ１
〜Ｇ３の一例を示す図である。図５においては、図示を簡略化するため、説明に必要な投
射装置ＰＪのみを示している。また、図５においては、実際には存在しない観察対象ＢＳ
の配置を破線で示している。

図４に示すように、観察対象ＢＳとして、一つの面ＢＳ１に文字「Ａ」が付され、隣り
の面ＢＳ２に文字「Ｂ」が付された立方体状の物体を想定する。観察者Ｍは、観察方位Ｄ
１から観察したとき、文字「Ａ」が付された面ＢＳ１のみを見ることができる。同様に、
観察者は、観察方位Ｄ３から観察したとき、文字「Ｂ」が付された面ＢＳ２のみを見るこ
とができる。また、観察者は、観察方位Ｄ２から観察したとき、文字「Ａ」が付された面
ＢＳ１と文字「Ｂ」が付された面ＢＳ２の双方を半々に見ることができる。

図５に示すように、投射装置ＰＪ２から投射される表示画像は、観察者Ｍが投射装置Ｐ
Ｊ２に対応する適視位置から中心軸Ｃ上に位置する観察対象ＢＳを見たときの画像であり
、図４の観察方位Ｄ１から見た表示画像Ｇ１に相当する。同様に、投射装置ＰＪ７から投
射される表示画像は、観察者Ｍが投射装置ＰＪ７に対応する適視位置から中心軸Ｃ上に位
置する観察対象ＢＳを見たときの画像であり、図４の観察方位Ｄ２から見た表示画像Ｇ２
に相当する。投射装置ＰＪ１から投射される表示画像は、観察者Ｍが投射装置ＰＪ１に対
応する適視位置から中心軸Ｃ上に位置する観察対象ＢＳを見たときの画像であり、図４の
観察方位Ｄ３から見た表示画像Ｇ３に相当する。したがって、観察者Ｍが投射装置ＰＪ２
に対応する適視位置から、投射装置ＰＪ７に対応する適視位置、投射装置ＰＪ１に対応す
る適視位置と順次移動すると、その移動に伴って観察者Ｍが視認する表示画像は、表示画
像Ｇ１、表示画像Ｇ２、表示画像Ｇ３と切り替わる。

図６は、制御部５の構成を示す図である。
図６に示すように、制御部５は、入力画像メモリー５１と、出力画像メモリー５２と、
表示メモリー５３と、プログラムメモリー５４と、ＣＰＵ５５（Central Processing Uni
t）と、を備える。ＣＰＵ５５は、対応関係設定部５６と、表示画像生成部５７と、を備
える。入力画像メモリー５１、出力画像メモリー５２、表示メモリー５３、プログラムメ
モリー５４およびＣＰＵ５５は、バスライン５８を介して相互に接続されている。表示メ
モリー５３の出力は、複数の投射装置ＰＪに接続されている。後述する係数設定スイッチ
６０の出力は、ＣＰＵ５５に接続されている。対応関係入力部としての係数設定スイッチ
６０は、観察方位と表示画像との複数の対応関係の中から、特定の対応関係を選択し、選
択した対応関係を入力するためのものである。

以下、制御部５の動作について説明する。
図７は、制御部５の動作を示すフローチャートである。
記憶部４には、複数の視点から観察対象ＢＳを観察したときの観察方位毎の元画像が予
め記憶されている。制御部５は、これら観察方位毎の元画像を記憶部４から読み出して入
力画像メモリー５１に記憶させる（図７のステップＳ１）。
なお、記憶部４に予め記憶された元画像に代えて、観察対象ＢＳを囲むように配置した
複数のカメラから送られる元画像であってもよいし、コンピューターで生成されたＣＧに
よる元画像であってもよい。

次に、対応関係設定部５６は、係数設定スイッチ６０により設定された回転係数ｓの値
を読み込む（図７のステップＳ２）。
係数設定スイッチ６０は、観察者Ｍが後述する回転係数ｓを適宜選択し、選択した回転
係数ｓを入力操作するためのものである。回転係数ｓを変更することにより、観察者Ｍの
移動に伴う表示画像の移動の大きさや方向を変更することができる。係数設定スイッチ６
０は、架台６の一部に設けられていてもよいし、押しボタンもしくは足踏みスイッチの形
態で表示装置１の本体とは離れた位置に設けられていてもよい。

係数設定スイッチ６０には、例えば観察者Ｍが選択する際の目安として回転係数ｓ自体
が表示されていてもよいが、観察者Ｍが所望の観察対象ＢＳの回転の大きさや方向を選択
しやすいように、例えば「順周り・等倍」、「逆回り・２倍」等の選択内容が表示されて
いることが好ましい。

以下、観察方位と表示画像との関係を説明する。
図８は、観察方位と視点との対応関係を示す平面図である。図９は、各視点から見た表
示画像の一例を示す図である。ここでは、観察対象ＢＳとして、１本の辺に沿って黒線が
施された三角柱状の物体を想定する。
図８に示すように、複数の表示画像は、観察対象ＢＳがスクリーンＳＣ１の中心軸Ｃの
近傍に配置されたように見えるように、スクリーンＳＣ１上に表示される。

図８に示すように、観察対象ＢＳの黒線が施された辺を正面から見る位置にある視点を
観察開始点とし、視点Ｘ０とする。視点Ｘ０から中心軸Ｃに対して所定の角度毎に反時計
回りに位置する視点をそれぞれ視点Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，…とする。また、視点Ｘ０
から中心軸Ｃに対して所定の角度毎に時計回りに位置する視点をそれぞれ視点Ｘ−１，Ｘ
−２，Ｘ−３，…とする。

回転係数ｓを考慮しない場合、観察者Ｍは、視点Ｘ０から中心軸Ｃの方向（観察対象Ｂ
Ｓの方向）を見ると、図９に示す表示画像Ｙ０が視認される。同様に、観察者Ｍは、視点
Ｘ１から中心軸Ｃの方向（観察対象ＢＳの方向）を見ると、図９に示す表示画像Ｙ１が視
認される。観察者Ｍは、視点Ｘ−１から中心軸Ｃの方向（観察対象ＢＳの方向）を見ると
、図９に示す表示画像Ｙ−１が視認される。すなわち、視点Ｘの番号をｍとし、表示画像
Ｙの番号をｎとしたとき、観察者Ｍには、視点Ｘｍの位置から表示画像Ｙｎが視認される
。ここで、ｍおよびｎは整数である。この場合、観察者Ｍが視点Ｘ０、視点Ｘ１、視点Ｘ
２と場所を移動すると、場所の移動に伴って、観察者Ｍには表示画像Ｙ０、表示画像Ｙ１
、表示画像Ｙ２が切り替わって視認される。

ここで、視点Ｘの番号ｍ、表示画像Ｙの番号ｎ、回転係数ｓの関係を下の（１）式のよ
うに設定する。
ｎ＝（１−ｓ）×ｍ …（１）

次に、対応関係設定部５６は、係数設定スイッチ６０から読み込んだ回転係数ｓの値に
基づいて、（１）式から各視点の番号ｍに対応する表示画像の番号ｎを算出する（図７の
ステップＳ３）。
例えば回転係数ｓ＝０の場合、ｎ＝（１−０）×ｍ＝ｍと算出される。回転係数ｓ＝−
１の場合、ｎ＝（１−（−１））×ｍ＝２ｍと算出される。
このステップＳ３により、観察方位に対応する視点とその視点における表示画像との対
応関係が設定される。

次に、表示画像生成部５７は、対応関係設定部５６によりステップＳ３で設定された対
応関係に基づいて、各視点に対応する表示画像データを出力画像メモリー５２に記憶させ
る（図７のステップＳ４）。

次に、表示画像生成部５７は、出力画像メモリー５２から表示画像データを読み出し、
各種の表示方式による投射部３で投射し得る表示画像のデータとなるように再構成した後
、その表示画像データを表示メモリー５３に記憶させる（図７のステップＳ５）。
例えば本実施形態の場合、一つの視点で視認される表示画像は１台の投射装置ＰＪから
投射されるため、表示画像データの再構成作業としては、投射歪みの補正などを行えばよ
い。

もしくは、この種の立体視が可能な表示装置において、例えばライトフィールド方式と
呼称されるような表示方式が採用されることがある。ライトフィールド方式とは、一つの
視点に対して複数の投射装置からの画像が縦長に短冊状に分割された部分画像を合成して
一つの表示画像とする表示方式である。この場合、一つの視点からの元画像を複数の投射
装置用に一旦分割し、複数の視点における部分画像を合わせて１台の投射装置用の表示画
像となるように再構成する処理を行った後、ライトフィールド方式で用いられるリアスク
リーン用に左右反転する、投射歪みの補正を行う等の処理を行えばよい。

次に、表示メモリー５３に記憶された表示画像データが各投射装置ＰＪに出力され、複
数の投射装置ＰＪにより複数の表示画像がスクリーンＳＣ１上に投射される（図７のステ
ップＳ６）。

上述したように、回転係数ｓ＝０の場合、図８に示すように、各視点Ｘｍからはその視
点Ｘｍに対応した表示画像Ｙｎが見えるため、観察者Ｍにとっては、スクリーンＳＣ１の
内部に観察対象ＢＳが静止して置かれたように見える。

これに対して、回転係数ｓ＝−１の場合、表示画像の番号ｎは、ｎ＝（１−（−１））
×ｍ＝２ｍと算出される。そのため、例えば視点Ｘ１に対しては表示画像Ｙ２が対応付け
られ、視点Ｘ２に対しては表示画像Ｙ４が対応付けられる。この場合、図１０に示すよう
に、観察者Ｍが視点Ｘ０、視点Ｘ１、視点Ｘ２というように場所を移動すると、観察者Ｍ
には表示画像Ｙ０、表示画像Ｙ２、表示画像Ｙ４というように表示画像が切り替わって視
認される。この場合、観察者Ｍから見ると、あたかも観察対象ＢＳが視点の移動の角度と
同じ角度だけ逆方向に回転しているように見える。

また、回転係数ｓ＝−２の場合、表示画像の番号ｎは、ｎ＝（１−（−２））×ｍ＝３
ｍと算出される。そのため、例えば視点Ｘ１に対して表示画像Ｙ３が対応付けられ、視点
Ｘ２に対して表示画像Ｙ６が対応付けられる。この場合、図１１に示すように、観察者Ｍ
が視点Ｘ０、視点Ｘ１、視点Ｘ２というように場所を移動すると、観察者Ｍには表示画像
Ｙ０、表示画像Ｙ３、表示画像Ｙ６というように表示画像が切り替わって視認される。こ
の場合、観察者Ｍから見ると、あたかも観察対象ＢＳが視点の移動の角度の２倍の角度だ
け逆方向に回転しているように見える。

また、回転係数ｓ＝＋１の場合、表示画像の番号ｎは、ｎ＝（１−（＋１））×ｍ＝０
と算出される。そのため、いずれの視点Ｘｍに対しても表示画像Ｙ０が対応付けられる。
この場合、図１２に示すように、観察者Ｍが視点Ｘ０、視点Ｘ１、視点Ｘ２と移動しても
、観察者Ｍには表示画像Ｙ０しか見えない。すなわち、観察者Ｍから見ると、あたかも観
察対象ＢＳが観察者Ｍと一緒に回転しているように見える。

以上、観察者Ｍが視点Ｘ０、視点Ｘ１、視点Ｘ２と反時計回りに移動する例で説明した
が、観察者が視点Ｘ０、視点Ｘ−１、視点Ｘ−２と時計回りに移動する場合であっても、
観察対象の回転方向が上記と逆になるだけで同様のことが起こる。すなわち、回転係数ｓ
が０の場合、観察対象ＢＳは静止して見え、回転係数ｓが負の場合、観察対象ＢＳは観察
者Ｍの移動方向と逆回りに回転して見え、回転係数ｓが正の場合、観察対象ＢＳは観察者
Ｍの移動方向と同じ向きに回転して見える。

以上説明したように、本実施形態の表示装置１によれば、観察者Ｍが係数設定スイッチ
６０を操作することにより、観察者Ｍが視点を変えた場合の観察対象ＢＳの回転の大きさ
や方向を自由に設定することができる。これにより、例えば、通常であれば観察対象ＢＳ
の正面側しか見えない場所だけで観察者Ｍが移動した場合であっても、観察対象ＢＳの裏
側の画像を見ることができる、観察者Ｍがわずかな角度しか移動しなくても、観察対象Ｂ
Ｓがそれ以上の角度で回転した画像を見ることができる、観察者Ｍが移動しても、常に観
察対象ＢＳの正面しか見えないようにすることができる、等が可能である。このようにし
て、本実施形態の表示装置１は、観察者Ｍにとって満足感が得られるものとなる。また、
本実施形態の表示装置１は、観察者Ｍが予測できないような動きを表示画像に与えること
もでき、例えばサイネージ等の用途において、人の関心を引くような印象的な表示を行う
ことができる。

本実施形態の表示装置１では、観察者Ｍが回転係数を設定する手段として係数設定スイ
ッチ６０を用いている。係数設定スイッチ６０が架台６の一部に組み込まれている場合、
表示装置１を小型化することができる。もしくは、係数設定スイッチ６０が表示装置１の
本体から離れた位置にある場合、観察対象ＢＳを見やすい位置から操作を行うことができ
る。特に係数設定スイッチ６０を足踏みスイッチとした場合、観察者Ｍが観察対象ＢＳを
見ながら手を使う作業を行う場合に、作業を中断することなく、係数設定スイッチ６０を
操作することができる。

なお、観察対象ＢＳの元画像を全ての観察方位に対して準備しておくことにより例えば
観察対象ＢＳの全周の画像を表示した後にさらに観察開始点に戻って画像を表示し、途切
れのない表示を行うことができる。また、全ての観察方位について元画像が揃っていない
場合には、その観察方位に最も近い観察方位の表示画像を用いてもよい。これにより、特
定の観察方位で何も表示されないという事態を避けることができる。このように、制御部
５は、対応関係設定部５６が設定した対応関係に応じた画像が複数の元画像に存在しない
場合に、所定の観察方位に最も近い方位の画像を選択する構成となっていることが好まし
い。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図１３を用いて説明する。
第２実施形態の表示装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、回転係数ｓの設定に
係わる部分の構成が第１実施形態と異なる。表示装置の全体の説明は省略する。
図１３は、第２実施形態の表示装置における制御部の構成を示す図である。
図１３において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、
説明を省略する。

図１３に示すように、本実施形態の表示装置は、制御部５と、観察者を検出する検出部
７１と、を備える。検出部７１は、撮像装置７２と、動作検出部７３と、を備える。撮像
装置７２は、例えば一般的なカメラが用いられ、架台の一部に設けられている。動作検出
部７３は、撮像装置７２の撮像結果に基づいて観察者の動作を検出する。制御部５の構成
は第１実施形態と同様であるが、対応関係設定部５６は、動作検出部７３の検出結果に基
づいて、観察方位と表示画像との対応関係を示す回転係数ｓを設定する。

本実施形態では、以下のように回転係数ｓの設定方法が第１実施形態と異なる。
撮像装置７２は、表示装置の周囲に位置する観察者を撮像する。動作検出部７３は、撮
像装置７２の出力を受けて、予め設定された観察者の特定の動作、例えば右手を挙げる、
首を左に傾げる等の動作が行われたか否かを検出する。動作検出部７３の検出結果は、制
御部５の対応関係設定部５６に出力される。対応関係設定部５６は、動作検出部７３の検
出結果を受け、例えば右手を挙げる動作が行われた場合には回転係数ｓを＋１とする、首
を左に傾げる動作が行われた場合には回転係数ｓを−２とするというように、観察者の動
作に応じた回転係数ｓを設定する。
その他の制御部５のフローは第１実施形態と同様である。

本実施形態においても、観察者が視点を変えた場合の観察対象の回転の大きさや方向を
自由に設定できる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。

さらに本実施形態の場合、観察者の動作によって回転係数ｓが設定されるため、観察者
が観察対象を見やすい位置から観察対象の回転の大きさや方向を設定することができる。
また、撮像装置７２が架台に組み込まれているため、撮像装置７２の配線等を架台に収容
でき、配線等が邪魔になることがない。

さらに、表示装置の全周に複数の撮像装置（カメラ）が設けられ、表示装置から観察者
までの距離検出手段が設けられていてもよい。この場合、制御部は、例えば表示装置に最
も近い位置に居る観察者を操作者と認識し、操作者の動作によって回転係数ｓが設定され
る。距離検出手段には、例えば超音波の送受信による反射時間測定など、公知の方法を用
いることができる。この構成によれば、複数の観察者が居る場合にも、操作者を一人に特
定して混乱無く操作を行うことができる。なお、表示装置に最も近い位置に居る観察者を
操作者と認識することに代えて、表示画像を最も見やすい位置に居る観察者を操作者と認
識する構成としてもよい。

［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図１４を用いて説明する。
第３実施形態の表示装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、回転係数ｓの設定に
係わる部分の構成が第１実施形態と異なる。表示装置の全体の説明は省略する。
図１４は、第３実施形態の表示装置における制御部の構成を示す図である。
図１４において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、
説明を省略する。

図１４に示すように、本実施形態の表示装置は、制御部５と、スクリーンから観察者ま
での距離を検出する距離検出装置７６と、を備える。距離検出装置７６としては、第２実
施形態でも挙げた超音波の反射時間測定方式の装置等を用いることができる。距離検出装
置７６は、例えば架台に設けられている。制御部５の構成は第１実施形態と同様であるが
、対応関係設定部５６は、距離検出装置７６の検出結果に基づいて、観察方位と表示画像
との対応関係を示す回転係数ｓを設定する。

本実施形態では、対応関係設定部５６は、スクリーンから観察者までの距離に応じて回
転係数ｓを設定する。具体的には、スクリーンから観察者までの距離が相対的に近い場合
には回転係数ｓの絶対値が小さく設定され、スクリーンから観察者までの距離が相対的に
遠い場合には回転係数ｓの絶対値が大きく設定される。回転係数ｓの正負の符号について
は、他の任意の手段によって別途設定される。
その他の制御部５のフローは第１実施形態と同様である。

回転係数ｓが一定であったとして、例えば観察者が表示装置の中心方向を見ながら横に
移動した場合、スクリーンとの距離が近いと表示画像の変化が大きく、スクリーンとの距
離が遠いと表示画像の変化が小さく見える。これに対して、本実施形態の場合、スクリー
ンから観察者までの距離に応じて回転係数ｓが設定されるため、表示画像の変化の見え方
の違いによる違和感を低減することができる。

［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図１５を用いて説明する。
第４実施形態の表示装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、回転係数ｓの設定に
係わる部分の構成が第１実施形態と異なる。表示装置の全体の説明は省略する。
図１５は、第３実施形態の表示装置における制御部の構成を示す図である。
図１５において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、
説明を省略する。

図１５に示すように、本実施形態の表示装置は、制御部５と、観察者を検出する検出部
８１と、を備える。検出部８１は、撮像装置８２と、移動速度検出部８３と、を備える。
撮像装置８２は、表示装置の周囲に居る複数の観察者を撮像する。撮像装置８２は、表示
装置の全周に設けられた複数の撮像装置で構成されていることが望ましい。移動速度検出
部８３は、撮像装置８２の撮像結果に基づいて、複数の観察者の水平方向への移動速度を
オプティカルフローとして検出する。制御部５の構成は第１実施形態と同様であるが、対
応関係設定部５６は、移動速度検出部８３の検出結果に基づいて、観察方位と表示画像と
の対応関係を示す回転係数ｓを設定する。

本実施形態では、対応関係設定部５６は、移動速度検出部８３の検出結果を受けて、複
数の観察者の移動速度の平均値を算出する。対応関係設定部５６は、移動速度の平均値が
相対的に小さい場合には回転係数ｓの絶対値を小さい値に設定し、移動速度の平均値が相
対的に大きい場合には回転係数ｓの絶対値を大きい値に設定する。回転係数ｓの正負の符
号については、他の任意の手段により別途設定される。
その他の制御部５のフローは第１実施形態と同様である。

また、本実施形態の場合、表示装置の周辺に居る複数の観察者の動きの傾向を取得して
表示に反映させることができる。具体的には、観察者の動きが速い場合には表示画像の動
きも速くする。これにより、観察対象全体の構造を把握しやすくすることができる。一方
、観察者の動きが遅い場合には表示画像の動きも遅くする。これにより、観察対象に含ま
れる文字等の情報を視認しやすくすることができる。

［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態について説明する。
第５実施形態の表示装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、回転係数ｓの設定に
係わる部分の構成が第１実施形態と異なる。

本実施形態の場合、観察方位と表示画像との対応関係を示すパラメーターである回転係
数ｓが元画像データに含まれている。制御部の対応関係設定部は、元画像データを読み出
して入力画像メモリーに転送する際に回転係数ｓを同時に読み出し、対応関係を設定する
。
その他の制御部のフローは第１実施形態と同様である。

本実施形態の場合、表示画像のコンテンツに応じた回転係数ｓが制御部の内部で自動的
に読み出されて設定されるため、観察者が特に操作を行うことなく、予め意図された表示
を行うことができる。

［第６実施形態］
以下、本発明の第６実施形態について、図１６〜図１８を用いて説明する。
図１６は、第６実施形態の表示装置の斜視図である。図１７は、表示装置の側面図であ
る。図１８は、表示装置の平面図である。
図１６〜図１８において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号
を付し、説明を省略する。

図１６および図１７に示すように、表示装置９１は、スクリーンＳＣ２と、投射部３と
、記憶部４と、制御部５と、架台６と、回転装置９２と、を備える。表示装置９１は、ラ
イトフィールド方式の表示装置である。スクリーンＳＣ２は、異方性拡散材を含むリアス
クリーンであり、水平方向に狭い拡散角を有し、垂直方向には広い拡散角を有する。スク
リーンＳＣ２、投射部３、記憶部４、制御部５および架台６は、回転装置９２の上に設置
されている。スクリーンＳＣ２、投射部３、記憶部４、制御部５および架台６は、回転装
置９２の駆動に伴ってスクリーンＳＣ２の中心軸を中心として回転する。なお、上記の構
成要素のうち、少なくともスクリーンＳＣ２と投射部３とが回転装置９２の上に設置され
、回転可能となっていればよい。

図１８に示すように、投射部３は、複数の投射装置ＰＪにより構成されている。複数の
投射装置ＰＪは、円筒状のスクリーンＳＣ２の外周に沿って配置されている。複数の投射
装置ＰＪは、各投射装置ＰＪの投射方向に対向するスクリーンＳＣ２に画像を投射し、観
察者ＭはスクリーンＳＣ２を透過した光による表示画像をスクリーンＳＣ２の外側から観
察する。

観察者Ｍからは、１台の投射装置ＰＪについては表示画像の一部が縦長の帯状に見える
だけであるが、複数の投射装置ＰＪからの帯状の画像が合成され、１枚の画像として見え
る。このように、表示装置９１は、各視点上の観察者Ｍに対して１枚の画像として見える
ように構成されている。表示装置９１は、表示画像と観察方位との対応により、第１実施
形態と同様、視点毎に異なる画像を表示することができる。

回転係数ｓの設定手段については、第１〜第４実施形態のいずれの手段を用いてもよい
。本実施形態においても、観察者が視点を変えた場合の観察対象の回転の大きさや方向を
自由に設定できる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。特に本実施形態の場合
、スクリーンＳＣ２と投射部３とが回転装置９２の上に設置され、回転可能となっている
ため、観察者が移動しなくても、異なる表示画像を次々と提示することができる。

本実施形態の場合、表示画像を回転装置９２の回転の速さと同じ速さで回転させるだけ
でなく、回転装置９２とは逆回りに回転させたり、回転装置９２よりも速く回転させたり
することができる。このような動作は、回転係数ｓを適宜変更することにより、自由に切
り替えることができる。そのため、回転装置９２の回転の方向や速さが一定のままであっ
ても、表示画像の回転の方向や速さを任意に変更することができる。

さらに、スクリーンＳＣ２の一部に任意の文字もしくは模様等の表示物を設けておくこ
とにより、観察者はスクリーンＳＣ２が回転していることを認識することができる。この
場合、上記の表示物の回転と表示画像の回転との相対関係によって、例えばスクリーンＳ
Ｃ２が回転しているにも係わらず表示画像が静止している、スクリーンＳＣ２が右回りに
回転しているにも係わらず表示画像が左回りに回転している等、観察者にとって印象的な
表示を行うことができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸
脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記実施形態では、比較的大型の表示装置を想定しているが、例えば第５実施形
態の表示装置を小型化し、回転装置を用いる代わりに、表示装置を手のひらに載せること
ができる構成としてもよい。この場合、回転係数を変更することにより、手を捻っただけ
で捻った以上の回転をしたときの表示画像など、見にくい視点からの表示画像を見るよう
なこともできる。また、回転係数の設定手段としては、上述した観察者の動作を検出する
ものの他、観察者の声や特定の音を検出するものであってもよい。
その他、表示装置の各構成要素の配置、形状、数等の具体的な構成は、適宜変更しても
よい。

１，９１…表示装置、３…投射部、５…制御部、５６…対応関係設定部、５７…表示画
像生成部、６０…係数設定スイッチ（入力部）、７１，８１…検出部、７２，８２…撮像
装置、７３…動作検出部、７６…距離検出装置、８３…移動速度検出部、９２…回転装置
、ＳＣ１，ＳＣ２…スクリーン。

Claims

複数の表示画像を投射する投射部と、
前記複数の表示画像が投射されるスクリーンと、
前記表示画像を生成して前記投射部に出力する制御部と、を備え、
前記制御部は、観察対象を複数の異なる観察方位から観察した場合に対応する複数の元
画像に対して、前記複数の観察方位のうち１つの観察方位と前記複数の元画像との対応関
係を設定する対応関係設定部と、前記対応関係設定部によって設定された前記対応関係に
基づいて前記複数の元画像から前記投射部が投射する複数の表示画像を生成する表示画像
生成部と、を備えることを特徴とする表示装置。
観察者を検出する検出部を備え、
前記対応関係設定部は、前記検出部の検出結果に基づいて前記対応関係を設定すること
を特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記検出部は、観察者を撮像する撮像装置と、前記撮像装置の撮像結果に基づいて観察
者の動作を検出する動作検出部と、を備え、
前記対応関係設定部は、前記動作検出部の検出結果に基づいて前記対応関係を設定する
ことを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
前記検出部は、前記スクリーンから観察者までの距離を検出する距離検出装置を備え、
前記対応関係設定部は、前記距離検出装置の検出結果に基づいて前記対応関係を設定す
ることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
前記検出部は、観察者を撮像する撮像装置と、前記撮像装置の撮像結果に基づいて観察
者の移動速度を検出する移動速度検出部と、を備え、
前記対応関係設定部は、前記移動速度検出部の検出結果に基づいて前記対応関係を設定
することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
前記複数の元画像の各々は、それぞれ前記対応関係に対応するパラメーターを含み、
前記対応関係設定部は、複数の前記パラメーターに基づいて前記対応関係を設定するこ
とを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記複数の観察方位の各々に対応する視点の番号をｍ（ｍ：整数）、前記複数の元画像
の各々に対応する番号をｎ（ｎ：整数）、前記複数の観察方位と前記複数の元画像とを関
連付けるパラメーターである回転係数をｓとしたとき、
前記対応関係は、下記の（１）式で示されることを特徴とする請求項１から請求項６ま
でのいずれか一項に記載の表示装置。
ｎ＝（１−ｓ）×ｍ …（１）
前記スクリーンと前記投射部とを回転させる回転装置を備えることを特徴とする請求項
１から請求項７までのいずれか一項に記載の表示装置。
前記制御部は、前記対応関係に応じた画像が前記複数の元画像に存在しない場合に、前
記複数の観察方位のうち最も近い方位の画像を選択することを特徴とする請求項１から請
求項８までのいずれか一項に記載の表示装置。