WO2023233739A1 - 画像表示装置 - Google Patents

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WO2023233739A1
WO2023233739A1 PCT/JP2023/007979 JP2023007979W WO2023233739A1 WO 2023233739 A1 WO2023233739 A1 WO 2023233739A1 JP 2023007979 W JP2023007979 W JP 2023007979W WO 2023233739 A1 WO2023233739 A1 WO 2023233739A1
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WO
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image
screen
image display
display device
light
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PCT/JP2023/007979
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English (en)
French (fr)
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知晴 中村
祐治 中畑
友哉 谷野
典之 加藤
浩司 蔵本
章 田中
勇太 吉水
優理子 今井
貴之 栗原
Original Assignee
ソニーグループ株式会社
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • G03B21/54—Accessories
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    • G03B21/60—Projection screens characterised by the nature of the surface
    • G03B21/62—Translucent screens
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/363—Image reproducers using image projection screens
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/398—Synchronisation thereof; Control thereof

Definitions

  • the present technology relates to an image display device that can perform stereoscopic display with the naked eye.
  • Patent Document 1 describes a display device that displays stereoscopic images by rotating a flat screen.
  • a ring-shaped polygonal mirror is arranged below a flat screen with a rotation axis as the center.
  • a frame image is projected onto this polygonal mirror from a projector.
  • the projected frame images are reflected by a polygonal mirror and displayed on a rotating screen.
  • a stereoscopic image is formed in which different sides can be observed from different viewpoints (paragraphs [0024] [0025] FIG. 1 of Patent Document 1, etc.).
  • the purpose of the present technology is to provide an image display device that is small but capable of realizing high-quality stereoscopic display.
  • an image display device includes an irradiation target, a rotation mechanism, an emission section, an optical section, and a control section.
  • the irradiation target is an irradiation target that is arranged at least in part around a predetermined axis and is irradiated with the image light
  • the irradiation target is an irradiation target that is arranged at least partially around a predetermined axis and is irradiated with the image light, and for each area where the image light is incident and/or the position where the image light is incident. It has at least one angle control section that outputs image light at different output angles.
  • the rotation mechanism rotates the irradiation target around the predetermined axis.
  • the emitting section is capable of emitting the image light along the predetermined axis and switching the image light at least at intervals shorter than a rotation period of the rotation mechanism.
  • the optical section is arranged to face the emission section with the predetermined axis as a reference, and controls an incident angle of the image light emitted by the emission section with respect to the irradiation target.
  • the control unit synchronizes image display using the image light and rotation of the irradiation target.
  • image light emitted from the emission section along a predetermined axis is arranged at least partially around the predetermined axis via the optical section, and the image light is directed to an irradiation target that rotates around the predetermined axis. incident on .
  • the irradiation target is provided with an angle control unit that emits the image light in different directions for each region and/or position where the image light is incident, and the image display by the image light and the rotation of the irradiation target are synchronized. Images are displayed from various viewpoints by appropriately switching and emitting image light.
  • the central portion including the predetermined axis is hollow, making it possible to realize a high-quality three-dimensional display while being compact.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of an image display device according to a first embodiment of the present technology.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the characteristics of the emission angle set on the screen.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing characteristics of a diffusion angle by a screen.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of a functional configuration of an image display device.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of image data.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an overview of a stereoscopic display operation performed by an image display device.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the operation of an angle control unit that displays a viewpoint image.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of the operation of the divided regions that constitute the angle control section.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the characteristics of the emission angle set on the screen.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing characteristics of a diffusion angle by a screen.
  • FIG. 2 is a block diagram
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration example of divided regions.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the relationship between divided regions and crosstalk.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of image display on a screen including divided areas and non-diffusion areas.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of display control using a screen including divided areas and non-diffusion areas shown in FIG. 11;
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of image display using a viewpoint image including a display area and a non-display area.
  • 14 is a schematic diagram showing an example of display control using a viewpoint image including a display area and a non-display area shown in FIG. 13.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of image display using a screen including a divided area and a non-diffusion area, and a viewpoint image including a display area and a non-display area.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of image display on a screen in which divided regions are formed without gaps.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of image display using a screen in which the emission angle changes continuously.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a method of adjusting the position of a black stripe area. It is a schematic diagram which shows the example of a structure of a cover part.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of arrangement of reflective mirrors.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a cross-sectional configuration of a screen and a cover part.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration example of a rotation mechanism.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration example of a rotational shake suppression mechanism.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration example of a rotational shake suppression mechanism.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration example of a reflection reduction member.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration example of a light emitting section.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration example of an image display device according to a second embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration example of a screen according to a third embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a rotational shake suppression mechanism.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration example of a rotational shake suppression mechanism.
  • FIG. 2 is a schematic diagram
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a method of adjusting the position of a black stripe area on a screen provided with a plurality of angle control units.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration example of a color display screen according to a fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing another example of the configuration of a color display screen.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration example of a light emitting unit and image data according to another embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration example of a screen according to another embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a method of displaying a viewpoint image using a diverging screen.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a physical slit that adjusts the diffusion angle.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of divided regions having different angle components in the vertical direction.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing another example of a screen in which the emission angle changes in the vertical direction.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating how a viewpoint image appears as the vertical position of the viewpoint changes.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of an image display device. 39 is a plan view of the image display device shown in FIG. 38.
  • FIG. 39 is a bottom view of the image display device shown in FIG. 38.
  • FIG. 39 is a side view of the image display device shown in FIG. 38.
  • FIG. 39 is a perspective view of a screen unit installed in the image display device shown in FIG. 38.
  • FIG. 43 is a plan view of the screen unit shown in FIG. 42.
  • FIG. 43 is a side view of the screen unit shown in FIG. 42.
  • FIG. FIG. 3 is a perspective view showing another example of the configuration of the screen unit.
  • 46 is a plan view of the screen unit shown in FIG. 45.
  • FIG. 46 is a bottom view of the screen unit shown in FIG. 45.
  • FIG. 46 is a side view of the screen unit shown in FIG. 45.
  • FIG. FIG. 3 is a perspective view showing another example of the configuration of the screen unit.
  • 50 is a plan view of the screen unit shown in FIG. 49.
  • FIG. 50 is a bottom view of the screen unit shown in FIG. 49.
  • FIG. 50 is a side view of the screen unit shown in FIG. 49.
  • FIG. FIG. 7 is a perspective view showing another example of the configuration of the image display device.
  • FIG. 54 is a plan view of the image display device shown in FIG. 53.
  • FIG. 54 is a bottom view of the image display device shown in FIG. 53.
  • FIG. 54 is a side view of the image display device shown in FIG. 53.
  • FIG. 54 is a perspective view of a screen unit installed in the image display device shown in FIG. 53.
  • FIG. 58 is a plan view of the screen unit shown in FIG. 57.
  • FIG. 58 is a side view of the screen unit shown in FIG. 57.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of an image display device according to a first embodiment of the present technology.
  • FIG. 1A is a perspective view showing the appearance of the image display device 100.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the image display device 100.
  • the explanation will be made assuming that the direction of the plane (XY plane) on which the image display device 100 is arranged is the horizontal direction, and the direction perpendicular thereto (Z direction) is the up-down direction.
  • the present technology is applicable regardless of the orientation in which the image display device 100 is arranged.
  • the image display device 100 includes a pedestal 10, an emission section 11, a screen 12, a reflection mirror 13, a rotation mechanism 14, a cover section 15, and a controller 19 (not shown) (see FIG. 4).
  • the image light 1 emitted from the emitting section 11 is incident on the screen 12 rotated by the rotation mechanism 14 via the reflection mirror 13.
  • the screen 12 is configured to emit the incident image light 1 at different emission angles for each area where the image light 1 is incident (or at a position where the image light 1 is incident).
  • the image display by the image light 1 and the rotation of the screen 12 are synchronized by the controller 19.
  • Such a configuration makes it possible to display images individually from various viewpoints.
  • the configuration of the screen 12 and the operation of the controller 19 will be described later.
  • the image display device 100 is a device that realizes stereoscopic display by displaying viewpoint images corresponding to each viewpoint.
  • FIG. 1 schematically shows a cubic image as an example of a stereoscopic display formed by viewpoint images. Below, the configuration of each part of the image display device 100 will be specifically explained.
  • the pedestal 10 is provided in the lower part of the image display device 100.
  • the pedestal 10 holds the emission part 11, the rotation mechanism 14, and the cover part 15 by an arbitrary holding mechanism (not shown). Further, the pedestal 10 is appropriately provided with a power supply source such as a battery (not shown), a speaker, and other elements necessary for the operation of the image display device 100.
  • a cylindrical pedestal 10 is used.
  • the shape of the pedestal 10 is not limited, and any shape such as a rectangular parallelepiped may be used.
  • the emission part 11 is installed at a substantially central position of the cylindrical pedestal 10, facing upward.
  • the emitting unit 11 emits image light 1 constituting an image along an optical axis O extending in the vertical direction (Z direction).
  • the optical axis O corresponds to a predetermined axis.
  • FIG. 1B shows a cross section of the image display device 100 cut in an arbitrary plane direction including the optical axis O.
  • the output unit 11 emits the image light 1 radially along the optical axis O. Therefore, as shown in FIG. 1B, on any plane including the optical axis O, the image light 1 is emitted from the emitting section 11 at a predetermined angle of view.
  • FIG. 1B as an example of the optical path through which the image light 1 passes, an inner optical path close to the optical axis O and an outer optical path away from the optical axis O are schematically illustrated.
  • the emission unit 11 can switch the image light 1 at least at intervals shorter than the rotation period of the rotation mechanism 14. That is, the emission unit 11 is configured to be able to switch images at least once while the screen 12 rotates once. Typically, the image light 1 (image) is switched several tens to hundreds of times during one rotation of the screen 12. Thus, the screen 12 is a high-speed projector that switches images at a high frame rate.
  • a projection device having a light emitting element using a laser diode (LD), an LED (light emitting diode), a phosphor light source, etc., and a light modulation element using a DMD (digital mirror device) is used.
  • a projector having a configuration such as LD+DMD, LED+DMD, or phosphor light source+DMD is used.
  • a self-luminous panel including an array of OLEDs (organic LEDs), ⁇ LEDs, VCSELs (Vertical Cavity Surface Emitting Lasers), etc. may be used. In this case, a projection optical system for projecting the image light 1 is provided.
  • the emitting unit 11 may be configured to emit monochromatic image light 1, or may be configured to emit image light 1 corresponding to each color of RGB.
  • monochromatic image light 1 is mainly emitted by the emitting section 11 will be described.
  • the emission section 11 is constituted by a single DMD.
  • the image light 1 is monochromatic, for example, by using three DMDs, it is possible to reduce the frame rate required for each DMD to 1 ⁇ 3 compared to the case where a single DMD is used. In this way, by using a plurality of DMDs, it is possible to reduce the burden on the frame rate of each DMD.
  • any projector may be used as long as it is capable of switching images at a required frame rate.
  • a projector including a light modulation element using MEMS (Micro Electro Mechanical System), reflective liquid crystal, transmissive liquid crystal, etc. may be used.
  • the output section 11 is also equipped with various other optical elements.
  • a projection lens or the like is provided as the projection optical system.
  • the projection lens is a lens group including, for example, an aspherical lens, and controls the angle of projection light (image light 1) emitted along the optical axis O.
  • image light 1 image light 1
  • the output section 11 may be provided with a polarizing element that controls the polarization of the image light 1.
  • the polarizing element an element that realizes linear polarization, radial polarization, azimuth polarization, etc. is used.
  • the emission section 11 may be provided with an element that controls the wavelength width of the spectrum of the image light 1, such as a narrowband bandpass filter.
  • the HOE that constitutes the screen 12 is an optical element that is highly wavelength dependent. For example, by making the wavelength width of the spectrum of image light 1 smaller than the wavelength width of the diffraction spectrum of the HOE, most of the light can be diffracted by the HOE, and the light utilization efficiency in the HOE can be improved. .
  • the screen 12 is arranged all around the optical axis O. Further, the screen 12 has a cylindrical shape. In this embodiment, the screen 12 is provided so that the central axis of the screen 12 (cylindrical) and the optical axis O of the light emitting section 11 substantially coincide with each other. The diameter, height, etc. of the screen 12 may be set as appropriate. In this embodiment, the screen 12 corresponds to the irradiation target.
  • the screen 12 is, for example, a member in which an optical function is provided to a cylindrical transparent base material.
  • both the inner circumferential surface and the outer circumferential surface of the screen 12 (transparent base material) are cylindrical surfaces.
  • the screen 12 has a shape in which no taper is formed on either the inner circumferential surface or the outer circumferential surface, and it is possible to realize a screen 12 with a high design quality.
  • a draft taper may be formed on at least one of the inner circumferential surface or the outer circumferential surface of the screen 12.
  • the extraction taper is a taper for extracting the injection-molded transparent base material from the mold.
  • the angle of the draft taper is set, for example, to about 0.1° to 3°. In this case, mass production using injection molding becomes possible, and the cost of the device can be reduced.
  • the screen 12 is typically configured using a holographic optical element (HOE). That is, the screen 12 is a screen using a holographic optical element (HOE).
  • a HOE is an optical element that diffracts light using interference fringes.
  • a volume type HOE in which interference fringes are recorded inside the material constituting the HOE is used.
  • photopolymers photosensitive materials, etc.
  • UV curing resins UV curing resins, and the like. By appropriately recording interference fringes on these materials, it is possible to construct an HOE with desired optical functions.
  • the screen 12 is constructed by laminating, for example, an optical film on which an HOE is formed to a transparent cylindrical base material.
  • a seam of optical film may be formed on the screen 12. Since the screen 12 rotates as will be described later, the seams are hardly noticeable to the viewer. The manufacturing cost of the screen 12 can be reduced by the method of laminating the optical film. It is also possible to construct the screen 12 by coating a transparent cylindrical base material with a resin in which an HOE is formed. In this case, a seamless screen 12 can be realized, and high transparency can be achieved even when the screen 12 is not rotating, for example. Note that in FIG. 1B, the structures of the screen 12 and the cover portion 15 in the thickness direction are simplified, but these structures will be specifically explained later with reference to FIG. 20 and the like.
  • HOE When producing an HOE, for example, reference light and object light are incident from two directions, and interference fringes generated when the respective lights overlap are recorded on a material such as a photopolymer.
  • the incident angle is the angle of the light incident direction (for example, the direction of the optical path of the image light 1) with respect to the normal direction at the incident point of the surface on which the light is incident (for example, the inner surface of the screen 12).
  • the emission angle is the angle of the light emission direction with respect to the normal direction at the emission point of the surface from which the light is emitted (for example, the outer surface of the screen 12).
  • the direction in which the intensity of the emitted light is the highest is the emission direction at that point.
  • the incident angle and the output angle include an angular component (azimuth angle component) within the horizontal plane and an angular component (elevation angle component) with respect to the horizontal plane, with the XY plane perpendicular to the optical axis O being the horizontal plane.
  • the horizontal plane corresponds to an orthogonal plane.
  • the screen 12 is configured using a transmissive HOE 20.
  • the transmission type HOE 20 is an HOE that diffracts light incident from one surface and emits the light from the other surface. As described later, in this embodiment, a plurality of divided regions 23 having different emission angles are formed in the transmission type HOE 20 (see FIG. 2). Thereby, the screen 12 becomes a light beam control HOE screen that controls the emission angle of the image light 1. Further, the transmission type HOE 20 records interference fringes of diffused light by, for example, a diffusion plate, and diffuses the incident image light 1. These interference fringes are recorded on one transmission type HOE 20. Note that the screen 12 may be configured by stacking a transmission type HOE 20 having a diffusion function on the outside of the transmission type HOE 20 in which the divided regions 23 are formed. Below, the transmission type HOE 20 may be simply referred to as the screen 12.
  • the method of realizing the optical function of the screen 12 is not limited.
  • a diffractive optical element (DOE) different from the HOE may be used.
  • the screen 12 may be configured using a DOE or the like that includes a relief hologram that creates interference fringes with the uneven shape of the material surface.
  • the screen 12 may be configured using an optical element that refracts light, such as a microlens or a Fresnel lens film.
  • a screen 12 or the like that diffuses light using scatterers such as fine particles may be used.
  • the reflecting mirror 13 has a reflecting surface 16 that reflects the image light 1 emitted by the emitting section 11 .
  • the reflective mirror 13 is arranged to face the output section 11 with the optical axis O as a reference so that the reflective surface 16 faces the output section 11 .
  • the reflecting mirror 13 reflects the image light 1 emitted from the emitting section 11 and incident on the reflecting surface 16 toward the screen 12 .
  • a reflection mirror 13 is fixed to the upper end of a cover part 15 arranged to surround the screen 12. As shown in FIG. Note that the reflective mirror 13 may be fixed to the screen 12.
  • the reflective surface 16 has a rotationally symmetrical shape with respect to the optical axis O.
  • the reflective surface 16 includes a rotating surface obtained by rotating a curve obtained by cutting out a part of a parabola with the optical axis O as a reference.
  • the rotating surface is configured such that the concave side of the parabola (focal point side of the parabola) is the side that reflects light (reflecting surface 16), and the axis of the parabola is different from the optical axis O.
  • the reflective surface 16 has a shape having an apex on the optical axis O. That is, the reflective surface 16 has a convex shape when viewed from the emission section 11 at the point where the rotation surface and the optical axis O intersect.
  • the curves on the left and right sides with respect to the optical axis O are in the shape of a parabola that is concave when viewed from the emission section 11.
  • the reflecting mirror 13 may be configured such that the center portion (the tip portion of the mirror) is a flat surface. This makes it possible to make the tip of the reflecting mirror 13 invisible from the outside of the device.
  • the specific configuration of the reflecting mirror 13 is not limited.
  • any material such as resin such as acrylic, glass, metal, etc. may be used.
  • the reflecting mirror 13 is constructed by subjecting the surface of these materials to mirror finishing such that the surface roughness Ra ⁇ 0.1 ⁇ m.
  • any material may be used for the reflecting mirror 13 depending on processing accuracy, productivity, etc., for example.
  • the reflective surface 16 of the reflective mirror 13 may be coated with a high reflectance coating using a thin film of aluminum, silver, or the like. This makes it possible to reflect the image light 1 incident on the reflective surface 16 with high efficiency.
  • the surface of the reflective surface 16 may be appropriately coated with a protective coating for protecting the reflective surface 16 using a thin film such as a SiO 2 film or a polymer film.
  • the materials of the high reflection coating, protective coating, etc. are not limited.
  • the reflecting mirror 13 functions as an optical section that controls the incident angle of the image light 1 emitted by the emitting section 11 with respect to the screen 12 .
  • the reflection mirror 13 controls the incident angle of the image light 1 onto the screen 12 to be substantially constant.
  • the image light 1 emitted radially upward from the emitting section 11 is reflected radially toward the entire circumference of the screen 12 by the reflecting surface 16 of the reflecting mirror 13 .
  • the reflective surface 16 has a parabolic rotating surface. Therefore, as shown in FIG. 1B, the image light 1 reflected by the reflecting surface 16 has a substantially constant incident angle with respect to the screen 12.
  • the image light 1 reflected by the reflecting surfaces 16 on the left and right sides of the optical axis O is directed toward the screen 12 as substantially parallel light. It is emitted.
  • the screen 12 selectively diffracts light incident at a predetermined angle of incidence.
  • the reflecting mirror 13 reflects the image light 1 so that the image light 1 is incident on the screen 12 at this incident angle. This allows the image light 1 to be incident on the entire surface of the screen 12 at a predetermined incident angle. As a result, the diffraction efficiency is improved over the entire surface of the screen 12, making it possible to display a bright image.
  • the reflecting mirror 13 can be said to be an angle control mirror that controls the incident angle of the image light 1 with respect to the screen 12.
  • the angle of incidence with respect to the screen 12 is set, for example, in a range of 30° or more and 85° or less.
  • the incident angle is 30° or more and relatively small, the display range in the height direction becomes small. Therefore, it is possible to use a screen 12 with a large diameter (low height), a screen 12 elongated in the circumferential direction, or the like.
  • the image light 1 is reflected and the light utilization efficiency decreases rapidly. Therefore, by setting the incident angle to 85° or less, it is possible to suppress a decrease in the utilization efficiency of the image light 1.
  • the configuration of the reflecting mirror 13 is not limited.
  • the reflective surface shape rotationally symmetrical as shown in FIG. 1 it is possible to support 360° full-circle display. It is also possible to perform stereoscopic display by limiting the range in the circumferential direction by using a part of the rotationally symmetrical shape.
  • the rotation mechanism 14 is connected to the screen 12 and rotates the screen 12 around the optical axis O.
  • a cylindrical rotating member 17 functioning as the rotating mechanism 14 is schematically illustrated.
  • the rotating member 17 is a member that is arranged so that the optical axis O is the central axis and rotates around the optical axis O.
  • the lower end of the screen 12 is fixed to the rotating member 17.
  • the image light 1 emitted from the emitting section 11 passes through the opening of the rotating member 17 and enters the reflecting mirror 13 .
  • the rotating member 17 is, for example, a cylindrical member, and is configured to be rotatable relative to the base 10 by a drive unit such as a motor (not shown).
  • the outer diameter of the rotating member 17 is set, for example, to be approximately the same as the diameter of the screen 12, and the inner diameter is set to a size that does not block the image light 1.
  • the emission section 11 and the rotation mechanism 14 are arranged on the same side when viewed from the screen 12.
  • the light emitting section 11 and the rotation mechanism 14 are arranged together below the screen 12, making it possible to simply configure the space above the screen 12. This makes it possible to reduce the device size, for example, compared to a configuration in which the emission section 11 and the rotation mechanism 14 are arranged on opposite sides with the screen 12 in between.
  • the cover part 15 is a cover for protecting the rotating screen 12, is arranged to surround the screen, and is made of a light-transmitting member.
  • a cylindrical cover portion 15 is used.
  • the inner diameter of the cover part 15 is set larger than the diameter of the screen 12.
  • the lower end of the cover part 15 is fixed to the pedestal 10 so that the optical axis O becomes the central axis, and surrounds the entire periphery of the screen 12. Further, the above-mentioned reflecting mirror 13 is fixed to the upper end of the cover part 15. Providing the cover portion 15 improves the safety and soundproofing of the device.
  • the controller 19 synchronizes the image display by the image light 1 and the rotation of the screen 12.
  • the image formed by the image light 1 is switched multiple times and displayed on the screen 12.
  • the controller 19 performs synchronous control so that N types of images are displayed at appropriate rotation angles.
  • the controller 19 controls the rotation mechanism 14 that rotates the screen 12, and synchronizes the rotation of the screen 12 with image display by the image light 1. These controls are performed so that corresponding viewpoint images are appropriately displayed for a plurality of viewpoints from which the screen 12 is viewed, as will be described later.
  • the controller 19 corresponds to a control section.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the characteristics of the emission angle set on the screen 12.
  • FIG. 2A is a schematic developed view of the cylindrical screen 12 developed on a plane.
  • FIG. 2B is a schematic diagram of the cylindrical screen 12 viewed from a horizontal plane.
  • FIG. 2C is a schematic diagram of the rotation of the screen 12 viewed from a horizontal plane.
  • the screen 12 has an angle control section 22.
  • the angle control unit 22 is a part that is provided on the screen 12 and controls the emission angle of the image light 1 that enters the screen 12.
  • the angle control section 22 may be formed within one area on the screen 12, or may be formed in areas separated from each other. In this embodiment, a case will be mainly described in which the angle control portions 22 are formed in one area.
  • one angle control section 22 is provided at the center of the developed view of the screen 12.
  • the central position of the angle control unit 22 in the circumferential direction of the screen 12 (the left-right direction in the developed view) will be referred to as the reference position S of the screen 12.
  • the reference position S serves as a reference representing the position on the screen 12.
  • the angle control unit 22 emits the image light 1 at different emission angles for each area into which the image light 1 is incident.
  • the expression "the emission angles are different” means that the emission angles at which the image light 1 incident at the same incident angle is output are different. Therefore, the angle control unit 22 is configured such that the output angle of the image light 1 that has entered the screen 12 at the same incident angle is different for each region, for example.
  • a plurality of regions in which different emission angles are set will be referred to as divided regions 23. For example, even if the image light 1 passes through the same optical path and enters the screen 12, when the screen 12 rotates and the divided area 23 into which the image light 1 enters changes, the output angle changes. Note that the output angle does not change within one divided region 23. Therefore, the image light 1 reflected by the reflection mirror 13 and projected onto the screen 12 is divided by the plurality of division areas 23 and emitted at different emission angles.
  • the angle control section 22 has a plurality of divided regions 23 that divide the image light 1 that enters through the reflection mirror 13 and output the divided regions at mutually different emission angles. For example, it is possible to display a viewpoint image by combining images that are divided and displayed by a plurality of divided regions 23 (divided images). Furthermore, since the divided area 23 is a relatively small area, it is possible to easily expose HOE (interference fringes) with high precision using a compact optical system.
  • the plurality of divided regions 23 are set to extend in the direction along the optical axis O on the screen 12.
  • the vertical direction of the screen 12 (the vertical direction in the developed view) is the direction along the optical axis O in the screen 12.
  • the vertical direction is a direction perpendicular to the circumferential direction of the screen 12.
  • the plurality of divided regions 23 are rectangular regions extending along the vertical direction of the screen 12.
  • the length of each divided area 23 in the vertical direction matches the length of the screen 12 in the vertical direction, but for example, the divided area 23 is configured such that its length in the vertical direction is shorter than that of the screen 12. It's okay.
  • each divided region 23 is set equal to each other, but the width of the divided region 23 may be set individually. For example, in a divided region 23 having a large azimuth angle among the emission angles of the image light 1 set in each divided region 23, the width appears to be reduced. To correct this, the width of the divided region 23 having a large output azimuth angle may be set to be large. Other than this, the method of setting the divided areas 23 is not limited.
  • the emission angles are set in the plurality of divided regions 23 so that the angular components in the horizontal plane (XY plane) perpendicular to the optical axis O are different from each other.
  • the emission angle of the image light 1 emitted from the screen 12 includes an azimuth angle component ⁇ , which is an angular component within the horizontal plane, and an elevation angle component ⁇ , which is an angular component with respect to the horizontal plane.
  • each divided area 23 is configured so that the azimuth angle component ⁇ is different.
  • the emission vector 3 (optical path) in the horizontal plane of the image light 1 emitted from the screen 12 is schematically illustrated using dotted arrows.
  • the angle between the normal vector 4 of the screen 12 at the emission position of the image light 1 and the emission vector 3 of the image light 1 becomes the azimuth angle component ⁇ of the emission angle.
  • five emission vectors 3 are illustrated centered on the emission vector 3 passing through the reference position S.
  • the starting points of these five emission vectors 3 are points on different divided regions 23, and have different azimuth angle components ⁇ .
  • the elevation angle component ⁇ of the emission angle set in each divided region 23 is set to the same value.
  • the plurality of divided regions 23 divide the image light 1 into lines along the vertical direction, and emit the divided image light 1 in different directions on the horizontal plane. For example, when considering one optical path heading toward the screen 12, that optical path intersects different divided regions 23 one after another as the screen 12 rotates. Therefore, the image light 1 divided into lines is emitted one after another at different emission angles. This makes it possible to easily realize a three-dimensional display that can be observed from all directions, for example, 360°.
  • the emission angles of the plurality of divided regions 23 shown in FIG. 2B are set so that the image light 1 emitted from each divided region 23 converges within the horizontal plane. That is, the azimuth angle component ⁇ of the output angle in each divided area 23 is set so that the output vector 3 starting from each divided area 23 converges.
  • a convergence position F on a horizontal plane is set around the screen 12, and the azimuth angle component ⁇ is set so that the emission vector 3 from each divided area 23 passes through the convergence position F.
  • the convergence position F is, for example, a position on a horizontal plane.
  • a linear area passing through the convergence position F and extending in the Z direction becomes an area where the image light 1 emitted from each divided area 23 converges.
  • the convergence position F is set on a straight line passing through the optical axis O and the reference position S in the horizontal plane; however, the convergence position F is not limited to this, and is set at any point where the image light from each divided area 23 can be converged.
  • a convergence position F may be set. Further, the distance from the optical axis O to the convergence position F is appropriately set according to the size of the screen 12, the expected observation distance, and the like.
  • FIG. 2C schematically shows how the screen 12 shown in FIG. 2B rotates clockwise.
  • a plurality of viewpoints P are set around the screen 12.
  • the plurality of viewpoints P are set in a ring shape around the optical axis O.
  • the distance of each viewpoint P from the optical axis O is set to the distance from the optical axis O to the convergence position F. That is, each viewpoint P is set to overlap with the convergence position F. In this case, at each viewpoint P, it becomes possible to observe the viewpoint image displayed on the screen 12 with high resolution.
  • an image of the entire surface of the screen 12 (viewpoint image) is generated as an afterimage of a plurality of line images from the divided area 23 during one rotation of the screen 12. It is possible to observe. This is the same principle as will be explained later with reference to FIG. 33.
  • the reference position S is located at the lower side in the figure with respect to the optical axis O at time t1. Therefore, at time t1, the image displayed on the angle control section 22 (the plurality of divided areas 23) of the screen 12 can be observed from the viewpoint P1 on the lower side of the figure, which is on a straight line from the optical axis O to the reference position S. becomes. Therefore, the image displayed at time t1 is a viewpoint image directed toward viewpoint P1. Similarly, at time t2, the reference position S is located on the lower left side in the figure with respect to the optical axis O, and an image is displayed toward the viewpoint P2. Therefore, the image displayed at time t2 is a viewpoint image directed toward viewpoint P2.
  • the reference position S is located on the upper left side in the figure with respect to the optical axis O, and an image is displayed toward the viewpoint P3. Therefore, the image displayed at time t3 is a viewpoint image directed toward viewpoint P3. In this way, by rotating the screen 12 and switching the images displayed at each rotation position (timing), it is possible to switch and display different images for a plurality of annularly arranged viewpoints P. .
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the characteristics of the diffusion angle by the screen.
  • the plurality of divided regions 23 described above have a diffusion function of diffusing and emitting the image light 1 in order to display the image projected onto each region. That is, the plurality of divided regions 23 can diffuse and emit the image light 1 at the respective set emission angles. For example, in each divided region 23, the image light 1 is diffused with a predetermined intensity distribution centered on the emission direction determined by the emission angle. Below, with reference to FIG. 3, the characteristics of the diffusion angle of the image light 1 in the divided area 23 will be explained.
  • FIGS. 3A and 3B are schematic diagrams for explaining the diffusion angle in the horizontal plane.
  • FIG. 3C is a schematic diagram for explaining the diffusion angle in a vertical plane perpendicular to the horizontal plane.
  • 3A, 3B, and 3C schematically illustrate the image light 1 diffused and emitted from the divided region 23.
  • the solid arrow represents the image light 1 emitted at the emission angle.
  • the dotted arrow represents the image light 1 that is diffused and emitted around the emission angle.
  • the angular range in which the image light 1 is diffused in the plurality of divided regions 23 is such that the angular range ⁇ in the horizontal plane orthogonal to the optical axis O is set to be smaller than the angular range ⁇ with respect to the horizontal plane.
  • the angular range ⁇ is the angular range of the azimuth angle of the image light 1 to be diffused
  • the angular range ⁇ is the angular range of the elevation angle of the image light 1 to be diffused.
  • FIG. 3A shows the image light 1 emitted along the horizontal plane from the divided area 23 provided at the reference position S.
  • the azimuth angle component ⁇ of the emission angle is 0 degrees
  • the image light 1 is diffused in the angular range ⁇ along the normal direction of the outer peripheral surface of the screen 12 on the horizontal plane and is emitted.
  • FIG. 3B shows the image light 1 emitted along the horizontal plane from the divided region 23 provided at a position away from the reference position S.
  • an azimuth angle component ⁇ larger than that in FIG. 3A is set, but the range in which the image light 1 is diffused in the horizontal plane is the same angular range ⁇ as in FIG. 3A.
  • FIG. 3A shows the image light 1 emitted along the horizontal plane from the divided area 23 provided at the reference position S.
  • the azimuth angle component ⁇ larger than that in FIG. 3A is set, but the range in which the image light 1 is diffused in the horizontal plane is the same angular range ⁇ as in FIG.
  • 3C shows the image light 1 emitted from the divided area 23 provided at the reference position S along a cross section including the optical axis O (vertical plane perpendicular to the horizontal plane).
  • the image light 1 is diffused and emitted in an angular range ⁇ that is wider than the angular range ⁇ along the normal direction of the outer peripheral surface of the screen 12.
  • the angular range ⁇ of diffusion in the vertical plane is set in the same manner as in FIG. 3C.
  • the elevation angle component of the emission angle is 0 degrees, and the image light 1 is emitted toward the front of the screen 12.
  • the elevation angle component of the emission angle is not limited to this, and for example, the screen 12 may be configured as appropriate to emit the image light 1 upward or downward depending on the purpose.
  • the divided area 23 has an anisotropic diffusion function that diffuses the image light 1 at a narrow angle in the horizontal direction (azimuth direction) and diffuses the image light 1 at a wide angle in the vertical direction (elevation direction). Equipped with.
  • the angular range ⁇ in which the image light 1 is diffused in the horizontal direction is set relatively wide, the image light 1 that should be emitted towards a certain viewpoint P will be emitted towards the neighboring viewpoint P. is possible.
  • a viewpoint image for another viewpoint P may be seen, and crosstalk of 3D images perceived by the observer may occur.
  • crosstalk can be sufficiently avoided by setting the angular range ⁇ narrowly.
  • the angular range ⁇ to be wider than the angular range ⁇ , it is possible to widen the range of elevation angles in which the viewpoint image can be observed. This makes it possible to realize a three-dimensional display that can be observed from a wide range of elevation angles while suppressing crosstalk.
  • the method of setting the distribution of diffused light is not limited.
  • the horizontal distribution is set to a top hat distribution in which the amount of light (brightness) changes in a rectangular shape, or a Gaussian distribution.
  • the angular range ⁇ is set to, for example, the half width of the light amount distribution of the diffused light in the horizontal direction.
  • the vertical distribution may also be set to a top hat distribution or a Gaussian distribution.
  • the distribution of the diffused light is appropriately set so as to suppress the occurrence of crosstalk, moiré, etc. in the 3D image, and to improve the brightness of the 3D image.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the image display device 100.
  • the image display device 100 includes an image reproducing device 40 in addition to the controller 19 described above.
  • the controller 19 and the image reproducing device 40 may be configured using separate computers (arithmetic devices), for example, or may be configured using the same computer.
  • the emission section 11 is provided with a projector main body 41 (PJ main body) and a projector driver 42 (PJ driver).
  • the rotation mechanism 14 is provided with a motor main body 44, a motor driver 45, and a rotary encoder 46.
  • the image playback device 40 outputs image data of content to be displayed on the image display device 100.
  • the content displayed on the image display device 100 here is content for stereoscopic display, and includes moving images (videos) and still images that can be viewed stereoscopically. Therefore, the image data includes a plurality of viewpoint images for stereoscopic display. As described with reference to FIG. 2, in this embodiment, it is possible to display one viewpoint image at the same time. Therefore, the image data is data in which various viewpoint images are switched at high speed at a relatively high frame rate. For example, if a plurality of viewpoint images displayed during one rotation of the screen 12 are considered to be one image set, the image data will be data composed of a plurality of image sets.
  • the projector main body 41 is provided with a light emitting element, a light modulation element that modulates light emitted from the light emitting element to generate image light 1, and the like.
  • the projector driver 42 operates the projector main body 41 (light modulation element) based on the image data (video signal) output from the image reproducing device 40.
  • the projector driver 42 also outputs a frame trigger.
  • the frame trigger is a signal indicating the timing at which the projector main body 41 displays a viewpoint image (frame). For example, a signal indicating the timing at which the first viewpoint image of one image set is displayed is output as a frame trigger. Note that a frame trigger corresponding to each viewpoint image included in the image set may be output.
  • the motor main body 44 is an electric motor that includes, for example, a rotor and a stator (not shown), and rotates the rotor relative to the stator fixed to the pedestal 10.
  • the rotating member 17 described with reference to FIG. 1 is connected to the rotor, and as the rotor rotates, the screen 12 rotates.
  • the motor driver 45 supplies a drive current to the motor body 44 based on the rotation control signal output from the controller 19 to rotate the rotor.
  • the rotary encoder 46 is configured using, for example, a code wheel that represents the rotational position of the rotor and an encoder that detects the rotational position from the codewheel, and is a sensor that measures the rotational speed (rotational speed) and rotational position of the rotor (screen 12). be.
  • Rotary encoder 46 outputs a screen position trigger.
  • This is a trigger signal representing the rotational position of the screen 12.
  • a trigger signal representing the rotational position of the screen 12.
  • the screen position trigger for example, a signal representing the timing at which the screen 12 passes through a preset rotational position (for example, the origin position where the rotational angle is 0°) is output.
  • the screen position trigger is used, for example, to control the phase of rotation.
  • an interval trigger indicating the rotation interval of the screen 12 may be output.
  • an interval trigger is output at every predetermined angular interval (for example, 0.2°) and is used to control the speed of rotation.
  • the controller 19 synchronizes the display of the viewpoint image by the image light 1 and the rotation of the screen 12 so that the viewpoint image corresponding to each viewpoint P can be observed from a plurality of viewpoints P set around the screen 12. .
  • This is a control that synchronizes the rotating screen 12 with a series of viewpoint images displayed by switching the image light 1 by the emission unit 11 at high speed and accurately. This makes it possible to display appropriate viewpoint images for each of the plurality of viewpoints P.
  • the rotation mechanism 14 is controlled using a rotation control signal so that the rotation angle of the screen 12 when displaying a viewpoint image is an angle corresponding to the viewpoint image.
  • the controller 19 reads the frame trigger from the projector driver 42 and the screen position trigger and interval trigger from the rotary encoder 46. Further, the controller 19 generates a rotation control signal that controls the speed, phase, etc. of the rotation operation of the motor body 44 based on these trigger signals.
  • the frame trigger may be output from the image playback device 40.
  • frame triggers output from the image reproducing device 40 are schematically illustrated using dotted arrows.
  • a frame trigger may be output from both the projector driver 42 and the image reproducing device 40, and the rotation control signal may be generated by using the two frame triggers together.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of image data.
  • image data 31 including a viewpoint image 30 projected by the projector main body 41 at a certain timing is schematically illustrated.
  • This image data 31 is a two-dimensional image (frame image) displayed within one frame, and its center position is the position where the optical axis O intersects.
  • the actual image data 31 is video data consisting of a plurality of frame images.
  • the lower side of FIG. 5 schematically shows how the viewpoint image 30 is projected onto the screen 12 via the reflection mirror 13.
  • the viewpoint image 30 is projected onto the entire area of the angle control unit 22 provided on a part of the screen 12, for example.
  • the viewpoint image 30 viewed on a two-dimensional plane becomes a fan-shaped image.
  • the portion projected onto the divided area 23 including the reference position S is illustrated by a diagonally shaded area.
  • the fan-shaped viewpoint image 30 is rotated about the center of the image data 31 as an axis.
  • the viewpoint P from which the image is displayed changes depending on the divided area 23.
  • N be the total number of a plurality of viewpoints P arranged in a ring.
  • the image data 31 is data in which N viewpoint images 30 corresponding to N viewpoints P are sequentially switched. Further, the rotational position of each viewpoint image 30 is shifted by the viewpoint pitch of the plurality of viewpoints P.
  • the frame trigger specifies the display timing of a reference frame (for example, the first viewpoint image 30 of the image set displayed during one rotation). Further, the rotational position of the screen 12 is specified by the screen position trigger. For example, based on this information, the rotation of the screen 12 is controlled so that an appropriate viewpoint image 30 is projected at an appropriate position on the screen 12.
  • FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an overview of the stereoscopic display operation by the image display device.
  • a perspective image 30 of a character which is 3D content 33, viewed from the left and right viewpoints is schematically illustrated as being displayed on the screen 12.
  • a viewpoint P3 from which the viewpoint image 30 can be observed at time t3 coincides with the position (orientation) of the right eye of the observer 2 observing the screen 12.
  • the right eye viewpoint image 30 is displayed by the image reproducing device 40 and the emission unit 11. Therefore, at time t3, the observer 2 can observe the right-eye viewpoint image 30 with his or her right eye.
  • the screen 12 rotates, and at time t4, the viewpoint P4 from which the viewpoint image 30 can be observed matches the position (orientation) of the left eye of the observer 2.
  • the left-eye viewpoint image 30 is displayed by the image reproduction device 40 and the output unit 11. Therefore, at time t4, the observer 2 can observe the left-eye viewpoint image 30 with his or her left eye.
  • the interval between time t3 and time t4 is short, and the image visually recognized by the observer 2 during this period is perceived as an afterimage. Therefore, the observer 2 perceives an image in which time t3 and time t4 are multiplexed. That is, at time t4, the observer 2 perceives the right-eye viewpoint image 30 that has become an afterimage together with the currently displayed left-eye viewpoint image 30. This makes it possible to perceive the 3D content 33 displayed as the viewpoint image 30 three-dimensionally.
  • the angle control unit 22 the plurality of divided regions 23
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of the operation of the angle control unit that displays a viewpoint image.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of the operation of the divided regions forming the angle control section.
  • 7 and 8 are examples in which a plurality of viewpoints P are set in an annular manner with a viewpoint pitch of 3° around the optical axis O.
  • the viewpoint image 30 is switched every time the screen 12 rotates by 3 degrees.
  • a straight line extending downward in the figure when viewed from the screen 12 is assumed to have an azimuth angle of 0°, and the angle increases clockwise.
  • FIG. 7 and 8 show a configuration example in which the diameter of the screen 12 is 100 mm and the distance from the optical axis O to each viewpoint P (convergence position) is 500 mm.
  • the size of the screen 12 and the position of the viewpoint P are not limited and can be designed arbitrarily.
  • a viewpoint image 30 displayed toward a viewpoint P with an azimuth angle of 0° is illustrated by the angle control unit 22.
  • This viewpoint image 30 is displayed by the image light 1 being diffused and emitted from the plurality of divided regions 23 constituting the angle control unit 22 toward the viewpoint P having an azimuth angle of 0°.
  • the plurality of divided regions 23 will be referred to as first, second, . . . nth divided regions 23 in order from the left side in the figure.
  • the image projected onto each divided area 23 will be referred to as a divided image 34 of the viewpoint image 30. Further, on the lower side of FIG.
  • a rotation section in which a viewpoint image 30 directed toward a viewpoint P with an azimuth angle of 0° is displayed is illustrated.
  • This section is a same video section 35 in which the same viewpoint image 30 is projected onto the angle control unit 22 and the same viewpoint image 30 is displayed.
  • the same video section 35 is a section sandwiched between the target viewpoint P and the viewpoints P on both sides thereof at an intermediate angular position.
  • the viewpoint pitch is 3°
  • the viewpoint P immediately before the viewpoint P whose azimuth angle is 0° is a point whose azimuth angle is ⁇ 3° (357°).
  • the viewpoint P immediately after the viewpoint P whose azimuth angle is 0° is a point whose azimuth angle is +3°. Therefore, the same video section 35 for the viewpoint P with an azimuth angle of 0° is a section from an azimuth angle of -1.5° (358.5°) to an azimuth angle of +1.5°.
  • FIG. 8 schematically shows image light 1 diffused and emitted from the n-th divided region 23 located on the rightmost side among the plurality of divided regions 23 constituting the angle control section 22.
  • This divided area 23 is an area where the rightmost divided image 34 of the viewpoint image 30 is displayed.
  • the same divided image 34 is displayed in each divided area 23 while passing through the same video section 35 .
  • the viewpoint pitch is 3 degrees and the diameter of the screen 12 is 100 mm
  • the section length on the circumference in which the same divided image 34 is displayed is 2.62 mm. After this section length has passed, a divided image 34 of the viewpoint image 30 corresponding to the next viewpoint P is projected onto each divided region 23, respectively.
  • [frame rate] the frame rate for performing 3D display will be explained.
  • the table shown below is a table showing an example of the frame rate when switching the viewpoint image 30.
  • a projector having a single DMD element is used as the emission unit 11
  • the viewable azimuth angle range is 360°
  • a monochromatic image with 1-bit gradation is displayed.
  • the 3D video frame rate (unit: fps) is the frame rate when displaying 3D content. This is the frame rate at which, for example, when the screen 12 is viewed from one viewpoint P, the viewpoint images 30 corresponding to that viewpoint P are switched and displayed. Basically, when the screen 12 rotates once, the viewpoint image 30 seen from a certain viewpoint P is switched once. In this case, the 3D video frame rate can also be said to be the rotation period of the screen.
  • the total number of viewpoints P is the total number of multiple viewpoints P arranged in an annular shape.
  • the viewpoint pitch (unit: deg) is the pitch of a plurality of viewpoints arranged in an annular shape.
  • the value obtained by dividing the entire circumference (360°) by the total number of viewpoints P is the viewpoint pitch.
  • the number of simultaneously generated viewpoints is the number of viewpoints that can be displayed on the screen 12 at the same timing.
  • the screen 12 with one simultaneous generation viewpoint is configured.
  • the screen 12 with a plurality of simultaneously generated viewpoints is a screen in which a plurality of angle control units 22 are provided (see FIG. 27).
  • the screen rotation speed (unit: Rpm) is the rotation speed of the screen 12 by the rotation mechanism 14.
  • the projector frame rate is a frame rate required when the emission unit 11 actually switches the viewpoint images 30. As shown in Table 1, for example, when the 3D video frame rate is constant, the screen rotation speed and projector frame rate are determined according to the total number of viewpoints P (viewpoint pitch) and the number of simultaneously generated viewpoints.
  • the viewpoint image 30 is displayed once at each viewpoint P while the screen 12 rotates once. Therefore, the number of rotations of the screen 12 per second (Rpm/60) is equal to the 3D video frame rate (fps).
  • N viewpoints P and the number of simultaneously generated viewpoints is M
  • the number of rotations of the screen 12 per second is the value obtained by dividing the 3D video frame rate (fps) by M.
  • the projector frame rate is a value obtained by dividing by the 3D video frame rate (fps) M and multiplying by the total number N of viewpoints P.
  • the 3D video frame rate is set to 60 fps
  • the viewpoint pitch is 3°
  • the number of simultaneous viewpoints generated is 3 (Specification example 5 in Table 1).
  • the number of rotations of the screen 12 and the projector frame rate required of the emission unit 11 are determined by the 3D video frame rate when performing 3D display, the viewpoint pitch (total number N of viewpoints P), and the number of simultaneously generated viewpoints. Determined from Note that the above specification example is just an example, and the 3D video frame rate, viewpoint pitch, etc. may be set as appropriate depending on the purpose of the image display device 100.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a configuration example of the divided area 23.
  • the number of divided areas 23 provided in the angle control unit 22 that is, the number of divisions into which the image projected on the screen 12 is divided (the number of video divisions) will be explained.
  • the area used as the angle control section 22 is constant.
  • FIG. 9 shows the angle control unit 22 in which the number of image divisions is set to two.
  • the number of image divisions is set to 3
  • the image light 1 is emitted toward the viewpoint P from the three divided regions 23.
  • the angle control unit 22 where the number of image divisions is set to n here, n>3
  • the image light 1 is emitted toward the viewpoint P from the n divided regions 23.
  • the circumferential length (width in the horizontal direction in the figure) set for one divided region 23 becomes narrower. Therefore, the width of the image light 1 emitted from each divided region 23 and directed toward the viewpoint P becomes narrower. This means that the range in which the divided images 34 displayed in each divided area 23 can be viewed becomes narrower as the number of video divisions increases.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating the relationship between divided regions and crosstalk.
  • the viewpoint image 30 for P6 can be seen not only from the central viewpoint P6 where the viewpoint image 30 should originally be displayed, but also from viewpoints P5 and P7 on both sides of the central viewpoint P6. .
  • cross-loak occurs at the viewpoints P5 and P7 due to the viewpoint image 30 for the viewpoint P6 being visible, and the image quality may deteriorate.
  • the screen 12 with the number of video divisions of 2 is rotated, and the viewpoint image 30 for the viewpoint P6 is switched to the viewpoint image 30 for the viewpoint P7.
  • the viewpoint image 30 for the viewpoint P7 is visible from the viewpoint P6, and there is a possibility that cross-rotation may occur due to the viewpoint image 30 for the viewpoint P7 being visible from the viewpoint P6.
  • the number of image divisions is small and the width of the image light 1 emitted from the division area 23 is large, cross-loak easily occurs depending on the viewpoint pitch.
  • the width of the image light 1 emitted from each divided region 23 is The length is obtained by dividing the width of the image 30 by n, which is sufficiently smaller than when the number of video divisions is two. Therefore, as shown in the middle diagram on the right, the image light 1 is emitted only to the central viewpoint P6 that should originally display the viewpoint image 30, and the viewpoint image 30 for P6 is not visible from the viewpoints P5 and P7 on both sides. .
  • the screen 12 with the number of video divisions n is rotated and the viewpoint image 30 for the viewpoint P6 is switched to the viewpoint image 30 for the viewpoint P7. Also in this case, since the width of the image light 1 is sufficiently small, the viewpoint image 30 for the viewpoint P7 is not visible from the viewpoint P6.
  • the minimum number of video divisions, etc. may be set in accordance with the size, purpose, etc. of the image display device 100, within a range that allows the level of crosstalk.
  • the present inventor has invented a method of forming a strip-shaped area in which no image is displayed between the divided images 34 displayed in each divided area 23 as a method for reducing the crosstalk between the viewpoints P described above.
  • the area where no image is displayed can be regarded as a black area on the transparent screen 12 from which the image light 1 is not emitted.
  • the area where no image is displayed will be referred to as a black stripe area.
  • the method using black stripe areas is particularly effective when the viewpoint pitch is relatively narrow. On the other hand, if the viewpoint pitch is sufficiently large, crosstalk between viewpoints P is less likely to occur, so that appropriate image display may be possible even without using the black stripe area.
  • the black stripe area does not affect image quality.
  • image quality such as crosstalk, moiré, and resolution degradation for each viewpoint pitch
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of image display on the screen 12 including divided areas and non-diffusion areas.
  • 11A and 11B are schematic diagrams showing the structure of the viewpoint image 30 and the screen 12.
  • the viewpoint image 30 shown in FIG. 11A an area where an image can be displayed is illustrated by a gray area.
  • the screen 12 shown in FIG. 11B is provided with a plurality of divided areas 23 and a non-diffusion area 24.
  • the non-diffusion area 24 is an area formed between the adjacent divided areas 23 and does not diffuse the image light 1. That is, the non-diffusion region 24 is a region transparent to the image light 1, and can also be said to be a gap provided between the divided regions 23.
  • the non-diffused region 24 functions as a black stripe region.
  • a divided area 23 in which an image can be displayed by diffusing the image light 1 is illustrated by a gray area.
  • the non-diffusion area 24 where no image is displayed is illustrated by a white area.
  • no interference fringes are formed in the non-diffusion region 24 to function as an HOE. Therefore, the image light 1 incident on the non-diffusion area 24 passes through the screen 12 without being diffracted, and is not emitted at a predetermined output angle or diffused.
  • a viewpoint image 30 that can display images in the entire area is projected onto the screen 12a, as shown in FIG. 11A.
  • the width of the image light 1 emitted from each divided area 23 is larger than the width of the divided image 34 constituting the viewpoint image 30. will also become smaller. Thereby, crosstalk at the viewpoint P is sufficiently suppressed.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of display control using a screen including the divided areas and non-diffusion areas shown in FIG. 11.
  • the screen 12a in which the non-diffusion area 24 is provided between the divided areas 23, it is possible to reduce crosstalk when the viewpoint P is switched. Display control using the screen 12a when the viewpoint P is switched will be described below with reference to FIG. 12.
  • the screen 12 through which the image light 1 is projected by the emission unit 11 is schematically illustrated as a band-shaped area.
  • the dark gray area corresponds to the area onto which the image light 1 is projected
  • the light gray area corresponds to the divided area 23 provided on the screen 12. Note that when the area on which the image light 1 is projected and the divided area 23 overlap, the divided area 23 is shown in the front.
  • the emission vector of the image light 1 in each divided region 23 is schematically illustrated using thick arrows.
  • the screen 12 rotates and shifts from the right to the left in the figure.
  • the states of the screen 12 at times t1, t2, t3, t4, and t5 are illustrated in order from the top.
  • the projection section 36 is a section in which the projection position of the image light 1 (PJ projection position) is divided in the circumferential direction by the viewpoint pitch.
  • the projection section 36 is a fixed section that is independent of the rotation of the screen 12.
  • the viewpoint pitch is set to 3 degrees
  • the section divided by dotted lines is the projection section 36.
  • An image in which the divided images 34 projected on each projection section 36 are arranged becomes the viewpoint image 30 displayed in the same video section 35 of the viewpoint P.
  • the timing for switching ON and OFF of the image display by the image light 1 is given as an example of the divided area 23 (hereinafter referred to as the target divided area 23) that passes through the fourth projection section 36 from time t1 to t5.
  • the target divided region 23 overlaps the boundary line of the projection section 36 and exists between the fifth projection section 36 and the fourth projection section 36.
  • the viewpoint image 30 is projected in this state, the image light 1 emitted from the target divided region 23 is emitted toward the same video section 35 of the viewpoint P where the viewpoint image 30 was displayed immediately before time t1. This causes crosstalk. Therefore, at time t1, image display using image light 1 is set to OFF (PJ-OFF).
  • the target divided region 23 crosses the boundary line with the fifth projection section 36 and is located within the fourth projection section 36. Therefore, in this state, even if the viewpoint image 30 is projected, the image light 1 emitted from the target divided region 23 will not be emitted toward the same image section 35 of the viewpoint P that it passed immediately before, resulting in crosstalk. does not occur. Therefore, at time t2, image display using image light 1 is set to ON (PJ-OFF). Furthermore, since the target divided region 23 is located within the fourth projection section 36 at time t3 and time t4, the image display is set to ON. Note that the period from time t2 to time t4 can also be said to be a period in which the boundary line of the projection section 36 and the non-diffusion area 24 in which no image is displayed overlap.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing an example of an image display using a viewpoint image 30 including a display area and a non-display area.
  • a method for realizing a black stripe area using the viewpoint image 30 will be described below with reference to FIG. 13.
  • 13A and 13B are schematic diagrams showing the structure of the viewpoint image 30 and the screen 12.
  • the viewpoint image 30a shown in FIG. 13A the area where the image is displayed (display area 37) is illustrated by a gray area. Further, an area where no image is displayed (non-display area 38) is illustrated by a black area.
  • a display area 37 and a non-display area 38 are set within one viewpoint pitch. In this way, the viewpoint image 30a shown in FIG.
  • FIG. 13A is an image in which a display area 37 that displays an image and a non-display area 38 that does not display an image are set within the angular pitch (viewpoint pitch) of a plurality of viewpoints. .
  • the non-display area 38 functions as a black stripe area. Note that in the screen 12 shown in FIG. 13B, a plurality of divided regions 23 are formed without gaps.
  • an image can be displayed in the entire area due to divided areas formed without gaps.
  • a viewpoint image 30a including a striped non-display area 38 is projected onto such a screen 12.
  • the width of the image light 1 emitted from each divided area 23 is smaller than the width of the divided area 23.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing an example of display control using the viewpoint image 30a including the display area 37 and non-display area 38 shown in FIG. 13.
  • the viewpoint image 30a in which the non-display area 38 is provided between the display areas 37, it is possible to reduce crosstalk when the viewpoint P is switched. Display control using the viewpoint image 30a when the viewpoint P is switched will be described below with reference to FIG. 14.
  • the dark gray area corresponds to the display area 37 where the image is displayed in the viewpoint image 30a.
  • the area between the display areas 37 corresponds to the non-display area 38.
  • the light gray areas correspond to the divided areas 23 provided on the screen 12. Note that when the display area 37 and the divided area 23 overlap, the display area 37 is shown in the front. Further, the emission vector of the image light 1 in each divided region 23 is schematically illustrated using thick arrows.
  • ON/OFF of the image display by the image light 1 is switched according to the positional relationship between the display area 37 and the divided area 23 provided at the viewpoint pitch.
  • the timing for switching ON and OFF of the image display by the image light 1 is given as an example of the divided area 23 (hereinafter referred to as the target divided area 23) that passes through the fourth projection section 36 from time t1 to t5. I will explain about it.
  • the target divided area 23 overlaps the boundary between the display area 37 and the non-display area 38.
  • the target divided area 23 overlaps the display area 37 projected onto the fourth projection area 36 and the display area 37 projected onto the fifth projection area 36. It turns out.
  • the image light 1 is emitted from the target divided region 23 toward the same video section 35 of the viewpoint P where the viewpoint image 30 was displayed immediately before time t1, and crosstalk occurs. Therefore, at time t1, image display using image light 1 is set to OFF (PJ-OFF).
  • the target divided area 23 crosses the boundary line of the display area 37 projected onto the fifth projection section 36, and within the target divided area 23, there is a display area projected onto the fourth projection section 36. Only 37 exist. Therefore, in this state, even if the viewpoint image 30 is projected, the image light 1 emitted from the target divided region 23 will not be emitted toward the same image section 35 of the viewpoint P that it passed immediately before, resulting in crosstalk. does not occur. Therefore, at time t2, image display using image light 1 is set to ON (PJ-OFF). Also, at time t3 and time t4, the display area 37 projected onto the fourth projection section 36 falls within the target divided area 23, so the image display is set to ON. Note that from time t2 to time t4, the target divided area 23 does not overlap with the boundary line of any display area 37.
  • the target divided area 23 overlaps the display area 37 projected onto the fourth projection section 36 and the display area 37 projected onto the third projection section 36 at time t5. become.
  • the image light 1 emitted from the target divided region 23 is emitted toward the same video section 35 of the viewpoint P that was displaying the viewpoint image 30 up to that point. This will cause crosstalk. Therefore, at time t5, image display using image light 1 is set to OFF (PJ-OFF).
  • FIG. 15 is a schematic diagram showing an example of image display by a screen 12a including a divided area and a non-diffusion area, and a viewpoint image 30a including a display area and a non-display area.
  • a screen 12a including the non-diffusion area 24 shown in FIG. 11 and a viewpoint image 30a including the non-display area 38 shown in FIG. 13 are used.
  • the divided area 23 is represented by a light gray area
  • the display area 37 is represented by a dark gray area.
  • the image display using the image light 1 when the boundary of the projection section 36 and the divided region 23 overlap, the image display using the image light 1 is set to OFF, and when the boundary of the projection section 36 and the non-diffusion region 24 overlap, the image display using the image light 1 is set to OFF.
  • Image display according to 1 is set to ON. In this case, it is possible to avoid a situation where the image light 1 is emitted by one divided region 23 across adjacent projection sections 36, and it is possible to suppress crosstalk. Further, since the non-display area 38 is provided in the viewpoint image 30a, it is possible to sufficiently suppress crosstalk even if the timing of turning on/off the image display is slightly shifted.
  • the image display using the image light 1 when the boundary of the divided area 23 and the display area 37 overlap, the image display using the image light 1 is set to OFF, and when the boundary of the divided area 23 and the display area 37 do not overlap, the image display using the image light 1 is set to OFF. may be set to ON. In this case, it is possible to avoid a situation where the image light 1 is emitted by one divided area 23 across adjacent display areas 37, and it is possible to suppress crosstalk. Further, since the screen 12a is provided with the non-diffusion area 24, crosstalk can be sufficiently suppressed even if the width of the non-display area 38 is narrow. Therefore, it is possible to widen the width of the display area 37, and it is possible to reduce deterioration in image quality caused by the conspicuous black stripe area.
  • FIGS. 16A and 16B schematically illustrate an example of image display when no black stripe area is used.
  • FIG. 16A is a schematic diagram showing an example of an image displayed on the screen 12 in which the divided regions 23 are formed without gaps.
  • the screen 12 shown in FIG. 16A is configured in the same manner as the screen 12 shown in FIG. 13B, for example, and the emission angle is set discretely for each divided region 23 formed without gaps.
  • the viewpoint image 30 projected onto the screen 12 in FIG. 16A is configured in the same manner as the viewpoint image 30 shown in FIG. 11A, for example, and has a plurality of divided images 34 arranged without gaps. In this way, in FIG. 16A, the image is displayed without providing the non-diffusion area 24 on the screen 12 and without providing the non-display area 38 on the viewpoint image 30.
  • the divided area 23 moves in the circumferential direction (leftward in FIG. 16A). At this time, if the ratio of the area of the divided region 23 overlapping one projection section 36 is greater than or equal to a predetermined threshold, the image display is set to ON, and otherwise, the image display is set to OFF. Below, the ratio of the area of the divided region 23 overlapping one projection section 36 may be simply referred to as an area ratio.
  • an overlapping region 27 a region that overlaps with one projection section 36 is referred to as an overlapping region 27.
  • an overlapping region 27 formed in the divided region 23 overlapping with the fourth projection section 36 is schematically illustrated as a hatched region.
  • the area ratio described above is, for example, the ratio of the area S1 of the overlapping region 27 to the area S0 of the divided region 23 (S1/S0).
  • the predetermined threshold value is typically set to a value of 0.5 or more and 1 or less, that is, a value of 50% or more and 100% or less. For example, when the predetermined threshold value is 0.6, images of 60% or more (overlapping region 27) of the divided images 34 projected onto the projection section 36 are displayed at appropriate positions.
  • the target divided region 23 overlaps with the fourth projection section 36, and the area of the overlapping region 27 increases.
  • the area ratio is smaller than a predetermined threshold.
  • the area ratio of the overlapping region 27 to the target divided region 23 is larger than a predetermined threshold value, so image display using the image light 1 is set to ON (PJ-ON).
  • the proportion of the portion of the divided image 34 that is displayed at an appropriate position is equal to or greater than a predetermined threshold.
  • the image light 1 of other parts of the divided image 34 is the same video section 35 of the viewpoint P where the viewpoint image 30 was displayed immediately before, or the same video section 35 of the viewpoint P where the viewpoint image 30 is displayed next. Although it is possible that some radiation is emitted, the proportion is relatively small. In this way, the image light 1 leaking to other identical video sections 35 from time t2 to t4 is difficult to be visually recognized as crosstalk.
  • the target divided region 23 overlaps with the fifth projection section 36, and the area of the overlapping region 27 decreases. Furthermore, at time t5, the area ratio becomes smaller than a predetermined threshold. In this case, there is a possibility that a relatively large amount of image light 1 is emitted toward the same video section 35 of the viewpoint P where the viewpoint image 30 is displayed next, causing crosstalk. Therefore, at time t5, image display using image light 1 is set to OFF (PJ-OFF).
  • control may be performed such that, for example, the viewpoint image 30 is switched at the timing when the area ratio of the overlapping region 27 to the divided region 23 exceeds 50% while the image display is kept on.
  • a 3D image is displayed without using the non-diffusion area 24 or non-display area 38, which is a black stripe area. This makes it possible to avoid a situation where the resolution is reduced due to striped black lines in the 3D image. As a result, it becomes possible to realize high-quality stereoscopic display with high resolution.
  • FIG. 16B is a schematic diagram showing an example of image display using a screen in which the emission angle changes continuously.
  • the screen 12 in which the emission angle is set for each divided area 23 has been mainly explained.
  • the angle control section 22 provided on the screen 12b shown in FIG. 16B the image light 1 is emitted at different emission angles for each position where the image light 1 is incident.
  • the angle control section 22 of the screen 12b is set so that the emission angle changes continuously. In this way, on the screen 12b, the emission angle changes not by area but by position.
  • the HOE that constitutes the screen 12b is manufactured by changing the optical path of object light irradiated onto the screen 12b using, for example, a lens or a curved mirror.
  • the optical path of the object light that has passed through a lens etc. changes continuously for each position on the screen 12.
  • a virtual divided area narrower in width than the projection section 36 according to the viewpoint pitch is set.
  • the width of the virtual divided area 25 is set, for example, to be equal to or less than the diffusion angle in the horizontal plane.
  • the virtual divided area 25 illustrated as an example in FIG. 16B overlaps with the boundary line of the projection section 36 and exists between the fifth projection section 36 and the fourth projection section 36. . If the viewpoint image 30 is projected in this state, crosstalk will occur, so at time t1, image display using the image light 1 is set to OFF (PJ-OFF). From time t2 to t4, the virtual divided area 25 is located within the fourth projection section 36, so the image display is set to ON (PJ-ON). Furthermore, at time t5, the virtual divided area 25 comes to overlap the boundary between the fourth projection section 36 and the third projection section 36.
  • FIG. 17 is a schematic diagram illustrating a method of adjusting the position of the black stripe area.
  • the diagram on the right side of FIG. 17A shows a viewpoint image 30 that is displayed when the position of the black stripe area (non-diffusion area 24 or non-display area 38) is fixed, with the appearance of the black stripe area emphasized.
  • the black stripe area is an area where no image is displayed on the screen 12, it is conceivable that the image will be reduced in resolution in a striped manner, as shown in the right-hand diagram of FIG. 17A.
  • a method for suppressing such a decrease in resolution will be described.
  • FIG. 17B shows an example in which a viewpoint image 30 with no gaps is projected onto the screen 12a in which the divided regions 23 are separated by the non-diffusion region 24.
  • the relative position of the divided area 23 within the projection section 36 is changed by controlling, for example, the timing of displaying the viewpoint image 30 or the rotation of the screen 12.
  • FIG. 17B schematically shows the state of the screen 12 at times t1, t2, and t3 shifted by the rotation period of the screen 12.
  • the viewpoint image 30 is displayed with the divided area 23 located at the center of the projection section 36 (image display is switched ON). Further, at time t2, the viewpoint image 30 is displayed with the divided region 23 in contact with the right boundary within the projection section 36. Further, at time t3, the viewpoint image 30 is displayed in a state where the divided area 23 is in contact with the left boundary within the projection section 36. In this way, each time the screen 12 rotates, the relative position of the divided area 23 within the projection section 36 changes. As a result, as shown in the lower part of FIG. 17B, in each projection section 36, images at times t1, t2, and t3 are sequentially displayed, and the overall brightness variation is low, and the resolution is low over the entire region of the projection section 36. High-quality image display is possible.
  • FIG. 17C shows an example in which the viewpoint image 30a including the non-display area 38 is projected onto the screen 12 on which the divided areas 23 are formed without gaps.
  • the relative position of the display area 37 (non-display area 38) within the projection section 36 may be The position is changed.
  • the viewpoint image 30 is displayed with the display area 37 located at the center of the projection section 36 (image display is switched ON). Further, at time t2, the viewpoint image 30 is displayed in a state where the display area 37 is in contact with the right boundary within the projection section 36. Further, at time t3, the viewpoint image 30 is displayed with the display area 37 touching the left boundary within the projection section 36.
  • the overall brightness variation is low, and a high resolution image can be displayed over the entire projection section 36.
  • FIG. 18 is a schematic diagram showing an example of the structure of the cover part.
  • a cylindrical cover portion 15a is used.
  • the device as a whole including the screen 12 has a cylindrical shape, making it possible to exhibit a high degree of design. Note that it is conceivable that the image light 1 emitted from the screen 12 is refracted by passing through the cylindrical cover portion 15a.
  • the azimuth angle component (output azimuth angle) of the output angle of the image light 1 set on the screen 12 is shifted.
  • the output azimuth after passing through the cover portion 15a becomes smaller than the original output azimuth.
  • the output azimuth set on the screen 12 is corrected by taking into account the refraction caused by the cover portion 15a so as to eliminate deviations due to refraction.
  • a rectangular parallelepiped-shaped cover portion 15b may be used.
  • the cover portion 15b may be a member made by pasting transparent wall surfaces together, or may be provided with a structural member or the like that supports each side.
  • the shape of the cover part 15 is not limited, and a dome-shaped cover part 15, a polygonal column-shaped cover part 15, etc. may be used.
  • FIG. 19 is a schematic diagram showing an example of the arrangement of the reflection mirror 13.
  • the reflective mirror 13 may be fixed to the screen 12.
  • the cover part 15 is not included in the optical system for making the image light 1 enter the screen 12, and therefore can be easily removed. This makes it possible to realize a device that is easy to maintain.
  • the reflection mirror 13 may be fixed to the cover part 15. This is a configuration similar to that shown in FIG. In this case, only the screen 12 is rotated without rotating the reflecting mirror 13. For example, if the position of the reflection mirror 13 is shaken due to rotation, the incident position of the image light 1 on the screen 12 may be shaken.
  • the reflective mirror 13 on the cover portion 15 instead of the screen 12, a situation where the reflective mirror 13 is displaced due to rotation can be avoided. In this way, the sensitivity of the screen 12 to rotational shake is reduced, and deterioration in image quality due to rotational shake can be suppressed.
  • the method of arranging the reflection mirror 13 is not limited, and may be fixed to a structural member other than the cover part 15 or the screen 12, for example.
  • FIG. 20 is a schematic diagram showing an example of the cross-sectional configuration of the screen and the cover part.
  • the screen 12 is configured, for example, by bonding an optical film 51 that functions as a transmission type HOE 20 to a transparent base material 50.
  • resin materials such as PMMA (acrylic resin), PC (polycarbonate resin), PS (polystyrene resin), and COP (cycloolefin polymer) are used.
  • the transparent base material 50 may be constructed using glass or the like.
  • the cross-sectional structure of the screen 12 and the cover part 15 will be described with the left side in the figure being taken as the inside of the screen 12 (optical axis O side).
  • an optical film 51 is bonded to the inside of a transparent base material 50. In this case, it is possible to avoid a situation where the optical film 51 comes into contact with the cover part 15 and is damaged, or a situation where the optical film becomes dirty during handling. Further, in FIG. 20B, an optical film 51 is bonded to the outside of the transparent base material 50. In this case, the manufacturing process is simpler than when the optical film 51 is bonded inside the transparent base material 50, and manufacturing costs can be reduced.
  • an optical film 51 is attached to a transparent base material 50 via an optical clear adhesive (OCA52).
  • OCA 52 is bonded to the inside of the transparent base material 50, and the optical film 51 is bonded to the OCA 52.
  • the optical film 51 may be attached to the outside of the transparent base material 50 via the OCA 52.
  • an antireflection film (AR film 53) is provided.
  • AR films 53 are bonded to the inside of the transparent base material 50, the outside of the transparent base material 50, the inside of the cover part 15, and the outside of the cover part 15, respectively.
  • an AR film 53 is attached to the inside of the transparent base material 50 with an optical film 51 interposed therebetween.
  • the AR film 53 may be attached to the outside of the transparent base material 50 with the optical film 51 interposed therebetween.
  • an AR film may be formed by dip coating or the like. In this case, it becomes possible to realize an AR film with a seam, and it becomes possible to improve transparency.
  • FIG. 21 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the rotation mechanism.
  • a hollow motor 55 is used as the motor of the rotation mechanism 14.
  • the hollow motor 55 is a motor in which a portion passing through the rotating shaft is hollow.
  • the screen 12 is fixed to the hollow motor 55 via the rotating member 17 (coupling member) described with reference to FIG.
  • the rotation mechanism 14 includes a hollow motor that rotates around a predetermined axis.
  • the emission section 11 is arranged within the opening 56 of the hollow motor 55.
  • the projection lens of the output section 11 is disposed in the opening 56 of the hollow motor 55 .
  • the projector body may also be accommodated. This increases space utilization efficiency and makes it possible to realize a compact image display device 100.
  • the hollow motor 55 As the hollow motor 55, a DC brushless motor, an AC servo motor, a stepping motor, etc. are used. Further, since the hollow motor 55 does not apply any local force when rotating the screen 12, it is possible to sufficiently reduce noise during rotation. Further, it is possible to directly fix the screen 12 and the hollow motor 55 via the rotating member 17. Therefore, reliability can be improved compared to the case where the screen 12 is rotated via mechanical parts.
  • the rotation mechanism 14 may be configured without using the hollow motor 55.
  • a configuration may be used in which the rotating member 17 and the screen 12 are rotated using a belt or gears connected to a motor 57.
  • the motor 57 any motor (DC brushless motor, AC servo motor, stepping motor, etc.) having a rotating shaft can be used.
  • FIGS. 22 and 23 are schematic diagrams illustrating an example of the configuration of a rotational shake suppression mechanism.
  • FIG. 22A schematically shows an example in which a weight 58 for eccentricity adjustment is added in order to suppress rotational shake.
  • a weight 58 is placed on the rotating member 17 so that the screen 12 is rotated and vibrations of the screen 12 are reduced.
  • Such rotational alignment is performed for each device, for example, at the time of shipment from the factory.
  • a ball screw 61 with bearing balls is provided as the rotational shake suppression mechanism 60 so as to suppress the upper side surface of the screen 12.
  • the ball screws 61 are provided at two locations on the left and right, but typically three or more ball screws 61 are provided.
  • Each ball screw 61 is arranged in the cover part 15 together with the reflection mirror 13, for example. This makes it possible to reduce the lateral shake that occurs above the screen 12.
  • a hollow cap 62 including a plurality of bearings is provided as the rotational shake suppression mechanism 60 so as to suppress the upper end of the screen 12.
  • the hollow cap 62 can be fitted onto the upper end of the screen 12, and a bearing mechanism is disposed at the portion in contact with the screen 12.
  • the hollow cap 62 is an annular member as a whole, and is hollow in the center.
  • the reflective mirror 13 and the hollow cap 62 are fixed to the top surface of the cover part 15.
  • the image light 1 emitted from the emission unit 11 passes through the hollow part of the hollow cap 62 and enters the reflection mirror 13, and the image light 1 reflected by the reflection mirror 13 passes through the hollow part of the hollow cap 62 again. and enters the screen 12.
  • a single ball screw 61 is provided as the rotational shake suppression mechanism 60 at the center of the top surface of the cover portion 15 (intersection with the optical axis O).
  • a reflection mirror 13 is connected to the upper end of the screen 12, and the side of the reflection mirror 13 opposite to the reflection surface is held down by a ball screw 61.
  • the screen 12 at the rotation axis optical axis O
  • the number of ball screws 61 is small, noise can be suppressed.
  • a single ball screw 61 is provided at the center of the reflection mirror 13 (intersection with the optical axis O) fixed to the top surface of the cover part 15.
  • the screen 12 is provided with a member capable of receiving the ball screw 61, such as a light-transmissive top surface.
  • image light 1 passing through an optical path close to the optical axis O is often not used for image display.
  • the ball screw 61 is provided in the center of the reflective mirror 13, it does not have a large effect on image display. Even with such a configuration, it is possible to suppress the screen 12 at the rotation axis (optical axis O), and it is possible to sufficiently suppress the rotational shake of the screen 12.
  • FIG. 24 is a schematic diagram showing a configuration example of a reflection reducing member.
  • FIGS. 24A and 24B schematically illustrate a configuration example of the reflection reducing member 64 that reduces reflection of the image light 1 emitted from the emitting section 11.
  • an annular reflection reducing member 64a with an open center portion is disposed at the lower end of the screen 12.
  • This member is a member that rotates together with the screen 12, and may be, for example, the rotating member 17 described with reference to FIG. 1, or a member attached to the rotating member 17.
  • the reflection reducing member 64a for example, a member made by pasting a reflection reducing film on a black base material, a member coated with a reflection reducing coating, etc. is used.
  • image light 1 reflected on the inside of the screen 12 is incident on the reflection reducing member 64a, and reflected light noise is reduced by making this image light 1 less noticeable.
  • an annular reflection reducing member 64b larger than the diameter of the cover part 15 is attached to the lower end of the cover part 15. This member is fixed to the cover part 15 and does not rotate.
  • the reflection reducing member 64b is configured using a reflection reducing film, a reflection reducing coating, etc. similarly to the reflection reducing member 64a. As shown in FIG. 24B, for example, image light 1 (0th order light) that has passed through the screen 12 is incident on the reflection reduction member 64b, and reflected light noise is reduced by making this image light 1 less noticeable. .
  • FIG. 25 is a schematic diagram showing a configuration example of the emission section 11.
  • 25A to 25C schematically illustrate the projector main body 41 and various optical systems that constitute the emission section 11.
  • the emitting unit 11 is configured using a projector main body 41 that emits the image light 1 and a mirror 47 that reflects the image light 1 emitted by the projector main body 41.
  • the mirror 47 is typically a plane mirror, and is arranged below the screen 12 to change the direction of the image light 1 emitted from the projector main body 41, which is also arranged below the screen 12.
  • image light 1 emitted along the horizontal direction is reflected in the vertical direction.
  • the image light 1 reflected by the mirror 47 enters a reflection mirror 13 (not shown) provided above the screen 12, is reflected by the reflection mirror 13, and enters the screen 12.
  • a reflection mirror 13 not shown
  • the mirror 47 it is possible to change the position and orientation of the projector main body 41.
  • the device for example, the pedestal portion, etc.
  • the emission section 11 (projector main body 41) is arranged above the screen 12.
  • the image light 1 emitted from the projector main body 41 passes through the inside of the screen 12, enters a reflection mirror 13 (not shown) disposed below the screen 12, is reflected by the reflection mirror 13, and is reflected by the screen 12. incident on .
  • the emission section 11 may be arranged not only below the screen 12 but also above the screen 12. As a result, even when the image display device 100 is placed on a ceiling, for example, it becomes possible to direct the screen 12 toward the viewer, improving the ease of installing the device.
  • the emission unit 11 is configured using two projector bodies 41a and 41b and a beam splitter 48 (BS) that combines image light 1 from the two projector bodies 41a and 41b.
  • the beam splitter 48 may be configured using a prism or the like, or a half mirror or the like.
  • the beam splitter 48 is arranged below the screen 12 on the optical axis O at an angle of 45°.
  • the projector main body 41a emits the image light 1 along the optical axis O from below the beam splitter 48.
  • the projector main body 41b emits the image light 1 from the side of the beam splitter 48.
  • the image light 1 emitted from the projector bodies 41a and 41b is combined and emitted from the beam splitter 48 along the optical axis O. This makes it possible to improve the brightness of the image displayed on the screen 12.
  • the image light 1 emitted from the emission section 11 along the optical axis O is arranged all around the optical axis O via the reflection mirror 13, and the image light 1 is arranged along the optical axis O.
  • the light enters the screen 12 which rotates around the center.
  • the screen 12 is provided with an angle control unit 22 that emits the image light 1 in different directions for each area and/or position where the image light 1 is incident, and the position and timing at which the image light 1 enters the screen 12 is controlled. .
  • images are displayed toward various viewpoints P.
  • the central portion including the predetermined axis is hollow, making it possible to realize a high-quality three-dimensional display while being compact.
  • an image is projected from an output section 11, which is a high-speed projector, toward a reflecting mirror 13 having an angle control function, and the image light 1 reflected by the reflecting mirror 13 enters a screen 12.
  • the image (image light 1) projected onto the screen 12 is divided into lines extending in the vertical direction, and the images divided into lines are emitted at different angles in the horizontal direction.
  • the screen 12 is rotated at high speed by a rotation mechanism 14 configured in the air, and by synchronizing with the image of the emission section 11, a large number of viewpoints P can be generated over the entire 360° circumference. This makes it possible to view 3D images with binocular parallax and motion parallax from all around with the naked eye, making it possible to realize a practical transparent 360° naked-eye 3D display.
  • the emission section 11, which is a high-speed projector, and the rotation mechanism 14, which is formed in a hollow space, are arranged on the same side when viewed from the screen 12. Further, a reflecting mirror 13 is arranged on the opposite side of the screen 12. Further, the rotation axis of the rotation mechanism 14 and the optical axis O of the emission section 11 coincide with each other.
  • the rotation mechanism 14 is hollow, it is possible to provide the emission section 11 using the space. This makes it possible to bring the emission section 11 closer to the cylindrical screen, thereby making it possible to reduce the projection distance and significantly reduce the size of the main body.
  • the size of the screen 12 can also be designed to be relatively large. In this way, in the image display device 100, the screen 12 is large compared to the main body size, and therefore the image size is large. In addition, since there is no structure inside the screen 12, it is possible to provide three-dimensional display with high transparency and high image quality. Furthermore, since the inside of the screen 12 is hollow, light projected at an angle near the optical axis O can also be used for image display. This makes it possible to display large-sized images at high resolution. Furthermore, since the area available for image display is large, it is possible to sufficiently improve the utilization efficiency of the image light 1.
  • the image from the emission section 11 is reflected and displayed by the reflection mirror 13 arranged above. Therefore, the viewer 2 cannot see the video source and can display a clear video.
  • the screen 12 can also be configured with one HOE. Therefore, the utilization efficiency of the image light 1 is improved compared to the case where a plurality of HOEs are stacked.
  • one emitting unit 11 high-speed projector
  • 360° all-round display is possible, and it is possible to suppress the device cost.
  • the case where a cylindrical screen is mainly used has been described.
  • the shape of the screen 12 is not limited. In this embodiment, a screen 12 having a shape other than a cylinder will be described.
  • FIG. 26 is a schematic diagram showing a configuration example of an image display device according to the second embodiment.
  • 26A, 26B, 26C, and 26D schematically illustrate an image display device 200, an image display device 201, an image display device 202, and an image display device 203 each including a screen 12 having a shape other than a cylinder. Illustrated.
  • the image display device 200 shown in FIG. 26A uses a semi-cylindrical screen 12c.
  • the emission part 11 is arranged below the screen 12c, and the reflection mirror 13 (not shown) is arranged above the screen 12c. Even if the screen 12c is semi-cylindrical in this way, the screen 12c rotates around the center of the cylinder, so stereoscopic display is possible in all directions of 360°.
  • the image display device 201 shown in FIG. 26B uses a truncated cone-shaped screen 12d whose bottom side is widened.
  • the emission part 11 is arranged below the screen 12d, and the reflection mirror 13 (not shown) is arranged above the screen 12d.
  • a lens such as a wide conversion lens
  • the lens through which the image light 1 passes functions as an optical section that controls the angle of incidence of the image light with respect to the object to be irradiated.
  • the image display device 202 shown in FIG. 26C uses a truncated cone-shaped screen 12e whose upper side is widened.
  • the image display device 203 shown in FIG. 26D uses a semi-truncated cone-shaped screen 12f, which is a truncated cone whose lower side is widened and cut along the central axis.
  • a semi-truncated cone-shaped screen formed by cutting a truncated cone with a widened upper side along the central axis may also be used.
  • the screen 12f rotates around the center of the truncated cone, so stereoscopic display is possible in all directions of 360°.
  • the side surface of the screen on which the viewpoint image 30 is displayed is preferably configured as a curved surface rotated about the rotation axis of the screen. This makes it possible to display the viewpoint image 30 at the same position even when the screen is rotated, and enables stereoscopic display with less discomfort.
  • the shape of the screen 12 is not limited, and may be arbitrarily set according to the purpose and design of the image display device.
  • FIG. 27 is a schematic diagram showing a configuration example of the screen 12 according to the third embodiment.
  • FIGS. 27A and 27B schematically illustrate horizontal plan views of screens 12g and 12h that include a plurality of angle control units 22.
  • the angle control section 22 is configured as a convergence type angle control section 22 that converges the image light 1 emitted from the plurality of divided regions 23 onto a convergence position F. Therefore, one angle control unit 22 can display the entire one viewpoint image 30 at the same time.
  • a plurality of viewpoint images 30 can be displayed simultaneously on one screen 12. That is, the number of viewpoints P that can perform image display simultaneously (the number of simultaneously generated viewpoints) is plural.
  • angle control sections 22 are provided on the screen 12g shown in FIG. 27A.
  • the angle control parts 22 having the same width in the circumferential direction are arranged at an azimuth angle pitch of 120° with the optical axis O as the center.
  • the width of each angle control section 22 is 1/3 or less of the outer circumference of the screen 12, and adjacent angle control sections 22 do not overlap with each other. With such a configuration, it is possible to display three viewpoint images 30 simultaneously on the screen 12g, and the number of simultaneously generated viewpoints is three.
  • the screen 12h shown in FIG. 27B is provided with six angle control sections 22.
  • the angle control parts 22 having the same width in the circumferential direction are arranged at an azimuth angle pitch of 60° with the optical axis O as the center.
  • the width of each angle control section 22 is 1/6 or less of the outer circumference of the screen 12, and adjacent angle control sections 22 do not overlap with each other. With this configuration, it is possible to display six viewpoint images 30 simultaneously on the screen 12h, and the number of simultaneously generated viewpoints is six.
  • one screen 12 is provided with angle control portions 22 having the same width in the circumferential direction.
  • the present invention is not limited to this, and the sizes of the angle control sections 22 may be different.
  • large-sized angle control sections 22 and small-sized angle control sections 22 may be arranged in a mixed manner. in this case.
  • the angle control section 22 having a large size can be used to display a background, and the angle control section 22 having a small size can be used to display a character.
  • the sizes of the plurality of angle control sections 22 may be arbitrarily set depending on the purpose of the device, the content, etc.
  • a plurality of angle control sections 22 may be formed on one optical film 51 (HOE), or angle control sections 22 formed on separate optical films 51 may be bonded to the screen 12. is also possible.
  • HOE optical film 51
  • the present inventors studied the minimum projector frame rate required for the emission section 11 and found that practical stereoscopic display is possible under the following conditions.
  • the video range is set to 360°
  • the 3D video frame rate is set to 30 fps
  • the viewpoint pitch is set to 3°
  • the number of simultaneously generated viewpoints is set to 9.
  • the screen rotation speed is 200 Rpm
  • the projector frame rate is 240 fps.
  • the emission unit 11 be able to switch the viewpoint images 30 at a projector frame rate of at least 240 fps or higher. If the projector frame rate is 240 fps or higher, it is possible to realize stereoscopic display with a larger screen size and a high 3D video frame rate.
  • the projector frame rate decreases, the period during which one viewpoint image 30 is displayed becomes longer. As a result, the viewpoint image 30 appears brighter, making it possible to improve the brightness of stereoscopic display. Note that if the screen rotation speed is not lowered, the number of times the viewpoint images 30 are displayed per unit time increases, so it is possible to similarly improve the brightness.
  • FIG. 28 is a schematic diagram illustrating a method for adjusting the position of a black stripe area on a screen provided with a plurality of angle control units.
  • a method for suppressing a decrease in resolution caused by using a black stripe region that reduces crosstalk has been described.
  • the method of reducing crosstalk using black stripe regions is effective even when a plurality of angle control sections 22 are provided.
  • the black stripe area will become conspicuous, resulting in an image with reduced resolution in a striped manner.
  • a plurality of angle control sections 22 are provided with a black stripe region (non-diffusion region 24), and a plurality of divided regions 23 are formed at intervals.
  • a black stripe region non-diffusion region 24
  • a plurality of divided regions 23 are formed at intervals.
  • three angle control sections 22 HOE #1, #2, #3 in the figure
  • the positions of the non-diffusion regions 24 in each angle control section 22 are shifted.
  • the state in which the positions of the non-diffusion areas 24 are shifted means that, for example, in each angle control unit 22, the positions of the non-diffusion areas 24 within the angle control units 22 do not overlap with each other.
  • FIG. 28 schematically shows the state of the screen 12 at times t1, t2, and t3 shifted by 1/3 of the rotation period of the screen 12.
  • the viewpoint image 30 is displayed with the divided area 23 located at the center of the projection section 36 (the image display is switched ON).
  • the viewpoint image 30 is displayed with the divided area 23 touching the right boundary within the projection section 36.
  • the viewpoint image 30 is displayed in a state where the divided area 23 is in contact with the left boundary within the projection section 36.
  • the three angle control units 22 change the relative positions of the divided regions 23 within the projection section 36.
  • the screen 12 mainly uses the monochromatic image light 1.
  • the present invention is not limited to this, and a screen 12 that supports color display may be used.
  • the HOE that constitutes the screen 12 is generally an optical element with high wavelength selectivity, and is transparent to light of a wavelength far from the corresponding wavelength. Therefore, by providing a plurality of angle control units 22 corresponding to RGB, it becomes possible to sequentially display RGB viewpoint images 30 in a time-sharing manner. This makes it possible to realize color display using the afterimage of the RGB viewpoint image 30.
  • the screen 12 is provided with a plurality of angle control sections 22, and the plurality of angle control sections include an angle control section 22R for red light, an angle control section 22G for green light, and an angle control section 22G for blue light.
  • An angle control section 22B is included.
  • the areas of the angle control units 22R, 22G, and 22B are typically configured as areas of the same shape and size. Note that the angle control sections 22R, 22G, and 22B may be configured as regions having different shapes and sizes.
  • FIG. 29 is a schematic diagram showing a configuration example of a color display screen according to the fourth embodiment.
  • FIGS. 29A and 29C schematically illustrate plan views in a horizontal plane of screens 12i and 12j including angle control units 22R, 22G, and 22B for RGB color lights.
  • FIG. 29B schematically shows a developed view of the screen 12i shown in FIG. 29A and the emission vectors at each angle control section 22R, 22G, and 22B.
  • the screens 12i and 12j are both configured by a convergence type angle control section 22, and are colorized versions of the screens 12g and 12h described with reference to FIG. 27.
  • the screen 12i shown in FIGS. 29A and 29B is provided with three angle control sections 22R, 22G, and 22B.
  • the angle control parts 22 having the same width in the circumferential direction are arranged at an azimuth angle pitch of 120° with the optical axis O as the center.
  • the width of each angle control section 22 is 1 ⁇ 3 or less of the outer circumference of the screen 12, and adjacent angle control sections 22 do not overlap with each other.
  • the upper left side of the figure is the angle control section 22R for red light
  • the lower side of the figure is the angle control section 22G for green light
  • the upper right side of the figure is the angle control section 22B for blue light.
  • Such a configuration allows the screen 12i to simultaneously display viewpoint images 30R, 30G, and 30B corresponding to each color of RGB. Further, by rotating the screen 12i, it becomes possible to sequentially display the viewpoint images 30R, 30G, and 30B with respect to one viewpoint P in a time-sharing manner. This makes it possible to display a colored viewpoint image 30 for any viewpoint P while the screen 12i rotates once. Therefore, the number of simultaneously generated viewpoints for the viewpoint image 30 displayed in color on the screen 12i is equivalent to one.
  • the screen 12j shown in FIG. 29C is provided with a total of six angle control units 22, two each of angle control units 22R, 22G, and 22B.
  • the angle control parts 22 having the same width in the circumferential direction are arranged at an azimuth angle pitch of 60° with the optical axis O as the center.
  • the width of each angle control section 22 is 1/6 or less of the outer circumference of the screen 12, and adjacent angle control sections 22 do not overlap with each other.
  • the upper left and lower right sides of the figure are the angle control units 22R for red light
  • the upper and lower sides of the figure are the angle control units 22G for green light
  • the upper right and lower left sides of the figure are for blue light.
  • This is the angle control section 22B.
  • the order in which the three angle control units 22R, 22G, and 22B are arranged is not limited. As shown in FIG. 28C, an order in which each color is not consecutive, such as RGBRGB, or an order in which each color is consecutive, such as RRGGBB, may be used.
  • the configuration of the emission unit 11 that projects the RGB viewpoint images 30R, 30G, and 30B will be described.
  • the emission unit 11 projects the RGB viewpoint images 30R, 30G, and 30B, respectively.
  • three light sources that emit each RGB light and three light modulation elements corresponding to each RGB light are provided in the output section 11, and the RGB image light 1 modulated by each light modulation element is provided. This is achieved by emitting light along a common optical axis.
  • the configuration of the emission section 11 is not limited to such a configuration in which light sources and light modulation elements are provided for each of RGB.
  • the emitting section 11 may include a white light source that emits white light.
  • the emission unit 11 may be configured as a projector having a single light modulation element that modulates white light.
  • the viewpoint images 30R, 30G, and 30B may be grayscale images in which a gradation is set for each pixel, for example.
  • the HOE that makes up the screen has wavelength selectivity, and has the property of selectively diffracting light of a predetermined wavelength and transmitting light of other wavelengths. be. That is, the HOE diffracts only each color light like a color filter. Therefore, even when a grayscale image is projected, the red light is selectively diffracted in the red light angle control section 22R, making it possible to display a red image. Similarly, when a gray scale image is projected onto the green light angle control section 22G, a green image is displayed, and when a gray scale image is projected onto the blue light angle control section 22B, a blue image is displayed. Ru.
  • the wavelength selectivity of HOE it is possible to easily realize color display using a white light source.
  • a white light source there is no need to provide RGB light sources, so it is possible to downsize and reduce the cost of the emission section 11.
  • only one light modulation element is required, so it is possible to sufficiently suppress the device cost.
  • the light from the white light source may be divided into RGB color lights, and three light modulation elements corresponding to each color light may be provided. In this way, by using a white light source, it becomes possible to use a common light source, and it becomes possible to suppress the device cost.
  • FIG. 30 is a schematic diagram showing another example of the configuration of a screen for color display.
  • divided regions 23 corresponding to RGB are arranged consecutively at the same angle. That is, the divided region 23R for red light, the divided region 23G for green light, and the divided region 23G for blue light are arranged adjacent to each other. Therefore, the angle control sections 22R, 22G, and 22B for each color light are formed over the entire circumference of the screen 12 so that the divided regions are shifted from each other.
  • FIG. 30A schematically shows a horizontal plan view of the screen 12k.
  • FIG. 29B schematically shows a developed view of the screen 12k shown in FIG. 29A and the emission vectors at each angle control section 22R, 22G, and 22B.
  • the emission vector is set for each position, but as can be seen in the developed view of FIG. 29B, it is set so that it converges at a predetermined convergence position.
  • the viewpoint images 30R, 30G, and 30B are divided into stripes and displayed in order from one end. This makes it possible to time-divisionally display the color-displayed viewpoint image 30 for any viewpoint P while the screen 12k rotates once. Therefore, the number of simultaneously generated viewpoints for the viewpoint image 30 displayed in color on the screen 12k is equivalent to one.
  • the screen 12 may be constructed by laminating a film in which only HOEs corresponding to R are formed, a film in which only HOEs corresponding to G are formed, and a film in which only HOEs corresponding to B are formed. good.
  • the divided regions corresponding to RGB may overlap.
  • FIG. 31 is a schematic diagram showing a configuration example of the emission section 11 and image data according to another embodiment.
  • the configuration in which the viewpoint image 30 is displayed in all directions on the screen 12 has been mainly described.
  • the image may be displayed only in a part of the angular range of the screen 12.
  • FIG. 31A is an example in which display pixels are brought together to limit the display range 26 in which the viewpoint image 30 is displayed.
  • a viewpoint image 30 is displayed toward a display range 26 on the lower side of the screen 12 in the figure.
  • the viewpoint image 30 projected from the emitting unit 11 (not shown) onto the reflecting mirror 13 indicated by the dotted line area does not need to be an image centered on the optical axis O, and as shown in FIG. It can be set so that the image light 1 can be projected onto the display range 26 on the screen 12 .
  • an image is constructed by maximizing the fan-shaped viewpoint image 30 to be displayed in the display range 26 within the frame 32 (the display area in the image data 31), and is emitted toward the reflection mirror 13.
  • the output axis from the output unit 11 is shifted from the optical axis O so that the image is closer to one side of the screen 12, for example.
  • a light modulation element such as a DMD
  • the reflecting mirror 13 or the like having the above-mentioned rotating reflecting surface as is.
  • the viewpoint image 30 is emitted around the optical axis O, it is also possible to use a free-form mirror to bring the display pixels closer to one side. In this way, in FIG. 31A, it is possible to maximize the viewpoint image 30 for the limited display range 26 within the frame, so it is possible to improve the resolution of image display on the screen 12.
  • each angle control section 22 when displaying an image in color, it can be realized by the above-described RGB time division drive and the configuration of the HOE for each color.
  • each angle control section 22 when the angle control section 22 is provided so as to divide the entire circumference of the screen 12 into three as shown in FIG. 31A, each angle control section 22 includes an angle control section 22R for red light, a green light, and a blue light, respectively. 22G and 22B.
  • viewpoint images 30R, 30G, and 30B corresponding to each color of RGB are projected onto angle control units 22R, 22G, and 22B in a time-division manner while being shifted from the optical axis O. This enables high-resolution color stereoscopic display.
  • the viewpoint image 30 is projected by the output section 11 including a plurality of projector units (projector main bodies).
  • the projector unit is configured to be capable of time-division driving to project the viewpoint images 30 in a time-division manner.
  • a viewpoint image 30a is projected onto the irradiation range (frame 32a) of one projector unit
  • a viewpoint image 30b is projected onto the irradiation range (frame 32b) of the other projector unit.
  • the frame 32a is shifted so as to cover the upper half of the reflecting mirror 13 in the figure
  • the frame 32b is shifted so as to cover the lower half of the reflecting mirror 13 in the figure.
  • the frame 32a and the frame 32b are set so as to circumscribe a semicircle that is half of the reflecting mirror 13 in plan view. This allows high-resolution display over the entire circumference.
  • the frame 32a (frame 32b) does not need to circumscribe the semicircle that is half of the reflecting mirror 13, and may be set to cover a part of the semicircle, for example, as shown in FIG. 31A. Furthermore, the frame 32a and the frame 32b may overlap, or may be set to a larger size than that in FIG. 31B.
  • FIG. 31C is an example using an optical system that distorts a rectangular frame into a fan shape.
  • the output section 11 is provided with a projection optical system (projection lens, etc.).
  • the upper diagram in FIG. 31C is a rectangular viewpoint image 30 that enters the projection optical system.
  • the lower diagram in FIG. 31C is the viewpoint image 30 distorted by the projection optical system. In this way, by distorting the image in advance with the projection optical system, it is possible to eliminate the difference in resolution between the upper and lower sides when the image is projected onto the screen 12.
  • FIG. 32 is a schematic diagram showing a configuration example of a screen according to another embodiment.
  • FIG. 32 shows a list of screens 12 using HOE.
  • a group using a transmission type HOE20 (1) to (4)
  • a group using a reflective type HOE21 (5) to (8)
  • a hybrid type group using two types of HOE. ((9) to (12)) are shown, respectively.
  • the group using the transmission type HOE 20 and the group using the reflection type HOE 21 a convergent type and a divergent type are illustrated. Note that these two groups also include a spreading function in each HOE.
  • the hybrid type group a convergence type using the reflective HOE 21 and a convergence type using the transmission type HOE 20 are illustrated.
  • the screen 12l shown in (1) of FIG. 32 converges the image light 1 to a convergence position F using a transmission type HOE 20.
  • This is the same type of screen 12 as described with reference to FIG. 2 and the like, and is a screen 12 that can display the entire viewpoint image 30 at the same time.
  • Screens 12m, 12n, and 12o shown in (2), (3), and (4) of FIG. 32 diverge image light 1 using a transmission type HOE 20.
  • the viewpoint images 30 can be displayed in a time-sharing manner.
  • the side from which the image light 1 is emitted when the screen 12 is stationary will be referred to as the front side of the screen 12, and the opposite side will be referred to as the back side of the screen 12.
  • the lower side in the figure is the front side
  • the upper side in the figure is the back side.
  • the screens 12m, 12n, and 12o are each provided with an angle control section 22 of a similar size on the front side.
  • a starting point position G which is a starting point for emitting the image light 1 is set on the back side.
  • the starting position G is set on the screen on the back side.
  • the starting position G is set inside the screen.
  • the angular range of the image light 1 spreading around the starting point G becomes wider.
  • the screens 12p, 12q, and 12r shown in (5), (6), and (7) of FIG. 32 converge the image light 1 using the reflective HOE 21.
  • the screens 12p, 12q, and 12r are each provided with an angle control section 22 of a similar size on the back side. These angle control units 22 are of a reflective type, and control the direction of reflection when reflecting incident light.
  • the convergence position F of the image light 1 is set on the front side.
  • the convergence position F is set on the front screen.
  • the convergence position F is set inside the screen.
  • the angle at which the image light 1 is bent from the angle control unit 22 toward the convergence position F increases.
  • the screen 12s shown in (8) of FIG. 32 uses a reflective HOE 21 to diverge the image light 1 from the starting position G.
  • the starting point G is set on the back side, and the image light 1 reflected by the angle control unit 22 is emitted as it is to diverge.
  • the screens 12t, 12u, and 12v shown in (9), (10), and (11) in FIG. 32 converge the image light 1 using a reflective HOE 21.
  • the screens 12t, 12u, and 12v are each provided with an angle control section 22 of a similar size on the back side.
  • the convergence position F of the image light 1 is set on the front side. In the screen 12q, the convergence position F is set on the front screen.
  • the convergence position F is set inside the screen.
  • the reflective HOEs 21 of the screens 12t, 12u, and 12v are not provided with a diffusion function. Therefore, a transmission type HOE 20 having an anisotropic diffusion function is placed on the front side of the screen through which the reflection type HOE 21 passes.
  • images are displayed on the transmissive HOE 20 on the front side of the screen 12.
  • the screen 12w shown in (12) of FIG. 32 converges the image light 1 using a transmission type HOE 20a.
  • the transmission type HOE 20a that converges this image light 1 is not provided with a diffusion function.
  • a transmission type HOE 20b having an anisotropic diffusion function is bonded to the outside of the transmission type HOE 20a.
  • the functions of convergence and diffusion may be realized using the two transmission type HOEs 20a and 20b.
  • the method of configuring the screen 12 using the transmissive HOE 20 or the reflective HOE 21 is not limited.
  • FIG. 33 is a schematic diagram for explaining a method of displaying the viewpoint image 30 using the diverging screen 12.
  • the emission angles are set for the plurality of divided regions 23 constituting the angle control unit 22 so that the image light 1 emitted from each divided region 23 converges or diverges in a horizontal plane.
  • the viewpoint image 30 is This section explains how to display the . Not determined.
  • the diagram on the left side of FIG. 33 is a schematic diagram showing how the screen 12m rotates, and shows the optical paths of five types of image light 1 that pass through the screen 12m and diverge. For example, at time t1, image light 1 passing through the leftmost optical path in the figure passes through viewpoint P. Similarly, at times t2, t3, t4, and t5, the image light 1 passing through the second, third, fourth, and fifth optical paths from the left passes through the viewpoint P, respectively. In this way, when focusing on a certain viewpoint P, each image light 1 emitted in a diverging manner from each divided area 23 of the angle control unit 22 always changes during one rotation of the screen 12 as the screen 12 rotates. It will pass through viewpoint P once.
  • the diagram on the right side of FIG. 33 is a schematic diagram simultaneously displaying the optical path of the image light 1 that has passed through the viewpoint P from time t1 to t5.
  • the optical path becomes the same as when the viewpoint image 30 displayed on the screen 12 is converged on the viewpoint P (see FIG. 2B).
  • the divided regions 23 corresponding to the second, third, fourth, and fifth optical paths from the left are divided into the divided regions 23 of the viewpoint image 30 corresponding to the viewpoint
  • the corresponding divided image 34 is displayed.
  • FIG. 34 is a schematic diagram showing a physical slit for adjusting the diffusion angle.
  • a physical slit for adjusting the diffusion angle.
  • FIG. 34 an example will be described in which physical slits are applied to a type of screen 12 that converges the image light 1 on the screen 12, as shown in (6) of FIG.
  • a reflective HOE 21 is provided on the back side of the screen (upper side in the figure). The image light 1 reflected by the reflective HOE 21 is converged at one end on the screen on the front side, and then diverges and is emitted.
  • a physical slit 49 is provided at the convergence position on the front side.
  • the physical slit 49 is a vertically long slit that is provided along the vertical direction, allows light to pass through in the center, and blocks light on both sides.
  • the physical slit 49 for example, it becomes possible to adjust the distribution of the diffused light diffused by the reflective HOE 21 more narrowly.
  • the diffusion distribution of the image light 1 emitted from the right end of the reflective HOE 21 is schematically illustrated by a gray area.
  • This diffusion distribution is wider than the slit width of the physical slit 49. Therefore, in the image light 1 emitted from the right end of the reflective HOE 21, only the component that can pass through the physical slit 49 passes, and the other components are blocked by the shielding portions on both sides. This makes it possible to narrow the beam width in the horizontal plane. Therefore, even if the manufacturing precision of the reflective HOE 21 serving as a reflective diffusion screen is low, it is possible to display images with sufficiently suppressed crosstalk.
  • FIG. 35 is a schematic diagram showing an example of divided regions having different angle components in the vertical direction.
  • the emission angles are set for the plurality of divided regions 23 so that the angular components (azimuth angle components) in the horizontal plane are different from each other, and the angular components (elevation angle components) with respect to the horizontal plane are set constant.
  • the screen 12 may be configured such that the elevation angle component of the emission angle is distributed so that the emission angle also changes in the vertical direction.
  • a rectangular divided region 23 extending in the vertical direction is provided.
  • the emission angle is set using three consecutive divided regions 23 as a set.
  • the azimuth angle components of the emission angle are all set to the same value.
  • the elevation angle components of the emission angle are set to different values.
  • an elevation component T (Top) that goes diagonally upward with respect to the horizontal plane an elevation component C (Center) that is approximately parallel to the horizontal plane, and an elevation component B (that goes diagonally downward with respect to the horizontal plane) Bottom) are set respectively.
  • elevation angle components B, T, and C are set in order from the left.
  • the azimuth angle component of the output angle is set to be different for each set.
  • a set of three divided areas realizes a convergence type screen 12y in which the image light 1 converges on a horizontal plane.
  • the screen 12y distributes and displays images in the horizontal direction to viewpoints in the vertical direction.
  • This makes it possible to display the viewpoint image 30 also from the viewpoint P that observes the screen 12y from above or below.
  • This makes it possible to provide motion parallax in the vertical direction, making it possible to realize a natural three-dimensional image.
  • a plurality of divided regions 23 are provided which are divided into a grid pattern in the circumferential direction and the vertical direction.
  • the azimuth angle component of the emission angle differs for each vertical line. Therefore, in divided regions included in the same vertical line, the azimuth angle component of the emission angle is the same, but when the line changes, the azimuth angle component is different.
  • the elevation angle component of the emission angle is set to change periodically for each horizontal line.
  • the elevation angle component of the emission angle is set for each line in the order of C, T, and B from the top of the screen 12z.
  • the screen 12z divides the vertical video and distributes it to the vertical viewpoints for display. Even with such a configuration, it is possible to display the viewpoint image 30 from the viewpoint P that observes the screen 12z from above or below. Furthermore, it is possible to increase the resolution in the circumferential direction compared to the case where images are distributed in the horizontal direction as shown in FIG. 35A. This makes it possible to realize high-quality stereoscopic display.
  • a lattice-like divided area 23 is formed in which the elevation angle component of the emission angle is distributed, but the invention is not limited to this.
  • divided regions 23 in a staggered pattern or divided regions 23 in a random pattern whose arrangement is slightly shifted may be provided.
  • the divided regions 23 are arranged offset from each other, when the divided regions 23 are rotated, unevenness in brightness, etc. in the inner portions and boundary portions of the divided regions 23 are averaged out, and transparency is improved.
  • FIG. 36 is a schematic diagram showing another example of the screen 12 in which the emission angle changes in the vertical direction.
  • the screen 12 is formed with three angle control parts 22t, 22c, and 22b.
  • each angle control section 22 is formed without any gap over an angular range of 120 degrees, but there may be a gap between the angle control sections 22.
  • FIG. 36B is a schematic diagram showing the elevation angle component of the exit angle of the image light 1 incident on the angle control units 22t, 22c, and 22b.
  • a plurality of divided regions 23 are formed in the angle control section 22t, each having an elevation angle component T directed diagonally upward with respect to the horizontal plane.
  • a plurality of divided regions 23 are formed in the angle control section 22c, each having an elevation angle component C substantially parallel to the horizontal plane.
  • a plurality of divided regions 23 are formed in the angle control section 22b, in which an elevation angle component B directed obliquely downward with respect to the horizontal plane is set. Further, as shown in FIG. 36C, the angle control units 22t, 22c, and 22b are configured to converge the image light 1 incident on each divided area 23.
  • a system for detecting the observer's observation position (viewpoint P) or the like may be used to perform stereoscopic display according to the observer's actual viewpoint.
  • a system such as a face tracking sensing system (face tracking) or an eye tracking sensing system (gaze tracking) that senses the entire periphery of the screen may be introduced.
  • FIG. 37 is a schematic diagram illustrating how a viewpoint image appears as the vertical position of the viewpoint P changes.
  • the same viewpoint image 30 is displayed regardless of the vertical position of the viewpoint P.
  • a viewpoint image 30 including a 3D object 7 that appears square when viewing the screen 12 from the front is displayed.
  • the viewpoint P moves upward as shown on the right side of FIG. 37A, and the screen 12 is viewed from an angle.
  • the display position of the 3D object 7 may shift, and a distortion that looks like an arc may become noticeable.
  • the viewpoint image 30 is corrected according to the vertical position of the viewpoint P.
  • the position and shape of the viewpoint image 30 are corrected in real time so that the 3D object 7 is localized in real space with the correct shape when viewed diagonally from above.
  • the 3D object 7 when the screen 12 is viewed from above, the 3D object 7 is moved upward, and when the screen 12 is viewed from below, the 3D object 7 is moved downward. Furthermore, the 3D object 7 is corrected according to the vertical angle of the viewpoint P so that arc-shaped distortion is eliminated. By performing such correction, the display position of the 3D object 7 does not change when viewing the screen 12 from the front (the left side of FIG. 37B) and when viewing it diagonally from above (the right side of FIG. 37B), making it unnatural. No distortion occurs. This makes it possible to realize a natural and realistic stereoscopic display.
  • a reflecting mirror with a reflecting surface formed by a paraboloid was used.
  • the shape of the reflective surface is not limited, and any reflective surface that can reflect image light in accordance with the shape of the screen, for example, may be used.
  • the reflective surface may be configured as an aspheric surface (such as a free-form surface) different from a paraboloid.
  • the free-form surface is configured, for example, to make the incident angle of image light with respect to the screen substantially constant.
  • Such a curved surface can be designed based on, for example, optical path simulation.
  • the incident angle is not limited to being approximately constant, and the reflecting surface may reflect the image light so that the incident angle is distributed within a predetermined angle range.
  • image light is incident on the screen at different angles of incidence in the vertical direction.
  • an optical element that refracts the image light may be used to make the image light enter the screen.
  • a transmissive optical element such as a Fresnel lens, it is possible to control the traveling direction of the image light so that it is incident on the screen.
  • a method of controlling the rotation of the screen by the rotation mechanism has been described as a method of synchronizing the image display using the image light and the rotation of the screen.
  • the timing at which viewpoint images are displayed may be controlled in accordance with the rotation of the screen.
  • both the timing of displaying the viewpoint image and the rotation of the screen may be controlled so that the viewpoint image is displayed appropriately.
  • FIG. 38 is a perspective view showing an example of the configuration of an image display device.
  • FIG. 39 is a plan view of the image display device shown in FIG. 38.
  • FIG. 40 is a bottom view of the image display device shown in FIG. 38.
  • FIG. 41 is a side view of the image display device shown in FIG. 38.
  • FIG. 42 is a perspective view of a screen unit installed in the image display device shown in FIG. 38.
  • FIG. 43 is a plan view of the screen unit shown in FIG. 42.
  • FIG. 44 is a side view of the screen unit shown in FIG. 42.
  • the image display device 300 shown in FIG. 38 includes a pedestal 310, a screen 312, a reflective mirror 313, and a cover section 315. Further, inside the image display device 301, an emitting section and a rotation mechanism (not shown) are provided.
  • the pedestal 310, the screen 312, the reflective mirror 313, and the cover part 315 are configured in the same manner as the pedestal 10, screen 12, reflective mirror 12, cover part 15, etc. described above, for example.
  • the screen 312 and the cover section 315 constitute a screen unit 320.
  • the screen unit 320 is a part that displays an image to an observer who views the image display device 301, and connects a cylindrical screen 312 with open ends and a cylindrical cover part 315 with open ends on the same axis. It is arranged and configured in the center. Further, the screen 312 and the cover portion 315 are both transparent members. Among these, the screen 312 is rotated by a rotation mechanism, and the cover part 315 is fixed to the base 310 in order to protect the rotating screen 312.
  • the reflective mirror 313 is fixed to the cover part 315 of the screen unit 320, but may be fixed to the screen 312.
  • the screen 312 has an outer diameter of 100 mm and a thickness of 2 mm.
  • the outer diameter of the cover portion 315 is 108 mm, and the thickness is 3 mm.
  • the gap between the screen 312 and the cover part 315 is 1 mm. In this case, since the gap between the screen 312 and the cover part 315 is small, the two-layered feeling of the screen unit 320 is small, and the sense of unity between the screen 312 and the cover part 315 is increased, and the aesthetic appearance can be improved.
  • FIG. 45 is a perspective view showing another example of the configuration of the screen unit.
  • FIG. 46 is a plan view of the screen unit shown in FIG. 45.
  • FIG. 47 is a bottom view of the screen unit shown in FIG. 45.
  • FIG. 48 is a side view of the screen unit shown in FIG. 45.
  • a screen unit 320a shown in FIG. 45 is a modification of the screen unit 320 shown in FIG. 42, and includes a cylindrical screen 312a with both ends open and a cylindrical cover part 315a with a closed top end and an open bottom end. , arranged around the same axis.
  • a circular flat plate-shaped lid portion 316a that closes the upper end of the cover portion 315a may be transparent or opaque.
  • FIG. 49 is a perspective view showing another example of the configuration of the screen unit.
  • FIG. 50 is a plan view of the screen unit shown in FIG. 49.
  • FIG. 51 is a bottom view of the screen unit shown in FIG. 49.
  • FIG. 52 is a side view of the screen unit shown in FIG. 49.
  • a screen unit 320b shown in FIG. 49 is a modification of the screen unit 320 shown in FIG. 42, and includes a cylindrical screen 312b with a closed top end and an open bottom end, and a cylindrical cover portion 315b with both ends open. , arranged around the same axis.
  • the circular flat plate-shaped lid portion 316b that closes the upper end of the screen 312b is transparent.
  • the lid portion 316b may be opaque.
  • FIG. 53 is a perspective view showing another example of the configuration of the image display device.
  • FIG. 54 is a plan view of the image display device shown in FIG. 53.
  • FIG. 55 is a bottom view of the image display device shown in FIG. 53.
  • FIG. 56 is a side view of the image display device shown in FIG. 53.
  • FIG. 57 is a perspective view of a screen unit installed in the image display device shown in FIG. 53.
  • FIG. 58 is a plan view of the screen unit shown in FIG. 57.
  • FIG. 59 is a side view of the screen unit shown in FIG. 57.
  • the image display device 400 shown in FIG. 53 includes a pedestal 410, a screen 412, a reflective mirror 413, and a cover section 415. Further, inside the image display device 401, an emitting section and a rotation mechanism (not shown) are provided.
  • the pedestal 410, the screen 412, the reflective mirror 413, and the cover part 415 are configured in the same manner as the pedestal 10, screen 12, reflective mirror 12, cover part 15, etc. described above, for example.
  • the screen 412 and the cover section 415 constitute a screen unit 420.
  • the screen unit 420 is a part that displays an image to an observer who views the image display device 401, and connects a cylindrical screen 412 with open ends and a cylindrical cover part 415 with open ends on the same axis. It is arranged and configured in the center. Further, the screen 412 and the cover portion 415 are both transparent members. Among these, the screen 412 is rotated by a rotation mechanism, and the cover part 415 is fixed to the base 410 in order to protect the rotating screen 412.
  • the reflective mirror 413 is fixed to the cover part 415 of the screen unit 420, but may be fixed to the screen 412.
  • the screen 412 has an outer diameter of 200 mm and a thickness of 3 mm.
  • the outer diameter of the cover portion 415 is 226 mm, and the thickness is 3 mm.
  • the gap between the screen 412 and the cover part 415 is 10 mm. In this case, since the gap between the screen 412 and the cover part 415 is large, there is a margin for rotational shake of the screen 412, and it is possible to easily avoid contact with the cover part 415. It becomes possible to perform manufacturing easily.
  • “same”, “equal”, “orthogonal”, etc. are concepts that include “substantially the same,” “substantially equal,” “substantially orthogonal,” and the like. For example, states included in a predetermined range (for example, a range of ⁇ 10%) based on “completely the same,” “completely equal,” “completely orthogonal,” etc. are also included.
  • the present technology can also adopt the following configuration.
  • An irradiation target placed at least in part around a predetermined axis and irradiated with image light, wherein the image light is applied to each area where the image light is incident and/or each position where the image light is incident.
  • an irradiation target having at least one angle control unit that emits radiation at different emission angles; a rotation mechanism that rotates the irradiation target around the predetermined axis; an emitting section that emits the image light along the predetermined axis and is capable of switching the image light at intervals shorter than at least a rotation period of the rotation mechanism; an optical section that is arranged to face the emitting section with the predetermined axis as a reference and controls an incident angle of the image light emitted by the emitting section to the irradiation target;
  • An image display device comprising: a control unit that synchronizes image display using the image light and rotation of the irradiation target.
  • the angle control section has a plurality of divided regions that divide the image light incident through the optical section and emit the divided regions at mutually different emission angles.
  • the image display device according to (2), The plurality of divided regions extend in the direction along the predetermined axis in the irradiation target.
  • the image display device according to (2) or (3), The output angle is set in the plurality of divided regions so that angular components in an orthogonal plane perpendicular to the predetermined axis are different from each other.
  • the image display device according to (4), The output angle is set in the plurality of divided regions so that the image light emitted from each divided region converges or diverges within the orthogonal plane.
  • the image display device according to at least one of (2) to (5), The plurality of divided areas are capable of diffusing and emitting the image light at the emission angle set for each, An angular range in which the image light is diffused in the plurality of divided regions is such that an angular range within an orthogonal plane perpendicular to the predetermined axis is smaller than an angular range with respect to the orthogonal plane.
  • the angle control section has a non-diffusion area that is formed between the divided areas adjacent to each other and does not diffuse the image light. The image display device.
  • the image display device has a plurality of angle control units as the at least one angle control unit.
  • Image display device. The image display device according to (8), The plurality of angle control units include an angle control unit for red light, an angle control unit for green light, and an angle control unit for blue light.
  • the image display device. (10) The image display device according to at least one of (2) to (9), The control unit displays the viewpoint image using the image light and rotates the irradiation target so that a viewpoint image corresponding to each viewpoint can be observed from a plurality of viewpoints set around the irradiation target. Image display device that synchronizes with.
  • the image display device according to (10), The plurality of viewpoints are set in a ring shape around the predetermined axis,
  • the angle control unit has a non-diffusion area that is formed between the divided areas adjacent to each other and does not diffuse the image light,
  • the control unit is configured to turn off the image display using the image light when the boundary of the projection section divided by the angular pitch of the plurality of viewpoints and the divided region overlap, and to set the boundary between the projection section and the non-diffusion region to OFF.
  • An image display device that turns on image display using the image light when the images overlap.
  • the image display device according to (10), The plurality of viewpoints are set in a ring shape around the predetermined axis, The viewpoint image is an image in which a display area where an image is displayed and a non-display area where the image is not displayed are set within the angular pitch of the plurality of viewpoints, The control unit turns off the image display using the image light when the boundary of the divided area and the display area overlap, and turns off the image display using the image light when the boundary of the divided area and the display area do not overlap. Turn on the image display device. (13) The image display device according to at least one of (1) to (12), The irradiation target is a screen using a holographic optical element. Image display device.
  • the image display device according to at least one of (1) to (13), The irradiation target has light transmittance. Image display device.
  • the image display device (15) The image display device according to at least one of (1) to (14), The optical section makes the incident angle of the image light with respect to the irradiation target substantially constant.
  • the image display device according to at least one of (1) to (15), further comprising: An image display device comprising: a light-transmissive cover portion arranged to surround the irradiation target.
  • the image display device according to (16), The optical section is fixed to the cover section. Image display device.
  • the image display device according to at least one of (1) to (17), The emission section and the rotation mechanism are arranged on the same side when viewed from the irradiation target.
  • the image display device according to at least one of (1) to (18),
  • the rotation mechanism includes a hollow motor that rotates around the predetermined axis, At least a portion of the emission section is disposed within an opening of the hollow motor.
  • Image display device (20)
  • the image display device according to at least one of (1) to (19),
  • the irradiation target has a cylindrical shape with the predetermined axis substantially as the central axis. The image display device.

Abstract

本発明の画像表示装置（１００）は、照射対象物（１２）と、回転機構（１４）と、出射部（１１）と、光学部（１３）と、制御部とを具備する。照射対象物（１２）は、所定の軸（Ｏ）の周囲の少なくとも一部に配置されて画像光が照射され、画像光が入射する領域及び又は前記画像光が入射する位置ごとに画像光を互いに異なる出射角度で出射する少なくとも１つの角度制御部を有する。回転機構（１４）は、所定の軸（Ｏ）を中心に照射対象物（１２）を回転させる。出射部（１１）は、所定の軸（Ｏ）に沿って画像光を出射し、少なくとも回転機構（１４）の回転周期よりも短い間隔で画像光を切り替え可能である。光学部（１３）は、所定の軸（Ｏ）を基準として出射部（１１）に対向して配置され、出射部（１１）により出射された画像光の照射対象物（１２）に対する入射角度を制御する。制御部は、画像光による画像表示と照射対象物（１２）の回転とを同期させる。

Description

画像表示装置
　本技術は、裸眼での立体表示が可能な画像表示装置に関する。
　従来、スクリーンを観察する観察者の視点ごとに視点画像を表示して、立体表示を実現する技術が知られている。例えば特許文献１には、平板状のスクリーンを回転させることで立体映像を表示する表示装置が記載されている。この表示装置では、平板状のスクリーンの下側に、回転軸を中心としてリング状の多角形ミラーが配置される。この多角形ミラーに対してプロジェクタからコマ映像が投影される。投影されたコマ映像は、多角形ミラーにより反射されて回転するスクリーンに表示される。これにより異なる視点から異なる側面を観察可能な立体映像が形成される（特許文献１の明細書段落［００２４］［００２５］図１等）。
特開２００６－０１０８５２号公報
　上記したように、平板状のスクリーンを回転させて立体表示を行う方法では、スクリーンの回転軸の近くでは透過性が低下するとともに、画質が劣化する可能性がある。また回転機構を中心に設ける必要があるため、例えばプロジェクタからの投射距離が長くなり結果として装置サイズが大きくなることが考えられる。
　以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、小型でありながら高品質な立体表示を実現することが可能な画像表示装置を提供すること。
　上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る画像表示装置は、照射対象物と、回転機構と、出射部と、光学部と、制御部とを具備する。
　前記照射対象物は、所定の軸の周囲の少なくとも一部に配置され画像光が照射される照射対象物であって、前記画像光が入射する領域及び又は前記画像光が入射する位置ごとに前記画像光を互いに異なる出射角度で出射する少なくとも１つの角度制御部を有する。
　前記回転機構は、前記所定の軸を中心に前記照射対象物を回転させる。
　前記出射部は、前記所定の軸に沿って前記画像光を出射し、少なくとも前記回転機構の回転周期よりも短い間隔で前記画像光を切り替え可能である。
　前記光学部は、前記所定の軸を基準として前記出射部に対向して配置され、前記出射部により出射された前記画像光の前記照射対象物に対する入射角度を制御する。
　前記制御部は、前記画像光による画像表示と前記照射対象物の回転とを同期させる。
　この画像表示装置では、所定の軸に沿って出射部から出射された画像光が光学部を介して所定の軸の周囲の少なくとも一部に配置され、所定の軸を中心に回転する照射対象物に入射する。照射対象物には、画像光が入射する領域及び又は位置ごとに画像光を異なる方向に出射する角度制御部が設けられ、画像光による画像表示と照射対象物の回転とが同期される。画像光を適宜切り替えて出射することで、様々な視点に向けて画像が表示される。これより、所定の軸を含む中心部分は空洞となり、小型でありながら高品質な立体表示を実現することが可能となる。
本技術の第１の実施形態に係る画像表示装置の構成例を示す概略図である。 スクリーンに設定される出射角度の特性を示す模式図である。 スクリーンによる拡散角度の特性を示す模式図である。 画像表示装置の機能的な構成例を示すブロック図である。 画像データの一例を示す模式図である。 画像表示装置による立体表示動作の概要を説明する模式図である。 視点画像を表示する角度制御部の動作例を示す模式図である。 角度制御部を構成する分割領域の動作例を示す模式図である。 分割領域の構成例を示す模式図である。 分割領域とクロストークの関係について説明する模式図である。 分割領域及び非拡散領域を含むスクリーンによる画像表示の一例を示す模式図である。 図１１に示す分割領域及び非拡散領域を含むスクリーンを用いた表示制御の一例を示す模式図である。 表示領域及び非表示領域を含む視点画像による画像表示の一例を示す模式図である。 図１３に示す表示領域及び非表示領域を含む視点画像を用いた表示制御の一例を示す模式図である。 分割領域及び非拡散領域を含むスクリーンと、表示領域及び非表示領域を含む視点画像とによる画像表示の一例を示す模式図である。 隙間なく分割領域が形成されたスクリーンによる画像表示の一例を示す模式図である。 出射角度が連続して変化するスクリーンによる画像表示の一例を示す模式図である。 黒ストライプ領域の位置を調整する方法について説明する模式図である。 カバー部の構成例を示す模式図である。 反射ミラーの配置例を示す模式図である。 スクリーンとカバー部との断面構成例を示す模式図である。 回転機構の構成例を示す模式図である。 回転ブレ抑制機構の構成例を示す模式図である。 回転ブレ抑制機構の構成例を示す模式図である。 反射低減部材の構成例を示す模式図である。 出射部の構成例を示す模式図である。 第２の実施形態に係る画像表示装置の構成例を示す模式図である。 第３の実施形態に係るスクリーンの構成例を示す模式図である。 複数の角度制御部が設けられたスクリーンにおいて黒ストライプ領域の位置を調整する方法について説明する模式図である。 第４の実施形態に係るカラー表示用のスクリーンの構成例を示す模式図である。 カラー表示用のスクリーンの他の構成例を示す模式図である。 他の実施形態に係る出射部と画像データの構成例を示す模式図である。 他の実施形態に係るスクリーンの構成例を示す模式図である。 発散型のスクリーンを用いて視点画像を表示する方法について説明するための模式図である。 拡散角度を調整する物理スリットを示す模式図である。 垂直方向の角度成分が異なる分割領域の一例を示す模式図である。 上下方向に出射角度が変化するスクリーンの他の例を示す模式図である。 視点の上下位置の変化に伴う視点画像の見え方について説明する模式図である。 画像表示装置の構成例を示す斜視図である。 図３８に示す画像表示装置の平面図である。 図３８に示す画像表示装置の底面図である。 図３８に示す画像表示装置の側面図である。 図３８に示す画像表示装置に搭載されたスクリーンユニットの斜視図である。 図４２に示すスクリーンユニットの平面図である。 図４２に示すスクリーンユニットの側面図である。 スクリーンユニットの他の構成例を示す斜視図である。 図４５に示すスクリーンユニットの平面図である。 図４５に示すスクリーンユニットの底面図である。 図４５に示すスクリーンユニットの側面図である。 スクリーンユニットの他の構成例を示す斜視図である。 図４９に示すスクリーンユニットの平面図である。 図４９に示すスクリーンユニットの底面図である。 図４９に示すスクリーンユニットの側面図である。 画像表示装置の他の構成例を示す斜視図である。 図５３に示す画像表示装置の平面図である。 図５３に示す画像表示装置の底面図である。 図５３に示す画像表示装置の側面図である。 図５３に示す画像表示装置に搭載されたスクリーンユニットの斜視図である。 図５７に示すスクリーンユニットの平面図である。 図５７に示すスクリーンユニットの側面図である。
　以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
　＜第１の実施形態＞
　［画像表示装置の構成］
　図１は、本技術の第１の実施形態に係る画像表示装置の構成例を示す概略図である。図１Ａは、画像表示装置１００の外観を示す斜視図である。図１Ｂは、画像表示装置１００の構成を模式的に示す断面図である。
　本実施形態では、画像表示装置１００が配置される面（ＸＹ平面）の方向を水平方向、それに垂直な方向（Ｚ方向）を上下方向として説明を行う。もちろん画像表示装置１００が配置される向きにかかわらず、本技術は適用可能である。
　画像表示装置１００は、台座１０と、出射部１１と、スクリーン１２と、反射ミラー１３と、回転機構１４と、カバー部１５と、図示しないコントローラ１９（図４参照）とを有する。
　画像表示装置１００では、出射部１１から出射された画像光１が反射ミラー１３を介して回転機構１４により回転されるスクリーン１２に入射する。
　スクリーン１２は、画像光１が入射する領域（又は画像光１が入射する位置）ごとに、入射した画像光１を互いに異なる出射角度で出射するように構成される。また画像表示装置値１００では、コントローラ１９により、画像光１による画像表示とスクリーン１２の回転とが同期される。このような構成により、様々な視点に対して個別に画像を表示することが可能となる。スクリーン１２の構成やコントローラ１９の動作については後述する。
　画像表示装置１００は、各視点に応じた視点画像を表示することで立体表示を実現する装置である。図１には、視点画像により形成される立体表示の一例として立方体の画像が模式的に図示されている。
　以下では、画像表示装置１００の各部の構成について具体的に説明する。
　台座１０は、画像表示装置１００の下方の部分に設けられる。台座１０は、図示しない任意の保持機構により、出射部１１、回転機構１４、カバー部１５を保持する。また台座１０には、図示しないバッテリー等の電源供給源やスピーカ、その他画像表示装置１００の動作に必要な素子等が適宜設けられる。図１では円筒形状の台座１０が用いられている。台座１０の形状等は限定されず、例えば直方体等の任意の形状が用いられてよい。
　出射部１１は、円筒形状の台座１０の略中心の位置に、上方に向けて設置される。出射部１１は、上下方向（Ｚ方向）に延在する光軸Ｏに沿って、画像を構成する画像光１を出射する。本実施形態では、光軸Ｏは、所定の軸に相当する。
　図１Ｂには、光軸Ｏを含む任意の面方向で切断した画像表示装置１００の断面が図示されている。出射部１１は、光軸Ｏに沿って画像光１を放射状に出射する。従って図１Ｂに示すように、光軸Ｏを含む任意の面においては、出射部１１からは所定の画角で画像光１が出射される。図１Ｂでは、画像光１が通過する光路の一例として、光軸Ｏに近い内側の光路と、光軸Ｏから離れた外側の光路とが模式的に図示されている。
　出射部１１は、少なくとも回転機構１４の回転周期よりも短い間隔で画像光１を切り替え可能である。すなわち、出射部１１は、スクリーン１２が１回転する間に少なくとも１回は画像を切り替えることが可能なように構成される。典型的には、スクリーン１２が１回転する間に数十回～数百回、画像光１（画像）が切り替えられる。このように、スクリーン１２は、高いフレームレートで画像を切り替える高速プロジェクタである。
　例えば出射部１１として、レーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、蛍光体光源等を用いた発光素子と、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）用いた光変調素子を有する投射装置（プロジェクタ）が用いられる。すなわち、ＬＤ＋ＤＭＤ、ＬＥＤ＋ＤＭＤ、蛍光体光源＋ＤＭＤといった構成のプロジェクタが用いられる。ＤＭＤを用いることで高いフレームレートを実現することが可能である。
　また出射部１１として、ＯＬＥＤ（有機ＬＥＤ）、μＬＥＤ、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）等のアレイからなる自発光パネルを用いてもよい。この場合、画像光１を投射する投射光学系が設けられる。
　出射部１１は、単色の画像光１を出射する構成でもよいし、ＲＧＢの各色に対応した画像光１をそれぞれ出射する構成でもよい。
　本実施形態では、主に出射部１１により単色の画像光１が出射される場合について説明する。また出射部１１は、単一のＤＭＤにより構成されるものとする。
　なお、複数のＤＭＤを用いて出射部１１を構成することも可能である。画像光１が単色である構成では、例えば３つのＤＭＤを用いることで、各ＤＭＤに要求されるフレームレートを単一のＤＭＤを用いた場合と比べて１／３にすることが可能となる。このように、複数のＤＭＤを用いることで、各ＤＭＤのフレームレートの負担を軽減することが可能となる。
　この他、必要なフレームレートで画像を切替え可能であれば、任意のプロジェクタが用いられてよい。例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）、反射型液晶、透過型液晶等を用いた光変調素子を備えるプロジェクタが用いられてもよい。
　出射部１１には、この他にも各種の光学素子が搭載される。
　例えば投射光学系として、投射レンズ等が設けられる。投射レンズは、例えば非球面レンズを含むレンズ群であり、光軸Ｏに沿って出射される投射光（画像光１）の角度制御を行う。投射レンズを適宜構成することで、例えば後述する反射ミラー１３を介してスクリーン１２全面にフォーカスを合わせるといったことも可能である。
　また出射部１１には、画像光１の偏光を制御する偏光素子が設けられてもよい。偏光素子としては、直線偏光、ラジアル偏光、アジマス偏光等を実現する素子が用いられる。例えばスクリーンに入射する際の偏光方向を適宜制御することで、スクリーン１２表面での反射率を下げ、輝度を向上することが可能である。
　また出射部１１には、狭帯域バンドパスフィルタ等の画像光１のスペクトルの波長幅を制御する素子が設けられてもよい。後述するように、スクリーン１２を構成するＨＯＥは、波長依存性の高い光学素子である。例えば画像光１のスペクトルの波長幅をＨＯＥの回折スペクトルの波長幅よりも小さくすることで、ほとんどの光をＨＯＥで回折することが可能となり、ＨＯＥにおける光利用効率を向上することが可能となる。
　スクリーン１２は、光軸Ｏの周囲の全周にわたって配置される。またスクリーン１２は、円筒形状である。本実施形態では、スクリーン１２（円筒形状）の中心軸と出射部１１の光軸Ｏとが略一致するようにスクリーン１２が設けられる。スクリーン１２の直径や高さ等は適宜設定されてよい。本実施形態では、スクリーン１２は、照射対象物に相当する。
　スクリーン１２は、例えば円筒形状の透明基材に光学機能を付与した部材である。ここでは、主にスクリーン１２（透明基材）の内周面及び外周面がともに円筒面である場合について説明する。この場合、スクリーン１２の内周面及び外周面のいずれにもテーパーが形成されていない形状となり、デザイン性の高いスクリーン１２を実現可能である。
　なお、スクリーン１２の内周面又は外周面の少なくとも一方に、抜きテーパーが形成されてもよい。抜きテーパーは射出成形された透明基材を型から抜き取るためのテーパーである。抜きテーパーの角度は、例えば０．１°～３°程度に設定される。この場合、射出成形を用いた大量生産が可能となり、装置のコストを抑えることが可能となる。
　スクリーン１２は、典型的にはホログラフィック光学素子（ＨＯＥ：Holographic Optical Element）を用いて構成される。すなわちスクリーン１２は、ホログラフィック光学素子（ＨＯＥ）を用いたスクリーンである。
　ＨＯＥは、干渉縞により光を回折する光学素子である。ここでは、ＨＯＥを構成する材料の内部に干渉縞が記録された体積型のＨＯＥが用いられる。また干渉縞を記録する材料としては、フォトポリマー（感光材料等）やＵＶ硬化樹脂等を用いることが可能である。これらの材料に干渉縞を適宜記録することで、所望とする光学的な機能を持ったＨＯＥを構成することが可能である。
　スクリーン１２は、例えば透明な円筒基材にＨＯＥが形成される光学フィルムを貼合して構成される。この場合、スクリーン１２に光学フィルムの継ぎ目が形成されてもよい。後述するようにスクリーン１２は回転するため、観察者にとって継ぎ目はほとんど気にならない。光学フィルムを貼合する方法により、スクリーン１２の製造コストを抑えることが可能である。
　また透明な円筒基材にＨＯＥが形成される樹脂を塗布することでスクリーン１２を構成することも可能である。この場合、継ぎ目のないスクリーン１２が実現可能であり、例えばスクリーン１２が回転していない状態でも高い透明性を発揮することが可能となる。
　なお図１Ｂでは、スクリーン１２及びカバー部１５の厚さ方向の構造が簡略化されているが、これらの構造については、図２０等を参照して後で具体的に説明する。
　ＨＯＥを作製する際には、例えば２つの方向から参照光と物体光とを入射し、各光が重なり合って発生する干渉縞がフォトポリマー等の材料に記録される。これにより、参照光と同様の波長を持ち参照光と同様の入射角度でＨＯＥに入射する光を回折し、物体光と同様の出射角度で出射するＨＯＥが構成される。これにより、所定の入射角度で入射した所定の波長の光を、選択的に所定の出射角度に出射する光学機能を実現することが可能となる。
　ここで入射角度とは、光が入射する表面（例えばスクリーン１２の内面）の入射ポイントにおける法線方向に対する、光の入射方向（例えば画像光１の光路の方向）の角度である。
　また出射角度とは、光が出射する表面（例えばスクリーン１２の外面）の出射ポイントにおける法線方向に対する、光の出射方向の角度である。なお、後述するように光を拡散して出射する構成では、出射される光の強度が最も高くなる方向が、そのポイントにおける出射方向となる。
　入射角度及び出射角度には、光軸Ｏに直交するＸＹ面を水平面として、水平面内での角度成分（方位角成分）と、水平面に対する角度成分（仰角成分）とが含まれる。本実施形態では、水平面は、直交面に相当する。
　なお、所定の入射角度とは異なる角度からＨＯＥに入射する光は、干渉縞による回折をほとんど受けることなくＨＯＥを通過する。図１に示す例では、スクリーン１２の内側に斜め上方から所定の角度で入射する光が選択的に回折され、それ以外の角度で入射する光はスクリーン１２をほとんど透過する。
　このように、スクリーン１２は光透過性を有する。このため画像表示装置１００の観察者は、例えばスクリーン１２越しに見える反対側の背景等をクリアに観察することが可能となる。これにより、透明度の高いスクリーン１２上で背景に重畳した立体表示等を実現することが可能となる。
　本実施形態では、スクリーン１２は、透過型ＨＯＥ２０を用いて構成される。透過型ＨＯＥ２０は、一方の面から入射した光を回折して、他方の面から出射するＨＯＥである。
　後述するように、本実施形態では、透過型ＨＯＥ２０には、互いに異なる出射角度が設定された複数の分割領域２３が形成される（図２参照）。これにより、スクリーン１２は、画像光１の出射角度を制御する光線制御ＨＯＥスクリーンとなる。また透過型ＨＯＥ２０には、例えば拡散板による拡散光の干渉縞が記録されており、入射した画像光１を拡散する。これらの干渉縞は、１つの透過型ＨＯＥ２０に記録される。
　なお、分割領域２３が形成された透過型ＨＯＥ２０の外側に拡散機能をもつ透過型ＨＯＥ２０を積層してスクリーン１２が構成されてもよい。
　以下では、透過型ＨＯＥ２０のことを単にスクリーン１２と記載する場合がある。
　スクリーン１２の光学機能を実現する方法は限定されない。例えばＨＯＥとは異なる回折光学素子（ＤＯＥ：Diffractive Optical Element）が用いられてもよい。例えば、材料表面の凹凸形状で干渉縞を作るレリーフ型ホログラムを備えるＤＯＥ等を用いてスクリーン１２が構成されてもよい。また例えば、マイクロレンズや、フレネルレンズフィルム等の光を屈折する光学素子を用いてスクリーン１２が構成されてもよい。また微粒子等の散乱体を使って光を拡散するスクリーン１２等が用いられてよい。
　反射ミラー１３は、出射部１１により出射された画像光１を反射する反射面１６を有する。反射ミラー１３は、反射面１６が出射部１１に向くように、光軸Ｏを基準として出射部１１に対向して配置される。
　反射ミラー１３は、出射部１１から出射され反射面１６に入射した画像光１を、スクリーン１２に向けて反射する。
　図１に示すように、本実施形態では、スクリーン１２を囲うように配置されたカバー部１５の上端に反射ミラー１３が固定される。なお、スクリーン１２に反射ミラー１３が固定されてもよい。
　本実施形態では反射面１６は、光軸Ｏを基準とした回転対称な形状を有する。例えば、反射面１６は、放物線の一部を切り出した曲線を光軸Ｏを基準として回転した回転面を含む。回転面は、放物線の凹状である側（放物線の焦点側）が光を反射する側（反射面１６）となるように、また放物線の軸と光軸Ｏとが異なるように構成される。
　本実施形態では、反射面１６は光軸Ｏ上に頂点を有する形状である。すなわち反射面１６は、回転面と光軸Ｏとが交わる点が出射部１１から見て凸状となっている。また反射ミラー１３の断面形状において、光軸Ｏを挟んで左側及び右側の曲線は、出射部１１から見て凹状となる放物線の形状となっている。
　なお、反射ミラー１３は、中心部分（ミラーの先端部分）が平面となるように構成されてもよい。これにより反射ミラー１３の先端部分を装置の外側から見えないようにすることが可能となる。
　反射ミラー１３の具体的な構成等は限定されない。例えば、反射ミラー１３を構成する材料として、アクリル等の樹脂、ガラス、金属等の任意の材料が用いられてよい。例えばこれらの材料に対して、表面粗さＲａ＜０．１μｍ程度となるような鏡面加工を材料表面に施すことにより反射ミラー１３が構成される。この他、例えば加工精度や生産性等に応じて任意の材料が反射ミラー１３に用いられてよい。
　また例えば反射ミラー１３の反射面１６には、アルミや銀等の薄膜を用いた高反射率コーティング等が施されてもよい。これにより反射面１６に入射した画像光１を高い効率で反射することが可能となる。また反射面１６の表面には、ＳｉＯ２膜や重合膜等の薄膜を用いた反射面１６を保護する保護コーティング等が適宜施されてよい。この他、高反射コーティング及び保護コーティング等の材質等は限定されない。
　本実施形態において反射ミラー１３は、出射部１１により出射された画像光１のスクリーン１２に対する入射角度を制御する光学部として機能する。具体的には、反射ミラー１３により、画像光１のスクリーン１２に対する入射角度が略一定に制御される。
　例えば、出射部１１から上方に向けて放射状に出射された画像光１は、反射ミラー１３の反射面１６により、スクリーン１２の全周に向けて放射状に反射される。上記したように反射面１６は、放物線形状の回転面を有する。従って図１Ｂに示すように、反射面１６により反射された画像光１は、スクリーン１２に対する入射角度が略一定となる。例えば図１Ｂに示すように、光軸Ｏを含む断面上では、光軸Ｏを挟んで左側及び右側の反射面１６にて反射された画像光１は、略平行な光としてスクリーン１２に向けて出射される。
　上記したように、スクリーン１２は、所定の入射角度で入射した光を選択的に回折する。反射ミラー１３は、この入射角度でスクリーン１２に画像光１が入射するように、画像光１を反射する。これにより、スクリーン１２の全面にわたって画像光１を所定の入射角度で入射させることが可能となる。この結果、スクリーン１２の全面で回折効率が向上し、明るい画像表示を実現することが可能となる。
　このように、反射ミラー１３は、スクリーン１２に対する画像光１の入射角度を制御する角度制御ミラーであると言える。
　スクリーン１２に対する入射角度は、例えば３０°以上８５°以下の範囲で設定される。入射角度が３０°以上で比較的小さい場合、高さ方向の表示範囲が小さくなる。このため、直径が大きい（高さが低い）スクリーン１２や、円周方向に細長いスクリーン１２等を用いることが可能となる。
　また例えば８５°を超える入射角度では、画像光１が反射されて光の利用効率が急激に低下する。このため、入射角度を８５°以下とすることで、画像光１の利用効率の低下を抑えることが可能である。
　この他、反射ミラー１３の構成は限定されない。例えば、反射面形状は、図１のように回転対称とすることで３６０°の全周表示に対応可能である。また回転対称形状の一部を利用して周方向の範囲を限定して立体表示を行うといったことも可能である。
　回転機構１４は、スクリーン１２に接続し、光軸Ｏを中心にスクリーン１２を回転させる。図１では、回転機構１４として機能する筒状の回転部材１７が模式的に図示されている。回転部材１７は、光軸Ｏが中心軸となるように配置され、光軸Ｏを中心に回転する部材である。回転部材１７には、スクリーン１２の下端が固定される。出射部１１から出射された画像光１は、回転部材１７の開口部分を通過して反射ミラー１３に入射する。
　回転部材１７は、例えば円筒状の部材であり、図示しないモータ等の駆動部により台座１０に対して回転可能に構成される。回転部材１７の外径は、例えばスクリーン１２の直径と同程度に設定され、内径は、画像光１を遮らないような大きさに設定される。
　図１に示すように、本実施形態では、出射部１１及び回転機構１４が、スクリーン１２から見て同じ側に配置される。ここではスクリーン１２の下方に、出射部１１及び回転機構１４がまとめて配置され、スクリーン１２の上方をシンプルに構成することが可能となる。これにより、例えばスクリーン１２を挟んで出射部１１と回転機構１４とが反対側に配置されるような構成と比べて、装置サイズを小型化することが可能となる。
　カバー部１５は、回転するスクリーン１２を保護するためのカバーであり、スクリーンを囲むように配置され、光透過性を有する部材で構成される。図１に示す例では、円筒形状のカバー部１５が用いられる。カバー部１５の内径は、スクリーン１２の直径よりも大きく設定される。カバー部１５の下端は、光軸Ｏが中心軸となるように台座１０に固定され、スクリーン１２の全周を囲む。またカバー部１５の上端には、上記した反射ミラー１３が固定される。
　カバー部１５を設けることで、装置の安全性や防音性が向上する。
　コントローラ１９は、画像光１による画像表示とスクリーン１２の回転とを同期させる。画像表示装置１００では、例えばスクリーン１２が一回転する間に、画像光１により構成される画像が複数回切り替えられてスクリーン１２上に表示される。このとき表示される一連の画像（映像）は、スクリーン１２の回転角度（回転位置）と対応している。例えば一回転あたりの画像の切り替え回数がＮ回である場合、スクリーン１２が一回転する間に各回転角度ωi（ｉ＝１、２、・・・Ｎ）に対応するＮ通りの画像が表示される。コントローラ１９は、Ｎ通りの画像の表示が適正な回転角度で実行されるように同期制御を行う。
　本実施形態では、コントローラ１９は、スクリーン１２を回転させる回転機構１４を制御し、画像光１による画像表示にスクリーン１２の回転を同期する。これらの制御は、後述するように、スクリーン１２を観察する複数の視点に対して、対応する視点画像が適正に表示されるように行われる。
　本実施形態では、コントローラ１９は、制御部に相当する。
　［スクリーンの構成］
　図２は、スクリーン１２に設定される出射角度の特性を示す模式図である。図２Ａは、円筒形のスクリーン１２を平面に展開した模式的な展開図である。図２Ｂは、円筒形のスクリーン１２を水平面でみた模式図である。図２Ｃは、スクリーン１２が回転する様子を水平面でみた模式図である。
　以下では、スクリーン１２に設定される出射角度の特性について説明する。
　図２Ａに示すように、スクリーン１２は、角度制御部２２を有する。
　角度制御部２２は、スクリーン１２に設けられ、スクリーン１２に入射する画像光１の出射角度を制御する部位である。角度制御部２２は、スクリーン１２上の１つの領域内に形成されてもよいし、互いに離間した領域に分けて形成されてもよい。本実施形態では、主に角度制御部２２が１つの領域内にまとまって形成される場合について説明する。
　図２Ａでは、スクリーン１２の展開図の中央に、１つの角度制御部２２が設けられる。
　以下では、スクリーン１２の周方向（展開図の左右方向）における角度制御部２２の中央位置を、スクリーン１２の基準位置Ｓとする。基準位置Ｓは、スクリーン１２上の位置を表す基準となる。
　角度制御部２２は、画像光１が入射する領域ごとに画像光１を互いに異なる出射角度で出射する。ここで、出射角度が異なるとは、同一の入射角度で入射した画像光１を出射する出射角度が異なっていることを意味する。従って、角度制御部２２は、例えば同一の入射角度でスクリーン１２に入射した画像光１の出射角度が領域ごとに異なるように構成される。以下では、互いに異なる出射角度が設定された複数の領域を分割領域２３と記載する。
　例えば同一の光路を通過してスクリーン１２に入射した画像光１であっても、スクリーン１２が回転して画像光１が入射する分割領域２３が変わると、その出射角度が変化する。なお、一つの分割領域２３内では出射角度は変化しない。従って、反射ミラー１３により反射されスクリーン１２に投射される画像光１は、複数の分割領域２３により分割されて異なる出射角度で出射される。
　このように、本実施形態では、角度制御部２２は、反射ミラー１３を介して入射する画像光１を分割して互いに異なる出射角度で出射する複数の分割領域２３を有する。
　例えば、複数の分割領域２３により分割して表示される画像（分割画像）を組み合わせて視点画像を表示することが可能である。また分割領域２３は比較的小さな領域であるため、コンパクトな光学系で高精度なＨＯＥ（干渉縞）を容易に露光することが可能である。
　図２Ａに示すように、本実施形態では、複数の分割領域２３は、スクリーン１２において光軸Ｏに沿う方向に延在するように設定される。ここでは、スクリーン１２の縦方向（展開図の上下方向）が、スクリーン１２において光軸Ｏに沿う方向となる。なお縦方向は、スクリーン１２の周方向に直交する方向である。
　複数の分割領域２３は、スクリーン１２の縦方向に沿って延在する長方形状の領域である。ここでは、各分割領域２３の縦方向の長さは、スクリーン１２の縦方向の長さと一致しているが、例えば縦方向の長さがスクリーン１２よりも短くなるように分割領域２３が構成されてもよい。
　また、各分割領域２３の周方向の長さ（横幅）は、互いに等しく設定されているが、分割領域２３の横幅は個別に設定されてもよい。例えば、各分割領域２３に設定される画像光１の出射角度のうち方位角が大きい分割領域２３ではその横幅は縮小されて見える。これを補正するように出射方位角が大きい分割領域２３の横幅を大きく設定してもよい。
　この他、分割領域２３を設定する方法は限定されない。
　図２Ｂに示すように、本実施形態では、複数の分割領域２３には、光軸Ｏと直交する水平面内（ＸＹ面）の角度成分が互いに異なるように出射角度が設定される。上記したように、スクリーン１２から出射される画像光１の出射角度には、水平面内での角度成分である方位角成分φと、水平面に対する角度成分である仰角成分θとが含まれる。このうち、各分割領域２３は、方位角成分φが異なるようにそれぞれ構成される。
　図２Ｂには、スクリーン１２から出射した画像光１の水平面における出射ベクトル３（光路）が点線の矢印をもちいて模式的に図示されている。ここで、水平面において、画像光１の出射位置におけるスクリーン１２の法線ベクトル４と画像光１の出射ベクトル３との間の角度が、出射角度の方位角成分φとなる。
　図２Ｂには、基準位置Ｓを通る出射ベクトル３を中心に５つの出射ベクトル３が図示されている。これら５つの出射ベクトル３の起点（画像光１の出射位置）は、それぞれ異なる分割領域２３上の点であり、方位角成分φがそれぞれ異なっている。なお、本実施形態では、各分割領域２３に設定される出射角度の仰角成分θは、互いに同じ値に設定される。
　このように、複数の分割領域２３は、画像光１を縦方向に沿ってライン状に分割し、分割された画像光１を水平面において異なる方向に出射する。
　例えば、スクリーン１２に向かう１つの光路を考えると、その光路はスクリーン１２の回転に伴い次々に異なる分割領域２３と交差することになる。従ってライン状に分割された画像光１は、次々と異なる出射角度で出射されることになる。これにより、例えば３６０°の全方位から観察可能な立体表示を容易に実現することが可能となる。
　また図２Ｂに示す複数の分割領域２３には、水平面内において各分割領域２３から出射される画像光１が収束するように出射角度が設定される。すなわち、各分割領域２３における出射角度の方位角成分φは、各分割領域２３を起点とする出射ベクトル３が収束するように設定される。ここでは、スクリーン１２の周りに水平面上の収束位置Ｆが設定され、各分割領域２３からの出射ベクトル３が収束位置Ｆを通過するように方位角成分φが設定される。なお収束位置Ｆは、例えば水平面上の位置である。例えば収束位置Ｆを通りＺ方向に延びる直線状の領域が、各分割領域２３から出射された画像光１が収束する領域となる。
　図２Ｂでは、水平面において光軸Ｏと基準位置Ｓとを通る直線上に収束位置Ｆが設定されるが、これに限定されず、各分割領域２３からの画像光を収束可能な任意のポイントに収束位置Ｆが設定されてもよい。また光軸Ｏから収束位置Ｆまでの距離は、スクリーン１２のサイズや想定される観察距離等に応じて適宜設定される。
　このように、各分割領域２３から出射される画像光１を収束させる構成では、例えば収束位置Ｆからスクリーン１２を見た場合に、複数の分割領域２３（角度制御部２２）に投射される画像を同時に観察することが可能となる。
　図２Ｃには、図２Ｂに示すスクリーン１２が時計回りに回転する様子が模式的に図示されている。ここでは、スクリーン１２を観察する観察者の視点Ｐを想定して、スクリーン１２の周囲に複数の視点Ｐが設定される。
　複数の視点Ｐは、光軸Ｏを中心に環状に設定される。また各視点Ｐの光軸Ｏからの距離は、光軸Ｏから収束位置Ｆまでの距離に設定される。すなわち、各視点Ｐは、収束位置Ｆと重なるように設定される。この場合、各視点Ｐでは、スクリーン１２に表示される視点画像を高い解像度で観察することが可能となる。また収束位置Ｆとは異なる距離でスクリーン１２を観察する場合でも、スクリーン１２が１回転する間に、分割領域２３からの複数のライン映像の残像として、スクリーン１２の全面の映像（視点画像）を観察することが可能である。これは、後述する図３３を参照して説明する原理と同様である。
　図２Ｃでは、時刻ｔ１に基準位置Ｓが光軸Ｏに対して図中下側に位置する。従って時刻ｔ１には、光軸Ｏから基準位置Ｓに向かう直線上にある図中下側の視点Ｐ１から、スクリーン１２の角度制御部２２（複数の分割領域２３）に表示された画像が観察可能となる。従って、時刻ｔ１に表示される画像は、視点Ｐ１に向けた視点画像となる。
　同様に、時刻ｔ２には、基準位置Ｓは光軸Ｏに対して図中左下側に位置し、視点Ｐ２に向けて画像が表示される。従って、時刻ｔ２に表示される画像は、視点Ｐ２に向けた視点画像となる。また時刻ｔ３には、基準位置Ｓは光軸Ｏに対して図中左上側に位置し、視点Ｐ３に向けて画像が表示される。従って、時刻ｔ３に表示される画像は、視点Ｐ３に向けた視点画像となる。
　このように、スクリーン１２を回転させ、各回転位置（タイミング）で表示する画像を切り替えることで、環状に配置された複数の視点Ｐに対して、異なる画像を切り替えて表示することが可能となる。
　図３は、スクリーンによる拡散角度の特性を示す模式図である。
　上記した複数の分割領域２３は、各領域に投射された画像を表示するため、画像光１を拡散して出射する拡散機能を備えている。すなわち、複数の分割領域２３は、各々に設定された出射角度で、画像光１を拡散して出射可能である。例えば、各分割領域２３では、出射角度によってきまる出射方向を中心に所定の強度分布で画像光１が拡散される。
　以下では、図３を参照して、分割領域２３における画像光１の拡散角度の特性について説明する。
　図３Ａ及び図３Ｂは、水平面内の拡散角度について説明するための模式図である。また図３Ｃは、水平面に直交する垂直面内の拡散角度について説明するための模式図である。図３Ａ、図３Ｂ、及び図３Ｃには、分割領域２３から拡散して出射される画像光１が模式的に図示されている。このうち、実線の矢印は、出射角度で出射される画像光１を表している。また点線の矢印は、出射角度を中心に拡散されて出射される画像光１を表している。
　本実施形態では、複数の分割領域２３において画像光１が拡散される角度範囲は、光軸Ｏと直交する水平面内の角度範囲αが、水平面に対する角度範囲βよりも小さく設定される。ここで、角度範囲αは、拡散される画像光１の方位角の角度範囲であり、角度範囲βは、拡散される画像光１の仰角の角度範囲である。
　図３Ａには、基準位置Ｓに設けられた分割領域２３から水平面に沿って出射される画像光１が図示されている。この場合、出射角度の方位角成分φは０度であり、水平面において画像光１はスクリーン１２の外周面の法線方向に沿って角度範囲αで拡散して出射される。また図３Ｂには、基準位置Ｓから離れた位置に設けられた分割領域２３から水平面に沿って出射される画像光１が図示されている。この分割領域では、図３Ａよりも大きな方位角成分φが設定されるが、水平面において画像光１が拡散される範囲は、図３Ａと同様の角度範囲αである。
　また図３Ｃには、基準位置Ｓに設けられた分割領域２３から光軸Ｏを含む断面（水平面に直交する垂直面）に沿って出射される画像光１が図示されている。垂直面において画像光１はスクリーン１２の外周面の法線方向に沿って角度範囲αよりも広い角度範囲βで拡散して出射される。なお、他の分割領域２３においても、垂直面における拡散の角度範囲βは図３Ｃと同様に設定される。また図３Ｃでは、出射角度の仰角成分は０度であり、スクリーン１２の正面に向けて画像光１が出射される。出射角度の仰角成分はこれに限定されず、例えば、画像光１を上方や下方に向けて出射するようなスクリーン１２が用途に合わせて適宜構成されてもよい。
　このように、分割領域２３は、水平方向（方位角方向）には画像光１を狭い角度で拡散し、垂直方向（仰角方向）には画像光を広い角度で拡散する異方性拡散の機能を備える。
　例えば水平方向において画像光１が拡散される角度範囲αが比較的広く設定された場合、ある視点Ｐにむけて出射するべき画像光１が、その隣の視点Ｐにむけて出射されるといったことが考えられる。この結果、ある視点Ｐにおいて、他の視点Ｐ用の視点画像が見えてしまい観察者が知覚する３Ｄ画像のクロストークが発生する可能性がある。
　これに対して、本実施形態では、角度範囲αを狭く設定することで、このようなクロストークが十分に回避される。また角度範囲βを角度範囲αよりも広く設定することで、視点画像を観察できる仰角の範囲を広くすることが可能となる。これにより、クロストークを抑制しつつ、広い仰角範囲から観察可能な立体表示を実現することが可能となる。
　拡散光の分布を設定する方法は限定されない。例えば、水平方向の分布は、光量（輝度）が矩形状に変化するトップハット分布や、ガウシアン分布に設定される。この場合、角度範囲αは、例えば水平方向における拡散光の光量分布の半値幅等に設定される。また、垂直方向の分布も、トップハット分布や、ガウシアン分布に設定されてもよい。
　拡散光の分布は、３Ｄ画像のクロストークやモアレ等の発生が抑制されるように、また３Ｄ画像の輝度が向上するように、適宜設定される。
　［表示制御］
　図４は、画像表示装置１００の機能的な構成例を示すブロック図である。
　画像表示装置１００は、上記したコントローラ１９に加え、画像再生機４０を有する。コントローラ１９及び画像再生機４０は、例えば個別のコンピュータ（演算装置）を用いて構成されてもよいし、同一のコンピュータにより構成されてもよい。
　また出射部１１には、プロジェクタ本体４１（ＰＪ本体）と、プロジェクタドライバ４２（ＰＪドライバ）とが設けられる。また回転機構１４には、モータ本体４４と、モータドライバ４５と、ロータリーエンコーダ４６とが設けられる。
　画像再生機４０は、画像表示装置１００に表示されるコンテンツの画像データを出力する。ここで画像表示装置１００に表示されるコンテンツは、立体表示を行うコンテンツであり、立体視可能な動画像（映像）や静止画像を含む。従って、画像データは、立体表示を行うための複数の視点画像を含むデータとなる。
　図２を参照して説明したように、本実施形態では、１つの視点画像を同時に表示することが可能である。従って、画像データは、様々な視点画像が比較的高いフレームレートで高速に切り替わるデータとなる。例えばスクリーン１２が一回転する間に表示される複数の視点画像を１つの画像セットとすると、画像データは複数の画像セットで構成されたデータとなる。
　プロジェクタ本体４１には、発光素子や、発光素子から出射された光を変調して画像光１を生成する光変調素子等が設けられる。
　プロジェクタドライバ４２は、画像再生機４０から出力された画像データ（映像信号）をもとに、プロジェクタ本体４１（光変調素子）を動作させる。またプロジェクタドライバ４２は、フレームトリガを出力する。フレームトリガは、プロジェクタ本体４１が視点画像（フレーム）を表示するタイミングを示す信号である。例えば１つの画像セットのうち先頭の視点画像が表示されるタイミングを示す信号がフレームトリガとして出力される。なお画像セットに含まれる視点画像ごとに対応するフレームトリガが出力されてもよい。
　モータ本体４４は、例えば図示しないロータとステータとを有し、台座１０に固定されたステータに対してロータを回転させる電動機である。このうちロータには図１を参照して説明した回転部材１７が接続され、ロータが回転することでスクリーン１２が回転する。
　モータドライバ４５は、コントローラ１９から出力された回転制御信号をもとに、モータ本体４４に駆動電流を供給してロータを回転させる。
　ロータリーエンコーダ４６は、例えばロータの回転位置を表すコードホイールとコードホイールから回転位置を検出するエンコーダを用いて構成され、ロータ（スクリーン１２）の回転数（回転速度）、回転位置を計測するセンサである。ロータリーエンコーダ４６は、スクリーン位置トリガを出力する。これは、スクリーン１２の回転位置を表すトリガ信号である。スクリーン位置トリガとして、例えばスクリーン１２が予め設定された回転位置（例えば回転角度＝０°となる原点位置等）を通るタイミングを表す信号が出力される。スクリーン位置トリガは、例えば回転の位相制御に用いられる。この他、スクリーン１２の回転間隔を示す間隔トリガが出力されてもよい。例えば所定の角度間隔（例えば０．２°）ごとに間隔トリガが出力され回転の速度制御に用いられる。
　コントローラ１９は、スクリーン１２の周囲に設定された複数の視点Ｐから各視点Ｐに応じた視点画像が観察可能となるように、画像光１による視点画像の表示とスクリーン１２の回転とを同期させる。これは、出射部１１が画像光１を切り替えて表示する一連の視点画像と、回転するスクリーン１２とを高速かつ正確に同期させる制御である。これにより、複数の視点Ｐごとに適正な視点画像を表示することが可能となる。
　本実施形態では、視点画像を表示する際のスクリーン１２の回転角度がその視点画像に対応する角度となるように、回転制御信号を用いて回転機構１４が制御される。
　図４に示すように、コントローラ１９は、プロジェクタドライバ４２からのフレームトリガ及びロータリーエンコーダ４６からのスクリーン位置トリガや間隔トリガを読み込む。またコントローラ１９は、これらのトリガ信号をもとに、モータ本体４４の回転動作の速度や位相等を制御する回転制御信号を生成する。
　なお、プロジェクタドライバ４２に代えて、画像再生機４０からフレームトリガが出力されてもよい。図４には、画像再生機４０から出力されるフレームトリガが点線の矢印を用いて模式的に図示されている。また、プロジェクタドライバ４２及び画像再生機４０の両方からフレームトリガが出力され、２つのフレームトリガを併用して回転制御信号が生成されてもよい。
　図５は、画像データの一例を示す模式図である。
　図５の上側には、あるタイミングでプロジェクタ本体４１により投射される視点画像３０を含む画像データ３１が模式的に図示されている。この画像データ３１は、１つのフレーム内で表示される２次元画像（フレーム画像）であり、その中心位置は、光軸Ｏが交差する位置となる。なお、実際の画像データ３１は、複数のフレーム画像からなる映像データである。
　また図５の下側には、視点画像３０が反射ミラー１３を介してスクリーン１２に投射される様子が模式的に図示されている。
　視点画像３０は、例えばスクリーン１２の一部に設けられた角度制御部２２の全域に投影される。この場合、図５に示すように２次元平面でみた視点画像３０は扇型の画像となる。なお図５では基準位置Ｓを含む分割領域２３に投影される部分が斜線の領域により図示されている。
　なおスクリーン１２が回転すると、分割領域２３の位置が移動する。従って、移動した分割領域２３に視点画像３０を投影するためには、画像データ３１内での視点画像３０の位置を変える必要がある。具体的には、扇型の視点画像３０が画像データ３１の中心を軸として回転される。またスクリーン１２が回転すると、分割領域２３により画像が表示される視点Ｐが変化する。
　例えば、環状に配置された複数の視点Ｐの総数をＮとする。この場合、画像データ３１は、Ｎ個の視点Ｐに対応するＮ個の視点画像３０が順次切り替えられるデータとなる。また各視点画像３０の回転位置は、複数の視点Ｐの視点ピッチでシフトする。
　コントローラ１９では、フレームトリガにより基準となるフレーム（例えば一回転の間に表示される画像セットの先頭の視点画像３０等）の表示タイミングが特定される。またスクリーン位置トリガにより、スクリーン１２の回転位置が特定される。例えばこれらの情報から、スクリーン１２上の適正な位置に、適正な視点画像３０が投射されるように、スクリーン１２の回転が制御される。
　［立体表示］
　図６は、画像表示装置による立体表示動作の概要を説明する模式図である。ここでは、３Ｄコンテンツ３３であるキャラクターを左右の視点から見た視点画像３０がスクリーン１２に表示される様子が模式的に図示されている。
　図６では、時刻ｔ３に視点画像３０を観察できる視点Ｐ３がスクリーン１２を観察する観察者２の右目の位置（方位）と一致する。この時、画像再生機４０及び出射部１１により、右目用の視点画像３０が表示される。従って、時刻ｔ３では、観察者２は、自身の右目で右目用の視点画像３０を観察することが出来る。
　その後スクリーン１２が回転して、時刻ｔ４には、視点画像３０を観察できる視点Ｐ４が観察者２の左目の位置（方位）と一致する。この時、画像再生機４０及び出射部１１により、左目用の視点画像３０が表示される。従って、時刻ｔ４では、観察者２は、自身の左目で左目用の視点画像３０を観察することが出来る。
　時刻ｔ３と時刻ｔ４との間隔は短く、この間に観察者２が視認した画像は、残像として知覚される。このため、観察者２には、時刻ｔ３と時刻ｔ４との時間を多重した画像が知覚される。すなわち、観察者２は、時刻ｔ４において、残像となった右目用の視点画像３０を、現在表示されている左目用の視点画像３０とともに知覚する。これにより、視点画像３０として表示された３Ｄコンテンツ３３を立体的に知覚することが可能となる。
　以下では、角度制御部２２（複数の分割領域２３）による各視点画像３０の表示例について、詳しく説明する。
　図７は、視点画像を表示する角度制御部の動作例を示す模式図である。図８は、角度制御部を構成する分割領域の動作例を示す模式図である。図７及び図８では、複数の視点Ｐが、光軸Ｏを中心に視点ピッチ＝３°で環状に設定される例である。ここでは、スクリーン１２が３°回転するごとに視点画像３０が切り替えられる。以下では、スクリーン１２から見て図中下側に延びる直線を方位角０°とし、時計回りに角度が増加するものとする。
　また図７及び図８では、スクリーン１２の直径が１００ｍｍであり、光軸Ｏから各視点Ｐ（収束位置）までの距離が５００ｍｍである場合の構成例が示されている。もちろん、スクリーン１２のサイズや視点Ｐの位置は限定されず、任意に設計可能である。
　図７の上側には、角度制御部２２により、方位角０°の視点Ｐに向けて表示される視点画像３０が図示されている。この視点画像３０は、角度制御部２２を構成する複数の分割領域２３から方位角０°の視点Ｐに向けて画像光１が拡散して出射されることで表示される。
　以下では、図中の左側から順番に、複数の分割領域２３を１番目、２番目、・・・ｎ番目の分割領域２３と記載する。また各分割領域２３に投影される画像を、視点画像３０の分割画像３４と記載する。
　また図７の下側には、方位角０°の視点Ｐに向けた視点画像３０が表示される回転区間が図示されている。この区間は、角度制御部２２に同一の視点画像３０が投影され同一の視点画像３０が表示される同一映像区間３５である。
　図７に示すように、同一映像区間３５は、対象となる視点Ｐとその両隣の視点Ｐとの中間となる角度位置で挟まれた区間である。例えば視点ピッチ３°の場合、方位角０°の視点Ｐの直前の視点Ｐは、方位角が－３°（３５７°）の点である。また方位角０°の視点Ｐの直後の視点Ｐは、方位角が＋３°の点である。従って、方位角０°の視点Ｐに対する同一映像区間３５は、方位角－１．５°（３５８．５°）から、方位角＋１．５°までの区間となる。
　図８には、角度制御部２２を構成する複数の分割領域２３のうち、最も右側に配置されるｎ番目の分割領域２３から拡散して出射される画像光１が模式的に図示されている。この分割領域２３は、視点画像３０の最も右側の分割画像３４を表示する領域である。
　各分割領域２３には、同一映像区間３５を通過している間、同一の分割画像３４を表示する。例えば、視点ピッチが３°で、スクリーン１２の直径が１００ｍｍである場合、同一の分割画像３４が表示される円周上での区間長は、２．６２ｍｍとなる。この区間長を過ぎると、各分割領域２３には、次の視点Ｐに応じた視点画像３０の分割画像３４がそれぞれ投影される。
　［フレームレート］
　ここで、３Ｄ表示を行うためのフレームレートについて説明する。以下に示す表は、視点画像３０を切り替える際のフレームレートの一例を示す表である。
　ここでは、出射部１１として、単一のＤＭＤ素子を有するプロジェクタを用い、視聴可能な方位角範囲を３６０°とし、単色で階調１ビットの画像表示を行うものとする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 　　　　　　　　　　　　・・・表（１）
　この表（１）には１～１２までの仕様例が示されている。
　３Ｄ映像フレームレート（単位ｆｐｓ）は、３Ｄコンテンツを表示する際のフレームレートである。これは、例えば１つの視点Ｐからスクリーン１２を見た場合に、その視点Ｐに対応する視点画像３０が切り替えて表示されるフレームレートである。基本的には、スクリーン１２が１度回転すると、ある視点Ｐから見える視点画像３０が１回切り替えられる。この場合、３Ｄ映像フレームレートは、スクリーンの回転周期であるともいえる。
　視点Ｐの総数は、円環状に配置される複数の視点Ｐの総数である。
　視点ピッチ（単位ｄｅｇ）は、円環状に配置される複数の視点のピッチである。全周（３６０°）を視点Ｐの総数で割った値が視点ピッチとなる。
　同時生成視点数は、スクリーン１２において同じタイミングで表示することが可能な視点数である。本実施形態では、図２に示す角度制御部２２を設けることで、同時生成視点数が１のスクリーン１２が構成される。なお、同時生成視点数が複数のスクリーン１２とは、角度制御部２２が複数設けられたスクリーンである（図２７参照）。
　スクリーン回転数（単位Ｒｐｍ）は、回転機構１４によるスクリーン１２の回転数である。
　プロジェクタフレームレートは、出射部１１が実際に視点画像３０を切り替える際に必要なフレームレートである。
　表１に示すように、例えば３Ｄ映像フレームレートが一定の場合、視点Ｐの総数（視点ピッチ）及び同時生成視点数に応じて、スクリーン回転数及びプロジェクタフレームレートが決定される。
　例えば、Ｎ個の視点Ｐを想定し、同時生成視点数が１である場合、スクリーン１２が一回転する間に、各視点Ｐには視点画像３０が一回表示される。従って、一秒当たりのスクリーン１２の回転数（Ｒｐｍ／６０）は、３Ｄ映像フレームレート（ｆｐｓ）と等しくなる。またプロジェクタフレームレートは、３Ｄ映像フレームレート（ｆｐｓ）に視点Ｐの総数Ｎを乗算した値となる。例えば、３Ｄ映像フレームレートを６０ｆｐｓに設定し、視点ピッチが３°であり、同時視点生成数が１であるとする（表１の仕様例４）。この場合、スクリーン回転数は、６０ｓｅｃ×６０ｆｐｓ＝３６００ｒｐｍとなる。また視点Ｐの総数Ｎ＝１２０であり、プロジェクタフレームレートは６０ｆｐｓ×１２０＝７２００ｆｐｓとなる。
　また例えば、Ｎ個の視点Ｐを想定し、同時生成視点数がＭである場合、スクリーン１２が一回転する間に、各視点Ｐには視点画像３０をＭ回表示することが可能である。従って、一秒当たりのスクリーン１２の回転数は、３Ｄ映像フレームレート（ｆｐｓ）をＭで除算した値となる。またプロジェクタフレームレートは、３Ｄ映像フレームレート（ｆｐｓ）Ｍで除算し、視点Ｐの総数Ｎを乗算した値となる。例えば、３Ｄ映像フレームレートを６０ｆｐｓに設定し、視点ピッチが３°であり、同時視点生成数が３であるとする（表１の仕様例５）。この場合、スクリーン回転数は、６０ｓｅｃ×（６０ｆｐｓ／３）＝１２００ｒｐｍとなる。また視点Ｐの総数Ｎ＝１２０であり、プロジェクタフレームレートは（６０ｆｐｓ／３）×１２０＝２４００ｆｐｓとなる。
　このように、スクリーン１２の回転数と、出射部１１に要求されるプロジェクタフレームレートは、３Ｄ表示を行う際の３Ｄ映像フレームレートと、視点ピッチ（視点Ｐの総数Ｎ）と、同時生成視点数から決定される。なお上記した仕様例は、あくまで一例であり、３Ｄ映像フレームレートや視点ピッチ等は画像表示装置１００の用途に応じて適宜設定されてよい。
　［分割領域とクロストーク］
　図９は、分割領域２３の構成例を示す模式図である。以下では、角度制御部２２に設けられる分割領域２３の数、すなわちスクリーン１２に投射された画像を分割する分割数（映像分割数）について説明する。ここでは、角度制御部２２として用いられる領域は一定であるとする。
　例えば図９には、映像分割数が２に設定された角度制御部２２が図示されている。この場合、２つの分割領域２３が設けられ各分割領域２３から視点Ｐに向けて画像光１が出射される。同様に、映像分割数が３に設定された角度制御部２２では、３つの分割領域２３から視点Ｐに向けて画像光１が出射される。さらに、映像分割数がｎ（ここではｎ＞３）に設定された角度制御部２２では、ｎ個の分割領域２３から視点Ｐに向けて画像光１が出射される。
　図９に示すように、映像分割数（分割領域２３の数）が増加するほど、一つの分割領域２３に設定される周方向の長さ（図中左右方向の幅）が狭くなる。このため、各分割領域２３から出射され、視点Ｐに向かう画像光１の幅が細くなる。これは、各分割領域２３に表示される分割画像３４を見ることが可能な範囲が、映像分割数が増加するほど狭くなることを意味する。
　図１０は、分割領域とクロストークの関係について説明する模式図である。
例えば、図１０の左側上段に示すように、映像分割数が２の場合（２つの分割領域２３が形成される場合）、各分割領域２３から出射される画像光１の幅は、視点画像３０の幅の半分となる。この状態では、左側中段の図に示すように、本来視点画像３０を表示するべき中央の視点Ｐ６だけでなく、中央の視点Ｐ６の両隣の視点Ｐ５及びＰ７からもＰ６用の視点画像３０が見える。この場合、視点Ｐ５及びＰ７では、視点Ｐ６用の視点画像３０が見えることによるクロスロークが発生し、画質が劣化する可能性がある。
　また、図１０の左側下段では、映像分割数が２のスクリーン１２が回転して視点Ｐ６用の視点画像３０が、視点Ｐ７用の視点画像３０に切り替えられる。この場合も、視点Ｐ７用の視点画像３０が、視点Ｐ６から見えてしまい、視点Ｐ６では、視点Ｐ７用の視点画像３０が見えることによるクロスロークが発生する可能性がある。
　このように、映像分割数が少なく分割領域２３から出射される画像光１の幅が大きい場合、視点ピッチによっては、クロスロークが簡単に発生する。
　一方で、図１０の右側上段に示すように、映像分割数がｎの場合（ｎ個の分割領域２３が形成される場合）、各分割領域２３から出射される画像光１の幅は、視点画像３０の幅をｎ分割した長さとなり、映像分割数が２の場合よりも十分に小さくなる。
　このため、右側中段の図に示すように、本来視点画像３０を表示するべき中央の視点Ｐ６だけに画像光１が出射され、両隣の視点Ｐ５及びＰ７からはＰ６用の視点画像３０は見えない。また、右側下段の図に示すように、映像分割数がｎのスクリーン１２が回転して視点Ｐ６用の視点画像３０が、視点Ｐ７用の視点画像３０に切り替えられたとする。この場合も、画像光１の幅が十分に小さいため、視点Ｐ７用の視点画像３０が、視点Ｐ６から見えることはない。
　このように、分割領域２３の数（映像分割数）が多いほど、各分割領域２３から出射される画像光１の幅、すなわち視点Ｐに集光されるライン状の画像（分割画像３４）の幅が狭くなり、クロストークが低減され、高画質な画像表示が可能となる。この他、画像表示装置１００のサイズや用途等に応じて、クロストークのレベルが許容される範囲で最小の映像分割数等が設定されてもよい。
　［黒ストライプ領域を用いた画像表示］
　本発明者は、上記した視点Ｐ間のクロストークを低減する方法として、各分割領域２３に表示される分割画像３４の間に、画像が表示されない短冊状の領域を形成する方法を発明した。ここで、画像が表示されない領域は、透明なスクリーン１２において画像光１を出射しない黒色の領域と見做すことが出来る。以下では、画像が表示されない領域を黒ストライプ領域と記載する。
　黒ストライプ領域を用いる方法は、視点ピッチが比較的狭い場合に特に有効である。逆に、視点ピッチが十分に大きいと視点Ｐ間でのクロストークが発生しにくいため、黒ストライプ領域を用いなくても適正な画像表示が可能となる場合もある。この場合、黒ストライプ領域が画質に影響することはない。画像表示装置１００を構成する場合には、視点ピッチ毎に、クロストーク、モアレ、解像度劣化といった画質のバランスを検証し、ＨＯＥの拡散角や黒ストライプ領域の有無を決定することが好ましい。
　以下では、黒ストライプ領域を用いる方法について具体的に説明する。
　図１１は、分割領域及び非拡散領域を含むスクリーン１２による画像表示の一例を示す模式図である。以下では、図１１を参照して、スクリーン１２の構造により黒ストライプ領域を実現する方法について説明する。
　図１１Ａ及び図１１Ｂは、視点画像３０及びスクリーン１２の構造を示す模式図である。図１１Ａに示す視点画像３０において、画像を表示可能な領域は、グレーの領域により図示されている。
　また図１１Ｂに示すスクリーン１２には、複数の分割領域２３と、非拡散領域２４とが設けられる。ここで、非拡散領域２４は、互いに隣接する分割領域２３の間に形成され画像光１を拡散しない領域である。すなわち、非拡散領域２４は、画像光１にとって透明な領域であり、分割領域２３の間に設けられた隙間であるともいえる。
　図１１では、非拡散領域２４が黒ストライプ領域として機能する。
　図１１Ｂに示すスクリーン１２において、画像光１を拡散して画像を表示可能な分割領域２３は、グレーの領域により図示されている。また画像が表示されない非拡散領域２４は、白色の領域により図示されている。
　例えば非拡散領域２４には、ＨＯＥとして機能するための干渉縞が形成されない。従って、非拡散領域２４に入射した画像光１は、回折を受けることなくスクリーン１２を通過し、所定の出射角度で出射されることや拡散されることはない。
　スクリーン１２ａには、図１１Ａに示すように全領域において画像を表示可能な視点画像３０が投影される。この場合、非拡散領域２４では、画像が表示されないため、スクリーン１２ａに表示される画像では、各分割領域２３から出射される画像光１の幅が視点画像３０を構成する分割画像３４の幅よりも小さくなる。これにより、視点Ｐにおけるクロストークが十分に抑制される。
　図１２は、図１１に示す分割領域及び非拡散領域を含むスクリーンを用いた表示制御の一例を示す模式図である。分割領域２３の間に非拡散領域２４を設けたスクリーン１２ａでは、視点Ｐが切り替わる際のクロストークを低減することが可能である。以下では図１２を参照して、視点Ｐが切り替わる際のスクリーン１２ａ用いた表示制御について説明する。
　図１２は、出射部１１による画像光１の投影位置（ＰＪ投影位置）を通過するスクリーン１２が帯状の領域として模式的に図示されている。また暗いグレーの領域は、画像光１が投影される領域に対応し、明るいグレーの領域は、スクリーン１２に設けられた分割領域２３に対応している。なお、画像光１が投影される領域と分割領域２３とが重なる場合には、分割領域２３を前面に図示している。また各分割領域２３における画像光１の出射ベクトルが太い矢印を用いて模式的に図示されている。
　ここでは、スクリーン１２が回転して図中の右から左にスクリーン１２がシフトするものとする。また図１２では、上側から順番に、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、及びｔ５におけるスクリーン１２の状態が図示されている。
　図１２に示す例では、投影区間３６と分割領域２３との位置関係に応じて、画像光１による画像表示のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられる。ここで、投影区間３６とは、画像光１の投影位置（ＰＪ投影位置）を、視点ピッチで周方向に分けた区間である。投影区間３６は、スクリーン１２の回転とは独立した固定区間である。図１２では、視点ピッチが３°に設定されており、点線で分けられた区間が投影区間３６となる。各投影区間３６に投影される分割画像３４を並べた画像が、視点Ｐの同一映像区間３５に表示される視点画像３０となる。
　以下では、４番目の投影区間３６を時刻ｔ１からｔ５にかけて通過する分割領域２３（以下では対象分割領域２３と記載する）を例に挙げて、画像光１による画像表示のＯＮ及びＯＦＦを切り替えるタイミングについて説明する。
　例えば時刻ｔ１では、対象分割領域２３は、投影区間３６の境界線と重なっており、５番目の投影区間３６と４番目の投影区間３６との間に存在している。例えば、この状態で視点画像３０を投影した場合、対象分割領域２３から出射される画像光１が、時刻ｔ１の直前に視点画像３０が表示されていた視点Ｐの同一映像区間３５に向けて出射されてしまいクロストークが発生する。このため、時刻ｔ１では、画像光１による画像表示がＯＦＦに設定される（ＰＪ－ＯＦＦ）。
　時刻ｔ２では、対象分割領域２３が５番目の投影区間３６との境界線を越えており、４番目の投影区間３６内に位置している。従って、この状態では、視点画像３０を投影しても、対象分割領域２３から出射される画像光１が直前に通過した視点Ｐの同一映像区間３５に向けて出射されることはなく、クロストークが発生しない。このため、時刻ｔ２では、画像光１による画像表示がＯＮに設定される（ＰＪ－ＯＦＦ）。また時刻ｔ３及び時刻ｔ４でも、対象分割領域２３は、４番目の投影区間３６内に位置しているため、画像表示がＯＮに設定される。
　なお、時刻ｔ２から時刻ｔ４は、投影区間３６の境界線と画像を表示しない非拡散領域２４とが重なっている期間であるともいえる。
　対象分割領域２３が移動すると、時刻ｔ５では、４番目の投影区間３６と３番目の投影区間３６との境界と重なるようになる。例えば、この状態で次の視点画像３０を投影した場合、対象分割領域２３から出射される画像光１が、それまで視点画像３０を表示していた視点Ｐの同一映像区間３５に向けて出射されてしまいクロストークが発生する。このため、時刻ｔ５では、画像光１による画像表示がＯＦＦに設定される（ＰＪ－ＯＦＦ）。
　このように、図１２では、複数の視点Ｐの角度ピッチ（視点ピッチ）で分けられた投影区間３６の境界と分割領域２３とが重なる場合に画像光１による画像表示がＯＦＦに設定され、投影区間３６の境界と非拡散領域２４とが重なる場合に画像光１による画像表示がＯＮに設定される。
　これにより、視点Ｐが切り替わる際のクロストークが抑制され、高品質な立体表示を実現することが可能となる。
　図１３は、表示領域及び非表示領域を含む視点画像３０による画像表示の一例を示す模式図である。以下では、図１３を参照して、視点画像３０により黒ストライプ領域を実現する方法について説明する。
　図１３Ａ及び図１３Ｂは、視点画像３０及びスクリーン１２の構造を示す模式図である。
　図１３Ａに示す視点画像３０ａにおいて、画像を表示する領域（表示領域３７）が、グレーの領域により図示されている。また画像を表示しない領域（非表示領域３８）が、黒色の領域により図示されている。また視点画像３０ａでは、一つの視点ピッチ内に表示領域３７と非表示領域３８とが設定される。このように、図１３Ａに示す視点画像３０ａは、複数の視点の角度ピッチ（視点ピッチ）内で、画像を表示する表示領域３７と画像を表示しない非表示領域３８とが設定された画像である。図１３では、非表示領域３８が黒ストライプ領域として機能する。
　なお図１３Ｂに示すスクリーン１２には、複数の分割領域２３が隙間なく形成される。
　例えば図１３Ｂに示すスクリーン１２では、隙間なく形成された分割領域により、全領域において画像を表示可能となっている。このようなスクリーン１２に縞状の非表示領域３８を含む視点画像３０ａが投影される。この場合、非表示領域３８では、画像が表示されないため、スクリーン１２に表示される画像では、各分割領域２３から出射される画像光１の幅が分割領域２３の幅よりも小さくなる。これにより、視点Ｐにおけるクロストークが十分に抑制される。
　図１４は、図１３に示す表示領域３７及び非表示領域３８を含む視点画像３０ａを用いた表示制御の一例を示す模式図である。表示領域３７の間に非表示領域３８を設けた視点画像３０ａを用いることで、視点Ｐが切り替わる際のクロストークを低減することが可能である。以下では図１４を参照して、視点Ｐが切り替わる際の視点画像３０ａ用いた表示制御について説明する。
　図１４では、暗いグレーの領域は、視点画像３０ａにおいて画像が表示される表示領域３７に対応している。なお表示領域３７の間の領域が非表示領域３８に対応している。また、明るいグレーの領域は、スクリーン１２に設けられた分割領域２３に対応している。なお、表示領域３７と分割領域２３とが重なる場合には、表示領域３７を前面に図示している。また各分割領域２３における画像光１の出射ベクトルが太い矢印を用いて模式的に図示されている。
　図１４に示す例では、視点ピッチで設けられた表示領域３７と分割領域２３との位置関係に応じて、画像光１による画像表示のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられる。
　以下では、４番目の投影区間３６を時刻ｔ１からｔ５にかけて通過する分割領域２３（以下では対象分割領域２３と記載する）を例に挙げて、画像光１による画像表示のＯＮ及びＯＦＦを切り替えるタイミングについて説明する。
　例えば時刻ｔ１では、対象分割領域２３は、表示領域３７と非表示領域３８との境界線となる位置に重なっている。例えば、この状態で視点画像３０を投影した場合、対象分割領域２３は、４番目の投影区間３６に投影される表示領域３７と、５番目の投影区間３６に投影される表示領域３７とに重なることになる。この結果、対象分割領域２３からは、時刻ｔ１の直前に視点画像３０が表示されていた視点Ｐの同一映像区間３５に向けて画像光１が出射されてしまいクロストークが発生する。このため、時刻ｔ１では、画像光１による画像表示がＯＦＦに設定される（ＰＪ－ＯＦＦ）。
　時刻ｔ２では、対象分割領域２３が５番目の投影区間３６に投影される表示領域３７の境界線を越えており、対象分割領域２３内には、４番目の投影区間３６に投影される表示領域３７のみが存在する。従って、この状態では、視点画像３０を投影しても、対象分割領域２３から出射される画像光１が直前に通過した視点Ｐの同一映像区間３５に向けて出射されることはなく、クロストークが発生しない。このため、時刻ｔ２では、画像光１による画像表示がＯＮに設定される（ＰＪ－ＯＦＦ）。また時刻ｔ３及び時刻ｔ４でも、４番目の投影区間３６に投影される表示領域３７が対象分割領域２３内に収まっているため、画像表示がＯＮに設定される。
　なお、時刻ｔ２から時刻ｔ４では、対象分割領域２３は、いずれの表示領域３７の境界線とも重なっていない期間である。
　対象分割領域２３が移動すると、時刻ｔ５では、対象分割領域２３は、４番目の投影区間３６に投影される表示領域３７と、３番目の投影区間３６に投影される表示領域３７とに重なることになる。例えば、この状態で次の視点画像３０を投影した場合、対象分割領域２３から出射される画像光１が、それまで視点画像３０を表示していた視点Ｐの同一映像区間３５に向けて出射されてしまいクロストークが発生する。このため、時刻ｔ５では、画像光１による画像表示がＯＦＦに設定される（ＰＪ－ＯＦＦ）。
　このように、図１４では、分割領域２３の境界と表示領域３７とが重なる場合に画像光１による画像表示をＯＦＦに設定され、分割領域２３の境界と表示領域３７とが重ならない場合に画像光１による画像表示をＯＮに設定される。
　これにより、例えば視点画像３０に画像処理を行うだけで、視点Ｐが切り替わる際のクロストークが抑制され、高品質な立体表示を容易に実現することが可能となる。
　図１５は、分割領域及び非拡散領域を含むスクリーン１２ａと、表示領域及び非表示領域を含む視点画像３０ａとによる画像表示の一例を示す模式図である。図１５では、図１１に示す非拡散領域２４を含むスクリーン１２ａと、図１３に示す非表示領域３８を含む視点画像３０ａとが用いられる。ここでは、分割領域２３が、明るいグレーの領域で表されており、表示領域３７が、暗いグレーの領域により表されている。
　図１５に示す例では、投影区間３６の境界と分割領域２３とが重なる場合に画像光１による画像表示がＯＦＦに設定され、投影区間３６の境界と非拡散領域２４とが重なる場合に画像光１による画像表示がＯＮに設定される。この場合、隣合う投影区間３６にまたがって一つの分割領域２３により画像光１が出射されるといった事態が回避され、クロストークを抑制することが可能である。また、視点画像３０ａに非表示領域３８が設けられているため、画像表示をＯＮ／ＯＦＦするタイミングが多少ずれても、クロストークを十分に抑制することが可能である。
　また例えば、分割領域２３の境界と表示領域３７とが重なる場合に画像光１による画像表示をＯＦＦに設定され、分割領域２３の境界と表示領域３７とが重ならない場合に画像光１による画像表示をＯＮに設定されてもよい。この場合、隣合う表示領域３７にまたがって一つの分割領域２３により画像光１が出射されるといった事態が回避され、クロストークを抑制することが可能である。
　またスクリーン１２ａに非拡散領域２４が設けられているため、非表示領域３８の幅が狭くてもクロストークを十分に抑制することが可能である。従って、表示領域３７の幅を広くすることが可能となり、黒ストライプ領域が目立つことで生じる画質の劣化等を軽減することが可能となる。
　［黒ストライプ領域を用いない画像表示］
　上記したように、黒ストライプ領域となる非拡散領域２４や非表示領域３８を設けた場合、クロストークを抑制することが可能である。一方で、黒ストライプ領域を設けることで、画像が表示されないストライプ状の領域が目立つことも考えられる（図１７Ａ参照）。そのため、必ずしも黒ストライプ領域を設ける必要はない。
　図１６Ａ及び図１６Ｂには、黒ストライプ領域を用いない場合の画像表示の一例が模式的に図示されている。
　図１６Ａは、隙間なく分割領域２３が形成されたスクリーン１２による画像表示の一例を示す模式図である。図１６Ａに示すスクリーン１２は、例えば図１３Ｂに示すスクリーン１２と同様に構成され、隙間なく形成された分割領域２３ごとに出射角度が離散的に設定されたものである。また図１６Ａにおいてスクリーン１２に投影される視点画像３０は、例えば図１１Ａに示す視点画像３０と同様に構成され、複数の分割画像３４を隙間なく配置したものである。このように、図１６Ａでは、スクリーン１２に非拡散領域２４を設けず、また視点画像３０に非表示領域３８を設けずに、画像表示が行われる。
　スクリーン１２が回転すると分割領域２３が周方向（図１６Ａでは左方向）に移動する。この時、１つの投影区間３６に重なる分割領域２３の面積の割合が所定の閾値以上である場合に、画像表示がＯＮに設定され、それ以外の場合は、画像表示がＯＦＦに設定される。以下では、１つの投影区間３６に重なる分割領域２３の面積の割合を、単に面積割合と記載する場合がある。
　分割領域２３のうち、１つの投影区間３６と重なる領域を重複領域２７と記載する。図１６Ａでは、４番目の投影区間３６と重なる分割領域２３に形成される重複領域２７が斜線の領域として模式的に図示されている。上記した面積割合は、例えば、分割領域２３の面積Ｓ０に対する重複領域２７の面積Ｓ１の割合（Ｓ１／Ｓ０）である。
　所定の閾値は、典型的には０．５以上１以下の値、すなわち５０％以上１００％以下の値に設定される。例えば所定の閾値が０．６である場合、投影区間３６に投影される分割画像３４のうち６０％以上の部分（重複領域２７）の画像が適正な位置に表示される。
　例えば時刻ｔ１では、対象分割領域２３が４番目の投影区間３６と重なり、重複領域２７の面積が増大している。このとき、面積割合は、所定の閾値よりも小さい。この状態で視点画像３０を投影すると、直前に視点画像３０が表示されていた視点Ｐの同一映像区間３５に向けて比較的多量の画像光１が出射されてしまいクロストークが発生する。このため、時刻ｔ１では、画像光１による画像表示がＯＦＦに設定される（ＰＪ－ＯＦＦ）。
　時刻ｔ２～ｔ４では、対象分割領域２３に対する重複領域２７の面積割合は、所定の閾値よりも大きいため、画像光１による画像表示がＯＮに設定される（ＰＪ－ＯＮ）。この場合、分割画像３４のうち適正な位置に表示される部分の割合は所定の閾値以上となる。なお、分割画像３４の他の部分の画像光１は、直前に視点画像３０が表示されていた視点Ｐの同一映像区間３５や、次に視点画像３０が表示される視点Ｐの同一映像区間３５に出射されることもあり得るが、その割合は比較的小さい。このように、時刻ｔ２～ｔ４において他の同一映像区間３５に漏れる画像光１は、クロストークとして視認されにくい。
　また時刻ｔ３を過ぎると、対象分割領域２３が５番目の投影区間３６と重なり、重複領域２７の面積が減少する。さらに時刻ｔ５では、面積割合は、所定の閾値よりも小さくなる。この場合、次に視点画像３０が表示される視点Ｐの同一映像区間３５に向けて比較的多量の画像光１が出射されてクロストークが発生する可能性がある。このため、時刻ｔ５では、画像光１による画像表示がＯＦＦに設定される（ＰＪ－ＯＦＦ）。
　このように黒ストライプ領域となる非拡散領域２４や非表示領域３８を設けない場合であっても、画像表示のＯＮ／ＯＦＦを適正なタイミングで実行することで、クロストークを抑制することが可能である。
　なお、必ずしも画像表示のＯＮ／ＯＦＦを制御しなくてもよい。例えば視点Ｐの間隔（視点ピッチ）やスクリーン１２のサイズ等によっては、画像表示をＯＦＦにしなくてもクロストークが十分に小さい場合もあり得る。このような場合には、画像表示をＯＮにしたまま、例えば分割領域２３に対する重複領域２７の面積割合が５０％を超えたタイミングで視点画像３０を切り替えるといった制御が行われてもよい。
　図１６Ａに示す方法では、黒ストライプ領域となる非拡散領域２４や非表示領域３８を用いずに３Ｄ画像が表示される。これにより、３Ｄ画像において、縞状の黒いラインにより解像度が低下するといった事態を回避することが可能となる。この結果、解像度が高い高品質な立体表示を実現することが可能となる。
　図１６Ｂは、出射角度が連続して変化するスクリーンによる画像表示の一例を示す模式図である。ここまでの説明では、主に分割領域２３ごとに出射角度が設定されたスクリーン１２について説明した。これに対し、図１６Ｂに示すスクリーン１２ｂに設けられた角度制御部２２では、画像光１が入射する位置ごとに画像光１が互いに異なる出射角度で出射される。具体的には、スクリーン１２ｂの角度制御部２２では、出射角度が連続して変化するように設定される。このように、スクリーン１２ｂでは、出射角度が領域ではなく位置ごとに変化する。
　スクリーン１２ｂを構成するＨＯＥは、例えばレンズや曲面ミラー等を用いてスクリーン１２ｂに照射される物体光の光路を変化させることで作製される。例えば、レンズ等を通過した物体光の光路はスクリーン１２上の位置ごとに連続して変化する。この結果、出射角度が位置ごとに連続して変化するＨＯＥを構成することが可能となる。また角度制御部２２の全面に一度にＨＯＥを露光することが可能であり露光工程に要する時間を短縮することが可能となる。
　このようなスクリーン１２ｂを用いた場合であっても、画像表示のＯＮ／ＯＦＦを適正なタイミングで実行することで、クロストークを抑制することが可能である。
　図１６Ｂに示す例では、視点ピッチに応じた投影区間３６よりも幅の狭い仮想的な分割領域（仮想分割領域２５）が設定される。仮想分割領域２５の幅は、例えば水平面における拡散角度と同程度かそれ以下に設定される。この仮想分割領域２５が、投影区間３６の境界と重なる場合に画像表示がＯＦＦに設定され、投影区間３６の境界と重ならない場合に画像表示がＯＮに設定される。
　例えば時刻ｔ１では、図１６Ｂに一例として図示した仮想分割領域２５は、投影区間３６の境界線と重なっており、５番目の投影区間３６と４番目の投影区間３６との間に存在している。この状態で視点画像３０を投影するとクロストークが発生するため、時刻ｔ１では、画像光１による画像表示がＯＦＦに設定される（ＰＪ－ＯＦＦ）。
　時刻ｔ２～ｔ４では、仮想分割領域２５は、４番目の投影区間３６内に位置しているため、画像表示がＯＮに設定される（ＰＪ－ＯＮ）。
　さらに、時刻ｔ５では、仮想分割領域２５は、４番目の投影区間３６と３番目の投影区間３６との境界と重なるようになる。この状態で次の視点画像３０を投影するとクロストークが発生するため、時刻ｔ５では、画像光１による画像表示がＯＦＦに設定される（ＰＪ－ＯＦＦ）。
　このように、出射角度が連続して変化するようなスクリーン１２ｂを用いた場合であっても、図１６Ｂに示す方法を用いることで、クロストークが抑制され、高品質な立体表示を実現することが可能となる。また図１６Ａの場合と同様に黒ストライプ領域を用いないため、３Ｄ画像において、縞状の黒いラインにより解像度が低下するといった事態を回避することが可能となる。
　［黒ストライプ領域の位置調整］
　図１７は、黒ストライプ領域の位置を調整する方法について説明する模式図である。
　図１７Ａの右側の図は、黒ストライプ領域（非拡散領域２４や、非表示領域３８）の位置を固定した場合に表示される視点画像３０を、黒ストライプ領域の見え方を強調して図示した模式図である。例えば黒ストライプ領域は、スクリーン１２において画像が表示されない領域となるため、図１７Ａの右側の図のように、縞状に解像度が低下した画像となることが考えられる。
　ここでは、このような解像度の低下を抑える方法について説明する。
　図１７Ｂでは、隙間のない視点画像３０が、非拡散領域２４により分割領域２３が隔てられたスクリーン１２ａに投影される場合の例である。この場合、例えば視点画像３０を表示するタイミング又はスクリーン１２の回転を制御して、投影区間３６内での分割領域２３の相対位置が変更される。図１７Ｂには、スクリーン１２の回転周期分だけずれた時刻ｔ１、ｔ２、及びｔ３でのスクリーン１２の状態が模式的に図示されている。
　例えば時刻ｔ１では、投影区間３６内の中央に分割領域２３がある状態で視点画像３０が表示される（画像表示がＯＮに切り替えられる）。また時刻ｔ２では、投影区間３６内の右側の境界に分割領域２３が接した状態で視点画像３０が表示される。また時刻ｔ３では、投影区間３６内の左側の境界に分割領域２３接した状態で視点画像３０が表示される。このように、スクリーン１２が回転するごとに、投影区間３６内での分割領域２３の相対位置が変化する。この結果、図１７Ｂの下側に示すように、各投影区間３６では、時刻ｔ１、ｔ２及びｔ３での画像が順次表示され、全体として輝度のばらつきが低く、投影区間３６の全領域にわたって解像度の高い画像表示が可能となる。
　また図１７Ｃでは、隙間なく分割領域２３が形成されたスクリーン１２に、非表示領域３８を含む視点画像３０ａが投影される場合の例である。この場合、例えば視点画像３０ａにおける表示領域３７（非表示領域３８）の位置、又は視点画像３０ａを表示するタイミングを変更して、投影区間３６内での表示領域３７（非表示領域３８）の相対位置が変更される。
　例えば時刻ｔ１では、投影区間３６内の中央に表示領域３７がある状態で視点画像３０が表示される（画像表示がＯＮに切り替えられる）。また時刻ｔ２では、投影区間３６内の右側の境界に表示領域３７接した状態で視点画像３０が表示される。また時刻ｔ３では、投影区間３６内の左側の境界に表示領域３７が接した状態で視点画像３０が表示される。この結果、図１７の場合と同様に、全体として輝度のばらつきが低く、投影区間３６の全領域にわたって解像度の高い画像表示が可能となる。
　このように、黒ストライプ領域となる非拡散領域２４や、非表示領域３８の位置、すなわち視点画像３０における黒色の挿入のタイミング（位置）をずらすことで、画像が表示される領域が拡大され、解像度を向上することが可能となる。
　［各部の構成例］
　図１８は、カバー部の構成例を示す模式図である。
　例えば図１８Ａに示すように、円筒形状のカバー部１５ａが用いられる。この場合、カバー部１５ａの直径や厚さを、内側に配置されたスクリーン１２に合わせて設定することで、カバー部１５ａとスクリーン１２との一体感のある構成を実現することが可能となる。またスクリーン１２も含め全体として円筒形状の装置となり、高いデザイン性を発揮することが可能となる。
　なおスクリーン１２から出射された画像光１は、円筒形状のカバー部１５ａを通過することで屈折されることが考えられる。これにより、スクリーン１２に設定された画像光１の出射角度の方位角成分（出射方位角）がずれる。例えば、カバー部１５ａを通過した後の出射方位角は、本来の出射方位角よりも小さくなる。スクリーン１２に設定される出射方位角は、カバー部１５ａによる屈折を加味し、屈折によるずれがなくなるように補正される。
　また、図１８Ｂに示すように直方体形状のカバー部１５ｂが用いられてもよい。この場合、カバー部１５ｂは透明な壁面を張り合わせた部材であってもよいし、各辺を支える構造部材等が設けられてもよい。
　この他、カバー部１５の形状は限定されず、ドーム型のカバー部１５や、多角柱形状のカバー部１５等が用いられてもよい。
　図１９は、反射ミラー１３の配置例を示す模式図である。
　例えば図１９Ａに示すように、反射ミラー１３は、スクリーン１２に固定されてもよい。この場合、例えばカバー部１５は、画像光１をスクリーン１２に入射するための光学系には含まれないため、容易に取り外しが可能となる。これにより、メンテナンスが簡便な装置を実現することが可能となる。
　また図１９Ｂに示すように、反射ミラー１３は、カバー部１５に固定されてもよい。これは図１に示す構成と同様の構成である。この場合、反射ミラー１３は回転せずに、スクリーン１２だけが回転される。例えば回転により反射ミラー１３の位置がぶれると、スクリーン１２における画像光１の入射位置がぶれる可能性がある。反射ミラー１３をスクリーン１２ではなくカバー部１５に設けることで、回転により反射ミラー１３の位置がずれるといった事態が回避される。このように、スクリーン１２の回転ブレに対する感度が低くなり、回転ブレによる画質の劣化を抑制できる。
　この他、反射ミラー１３を配置する方法は限定されず、例えばカバー部１５やスクリーン１２以外の構造部材に固定してもよい。
　図２０は、スクリーンとカバー部との断面構成例を示す模式図である。
　スクリーン１２は、例えば、透明基材５０に透過型ＨＯＥ２０として機能する光学フィルム５１を貼合して構成される。透明基材５０としては、ＰＭＭＡ（アクリル樹脂）、ＰＣ（ポリカーボネート樹脂）、ＰＳ（ポリスチレン樹脂）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）等の樹脂材料が用いられる。またガラス等を用いて透明基材５０が構成されてもよい。
　ここでは、図中左側をスクリーン１２の内側（光軸Ｏ側）として、スクリーン１２とカバー部１５との断面構成について説明する。
　図２０Ａでは、透明基材５０の内側に光学フィルム５１が貼合される。この場合、光学フィルム５１がカバー部１５と接触して破損するといった事態や、ハンドリング時に光学フィルムが汚れるといった事態を回避することが可能である。
　また図２０Ｂでは、透明基材５０の外側に光学フィルム５１が貼合される。この場合、透明基材５０の内側に光学フィルム５１を貼合する場合と比べ製造工程が簡単であり、製造コストを低減することが可能となる。
　図２０Ｃでは、光学フィルム５１が光学用透明接着剤（ＯＣＡ５２：Optical Clear Adhesive）を介して透明基材５０に貼り付けられる。ここでは、透明基材５０の内側にＯＣＡ５２が接着され、ＯＣＡ５２に光学フィルム５１が貼合される。なお透明基材５０の外側にＯＣＡ５２を介して光学フィルム５１が貼り付けられてもよい。ＯＣＡを用いることで、透明基材５０と光学フィルム５１との貼合の信頼性が向上する。
　図２０Ｄでは、反射防止フィルム（ＡＲフィルム５３）が設けられる。図２０に示す例では、透明基材５０の内側、透明基材５０の外側、カバー部１５の内側、及びカバー部１５の外側にそれぞれＡＲフィルム５３が貼合される。なお透明基材５０の内側では、光学フィルム５１を介してＡＲフィルム５３が貼り付けられる。もちろん、透明基材５０の外側に光学フィルム５１を介してＡＲフィルム５３が貼り付けられてもよい。
　ＡＲフィルム５３を用いることで、外光等が反射して観察されるゴースト等の発生を抑制することが可能である。またＨＯＥで回折される前に反射される画像光１等が低下し、結果として画像の輝度を向上することが可能となる。
　なお、ＡＲフィルム５３を貼合する場合、継ぎ目が形成されてもよい。ＡＲフィルム５３の継ぎ目は、例えば３Ｄ画像に対しての前後位置のきっかけになり、３Ｄ画像がカバー部１５の内側に表示されているという感覚を高めることが可能となる。
　またＡＲフィルム５３に代えて、ディップコーティング等によりＡＲ膜を形成してもよい。この場合、継ぎ目のなりＡＲ膜を実現することが可能となり、透明性を向上することが可能となる。
　図２１は、回転機構の構成例を示す模式図である。
　図２１Ａ及び２０Ｂでは、回転機構１４のモータとして中空モータ５５が用いられる。図２１Ａに示すように、中空モータ５５は、回転軸を通る部分が中空となっているモータである。中空モータ５５には、図１を参照して説明した回転部材１７(カップリング部材)を介してスクリーン１２が固定される。このように、回転機構１４は、所定の軸を中心に回転する中空モータを含んで構成される。
　また図２１Ｂに示すように、中空モータ５５を用いた場合、出射部１１の少なくとも一部は、中空モータ５５の開口部５６内に配置される。例えば、中空モータ５５の開口部５６に出射部１１の投射レンズ等が配置される。もちろんプロジェクタ本体が収容されてもよい。これにより、空間利用効率が高くなり、小型の画像表示装置１００を実現することが可能となる。
　中空モータ５５としては、ＤＣブラシレスモータ、ＡＣサーボモータ、ステッピングモータ等が用いられる。また、中空モータ５５では、スクリーン１２を回転させる際に、局所的に力がかかるといったことがないため、回転時の騒音を十分に低減することが可能となる。また回転部材１７を介してスクリーン１２と中空モータ５５とを直接固定することが可能である。このため、機械部品を介してスクリーン１２を回転させる場合と比べて、信頼性を向上することが可能となる。
　なお中空モータ５５を用いずに、回転機構１４が構成されてもよい。
　例えば図２１Ｃに示すように、モータ５７に接続されたベルトや歯車を用いて回転部材１７及びスクリーン１２を回転させるような構成が用いられてもよい。この場合、一般的な回転軸を持つモータ５７を利用することが可能となり、装置コストを抑えることが可能となる。モータ５７としては、回転軸を備える任意のモータ（ＤＣブラシレスモータ、ＡＣサーボモータ、ステッピングモータ等）が用いられる。
　図２２及び図２３は、回転ブレ抑制機構の構成例を示す模式図である。
　図２２Ａには、回転ブレを抑制するために、偏芯調整用の重り５８を追加する例が模式的に図示されている。この場合、スクリーン１２を回転させ、スクリーン１２の振動が小さくなるように回転部材１７上に重り５８が配置される。このような回転のアラインメントは、例えば工場出荷時に装置ごとに行われる。
　図２２Ｂでは、回転ブレ抑制機構６０として、スクリーン１２の上側の側面を抑えるように、ベアリングボールを備えるボールねじ６１が設けられる。ここでは、左右２か所にボールねじ６１を設けているが、典型的には３か所以上のボールねじ６１が設けられる。各ボールねじ６１は、例えば反射ミラー１３とともにカバー部１５に配置される。これにより、スクリーン１２の上側で発生する横ブレを低減することが可能となる。
　図２２Ｃでは、回転ブレ抑制機構６０として、スクリーン１２の上端を抑えるように、複数のベアリングを備える中空キャップ６２が設けられる。中空キャップ６２は、スクリーン１２の上端に嵌め込むことが可能であり、スクリーン１２との接触部分にはベアリング機構が配置される。また中空キャップ６２は、全体として円環型の部材であり、中央が中空になっている。
　例えば反射ミラー１３及び中空キャップ６２がカバー部１５の天面に固定される。出射部１１から出射された画像光１は、中空キャップ６２の中空部分を通過して反射ミラー１３に入射し、反射ミラー１３で反射された画像光１は、再度中空キャップ６２の中空部分を通過してスクリーン１２に入射する。
　このような中空キャップ６２を用いることで、スクリーン１２の上部を確実に安定させることが可能となり、回転ブレを十分に低減することが可能となる。
　図２３Ａでは、回転ブレ抑制機構６０として、カバー部１５の天面の中央（光軸Ｏとの交点）に単一のボールねじ６１が設けられる。この構成では、スクリーン１２の上端に反射ミラー１３が接続されており、反射ミラー１３の反射面とは反対側がボールねじ６１により抑えられる。このように、回転軸（光軸Ｏ）でスクリーン１２を抑えることで、ボールねじ６１の個数が少なくてもスクリーン１２の回転ブレを効果的に抑えることが可能となる。またボールねじ６１の数が少ないため、騒音を抑制することが可能である。
　図２３Ｂでは、回転ブレ抑制機構６０として、カバー部１５の天面に固定された反射ミラー１３の中央（光軸Ｏとの交点）に単一のボールねじ６１が設けられる。この場合、スクリーン１２には光透過性のある天面といったボールねじ６１を受けることが可能な部材が設けられる。
　例えば光軸Ｏに近い光路を通る画像光１は、画像表示には使わない場合が多い。反射ミラー１３の中央部分にボールねじ６１が設けられても、画像表示に大きな影響はない。このような構成であっても、回転軸（光軸Ｏ）でスクリーン１２を抑えることが可能となり、スクリーン１２の回転ブレを十分に抑えることが可能となる。
　図２４は、反射低減部材の構成例を示す模式図である。図２４Ａ及び図２４Ｂには、出射部１１から出射された画像光１の反射を低減する反射低減部材６４の構成例が模式的に図示されている。
　図２４Ａでは、スクリーン１２の下端に中心部分が開口した円環状の反射低減部材６４ａが配置される。この部材は、スクリーン１２とともに回転する部材であり、例えば図１を参照して説明した回転部材１７でもよいし、回転部材１７に装着される部材でもよい。反射低減部材６４ａとしては、例えば黒色の基材に反射低減フィルムを貼合した部材や、反射低減コーティング等を施した部材が用いられる。図２４Ａに示すように、反射低減部材６４ａには、例えばスクリーン１２の内側で反射された画像光１が入射するが、この画像光１を目立たなくすることで反射光ノイズが低減される。
　図２４Ｂでは、カバー部１５の下端にカバー部１５の直径よりも大きい円環状の反射低減部材６４ｂが装着される。この部材は、カバー部１５に固定され回転しない。反射低減部材６４ｂは、反射低減部材６４ａと同様に、反射低減フィルムや、反射低減コーティング等を用いて構成される。図２４Ｂに示すように、反射低減部材６４ｂには、例えばスクリーン１２を通過した画像光１（０次光）が入射するが、この画像光１を目立たなくすることで反射光ノイズが低減される。
　図２５は、出射部１１の構成例を示す模式図である。図２５Ａ～図２５Ｃには、出射部１１を構成するプロジェクタ本体４１及び各種の光学系が模式的に図示されている。
　図２５Ａでは、出射部１１は、画像光１を出射するプロジェクタ本体４１と、プロジェクタ本体４１が出射した画像光１を反射するミラー４７とを用いて構成される。ミラー４７は、典型的には平面ミラーであり、スクリーン１２の下方に配置され、同じくスクリーン１２の下方に配置されたプロジェクタ本体４１から出射される画像光１の向きを変える。
　図２５Ａでは、水平方向に沿って出射された画像光１が垂直方向に反射される。ミラー４７により反射された画像光１は、スクリーン１２の上方に設けられた図示しない反射ミラー１３に入射し、反射ミラー１３により反射されてスクリーン１２に入射する。
　このように、ミラー４７を用いることで、プロジェクタ本体４１の位置や向きを変更することが可能となる。例えば図２５Ａでは、プロジェクタ本体４１を横向きに配置することで、装置（例えば台座部分等）の薄型化を図ることが可能となる。
　図２５Ｂでは、出射部１１（プロジェクタ本体４１）がスクリーン１２の上方に配置される。この場合、プロジェクタ本体４１から出射された画像光１は、スクリーン１２の内側を通過して、スクリーン１２の下方に配置される図示しない反射ミラー１３に入射し、反射ミラー１３により反射されてスクリーン１２に入射する。
　このように、出射部１１は、スクリーン１２の下方のみならず、スクリーン１２の上方に配置してもよい。これにより、例えば天井に画像表示装置１００を配置するといった場合でも、観察者側にスクリーン１２を向けることが可能となり、装置の設置性が向上する。
　図２５Ｃでは、出射部１１は、２つのプロジェクタ本体４１ａ及び４１ｂと、２つのプロジェクタ本体４１ａ及び４１ｂからの画像光１を合成するビームスプリッタ４８（ＢＳ）とを用いて構成される。ビームスプリッタ４８は、プリズム等を用いて構成されてもよいし、ハーフミラー等が用いられてもよい。
　ビームスプリッタ４８は、スクリーン１２の下方の光軸Ｏ上に４５°傾いた状態で配置される。プロジェクタ本体４１ａは、ビームスプリッタ４８の下方から光軸Ｏに沿って画像光１を出射する。またプロジェクタ本体４１ｂは、ビームスプリッタ４８の側方から画像光１を出射する。これにより、ビームスプリッタ４８からはプロジェクタ本体４１ａ及び４１ｂから出射された画像光１が合成されて、光軸Ｏに沿って出射される。これにより、スクリーン１２に表示される画像の輝度を向上することが可能となる。
　以上、本実施形態に係る画像表示装置１００では、光軸Ｏに沿って出射部１１から出射された画像光１が反射ミラー１３を介して光軸Ｏの全周に配置され、光軸Ｏを中心に回転するスクリーン１２に入射する。スクリーン１２には、画像光１が入射する領域及び又は位置ごとに画像光１を異なる方向に出射する角度制御部２２が設けられ、画像光１がスクリーン１２に入射する位置及びタイミングが制御される。画像光１を適宜切り替えて出射することで、様々な視点Ｐに向けて画像が表示される。これより、所定の軸を含む中心部分は空洞となり、小型でありながら高品質な立体表示を実現することが可能となる。
　例えば高速プロジェクタである出射部１１から角度制御機能を持った反射ミラー１３に向けて画像が投影され、反射ミラー１３で折り返された画像光１はスクリーン１２に入射する。スクリーン１２に投影された画像（画像光１）は、縦方向に延びるライン状に分割され、ライン状に分割された画像は水平方向に異なる角度で出射される。スクリーン１２は中空に構成された回転機構１４によって高速に回転し、出射部１１の画像と同期することで、３６０°の全周にわたって多数の視点Ｐを生成することができる。これによって全周から両眼視差と運動視差をもった３Ｄ映像を裸眼で視聴することが可能となり、実用的な透明３６０°裸眼３Ｄディスプレイを実現することが可能となる。
　また画像表示装置１００では、高速プロジェクタである出射部１１と中空に構成された回転機構１４とがスクリーン１２から見て同じ側に配置される。また、スクリーン１２を介して反対側には反射ミラー１３が配置される。また回転機構１４の回転軸と出射部１１の光軸Ｏが一致する。
　このように光軸Ｏと回転軸とを一致させた投影系とすることで、装置サイズを小型化することが可能である。また回転機構１４が中空であることで、そのスペースを利用して出射部１１を設けるといったことが可能である。これにより、出射部１１を円筒スクリーンに近づけることが可能となり、投射距離を小さくして本体サイズを大幅に小型化することが可能となる。
　上記した構成は、出射部１１や回転機構１４を収容する台座部分をコンパクトに構成するうえで重要である。それとは別にスクリーン１２のサイズは比較的大きく設計することも可能である。このように画像表示装置１００では、本体サイズに対してスクリーン１２が大きく、従って映像サイズが大きい。またスクリーン１２内は構造物が無いため、透明性が高く高画質な立体表示が可能となる。さらに、スクリーン１２内が空洞であることで光軸Ｏ付近の角度で投影される光も画像表示に利用できる。これにより、大きなサイズの映像を高解像度で表示することが可能となる。また画像表示に利用可能な面積が大きいため、画像光１の利用効率を十分に向上することが可能となる。
　また、画像表示装置１００の構成では、上方に配置された反射ミラー１３により出射部１１からの映像を折り返して表示している。このため、観察者２には映像源が見えず、クリアな映像表示が可能となる。
　またスクリーン１２を構成するＨＯＥは１枚で構成することも可能である。このため複数のＨＯＥを重ねる場合よりも画像光１の利用効率が向上する。
　また一つの出射部１１（高速プロジェクタ）を用いることで３６０°の全周表示が可能であり、装置コストを抑えることが可能である。
　＜第２の実施形態＞
　本技術に係る第２の実施形態の画像表示装置について説明する。これ以降の説明では、上記の実施形態で説明した画像表示装置１００における構成及び作用と同様な部分については、その説明を省略又は簡略化する。
　上記の実施形態では、主に円筒形のスクリーンを用いる場合について説明した。スクリーン１２の形状は限定されない。本実施形態では、円筒形以外の形状をもつスクリーン１２について説明する
　図２６は、第２の実施形態に係る画像表示装置の構成例を示す模式図である。
　図２６Ａ、図２６Ｂ、図２６Ｃ、及び図２６Ｄには、円筒形以外の形状をもつスクリーン１２を備える画像表示装置２００、画像表示装置２０１、画像表示装置２０２、及び画像表示装置２０３が模式的に図示されている。
　図２６Ａに示す画像表示装置２００では、半円筒型のスクリーン１２ｃが用いられる。例えばスクリーン１２ｃの下方に出射部１１が配置され、スクリーン１２ｃの上方に図示しない反射ミラー１３が配置される。このようにスクリーン１２ｃが半円筒な場合であっても、スクリーン１２ｃは円筒の中心を軸として回転するため、３６０°の全方位にわたって立体表示が可能である。
　図２６Ｂに示す画像表示装置２０１では、下側が広がった円錐台型のスクリーン１２ｄが用いられる。例えばスクリーン１２ｄの下方に出射部１１が配置され、スクリーン１２ｄの上方に図示しない反射ミラー１３が配置される。なお、スクリーン１２ｄでは、反射ミラー１３に代えて、例えばレンズ（ワイドコンバージョンレンズ等）を用いて出射部１１から出射される画像光１のスクリーン１２ｄに対する入射角度が制御されてもよい。この場合、画像光１が通過するレンズが、画像光の照射対象物に対する入射角度を制御する光学部として機能する。
　図２６Ｃに示す画像表示装置２０２では、上側が広がった円錐台型のスクリーン１２ｅが用いられる。
　図２６Ｄに示す画像表示装置２０３では、下側が広がった円錐台を中心軸で切断した半円錐台型のスクリーン１２ｆが用いられる。もちろん、上側が広がった円錐台を中心軸で切断した半円錐台型のスクリーンが用いられてもよい。この場合も図２６Ａと同様に、スクリーン１２ｆは円錐台の中心を軸として回転するため、３６０°の全方位にわたって立体表示が可能である。
　このように、視点画像３０が表示されるスクリーンの側面は、スクリーンの回転軸を中心に回転された曲面として構成されることが好ましい。これにより、スクリーンが回転しても同じ位置に視点画像３０を表示することが可能となり、違和感の少ない立体表示が可能となる。この他、スクリーン１２の形状は限定されず、画像表示装置の用途やデザインに合わせて任意に設定されてよい。
　＜第３の実施形態＞
　上記の実施形態では、主にスクリーン１２に１つの角度制御部２２が設けられる場合について説明した。スクリーン１２に設ける角度制御部２２の数は限定されない。本実施形態では、スクリーン１２は複数の角度制御部２２を有する。
　図２７は、第３の実施形態に係るスクリーン１２の構成例を示す模式図である。
　図２７Ａ及び図２７Ｂには、複数の角度制御部２２を備えるスクリーン１２ｇ及び１２ｈについての水平面における平面図が模式的に図示されている。
　本実施形態では、角度制御部２２は、複数の分割領域２３から出射された画像光１を収束位置Ｆに収束する収束型の角度制御部２２として構成される。従って、１つの角度制御部２２は、１つの視点画像３０の全体を同時に表示することが可能となる。このような角度制御部２２が複数設けられることで、１つのスクリーン１２において複数の視点画像３０が同時に表示可能となる。すなわち、同時に画像表示を行うことが可能な視点Ｐの数（同時生成視点数）が複数となる。
　図２７Ａに示すスクリーン１２ｇには、３つの角度制御部２２が設けられる。ここでは、周方向の幅が互いに同じ角度制御部２２が、光軸Ｏを中心として１２０°の方位角ピッチで配置される。各角度制御部２２の幅は、スクリーン１２の外周の１／３以下であり、隣接する角度制御部２２が互いに重なることはない。
　このような構成により、スクリーン１２ｇでは、３つの視点画像３０を同時に表示することが可能となり、同時生成視点数は３となる。
　図２７Ｂに示すスクリーン１２ｈには、６つの角度制御部２２が設けられる。ここでは、周方向の幅が互いに同じ角度制御部２２が、光軸Ｏを中心として６０°の方位角ピッチで配置される。各角度制御部２２の幅は、スクリーン１２の外周の１／６以下であり、隣接する角度制御部２２が互いに重なることはない。
　このような構成により、スクリーン１２ｈでは、６つの視点画像３０を同時に表示することが可能となり、同時生成視点数は６となる。
　図２７Ａ及び図２７Ｂに示す例では、一つのスクリーン１２に周方向の幅が等しい角度制御部２２が設けられている。これは、各角度制御部２２により表示される画像面サイズが等しいことを意味する。これに限定されず、各角度制御部２２のサイズは異なっていてもよい。例えばサイズの大きい角度制御部２２と、サイズの小さい角度制御部２２とが混在して配置されてもよい。この場合。例えばサイズが大きい角度制御部２２では背景を表示し、サイズが小さい角度制御部２２ではキャラクターを表示するといった使い分けが可能となる。
　この他、装置の用途やコンテンツの内容等に応じて、複数の角度制御部２２のサイズが任意に設定されてよい。
　また、複数の角度制御部２２を１枚の光学フィルム５１（ＨＯＥ）上に形成してもよいし、別々の光学フィルム５１に形成された角度制御部２２を、スクリーン１２に貼合するといった構成も可能である。
　このように、角度制御部２２の数を増やすことで、例えば１回のスクリーン１２の回転で、同じ視点Ｐに対して視点画像３０を複数回表示することが可能となる。このため、例えば３Ｄ映像フレームレートが一定であれば、角度制御部２２が複数あることで、スクリーン回転数を下げることが可能となる。このため、視点ピッチごとの切り替え時間が長くなり、プロジェクタフレームレートも下げることが可能となる。
　例えば、上記した表（１）に示すように、３つの角度制御部２２持ち同時生成視点数が３のスクリーン１２では、同時生成視点数が１の場合に比べて、スクリーン回転数及びプロジェクタフレームレートがともに１／３となる。同様に、同時生成視点数が９であれば、スクリーン回転数及びプロジェクタフレームレートがともに１／９となる。
　このような関係から、本発明者らは、出射部１１に必要な最小のプロジェクタフレームレートについて検討し、以下の条件であれば実用的な立体表示が可能となる点を見出した。
　まず映像範囲は３６０°として、３Ｄ映像フレームレートを３０ｆｐｓに設定し、視点ピッチを３°に設定し、同時生成視点数を９に設定する。この場合、スクリーン回転数は２００Ｒｐｍとなり、プロジェクタフレームレートは２４０ｆｐｓとなる。この条件下では、画面サイズは比較的小さくなるものの、詳細な視点ピッチで全周から立体表示が観察可能となる。
　従って、出射部１１は、少なくとも２４０ｆｐｓ以上のプロジェクタフレームレートで視点画像３０を切り替えることが可能であることが好ましい。２４０ｆｐｓ以上のプロジェクタフレームレートがあれば、より画面サイズの大きい立体表示や、高い３Ｄ映像フレームレートを実現することが可能である。
　また、プロジェクタフレームレート（スクリーン回転数）が下がることで、１つの視点画像３０が表示される期間が長くなる。この結果、視点画像３０が明るく見えるようになり、立体表示の輝度を向上することが可能となる。なおスクリーン回転数を下げない場合には、単位時間あたりに表示される視点画像３０の回数が増加するため、同様に輝度を向上することが可能となる。
　図２８は、複数の角度制御部が設けられたスクリーンにおいて黒ストライプ領域の位置を調整する方法について説明する模式図である。
　第１の実施形態では、図１７を参照して、クロストークを軽減する黒ストライプ領域（非拡散領域２４や、非表示領域３８）を用いることで生じる解像度の低下を抑制する方法について説明した。黒ストライプ領域を用いてクロストークを軽減する手法（図１１～図１５等参照）は、角度制御部２２が複数設けられる場合でも有効である。一方で黒ストライプ領域を固定して用いる場合には、黒ストライプ領域が目立ってしまい縞状に解像度が低下した画像となることが考えられる。
　ここでは、複数の角度制御部２２に、黒ストライプ領域となる（非拡散領域２４）が設けられ、複数の分割領域２３が間隔を開けて形成されるものとする。この場合、各角度制御部２２に形成される非拡散領域２４の位置をずらすことで、解像度の低下を抑えることが可能である。
　図２８に示す例では、３つの角度制御部２２（図中のＨＯＥ＃１、＃２、＃３）が設けられ、各角度制御部２２における非拡散領域２４の位置がずらされている。ここで、非拡散領域２４の位置がずれた状態とは、例えば各角度制御部２２において、角度制御部２２内での非拡散領域２４の位置が互いに重ならないことを意味する。
　図２８には、スクリーン１２の回転周期の１／３だけずれた時刻ｔ１、ｔ２、及びｔ３でのスクリーン１２の状態が模式的に図示されている。
　例えば時刻ｔ１では、投影区間３６内の中央に分割領域２３がある状態で視点画像３０が表示される（画像表示がＯＮに切り替えられる）。また時刻ｔ２では、投影区間３６内の右側の境界に分割領域２３が接した状態で視点画像３０が表示される。また時刻ｔ３では、投影区間３６内の左側の境界に分割領域２３接した状態で視点画像３０が表示される。このように、３つの角度制御部２２では、投影区間３６内での分割領域２３の相対位置が変化する。この結果、図２８の下側に示すように、各投影区間３６では、時刻ｔ１、ｔ２及びｔ３での画像が順次表示され、全体として輝度のばらつきが低く、投影区間３６の全領域にわたって解像度の高い画像表示が可能となる。
　このように、同時生成視点数が２以上の場合には、隙間（非拡散領域２４）で分けられた分割領域２３の位置をずらして、互いの表示を補間することが可能となる。
　＜第４の実施形態＞
　上記の実施形態では、主に単色の画像光１が用いられるスクリーン１２について説明した。これに限定されず、カラー表示に対応したスクリーン１２が用いられてもよい。
　例えば、スクリーン１２を構成するＨＯＥは、一般に波長選択性の高い光学素子であり、対応波長から離れた波長の光に対しては透明となる。そこで、ＲＧＢに対応した複数の角度制御部２２をそれぞれ設けることで、ＲＧＢの視点画像３０を時分割で順次表示することが可能となる。これにより、ＲＧＢの視点画像３０の残像を利用したカラー表示を実現することが可能となる。
　本実施形態では、スクリーン１２には複数の角度制御部２２が設けられ、複数の角度制御部には、赤色光用の角度制御部２２Ｒと、緑色光用の角度制御部２２Ｇと、青色光用の角度制御部２２Ｂとが含まれる。角度制御部２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂの領域は、典型的には互いに同形同大の領域として構成される。なお角度制御部２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂは、形状やサイズが異なる領域として構成されてもよい。
　図２９は、第４の実施形態に係るカラー表示用のスクリーンの構成例を示す模式図である。図２９Ａ及び図２９Ｃには、ＲＧＢの各色光用の角度制御部２２Ｒ、２２Ｇ、及び２２Ｂを備えるスクリーン１２ｉ及び１２ｊについての水平面における平面図が模式的に図示されている。なお図２９Ｂには、図２９Ａに示すスクリーン１２ｉの展開図と、各角度制御部２２Ｒ、２２Ｇ、及び２２Ｂにおける出射ベクトルとが模式的に図示されている。
　スクリーン１２ｉ及び１２ｊは、ともに収束型の角度制御部２２により構成されており、図２７を参照して説明したスクリーン１２ｇ及び１２ｈをカラー化したものとなっている。
　図２９Ａ及び図２９Ｂに示すスクリーン１２ｉには、３つの角度制御部２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂが設けられる。ここでは、周方向の幅が互いに同じ角度制御部２２が、光軸Ｏを中心として１２０°の方位角ピッチで配置される。また各角度制御部２２の幅は、スクリーン１２の外周の１／３以下であり、隣接する角度制御部２２が互いに重なることはない。
　図２９Ａでは、図中左上側が赤色光用の角度制御部２２Ｒであり、図中下側が緑色光用の角度制御部２２Ｇであり、図中右上側が青色光用の角度制御部２２Ｂである。このような構成により、スクリーン１２ｉでは、ＲＧＢの各色に対応した視点画像３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂを同時に表示することが可能となる。
　またスクリーン１２ｉが回転することで、視点画像３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂを１つの視点Ｐに対して時分割で順次表示することが可能となる。これによりスクリーン１２ｉが１回転する間に、任意の視点Ｐに対してカラー表示された視点画像３０を表示することが可能となる。従ってスクリーン１２ｉにおけるカラー表示された視点画像３０についての同時生成視点数は１相当となる。
　図２９Ｃに示すスクリーン１２ｊには、角度制御部２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂがそれぞれ２つずつ、全部で６つの角度制御部２２が設けられる。ここでは、周方向の幅が互いに同じ角度制御部２２が、光軸Ｏを中心として６０°の方位角ピッチで配置される。また各角度制御部２２の幅は、スクリーン１２の外周の１／６以下であり、隣接する角度制御部２２が互いに重なることはない。
　図２９Ｃでは、図中左上側及び右下側が赤色光用の角度制御部２２Ｒであり、図中上側及び下側が緑色光用の角度制御部２２Ｇであり、図中右上側及び左下側が青色光用の角度制御部２２Ｂである。このような構成により、スクリーン１２ｊでは、ＲＧＢの各色に対応した視点画像３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂを互いに反対方向に向けて同時に表示することが可能となる。
　またスクリーン１２ｊが１回転する間に、任意の視点Ｐに対してカラー表示された視点画像３０を２回表示することが可能となる。従ってスクリーン１２ｊにおけるカラー表示された視点画像３０についての同時生成視点数は２相当となる。
　また３つの角度制御部２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂを配置する順番は限定されない。図２８Ｃに示すように、ＲＧＢＲＧＢといった各色が連続しない順番や、ＲＲＧＧＢＢといった各色が連続するような順番が用いられてもよい。
　ここで、ＲＧＢの視点画像３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂを投影する出射部１１の構成について説明する。上記では、主に、出射部１１がＲＧＢの視点画像３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂをそれぞれ投影する例について説明した。これは、例えばＲＧＢの各光を出射する３つの光源と、ＲＧＢの各光に対応する３つの光変調素子とを出射部１１に設け、各光変調素子により変調されたＲＧＢの画像光１を共通の光軸に沿って出射することで実現される。
　出射部１１の構成は、このようにＲＧＢごとに光源や光変調素子を設けるような構成に限定されない。
　出射部１１は、白色光を出射する白色光源を備えてもよい。この場合、出射部１１は、白色光を変調する単一の光変調素子をもつプロジェクタとして構成されてもよい。また、視点画像３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂは、例えば画素ごとに階調が設定されたグレースケールの画像であってもよい。
　上記したように、スクリーン（図２９ではスクリーン１２ｉや１２ｊ）を構成するＨＯＥには、波長選択性があり、所定の波長の光を選択的に回折し、その他の波長の光を透過する特性がある。すなわち、ＨＯＥは、カラーフィルタのように、各色光のみを回折する。このため、グレースケールの画像を投影した場合でも、赤色光用の角度制御部２２Ｒでは、赤色光が選択的に回折され、赤色の画像を表示することが可能となる。同様に、緑色光用の角度制御部２２Ｇにグレースケールの画像を投影すると、緑色の画像が表示され、青色光用の角度制御部２２Ｂにグレースケールの画像を投影すると、青色の画像が表示される。
　このように、ＨＯＥの波長選択性を利用することで、白色光源を利用したカラー表示を容易に実現することが可能である。また、白色光源を用いる場合、ＲＧＢの光源をそれぞれ設ける必要がないため、出射部１１の小型化や低コスト化を実現することが可能となる。また上記した構成では、光変調素子も１つで良いので、装置コストを十分に抑えることが可能となる。なお、白色光源からの光をＲＧＢの色光に分け、各色光に対応する３つの光変調素子を設けてもよい。このように、白色光源を用いることで光源の共通化が可能となり、装置コストを抑えることが可能となる。
　図３０は、カラー表示用のスクリーンの他の構成例を示す模式図である。図３０Ａに示すスクリーン１２ｋでは、同じ角度ごとにＲＧＢに対応する分割領域２３が連続して配置される。すなわち、赤色光用の分割領域２３Ｒと、緑色光用の分割領域２３Ｇと、青色光用の分割領域２３Ｇとが互いに隣接して配置される。従って、各色光用の角度制御部２２Ｒ、２２Ｇ、及び２２Ｂは、お互いの分割領域がずれるようにスクリーン１２の全周にわたって形成されることになる。
　図３０Ａには、スクリーン１２ｋについての水平面における平面図が模式的に図示されている。図２９Ｂには、図２９Ａに示すスクリーン１２ｋの展開図と、各角度制御部２２Ｒ、２２Ｇ、及び２２Ｂにおける出射ベクトルとが模式的に図示されている。
　出射ベクトルは、各位置ごとに設定されるが、図２９Ｂの展開図でみるとわかるように、所定の収束位置に収束するように設定される。
　スクリーン１２ｋが回転することで、例えば視点画像３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂがストライプ状に分割されて一方の端から順番に表示される。これによりスクリーン１２ｋが１回転する間に、任意の視点Ｐに対してカラー表示された視点画像３０を時分割で表示することが可能となる。従ってスクリーン１２ｋにおけるカラー表示された視点画像３０についての同時生成視点数は１相当となる。
　このように、同じ角度ごとにＲＧＢに対応する分割領域２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂを連続配列することで、同一視点Ｐ内での色光についてのクロストークが抑制される。すなわち、他の視点用の色光が混ざりにくくなる。なお、連続して配置される分割領域２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂの間にも、隙間（非拡散領域２４）を設けることが好ましい。これにより、各点におけるＲＧＢの色光の割合を適正に保つことが可能となり、鮮明なカラー画像を表示することが可能となる。
　この他、カラー表示用のスクリーン１２を実現する方法は限定されない。例えばＲに対応するＨＯＥのみが形成されたフィルムと、Ｇに対応するＨＯＥのみが形成されたフィルムと、Ｂに対応するＨＯＥのみが形成されたフィルムとを積層してスクリーン１２を構成してもよい。この場合、ＲＧＢに対応する各分割領域は重なっていてもよい。各色に対応するフィルムを積層することで、視点画像の表示範囲を広く設定することが可能である。
　＜その他の実施形態＞
　本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。
　図３１は、他の実施形態に係る出射部１１と画像データの構成例を示す模式図である。上記の実施形態では、主にスクリーン１２の全方位に視点画像３０を表示する構成について説明した。例えば、スクリーン１２を一方向からのみ観察するような場合や、観察位置が決まっているような場合には、全方位に視点画像３０を表示する必要はない。この場合、スクリーン１２の一部の角度範囲だけで画像表示を行ってもよい。
　図３１Ａでは、表示画素を寄せて、視点画像３０が表示される表示範囲２６を限定した例である。ここでは、スクリーン１２の図中下側の表示範囲２６に向けて視点画像３０が表示される。この場合、点線の領域で示した反射ミラー１３に対して図示しない出射部１１から投影される視点画像３０は、光軸Ｏを中心とする画像である必要はなく、図３１Ａに示すようにスクリーン１２上の表示範囲２６に画像光１を投影可能なように設定することが出来る。ここでは、表示範囲２６に表示するための扇型の視点画像３０をフレーム３２（画像データ３１における表示領域）内で最大化した画像が構成され、反射ミラー１３に向けて出射される。
　視点画像３０を投影する場合、例えば画像がスクリーン１２の片側に寄るように、出射部１１からの出射軸が光軸Ｏからシフトされる。具体的には、ＤＭＤ等の光変調素子（変調パネル）に対して投射レンズを用いて出射軸をシフトする方法が挙げられれる。この場合、上記した回転反射面を持つ反射ミラー１３等をそのまま使用することが可能である。また、視点画像３０が光軸Ｏを中心に出射される場合には、自由曲面ミラーを用いて片面に表示画素を寄せるといったことも可能である。
　このように、図３１Ａでは、限定された表示範囲２６用の視点画像３０をフレーム内で最大化することが可能であるため、スクリーン１２における画像表示の解像度を向上させることが可能となる。
　また、画像表示をカラー化する場合には、上記したＲＧＢ時分割駆動と各色用ＨＯＥの構成で実現できる。例えば、図３１Ａのようにスクリーン１２の全周を３分割するように角度制御部２２が設けられる場合、各角度制御部２２はそれぞれ赤色光用、緑色用、及び青色用の角度制御部２２Ｒ、２２Ｇ、及び２２Ｂとして構成される。また出射部１１からは、ＲＧＢの各色に対応した視点画像３０Ｒ、３０Ｇ、３０Ｂが、光軸Ｏからシフトされた状態で、角度制御部２２Ｒ、２２Ｇ、及び２２Ｂに時分割で投影される。これにより、高解像度なカラーの立体表示が可能となる。
　図３１Ｂでは、複数のプロジェクタユニット（プロジェクタ本体）を備える出射部１１により視点画像３０が投影される。プロジェクタユニットは、視点画像３０を時分割で投影する時分割駆動が可能なように構成される。このようなプロジェクタユニットを、光軸Ｏに対してシフトする方向を変えて、一つの投射レンズに複数個を配置することで、高解像度での表示が可能な表示角度範囲を増やすことができる。
　ここでは、２つのプロジェクタユニットと、各プロジェクタユニットから出射された視点画像３０を光軸Ｏに対してシフトする投射レンズとが設けられる。一方のプロジェクタユニットの照射範囲（フレーム３２ａ）には、視点画像３０ａが投影され、他方のプロジェクタユニットの照射範囲（フレーム３２ｂ）には、視点画像３０ｂが投影される。またフレーム３２ａは、反射ミラー１３の図中上側の半分を覆うようにシフトされ、フレーム３２ｂは、反射ミラー１３の図中下側の半分を覆うようにシフトされている。またフレーム３２ａ及びフレーム３２ｂは、平面視で反射ミラー１３の半分となる半円に外接するように設定される。これにより、全周にわたって高解像度での表示が可能となる。
　なおフレーム３２ａ（フレーム３２ｂ）は、反射ミラー１３の半分となる半円に外接する必要はなく、例えば図３１Ａのように、半円の一部をカバーするように設定されてもよい。またフレーム３２ａ及びフレーム３２ｂが重なってもよく、また図３１Ｂよりも大きいサイズに設定されてもよい。
　図３１Ｃでは、矩形状のフレームを扇型にゆがめる光学系を用いる例である。ここでは出射部１１に投射光学系（投射レンズ等）が設けられているとする。図３１Ｃの上側の図は、投射光学系に入射する矩形状の視点画像３０である。図３１Ｃの下側の図は、投射光学系によりゆがめられた視点画像３０である。このように、投射光学系で予め画像を歪ませることで、スクリーン１２に投影した際の上下の解像度の差分を解消することが可能である。
　図３２は、他の実施形態に係るスクリーンの構成例を示す模式図である。図３２には、ＨＯＥを用いたスクリーン１２の一覧が図示されている。ここでは、透過型ＨＯＥ２０を用いたグループ（（１）～（４））と、反射型ＨＯＥ２１を用いたグループ（（５）～（８））と、２種類のＨＯＥを用いたハイブリット型のグループ（（９）～（１２））とがそれぞれ示されている。
　また透過型ＨＯＥ２０を用いたグループ及び反射型ＨＯＥ２１を用いたグループとしては、収束型と発散型とを例示している。なおこれら２つのグループには、各ＨＯＥに拡散機能も含まれている。またハイブリット型のグループとしては、反射型ＨＯＥ２１による収束型と、透過型ＨＯＥ２０による収束型とを例示している。
　図３２の（１）に示すスクリーン１２ｌは、透過型ＨＯＥ２０を用いて画像光１を収束位置Ｆに収束する。これは、図２等を参照して説明したスクリーン１２と同じタイプであり、視点画像３０全体を同時に表示可能なスクリーン１２である。
　図３２の（２）、（３）、（４）に示すスクリーン１２ｍ、１２ｎ、１２ｏは、透過型ＨＯＥ２０を用いて画像光１を発散する。後述するように発散型のスクリーン１２であっても、時分割で視点画像３０を表示可能である。以下では、スクリーン１２が静止した状態で画像光１が出射される側をスクリーン１２の正面側と記載し、その反対側をスクリーン１２の背面側と記載する。図３２では、いずれのスクリーン１２においても図中下側が正面側となり、図中上側が背面側となる。
　スクリーン１２ｍ、１２ｎ、１２ｏには、各々の正面側に同様のサイズの角度制御部２２が設けられる。またスクリーン１２ｍでは、画像光１を発散する起点となる起点位置Ｇが背面側に設定される。スクリーン１２ｎでは、起点位置Ｇが背面側のスクリーン上に設定される。スクリーン１２ｏでは、起点位置Ｇがスクリーン内部に設定される。また起点位置Ｇがスクリーン１２の中心に近づくことで起点位置Ｇを中心に広がる画像光１の角度範囲は広くなる。
　図３２の（５）、（６）、（７）に示すスクリーン１２ｐ、１２ｑ、１２ｒは、反射型ＨＯＥ２１を用いて画像光１を収束する。スクリーン１２ｐ、１２ｑ、１２ｒには、各々の裏面側に同様のサイズの角度制御部２２が設けられる。これらの角度制御部２２は反射型であり、入射する光を反射するさいに反射方向を制御する。またスクリーン１２ｐでは、画像光１の収束位置Ｆが正面側に設定される。スクリーン１２ｑでは、収束位置Ｆが正面側のスクリーン上に設定される。スクリーン１２ｒでは、収束位置Ｆがスクリーン内部に設定される。また収束位置Ｆがスクリーン１２の中心に近づくほど、角度制御部２２から収束位置Ｆに向けて画像光１が曲げられる角度が大きくなる。
　図３２の（８）に示すスクリーン１２ｓは、反射型ＨＯＥ２１を用いて起点位置Ｇを起点として画像光１を発散するする。ここでは起点位置Ｇが背面側に設定され、角度制御部２２で反射された画像光１はそのまま発散するように出射される。
　図３２の（９）、（１０）、（１１）に示すスクリーン１２ｔ、１２ｕ、１２ｖは、反射型ＨＯＥ２１を用いて画像光１を収束する。スクリーン１２ｔ、１２ｕ、１２ｖには、各々の裏面側に同様のサイズの角度制御部２２が設けられる。またスクリーン１２ｐでは、画像光１の収束位置Ｆが正面側に設定される。スクリーン１２ｑでは、収束位置Ｆが正面側のスクリーン上に設定される。スクリーン１２ｒでは、収束位置Ｆがスクリーン内部に設定される。
　なおスクリーン１２ｔ、１２ｕ、１２ｖの、反射型ＨＯＥ２１には拡散機能が設けられていない。そこで、反射型ＨＯＥ２１が通過するスクリーンの正面側に異方性拡散の機能を持つ透過型ＨＯＥ２０が配置される。これにより、スクリーン１２ｔ、１２ｕ、１２ｖでは、スクリーン１２の正面側の透過型ＨＯＥ２０上に画像が表示される。
　図３２の（１２）に示すスクリーン１２ｗは、透過型ＨＯＥ２０ａを用いて画像光１を収束する。この画像光１を収束する透過型ＨＯＥ２０ａには拡散機能が設けられていない。そこで透過型ＨＯＥ２０ａの外側に、異方性拡散機能をもつ透過型ＨＯＥ２０ｂが貼合される。このように、２枚の透過型ＨＯＥ２０ａ及び２０ｂを用いて収束と拡散との機能が実現されてもよい。
　この他、透過型ＨＯＥ２０や反射型ＨＯＥ２１を利用してスクリーン１２を構成する方法は限定されない。
　図３３は、発散型のスクリーン１２を用いて視点画像３０を表示する方法について説明するための模式図である。
　上記したように、本開示では、角度制御部２２を構成する複数の分割領域２３には、水平面内において各分割領域２３から出射される画像光１が収束又は発散するように出射角度を設定することが可能である。
　ここでは、図３２の（２）に示す透過型ＨＯＥ２０を用いた発散型のスクリーン１２ｍを例に挙げて、画像光１が発散するように出射角度が設定されたスクリーン１２ｍを用いて視点画像３０を表示する方法について説明する。
定されない。
　図３３の左側の図は、スクリーン１２ｍが回転する様子を示す模式図であり、スクリーン１２ｍを透過して発散する５種類の画像光１の光路が図示されている。
　例えば時刻ｔ１では、図中最も左側の光路を通る画像光１が視点Ｐを通過する。同様に時刻ｔ２、ｔ３、ｔ４、及びｔ５では、左から２番目、３番目、４番目、及び５番目の光路を通る画像光１が視点Ｐをそれぞれ通過する。このように、ある視点Ｐに着目すると、角度制御部２２の各分割領域２３から発散するように出射された各画像光１は、スクリーン１２の回転に伴い、スクリーン１２が１回転する間に必ず１回は視点Ｐを通過することになる。
　図３３の右側の図は、時刻ｔ１～ｔ５において視点Ｐを通過した画像光１の光路を同時に表示した模式図である。この図に示すように、視点Ｐを通過する画像光１の光路を重ねると、スクリーン１２上に表示された視点画像３０が視点Ｐに収束される場合(図２Ｂ参照)と同様の光路となる。これを利用して、視点画像３０を時分割で表示することが可能である。
　具体的には、時刻ｔ１では、図中最も左側の光路を通る分割領域２３に、視点Ｐに応じた視点画像３０のうち分割領域２３に対応する分割画像３４を表示する。また、時刻ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５では、左から２番目、３番目、４番目、及び５番目の光路に対応した分割領域２３に視点Ｐに応じた視点画像３０のうち各分割領域２３に対応する分割画像３４が表示される。これにより、視点Ｐに対して、視点Ｐに応じた視点画像３０を時分割で表示することが可能となる。観察者２はこのように時分割で視点画像３０が表示される場合であっても、複数の分割画像３４（ライン映像）の残像により視点画像３０全体を知覚することが可能である。
　図３４は、拡散角度を調整する物理スリットを示す模式図である。
　ここでは、図３２の（６）のように、スクリーン１２上で画像光１を収束するタイプのスクリーン１２に対して物理スリットを適用する例について説明する。
　図３４に示すスクリーン１２ｘは、スクリーンの裏面側（図中上側）に反射型ＨＯＥ２１が設けられる。反射型ＨＯＥ２１により反射された画像光１は、正面側のスクリーン上に一端収束され、その後発散して出射される。
　正面側の収束位置には、物理スリット４９が設けられる。ここで物理スリット４９は、垂直方向に沿って設けられ、中央部分で光を通過させ、その両側で光を遮蔽する縦長のスリットである。物理スリット４９を設けることで、例えば反射型ＨＯＥ２１で拡散された拡散光の分布をより狭く調整することが可能となる。
　図３４では、反射型ＨＯＥ２１の右端から出射された画像光１の拡散分布がグレーの領域により模式的に図示されている。この拡散分布は物理スリット４９のスリット幅よりも広い。従って、反射型ＨＯＥ２１の右端から出射された画像光１は、物理スリット４９を通過可能な成分だけが通過し、他の成分は両側の遮蔽部分によって遮蔽される。
　これにより、水平面におけるビーム幅を細くすることが可能となる。このため、例えば反射拡散スクリーンとなる反射型ＨＯＥ２１の作製精度が低い場合であっても、クロストークが十分に抑制された画像表示が可能となる。
　図３５は、垂直方向の角度成分が異なる分割領域の一例を示す模式図である。
　上記の実施形態では、複数の分割領域２３に対して、水平面内での角度成分（方位角成分）が互いに異なるように出射角度が設定され、水平面に対する角度成分（仰角成分）は一定に設定される例について説明した。例えば、出射角度の仰角成分を振り分けて、上下方向にも出射角度が変化するようなスクリーン１２が構成されてもよい。
　図３５Ａに示すスクリーン１２ｙでは、縦方向に延在する短冊形の分割領域２３が設けられる。ここでは、連続する３つの分割領域２３をセットとして、出射角度が設定される。
　例えばセットとなる３つの分割領域では、出射角度の方位角成分は全て同じ値に設定される。一方で、出射角度の仰角成分は、互いに異なる値に設定される。ここでは、各セットに対して、水平面に対して斜め上方に向かう仰角成分Ｔ（Ｔｏｐ）と、水平面と略平行な仰角成分Ｃ（Ｃｅｎｔｅｒ）と、水平面に対して斜め下方に向かう仰角成分Ｂ（Ｂｏｔｔｏｍ）とがそれぞれ設定される。図３５Ａに示す例では、左から順番にＢ、Ｔ、Ｃの仰角成分が設定される。
　なお、出射角度の方位角成分はセットごとに異なるように設定される。例えば３つの分割領域のセットにより、水平面において画像光１が収束するような収束型のスクリーン１２ｙが実現される。
　このように、スクリーン１２ｙは、水平方向の映像を垂直方向の視点に振り分けて表示するともいえる。これによりスクリーン１２ｙを上方や下方から観察する視点Ｐに対しても視点画像３０を表示することが可能となる。これにより上下方向の運動視差を付与することが可能となり、自然な立体像を実現することが可能となる。
　図３５Ｂに示すスクリーン１２ｚでは、周方向及び縦方向に格子状に分割された複数の分割領域２３が設けられる。
　この構成では、出射角度の方位角成分が縦のラインごとに異なる。従って、同一の縦のラインに含まれる分割領域では、出射角度の方位角成分が互いに同じであるが、ラインが変われば方位角成分は異なる。
　また、出射角度の仰角成分が横のラインごとに周期的にきり替わるように設定される。ここでは、スクリーン１２ｚの上からＣ、Ｔ、Ｂの順番でラインごとに出射角度の仰角成分が設定される。
　このように、スクリーン１２ｚは、垂直方向の映像を分割して垂直方向の視点に振り分けて表示するともいえる。このような構成であっても、スクリーン１２ｚを上方や下方から観察する視点Ｐに対して視点画像３０を表示することが可能となる。また図３５Ａのように水平方向の映像を振り分ける場合と比べて、周方向の解像度を高くすることが可能である。これにより高品質な立体表示を実現することが可能となる。
　図３５Ｂでは、出射角度の仰角成分を振り分けた格子状の分割領域２３が形成されているが、これに限定されない。例えば、千鳥パターンの分割領域２３や、配置が微妙にずれたランダムパターンの分割領域２３が設けられてもよい。この場合、分割領域２３が互いにずれて配置されるため、回転時には分割領域２３の内側部分及び境界部分における明るさのむら等が平均化されて透明性が向上する。
　図３６は、上下方向に出射角度が変化するスクリーン１２の他の例を示す模式図である。
　図３６Ａに示すようにスクリーン１２には、３つの角度制御部２２ｔ、２２ｃ、２２ｂが形成される。ここでは、各角度制御部２２が１２０°の角度範囲にわたって隙間なく形成されているが、角度制御部２２の間には間隔があいていてもよい。
　図３６Ｂは、角度制御部２２ｔ、２２ｃ、２２ｂに入射した画像光１の出射角度の仰角成分を示す模式図である。角度制御部２２ｔには、水平面に対して斜め上方に向かう仰角成分Ｔが設定された複数の分割領域２３が形成される。角度制御部２２ｃには、水平面と略平行な仰角成分Ｃが設定された複数の分割領域２３が形成される。角度制御部２２ｂには、水平面に対して斜め下方に向かう仰角成分Ｂが設定された複数の分割領域２３が形成される。
　また図３６Ｃに示すように、角度制御部２２ｔ、２２ｃ、２２ｂは、各分割領域２３に入射した画像光１を収束するように構成される。
　図３６に示すスクリーン１２を用いることで、例えば１つの方位（視点Ｐ）に対して３種類の仰角から観察可能な３Ｄ画像を表示することが可能となる。このように、角度制御部２２ごとに垂直方向の視点を振り分けることも可能である。この構成では、仰角成分が異なる３つの角度制御部２２をそれぞれ形成すればよいので、ＨＯＥを容易に露光することが可能である。
　観察者の観察位置（視点Ｐ）を検出するシステム等を利用して、観察者の実際の視点に応じた立体表示が行われてもよい。例えば、スクリーンの全周囲をセンシングする、フェイストラッキングセンシングシステム（顔追跡）や、アイトラッキングセンシングシステム（視線追跡）等のシステムが導入されてもよい。
　例えば画像表示装置に魚眼レンズ等を備えた全周カメラを設置し、全周カメラにより撮影された映像を適宜解析することで、顔追跡や視線追跡が可能となる。この追跡結果をもとに、現在の観察者の視点Ｐに合わせてインタラクティブに動作する３Ｄオブジェクト等がスクリーンに表示される。これにより、観察者は自身の動きに連動する自然な立体像を観察することが可能となる。
　また観察位置（視点Ｐ）を検出するシステムを利用して、画像データ３１である映像信号伝の送量を低減することが可能である。すなわち、観察者が見ていない方向には、画像を表示しないといった処理により、全体のデータ量を低減するとともに、画像処理に要する処理負荷を低減することが可能である。
　図３７は、視点Ｐの上下位置の変化に伴う視点画像の見え方について説明する模式図である。視点Ｐの上下位置が変化する場合には、上下の運動視差映像をリアルタイムで表示してもよい。
　図３７Ａでは、視点Ｐの上下位置に関わらず、同じ視点画像３０が表示される。ここでは、図３７Ａの左側に示すように、スクリーン１２を正面から見た場合に正方形に見える３Ｄオブジェクト７を含む視点画像３０が表示される。この状態で、図３７Ａの右側に示すように視点Ｐが上方に移動し、スクリーン１２を斜めから見るとする。この場合、視点画像３０を変更しないと、３Ｄオブジェクト７の表示位置がずれるとともに、円弧を描くような歪みが目立つ可能性がある。
　このような表示位置のずれや歪みを抑制する方法として、観察者の視点Ｐを検出するシステムを用いて、上下の運動視差を反映するように３Ｄオブジェクト７（視点画像３０）を補正する方法が挙げられる。
　図３７Ｂでは、視点Ｐの上下位置に応じて視点画像３０が補正される。ここでは、斜め上から見たときに３Ｄオブジェクト７が正しい形状で実空間に定位するように視点画像３０の位置及び形状がリアルタイムに補正される。
　例えば、スクリーン１２を上から覗きこんだ場合には、３Ｄオブジェクト７を上に移動し、下から覗きこんだ場合には、３Ｄオブジェクト７を下に移動する。また視点Ｐの上下の角度に応じて、円弧状の歪がなくなるように３Ｄオブジェクト７が補正される。
　このような補正を行うことで、スクリーン１２を正面から見る場合（図３７Ｂの左側）と斜め上方から見る場合（図３７Ｂの右側）とで、３Ｄオブジェクト７の表示位置が変化せず、不自然な歪みも発生しない。これにより、自然でリアリティーのある立体表示を実現することが可能となる。
　上記では、放物面により構成された反射面を備えた反射ミラーが用いられた。反射面の形状等は限定されず、例えばスクリーンの形状等に合わせて画像光を反射することが可能な任意の反射面が用いられてよい。例えば、反射面は放物面とは異なる非球面（自由曲面等）として構成されてもよい。自由曲面は、例えばスクリーンに対する画像光の入射角度を略一定にするように構成される。このような曲面は、例えば光路シミュレーション等に基づいて設計することが可能である。
　また入射角度を略一定にする場合に限定されず、反射面は、所定の角度範囲で入射角度が分布するように画像光を反射してもよい。この場合、例えばスクリーンの上下方向には、異なる入射角度で画像光が入射される。
　また画像光を反射する反射ミラーに代えて、画像光を屈折する光学素子等を用いて、画像光をスクリーンに入射させてもよい。例えばフレネルレンズ等の透過型の光学素子を用いることで、画像光がスクリーンに入射するように進行方向を制御することが可能である。
　上記では、画像光による画像表示とスクリーンの回転とを同期させる方法として、回転機構によるスクリーンの回転を制御する方法について説明した。例えば、スクリーンの回転に合わせて、視点画像を表示するタイミングを制御してもよい。また例えば、視点画像が適正に表示されるように、視点画像を表示するタイミングと、スクリーンの回転との両方を制御してもよい。
　以下では、画像表示装置の実施例を記載する。
　図３８は、画像表示装置の構成例を示す斜視図である。
　図３９は、図３８に示す画像表示装置の平面図である。
　図４０は、図３８に示す画像表示装置の底面図である。
　図４１は、図３８に示す画像表示装置の側面図である。
　図４２は、図３８に示す画像表示装置に搭載されたスクリーンユニットの斜視図である。
　図４３は、図４２に示すスクリーンユニットの平面図である。
　図４４は、図４２に示すスクリーンユニットの側面図である。
　図３８に示す画像表示装置３００は、台座３１０と、スクリーン３１２と、反射ミラー３１３と、カバー部３１５とを有する。また画像表示装置３０１の内部には、図示しない出射部及び回転機構が設けられる。台座３１０、スクリーン３１２、反射ミラー３１３、及びカバー部３１５は、例えば上記した台座１０、スクリーン１２、反射ミラー１２、及びカバー部１５等と同様に構成される。
　画像表示装置３００では、スクリーン３１２及びカバー部３１５により、スクリーンユニット３２０が構成される。スクリーンユニット３２０は、画像表示装置３０１を見る観察者に画像を表示する部分であり、両端が開口した円筒型のスクリーン３１２と、両端が開口した円筒型のカバー部３１５とを、同一の軸を中心に配置して構成される。
　またスクリーン３１２及びカバー部３１５は、いずれも透明な部材である。このうちスクリーン３１２は、回転機構により回転され、カバー部３１５は、回転するスクリーン３１２を保護するために台座３１０に固定される。反射ミラー３１３は、スクリーンユニット３２０のうち、カバー部３１５に固定されるが、スクリーン３１２に固定されてもよい。
　画像表示装置３００（スクリーンユニット３２０）の寸法の一例を記載する。スクリーン３１２の外径は１００ｍｍであり、厚みは２ｍｍである。カバー部３１５の外径は１０８ｍｍであり、厚みは３ｍｍである。スクリーン３１２とカバー部３１５との間の隙間は１ｍｍである。この場合、スクリーン３１２とカバー部３１５との隙間が小さいことにより、スクリーンユニット３２０の２層感が小さく、スクリーン３１２とカバー部３１５との一体感が増し美感を向上することが可能である。
　図４５は、スクリーンユニットの他の構成例を示す斜視図である。
　図４６は、図４５に示すスクリーンユニットの平面図である。
　図４７は、図４５に示すスクリーンユニットの底面図である。
　図４８は、図４５に示すスクリーンユニットの側面図である。
　図４５に示すスクリーンユニット３２０ａは、図４２に示すスクリーンユニット３２０の変形例であり、両端が開口した円筒型のスクリーン３１２ａと、上端が塞がれ下端が開口した円筒型のカバー部３１５ａとを、同一の軸を中心に配置して構成される。カバー部３１５ａの上端を塞ぐ円形平板状の蓋部分３１６ａは、透明でもよいし、不透明でもよい。
　図４９は、スクリーンユニットの他の構成例を示す斜視図である。
　図５０は、図４９に示すスクリーンユニットの平面図である。
　図５１は、図４９に示すスクリーンユニットの底面図である。
　図５２は、図４９に示すスクリーンユニットの側面図である。
　図４９に示すスクリーンユニット３２０ｂは、図４２に示すスクリーンユニット３２０の変形例であり、上端が塞がれ下端が開口した円筒型のスクリーン３１２ｂと、両端が開口した円筒型のカバー部３１５ｂとを、同一の軸を中心に配置して構成される。例えば反射ミラーがカバー部３１５ｂに固定される場合、スクリーン３１２ｂの上端を塞ぐ円形平板状の蓋部分３１６ｂは透明である。また、例えば反射ミラーがスクリーン３１２ｂに固定される場合、蓋部分３１６ｂは不透明でもよい。
　図５３は、画像表示装置の他の構成例を示す斜視図である。
　図５４は、図５３に示す画像表示装置の平面図である。
　図５５は、図５３に示す画像表示装置の底面図である。
　図５６は、図５３に示す画像表示装置の側面図である。
　図５７は、図５３に示す画像表示装置に搭載されたスクリーンユニットの斜視図である。
　図５８は、図５７に示すスクリーンユニットの平面図である。
　図５９は、図５７に示すスクリーンユニットの側面図である。
　図５３に示す画像表示装置４００は、台座４１０と、スクリーン４１２と、反射ミラー４１３と、カバー部４１５とを有する。また画像表示装置４０１の内部には、図示しない出射部及び回転機構が設けられる。台座４１０、スクリーン４１２、反射ミラー４１３、及びカバー部４１５は、例えば上記した台座１０、スクリーン１２、反射ミラー１２、及びカバー部１５等と同様に構成される。
　画像表示装置４００では、スクリーン４１２及びカバー部４１５により、スクリーンユニット４２０が構成される。スクリーンユニット４２０は、画像表示装置４０１を見る観察者に画像を表示する部分であり、両端が開口した円筒型のスクリーン４１２と、両端が開口した円筒型のカバー部４１５とを、同一の軸を中心に配置して構成される。
　またスクリーン４１２及びカバー部４１５は、いずれも透明な部材である。このうちスクリーン４１２は、回転機構により回転され、カバー部４１５は、回転するスクリーン４１２を保護するために台座４１０に固定される。反射ミラー４１３は、スクリーンユニット４２０のうち、カバー部４１５に固定されるが、スクリーン４１２に固定されてもよい。
　画像表示装置４００（スクリーンユニット４２０）の寸法の一例を記載する。スクリーン４１２の外径は２００ｍｍであり、厚みは３ｍｍである。カバー部４１５の外径は２２６ｍｍであり、厚みは３ｍｍである。スクリーン４１２とカバー部４１５との間の隙間は１０ｍｍである。この場合、スクリーン４１２とカバー部４１５との隙間が大きいことにより、スクリーン４１２の回転ぶれに対して余裕がありカバー部４１５との接触等を容易に回避することが可能となり、画像表示装置４００の製造を容易に行うことが可能となる。
　以上説明した本技術に係る特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。すなわち各実施形態で説明した種々の特徴部分は、各実施形態の区別なく、任意に組み合わされてもよい。また上記で記載した種々の効果は、あくまで例示であって限定されるものではなく、また他の効果が発揮されてもよい。
　本開示において、「同じ」「等しい」「直交」等は、「実質的に同じ」「実質的に等しい」「実質的に直交」等を含む概念とする。例えば「完全に同じ」「完全に等しい」「完全に直交」等を基準とした所定の範囲（例えば±１０％の範囲）に含まれる状態も含まれる。
　なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）所定の軸の周囲の少なくとも一部に配置され画像光が照射される照射対象物であって、前記画像光が入射する領域及び又は前記画像光が入射する位置ごとに前記画像光を互いに異なる出射角度で出射する少なくとも１つの角度制御部を有する照射対象物と、
　前記所定の軸を中心に前記照射対象物を回転させる回転機構と、
　前記所定の軸に沿って前記画像光を出射し、少なくとも前記回転機構の回転周期よりも短い間隔で前記画像光を切り替え可能な出射部と、
　前記所定の軸を基準として前記出射部に対向して配置され、前記出射部により出射された前記画像光の前記照射対象物に対する入射角度を制御する光学部と、
　前記画像光による画像表示と前記照射対象物の回転とを同期させる制御部と
　を具備する画像表示装置。
（２）（１）に記載の画像表示装置であって、
　前記角度制御部は、前記光学部を介して入射する前記画像光を分割して互いに異なる出射角度で出射する複数の分割領域を有する
　画像表示装置。
（３）（２）に記載の画像表示装置であって、
　前記複数の分割領域は、前記照射対象物において前記所定の軸に沿う方向に延在する
　画像表示装置。
（４）（２）又は（３）に記載の画像表示装置であって、
　前記複数の分割領域には、前記所定の軸と直交する直交面内の角度成分が互いに異なるように前記出射角度が設定される
　画像表示装置。
（５）（４）に記載の画像表示装置であって、
　前記複数の分割領域には、前記直交面内において各分割領域から出射される前記画像光が収束又は発散するように前記出射角度が設定される
　画像表示装置。
（６）（２）から（５）のうち少なくとも１つに記載の画像表示装置であって、
　前記複数の分割領域は、各々に設定された前記出射角度で、前記画像光を拡散して出射可能であり、
　前記複数の分割領域において前記画像光が拡散される角度範囲は、前記所定の軸と直交する直交面内の角度範囲が、前記直交面に対する角度範囲よりも小さい
　画像表示装置。
（７）（２）から（６）のうち少なくとも１つに記載の画像表示装置であって、
　前記角度制御部は、互いに隣接する前記分割領域の間に形成され前記画像光を拡散しない非拡散領域を有する
　画像表示装置。
（８）（２）から（７）のうち少なくとも１つに記載の画像表示装置であって、
　前記照射対象物は、前記少なくとも１つの角度制御部として、複数の角度制御部を有する
　画像表示装置。
（９）（８）に記載の画像表示装置であって、
　前記複数の角度制御部は、赤色光用の角度制御部と、緑色光用の角度制御部と、青色光用の角度制御部とを含む
　画像表示装置。
（１０）（２）から（９）のうち少なくとも１つに記載の画像表示装置であって、
　前記制御部は、前記照射対象物の周囲に設定された複数の視点から各視点に応じた視点画像が観察可能となるように、前記画像光による前記視点画像の表示と前記照射対象物の回転とを同期させる
　画像表示装置。
（１１）（１０）に記載の画像表示装置であって、
　前記複数の視点は、前記所定の軸を中心に環状に設定され、
　前記角度制御部は、互いに隣接する前記分割領域の間に形成され前記画像光を拡散しない非拡散領域を有し、
　前記制御部は、前記複数の視点の角度ピッチで分けられた投影区間の境界と前記分割領域とが重なる場合に前記画像光による画像表示をＯＦＦにし、前記投影区間の境界と前記非拡散領域とが重なる場合に前記画像光による画像表示をＯＮにする
　画像表示装置。
（１２）（１０）に記載の画像表示装置であって、
　前記複数の視点は、前記所定の軸を中心に環状に設定され、
　前記視点画像は、前記複数の視点の角度ピッチ内で、画像を表示する表示領域と画像を表示しない非表示領域とが設定された画像であり、
　前記制御部は、前記分割領域の境界と前記表示領域とが重なる場合に前記画像光による画像表示をＯＦＦにし、前記分割領域の境界と前記表示領域とが重ならない場合に前記画像光による画像表示をＯＮにする
　画像表示装置。
（１３）（１）から（１２）のうち少なくとも１つに記載の画像表示装置であって、
　前記照射対象物は、ホログラフィック光学素子を用いたスクリーンである
　画像表示装置。
（１４）（１）から（１３）のうち少なくとも１つに記載の画像表示装置であって、
　前記照射対象物は、光透過性を有する
　画像表示装置。
（１５）（１）から（１４）のうち少なくとも１つに記載の画像表示装置であって、
　前記光学部は、前記画像光の前記照射対象物に対する前記入射角度を略一定にする
　画像表示装置。
（１６）（１）から（１５）のうち少なくとも１つに記載の画像表示装置であって、さらに、
　前記照射対象物を囲むように配置され光透過性を有するカバー部を具備する
　画像表示装置。
（１７）（１６）に記載の画像表示装置であって、
　前記光学部は、前記カバー部に固定される
　画像表示装置。
（１８）（１）から（１７）のうち少なくとも１つに記載の画像表示装置であって、
　前記出射部及び前記回転機構は、前記照射対象物から見て同じ側に配置される
　画像表示装置。
（１９）（１）から（１８）のうち少なくとも１つに記載の画像表示装置であって、
　前記回転機構は、前記所定の軸を中心に回転する中空モータを含み、
　前記出射部の少なくとも一部は、前記中空モータの開口部内に配置される
　画像表示装置。
（２０）（１）から（１９）のうち少なくとも１つに記載の画像表示装置であって、
　前記照射対象物は、前記所定の軸を略中心軸とする円筒形状で構成される
　画像表示装置。
　Ｏ…光軸
　Ｐ…視点
　１…画像光
　２…観察者
　１１…出射部
　１２、１２ａ～１２ｚ、３１２、３１２ａ、３１２ｂ、４１２…スクリーン
　１３、３１３、４１３…反射ミラー
　１４…回転機構
　１５、３１５、４１５…カバー部
　１９…コントローラ
　２０…透過型ＨＯＥ
　２１…反射型ＨＯＥ
　２２、２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ…角度制御部
　２３、２３Ｒ、２３Ｇ、２３Ｂ…分割領域
　２４…非拡散領域
　３０…視点画像
　３７…表示領域
　３８…非表示領域
　５５…中空モータ
　１００、２００、２０１、２０２、２０３、３００、４００…画像表示装置

Claims (20)

  1. 　所定の軸の周囲の少なくとも一部に配置され画像光が照射される照射対象物であって、前記画像光が入射する領域及び又は前記画像光が入射する位置ごとに前記画像光を互いに異なる出射角度で出射する少なくとも１つの角度制御部を有する照射対象物と、
    　前記所定の軸を中心に前記照射対象物を回転させる回転機構と、
    　前記所定の軸に沿って前記画像光を出射し、少なくとも前記回転機構の回転周期よりも短い間隔で前記画像光を切り替え可能な出射部と、
    　前記所定の軸を基準として前記出射部に対向して配置され、前記出射部により出射された前記画像光の前記照射対象物に対する入射角度を制御する光学部と、
    　前記画像光による画像表示と前記照射対象物の回転とを同期させる制御部と
    　を具備する画像表示装置。
  2. 　請求項１に記載の画像表示装置であって、
    　前記角度制御部は、前記光学部を介して入射する前記画像光を分割して互いに異なる出射角度で出射する複数の分割領域を有する
    　画像表示装置。
  3. 　請求項２に記載の画像表示装置であって、
    　前記複数の分割領域は、前記照射対象物において前記所定の軸に沿う方向に延在する
    　画像表示装置。
  4. 　請求項２に記載の画像表示装置であって、
    　前記複数の分割領域には、前記所定の軸と直交する直交面内の角度成分が互いに異なるように前記出射角度が設定される
    　画像表示装置。
  5. 　請求項４に記載の画像表示装置であって、
    　前記複数の分割領域には、前記直交面内において各分割領域から出射される前記画像光が収束又は発散するように前記出射角度が設定される
    　画像表示装置。
  6. 　請求項２に記載の画像表示装置であって、
    　前記複数の分割領域は、各々に設定された前記出射角度で、前記画像光を拡散して出射可能であり、
    　前記複数の分割領域において前記画像光が拡散される角度範囲は、前記所定の軸と直交する直交面内の角度範囲が、前記直交面に対する角度範囲よりも小さい
    　画像表示装置。
  7. 　請求項２に記載の画像表示装置であって、
    　前記角度制御部は、互いに隣接する前記分割領域の間に形成され前記画像光を拡散しない非拡散領域を有する
    　画像表示装置。
  8. 　請求項２に記載の画像表示装置であって、
    　前記照射対象物は、前記少なくとも１つの角度制御部として、複数の角度制御部を有する
    　画像表示装置。
  9. 　請求項８に記載の画像表示装置であって、
    　前記複数の角度制御部は、赤色光用の角度制御部と、緑色光用の角度制御部と、青色光用の角度制御部とを含む
    　画像表示装置。
  10. 　請求項２に記載の画像表示装置であって、
    　前記制御部は、前記照射対象物の周囲に設定された複数の視点から各視点に応じた視点画像が観察可能となるように、前記画像光による前記視点画像の表示と前記照射対象物の回転とを同期させる
    　画像表示装置。
  11. 　請求項１０に記載の画像表示装置であって、
    　前記複数の視点は、前記所定の軸を中心に環状に設定され、
    　前記角度制御部は、互いに隣接する前記分割領域の間に形成され前記画像光を拡散しない非拡散領域を有し、
    　前記制御部は、前記複数の視点の角度ピッチで分けられた投影区間の境界と前記分割領域とが重なる場合に前記画像光による画像表示をＯＦＦにし、前記投影区間の境界と前記非拡散領域とが重なる場合に前記画像光による画像表示をＯＮにする
    　画像表示装置。
  12. 　請求項１０に記載の画像表示装置であって、
    　前記複数の視点は、前記所定の軸を中心に環状に設定され、
    　前記視点画像は、前記複数の視点の角度ピッチ内で、画像を表示する表示領域と画像を表示しない非表示領域とが設定された画像であり、
    　前記制御部は、前記分割領域の境界と前記表示領域とが重なる場合に前記画像光による画像表示をＯＦＦにし、前記分割領域の境界と前記表示領域とが重ならない場合に前記画像光による画像表示をＯＮにする
    　画像表示装置。
  13. 　請求項１に記載の画像表示装置であって、
    　前記照射対象物は、ホログラフィック光学素子を用いたスクリーンである
    　画像表示装置。
  14. 　請求項１に記載の画像表示装置であって、
    　前記照射対象物は、光透過性を有する
    　画像表示装置。
  15. 　請求項１に記載の画像表示装置であって、
    　前記光学部は、前記画像光の前記照射対象物に対する前記入射角度を略一定にする
    　画像表示装置。
  16. 　請求項１に記載の画像表示装置であって、さらに、
    　前記照射対象物を囲むように配置され光透過性を有するカバー部を具備する
    　画像表示装置。
  17. 　請求項１６に記載の画像表示装置であって、
    　前記光学部は、前記カバー部に固定される
    　画像表示装置。
  18. 　請求項１に記載の画像表示装置であって、
    　前記出射部及び前記回転機構は、前記照射対象物から見て同じ側に配置される
    　画像表示装置。
  19. 　請求項１に記載の画像表示装置であって、
    　前記回転機構は、前記所定の軸を中心に回転する中空モータを含み、
    　前記出射部の少なくとも一部は、前記中空モータの開口部内に配置される
    　画像表示装置。
  20. 　請求項１に記載の画像表示装置であって、
    　前記照射対象物は、前記所定の軸を略中心軸とする円筒形状で構成される
    　画像表示装置。
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