画像表示装置
【課題】ユーザが画像表示装置に向かって移動しているときには、表示画像のみならず、画像表示装置が表示した画像であることをユーザに認識させることができる画像をも表示する。
【解決手段】画像表示装置１００は、バックライト１１０と対象画像表示部１１８の間に輝度画像表示部１１２を備え、輝度画像表示部は、予め定められた時間範囲における輝度ブロックごとの透過率の平均値がすべての輝度ブロックにおいて略等しくなるように、複数の輝度画像を分割領域ごとに分割した分割画像を、所定の順番かつ時分割でそれぞれ等しい時間、分割領域に表示し、かつ、基準となる分割領域である基準領域を基準として、水平方向の予め定められた基準領域に離隔するに従って、または、基準領域に向かうに従って、分割画像を順次所定時間遅延させて表示する。
【解決手段】画像表示装置１００は、バックライト１１０と対象画像表示部１１８の間に輝度画像表示部１１２を備え、輝度画像表示部は、予め定められた時間範囲における輝度ブロックごとの透過率の平均値がすべての輝度ブロックにおいて略等しくなるように、複数の輝度画像を分割領域ごとに分割した分割画像を、所定の順番かつ時分割でそれぞれ等しい時間、分割領域に表示し、かつ、基準となる分割領域である基準領域を基準として、水平方向の予め定められた基準領域に離隔するに従って、または、基準領域に向かうに従って、分割画像を順次所定時間遅延させて表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を表示する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、多種類の静止画を切り換えて表示したり、動画を表示したりする画像表示装置を商業宣伝用の看板として利用したものを散見するようになった。このような画像表示装置は、静止画の表示の切り換えを容易に行うことができるため、画像表示装置を看板として採用すると、画像の張り替えの手間を省くことができ、広告としての様々な画像を簡単に交換することが可能となる。また、画像表示装置に動画を表示させる場合、画像をダイナミックに変化させることが可能となるため、画像表示装置を看板として採用すると、広告としての画像をユーザ（観察者）に注目させたり、静止画と比較して伝達する情報量を増加させたりすることができる。
【０００３】
一方、近年では、ディスプレイ上に、視差を有する２以上の画像を表示し、ユーザに対してあたかもオブジェクトが立体的に存在するように知覚させる立体画像表示装置が脚光を浴びている。このような画像表示を実現するための技術のうち、偏光眼鏡や電子シャッタ眼鏡等の特殊な眼鏡を使用せずとも立体画像を知覚させる方式（以下、単に裸眼立体視方式と称する）として、パララックスバリア方式、レンチキュラ方式等の様々な方式が知られている。
【０００４】
このような裸眼立体視方式の画像表示装置を看板として採用すると、誰にでも立体画像を知覚させることができ、広告としての機能をより効果的に発揮できると考えられる。
【０００５】
裸眼立体視方式の画像表示装置を看板として利用した例として、例えば、画像表示装置の前面に液晶パララックスバリアを設け、距離センサーを利用して対象者の位置を検知し、検知した対象者の位置に応じて液晶パララックスバリアへ印加する電圧を制御することで、対象者が画像表示装置を基準とした所定範囲外にいる場合には、２次元画像の知覚を目的とした画像（以下、単に２次元画像と称する）を表示し、対象者が画像表示装置を基準とした所定範囲内にいる場合には、立体画像を知覚させるための画像（以下、単に３次元画像と称する）を表示する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。このような切り換えにより広告効果を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２９４８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、裸眼立体視方式の画像表示装置を、家庭内のテレビジョン受像機として利用したり、映画館で利用する場合、ユーザは、画像表示装置が表示する画像が３次元画像であることを予め認識しているため、自身が知覚する立体画像が、画像表示装置によって形成されたものであることを把握することができる。
【０００８】
しかし、裸眼立体視方式の画像表示装置を看板として採用する場合、ユーザは、自身が知覚している立体画像が、画像表示装置によって表示された３次元画像に基づくものであるか、実際の対象物を視認したものであるかを容易に把握できないことがある。この場合、ユーザが、画像表示装置によって表示された３次元画像を実際の対象物と勘違いしてしまうおそれがある。例えば、ユーザが、３次元画像を実際の対象物と勘違いし、その３次元画像との衝突を避けようとしたり、その３次元画像に触れようとしたりして、無駄な行動をとってしまうこともある。
【０００９】
そこで、本発明は、このような課題に鑑み、ユーザが停止しているときは、ユーザに伝達すべき表示画像のみを知覚させることができ、ユーザが画像表示装置に向かって移動しているときには、表示画像のみならず、画像表示装置が表示した画像であることをユーザに認識させることが可能な画像をも表示する画像表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の画像表示装置は、ユーザが視認する対象となる画像である対象画像を表示する透過型の対象画像表示部と、対象画像表示部の前方に配置され、対象画像表示部を構成する表示画素を１または複数含む視認領域に対応した開口部を複数配列した視差分割部と、対象画像表示部の後方に配置されたバックライトと、対象画像表示部とバックライトとの間に配置され、対象画像表示部の予め定められた領域である輝度ブロックごとにバックライトから照射される光の透過率を変更することで、輝度で表される画像である輝度画像を表示する輝度画像表示部と、輝度画像表示部と対象画像表示部との間に配置され、バックライトから照射され、輝度画像表示部を通過した光を、対象画像表示部の視認領域に集光する集光部とを備え、輝度画像表示部は、予め定められた時間範囲における輝度ブロックごとの透過率の平均値がすべての輝度ブロックにおいて略等しくなるように、予め定められた複数の輝度画像を、輝度画像表示部の予め定められた領域である分割領域ごとに分割した分割画像を、所定の順番かつ時分割でそれぞれ等しい時間、分割領域に表示し、かつ、基準となる分割領域である基準領域を基準として、水平方向の予め定められた、基準領域に離隔するに従って、または、基準領域に向かうに従って、分割画像を順次所定時間遅延させて表示し、任意の時刻に、任意の視認角度で、隣接する複数の開口部を通じて、複数の輝度画像のうち１の輝度画像の少なくとも一部が見えるように、分割画像を表示することを特徴とする。
【００１１】
バックライトおよび輝度画像表示部は、１の自発光の表示装置で構成されてもよい。
【００１２】
上記画像表示装置は、集光部と対象画像表示部との間に、屈折板をさらに備え、屈折板は、集光部で集光された光を、対象画像表示部に直交する方向に屈折させ、視認領域に収めてもよい。
【００１３】
輝度画像表示部は、２種類の輝度で輝度画像を構成してもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の画像表示装置によれば、ユーザが停止しているときは、ユーザに伝達すべき表示画像のみを知覚させることができ、ユーザが画像表示装置に向かって移動しているときには、表示画像のみならず、画像表示装置が表示した画像であることをユーザに認識させる画像をも表示することができる。したがって、ユーザが、画像表示装置によって表示された画像を実際の対象物と誤認してしまうことによって生じる問題を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来の裸眼立体視方式の画像表示装置の構成を説明するための説明図である。
【図２】実施形態にかかる画像表示装置の構成を説明するための説明図である。
【図３】実施形態にかかる画像表示装置の構成を説明するための説明図である。
【図４】実施形態にかかる画像表示装置の構成を説明するための説明図である。
【図５】実施形態にかかる画像表示装置の構成を説明するための説明図である。
【図６】視差分割部の開口部を通じてユーザが視認する輝度画像を説明するための説明図である。
【図７】視差分割部の開口部を通じてユーザが視認する対象画像表示部を説明するための説明図である。
【図８】輝度画像表示部が複数の輝度画像を表示する例について説明するための説明図である。
【図９】輝度画像の他の例を説明するための説明図である。
【図１０】数式（２）および数式（３）を利用して算出した遅延時間Ｙを示す図である。
【図１１】数式（２）および数式（３）を利用して算出したｓ２とＬ１の関係、ｓ２と時間ｔの関係およびｓ２ｖと時間ｔの関係を示す図である。
【図１２】ユーザが開口部を通じて略同じ角度で視認できる画像表示装置の水平方向の幅を説明するための説明図である。
【図１３】ユーザが開口部を通じて略同じ角度で視認できる画像表示装置の水平方向の幅を説明するための説明図である。
【図１４】ユーザが視認する画像表示装置の対象画像および輝度画像を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１７】
図１は、従来の裸眼立体視方式の画像表示装置の構成を説明するための説明図である。また、図１は、従来の画像表示装置の上面視に相当する。図１に示すように、裸眼立体視方式の画像表示装置１０は、バックライト１２と、対象画像表示部１４と、視差分割部１６とを含んで構成される。視差分割部１６には鉛直方向に伸長された開口部１８が複数設けられている。
【００１８】
ユーザ２０は、開口部１８を通じて、視差分割部１６の後方（図１中、上側）に設けられた対象画像表示部１４に表示された画像を視認する。このとき、開口部１８を通じてユーザが視認する対象画像表示部１４の位置は、左眼２２と右眼２４とで異なる。そこで、左眼２２で視認する対象画像表示部１４の位置に表示させる画像（左眼用画像：図１中「左画」で示す）と、右眼２４で視認する対象画像表示部１４の位置に表示させる画像（右眼用画像：図１中「右画」で示す）とに水平視差を持たせることで、ユーザ２０は、左眼用画像と右眼用画像に基づく立体画像を知覚することができる。
【００１９】
このような裸眼立体視方式の画像表示装置１０を、広告等を表示する看板として採用する場合、ユーザ２０は、自身が知覚する立体画像が、画像表示装置１０によって表示された３次元画像（ユーザ２０に立体画像を知覚させるための画像、左眼用画像および右眼用画像）に基づくものであるか、実際の対象物を視認したものであるかを容易に把握できないことがある。この場合、例えば、ユーザ２０が、画像表示装置１０によって表示された３次元画像を実際の対象物と勘違いしてしまうおそれがある。例えば、ユーザが、３次元画像を実際の対象物と勘違いし、その３次元映像との衝突を避けようとし、無駄な行動をとってしまうことがある。また、例えば店頭の陳列窓（ショーウインドー）内に、画像表示装置１０を設置して３次元画像を表示した場合、ユーザ２０が、画像表示装置１０によって表示された３次元画像を実際の対象物と勘違いして手で触れようとすると、ユーザ２０の手と陳列窓が衝突してしまうおそれもある。
【００２０】
そこで、本実施形態では、ユーザが停止しているときは、ユーザに伝達すべき表示画像のみを知覚させることができ、ユーザが画像表示装置に向かって移動しているときには、表示画像のみならず、画像表示装置が表示した画像であることをユーザに認識させることができる画像をも表示する画像表示装置を提供することを目的とする。以下、本実施形態にかかる画像表示装置の構成について説明し、その後、本実施形態の画像表示装置の特徴である輝度画像表示部の処理について詳述する。
【００２１】
（画像表示装置１００）
図２から図５は、画像表示装置１００の構成を説明するための説明図である。また、図２および図５は、画像表示装置１００の上面視に相当し、図３および図４は、画像表示装置１００の右側面視に相当する。画像表示装置１００は、バックライト１１０と、輝度画像表示部１１２と、集光部１１４と、屈折板１１６と、対象画像表示部１１８と、視差分割部１２０とを含んで構成される。ここで、図２から図５に示すように、バックライト１１０、輝度画像表示部１１２、集光部１１４、屈折板１１６、対象画像表示部１１８、視差分割部１２０は、ユーザ１０２から見て、後方からこの順で配置される。
【００２２】
バックライト１１０は、ユーザ１０２から見て、対象画像表示部１１８の後方に配置され、対象画像表示部１１８に照射する光を発光する。本実施形態において、バックライト１１０は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）等で構成される。
【００２３】
輝度画像表示部１１２は、例えば、液晶等で構成され、バックライト１１０と対象画像表示部１１８との間に配置される。輝度画像表示部１１２は、同時に存在しうる複数の輝度画像を表示する。ここで、輝度画像は、予め定められた領域である輝度ブロック１３０ごとに、バックライト１１０から照射される光の透過率を変更することで、輝度で表される画像である。輝度画像は、静止画であってもよいし、動画であってもよい。１の輝度ブロック１３０を通過した光は、対象画像表示部１１８の複数の視認領域各々の１の表示画素１３２に到達することになる。ここで、１の輝度ブロック１３０は、輝度画像表示部１１２の１の画素で構成してもよいし、複数の画素で構成してもよい。輝度画像表示部１１２の具体的な処理については、後に詳述する。
【００２４】
なお、バックライト１１０および輝度画像表示部１１２は、有機ＥＬ（Electro Luminescence）等の１の自発光の表示装置で構成することもできる。この場合、バックライト１１０と輝度画像表示部１１２とが電力を費やすことがなくなるので、省電力化を図ることができる。
【００２５】
集光部１１４は、輝度画像表示部１１２と対象画像表示部１１８との間に配置され、バックライト１１０から照射され、輝度画像表示部１１２を通過した光を、対象画像表示部１１８の１または複数の表示画素１３２で構成される視認領域に集光する。ここで、視認領域は、後述する１の開口部１４０を通じて異なる位置から視認できる、１または複数（例えば１００）の、対象画像表示部１１８の表示画素１３２で構成される。
【００２６】
本実施形態において、集光部１１４は、輝度画像表示部１１２が表示する輝度画像を正立画像として屈折板１１６（焦点面）に結像する。この場合、集光部１１４は、例えば、屈折率分布型レンズ（Gradient Indexレンズ、セルフォックスレンズ）を含んで構成されてもよいし、凸レンズや凹レンズの組み合わせで構成されてもよい。したがって、ユーザ１０２の左眼１０２ａは、開口部１４０を通じて、矢印１０４ａで示される輝度ブロック１３０を視認することとなり、右眼１０２ｂは、矢印１０４ｂで示される輝度ブロック１３０を視認することとなる。なお、同じ時刻に同じ角度θで、隣接する開口部１４０から見える輝度画像は、１の（同一の）輝度画像である。
【００２７】
図２に示すように、輝度画像を屈折板１１６に結像するために、集光部１１４の焦点距離は、水平方向（両眼視差を形成する方向：図２では、左右方向）において、１の視認領域の水平方向の長さＪｈに結像する、複数の輝度ブロック１３０の水平方向の長さＫｈと、輝度画像表示部１１２から集光部１１４までの距離と、集光部１１４から屈折板１１６（焦点面）までの距離等に応じて、設定される。
【００２８】
また、図３に示すように、集光部１１４は、鉛直方向（垂直方向：図３では、左右方向）において、１の視認領域の鉛直方向の長さＪｖに結像する、複数の輝度ブロック１３０による輝度画像表示部１１２の鉛直方向の長さＫｖが、長さＪｖと等しくなるように構成される。そして、例えば、図３に示すように、集光部１１４を円柱レンズの組み合わせで構成する。このように集光部１１４を円柱レンズの組み合わせで構成する場合、画像表示装置１００の鉛直方向の分解能の最小単位は、円柱レンズの鉛直方向の長さ、すなわち１の視認領域の鉛直方向の長さＪｖ、または、輝度画像表示部１１２の鉛直方向の長さＫｖによって決定される。
【００２９】
また、例えば、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、輝度画像表示部１１２と集光部１１４との間に、集光部１１４に輝度ブロック１３０を通過した光を導く導光板１１４ａを水平に重ねた積層導光板１１４ｂを配置してもよい。このような積層導光板１１４ｂを配置する構成において、導光板１１４ａの奥行き方向（図４（ａ）中の上下方向）の寸法は、輝度画像表示部１１２と集光部１１４との隙間がほとんどなくなるようにするとよい。なお、この場合、画像表示装置１００の鉛直方向の分解能の最小単位は、積層導光板１１４ｂを構成する導光板１１４ａの鉛直方向の厚みによって決定される。
【００３０】
また、ここで集光部１１４は、輝度画像を正立画像として結像する例について説明したが、これに限定されず、集光部１１４は、輝度画像を倒立画像として屈折板１１６に結像してもよい。図２を参照すると、この場合、ユーザ１０２の左眼１０２ａは、開口部１４０を通じて、矢印１０６ａ（図２中、一点鎖線矢印で示す）で示される輝度ブロック１３０を視認することとなり、右眼１０２ｂは、矢印１０６ｂ（図２中、一点鎖線矢印で示す）で示される輝度ブロック１３０を視認することとなる。
【００３１】
集光部１１４として、輝度画像表示部１１２が表示する輝度画像に応じて、正立画像として結像するものや、倒立画像として結像するものを適宜採用するとよい。集光部１１４と輝度画像の関係ついては後に詳述する。
【００３２】
集光部１１４により集光された光は、対象画像表示部１１８に集光され、輝度画像表示部１１２の輝度画像の一部を視認領域に映し出す。ここで、集光部１１４を構成する各レンズの光軸の延長線上に位置する表示画素１３２には輝度画像表示部１１２の光が垂直に近い角度で照射されるが、光軸の延長線上から離れた位置にある表示画素１３２には、垂直から所定の角度偏差をもって輝度画像表示部１１２の光が照射されるため、光の利用効率が低下する。したがって、ユーザが観察する角度によって、対象画像表示部１１８が映し出す画像の明るさが変わってしまう。
【００３３】
そこで、集光部１１４と対象画像表示部１１８との間に屈折板１１６を配置し、集光部１１４により集光された光を屈折板１１６に集光し、屈折板１１６が角度偏差を減少させて対象画像表示部１１８に直角に近い角度で照射する構成とする。なお、屈折板１１６から対象画像表示部１１８を通る光を視差分割部１２０の開口部１４０に向かう方向に向けることにより、より効果的に画像の明るさを安定させることができる。この場合、屈折板１１６を対象画像表示部１１８の集光部１１４側の面に密着させる、または、屈折板１１６と対象画像表示部１１８とを一体形成するとよい。
【００３４】
屈折板１１６は、例えば、プリズムまたはフレネルレンズもしくはこれらの組み合わせで構成され、集光部１１４と対象画像表示部１１８との間に配置される。
【００３５】
また、屈折板１１６を備える構成により、対象画像表示部１１８を通過する光の光路の指向性を向上させることができ、対象画像表示部１１８を通過する光が、視差分割部１２０で反射してしまうことによる、ユーザが視認する対象画像や輝度画像の鮮明度の低下を抑制することができ、また、隣接する開口部１４０への光漏れを抑制することで対象画像の輝度を向上させることも可能となる。
【００３６】
対象画像表示部１１８は、例えば、透過型の液晶ディスプレイで構成され、１または複数の対象画像を表示する。対象画像は、ユーザが視認する対象となる画像である。なお、ここでは、透過型の液晶ディスプレイで構成される対象画像表示部１１８を例に挙げて説明するが、これに限定されず、対象画像表示部１１８を、対象画像を固定的に表示するための半透明のシートで構成することもできる。
【００３７】
視差分割部１２０は、ユーザ１０２から見て、対象画像表示部１１８の前方に配置され、対象画像表示部１１８の視認領域に対応した開口部１４０を複数配列している。したがって、ユーザ１０２は、１の開口部１４０を通じて、その開口部１４０に対応した視認領域を構成する１または１以上の表示画素１３２を視認することになる。ここで、視差分割部１２０は、開口部１４０にレンチキュラーレンズを配したレンチキュラーアレイでも、開口部１４０の鉛直方向に沿って遮光板を配しても、開口部１４０にピンホールを配したピンホールアレイでも、開口部１４０にフライアイレンズを配したフライアイレンズアレイでもよい。
【００３８】
また、１の開口部１４０を通じて、隣接する開口部１４０から視認される視認領域が見えてしまわないように、対象画像表示部１１８の、１の開口部１４０を通じて視認される視認領域と、隣接する開口部１４０を通じて視認される視認領域との間に、図２に示すように遮光マスク部１２２を設けてもよい。
【００３９】
したがって、図５（ａ）に示すように、画像表示装置１００では、バックライト１１０から照射された光は、輝度画像表示部１１２を通過し、対象画像表示部１１８を通過して、ユーザの眼に入射する。このため、図５（ｂ）に示すように、ユーザが視認する表示画素には、輝度画像が重畳された対象画像の一部の画像である部分画像１４２が表示される。ユーザは開口部１４０を通じて、輝度画像が重畳された対象画像を視認することになるが、以下、単に輝度画像を視認すると省略して記載することとする。
【００４０】
例えば、輝度画像表示部１１２のある輝度ブロックの透過率が０％の場合（図５中、黒色で示す）、バックライト１１０が照射した光は、輝度ブロックにおいて遮光されるため、その輝度ブロックに対応した表示画素にはバックライト１１０からの光が届かない。したがって、図５（ｂ）に示すように、ユーザが、透過率０％の輝度ブロックに対応する表示画素を視認した場合、その表示画素に表示された部分画像１４２を黒色の画像であると認識することになる。
【００４１】
一方、輝度画像表示部１１２の輝度ブロックの透過率が１００％の場合（図５中、白色で示す）、バックライト１１０が照射した光は、輝度ブロックにおいて１００％透過され、その輝度ブロックに対応した表示画素にはバックライト１１０からの光が照射される。したがって、図５（ｂ）に示すように、ユーザが、透過率１００％の輝度ブロックに対応する表示画素を視認した場合、その表示画素に表示された、対象画像の部分画像１４２を、その表示画素が表す色の画像であると認識することになる。
【００４２】
上述したように、開口部１４０を通じて、ある位置のユーザ１０２が視認する対象画像表示部１１８の位置（表示画素）は、左眼１０４と右眼１０６とで異なる（図５（ｂ）参照）。そこで、左眼１０４で視認する対象画像表示部１１８の位置に表示させる対象画像（左眼用画像）と、右眼１０６で視認する対象画像表示部１１８の位置に表示させる対象画像（右眼用画像）とに水平視差を持たせることで、ユーザは、左眼用画像と右眼用画像に基づく立体画像を知覚することができる。
【００４３】
また、画像表示装置１００を看板として利用する場合、ユーザ１０２の位置（ユーザの眼の位置）は画像表示装置１００に対して、１つの固定された位置ではなく、画面に平行な方向において異なる複数の位置となることが想定される。例えば、画面に平行な方向に異なる複数の位置として５０の位置を想定し、その５０の位置にそれぞれユーザがいると仮定して、すべてのユーザに立体画像を知覚させる場合、対象画像表示部１１８は、開口部１４０を通じて視認できる１００の対象画像を表示することになる。この場合、ユーザは、９９の位置から立体画像を知覚することができる。なお、複数の対象画像と、複数の輝度画像は、目的は異なるものの、どちらも同時に表示されるものである。
【００４４】
図６は、視差分割部１２０の開口部１４０を通じてユーザが視認する輝度画像を説明するための説明図であり、図６（ａ）は、輝度画像表示部１１２に表示される輝度画像１５０ａを、図６（ｂ）は、屈折板１１６に投影される輝度画像１５０ｂを、図６（ｃ）は、視差分割部１２０の開口部１４０を通じて視認される輝度画像１５０ｃを、それぞれ示す。また、図６は、輝度画像が２次元画像の場合であって、鉛直方向の解像度が高い場合を示している。
【００４５】
例えば、輝度画像表示部１１２は、図６（ａ）に示す、２値化された２次元画像を表示したとする。本実施形態において、集光部１１４は、輝度画像を正立画像として結像する構成であるため、集光部１１４によって屈折板１１６に焦点を結んだ輝度画像１５０ｂは、図６（ｂ）に示したような画像となる。例えば、ユーザが画像表示装置１００の略正面にいるとすると、ユーザが開口部１４０を通じて視認する輝度画像１５０ｃは、図６（ｃ）に示すように、輝度画像表示部１１２が表示する輝度画像１５０ａと同様の輝度画像１５０ｃとなる。
【００４６】
図７は、視差分割部１２０の開口部１４０を通じてユーザが視認する対象画像表示部１１８を説明するための説明図である。図７では、理解を容易にするために、ユーザ１０２の片眼（例えば、左眼１０２ａ）から視認する例について説明し、また、対象画像表示部１１８と視差分割部１２０のみを示し、表示画素も抽象的に示して説明する。
【００４７】
図７に示すように、開口部１４０ａを通じて、（Ａ）の位置のユーザは、表示画素Ａ７を、（Ｂ）の位置のユーザは、表示画素Ａ１を、（Ｃ）の位置のユーザは、表示画素Ａ５を、（Ｄ）の位置のユーザは、表示画素Ａ８を、それぞれ視認することになる。また、ユーザを基準に考えると、（Ａ）の位置のユーザは、上述したように開口部１４０ａを通じて表示画素Ａ７を、開口部１４０ｂを通じて表示画素Ｂ７を、開口部１４０ｃを通じて表示画素Ｃ７を、開口部１４０ｄを通じて表示画素Ｄ７を視認することになる。なお、ここで、開口部１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄは、それぞれ隣接しているわけではなく、ある程度離隔した位置にある。
【００４８】
なお、対象画像表示部１１８の表示画素１３２は、立体映像を表示するためのものであるため、輝度画像の輝度ブロック１３０と１対１で対応する必要はない。つまり、対象画像表示部１１８が表示する対象画像が、例えば、４眼立体カメラで撮影された立体画像であり、対応する視認領域が４分割されたものであって、この視認領域に対応する長さＫｈにある輝度ブロック１３０の数が４０個であっても、輝度画像の各輝度ブロック１３０の輝度差が対象画像表示部１１８を通して、輝度ブロック１３０の分解能（ここでは４０）で表示できればよい。
【００４９】
したがって、対象画像表示部１１８は、表示画素Ａ７、Ｂ７、Ｃ７、Ｄ７に分割して、立体画像を知覚するための対象画像を表示すれば、（Ａ）の位置のユーザは立体画像を知覚することができる。対象画像表示部１１８は、（Ｂ）の位置のユーザに立体画像を知覚させるため、表示画素Ａ１、Ｂ３、Ｃ５、Ｄ７に分割して対象画像を表示し、同様に（Ｃ）、（Ｄ）の位置のユーザが立体画像を知覚できるように、（Ｃ）、（Ｄ）から視認できる表示画素に分割して対象画像を表示する。以下、このような、１の開口部１４０を通じて視認できる複数の表示画素、すなわち視認領域を構成する複数の表示画素に表示される、同時に存在しうる複数の対象画像それぞれの同一の位置から抽出された部分画像の群（例えば、図７の開口部１４０ａにおいては、Ａ１〜Ａ９）、を一組の多眼画素群と称する。
【００５０】
このように、対象画像表示部１１８が、例えば、１００の対象画像をそれぞれ、表示画素に相当する数の部分画像に分割して、対象画像の同一の位置の部分画像を並べて、多眼画素群を生成し、開口部１４０から視認できるように一組の多眼画素群を表示すると、ユーザは、９９の位置のどこで視認しても立体画像を知覚することができる。したがって、上述したように、画像表示装置１００によって表示された対象画像（３次元画像）を実際の対象物と勘違いすることもある。そこで、輝度画像表示部１１２を設けることにより、ユーザが停止しているときは、ユーザに伝達すべき対象画像のみを知覚させることができ、ユーザが画像表示装置１００に向かって移動しているときには、対象画像のみならず、画像表示装置１００が表示した画像であることをユーザに認識させることができる画像をも表示することが可能となる。以下に、本実施形態の画像表示装置１００の特徴である、輝度画像表示部１１２の処理について詳述する。
【００５１】
（輝度画像表示部１１２の処理）
上述した図７を参照すると、ユーザが（Ａ）から（Ｂ）に移動していると、ユーザが開口部１４０ａを通じて視認できる対象画像表示部１１８の表示画素は、表示画素Ａ７から表示画素Ａ１になる。例えば、（Ａ）と（Ｂ）との距離が１５００（ｍｍ）であるとし、ユーザの移動速度を１２００（ｍｍ／秒）とすると、ユーザが（Ａ）から（Ｂ）までの移動に要する時間は、１．２５秒となる。つまりユーザは、（Ａ）から（Ｂ）まで移動する１．２５秒の間に、表示画素Ａ７、Ａ６、Ａ５、Ａ４、Ａ３、Ａ２、Ａ１の順で表示画素を視認することになる。
【００５２】
ここで、輝度画像表示部１１２が、表示画素Ａ７からＡ１までのそれぞれの表示画素で輝度が異なるように輝度画像を表示すると、ユーザが、開口部１４０ａを通じて視認するものが変化することになる。例えば、図７で示す例では、ユーザは１秒間に５または６の表示画素を視認することになる。また、表示画素Ａ７から表示画素Ａ１に相当する領域に７５の表示画素がある場合、ユーザは、１秒間に６０の表示画素を視認することになる。
【００５３】
本実施形態において、輝度画像表示部１１２は、基準となる分割領域である基準領域を基準として、基準領域に離隔するに従って、または、基準領域に向かうに従って、分割画像を順次所定時間遅延させて表示する。ここで、分割領域は、輝度画像表示部１１２の予め定められた領域であり、分割領域の水平方向の長さは、予め定められた整数個（例えば、１個）の輝度ブロック１３０の水平方向の長さと等しく、鉛直方向の長さは輝度画像表示部１１２の鉛直方向の長さまで伸ばしてもよく、また、構成による鉛直方向の分解能に応じて分割してもよい。また、分割画像は、複数の輝度画像を分割領域毎に分割したものである。
【００５４】
なお、本実施形態では、輝度画像を正立画像として結像する集光部１１４を採用しているため、輝度画像表示部１１２が、基準領域を始点とし、基準領域から水平方向に離隔するに従って、分割画像を順次所定時間遅延させて表示するが、輝度画像を倒立画像として結像する集光部１１４を採用する場合、輝度画像表示部１１２は、基準領域を終点とし、水平方向に基準領域に向かうに従って、分割画像を順次所定時間遅延させて表示する。
【００５５】
こうすることで、輝度画像表示部１１２は、ユーザが移動に伴って視認する表示画素Ａ７からＡ１までのそれぞれの表示を異ならせることができる。また、輝度画像表示部１１２は、任意の時刻に、任意の視認角度で、隣接する複数の開口部１４０を通じて、分割画像が連結して、複数の輝度画像のうち１の輝度画像の少なくとも一部が見えるように、分割画像を表示する。
【００５６】
また、輝度画像表示部１１２は、予め定められた時間範囲における輝度ブロック１３０ごとの透過率の平均値が、すべての輝度ブロック１３０において略等しくなるように、分割画像を所定の順番かつ時分割でそれぞれ等しい時間、分割領域に表示する。
【００５７】
図８は、輝度画像表示部１１２が複数の輝度画像を表示する例について説明するための説明図である。
【００５８】
輝度画像表示部１１２は、複数（ここでは３）の輝度画像（図８（ａ）に示す輝度画像１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ各１枚）を表示する。図８（ａ）に示すように、輝度画像１５２ａおよび輝度画像１５２ｂは、輝度値Ｅ（例えば、輝度値が９０）の輝度ブロック（図８中、白色で示す）と、輝度値Ｆ（例えば、輝度値が０）の輝度ブロック（中、黒色で示す）とで生成される。また、輝度画像１５２ｃは、輝度値Ｅの輝度ブロックのみで生成される。
【００５９】
輝度画像表示部１１２は、図８（ｂ）に示すような、輝度画像１５０ａを分割領域ごとに分割した分割画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６と、輝度画像１５０ｂを分割領域ごとに分割した分割画像Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６と、輝度画像１５０ｃを分割領域ごとに分割した分割画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６とを、所定の順番かつ時分割でそれぞれ等しい時間、分割領域に表示し、かつ、基準領域を始点とし、基準領域から水平方向に離隔するに従って、分割画像を順次所定時間遅延させて表示する。
【００６０】
具体的に説明すると、例えば、輝度画像表示部１１２は、図８（ｃ）に示すように、時刻ｔ０のとき、図７に示す表示画素Ａ７の列（表示画素Ａ８と鉛直方向の位置が同じである複数の表示画素の群）に対応する分割領域Ａ−７にＱ５を、時刻ｔ０の次の時刻ｔ０＋１のとき、Ａ−７にＲ５を、次の時刻ｔ０＋２のとき、Ａ−７にＰ５をそれぞれ等しい時間表示する。
【００６１】
こうすると、例えば、ユーザが図７の（Ａ）の位置で停止している場合、図８（ｃ）に示す、任意の時刻ｔ０において、ユーザは、開口部１４０ａから分割画像Ｑ５を視認でき、ユーザは、輝度画像１５２ａの一部を視認することになる。同様に、ユーザは開口部１４０ａを通じて、時刻ｔ０＋１において分割画像Ｒ５を、時刻ｔ０＋２において分割画像Ｐ５を視認することになる。
【００６２】
したがって、図７の（Ａ）の位置にいるユーザは、予め定められた時間範囲（時刻ｔ０〜ｔ０＋２）において、輝度画像１５２ａと輝度画像１５２ｂと輝度画像１５２ｃとを１：１：１の時間の比率で視認することになるため、輝度画像を構成する輝度ブロックごとの輝度値（透過率）の平均値が、すべての輝度ブロックにおいて略等しく、輝度値（２Ｅ＋Ｆ）／３となる。
【００６３】
同様に、輝度画像表示部１１２は、時刻ｔ０、時刻ｔ０＋１、時刻ｔ０＋２において、分割領域Ａ−３に分割画像Ｐ１、Ｑ１、Ｒ１を、分割領域Ａ−４に分割画像Ｑ２、Ｒ２、Ｐ２を、分割領域Ａ−５に分割画像Ｒ３、Ｐ３、Ｑ３を、分割領域Ａ−６に分割画像Ｐ４、Ｑ４、Ｒ４を、分割領域Ａ−８に分割画像Ｒ６、Ｐ６、Ｑ６をそれぞれ表示する。すなわち輝度画像表示部１１２は、分割領域Ａ−３、Ａ−６には輝度画像１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃの順で、分割領域Ａ−４、Ａ−７には輝度画像１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ａの順で、分割領域Ａ−５、Ａ−８には輝度画像１５２ｃ、１５２ａ、１５２ｂの順で、それぞれの分割領域に対応する分割画像を等しい時間表示する。この場合、図８（ｄ）に示すように、表示画素Ａ３は輝度値Ｅで、Ａ４は輝度値Ｆで、Ａ５は輝度値Ｅで、Ａ６は輝度値Ｅで、Ａ７は輝度値Ｆで、Ａ８は輝度値Ｅで表示されることになる。
【００６４】
そうすると、停止しているユーザは、どの位置にいたとしても、図８（ｃ）に示すように、見かけ上、輝度画像１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃが平均化された輝度画像１５２ｄを視認することになる。したがって、ユーザが停止していると、輝度画像１５２ａ、１５２ｂに示される横縞を認識することができない。
【００６５】
つまり、ユーザが複数の開口部１４０を通じて視認することができる輝度画像を構成する輝度ブロックの透過率は輝度ブロックごとに変更されているものの、ユーザが停止して輝度画像表示部１１２を見ている場合、輝度ブロックの透過率の所定時間範囲の平均値はすべて略等しくなるため、ユーザは、輝度が略均一な輝度画像、すなわち、情報を有さない画像を視認することになり、対象画像のみを認識することになる。
【００６６】
一方、輝度画像表示部１１２は、図８（ｃ）に示すように、基準となる分割領域である基準領域（図８に示す例では、分割領域Ａ−８を基準領域とする）を始点とし、基準領域から水平方向に離隔するに従って、分割画像を順次所定時間遅延させて表示する。なお、輝度画像表示部１１２が、抽出した分割画像を遅延させる遅延時間Ｙの導出方法は、後に詳述する。
【００６７】
こうすると、ユーザが図７の（Ａ）の位置から（Ａ）よりも画像表示装置１００に近い（Ｂ）の方向に移動している場合、図８（ｃ）に示す、時刻ｔ０において、（Ａ）の位置のユーザは、開口部１４０ａから表示画素Ａ７に表示された分割画像Ｑ５を視認することになり、ユーザは、輝度画像１５２ｂの一部を視認することができる。同様に、ユーザは、開口部１４０ａを通じて、時刻ｔ０＋１において表示画素Ａ６に表示された分割画像Ｑ４を、時刻ｔ０＋２において表示画素Ａ５に表示された分割画像Ｑ３を視認することになる。したがって、ユーザは、輝度画像１５２ｂのみを視認することになる。
【００６８】
このように、少なくとも２種類の輝度で輝度画像を構成すれば、ユーザは、輝度画像を視認することができる。また、２種類の輝度で輝度画像を構成することにより、輝度画像表示部１１２を開閉の電子シャッタ等で構成でき、細かい透過率を表現しなくてよくなるので、コストを低減することが可能となる。
【００６９】
なお、ここでは、輝度画像を２種類の輝度で構成しているが、輝度画像は、３種類以上の輝度で構成されてもよい。また、例えば、輝度画像表示部１１２に表示される輝度画像が５枚であり、ある輝度ブロック１３０には５種類の輝度で交互に表示される場合、他の輝度ブロック１３０にも同じ５種類の輝度で同じ頻度表示されると全体的な輝度が均一化されるが、その表示順序は限定されない。
【００７０】
図９は、輝度画像の他の例を説明するための説明図である。例えば、上述した図８では、輝度画像１５２ａ、１５２ｂが横縞模様の画像（１次元画像）であるため、集光によって結像する画像は正立画像であっても倒立画像であってもよいが、鉛直方向の分解能を構成するために、円柱レンズで構成された集光部１１４を採用したり、積層導光板１１４ｂを集光部１１４に組み合わせることが必要となる。しかし、輝度画像表示部１１２が、図９（ａ）で示す、２次元画像の輝度画像１５４ａ、１５４ｂを表示する場合、倒立画像として結像させる集光部１１４を利用すると、ユーザは、輝度画像１５４ａ、１５４ｂを、左右上下が反転した像を視認することになってしまう。そこで、輝度画像表示部１１２が２次元画像の輝度画像を表示する場合、正立画像として結像させる集光部１１４を利用する必要があり、かつ円柱レンズで構成された集光部１１４を採用したり、積層導光板１１４ｂを集光部１１４に組み合わせることが必要となる。なお、輝度画像表示部１１２が、図９（ｂ）、（ｃ）に示す、１の輝度で表される輝度画像１５６ａ、１５６ｂまたは縦縞を示す輝度画像１５８ａ、１５８ｂ（０次元画像）である場合、屈折板１１６または対象画像表示部１１８に、集光により結像する画像は、正立画像であっても倒立画像であってもよいので、倒立画像として結像させる集光部１１４を採用することができる。
【００７１】
（輝度画像表示部１１２が遅延させる遅延時間Ｙの導出方法）
輝度画像表示部１１２が、基準領域から水平方向に離隔するに従って、分割画像を順次所定時間遅延させて表示するときの、遅延時間Ｙは、以下の式で導出することができる。
【００７２】
例えば、ユーザが図７の（Ａ）から（Ｂ）へ移動する場合、ユーザの平均の移動速度を１２００（ｍｍ／秒）、図７の（Ａ）から（Ｂ）までの距離を１５００（ｍｍ）とし、開口部１４０ａを通じて１秒間に６０の分割画像を視認させるように構成すると、ユーザは、図７の（Ａ）から（Ｂ）へ移動する間に、図７中表示画素Ａ１からＡ７に相当する領域で７５の分割画像を視認することになる。また、ユーザが図７の（Ａ）から１９２０（ｍｍ）の距離を、平均の移動速度１２００（ｍｍ／秒）で移動して、開口部１４０ａを通じて図７中表示画素Ａ１からＡ９を視認する場合には、ユーザは表示画素Ａ１からＡ９に相当する領域で９６の分割画像を視認することになる。
【００７３】
そして、開口部１４０が含まれる平面からユーザの位置までの距離をＬ１（図７中、開口部１４０が含まれる平面から（Ａ）までの距離をＬ１ａで、開口部１４０が含まれる平面から（Ｂ）までの距離をＬ１ｂで示す）、（Ａ）から開口部１４０が含まれる平面に延ばした垂線と開口部１４０が含まれる平面との交点から、視認対象である開口部１４０ａまでの距離をＬ２、開口部１４０から対象画像表示部１１８までの距離をｓ１、開口部１４０ａおよび対象画像表示部１１８の表示面に直交する線と対象画像表示部１１８の表示面との交点から、ユーザの位置で開口部１４０ａから視認できる表示画素（ユーザがの位置が（Ａ）の場合は、表示画素Ａ７）までの距離をｓ２とすると、ｓ２は、数式（１）で示される。
ｓ２＝ｓ１・Ｌ２／Ｌ１
…数式（１）
【００７４】
ここで、ｓ１を０．１（ｍｍ）、Ｌ２を２０００（ｍｍ）、Ｌ１を２０００（ｍｍ）とすると、上記数式（１）に代入してｓ２は０．１（ｍｍ）となり、ｓ１を０．１（ｍｍ）、Ｌ２を２０００（ｍｍ）、Ｌ１を５００（ｍｍ）とすると、ｓ２は０．４（ｍｍ）となる。
つまり、ユーザが、（Ａ）の位置（Ｌ１ａが２０００（ｍｍ））から、（Ｂ）の位置（Ｌ１ｂが５００（ｍｍ））まで近づくと、ユーザが開口部１４０ａを通じて視認できる表示画素の総距離は、（Ｂ）のｓ２である０．４（ｍｍ）から（Ａ）のｓ２である０．１（ｍｍ）を減した値である０．３（ｍｍ）となる。ここで、ユーザが移動速度１２００（ｍｍ／秒）で、（Ａ）から（Ｂ）まで移動すると、（Ａ）から（Ｂ）までにかかる移動時間は１．２５秒となり、表示画素上の見かけのユーザの視線の移動速度は平均０．２４（ｍｍ／秒）となる。
ここで、ユーザが画像表示装置１００に近づく速さを、Ｌ１ｖ（ｍｍ/秒）、移動開始を０とする経過時間を時間ｔとすると、
ｓ２（ｔ）＝ｓ１・Ｌ２/（Ｌ１a−Ｌ１ｖ・ｔ）
…数式（２）
ｓ２の移動速度、をｓ２ｖ（ｍｍ/秒）とすると、
ｓ２ｖ（ｔ）＝ｓ１・Ｌ２・Ｌ１ｖ/｛（Ｌ１ａ）２−２・Ｌ１ａ・Ｌ１ｖ・ｔ＋（Ｌ１ｖ・ｔ）２｝
…数式（３）
【００７５】
図１０は、数式（２）および数式（３）を利用して算出した移動速度を示す図であり、図１１は、数式（２）および数式（３）を利用して算出したｓ２とＬ１の関係（図１１（ａ））、ｓ２と時間ｔの関係（図１１（ｂ））およびｓ２ｖと時間ｔの関係（図１１（ｃ））を示す図である。図１１では、ｓ１を０．１（ｍｍ）、Ｌ２を２０００（ｍｍ）とした場合を示す。
【００７６】
図１０（ａ）は、Ｌ２を２０００（ｍｍ）、ｓ１を０．１（ｍｍ）、Ｌ１ｖを１２００（ｍｍ／秒）とした場合の移動速度を示す表であり、図１０（ｂ）は、Ｌ２を１０００（ｍｍ）、ｓ１を０．１（ｍｍ）、Ｌ１ｖを１２００（ｍｍ／秒）とした場合の移動速度を示す表である。なお、ここでユーザが開口部１４０ａを通じて視認できる視認領域の幅を０．３（ｍｍ）とし、この幅の視認領域に７５の分割画像が表示されるとすると、１の分割画像の幅は０．００４（ｍｍ）となる。
【００７７】
図１０に示すように、数式（２）、数式（３）を用いてｓ２ｖを導出すると、ユーザの視線の移動速度（個／秒）は、ｓ２ｖ／０．００４で導出することができる。そして、かかる移動速度に相当する速度で分割画像を水平方向に移動するかの如く切り換えると、ユーザは、１の輝度画像による任意の画像を視認することができることとなる。このようにユーザの視線の移動速度に、分割画像を水平方向に移動するかの如く切り換える切換速度を合わせた場合、抽出した分割画像を遅延させる遅延時間Ｙは、ｓ２ｖ／０．００４の逆数となって図１０（ａ）、（ｂ）のような値となる。
【００７８】
したがって、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、輝度画像表示部１１２は、１／６０秒で分割画像を遅延させて表示させることによって、ユーザが１２００（ｍｍ／秒）で画像表示装置１００に接近すると、Ｌ１が１０００（ｍｍ）の地点でＬ２が２０００（ｍｍ）の位置に輝度画像が見え（図１０（ａ）参照）、Ｌ１が７０７（ｍｍ）の地点でＬ２が１０００（ｍｍ）の位置に輝度画像が見えることになる（図１０（ｂ）参照）。
【００７９】
図１２、図１３は、ユーザが開口部１４０を通じて略同じ角度で視認できる画像表示装置１００の水平方向の幅を説明するための説明図である。図１２の例において、開口部１４０が含まれる平面からユーザの位置までの距離Ｌ１を１０００（ｍｍ）、位置Ｕから開口部１４０が含まれる平面に延ばした垂線と開口部１４０が含まれる平面との交点から、視認対象である開口部１４０ｅまでの距離Ｌ２を１０００（ｍｍ）、開口部１４０から対象画像表示部１１８までの距離ｓ１を０．１（ｍｍ）、ユーザの移動速度Ｌ１ｖを１２００（ｍｍ／秒）とし、輝度画像１５２ａの分割画像Ｗの切換速度ｓ２Ｖを０．１２０（ｍｍ／秒）、開口部１４０ｅから隣接する開口部１４０ｆまたは開口部１４０ｇまでの距離を０．３（ｍｍ）、１の分割画像Ｗの幅は０．００４（ｍｍ）とする。
【００８０】
図１２（ａ）に示すように、ユーザが開口部１４０ｅを通じて角度θで対象画像表示部１１８を視認することができる位置を位置Ｕとし、隣接する開口部１４０ｆを通じて角度θで対象画像表示部１１８を視認することができる位置を位置Ｖとすると、位置Ｕと位置Ｖとの距離Ｋは、以下の数式（４）を利用して算出することができる。
ｔａｎθ＝Ｌ１／Ｌ２＝（Ｌ１−Ｋ）／（Ｌ２−０．３（ｍｍ））
…数式（４）
【００８１】
したがって、Ｋは、０．３（ｍｍ）となる。ユーザが、位置Ｕから位置ＶまでＬ１Ｖで移動すると、この移動にかかる時間は、０．３（ｍｍ）／１２００（ｍｍ／秒）＝０．０００２５秒となる。
【００８２】
ここで、ユーザが位置Ｕにいる時点において、輝度画像表示部１１２が、各開口部１４０を通じて角度θで視認できる対象画像表示部１１８の位置に分割画像Ｗを表示すると、分割画像Ｗの切換速度ｓ２Ｖは０．１２０（ｍｍ／秒）であるので、ユーザが位置Ｖに移動したときに開口部ｂを通じて視認できる分割画像Ｗは、０．１２０（ｍｍ／秒）×０．０００２５（秒）＝０．０３（μｍ）移動することになる（図１２では、右方向に移動するとする）。
【００８３】
したがって、分割画像Ｗの水平方向の幅は０．００４（ｍｍ）であるため、ユーザが、略同じ角度θで視認できる画像表示装置１００の水平方向の幅は、０．００４（ｍｍ）×０．３（ｍｍ）／０．０３（μｍ）＝４０（ｍｍ）となる。
【００８４】
図１２（ｂ）は、位置Ｕから約４５度（θが約４５度）の角度で見える３つの開口部１４０（図１２（ｂ）中、開口部１４０ｈ、１４０ｉ、１４０ｊで示す）を示す。ここでは、説明の便宜のため、位置Ｕから開口部１４０までの距離や、分割画像Ｗの幅を模式的に示している。図１２（ｂ）に示すように、分割画像Ｗの水平方向の幅が、０．００４（ｍｍ）である場合、上述したように、ユーザは、画像表示装置１００の表示画面上の水平方向の幅４０（ｍｍ）において同じ分割画像Ｗを映す表示画素１３２が見えることになる。また、図１２（ｂ）に示すように、ユーザは、位置Ｕから開口部１４０ｈを通じて分割画像Ｗの左端を見ているとすると、開口部１４０ｈから水平方向に４０（ｍｍ）離隔した位置にある開口部１４０ｉを通じて分割画像Ｗの右端を見ることになる。
【００８５】
さらに、図１２（ｂ）に示す、２つの開口部１４０ｈ、１４０ｉの中間の位置にある、開口部１４０ｊを通して見える表示画素１３２は、同じ分割画像Ｗを映すものであり、また、位置Ｕにいるときに、ユーザは、その分割画像Ｗ（表示画素１３２）の中央の位置を見ることになる。
【００８６】
そうすると、図１３に示すように、ユーザは位置ＡＡにいる場合に、ユーザの視線と画像表示装置１００の為す角が角度θとみなされる（角度θと略等しい角度である）範囲、すなわち、画像表示装置１００上の水平方向が４０（ｍｍ）幅の領域に分割画像Ｗの群が視認できる。そして、ユーザが、画像表示装置１００に向かって１２００（ｍｍ／秒）で移動すると、位置ＢＢに来たときにも、位置ＣＣに来たときにも角度θとみなされる範囲に分割画像Ｗの群を視認することができる。
【００８７】
ユーザの移動速度が１２００（ｍｍ／秒）の整数倍の速度でない場合、例えば位置ＡＡにおいて輝度画像１５２ａの分割画像Ｗの群が視認できていたとしても、位置ＢＢにおいて輝度画像１５２ａの分割画像Ｗの群は視認できず、輝度画像の遅延速度と同期すれば、他の輝度画像１５２ｂまたは輝度画像１５２ｃの分割画像の群を視認することができる。
【００８８】
なお、ユーザがどの輝度画像を視認することができるかは、ユーザと画像表示装置１００の角度、ユーザの位置、ユーザの移動速度とそれぞれの輝度画像の表示タイミングによる。
【００８９】
図１４は、ユーザが視認する画像表示装置１００の対象画像および輝度画像を説明するための説明図である。
【００９０】
また、輝度画像が見える位置は、表示画素のサイズ、遅延時間Ｙ、ユーザの位置およびユーザの移動速度によって変化する。例えば、図１４（ａ）に示すように、ユーザが停止している場合、輝度画像を認識することはできないが、図１４（ｂ）に示すようにユーザが画像表示装置１００に向かって移動すると、画像表示装置１００の画面の左右の両端に輝度画像を視認することができるようになる。また、図１４（ｃ）、（ｄ）に示すように、ユーザの移動速度が速いほど、またユーザの位置が画像表示装置１００に近いほど、ユーザは、画像表示装置１００の画面の左右の両端から中央側に寄って輝度画像を視認することになる。特に図１４（ｄ）において、ユーザは、画像表示装置１００の画面の中央側のみならず、画面の左右両端にも輝度画像を視認することができる。
【００９１】
ここで、輝度画像表示部１１２は、基準領域Ｘを始点とし、基準領域Ｘから水平方向に離隔するに従って、分割画像を、遅延時間Ｙで、順次所定時間遅延させて表示しているが、遅延時間Ｙは、輝度画像表示部１１２の表示画面全体に渡って同じとする必要はなく、所定の領域に区分して、それぞれ独立して変更してもよい。ただし、同じ方向から見た隣接する開口部１４０を通じて見える表示画素は、所定の時刻には１の輝度画像の表示となるように構成する必要がある。
【００９２】
また、基準領域Ｘは、対象画像表示部１１８の表示画面の中心に位置する表示画素に対応する輝度画像表示部１１２の輝度ブロック１３０を含む分割領域とするとよい。こうすることで画像表示装置１００の中心に向けて接近するユーザの両脇に輝度画像を表示することができる。
【００９３】
また、上述した例（数式（２）および数式（３））では、ユーザが画像表示装置１００に向かって垂直方向に移動する場合の遅延時間Ｙの算出方法について説明したが、ユーザが画像表示装置１００の表示面と平行に移動する場合に輝度画像を視認させることもできる。この場合、以下の数式を用いて、ユーザの視線の移動速度ｓ２ｖ（ｍｍ/秒）を求め、それに相当する分割画像を水平方向に移動するかの如く切り換える切換速度、または、その逆数をとって、抽出した分割画像を遅延させる遅延時間Ｙを算出することができる。
ｓ２（ｔ）＝ｓ１・（Ｌ２＋Ｌ２ｖ・ｔ）/Ｌ１
…数式（４）
ｓ２ｖ（ｔ）＝ｓ１・Ｌ２ｖ/Ｌ１
…数式（５）
【００９４】
以上説明したように、本実施形態における画像表示装置１００によれば、ユーザが停止しているときは、対象画像のみを知覚させることができ、ユーザが画像表示装置１００に向かって移動しているときには、対象画像のみならず輝度画像の一部を視認させ、画像表示装置１００が表示した対象画像である旨をユーザに違和感なく認識させることができる。したがって、画像表示装置１００が対象画像として３次元画像を表示する場合、ユーザが、画像表示装置１００によって表示された３次元画像を実際の対象物と誤認してしまうことによって生じる問題を回避することが可能となる。
【００９５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９６】
例えば、上述した実施形態では、対象画像表示部１１８は、対象画像として３次元画像を表示しているが、これに限定されず、２次元画像を表示してもよい。この場合、ユーザが画像表示装置１００に向かって移動すると、輝度画像が示す文字、記号、絵等を視認することができるようになるので、広告の効果を向上させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、画像を表示する画像表示装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１００ …画像表示装置
１１０ …バックライト
１１２ …輝度画像表示部
１１４ …集光部
１１６ …屈折板
１１８ …対象画像表示部
１２０ …視差分割部
１４０ …開口部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像を表示する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、多種類の静止画を切り換えて表示したり、動画を表示したりする画像表示装置を商業宣伝用の看板として利用したものを散見するようになった。このような画像表示装置は、静止画の表示の切り換えを容易に行うことができるため、画像表示装置を看板として採用すると、画像の張り替えの手間を省くことができ、広告としての様々な画像を簡単に交換することが可能となる。また、画像表示装置に動画を表示させる場合、画像をダイナミックに変化させることが可能となるため、画像表示装置を看板として採用すると、広告としての画像をユーザ（観察者）に注目させたり、静止画と比較して伝達する情報量を増加させたりすることができる。
【０００３】
一方、近年では、ディスプレイ上に、視差を有する２以上の画像を表示し、ユーザに対してあたかもオブジェクトが立体的に存在するように知覚させる立体画像表示装置が脚光を浴びている。このような画像表示を実現するための技術のうち、偏光眼鏡や電子シャッタ眼鏡等の特殊な眼鏡を使用せずとも立体画像を知覚させる方式（以下、単に裸眼立体視方式と称する）として、パララックスバリア方式、レンチキュラ方式等の様々な方式が知られている。
【０００４】
このような裸眼立体視方式の画像表示装置を看板として採用すると、誰にでも立体画像を知覚させることができ、広告としての機能をより効果的に発揮できると考えられる。
【０００５】
裸眼立体視方式の画像表示装置を看板として利用した例として、例えば、画像表示装置の前面に液晶パララックスバリアを設け、距離センサーを利用して対象者の位置を検知し、検知した対象者の位置に応じて液晶パララックスバリアへ印加する電圧を制御することで、対象者が画像表示装置を基準とした所定範囲外にいる場合には、２次元画像の知覚を目的とした画像（以下、単に２次元画像と称する）を表示し、対象者が画像表示装置を基準とした所定範囲内にいる場合には、立体画像を知覚させるための画像（以下、単に３次元画像と称する）を表示する技術が提案されている（例えば、特許文献１）。このような切り換えにより広告効果を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２９４８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、裸眼立体視方式の画像表示装置を、家庭内のテレビジョン受像機として利用したり、映画館で利用する場合、ユーザは、画像表示装置が表示する画像が３次元画像であることを予め認識しているため、自身が知覚する立体画像が、画像表示装置によって形成されたものであることを把握することができる。
【０００８】
しかし、裸眼立体視方式の画像表示装置を看板として採用する場合、ユーザは、自身が知覚している立体画像が、画像表示装置によって表示された３次元画像に基づくものであるか、実際の対象物を視認したものであるかを容易に把握できないことがある。この場合、ユーザが、画像表示装置によって表示された３次元画像を実際の対象物と勘違いしてしまうおそれがある。例えば、ユーザが、３次元画像を実際の対象物と勘違いし、その３次元画像との衝突を避けようとしたり、その３次元画像に触れようとしたりして、無駄な行動をとってしまうこともある。
【０００９】
そこで、本発明は、このような課題に鑑み、ユーザが停止しているときは、ユーザに伝達すべき表示画像のみを知覚させることができ、ユーザが画像表示装置に向かって移動しているときには、表示画像のみならず、画像表示装置が表示した画像であることをユーザに認識させることが可能な画像をも表示する画像表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の画像表示装置は、ユーザが視認する対象となる画像である対象画像を表示する透過型の対象画像表示部と、対象画像表示部の前方に配置され、対象画像表示部を構成する表示画素を１または複数含む視認領域に対応した開口部を複数配列した視差分割部と、対象画像表示部の後方に配置されたバックライトと、対象画像表示部とバックライトとの間に配置され、対象画像表示部の予め定められた領域である輝度ブロックごとにバックライトから照射される光の透過率を変更することで、輝度で表される画像である輝度画像を表示する輝度画像表示部と、輝度画像表示部と対象画像表示部との間に配置され、バックライトから照射され、輝度画像表示部を通過した光を、対象画像表示部の視認領域に集光する集光部とを備え、輝度画像表示部は、予め定められた時間範囲における輝度ブロックごとの透過率の平均値がすべての輝度ブロックにおいて略等しくなるように、予め定められた複数の輝度画像を、輝度画像表示部の予め定められた領域である分割領域ごとに分割した分割画像を、所定の順番かつ時分割でそれぞれ等しい時間、分割領域に表示し、かつ、基準となる分割領域である基準領域を基準として、水平方向の予め定められた、基準領域に離隔するに従って、または、基準領域に向かうに従って、分割画像を順次所定時間遅延させて表示し、任意の時刻に、任意の視認角度で、隣接する複数の開口部を通じて、複数の輝度画像のうち１の輝度画像の少なくとも一部が見えるように、分割画像を表示することを特徴とする。
【００１１】
バックライトおよび輝度画像表示部は、１の自発光の表示装置で構成されてもよい。
【００１２】
上記画像表示装置は、集光部と対象画像表示部との間に、屈折板をさらに備え、屈折板は、集光部で集光された光を、対象画像表示部に直交する方向に屈折させ、視認領域に収めてもよい。
【００１３】
輝度画像表示部は、２種類の輝度で輝度画像を構成してもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の画像表示装置によれば、ユーザが停止しているときは、ユーザに伝達すべき表示画像のみを知覚させることができ、ユーザが画像表示装置に向かって移動しているときには、表示画像のみならず、画像表示装置が表示した画像であることをユーザに認識させる画像をも表示することができる。したがって、ユーザが、画像表示装置によって表示された画像を実際の対象物と誤認してしまうことによって生じる問題を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来の裸眼立体視方式の画像表示装置の構成を説明するための説明図である。
【図２】実施形態にかかる画像表示装置の構成を説明するための説明図である。
【図３】実施形態にかかる画像表示装置の構成を説明するための説明図である。
【図４】実施形態にかかる画像表示装置の構成を説明するための説明図である。
【図５】実施形態にかかる画像表示装置の構成を説明するための説明図である。
【図６】視差分割部の開口部を通じてユーザが視認する輝度画像を説明するための説明図である。
【図７】視差分割部の開口部を通じてユーザが視認する対象画像表示部を説明するための説明図である。
【図８】輝度画像表示部が複数の輝度画像を表示する例について説明するための説明図である。
【図９】輝度画像の他の例を説明するための説明図である。
【図１０】数式（２）および数式（３）を利用して算出した遅延時間Ｙを示す図である。
【図１１】数式（２）および数式（３）を利用して算出したｓ２とＬ１の関係、ｓ２と時間ｔの関係およびｓ２ｖと時間ｔの関係を示す図である。
【図１２】ユーザが開口部を通じて略同じ角度で視認できる画像表示装置の水平方向の幅を説明するための説明図である。
【図１３】ユーザが開口部を通じて略同じ角度で視認できる画像表示装置の水平方向の幅を説明するための説明図である。
【図１４】ユーザが視認する画像表示装置の対象画像および輝度画像を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１７】
図１は、従来の裸眼立体視方式の画像表示装置の構成を説明するための説明図である。また、図１は、従来の画像表示装置の上面視に相当する。図１に示すように、裸眼立体視方式の画像表示装置１０は、バックライト１２と、対象画像表示部１４と、視差分割部１６とを含んで構成される。視差分割部１６には鉛直方向に伸長された開口部１８が複数設けられている。
【００１８】
ユーザ２０は、開口部１８を通じて、視差分割部１６の後方（図１中、上側）に設けられた対象画像表示部１４に表示された画像を視認する。このとき、開口部１８を通じてユーザが視認する対象画像表示部１４の位置は、左眼２２と右眼２４とで異なる。そこで、左眼２２で視認する対象画像表示部１４の位置に表示させる画像（左眼用画像：図１中「左画」で示す）と、右眼２４で視認する対象画像表示部１４の位置に表示させる画像（右眼用画像：図１中「右画」で示す）とに水平視差を持たせることで、ユーザ２０は、左眼用画像と右眼用画像に基づく立体画像を知覚することができる。
【００１９】
このような裸眼立体視方式の画像表示装置１０を、広告等を表示する看板として採用する場合、ユーザ２０は、自身が知覚する立体画像が、画像表示装置１０によって表示された３次元画像（ユーザ２０に立体画像を知覚させるための画像、左眼用画像および右眼用画像）に基づくものであるか、実際の対象物を視認したものであるかを容易に把握できないことがある。この場合、例えば、ユーザ２０が、画像表示装置１０によって表示された３次元画像を実際の対象物と勘違いしてしまうおそれがある。例えば、ユーザが、３次元画像を実際の対象物と勘違いし、その３次元映像との衝突を避けようとし、無駄な行動をとってしまうことがある。また、例えば店頭の陳列窓（ショーウインドー）内に、画像表示装置１０を設置して３次元画像を表示した場合、ユーザ２０が、画像表示装置１０によって表示された３次元画像を実際の対象物と勘違いして手で触れようとすると、ユーザ２０の手と陳列窓が衝突してしまうおそれもある。
【００２０】
そこで、本実施形態では、ユーザが停止しているときは、ユーザに伝達すべき表示画像のみを知覚させることができ、ユーザが画像表示装置に向かって移動しているときには、表示画像のみならず、画像表示装置が表示した画像であることをユーザに認識させることができる画像をも表示する画像表示装置を提供することを目的とする。以下、本実施形態にかかる画像表示装置の構成について説明し、その後、本実施形態の画像表示装置の特徴である輝度画像表示部の処理について詳述する。
【００２１】
（画像表示装置１００）
図２から図５は、画像表示装置１００の構成を説明するための説明図である。また、図２および図５は、画像表示装置１００の上面視に相当し、図３および図４は、画像表示装置１００の右側面視に相当する。画像表示装置１００は、バックライト１１０と、輝度画像表示部１１２と、集光部１１４と、屈折板１１６と、対象画像表示部１１８と、視差分割部１２０とを含んで構成される。ここで、図２から図５に示すように、バックライト１１０、輝度画像表示部１１２、集光部１１４、屈折板１１６、対象画像表示部１１８、視差分割部１２０は、ユーザ１０２から見て、後方からこの順で配置される。
【００２２】
バックライト１１０は、ユーザ１０２から見て、対象画像表示部１１８の後方に配置され、対象画像表示部１１８に照射する光を発光する。本実施形態において、バックライト１１０は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）、冷陰極管（ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp）等で構成される。
【００２３】
輝度画像表示部１１２は、例えば、液晶等で構成され、バックライト１１０と対象画像表示部１１８との間に配置される。輝度画像表示部１１２は、同時に存在しうる複数の輝度画像を表示する。ここで、輝度画像は、予め定められた領域である輝度ブロック１３０ごとに、バックライト１１０から照射される光の透過率を変更することで、輝度で表される画像である。輝度画像は、静止画であってもよいし、動画であってもよい。１の輝度ブロック１３０を通過した光は、対象画像表示部１１８の複数の視認領域各々の１の表示画素１３２に到達することになる。ここで、１の輝度ブロック１３０は、輝度画像表示部１１２の１の画素で構成してもよいし、複数の画素で構成してもよい。輝度画像表示部１１２の具体的な処理については、後に詳述する。
【００２４】
なお、バックライト１１０および輝度画像表示部１１２は、有機ＥＬ（Electro Luminescence）等の１の自発光の表示装置で構成することもできる。この場合、バックライト１１０と輝度画像表示部１１２とが電力を費やすことがなくなるので、省電力化を図ることができる。
【００２５】
集光部１１４は、輝度画像表示部１１２と対象画像表示部１１８との間に配置され、バックライト１１０から照射され、輝度画像表示部１１２を通過した光を、対象画像表示部１１８の１または複数の表示画素１３２で構成される視認領域に集光する。ここで、視認領域は、後述する１の開口部１４０を通じて異なる位置から視認できる、１または複数（例えば１００）の、対象画像表示部１１８の表示画素１３２で構成される。
【００２６】
本実施形態において、集光部１１４は、輝度画像表示部１１２が表示する輝度画像を正立画像として屈折板１１６（焦点面）に結像する。この場合、集光部１１４は、例えば、屈折率分布型レンズ（Gradient Indexレンズ、セルフォックスレンズ）を含んで構成されてもよいし、凸レンズや凹レンズの組み合わせで構成されてもよい。したがって、ユーザ１０２の左眼１０２ａは、開口部１４０を通じて、矢印１０４ａで示される輝度ブロック１３０を視認することとなり、右眼１０２ｂは、矢印１０４ｂで示される輝度ブロック１３０を視認することとなる。なお、同じ時刻に同じ角度θで、隣接する開口部１４０から見える輝度画像は、１の（同一の）輝度画像である。
【００２７】
図２に示すように、輝度画像を屈折板１１６に結像するために、集光部１１４の焦点距離は、水平方向（両眼視差を形成する方向：図２では、左右方向）において、１の視認領域の水平方向の長さＪｈに結像する、複数の輝度ブロック１３０の水平方向の長さＫｈと、輝度画像表示部１１２から集光部１１４までの距離と、集光部１１４から屈折板１１６（焦点面）までの距離等に応じて、設定される。
【００２８】
また、図３に示すように、集光部１１４は、鉛直方向（垂直方向：図３では、左右方向）において、１の視認領域の鉛直方向の長さＪｖに結像する、複数の輝度ブロック１３０による輝度画像表示部１１２の鉛直方向の長さＫｖが、長さＪｖと等しくなるように構成される。そして、例えば、図３に示すように、集光部１１４を円柱レンズの組み合わせで構成する。このように集光部１１４を円柱レンズの組み合わせで構成する場合、画像表示装置１００の鉛直方向の分解能の最小単位は、円柱レンズの鉛直方向の長さ、すなわち１の視認領域の鉛直方向の長さＪｖ、または、輝度画像表示部１１２の鉛直方向の長さＫｖによって決定される。
【００２９】
また、例えば、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、輝度画像表示部１１２と集光部１１４との間に、集光部１１４に輝度ブロック１３０を通過した光を導く導光板１１４ａを水平に重ねた積層導光板１１４ｂを配置してもよい。このような積層導光板１１４ｂを配置する構成において、導光板１１４ａの奥行き方向（図４（ａ）中の上下方向）の寸法は、輝度画像表示部１１２と集光部１１４との隙間がほとんどなくなるようにするとよい。なお、この場合、画像表示装置１００の鉛直方向の分解能の最小単位は、積層導光板１１４ｂを構成する導光板１１４ａの鉛直方向の厚みによって決定される。
【００３０】
また、ここで集光部１１４は、輝度画像を正立画像として結像する例について説明したが、これに限定されず、集光部１１４は、輝度画像を倒立画像として屈折板１１６に結像してもよい。図２を参照すると、この場合、ユーザ１０２の左眼１０２ａは、開口部１４０を通じて、矢印１０６ａ（図２中、一点鎖線矢印で示す）で示される輝度ブロック１３０を視認することとなり、右眼１０２ｂは、矢印１０６ｂ（図２中、一点鎖線矢印で示す）で示される輝度ブロック１３０を視認することとなる。
【００３１】
集光部１１４として、輝度画像表示部１１２が表示する輝度画像に応じて、正立画像として結像するものや、倒立画像として結像するものを適宜採用するとよい。集光部１１４と輝度画像の関係ついては後に詳述する。
【００３２】
集光部１１４により集光された光は、対象画像表示部１１８に集光され、輝度画像表示部１１２の輝度画像の一部を視認領域に映し出す。ここで、集光部１１４を構成する各レンズの光軸の延長線上に位置する表示画素１３２には輝度画像表示部１１２の光が垂直に近い角度で照射されるが、光軸の延長線上から離れた位置にある表示画素１３２には、垂直から所定の角度偏差をもって輝度画像表示部１１２の光が照射されるため、光の利用効率が低下する。したがって、ユーザが観察する角度によって、対象画像表示部１１８が映し出す画像の明るさが変わってしまう。
【００３３】
そこで、集光部１１４と対象画像表示部１１８との間に屈折板１１６を配置し、集光部１１４により集光された光を屈折板１１６に集光し、屈折板１１６が角度偏差を減少させて対象画像表示部１１８に直角に近い角度で照射する構成とする。なお、屈折板１１６から対象画像表示部１１８を通る光を視差分割部１２０の開口部１４０に向かう方向に向けることにより、より効果的に画像の明るさを安定させることができる。この場合、屈折板１１６を対象画像表示部１１８の集光部１１４側の面に密着させる、または、屈折板１１６と対象画像表示部１１８とを一体形成するとよい。
【００３４】
屈折板１１６は、例えば、プリズムまたはフレネルレンズもしくはこれらの組み合わせで構成され、集光部１１４と対象画像表示部１１８との間に配置される。
【００３５】
また、屈折板１１６を備える構成により、対象画像表示部１１８を通過する光の光路の指向性を向上させることができ、対象画像表示部１１８を通過する光が、視差分割部１２０で反射してしまうことによる、ユーザが視認する対象画像や輝度画像の鮮明度の低下を抑制することができ、また、隣接する開口部１４０への光漏れを抑制することで対象画像の輝度を向上させることも可能となる。
【００３６】
対象画像表示部１１８は、例えば、透過型の液晶ディスプレイで構成され、１または複数の対象画像を表示する。対象画像は、ユーザが視認する対象となる画像である。なお、ここでは、透過型の液晶ディスプレイで構成される対象画像表示部１１８を例に挙げて説明するが、これに限定されず、対象画像表示部１１８を、対象画像を固定的に表示するための半透明のシートで構成することもできる。
【００３７】
視差分割部１２０は、ユーザ１０２から見て、対象画像表示部１１８の前方に配置され、対象画像表示部１１８の視認領域に対応した開口部１４０を複数配列している。したがって、ユーザ１０２は、１の開口部１４０を通じて、その開口部１４０に対応した視認領域を構成する１または１以上の表示画素１３２を視認することになる。ここで、視差分割部１２０は、開口部１４０にレンチキュラーレンズを配したレンチキュラーアレイでも、開口部１４０の鉛直方向に沿って遮光板を配しても、開口部１４０にピンホールを配したピンホールアレイでも、開口部１４０にフライアイレンズを配したフライアイレンズアレイでもよい。
【００３８】
また、１の開口部１４０を通じて、隣接する開口部１４０から視認される視認領域が見えてしまわないように、対象画像表示部１１８の、１の開口部１４０を通じて視認される視認領域と、隣接する開口部１４０を通じて視認される視認領域との間に、図２に示すように遮光マスク部１２２を設けてもよい。
【００３９】
したがって、図５（ａ）に示すように、画像表示装置１００では、バックライト１１０から照射された光は、輝度画像表示部１１２を通過し、対象画像表示部１１８を通過して、ユーザの眼に入射する。このため、図５（ｂ）に示すように、ユーザが視認する表示画素には、輝度画像が重畳された対象画像の一部の画像である部分画像１４２が表示される。ユーザは開口部１４０を通じて、輝度画像が重畳された対象画像を視認することになるが、以下、単に輝度画像を視認すると省略して記載することとする。
【００４０】
例えば、輝度画像表示部１１２のある輝度ブロックの透過率が０％の場合（図５中、黒色で示す）、バックライト１１０が照射した光は、輝度ブロックにおいて遮光されるため、その輝度ブロックに対応した表示画素にはバックライト１１０からの光が届かない。したがって、図５（ｂ）に示すように、ユーザが、透過率０％の輝度ブロックに対応する表示画素を視認した場合、その表示画素に表示された部分画像１４２を黒色の画像であると認識することになる。
【００４１】
一方、輝度画像表示部１１２の輝度ブロックの透過率が１００％の場合（図５中、白色で示す）、バックライト１１０が照射した光は、輝度ブロックにおいて１００％透過され、その輝度ブロックに対応した表示画素にはバックライト１１０からの光が照射される。したがって、図５（ｂ）に示すように、ユーザが、透過率１００％の輝度ブロックに対応する表示画素を視認した場合、その表示画素に表示された、対象画像の部分画像１４２を、その表示画素が表す色の画像であると認識することになる。
【００４２】
上述したように、開口部１４０を通じて、ある位置のユーザ１０２が視認する対象画像表示部１１８の位置（表示画素）は、左眼１０４と右眼１０６とで異なる（図５（ｂ）参照）。そこで、左眼１０４で視認する対象画像表示部１１８の位置に表示させる対象画像（左眼用画像）と、右眼１０６で視認する対象画像表示部１１８の位置に表示させる対象画像（右眼用画像）とに水平視差を持たせることで、ユーザは、左眼用画像と右眼用画像に基づく立体画像を知覚することができる。
【００４３】
また、画像表示装置１００を看板として利用する場合、ユーザ１０２の位置（ユーザの眼の位置）は画像表示装置１００に対して、１つの固定された位置ではなく、画面に平行な方向において異なる複数の位置となることが想定される。例えば、画面に平行な方向に異なる複数の位置として５０の位置を想定し、その５０の位置にそれぞれユーザがいると仮定して、すべてのユーザに立体画像を知覚させる場合、対象画像表示部１１８は、開口部１４０を通じて視認できる１００の対象画像を表示することになる。この場合、ユーザは、９９の位置から立体画像を知覚することができる。なお、複数の対象画像と、複数の輝度画像は、目的は異なるものの、どちらも同時に表示されるものである。
【００４４】
図６は、視差分割部１２０の開口部１４０を通じてユーザが視認する輝度画像を説明するための説明図であり、図６（ａ）は、輝度画像表示部１１２に表示される輝度画像１５０ａを、図６（ｂ）は、屈折板１１６に投影される輝度画像１５０ｂを、図６（ｃ）は、視差分割部１２０の開口部１４０を通じて視認される輝度画像１５０ｃを、それぞれ示す。また、図６は、輝度画像が２次元画像の場合であって、鉛直方向の解像度が高い場合を示している。
【００４５】
例えば、輝度画像表示部１１２は、図６（ａ）に示す、２値化された２次元画像を表示したとする。本実施形態において、集光部１１４は、輝度画像を正立画像として結像する構成であるため、集光部１１４によって屈折板１１６に焦点を結んだ輝度画像１５０ｂは、図６（ｂ）に示したような画像となる。例えば、ユーザが画像表示装置１００の略正面にいるとすると、ユーザが開口部１４０を通じて視認する輝度画像１５０ｃは、図６（ｃ）に示すように、輝度画像表示部１１２が表示する輝度画像１５０ａと同様の輝度画像１５０ｃとなる。
【００４６】
図７は、視差分割部１２０の開口部１４０を通じてユーザが視認する対象画像表示部１１８を説明するための説明図である。図７では、理解を容易にするために、ユーザ１０２の片眼（例えば、左眼１０２ａ）から視認する例について説明し、また、対象画像表示部１１８と視差分割部１２０のみを示し、表示画素も抽象的に示して説明する。
【００４７】
図７に示すように、開口部１４０ａを通じて、（Ａ）の位置のユーザは、表示画素Ａ７を、（Ｂ）の位置のユーザは、表示画素Ａ１を、（Ｃ）の位置のユーザは、表示画素Ａ５を、（Ｄ）の位置のユーザは、表示画素Ａ８を、それぞれ視認することになる。また、ユーザを基準に考えると、（Ａ）の位置のユーザは、上述したように開口部１４０ａを通じて表示画素Ａ７を、開口部１４０ｂを通じて表示画素Ｂ７を、開口部１４０ｃを通じて表示画素Ｃ７を、開口部１４０ｄを通じて表示画素Ｄ７を視認することになる。なお、ここで、開口部１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ、１４０ｄは、それぞれ隣接しているわけではなく、ある程度離隔した位置にある。
【００４８】
なお、対象画像表示部１１８の表示画素１３２は、立体映像を表示するためのものであるため、輝度画像の輝度ブロック１３０と１対１で対応する必要はない。つまり、対象画像表示部１１８が表示する対象画像が、例えば、４眼立体カメラで撮影された立体画像であり、対応する視認領域が４分割されたものであって、この視認領域に対応する長さＫｈにある輝度ブロック１３０の数が４０個であっても、輝度画像の各輝度ブロック１３０の輝度差が対象画像表示部１１８を通して、輝度ブロック１３０の分解能（ここでは４０）で表示できればよい。
【００４９】
したがって、対象画像表示部１１８は、表示画素Ａ７、Ｂ７、Ｃ７、Ｄ７に分割して、立体画像を知覚するための対象画像を表示すれば、（Ａ）の位置のユーザは立体画像を知覚することができる。対象画像表示部１１８は、（Ｂ）の位置のユーザに立体画像を知覚させるため、表示画素Ａ１、Ｂ３、Ｃ５、Ｄ７に分割して対象画像を表示し、同様に（Ｃ）、（Ｄ）の位置のユーザが立体画像を知覚できるように、（Ｃ）、（Ｄ）から視認できる表示画素に分割して対象画像を表示する。以下、このような、１の開口部１４０を通じて視認できる複数の表示画素、すなわち視認領域を構成する複数の表示画素に表示される、同時に存在しうる複数の対象画像それぞれの同一の位置から抽出された部分画像の群（例えば、図７の開口部１４０ａにおいては、Ａ１〜Ａ９）、を一組の多眼画素群と称する。
【００５０】
このように、対象画像表示部１１８が、例えば、１００の対象画像をそれぞれ、表示画素に相当する数の部分画像に分割して、対象画像の同一の位置の部分画像を並べて、多眼画素群を生成し、開口部１４０から視認できるように一組の多眼画素群を表示すると、ユーザは、９９の位置のどこで視認しても立体画像を知覚することができる。したがって、上述したように、画像表示装置１００によって表示された対象画像（３次元画像）を実際の対象物と勘違いすることもある。そこで、輝度画像表示部１１２を設けることにより、ユーザが停止しているときは、ユーザに伝達すべき対象画像のみを知覚させることができ、ユーザが画像表示装置１００に向かって移動しているときには、対象画像のみならず、画像表示装置１００が表示した画像であることをユーザに認識させることができる画像をも表示することが可能となる。以下に、本実施形態の画像表示装置１００の特徴である、輝度画像表示部１１２の処理について詳述する。
【００５１】
（輝度画像表示部１１２の処理）
上述した図７を参照すると、ユーザが（Ａ）から（Ｂ）に移動していると、ユーザが開口部１４０ａを通じて視認できる対象画像表示部１１８の表示画素は、表示画素Ａ７から表示画素Ａ１になる。例えば、（Ａ）と（Ｂ）との距離が１５００（ｍｍ）であるとし、ユーザの移動速度を１２００（ｍｍ／秒）とすると、ユーザが（Ａ）から（Ｂ）までの移動に要する時間は、１．２５秒となる。つまりユーザは、（Ａ）から（Ｂ）まで移動する１．２５秒の間に、表示画素Ａ７、Ａ６、Ａ５、Ａ４、Ａ３、Ａ２、Ａ１の順で表示画素を視認することになる。
【００５２】
ここで、輝度画像表示部１１２が、表示画素Ａ７からＡ１までのそれぞれの表示画素で輝度が異なるように輝度画像を表示すると、ユーザが、開口部１４０ａを通じて視認するものが変化することになる。例えば、図７で示す例では、ユーザは１秒間に５または６の表示画素を視認することになる。また、表示画素Ａ７から表示画素Ａ１に相当する領域に７５の表示画素がある場合、ユーザは、１秒間に６０の表示画素を視認することになる。
【００５３】
本実施形態において、輝度画像表示部１１２は、基準となる分割領域である基準領域を基準として、基準領域に離隔するに従って、または、基準領域に向かうに従って、分割画像を順次所定時間遅延させて表示する。ここで、分割領域は、輝度画像表示部１１２の予め定められた領域であり、分割領域の水平方向の長さは、予め定められた整数個（例えば、１個）の輝度ブロック１３０の水平方向の長さと等しく、鉛直方向の長さは輝度画像表示部１１２の鉛直方向の長さまで伸ばしてもよく、また、構成による鉛直方向の分解能に応じて分割してもよい。また、分割画像は、複数の輝度画像を分割領域毎に分割したものである。
【００５４】
なお、本実施形態では、輝度画像を正立画像として結像する集光部１１４を採用しているため、輝度画像表示部１１２が、基準領域を始点とし、基準領域から水平方向に離隔するに従って、分割画像を順次所定時間遅延させて表示するが、輝度画像を倒立画像として結像する集光部１１４を採用する場合、輝度画像表示部１１２は、基準領域を終点とし、水平方向に基準領域に向かうに従って、分割画像を順次所定時間遅延させて表示する。
【００５５】
こうすることで、輝度画像表示部１１２は、ユーザが移動に伴って視認する表示画素Ａ７からＡ１までのそれぞれの表示を異ならせることができる。また、輝度画像表示部１１２は、任意の時刻に、任意の視認角度で、隣接する複数の開口部１４０を通じて、分割画像が連結して、複数の輝度画像のうち１の輝度画像の少なくとも一部が見えるように、分割画像を表示する。
【００５６】
また、輝度画像表示部１１２は、予め定められた時間範囲における輝度ブロック１３０ごとの透過率の平均値が、すべての輝度ブロック１３０において略等しくなるように、分割画像を所定の順番かつ時分割でそれぞれ等しい時間、分割領域に表示する。
【００５７】
図８は、輝度画像表示部１１２が複数の輝度画像を表示する例について説明するための説明図である。
【００５８】
輝度画像表示部１１２は、複数（ここでは３）の輝度画像（図８（ａ）に示す輝度画像１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ各１枚）を表示する。図８（ａ）に示すように、輝度画像１５２ａおよび輝度画像１５２ｂは、輝度値Ｅ（例えば、輝度値が９０）の輝度ブロック（図８中、白色で示す）と、輝度値Ｆ（例えば、輝度値が０）の輝度ブロック（中、黒色で示す）とで生成される。また、輝度画像１５２ｃは、輝度値Ｅの輝度ブロックのみで生成される。
【００５９】
輝度画像表示部１１２は、図８（ｂ）に示すような、輝度画像１５０ａを分割領域ごとに分割した分割画像Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６と、輝度画像１５０ｂを分割領域ごとに分割した分割画像Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６と、輝度画像１５０ｃを分割領域ごとに分割した分割画像Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６とを、所定の順番かつ時分割でそれぞれ等しい時間、分割領域に表示し、かつ、基準領域を始点とし、基準領域から水平方向に離隔するに従って、分割画像を順次所定時間遅延させて表示する。
【００６０】
具体的に説明すると、例えば、輝度画像表示部１１２は、図８（ｃ）に示すように、時刻ｔ０のとき、図７に示す表示画素Ａ７の列（表示画素Ａ８と鉛直方向の位置が同じである複数の表示画素の群）に対応する分割領域Ａ−７にＱ５を、時刻ｔ０の次の時刻ｔ０＋１のとき、Ａ−７にＲ５を、次の時刻ｔ０＋２のとき、Ａ−７にＰ５をそれぞれ等しい時間表示する。
【００６１】
こうすると、例えば、ユーザが図７の（Ａ）の位置で停止している場合、図８（ｃ）に示す、任意の時刻ｔ０において、ユーザは、開口部１４０ａから分割画像Ｑ５を視認でき、ユーザは、輝度画像１５２ａの一部を視認することになる。同様に、ユーザは開口部１４０ａを通じて、時刻ｔ０＋１において分割画像Ｒ５を、時刻ｔ０＋２において分割画像Ｐ５を視認することになる。
【００６２】
したがって、図７の（Ａ）の位置にいるユーザは、予め定められた時間範囲（時刻ｔ０〜ｔ０＋２）において、輝度画像１５２ａと輝度画像１５２ｂと輝度画像１５２ｃとを１：１：１の時間の比率で視認することになるため、輝度画像を構成する輝度ブロックごとの輝度値（透過率）の平均値が、すべての輝度ブロックにおいて略等しく、輝度値（２Ｅ＋Ｆ）／３となる。
【００６３】
同様に、輝度画像表示部１１２は、時刻ｔ０、時刻ｔ０＋１、時刻ｔ０＋２において、分割領域Ａ−３に分割画像Ｐ１、Ｑ１、Ｒ１を、分割領域Ａ−４に分割画像Ｑ２、Ｒ２、Ｐ２を、分割領域Ａ−５に分割画像Ｒ３、Ｐ３、Ｑ３を、分割領域Ａ−６に分割画像Ｐ４、Ｑ４、Ｒ４を、分割領域Ａ−８に分割画像Ｒ６、Ｐ６、Ｑ６をそれぞれ表示する。すなわち輝度画像表示部１１２は、分割領域Ａ−３、Ａ−６には輝度画像１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃの順で、分割領域Ａ−４、Ａ−７には輝度画像１５２ｂ、１５２ｃ、１５２ａの順で、分割領域Ａ−５、Ａ−８には輝度画像１５２ｃ、１５２ａ、１５２ｂの順で、それぞれの分割領域に対応する分割画像を等しい時間表示する。この場合、図８（ｄ）に示すように、表示画素Ａ３は輝度値Ｅで、Ａ４は輝度値Ｆで、Ａ５は輝度値Ｅで、Ａ６は輝度値Ｅで、Ａ７は輝度値Ｆで、Ａ８は輝度値Ｅで表示されることになる。
【００６４】
そうすると、停止しているユーザは、どの位置にいたとしても、図８（ｃ）に示すように、見かけ上、輝度画像１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃが平均化された輝度画像１５２ｄを視認することになる。したがって、ユーザが停止していると、輝度画像１５２ａ、１５２ｂに示される横縞を認識することができない。
【００６５】
つまり、ユーザが複数の開口部１４０を通じて視認することができる輝度画像を構成する輝度ブロックの透過率は輝度ブロックごとに変更されているものの、ユーザが停止して輝度画像表示部１１２を見ている場合、輝度ブロックの透過率の所定時間範囲の平均値はすべて略等しくなるため、ユーザは、輝度が略均一な輝度画像、すなわち、情報を有さない画像を視認することになり、対象画像のみを認識することになる。
【００６６】
一方、輝度画像表示部１１２は、図８（ｃ）に示すように、基準となる分割領域である基準領域（図８に示す例では、分割領域Ａ−８を基準領域とする）を始点とし、基準領域から水平方向に離隔するに従って、分割画像を順次所定時間遅延させて表示する。なお、輝度画像表示部１１２が、抽出した分割画像を遅延させる遅延時間Ｙの導出方法は、後に詳述する。
【００６７】
こうすると、ユーザが図７の（Ａ）の位置から（Ａ）よりも画像表示装置１００に近い（Ｂ）の方向に移動している場合、図８（ｃ）に示す、時刻ｔ０において、（Ａ）の位置のユーザは、開口部１４０ａから表示画素Ａ７に表示された分割画像Ｑ５を視認することになり、ユーザは、輝度画像１５２ｂの一部を視認することができる。同様に、ユーザは、開口部１４０ａを通じて、時刻ｔ０＋１において表示画素Ａ６に表示された分割画像Ｑ４を、時刻ｔ０＋２において表示画素Ａ５に表示された分割画像Ｑ３を視認することになる。したがって、ユーザは、輝度画像１５２ｂのみを視認することになる。
【００６８】
このように、少なくとも２種類の輝度で輝度画像を構成すれば、ユーザは、輝度画像を視認することができる。また、２種類の輝度で輝度画像を構成することにより、輝度画像表示部１１２を開閉の電子シャッタ等で構成でき、細かい透過率を表現しなくてよくなるので、コストを低減することが可能となる。
【００６９】
なお、ここでは、輝度画像を２種類の輝度で構成しているが、輝度画像は、３種類以上の輝度で構成されてもよい。また、例えば、輝度画像表示部１１２に表示される輝度画像が５枚であり、ある輝度ブロック１３０には５種類の輝度で交互に表示される場合、他の輝度ブロック１３０にも同じ５種類の輝度で同じ頻度表示されると全体的な輝度が均一化されるが、その表示順序は限定されない。
【００７０】
図９は、輝度画像の他の例を説明するための説明図である。例えば、上述した図８では、輝度画像１５２ａ、１５２ｂが横縞模様の画像（１次元画像）であるため、集光によって結像する画像は正立画像であっても倒立画像であってもよいが、鉛直方向の分解能を構成するために、円柱レンズで構成された集光部１１４を採用したり、積層導光板１１４ｂを集光部１１４に組み合わせることが必要となる。しかし、輝度画像表示部１１２が、図９（ａ）で示す、２次元画像の輝度画像１５４ａ、１５４ｂを表示する場合、倒立画像として結像させる集光部１１４を利用すると、ユーザは、輝度画像１５４ａ、１５４ｂを、左右上下が反転した像を視認することになってしまう。そこで、輝度画像表示部１１２が２次元画像の輝度画像を表示する場合、正立画像として結像させる集光部１１４を利用する必要があり、かつ円柱レンズで構成された集光部１１４を採用したり、積層導光板１１４ｂを集光部１１４に組み合わせることが必要となる。なお、輝度画像表示部１１２が、図９（ｂ）、（ｃ）に示す、１の輝度で表される輝度画像１５６ａ、１５６ｂまたは縦縞を示す輝度画像１５８ａ、１５８ｂ（０次元画像）である場合、屈折板１１６または対象画像表示部１１８に、集光により結像する画像は、正立画像であっても倒立画像であってもよいので、倒立画像として結像させる集光部１１４を採用することができる。
【００７１】
（輝度画像表示部１１２が遅延させる遅延時間Ｙの導出方法）
輝度画像表示部１１２が、基準領域から水平方向に離隔するに従って、分割画像を順次所定時間遅延させて表示するときの、遅延時間Ｙは、以下の式で導出することができる。
【００７２】
例えば、ユーザが図７の（Ａ）から（Ｂ）へ移動する場合、ユーザの平均の移動速度を１２００（ｍｍ／秒）、図７の（Ａ）から（Ｂ）までの距離を１５００（ｍｍ）とし、開口部１４０ａを通じて１秒間に６０の分割画像を視認させるように構成すると、ユーザは、図７の（Ａ）から（Ｂ）へ移動する間に、図７中表示画素Ａ１からＡ７に相当する領域で７５の分割画像を視認することになる。また、ユーザが図７の（Ａ）から１９２０（ｍｍ）の距離を、平均の移動速度１２００（ｍｍ／秒）で移動して、開口部１４０ａを通じて図７中表示画素Ａ１からＡ９を視認する場合には、ユーザは表示画素Ａ１からＡ９に相当する領域で９６の分割画像を視認することになる。
【００７３】
そして、開口部１４０が含まれる平面からユーザの位置までの距離をＬ１（図７中、開口部１４０が含まれる平面から（Ａ）までの距離をＬ１ａで、開口部１４０が含まれる平面から（Ｂ）までの距離をＬ１ｂで示す）、（Ａ）から開口部１４０が含まれる平面に延ばした垂線と開口部１４０が含まれる平面との交点から、視認対象である開口部１４０ａまでの距離をＬ２、開口部１４０から対象画像表示部１１８までの距離をｓ１、開口部１４０ａおよび対象画像表示部１１８の表示面に直交する線と対象画像表示部１１８の表示面との交点から、ユーザの位置で開口部１４０ａから視認できる表示画素（ユーザがの位置が（Ａ）の場合は、表示画素Ａ７）までの距離をｓ２とすると、ｓ２は、数式（１）で示される。
ｓ２＝ｓ１・Ｌ２／Ｌ１
…数式（１）
【００７４】
ここで、ｓ１を０．１（ｍｍ）、Ｌ２を２０００（ｍｍ）、Ｌ１を２０００（ｍｍ）とすると、上記数式（１）に代入してｓ２は０．１（ｍｍ）となり、ｓ１を０．１（ｍｍ）、Ｌ２を２０００（ｍｍ）、Ｌ１を５００（ｍｍ）とすると、ｓ２は０．４（ｍｍ）となる。
つまり、ユーザが、（Ａ）の位置（Ｌ１ａが２０００（ｍｍ））から、（Ｂ）の位置（Ｌ１ｂが５００（ｍｍ））まで近づくと、ユーザが開口部１４０ａを通じて視認できる表示画素の総距離は、（Ｂ）のｓ２である０．４（ｍｍ）から（Ａ）のｓ２である０．１（ｍｍ）を減した値である０．３（ｍｍ）となる。ここで、ユーザが移動速度１２００（ｍｍ／秒）で、（Ａ）から（Ｂ）まで移動すると、（Ａ）から（Ｂ）までにかかる移動時間は１．２５秒となり、表示画素上の見かけのユーザの視線の移動速度は平均０．２４（ｍｍ／秒）となる。
ここで、ユーザが画像表示装置１００に近づく速さを、Ｌ１ｖ（ｍｍ/秒）、移動開始を０とする経過時間を時間ｔとすると、
ｓ２（ｔ）＝ｓ１・Ｌ２/（Ｌ１a−Ｌ１ｖ・ｔ）
…数式（２）
ｓ２の移動速度、をｓ２ｖ（ｍｍ/秒）とすると、
ｓ２ｖ（ｔ）＝ｓ１・Ｌ２・Ｌ１ｖ/｛（Ｌ１ａ）２−２・Ｌ１ａ・Ｌ１ｖ・ｔ＋（Ｌ１ｖ・ｔ）２｝
…数式（３）
【００７５】
図１０は、数式（２）および数式（３）を利用して算出した移動速度を示す図であり、図１１は、数式（２）および数式（３）を利用して算出したｓ２とＬ１の関係（図１１（ａ））、ｓ２と時間ｔの関係（図１１（ｂ））およびｓ２ｖと時間ｔの関係（図１１（ｃ））を示す図である。図１１では、ｓ１を０．１（ｍｍ）、Ｌ２を２０００（ｍｍ）とした場合を示す。
【００７６】
図１０（ａ）は、Ｌ２を２０００（ｍｍ）、ｓ１を０．１（ｍｍ）、Ｌ１ｖを１２００（ｍｍ／秒）とした場合の移動速度を示す表であり、図１０（ｂ）は、Ｌ２を１０００（ｍｍ）、ｓ１を０．１（ｍｍ）、Ｌ１ｖを１２００（ｍｍ／秒）とした場合の移動速度を示す表である。なお、ここでユーザが開口部１４０ａを通じて視認できる視認領域の幅を０．３（ｍｍ）とし、この幅の視認領域に７５の分割画像が表示されるとすると、１の分割画像の幅は０．００４（ｍｍ）となる。
【００７７】
図１０に示すように、数式（２）、数式（３）を用いてｓ２ｖを導出すると、ユーザの視線の移動速度（個／秒）は、ｓ２ｖ／０．００４で導出することができる。そして、かかる移動速度に相当する速度で分割画像を水平方向に移動するかの如く切り換えると、ユーザは、１の輝度画像による任意の画像を視認することができることとなる。このようにユーザの視線の移動速度に、分割画像を水平方向に移動するかの如く切り換える切換速度を合わせた場合、抽出した分割画像を遅延させる遅延時間Ｙは、ｓ２ｖ／０．００４の逆数となって図１０（ａ）、（ｂ）のような値となる。
【００７８】
したがって、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、輝度画像表示部１１２は、１／６０秒で分割画像を遅延させて表示させることによって、ユーザが１２００（ｍｍ／秒）で画像表示装置１００に接近すると、Ｌ１が１０００（ｍｍ）の地点でＬ２が２０００（ｍｍ）の位置に輝度画像が見え（図１０（ａ）参照）、Ｌ１が７０７（ｍｍ）の地点でＬ２が１０００（ｍｍ）の位置に輝度画像が見えることになる（図１０（ｂ）参照）。
【００７９】
図１２、図１３は、ユーザが開口部１４０を通じて略同じ角度で視認できる画像表示装置１００の水平方向の幅を説明するための説明図である。図１２の例において、開口部１４０が含まれる平面からユーザの位置までの距離Ｌ１を１０００（ｍｍ）、位置Ｕから開口部１４０が含まれる平面に延ばした垂線と開口部１４０が含まれる平面との交点から、視認対象である開口部１４０ｅまでの距離Ｌ２を１０００（ｍｍ）、開口部１４０から対象画像表示部１１８までの距離ｓ１を０．１（ｍｍ）、ユーザの移動速度Ｌ１ｖを１２００（ｍｍ／秒）とし、輝度画像１５２ａの分割画像Ｗの切換速度ｓ２Ｖを０．１２０（ｍｍ／秒）、開口部１４０ｅから隣接する開口部１４０ｆまたは開口部１４０ｇまでの距離を０．３（ｍｍ）、１の分割画像Ｗの幅は０．００４（ｍｍ）とする。
【００８０】
図１２（ａ）に示すように、ユーザが開口部１４０ｅを通じて角度θで対象画像表示部１１８を視認することができる位置を位置Ｕとし、隣接する開口部１４０ｆを通じて角度θで対象画像表示部１１８を視認することができる位置を位置Ｖとすると、位置Ｕと位置Ｖとの距離Ｋは、以下の数式（４）を利用して算出することができる。
ｔａｎθ＝Ｌ１／Ｌ２＝（Ｌ１−Ｋ）／（Ｌ２−０．３（ｍｍ））
…数式（４）
【００８１】
したがって、Ｋは、０．３（ｍｍ）となる。ユーザが、位置Ｕから位置ＶまでＬ１Ｖで移動すると、この移動にかかる時間は、０．３（ｍｍ）／１２００（ｍｍ／秒）＝０．０００２５秒となる。
【００８２】
ここで、ユーザが位置Ｕにいる時点において、輝度画像表示部１１２が、各開口部１４０を通じて角度θで視認できる対象画像表示部１１８の位置に分割画像Ｗを表示すると、分割画像Ｗの切換速度ｓ２Ｖは０．１２０（ｍｍ／秒）であるので、ユーザが位置Ｖに移動したときに開口部ｂを通じて視認できる分割画像Ｗは、０．１２０（ｍｍ／秒）×０．０００２５（秒）＝０．０３（μｍ）移動することになる（図１２では、右方向に移動するとする）。
【００８３】
したがって、分割画像Ｗの水平方向の幅は０．００４（ｍｍ）であるため、ユーザが、略同じ角度θで視認できる画像表示装置１００の水平方向の幅は、０．００４（ｍｍ）×０．３（ｍｍ）／０．０３（μｍ）＝４０（ｍｍ）となる。
【００８４】
図１２（ｂ）は、位置Ｕから約４５度（θが約４５度）の角度で見える３つの開口部１４０（図１２（ｂ）中、開口部１４０ｈ、１４０ｉ、１４０ｊで示す）を示す。ここでは、説明の便宜のため、位置Ｕから開口部１４０までの距離や、分割画像Ｗの幅を模式的に示している。図１２（ｂ）に示すように、分割画像Ｗの水平方向の幅が、０．００４（ｍｍ）である場合、上述したように、ユーザは、画像表示装置１００の表示画面上の水平方向の幅４０（ｍｍ）において同じ分割画像Ｗを映す表示画素１３２が見えることになる。また、図１２（ｂ）に示すように、ユーザは、位置Ｕから開口部１４０ｈを通じて分割画像Ｗの左端を見ているとすると、開口部１４０ｈから水平方向に４０（ｍｍ）離隔した位置にある開口部１４０ｉを通じて分割画像Ｗの右端を見ることになる。
【００８５】
さらに、図１２（ｂ）に示す、２つの開口部１４０ｈ、１４０ｉの中間の位置にある、開口部１４０ｊを通して見える表示画素１３２は、同じ分割画像Ｗを映すものであり、また、位置Ｕにいるときに、ユーザは、その分割画像Ｗ（表示画素１３２）の中央の位置を見ることになる。
【００８６】
そうすると、図１３に示すように、ユーザは位置ＡＡにいる場合に、ユーザの視線と画像表示装置１００の為す角が角度θとみなされる（角度θと略等しい角度である）範囲、すなわち、画像表示装置１００上の水平方向が４０（ｍｍ）幅の領域に分割画像Ｗの群が視認できる。そして、ユーザが、画像表示装置１００に向かって１２００（ｍｍ／秒）で移動すると、位置ＢＢに来たときにも、位置ＣＣに来たときにも角度θとみなされる範囲に分割画像Ｗの群を視認することができる。
【００８７】
ユーザの移動速度が１２００（ｍｍ／秒）の整数倍の速度でない場合、例えば位置ＡＡにおいて輝度画像１５２ａの分割画像Ｗの群が視認できていたとしても、位置ＢＢにおいて輝度画像１５２ａの分割画像Ｗの群は視認できず、輝度画像の遅延速度と同期すれば、他の輝度画像１５２ｂまたは輝度画像１５２ｃの分割画像の群を視認することができる。
【００８８】
なお、ユーザがどの輝度画像を視認することができるかは、ユーザと画像表示装置１００の角度、ユーザの位置、ユーザの移動速度とそれぞれの輝度画像の表示タイミングによる。
【００８９】
図１４は、ユーザが視認する画像表示装置１００の対象画像および輝度画像を説明するための説明図である。
【００９０】
また、輝度画像が見える位置は、表示画素のサイズ、遅延時間Ｙ、ユーザの位置およびユーザの移動速度によって変化する。例えば、図１４（ａ）に示すように、ユーザが停止している場合、輝度画像を認識することはできないが、図１４（ｂ）に示すようにユーザが画像表示装置１００に向かって移動すると、画像表示装置１００の画面の左右の両端に輝度画像を視認することができるようになる。また、図１４（ｃ）、（ｄ）に示すように、ユーザの移動速度が速いほど、またユーザの位置が画像表示装置１００に近いほど、ユーザは、画像表示装置１００の画面の左右の両端から中央側に寄って輝度画像を視認することになる。特に図１４（ｄ）において、ユーザは、画像表示装置１００の画面の中央側のみならず、画面の左右両端にも輝度画像を視認することができる。
【００９１】
ここで、輝度画像表示部１１２は、基準領域Ｘを始点とし、基準領域Ｘから水平方向に離隔するに従って、分割画像を、遅延時間Ｙで、順次所定時間遅延させて表示しているが、遅延時間Ｙは、輝度画像表示部１１２の表示画面全体に渡って同じとする必要はなく、所定の領域に区分して、それぞれ独立して変更してもよい。ただし、同じ方向から見た隣接する開口部１４０を通じて見える表示画素は、所定の時刻には１の輝度画像の表示となるように構成する必要がある。
【００９２】
また、基準領域Ｘは、対象画像表示部１１８の表示画面の中心に位置する表示画素に対応する輝度画像表示部１１２の輝度ブロック１３０を含む分割領域とするとよい。こうすることで画像表示装置１００の中心に向けて接近するユーザの両脇に輝度画像を表示することができる。
【００９３】
また、上述した例（数式（２）および数式（３））では、ユーザが画像表示装置１００に向かって垂直方向に移動する場合の遅延時間Ｙの算出方法について説明したが、ユーザが画像表示装置１００の表示面と平行に移動する場合に輝度画像を視認させることもできる。この場合、以下の数式を用いて、ユーザの視線の移動速度ｓ２ｖ（ｍｍ/秒）を求め、それに相当する分割画像を水平方向に移動するかの如く切り換える切換速度、または、その逆数をとって、抽出した分割画像を遅延させる遅延時間Ｙを算出することができる。
ｓ２（ｔ）＝ｓ１・（Ｌ２＋Ｌ２ｖ・ｔ）/Ｌ１
…数式（４）
ｓ２ｖ（ｔ）＝ｓ１・Ｌ２ｖ/Ｌ１
…数式（５）
【００９４】
以上説明したように、本実施形態における画像表示装置１００によれば、ユーザが停止しているときは、対象画像のみを知覚させることができ、ユーザが画像表示装置１００に向かって移動しているときには、対象画像のみならず輝度画像の一部を視認させ、画像表示装置１００が表示した対象画像である旨をユーザに違和感なく認識させることができる。したがって、画像表示装置１００が対象画像として３次元画像を表示する場合、ユーザが、画像表示装置１００によって表示された３次元画像を実際の対象物と誤認してしまうことによって生じる問題を回避することが可能となる。
【００９５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００９６】
例えば、上述した実施形態では、対象画像表示部１１８は、対象画像として３次元画像を表示しているが、これに限定されず、２次元画像を表示してもよい。この場合、ユーザが画像表示装置１００に向かって移動すると、輝度画像が示す文字、記号、絵等を視認することができるようになるので、広告の効果を向上させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、画像を表示する画像表示装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１００ …画像表示装置
１１０ …バックライト
１１２ …輝度画像表示部
１１４ …集光部
１１６ …屈折板
１１８ …対象画像表示部
１２０ …視差分割部
１４０ …開口部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザが視認する対象となる画像である対象画像を表示する透過型の対象画像表示部と、
前記対象画像表示部の前方に配置され、前記対象画像表示部を構成する表示画素を１または複数含む視認領域に対応した開口部を複数配列した視差分割部と、
前記対象画像表示部の後方に配置されたバックライトと、
前記対象画像表示部と前記バックライトとの間に配置され、前記対象画像表示部の予め定められた領域である輝度ブロックごとに前記バックライトから照射される光の透過率を変更することで、輝度で表される画像である輝度画像を表示する輝度画像表示部と、
前記輝度画像表示部と前記対象画像表示部との間に配置され、前記バックライトから照射され、前記輝度画像表示部を通過した光を、前記対象画像表示部の視認領域に集光する集光部と、
を備え、
前記輝度画像表示部は、
予め定められた時間範囲における輝度ブロックごとの透過率の平均値がすべての輝度ブロックにおいて略等しくなるように、予め定められた複数の輝度画像を前記輝度画像表示部の予め定められた領域である分割領域ごとに分割した分割画像を、所定の順番かつ時分割でそれぞれ等しい時間、前記分割領域に表示し、
かつ、基準となる分割領域である基準領域を基準として、水平方向の予め定められた、前記基準領域に離隔するに従って、または、前記基準領域に向かうに従って、前記分割画像を順次所定時間遅延させて表示し、
任意の時刻に、任意の視認角度で、隣接する複数の開口部を通じて、前記複数の輝度画像のうち１の輝度画像の少なくとも一部が見えるように、分割画像を表示することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記バックライトおよび前記輝度画像表示部は、１の自発光の表示装置で構成されることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記集光部と前記対象画像表示部との間に、屈折板をさらに備え、
前記屈折板は、前記集光部で集光された光を、前記対象画像表示部に直交する方向に屈折させ、前記視認領域に収めることを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記輝度画像表示部は、２種類の輝度で前記輝度画像を構成すること特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１】
ユーザが視認する対象となる画像である対象画像を表示する透過型の対象画像表示部と、
前記対象画像表示部の前方に配置され、前記対象画像表示部を構成する表示画素を１または複数含む視認領域に対応した開口部を複数配列した視差分割部と、
前記対象画像表示部の後方に配置されたバックライトと、
前記対象画像表示部と前記バックライトとの間に配置され、前記対象画像表示部の予め定められた領域である輝度ブロックごとに前記バックライトから照射される光の透過率を変更することで、輝度で表される画像である輝度画像を表示する輝度画像表示部と、
前記輝度画像表示部と前記対象画像表示部との間に配置され、前記バックライトから照射され、前記輝度画像表示部を通過した光を、前記対象画像表示部の視認領域に集光する集光部と、
を備え、
前記輝度画像表示部は、
予め定められた時間範囲における輝度ブロックごとの透過率の平均値がすべての輝度ブロックにおいて略等しくなるように、予め定められた複数の輝度画像を前記輝度画像表示部の予め定められた領域である分割領域ごとに分割した分割画像を、所定の順番かつ時分割でそれぞれ等しい時間、前記分割領域に表示し、
かつ、基準となる分割領域である基準領域を基準として、水平方向の予め定められた、前記基準領域に離隔するに従って、または、前記基準領域に向かうに従って、前記分割画像を順次所定時間遅延させて表示し、
任意の時刻に、任意の視認角度で、隣接する複数の開口部を通じて、前記複数の輝度画像のうち１の輝度画像の少なくとも一部が見えるように、分割画像を表示することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記バックライトおよび前記輝度画像表示部は、１の自発光の表示装置で構成されることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記集光部と前記対象画像表示部との間に、屈折板をさらに備え、
前記屈折板は、前記集光部で集光された光を、前記対象画像表示部に直交する方向に屈折させ、前記視認領域に収めることを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記輝度画像表示部は、２種類の輝度で前記輝度画像を構成すること特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１０８４２０（Ｐ２０１２−１０８４２０Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５８８３０（Ｐ２０１０−２５８８３０）
【出願日】平成２２年１１月１９日（２０１０．１１．１９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．セルフォック
【出願人】（３０８０３６４０２）株式会社ＪＶＣケンウッド (1,152)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１９日（２０１０．１１．１９）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．セルフォック
【出願人】（３０８０３６４０２）株式会社ＪＶＣケンウッド (1,152)
【Ｆターム（参考）】
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