立体表示装置および立体表示装置の作製方法
【課題】立体表示装置においてカラーフィルタの位置ずれを抑制する。
【解決手段】本発明による立体表示装置（１００）は、 物体を立体的に表示する立体表示装置であって、白色光を出射する白色光源（１０）と、カラーフィルタ（２０）とを備える。カラーフィルタ（２０）は、それぞれが白色光を着色光に変更する複数の着色部を含み、白色光源（１０）およびカラーフィルタ（２０）は、白色光源（１０）から出射されてカラーフィルタ（２０）の着色部を透過する光線が物体から散乱する光線に対応するように構成され、立体表示装置（１００）は主面（４２ａ、４２ｂ）を有する透過部材（４０）をさらに備え、カラーフィルタ（２０）は透過部材（４０）の主面（４２ａ）に印刷されている。
【解決手段】本発明による立体表示装置（１００）は、 物体を立体的に表示する立体表示装置であって、白色光を出射する白色光源（１０）と、カラーフィルタ（２０）とを備える。カラーフィルタ（２０）は、それぞれが白色光を着色光に変更する複数の着色部を含み、白色光源（１０）およびカラーフィルタ（２０）は、白色光源（１０）から出射されてカラーフィルタ（２０）の着色部を透過する光線が物体から散乱する光線に対応するように構成され、立体表示装置（１００）は主面（４２ａ、４２ｂ）を有する透過部材（４０）をさらに備え、カラーフィルタ（２０）は透過部材（４０）の主面（４２ａ）に印刷されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は立体表示装置および立体表示装置の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、立体表示が注目されている。従来からよく知られた立体表示の手法としてステレオスコープ方式がある。ステレオスコープ方式では、立体像ではなく右眼用、左眼用の平面像を右眼、左眼でそれぞれ見えるように表示を行う。しかしながら、ステレオスコープ方式では、見る位置に応じて表示が変化しないため、自然な立体表示を行うことができない。
【０００３】
立体表示の別の手法として、光線の再現（再生）を図る方式が知られている。この方式では、光源から出射された白色光を用いて、物体から散乱する光線を再現することによってカラーの立体表示を行う（例えば特許文献１参照）。特許文献１には、白色光源から出射されてピンホールアレイ板を透過した光線を再生（再現）することによって立体表示を行う立体表示装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２３９７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の立体表示装置では、ピンホールアレイ板および再生用フィルム（カラーフィルタ）によって規定された光線が物体から散乱する光線を再現しており、カラーフィルタを適切に配置することが必要である。しかしながら、特許文献１の立体表示装置のように、カラーフィルタが単体で配置されていると、カラーフィルタの形状の変化等に起因してカラーフィルタの位置がずれることがあり、適切な立体表示を行うことができなくなることがある。
【０００６】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、カラーフィルタの位置ずれを抑制した立体表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による立体表示装置は、物体を立体的に表示する立体表示装置であって、白色光を出射する白色光源と、カラーフィルタとを備え、前記カラーフィルタは、それぞれが前記白色光を着色光に変更する複数の着色部を含み、前記白色光源および前記カラーフィルタは、前記白色光源から出射されて前記カラーフィルタの前記着色部を透過する光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成され、前記立体表示装置は第１主面および第２主面を有する透過部材をさらに備え、前記カラーフィルタは、前記透過部材の前記第１主面に印刷されている。
【０００８】
ある実施形態において、前記立体表示装置は、光学部材をさらに備え、前記光学部材は、それぞれが前記カラーフィルタの前記着色部とともに前記光線を規定する複数の単位部を含み、前記光学部材および前記カラーフィルタは、前記単位部および前記着色部によって規定される光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成されている。
【０００９】
ある実施形態において、前記光学部材は、前記白色光または前記着色光を選択的に透過するピンホールマスクを含む。
【００１０】
ある実施形態において、前記ピンホールマスクは前記透過部材の前記第２主面に印刷されている。
【００１１】
ある実施形態において、前記光学部材は、前記着色部に応じて異なる方向に屈折するように前記光線を規定するレンズアレイを含む。
【００１２】
ある実施形態において、前記光学部材は、前記透過部材に対して観察者側に設けられている。
【００１３】
ある実施形態において、前記カラーフィルタは、前記透過部材に対して観察者側に設けられている。
【００１４】
ある実施形態において、前記白色光源は、複数の点光源の配列された点光源アレイを有する。
【００１５】
ある実施形態において、前記白色光源は面光源を有する。
【００１６】
ある実施形態において、前記カラーフィルタの前記着色部は静止画像に対応している。
【００１７】
本発明による立体表示装置の作製方法は、物体を立体的に表示する立体表示装置の作製方法であって、白色光を出射する白色光源を用意する工程と、前記白色光源に対してカラーフィルタを配置する工程とを包含し、前記配置する工程において、前記カラーフィルタは、それぞれが前記白色光を着色光に変更する複数の着色部を含み、前記白色光源および前記カラーフィルタは、前記白色光源から出射されて前記カラーフィルタの前記着色部を透過する光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成され、前記立体表示装置の作製方法は、第１主面および第２主面を有する透過部材を用意する工程と、前記透過部材の前記第１主面に前記カラーフィルタを印刷する工程とをさらに包含する。
【００１８】
本発明による光線規定部材は物体を立体的に表示する立体表示装置に用いられる光線規部材であって、カラーフィルタと、ピンホールマスクとを備え、前記カラーフィルタは、それぞれが白色光を着色光に変更する複数の着色部を含み、前記ピンホールマスクには、それぞれが前記白色光または前記着色光を透過する複数のピンホールが設けられており、前記ピンホールマスクおよび前記カラーフィルタは、前記ピンホールおよび前記着色部によって規定される光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成されており、前記光線規定部材は、第１主面および第２主面を有する透過部材をさらに備え、前記カラーフィルタは前記透過部材の前記第１主面に印刷されており、前記ピンホールマスクは前記透過部材の前記第２主面に印刷されている。
【００１９】
ある実施形態において、前記カラーフィルタの前記着色部は静止画像に対応している。
【００２０】
本発明による光線規定部材の作製方法は、物体を立体的に表示する立体表示装置に用いられる光線規定部材の作製方法であって、第１主面および第２主面を有する透過部材を用意する工程と、前記透過部材の前記第１主面に、カラーフィルタを印刷する工程と、前記透過部材の前記第２主面に、ピンホールマスクを印刷する工程とを包含する。
【００２１】
本発明による立体表示装置は、物体を立体的に表示する立体表示装置であって、白色光を出射する白色光源と、カラーフィルタとを備え、前記カラーフィルタは、それぞれが前記白色光を着色光に変更する複数の着色部を含み、前記白色光源および前記カラーフィルタは、前記白色光源から出射されて前記カラーフィルタの前記着色部を透過する光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成されており、前記立体表示装置は第１主面および第２主面を有する透過部材をさらに備え、前記カラーフィルタは前記透過部材の前記第１主面に脱着可能に設けられている。
【００２２】
ある実施形態において、前記立体表示装置は、光学部材をさらに備え、前記光学部材は、それぞれが前記カラーフィルタの前記着色部とともに前記光線を規定する複数の単位部を含み、前記光学部材および前記カラーフィルタは、前記単位部および前記着色部によって規定される光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成されている。
【００２３】
ある実施形態において、前記光学部材は、前記白色光または前記着色光を選択的に透過するピンホールマスクを含む。
【００２４】
ある実施形態において、前記ピンホールマスクは前記透過部材の前記第２主面に脱着可能に設けられている。
【００２５】
ある実施形態において、前記光学部材は、前記着色部に応じて異なる方向に屈折するように前記光線を規定するレンズアレイを含む。
【００２６】
ある実施形態において、前記光学部材は、前記透過部材に対して観察者側に設けられている。
【００２７】
ある実施形態において、前記カラーフィルタは、前記透過部材に対して観察者側に設けられている。
【００２８】
ある実施形態において、前記白色光源は、複数の点光源の配列された点光源アレイを有する。
【００２９】
ある実施形態において、前記白色光源は面光源を有する。
【００３０】
ある実施形態において、前記カラーフィルタの前記着色部は静止画像に対応している。
【００３１】
本発明による立体表示装置の作製方法は、物体を立体的に表示する立体表示装置の作製方法であって、白色光を出射する白色光源を用意する工程と、前記白色光源に対してカラーフィルタを配置する工程とを包含し、前記配置する工程において、前記カラーフィルタは、それぞれが前記白色光を着色光に変更する複数の着色部を含み、前記白色光源および前記カラーフィルタは、前記白色光源から出射されて前記カラーフィルタの前記着色部を透過する光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成されており、前記立体表示装置の作製方法は、第１主面および第２主面を有する透過部材を用意する工程と、前記透過部材の前記第１主面に、前記カラーフィルタを脱着可能なように貼り付ける工程とをさらに包含する。
【００３２】
本発明による立体表示装置は、物体を立体的に表示する立体表示装置であって、白色光を出射する白色光源と、カラーフィルタとを備え、前記カラーフィルタは、それぞれが前記白色光を着色光に変更する複数の着色部を含み、前記白色光源および前記カラーフィルタは、前記白色光源から出射されて前記カラーフィルタの前記着色部を透過する光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成されており、前記立体表示装置は第１主面および第２主面を有する透過部材をさらに備え、前記カラーフィルタは前記透過部材の前記第１主面に設けられており、前記白色光源は、それぞれが白色光を出射する複数の発光ダイオードを有している。
【００３３】
ある実施形態において、前記カラーフィルタの前記着色部は静止画像に対応している。
【００３４】
本発明による立体表示装置の作製方法は、物体を立体的に表示する立体表示装置の作製方法であって、白色光を出射する白色光源を用意する工程と、前記白色光源に対してカラーフィルタを配置する工程とを包含し、前記配置する工程において、前記カラーフィルタは、それぞれが前記白色光を着色光に変更する複数の着色部を含み、前記白色光源および前記カラーフィルタは、前記白色光源から出射されて前記カラーフィルタの前記着色部を透過する光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成されており、前記立体表示装置の作製方法は、第１主面および第２主面を有する透過部材を用意する工程と、前記透過部材の前記第１主面に前記カラーフィルタを形成する工程とをさらに包含し、前記白色光源を用意する工程において、前記白色光源は、それぞれが白色光を出射する複数の発光ダイオードを有している。
【００３５】
本発明による立体表示装置は、物体を立体的に表示する立体表示装置であって、白色光を出射する白色面光源と、カラーフィルタと、光学部材とを備え、前記カラーフィルタは、それぞれが前記白色光を着色光に変更する複数の着色部を含み、前記光学部材は、それぞれが前記カラーフィルタの前記着色部とともに光線を規定する複数の単位部を含み、前記カラーフィルタおよび前記光学部材は、前記着色部および前記単位部によって規定される光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成されており、前記立体表示装置は入射面および出射面を有する透過部材をさらに備え、前記カラーフィルタは前記透過部材の前記入射面に設けられており、前記光学部材は前記透過部材の前記出射面に設けられている。
【００３６】
ある実施形態において、前記光学部材は、前記着色光を選択的に透過するピンホールマスクを含む。
【００３７】
ある実施形態において、前記光学部材は、前記着色部に応じて異なる方向に屈折するように前記光線を規定するレンズアレイを含む。
【００３８】
ある実施形態において、前記カラーフィルタの前記着色部は静止画像に対応している。
【００３９】
本発明による立体表示装置の作製方法は、物体を立体的に表示する立体表示装置の作製方法であって、白色光を出射する白色面光源を用意する工程と、前記白色面光源に対してカラーフィルタおよび光学部材を配置する工程とを包含し、前記配置する工程において、前記カラーフィルタは、それぞれが前記白色光を着色光に変更する複数の着色部を含み、前記光学部材は、それぞれが前記カラーフィルタの前記着色部とともに光線を規定する複数の単位部を含み、前記カラーフィルタおよび前記光学部材は、前記着色部および前記単位部によって規定される光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成されており、前記立体表示装置の作製方法は、入射面および出射面を有する透過部材を用意する工程と、前記透過部材の前記入射面に前記カラーフィルタを形成する工程と、前記透過部材の前記出射面に前記光学部材を形成する工程とをさらに包含する。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、カラーフィルタの位置ずれを抑制した立体表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明による立体表示装置の実施形態の模式図である。
【図２】本実施形態の立体表示装置における立体表示方法を説明するための模式図であり、（ａ）はある点から散乱する光を示す模式図であり、（ｂ）は光線の記録を示す模式図であり、（ｃ）は本実施形態の立体表示装置の模式図である。
【図３】本実施形態の立体表示装置における立体表示方法を説明するための模式図であり、（ａ）はある点から散乱する光を示す模式図であり、（ｂ）は光線の記録を示す模式図であり、（ｃ）は本実施形態の立体表示装置の模式図である。
【図４】本実施形態の立体表示装置において立体表示装置よりも奥に物体を表示する手法を説明するための模式図であり、（ａ）は光線の記録を示す模式図であり、（ｂ）は本実施形態の立体表示装置の模式図である。
【図５】本実施形態の立体表示装置において立体表示装置よりも手前に物体を表示する手法を説明するための模式図であり、（ａ）は光線の記録を示す模式図であり、（ｂ）は本実施形態の立体表示装置の模式図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は本実施形態の立体表示装置の模式的な断面図である。
【図７】本実施形態の立体表示装置の模式的な斜視図である。
【図８】本実施形態の立体表示装置の模式的な断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は本実施形態の立体表示装置の作製方法を説明するための模式図である。
【図１０】本実施形態の立体表示装置の模式的な断面図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は本実施形態の立体表示装置の模式的な断面図である。
【図１２】本実施形態の立体表示装置の模式的な断面図である。
【図１３】（ａ）および（ｂ）は本実施形態の立体表示装置の模式的な斜視図である。
【図１４】本実施形態の立体表示装置の模式的な断面図である。
【図１５】（ａ）〜（ｄ）は本実施形態の立体表示装置の作製方法を説明するための模式図である。
【図１６】本実施形態の立体表示装置の模式的な断面図である。
【図１７】本実施形態の立体表示装置の模式的な断面図である。
【図１８】本実施形態の立体表示装置の模式的な断面図である。
【図１９】本実施形態の立体表示装置の模式的な断面図である。
【図２０】本実施形態の立体表示装置の模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、図面を参照して本発明による立体表示装置および立体表示装置の作製方法の実施形態を説明する。
【００４３】
[立体表示装置１]
図１に、本実施形態の立体表示装置１００の模式図を示す。立体表示装置１００は、白色光源１０と、カラーフィルタ２０と、ピンホールマスク３２とを備える。白色光源１０は白色光を出射する。ここでは、白色光源１０は面光源である。
【００４４】
ピンホールマスク３２では、透過率の低い領域に対して透過率の高い領域が所定のパターンに配列されている。ピンホールマスク３２のうち透過率の高い領域はピンホールとも呼ばれ、ピンホールマスク３２のうち透過率の低い領域はマスク部とも呼ばれる。ピンホールマスク３２には複数のピンホールが設けられている。ここでは、ピンホールマスク３２はカラーフィルタ２０よりも白色光源１０側に設けられており、ピンホールマスク３２は、白色光源１０から出射された白色光を選択的に透過する。
【００４５】
本実施形態の立体表示装置１００において、カラーフィルタ２０はそれぞれが白色光を着色光に変更する複数の着色部を有している。着色部は、例えば、赤、緑および青が任意の割合で混ざった色を呈する。カラーフィルタ２０の着色部は静止画像に対応している。ここでは、カラーフィルタ２０はピンホールマスク３２よりも観察者Ｖ側に設けられており、カラーフィルタ２０は、ピンホールマスク３２によってサンプリングされた白色光を着色光に変更する。
【００４６】
立体表示装置１００において、カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２は、カラーフィルタ２０の着色部およびピンホールマスク３２のピンホールによって規定される光線が表示される物体から散乱する光線に対応するように構成されている。これにより、物体から散乱する光線を再現（再生）し、立体表示を行うことができる。例えば、物体は、カラーフィルタ２０の着色部およびピンホールマスク３２のピンホールによって規定される光線の交差する交点で表示される。
【００４７】
立体表示装置１００は主面４２ａ、４２ｂを有する透過部材４０をさらに備えている。ここでは、透過部材４０の主面４２ａは観察者Ｖに向いており、透過部材４０の主面４２ｂは白色光源１０に向いている。例えば、透過部材４０はアクリル樹脂、ガラスまたはプラスチックから形成された透明基板を有している。
【００４８】
本実施形態の立体表示装置１００において、透過部材４０の主面４２ａにカラーフィルタ２０が印刷されており、透過部材４０の主面４２ｂにピンホールマスク３２が印刷されている。ここでは、主面４２ａ、４２ｂはいずれも平面である。透過部材４０の厚さは、主面４２ａと主面４２ｂとの距離によって規定される。本明細書の以下の説明において、主面４２ａ、４２ｂをそれぞれ第１主面４２ａ、第２主面４２ｂと呼ぶことがある。また、本明細書の以下の説明において立体表示装置１００を単に表示装置１００と呼ぶことがあり、白色光源１０を単に光源１０と呼ぶことがある。
【００４９】
本実施形態の立体表示装置１００では、カラーフィルタ２０は透過部材４０の主面４２ａに設けられており、カラーフィルタ２０の形状は変化しにくい。このため、カラーフィルタ２０の位置ずれを抑制することができ、また、形状変化に伴うカラーフィルタ２０の交換を抑制することができる。さらに、本実施形態の立体表示装置１００では、カラーフィルタ２０は印刷で形成されており、カラーフィルタ２０は、印刷精度と同様の高い精度で配置される。また、図１に示した立体表示装置１００では、透過部材４０の主面４２ｂにピンホールマスク３２が印刷されており、これにより、カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２の位置合わせを簡略化することができる。
【００５０】
また、図１に示した立体表示装置１００では、カラーフィルタ２０、ピンホールマスク３２および透過部材４０が一体的に設けられており、特定の色および進行方向を有する光線がカラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２によって規定される。本明細書の以下の説明において、一体的に設けられたカラーフィルタ２０、ピンホールマスク３２および透過部材４０全体を光線規定部材２００と呼ぶことがある。
【００５１】
なお、透過部材４０は透明基板に貼り付けられた透明部材をさらに有してもよく、カラーフィルタ２０またはピンホールマスク３２の印刷された透明部材が透明基板に貼り合わせられてもよい。また、透過部材４０は透明基板に取り付けられた少なくとも一部で光を透過する光学素子をさらに有してもよい。
【００５２】
図２を参照して立体表示装置１００を説明する。任意の物体は複数の点の集合として取り扱うことができるため、ここでは、説明が過度に複雑になることを避けるために、物体に含まれる点Ａからの光線の記録および再生を説明する。
【００５３】
図２（ａ）に示すように、点Ａから光は散乱し、この光が観察者Ｖに到達する。観察者Ｖが点Ａから広がった光を受け取ることにより、点Ａが視認される。
【００５４】
立体表示装置１００の作製に先立ち、図２（ｂ）に示すように、点Ａから散乱する光の範囲内にピンホールマスクＰおよびカラー光検出器Ｄを配置する。ピンホールマスクＰはカラー光検出器Ｄよりも点Ａの近くに配置される。ピンホールマスクＰでは、透過率の低い領域に対して透過率の高い領域が所定のパターンに配列されている。ピンホールマスクＰのうち透過率の高い領域はピンホールとも呼ばれ、ピンホールマスクＰのうち透過率の低い領域はマスク部とも呼ばれる。例えば、ピンホールマスクＰは、所定のパターンにピンホール（穴）の設けられた光を透過しない板である。例えば、ピンホールは所定のピッチでマトリクス状に配置されている。ただし、ピンホールはマトリクス状に配置されていなくてもよい。カラー光検出器ＤはピンホールマスクＰを透過した光の色成分および強度を検出する。例えば、カラー光検出器Ｄは対応するカラーフィルタの設けられた複数の光検出部を有している。カラーフィルタは、例えば、赤、緑および青の着色部を有している。
【００５５】
ここで、点Ａから広がる光に着目すると、点Ａから無限本数の光線が散乱しているといえる。ピンホールマスクＰのピンホールは点Ａから広がる光を選択的に透過し、ピンホールマスクＰを透過した光がカラー光検出器Ｄにおいて検出される。カラー光検出器Ｄにおいて、例えば、各ピンホールを通過した光の各色成分の強度が検出される。ピンホールマスクＰのピンホールとカラー光検出器Ｄにおける光検出部の検出結果との組み合わせによって光線が規定される。このようにして点Ａからの光線が記録される。本実施形態の立体表示装置１００は、例えば、このピンホールマスクＰの配置およびカラー光検出器Ｄの検出結果を利用して作製される。
【００５６】
図２（ｃ）に、本実施形態の立体表示装置１００の模式図を示す。カラーフィルタ２０は透過部材４０の主面４２ａに設けられており、ピンホールマスク３２は透過部材４０の主面４２ｂに設けられている。ピンホールマスク３２は図２（ｂ）に示したピンホールマスクＰと同様の形状および配列パターンを有している。ここでは、光源１０は、白色光を出射する面光源である。カラーフィルタ２０は、図２（ｂ）においてカラー光検出器Ｄを配置した箇所に配置される。カラーフィルタ２０は、カラー光検出器Ｄの検出結果に対応した着色部を有している。
【００５７】
立体表示装置１００において、光源１０から出射されてピンホールマスク３２およびカラーフィルタ２０によって規定される光線は、点Ａから散乱する光線を再生（再現）しており、観察者Ｖには、立体表示装置１００の奥に点像Ａが表示されているように見える。立体表示装置１００はこのようにして点像Ａを形成する。なお、後述するように、光源１０として点光源を用いてもよい。点光源は、図２（ｂ）においてピンホールマスクＰを配置した箇所に配置される。例えば、点光源は発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）である。
【００５８】
なお、上述の説明で参照した図２（ｃ）において、透過部材４０の主面４２ａ、４２ｂは平面であったが、本発明はこれに限定されない。透過部材４０の主面４２ａ、４２ｂは曲面であってもよい。
【００５９】
図３を参照して立体表示装置１００を説明する。図３（ａ）に示すように、点Ａから光は散乱し、この光が観察者Ｖに到達する。
【００６０】
立体表示装置１００の作製に先立ち、図３（ｂ）に示すように、点Ａから散乱する光の範囲内にピンホールマスクＰおよびカラー光検出器Ｄを配置する。ピンホールマスクＰはカラー光検出器Ｄよりも点Ａの近くに配置されている。ここでは、ピンホールマスクＰの各ピンホールは曲面上に設けられており、カラー光検出器Ｄの各検出部も曲面上に設けられている。
【００６１】
点Ａから広がる光に着目すると、点Ａから無限本数の光線が発散しているといえるが、ピンホールマスクＰを設けることにより、ピンホールマスクＰのピンホールに対応する光がピンホールマスクＰを透過する。ピンホールマスクＰを透過した光はカラー光検出器Ｄにおいて検出される。カラー光検出器Ｄにおいて、例えば、各ピンホールを通過した光の各色成分の強度が検出される。このようにして点Ａからの光線が記録される。
【００６２】
図３（ｃ）に、本実施形態の立体表示装置１００の模式図を示す。カラーフィルタ２０は透過部材４０の主面４２ａに設けられており、ピンホールマスク３２が透過部材４０の主面４２ｂに設けられている。立体表示装置１００において、光源１０から出射してピンホールマスク３２およびカラーフィルタ２０によって規定される光線は、点Ａから散乱する光線を再現しており、観察者Ｖには、立体表示装置１００の奥に点像Ａが表示されているように見える。立体表示装置１００はこのようにして立体表示を行うことができる。なお、図２（ｃ）および図３（ｃ）では、透過部材４０の厚さ（透過部材４０の主面４２ａと主面４２ｂとの距離）はほぼ一定であり、主面４２ａと主面４２ｂは互いに平行であったが、本発明はこれに限定されない。主面４２ａと主面４２ｂは非平行であり、透過部材４０の厚さは一定でなくてもよい。
【００６３】
表示装置１００では、光源１０から出射されてカラーフィルタ２０およびピンホースマスク３２によって規定され光線は立体的に表示される物体から散乱する光線に対応している。表示装置１００は、観察者Ｖから見て、表示装置１００よりも奥に物体を表示してもよいし、表示装置１００よりも手前に物体を表示してもよい。
【００６４】
例えば、表示装置１００は、観察者Ｖから見て表示装置１００よりも奥に物体を表示する。以下、図４を参照して立体表示装置１００（光線の記録および再生）を説明する。
【００６５】
図４（ａ）に示すように、物体Ｘから散乱しピンホールマスクＰを透過した光がカラー光検出器Ｄにおいて検出される。ここで、物体Ｘの点Ａおよび点Ｂに着目する。点ＡからピンホールマスクＰのピンホールを通過した光はカラー光検出器Ｄにおいて検出され、同様に、点ＢからピンホールマスクＰのピンホールを通過した光はカラー光検出器Ｄにおいて検出される。なお、ピンホールマスクＰの同一のピンホールに着目した場合、点Ａおよび点Ｂの位置が異なるため、点Ａおよび点Ｂから同一のピンホールを通過した光は、カラー光検出器Ｄにおいて異なる位置に検出される。
【００６６】
図４（ｂ）に、立体表示装置１００の模式図を示す。立体表示装置１００は、例えば、図４（ａ）に示したピンホールマスクＰの配置およびカラー光検出器Ｄの検出結果を利用して作製される。本実施形態の立体表示装置１００では、光源１０は面光源である。カラーフィルタ２０は透過部材４０の主面４２ａに設けられており、ピンホールマスク３２は透過部材４０の主面４２ｂに設けられている。ピンホールマスク３２は図４（ａ）に示したピンホールマスクＰと同様の形状および配列パターンを有している。カラーフィルタ２０は、カラー光検出器Ｄにおける検出結果を反映している。
【００６７】
光源１０から出射された光は、ピンホールマスク３２およびカラーフィルタ２０を順番に透過する。光源１０から出射されて、ピンホールマスク３２およびカラーフィルタ２０によって規定される光線により、点Ａ、Ｂから広がる光線が再生（再現）される。このため、観察者Ｖには、立体表示装置１００の奥に点像Ａ、Ｂを含む物体Ｘが表示されており、あたかも物体Ｘが立体表示装置１００の奥に存在しているかのように見える。また、立体表示装置１００では奥行を反転することなく物体Ｘの立体表示を行うことができる。なお、表示装置１００では、ピンホールマスク３２の１つのピンホールに、カラーフィルタ２０における特定の着色部が対応している。典型的には、あるピンホールに対応する着色部の配置される領域は別のピンホールに対応する着色部の配置される領域とは重ならない。
【００６８】
表示装置１００は、観察者Ｖから見て、表示装置１００よりも手前に物体を表示してもよい。以下、図５を参照して立体表示装置１００（光線の記録および再生）を説明する。
【００６９】
図５（ａ）に示すように、点Ａから散乱する光はレンズＬを介して点Ａ’に集められて点像Ａ’が形成され、点Ｂから散乱する光はレンズＬを介して点Ｂ’に集められて点像Ｂ’が形成される。点Ａからの光は点像Ａ’に集まった後、点像Ａ’から散乱する。同様に、点Ｂからの光は点像Ｂ’に集まった後、点像Ｂ’から散乱する。このように、レンズＬによって物体Ｘの倒立像が形成される。レンズＬと点像Ａ’、Ｂ’との間にピンホールマスクＰおよびカラー光検出器Ｄを配置し、カラー光検出器ＤはピンホールマスクＰを透過した光を検出する。ピンホールマスクＰのピンホールは、倒立像を形成する光をサンプリングしており、ピンホールと光検出部との組み合わせによって光線が規定される。
【００７０】
図５（ｂ）に、立体表示装置１００の模式図を示す。光源１０は面光源であり、ピンホールマスク３２は図５（ａ）に示したピンホールマスクＰと同様の形状および配列パターンを有している。カラーフィルタ２０は、カラー光検出器Ｄにおける検出結果を反映している。カラーフィルタ２０は透過部材４０の主面４２ａに設けられており、ピンホールマスク３２は透過部材４０の主面４２ｂに設けられている。
【００７１】
光源１０から出射され、カラーフィルタ２０の着色部およびピンホールマスク３２のピンホールによって規定された光線により、点像Ａ’から散乱する光線が再現される。同様に、光源１０から出射され、カラーフィルタ２０の着色部およびピンホールマスク３２のピンホールによって規定された別の光線により、点像Ｂ’から散乱する光線が再現される。なお、異なる光線は、カラーフィルタ２０の着色部およびピンホールマスク３２のピンホールの少なくとも一方が異なるように規定されていればよく、点像Ａ’を再現する１つの光線は、点像Ｂ’を再現する１つの光線と、ピンホールマスク３２の同じピンホールを通過してもよい。点像Ａ’、Ｂ’を通過して進行する光線は、点像Ａ’、Ｂ’から散乱する光線を再生（再現）したものである。このため、観察者Ｖには、立体表示装置１００の手前に物体Ｘの倒立像が表示されており、あたかも物体Ｘが立体表示装置１００の手前に存在しているかのように見える。図５では、光線の記録時にレンズＬによって結像が形成されたが、立体表示装置１００では、結像を形成することなく、記録された倒立像に対して奥行を反転することなく物体Ｘの立体表示を行うことができる。なお、ここでは、説明を簡略化するために、記録時にレンズＬによって物体Ｘの倒立像を形成したが、レンズ系の変更により、正立像を形成してもよい。
【００７２】
また、ここでは図示していないが、表示装置１００は、観察者Ｖから見て、表示装置１００よりも奥に見える物体および手前に見える物体の両方を表示してもよい。また、カラーフィルタ２０のうちの特定の着色部が特定の物体を立体表示するのに用いられ、別の着色部が背景または別の物体を表示するために用いられてもよい。
【００７３】
上述した説明では、物体Ｘからの光をカラー光検出器Ｄで検出した検出結果を利用してカラーフィルタ２０を作製したが、カラーフィルタ２０は演算処理に基づいて作製されてもよい。例えば、カラーフィルタ２０は撮影方向の異なる複数枚の写真から演算することによって形成されてもよい。また、透過部材４０は、透明基板に加えて別の部材を有してもよい。例えば、透過部材４０は、観察者Ｖの見る方向に応じて透過率が大きく異なる視野角調整フィルムをさらに有してもよい。
【００７４】
上述した立体表示装置では、光線の記録および再生を行っており、これにより、立体表示装置１００の簡便化が図られている。なお、上述したように、サンプリングされた白色光は、それぞれが白色光を出射する複数の点光源によって生成されてもよく、あるいは、白色光を出射する面光源およびピンホールマスクによって形成されてもよい。表示装置１００において光源１０は面光源であってもよく、複数の点光源の配列された点光源アレイであってもよい。なお、ここでは、図２〜図５を参照して図１に示した立体表示装置１００における立体表示を説明したが、後述の立体表示装置も同様に立体表示を行う。
【００７５】
図６（ａ）に、本実施形態の表示装置１００の模式図を示す。カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２は、表示装置１００よりも奥の点像Ａを表示するように構成されている。あるいは、図６（ｂ）に示すように、カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２は、表示装置１００よりも手前の点像Ａを表示するように構成されてもよい。
【００７６】
図７に示すように、本実施形態の立体表示装置１００では、透過部材４０に、主面４２ａにカラーフィルタ２０が設けられ、主面４２ｂにピンホールマスク３２が設けられている。ピンホールマスク３２においてピンホールは所定のピッチで配列されている。各ピンホールはほぼ円形状である。例えば、主面４２ａ、４２ｂがＡ３（２９７ｍｍ×４２０ｍｍ）またはＡ４（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）と同様のサイズの場合、ピンホールのピッチは１．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であり、ピンホールの直径は約０．１ｍｍである。透過部材４０は例えば０．５ｍｍ以上の厚さを有していることが好ましい。透過部材４０の厚さが０．５ｍｍ未満である場合、立体表示装置１００のサイズがそれほど大きくないと、奥行、視域角および解像度のうちの少なくとも１つの表示特性を十分に満たさないことがある。
【００７７】
例えば、ピンホールマスク３２は、所定のピッチで微細な穴の設けられた黒色層である。黒色層は、インクから形成されてもよい。例えば、インクは紫外線硬化樹脂から形成される。あるいは、黒色層はスタンプによって形成されてもよい。あるいは、ピンホールマスク３２は、光を透過しない金属板に穴の設けられたものであってもよい。なお、この場合、穴の径は、光源１０から離れるにしたがって増加することが好ましい。このようなピンホールマスク３２は光源１０とともに白色点光源として機能する。
【００７８】
表示装置１００では、光源１０は面光源であるが、ピンホールマスク３２を設けることにより、光源１０が点光源アレイまたは面光源のいずれであってもサンプリングされた光線を生成することができる。また、ピンホールマスク３２が黒の板から形成されている場合、観察者Ｖには黒の背景上に物体が立体的に表示されているように見える。
【００７９】
ここで、図８を参照してカラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２の配置を説明する。ピンホールマスク３２の１つのピンホールに、カラーフィルタ２０における特定の着色部が対応している。ピンホールマスク３２のピンホールおよびカラーフィルタ２０の着色部によって規定される光線の交差する交点に点像Ａが形成される。カラーフィルタ２０の同じ色の着色部を透過した光線により、点像Ａが形成される。
【００８０】
本実施形態の立体表示装置１００は以下のように作製される。図９（ａ）に示すように、白色光を出射する光源１０を用意する。ここでは、光源１０は面光源である。
【００８１】
図９（ｂ）に示すように、主面４２ａ、４２ｂを有する透過部材４０を用意する。次に、図９（ｃ）に示すように、透過部材４０の主面４２ａにカラーフィルタ２０を印刷する。印刷は、例えば、インクジェット方式で行われる。例えば、カラーフィルタ２０は、透過部材４０の主面４２ａに、カラーフィルタ２０の着色部を直接印刷することによって形成されてもよい。あるいは、カラーフィルタ２０は、着色部を保持する透明部材を印刷することによって形成されてもよい。また、透過部材４０の主面４２ｂにピンホールマスク３２を印刷する。印刷は、例えば、インクジェット方式で行われる。
【００８２】
その後、図９（ｄ）に示すように、光源１０に対してカラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２を配置する。カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２はいずれも透過部材４０に設けられており、カラーフィルタ２０の着色部およびピンホールマスク３２のピンホールがそれぞれ所定の位置関係になるように配置される。このようにして立体表示装置１００を作製することができる。
【００８３】
なお、上述した説明では、カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２の両方が印刷されていたが、本発明はこれに限定されない。カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２の一方が印刷され、他方は別の手法で形成されてもよい。上述したように、カラーフィルタ２０および／またはピンホールマスク３２を印刷で形成することにより、大量生産を容易に行うことができる。
【００８４】
また、上述した説明では、カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２の少なくとも一方が印刷されていたが、本発明はこれに限定されない。カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２の少なくとも一方は脱着可能に貼り付けられてもよい。特に、カラーフィルタ２０が脱着可能であることが好ましい。カラーフィルタ２０が１つの静止画像に対応している場合、カラーフィルタ２０を剥がした後で、別のカラーフィルタ２０を貼り付けることにより、別の静止画像を立体的に表示することができる。また、ピンホールマスク３２も脱着可能であってもよい。あるいは、カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２の少なくとも一方は脱着可能な透明部材に印刷されており、この透明部材が透過部材４０に貼り付けられてもよい。
【００８５】
また、上述した説明では、カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２によって規定される光線の交差する交点で物体が表示されたが、本発明はこれに限定されない。厳密な意味において光線が交差しない場合でも、カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２によって規定される光線が物体から散乱する光線を実質的に再現することにより、視点の移動する観察者にも物体は立体的に見える。
【００８６】
また、立体表示装置１００においてカラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２によって規定されるすべての光線が物体から散乱する光線に対応していなくてもよい。立体表示装置１００から比較的離れた物体を表示する場合、カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２によって規定される複数の光線で物体から散乱する光を再現することが可能であるが、立体表示装置１００に比較的近い物体を表示する場合、カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２によって規定される光線のうち物体を透過する光線が少なく、物体を適切に表示できないことがある。この場合、立体表示装置１００の比較的近くの物体を多眼パララックス方式で表示することが好ましい。カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２は、着色部およびピンホールによって規定される光線の一部によって観察者に視差を与えるように、構成されてもよい。
【００８７】
図１を参照して上述したように、カラーフィルタ２０、ピンホールマスク３２および透過部材４０は一体的に光線規定部材２００として形成されている。光線規定部材２００は、所定の面積を有する面光源１０であれば、任意の面光源１０と組み合わせて立体表示を行うことができる。例えば、面光源１０として、一般の照明装置を用いてもよく、あるいは、いわゆるテレビジョン装置を用いてもよい。
【００８８】
透過部材４０は複数の透明基板を有してもよい。図１０に、本実施形態の立体表示装置１００の模式図を示す。ここでは、透過部材４０は、透明基板４０Ａと、バリア層５０と、透明基板４０Ｂとを有している。バリア層５０は、透明基板４０Ａと透明基板４０Ｂとの間に設けられており、透明基板４０Ａ、バリア層５０および透明基板４０Ｂは積層されている。
【００８９】
透明基板４０Ａは主面４２ａ、４２ｃを有しており、透明基板４０Ｂは主面４２ｂ、４２ｄを有している。本明細書の以下の説明において透明基板４０Ａ、４０Ｂをそれぞれ第１透明基板４０Ａ、第２透明基板４０Ｂとも呼ぶ。ここでは、第１透明基板４０Ａは第２透明基板４０Ｂよりも観察者Ｖ側に配置されている。また、透明基板４０Ａの主面４２ａ、透明基板４０Ｂの主面４２ｄは、それぞれ、透明基板４０Ａの主面４２ｃ、透明基板４０Ｂの主面４２ｂよりも観察者Ｖ側に配置されている。図１０に示した立体表示装置１００でも、透明基板４０Ａの主面４２ａにカラーフィルタ２０が設けられており、透明基板４０Ｂの主面４２ｂにピンホールマスク３２が設けられている。
【００９０】
バリア層５０は、通過する光の強度および色の少なくとも一方を変調することができる単位領域を有している。バリア層５０の単位領域はカラーフィルタ２０の着色部よりも小さい。この表示装置１００では、異なる点光源１０ａがカラーフィルタ２０の同一の着色部に対応していても、バリア層５０により、不要な光を遮断することができる。バリア層５０は、例えば、液晶層によって実現される。このようなバリア層５０により、奥行（飛出し）、視域角および解像度を適切に設定することができる。なお、図１０では、立体表示装置１００は２つの透明基板４０Ａ、４０Ｂを備えていたが、立体表示装置１００は３以上の透明基板４０を備えていてもよく、また、各透明基板４０の隣接する主面４２の間に光学素子を設けてもよい。
【００９１】
なお、図１０に示した立体表示装置１００では、透明基板４０Ａと透明基板４０Ｂとの間に設けられたバリア層５０は透明基板４０Ａ、４０Ｂと積層するように構成されていたが、本発明はこれに限定されない。透明基板４０Ａ、４０Ｂは互いの距離を固定する固定部材によって固定されており、この固定部材を除いて、透明基板４０Ａと透明基板４０Ｂとの間に何も設けなくてもよい。このように、透明基板４０Ａと透明基板４０Ｂとを実質的に分離して配置することにより、飛出し距離の大きな表示を可能な立体表示装置１００を比較的低いコストで作製することができる。
【００９２】
上述したような立体表示装置１００は、広告用看板またはアミューズメント用ディスプレイといった比較的大きな表示装置に好適に用いられる。なお、立体表示の行われる物体は立体表示装置１００で表示される画像全体であってもよく、画像の一部であってもよい。
【００９３】
[立体表示装置２]
図１１に、本実施形態の立体表示装置１００の模式図を示す。立体表示装置１００は、光源１０、カラーフィルタ２０および透過部材４０を備えている。なお、本実施形態の立体表示装置１００の構成は、ピンホールマスク３２が設けられていない点を除いて図１〜図１０を参照して上述した立体表示装置と同様の構成を有しており、冗長を避けるために重複する説明を省略する。
【００９４】
本実施形態の立体表示装置１００において光源１０は複数の行および複数の列のマトリクス状に配列された複数の点光源１０ａを有している。ここでは、点光源１０ａは発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）である。点光源１０ａとしてＬＥＤを用いることにより、立体表示を高輝度で行うことができる。
【００９５】
また、本実施形態の立体表示装置１００において、カラーフィルタ２０は透過部材４０の主面４２ａに設けられており、カラーフィルタ２０の形状は変化しにくい。このため、カラーフィルタ２０の位置ずれを抑制することができ、また、形状変化に伴うカラーフィルタ２０の交換を抑制することができる。なお、本実施形態の立体表示装置１００においても、カラーフィルタ２０は透過部材４０の主面４２ａに印刷されてもよく、また、カラーフィルタ２０は脱着可能に貼り付けられてもよい。
【００９６】
図１２（ａ）に、表示装置１００の模式図を示す。光源１０は、点光源１０ａがマトリクス状に配列された点光源アレイである。ここでは、表示装置１００の点光源１０ａおよびカラーフィルタ２０は、表示装置１００よりも奥の点像Ａを表示するように構成されている。あるいは、図１２（ｂ）に示すように、表示装置１００の光源１０およびカラーフィルタ２０は、表示装置１００よりも手前の点像Ａを表示するように構成されてもよい。
【００９７】
図１３を参照して点光源１０ａおよびカラーフィルタ２０の配置を説明する。点光源アレイ１０の各点光源１０ａに、カラーフィルタ２０における特定の着色部が対応している。点光源１０ａからカラーフィルタ２０を透過した光線によって点像Ａが形成される。カラーフィルタ２０の同じ色の着色部を透過した光線により、点像Ａが形成される。
【００９８】
本実施形態の立体表示装置１００において、光源１０およびカラーフィルタ２０は、光源１０から出射されてカラーフィルタ２０の着色部によって規定される光線の交差する交点で物体が表示されるように構成されている。このように、物体からの光線を再現（再生）することにより、立体表示を行うことができる。
【００９９】
図１４に示すように、光源１０が複数の点光源１０ａの配列された点光源アレイである場合、透過部材４０には、主面４２ａにカラーフィルタ２０が設けられ、主面４２ｂに何も設けられておらず、光源１０は透過部材４０の主面４２ｂと空気を介して対向していてもよい。ただし、光源１０は図示していない光学素子を介して透過部材４０の主面４２ｂと対向してもよい。
【０１００】
本実施形態の立体表示装置１００は以下のように作製される。図１５（ａ）に示すように、白色光を出射する光源１０を用意する。ここでは、光源１０はマトリクス状に配列された複数の点光源１０ａを有する点光源アレイである。
【０１０１】
図１５（ｂ）に示すように、主面４２ａ、４２ｂを有する透過部材４０を用意する。次に、図１５（ｃ）に示すように、透過部材４０の主面４２ａにカラーフィルタ２０を形成する。例えば、カラーフィルタ２０は、透過部材４０の主面４２ａ上に直接印刷される。
【０１０２】
その後、図１５（ｄ）に示すように、光源１０およびカラーフィルタ２０を配置する。点光源１０ａおよび着色部がそれぞれ所定の位置関係になるように配置される。このようにして立体表示装置１００を作製することができる。
【０１０３】
なお、冗長を避けるために、重複する記載は省略するが、本実施形態の立体表示装置１００においても、図１０を参照して上述したのと同様に、透過部材４０は、透明基板４０Ａと、バリア層５０と、透明基板４０Ｂとを有してもよく、バリア層５０により、奥行（飛出し）、視域角および解像度を適切に設定することができる。同様に、本実施形態の立体表示装置１００においても、表示装置１００近傍の物体を多眼パララックス式で表示してもよい。
【０１０４】
また、図１１に示した表示装置１００では、透過部材４０の主面４２ｂに何も設けられていなかったが、本発明はこれに限定されない。図１６に示すように、透過部材４０の主面４２ｂにバリア層５０が設けられてもよい。
【０１０５】
また、点光源１０ａとしてＬＥＤを用いた場合でも、透過部材４０の主面４２ｂにピンホールマスク３２を設けてもよい。例えば、ＬＥＤ１０ａを保持する部材においてＬＥＤ１０ａから出射された光が反射されて透過部材４０に入射する光のコントラストがそれほど高くならないことがある。この場合、透過部材４０の主面４２ｂにピンホールマスク３２を設けることにより、コントラストを向上させることができる。また、ＬＥＤ１０ａを高精度に配置できない場合でも、ピンホールマスク３２を設けることにより、コントラストを向上させるとともに光線をピンホールマスク３２の精度（好ましくは印刷精度）で再現することができる。
【０１０６】
[立体表示装置３]
上述した説明では、カラーフィルタ２０は、透過部材４０に対して観察者Ｖ側に設けられていたが、本発明はこれに限定されない。カラーフィルタ２０は、透過部材４０に対して白色光源１０側に設けられてもよい。
【０１０７】
以下、図１７を参照して本実施形態の立体表示装置１００を説明する。立体表示装置１００は、白色光源１０と、カラーフィルタ２０と、光学部材３０と、透過部材４０とを備える。なお、冗長を避けるために、白色光源１０、カラーフィルタ２０および透過部材４０について上述の立体表示装置と重複する説明を省略する。
【０１０８】
ここでは、白色光源１０は面光源である。透過部材４０は主面４２ａ、４２ｂを有しており、透過部材４０の主面４２ａは入射面であり、透過部材４０の主面４２ｂは出射面である。透過部材４０の主面４２ａにカラーフィルタ２０が設けられており、透過部材４０の主面４２ｂには光学部材３０が設けられている。
【０１０９】
本実施形態の立体表示装置１００において、カラーフィルタ２０は透過部材４０の主面４２ａに設けられており、カラーフィルタ２０の形状は変化しにくい。このため、カラーフィルタ２０の位置ずれを抑制することができ、また、形状変化に伴うカラーフィルタ２０の交換を抑制することができる。
【０１１０】
カラーフィルタ２０は、それぞれが白色光を着色光に変更する複数の着色部を有している。着色部は、例えば、赤、緑および青が任意の割合で混ざった色を呈する。
【０１１１】
光学部材３０はそれぞれがカラーフィルタ２０の着色部とともに光線を規定する複数の単位部を有している。光学部材３０は、例えば、ピンホールマスクまたはレンズアレイであり、単位部は、例えば、ピンホールまたはレンズ（凸レンズ）である。
【０１１２】
本実施形態の立体表示装置１００において、カラーフィルタ２０および光学部材３０は、カラーフィルタ２０の着色部および光学部材３０の単位部によって規定される光線が物体から散乱する光線に対応するように構成されている。このように、物体からの光線を再現（再生）することにより、立体表示を行うことができる。本実施形態の立体表示装置１００では、透過部材４０の主面４２ａにカラーフィルタ２０が設けられるとともに主面４２ｂに光学部材３０が設けられており、これにより、カラーフィルタ２０および光学部材３０の空間的な位置合わせを簡便に行うことができる。
【０１１３】
冗長を避けるために、重複する記載は省略するが、本実施形態の立体表示装置１００においても、図１０を参照して上述したのと同様に、透過部材４０は、透明基板４０Ａと、バリア層５０と、透明基板４０Ｂとを有してもよく、バリア層５０により、奥行（飛出し）、視域角および解像度を適切に設定することができる。同様に、本実施形態の立体表示装置１００においても、表示装置１００近傍の物体を多眼パララックス式で表示してもよい。
【０１１４】
図１８に、本実施形態の立体表示装置１００の模式図を示す。ここでは、光学部材３０としてピンホールマスク３２が設けられている。ピンホールマスク３２には複数のピンホールが設けられている。ピンホールマスク３２はカラーフィルタ２０よりも観察者Ｖ側に設けられており、ピンホールマスク３２は、カラーフィルタ２０を透過した着色光を選択的に透過する。なお、図２〜図５を参照して上述した立体表示装置では、カラーフィルタは、カラー光検出器Ｄの検出結果を直接的に用いて作製可能であるが、図１８に示した立体表示装置１００では、光源１０に対してカラーフィルタ２０とビンホールマスク３２との配置が反転しているため、カラーフィルタ２０は、カラー光検出器Ｄの検出結果を変換して作製される。
【０１１５】
立体表示装置１００において、カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２は、カラーフィルタ２０の着色部およびピンホールマスク３２のピンホールによって規定される光線が物体から散乱する光線に対応するように構成されている。このように、物体からの光線を再現（再生）することにより、立体表示を行うことができる。本実施形態の立体表示装置１００においても、カラーフィルタ２０は透過部材４０の主面４２ａに印刷されてもよく、また、カラーフィルタ２０は脱着可能に貼り付けられてもよい。ピンホールマスク３２は透過部材４０の主面４２ｂに印刷されてもよく、また、ピンホールマスク３２は脱着可能に貼り付けられてもよい。
【０１１６】
図１８に示した立体表示装置１００において、カラーフィルタ２０、ピンホールマスク３２および透過部材４０は一体的に光線規定部材２００として形成される。上述したように、光線規定部材２００は、所定の面積を有する面光源１０であれば、任意の面光源１０と組み合わせて立体表示を行うことができる。
【０１１７】
図１９に、本実施形態の立体表示装置１００の模式図を示す。ここでは、光学部材３０としてレンズアレイ３４が設けられている。レンズアレイ３４は、カラーフィルタ２０の着色部に応じて光線を異なる方向に屈折させる。この表示装置１００においてレンズアレイ３４の各レンズの焦点がカラーフィルタ２０上に位置するようにカラーフィルタ２０およびレンズアレイ３４は配置されており、レンズアレイ３４は、白色光源１０から出射されてカラーフィルタ２０の着色部を透過した光を平行に出射するように透過する光を屈折させる。このように、レンズアレイ３４の各レンズは、光のコリメーションに利用される。
【０１１８】
なお、レンズアレイ３４は透過部材４０と一体的に形成されることが好ましい。また、図１９に示した立体表示装置１００においても、カラーフィルタ２０は透過部材４０の主面４２ａに印刷されてもよく、また、カラーフィルタ２０は脱着可能に貼り付けられてもよい。
【０１１９】
なお、上述した説明では、透過部材４０の主面４２ａにカラーフィルタ２０が直接設けられていたが、本発明はこれに限定されない。カラーフィルタ２０として、液晶パネルに含まれるカラーフィルタを用いてもよい。
【０１２０】
図２０に、表示装置１００の模式図を示す。図２０に示した表示装置１００では透明部材４０の主面４２ｂに光学部材３０が設けられており、この表示装置１００はカラーフィルタ２０を有する液晶パネル６０をさらに備えている。液晶パネル６０は、透明部材４０の主面４２ａに設けられている。例えば、液晶パネル６０は、いわゆる液晶表示装置に用いられるものであってもよい。
【０１２１】
液晶パネル６０は、光源１０と、液晶素子６２とを有している。光源１０は、いわゆるバックライトとして用いられるものであってもよい。液晶素子６２は、前面基板６２ａ、背面基板６２ｂ、および、前面基板６２ａと背面基板６２ｂとの間に設けられた液晶層６２ｃを有している。ここでは、カラーフィルタ２０は前面基板６２ａに設けられている。ただし、カラーフィルタ２０は背面基板６２ｂに設けられていてもよい。液晶層６２ｃに印加する電圧を制御することにより、液晶素子６２の透過率を制御でき、これにより、表示装置１００は動画を立体的に表示することができる。
【０１２２】
本明細書において、本発明の複数の実施形態を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されない。当業者に理解されるように、異なる実施形態を任意に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明によれば、カラーフィルタの位置ずれを抑制することができ、これにより、適切な立体表示を行うことができる。本発明の立体表示装置は、広告用看板またはアミューズメント用ディスプレイといった比較的大きな表示装置に好適に用いられる。
【符号の説明】
【０１２４】
１０ 白色光源
２０ カラーフィルタ
３０ 光学部材
３２ ピンホールマスク
３４ レンズアレイ
４０ 透過部材
５０ バリア層
６０ 液晶パネル
【技術分野】
【０００１】
本発明は立体表示装置および立体表示装置の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、立体表示が注目されている。従来からよく知られた立体表示の手法としてステレオスコープ方式がある。ステレオスコープ方式では、立体像ではなく右眼用、左眼用の平面像を右眼、左眼でそれぞれ見えるように表示を行う。しかしながら、ステレオスコープ方式では、見る位置に応じて表示が変化しないため、自然な立体表示を行うことができない。
【０００３】
立体表示の別の手法として、光線の再現（再生）を図る方式が知られている。この方式では、光源から出射された白色光を用いて、物体から散乱する光線を再現することによってカラーの立体表示を行う（例えば特許文献１参照）。特許文献１には、白色光源から出射されてピンホールアレイ板を透過した光線を再生（再現）することによって立体表示を行う立体表示装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２３９７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の立体表示装置では、ピンホールアレイ板および再生用フィルム（カラーフィルタ）によって規定された光線が物体から散乱する光線を再現しており、カラーフィルタを適切に配置することが必要である。しかしながら、特許文献１の立体表示装置のように、カラーフィルタが単体で配置されていると、カラーフィルタの形状の変化等に起因してカラーフィルタの位置がずれることがあり、適切な立体表示を行うことができなくなることがある。
【０００６】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、カラーフィルタの位置ずれを抑制した立体表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による立体表示装置は、物体を立体的に表示する立体表示装置であって、白色光を出射する白色光源と、カラーフィルタとを備え、前記カラーフィルタは、それぞれが前記白色光を着色光に変更する複数の着色部を含み、前記白色光源および前記カラーフィルタは、前記白色光源から出射されて前記カラーフィルタの前記着色部を透過する光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成され、前記立体表示装置は第１主面および第２主面を有する透過部材をさらに備え、前記カラーフィルタは、前記透過部材の前記第１主面に印刷されている。
【０００８】
ある実施形態において、前記立体表示装置は、光学部材をさらに備え、前記光学部材は、それぞれが前記カラーフィルタの前記着色部とともに前記光線を規定する複数の単位部を含み、前記光学部材および前記カラーフィルタは、前記単位部および前記着色部によって規定される光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成されている。
【０００９】
ある実施形態において、前記光学部材は、前記白色光または前記着色光を選択的に透過するピンホールマスクを含む。
【００１０】
ある実施形態において、前記ピンホールマスクは前記透過部材の前記第２主面に印刷されている。
【００１１】
ある実施形態において、前記光学部材は、前記着色部に応じて異なる方向に屈折するように前記光線を規定するレンズアレイを含む。
【００１２】
ある実施形態において、前記光学部材は、前記透過部材に対して観察者側に設けられている。
【００１３】
ある実施形態において、前記カラーフィルタは、前記透過部材に対して観察者側に設けられている。
【００１４】
ある実施形態において、前記白色光源は、複数の点光源の配列された点光源アレイを有する。
【００１５】
ある実施形態において、前記白色光源は面光源を有する。
【００１６】
ある実施形態において、前記カラーフィルタの前記着色部は静止画像に対応している。
【００１７】
本発明による立体表示装置の作製方法は、物体を立体的に表示する立体表示装置の作製方法であって、白色光を出射する白色光源を用意する工程と、前記白色光源に対してカラーフィルタを配置する工程とを包含し、前記配置する工程において、前記カラーフィルタは、それぞれが前記白色光を着色光に変更する複数の着色部を含み、前記白色光源および前記カラーフィルタは、前記白色光源から出射されて前記カラーフィルタの前記着色部を透過する光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成され、前記立体表示装置の作製方法は、第１主面および第２主面を有する透過部材を用意する工程と、前記透過部材の前記第１主面に前記カラーフィルタを印刷する工程とをさらに包含する。
【００１８】
本発明による光線規定部材は物体を立体的に表示する立体表示装置に用いられる光線規部材であって、カラーフィルタと、ピンホールマスクとを備え、前記カラーフィルタは、それぞれが白色光を着色光に変更する複数の着色部を含み、前記ピンホールマスクには、それぞれが前記白色光または前記着色光を透過する複数のピンホールが設けられており、前記ピンホールマスクおよび前記カラーフィルタは、前記ピンホールおよび前記着色部によって規定される光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成されており、前記光線規定部材は、第１主面および第２主面を有する透過部材をさらに備え、前記カラーフィルタは前記透過部材の前記第１主面に印刷されており、前記ピンホールマスクは前記透過部材の前記第２主面に印刷されている。
【００１９】
ある実施形態において、前記カラーフィルタの前記着色部は静止画像に対応している。
【００２０】
本発明による光線規定部材の作製方法は、物体を立体的に表示する立体表示装置に用いられる光線規定部材の作製方法であって、第１主面および第２主面を有する透過部材を用意する工程と、前記透過部材の前記第１主面に、カラーフィルタを印刷する工程と、前記透過部材の前記第２主面に、ピンホールマスクを印刷する工程とを包含する。
【００２１】
本発明による立体表示装置は、物体を立体的に表示する立体表示装置であって、白色光を出射する白色光源と、カラーフィルタとを備え、前記カラーフィルタは、それぞれが前記白色光を着色光に変更する複数の着色部を含み、前記白色光源および前記カラーフィルタは、前記白色光源から出射されて前記カラーフィルタの前記着色部を透過する光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成されており、前記立体表示装置は第１主面および第２主面を有する透過部材をさらに備え、前記カラーフィルタは前記透過部材の前記第１主面に脱着可能に設けられている。
【００２２】
ある実施形態において、前記立体表示装置は、光学部材をさらに備え、前記光学部材は、それぞれが前記カラーフィルタの前記着色部とともに前記光線を規定する複数の単位部を含み、前記光学部材および前記カラーフィルタは、前記単位部および前記着色部によって規定される光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成されている。
【００２３】
ある実施形態において、前記光学部材は、前記白色光または前記着色光を選択的に透過するピンホールマスクを含む。
【００２４】
ある実施形態において、前記ピンホールマスクは前記透過部材の前記第２主面に脱着可能に設けられている。
【００２５】
ある実施形態において、前記光学部材は、前記着色部に応じて異なる方向に屈折するように前記光線を規定するレンズアレイを含む。
【００２６】
ある実施形態において、前記光学部材は、前記透過部材に対して観察者側に設けられている。
【００２７】
ある実施形態において、前記カラーフィルタは、前記透過部材に対して観察者側に設けられている。
【００２８】
ある実施形態において、前記白色光源は、複数の点光源の配列された点光源アレイを有する。
【００２９】
ある実施形態において、前記白色光源は面光源を有する。
【００３０】
ある実施形態において、前記カラーフィルタの前記着色部は静止画像に対応している。
【００３１】
本発明による立体表示装置の作製方法は、物体を立体的に表示する立体表示装置の作製方法であって、白色光を出射する白色光源を用意する工程と、前記白色光源に対してカラーフィルタを配置する工程とを包含し、前記配置する工程において、前記カラーフィルタは、それぞれが前記白色光を着色光に変更する複数の着色部を含み、前記白色光源および前記カラーフィルタは、前記白色光源から出射されて前記カラーフィルタの前記着色部を透過する光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成されており、前記立体表示装置の作製方法は、第１主面および第２主面を有する透過部材を用意する工程と、前記透過部材の前記第１主面に、前記カラーフィルタを脱着可能なように貼り付ける工程とをさらに包含する。
【００３２】
本発明による立体表示装置は、物体を立体的に表示する立体表示装置であって、白色光を出射する白色光源と、カラーフィルタとを備え、前記カラーフィルタは、それぞれが前記白色光を着色光に変更する複数の着色部を含み、前記白色光源および前記カラーフィルタは、前記白色光源から出射されて前記カラーフィルタの前記着色部を透過する光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成されており、前記立体表示装置は第１主面および第２主面を有する透過部材をさらに備え、前記カラーフィルタは前記透過部材の前記第１主面に設けられており、前記白色光源は、それぞれが白色光を出射する複数の発光ダイオードを有している。
【００３３】
ある実施形態において、前記カラーフィルタの前記着色部は静止画像に対応している。
【００３４】
本発明による立体表示装置の作製方法は、物体を立体的に表示する立体表示装置の作製方法であって、白色光を出射する白色光源を用意する工程と、前記白色光源に対してカラーフィルタを配置する工程とを包含し、前記配置する工程において、前記カラーフィルタは、それぞれが前記白色光を着色光に変更する複数の着色部を含み、前記白色光源および前記カラーフィルタは、前記白色光源から出射されて前記カラーフィルタの前記着色部を透過する光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成されており、前記立体表示装置の作製方法は、第１主面および第２主面を有する透過部材を用意する工程と、前記透過部材の前記第１主面に前記カラーフィルタを形成する工程とをさらに包含し、前記白色光源を用意する工程において、前記白色光源は、それぞれが白色光を出射する複数の発光ダイオードを有している。
【００３５】
本発明による立体表示装置は、物体を立体的に表示する立体表示装置であって、白色光を出射する白色面光源と、カラーフィルタと、光学部材とを備え、前記カラーフィルタは、それぞれが前記白色光を着色光に変更する複数の着色部を含み、前記光学部材は、それぞれが前記カラーフィルタの前記着色部とともに光線を規定する複数の単位部を含み、前記カラーフィルタおよび前記光学部材は、前記着色部および前記単位部によって規定される光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成されており、前記立体表示装置は入射面および出射面を有する透過部材をさらに備え、前記カラーフィルタは前記透過部材の前記入射面に設けられており、前記光学部材は前記透過部材の前記出射面に設けられている。
【００３６】
ある実施形態において、前記光学部材は、前記着色光を選択的に透過するピンホールマスクを含む。
【００３７】
ある実施形態において、前記光学部材は、前記着色部に応じて異なる方向に屈折するように前記光線を規定するレンズアレイを含む。
【００３８】
ある実施形態において、前記カラーフィルタの前記着色部は静止画像に対応している。
【００３９】
本発明による立体表示装置の作製方法は、物体を立体的に表示する立体表示装置の作製方法であって、白色光を出射する白色面光源を用意する工程と、前記白色面光源に対してカラーフィルタおよび光学部材を配置する工程とを包含し、前記配置する工程において、前記カラーフィルタは、それぞれが前記白色光を着色光に変更する複数の着色部を含み、前記光学部材は、それぞれが前記カラーフィルタの前記着色部とともに光線を規定する複数の単位部を含み、前記カラーフィルタおよび前記光学部材は、前記着色部および前記単位部によって規定される光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成されており、前記立体表示装置の作製方法は、入射面および出射面を有する透過部材を用意する工程と、前記透過部材の前記入射面に前記カラーフィルタを形成する工程と、前記透過部材の前記出射面に前記光学部材を形成する工程とをさらに包含する。
【発明の効果】
【００４０】
本発明によれば、カラーフィルタの位置ずれを抑制した立体表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明による立体表示装置の実施形態の模式図である。
【図２】本実施形態の立体表示装置における立体表示方法を説明するための模式図であり、（ａ）はある点から散乱する光を示す模式図であり、（ｂ）は光線の記録を示す模式図であり、（ｃ）は本実施形態の立体表示装置の模式図である。
【図３】本実施形態の立体表示装置における立体表示方法を説明するための模式図であり、（ａ）はある点から散乱する光を示す模式図であり、（ｂ）は光線の記録を示す模式図であり、（ｃ）は本実施形態の立体表示装置の模式図である。
【図４】本実施形態の立体表示装置において立体表示装置よりも奥に物体を表示する手法を説明するための模式図であり、（ａ）は光線の記録を示す模式図であり、（ｂ）は本実施形態の立体表示装置の模式図である。
【図５】本実施形態の立体表示装置において立体表示装置よりも手前に物体を表示する手法を説明するための模式図であり、（ａ）は光線の記録を示す模式図であり、（ｂ）は本実施形態の立体表示装置の模式図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は本実施形態の立体表示装置の模式的な断面図である。
【図７】本実施形態の立体表示装置の模式的な斜視図である。
【図８】本実施形態の立体表示装置の模式的な断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は本実施形態の立体表示装置の作製方法を説明するための模式図である。
【図１０】本実施形態の立体表示装置の模式的な断面図である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は本実施形態の立体表示装置の模式的な断面図である。
【図１２】本実施形態の立体表示装置の模式的な断面図である。
【図１３】（ａ）および（ｂ）は本実施形態の立体表示装置の模式的な斜視図である。
【図１４】本実施形態の立体表示装置の模式的な断面図である。
【図１５】（ａ）〜（ｄ）は本実施形態の立体表示装置の作製方法を説明するための模式図である。
【図１６】本実施形態の立体表示装置の模式的な断面図である。
【図１７】本実施形態の立体表示装置の模式的な断面図である。
【図１８】本実施形態の立体表示装置の模式的な断面図である。
【図１９】本実施形態の立体表示装置の模式的な断面図である。
【図２０】本実施形態の立体表示装置の模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、図面を参照して本発明による立体表示装置および立体表示装置の作製方法の実施形態を説明する。
【００４３】
[立体表示装置１]
図１に、本実施形態の立体表示装置１００の模式図を示す。立体表示装置１００は、白色光源１０と、カラーフィルタ２０と、ピンホールマスク３２とを備える。白色光源１０は白色光を出射する。ここでは、白色光源１０は面光源である。
【００４４】
ピンホールマスク３２では、透過率の低い領域に対して透過率の高い領域が所定のパターンに配列されている。ピンホールマスク３２のうち透過率の高い領域はピンホールとも呼ばれ、ピンホールマスク３２のうち透過率の低い領域はマスク部とも呼ばれる。ピンホールマスク３２には複数のピンホールが設けられている。ここでは、ピンホールマスク３２はカラーフィルタ２０よりも白色光源１０側に設けられており、ピンホールマスク３２は、白色光源１０から出射された白色光を選択的に透過する。
【００４５】
本実施形態の立体表示装置１００において、カラーフィルタ２０はそれぞれが白色光を着色光に変更する複数の着色部を有している。着色部は、例えば、赤、緑および青が任意の割合で混ざった色を呈する。カラーフィルタ２０の着色部は静止画像に対応している。ここでは、カラーフィルタ２０はピンホールマスク３２よりも観察者Ｖ側に設けられており、カラーフィルタ２０は、ピンホールマスク３２によってサンプリングされた白色光を着色光に変更する。
【００４６】
立体表示装置１００において、カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２は、カラーフィルタ２０の着色部およびピンホールマスク３２のピンホールによって規定される光線が表示される物体から散乱する光線に対応するように構成されている。これにより、物体から散乱する光線を再現（再生）し、立体表示を行うことができる。例えば、物体は、カラーフィルタ２０の着色部およびピンホールマスク３２のピンホールによって規定される光線の交差する交点で表示される。
【００４７】
立体表示装置１００は主面４２ａ、４２ｂを有する透過部材４０をさらに備えている。ここでは、透過部材４０の主面４２ａは観察者Ｖに向いており、透過部材４０の主面４２ｂは白色光源１０に向いている。例えば、透過部材４０はアクリル樹脂、ガラスまたはプラスチックから形成された透明基板を有している。
【００４８】
本実施形態の立体表示装置１００において、透過部材４０の主面４２ａにカラーフィルタ２０が印刷されており、透過部材４０の主面４２ｂにピンホールマスク３２が印刷されている。ここでは、主面４２ａ、４２ｂはいずれも平面である。透過部材４０の厚さは、主面４２ａと主面４２ｂとの距離によって規定される。本明細書の以下の説明において、主面４２ａ、４２ｂをそれぞれ第１主面４２ａ、第２主面４２ｂと呼ぶことがある。また、本明細書の以下の説明において立体表示装置１００を単に表示装置１００と呼ぶことがあり、白色光源１０を単に光源１０と呼ぶことがある。
【００４９】
本実施形態の立体表示装置１００では、カラーフィルタ２０は透過部材４０の主面４２ａに設けられており、カラーフィルタ２０の形状は変化しにくい。このため、カラーフィルタ２０の位置ずれを抑制することができ、また、形状変化に伴うカラーフィルタ２０の交換を抑制することができる。さらに、本実施形態の立体表示装置１００では、カラーフィルタ２０は印刷で形成されており、カラーフィルタ２０は、印刷精度と同様の高い精度で配置される。また、図１に示した立体表示装置１００では、透過部材４０の主面４２ｂにピンホールマスク３２が印刷されており、これにより、カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２の位置合わせを簡略化することができる。
【００５０】
また、図１に示した立体表示装置１００では、カラーフィルタ２０、ピンホールマスク３２および透過部材４０が一体的に設けられており、特定の色および進行方向を有する光線がカラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２によって規定される。本明細書の以下の説明において、一体的に設けられたカラーフィルタ２０、ピンホールマスク３２および透過部材４０全体を光線規定部材２００と呼ぶことがある。
【００５１】
なお、透過部材４０は透明基板に貼り付けられた透明部材をさらに有してもよく、カラーフィルタ２０またはピンホールマスク３２の印刷された透明部材が透明基板に貼り合わせられてもよい。また、透過部材４０は透明基板に取り付けられた少なくとも一部で光を透過する光学素子をさらに有してもよい。
【００５２】
図２を参照して立体表示装置１００を説明する。任意の物体は複数の点の集合として取り扱うことができるため、ここでは、説明が過度に複雑になることを避けるために、物体に含まれる点Ａからの光線の記録および再生を説明する。
【００５３】
図２（ａ）に示すように、点Ａから光は散乱し、この光が観察者Ｖに到達する。観察者Ｖが点Ａから広がった光を受け取ることにより、点Ａが視認される。
【００５４】
立体表示装置１００の作製に先立ち、図２（ｂ）に示すように、点Ａから散乱する光の範囲内にピンホールマスクＰおよびカラー光検出器Ｄを配置する。ピンホールマスクＰはカラー光検出器Ｄよりも点Ａの近くに配置される。ピンホールマスクＰでは、透過率の低い領域に対して透過率の高い領域が所定のパターンに配列されている。ピンホールマスクＰのうち透過率の高い領域はピンホールとも呼ばれ、ピンホールマスクＰのうち透過率の低い領域はマスク部とも呼ばれる。例えば、ピンホールマスクＰは、所定のパターンにピンホール（穴）の設けられた光を透過しない板である。例えば、ピンホールは所定のピッチでマトリクス状に配置されている。ただし、ピンホールはマトリクス状に配置されていなくてもよい。カラー光検出器ＤはピンホールマスクＰを透過した光の色成分および強度を検出する。例えば、カラー光検出器Ｄは対応するカラーフィルタの設けられた複数の光検出部を有している。カラーフィルタは、例えば、赤、緑および青の着色部を有している。
【００５５】
ここで、点Ａから広がる光に着目すると、点Ａから無限本数の光線が散乱しているといえる。ピンホールマスクＰのピンホールは点Ａから広がる光を選択的に透過し、ピンホールマスクＰを透過した光がカラー光検出器Ｄにおいて検出される。カラー光検出器Ｄにおいて、例えば、各ピンホールを通過した光の各色成分の強度が検出される。ピンホールマスクＰのピンホールとカラー光検出器Ｄにおける光検出部の検出結果との組み合わせによって光線が規定される。このようにして点Ａからの光線が記録される。本実施形態の立体表示装置１００は、例えば、このピンホールマスクＰの配置およびカラー光検出器Ｄの検出結果を利用して作製される。
【００５６】
図２（ｃ）に、本実施形態の立体表示装置１００の模式図を示す。カラーフィルタ２０は透過部材４０の主面４２ａに設けられており、ピンホールマスク３２は透過部材４０の主面４２ｂに設けられている。ピンホールマスク３２は図２（ｂ）に示したピンホールマスクＰと同様の形状および配列パターンを有している。ここでは、光源１０は、白色光を出射する面光源である。カラーフィルタ２０は、図２（ｂ）においてカラー光検出器Ｄを配置した箇所に配置される。カラーフィルタ２０は、カラー光検出器Ｄの検出結果に対応した着色部を有している。
【００５７】
立体表示装置１００において、光源１０から出射されてピンホールマスク３２およびカラーフィルタ２０によって規定される光線は、点Ａから散乱する光線を再生（再現）しており、観察者Ｖには、立体表示装置１００の奥に点像Ａが表示されているように見える。立体表示装置１００はこのようにして点像Ａを形成する。なお、後述するように、光源１０として点光源を用いてもよい。点光源は、図２（ｂ）においてピンホールマスクＰを配置した箇所に配置される。例えば、点光源は発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）である。
【００５８】
なお、上述の説明で参照した図２（ｃ）において、透過部材４０の主面４２ａ、４２ｂは平面であったが、本発明はこれに限定されない。透過部材４０の主面４２ａ、４２ｂは曲面であってもよい。
【００５９】
図３を参照して立体表示装置１００を説明する。図３（ａ）に示すように、点Ａから光は散乱し、この光が観察者Ｖに到達する。
【００６０】
立体表示装置１００の作製に先立ち、図３（ｂ）に示すように、点Ａから散乱する光の範囲内にピンホールマスクＰおよびカラー光検出器Ｄを配置する。ピンホールマスクＰはカラー光検出器Ｄよりも点Ａの近くに配置されている。ここでは、ピンホールマスクＰの各ピンホールは曲面上に設けられており、カラー光検出器Ｄの各検出部も曲面上に設けられている。
【００６１】
点Ａから広がる光に着目すると、点Ａから無限本数の光線が発散しているといえるが、ピンホールマスクＰを設けることにより、ピンホールマスクＰのピンホールに対応する光がピンホールマスクＰを透過する。ピンホールマスクＰを透過した光はカラー光検出器Ｄにおいて検出される。カラー光検出器Ｄにおいて、例えば、各ピンホールを通過した光の各色成分の強度が検出される。このようにして点Ａからの光線が記録される。
【００６２】
図３（ｃ）に、本実施形態の立体表示装置１００の模式図を示す。カラーフィルタ２０は透過部材４０の主面４２ａに設けられており、ピンホールマスク３２が透過部材４０の主面４２ｂに設けられている。立体表示装置１００において、光源１０から出射してピンホールマスク３２およびカラーフィルタ２０によって規定される光線は、点Ａから散乱する光線を再現しており、観察者Ｖには、立体表示装置１００の奥に点像Ａが表示されているように見える。立体表示装置１００はこのようにして立体表示を行うことができる。なお、図２（ｃ）および図３（ｃ）では、透過部材４０の厚さ（透過部材４０の主面４２ａと主面４２ｂとの距離）はほぼ一定であり、主面４２ａと主面４２ｂは互いに平行であったが、本発明はこれに限定されない。主面４２ａと主面４２ｂは非平行であり、透過部材４０の厚さは一定でなくてもよい。
【００６３】
表示装置１００では、光源１０から出射されてカラーフィルタ２０およびピンホースマスク３２によって規定され光線は立体的に表示される物体から散乱する光線に対応している。表示装置１００は、観察者Ｖから見て、表示装置１００よりも奥に物体を表示してもよいし、表示装置１００よりも手前に物体を表示してもよい。
【００６４】
例えば、表示装置１００は、観察者Ｖから見て表示装置１００よりも奥に物体を表示する。以下、図４を参照して立体表示装置１００（光線の記録および再生）を説明する。
【００６５】
図４（ａ）に示すように、物体Ｘから散乱しピンホールマスクＰを透過した光がカラー光検出器Ｄにおいて検出される。ここで、物体Ｘの点Ａおよび点Ｂに着目する。点ＡからピンホールマスクＰのピンホールを通過した光はカラー光検出器Ｄにおいて検出され、同様に、点ＢからピンホールマスクＰのピンホールを通過した光はカラー光検出器Ｄにおいて検出される。なお、ピンホールマスクＰの同一のピンホールに着目した場合、点Ａおよび点Ｂの位置が異なるため、点Ａおよび点Ｂから同一のピンホールを通過した光は、カラー光検出器Ｄにおいて異なる位置に検出される。
【００６６】
図４（ｂ）に、立体表示装置１００の模式図を示す。立体表示装置１００は、例えば、図４（ａ）に示したピンホールマスクＰの配置およびカラー光検出器Ｄの検出結果を利用して作製される。本実施形態の立体表示装置１００では、光源１０は面光源である。カラーフィルタ２０は透過部材４０の主面４２ａに設けられており、ピンホールマスク３２は透過部材４０の主面４２ｂに設けられている。ピンホールマスク３２は図４（ａ）に示したピンホールマスクＰと同様の形状および配列パターンを有している。カラーフィルタ２０は、カラー光検出器Ｄにおける検出結果を反映している。
【００６７】
光源１０から出射された光は、ピンホールマスク３２およびカラーフィルタ２０を順番に透過する。光源１０から出射されて、ピンホールマスク３２およびカラーフィルタ２０によって規定される光線により、点Ａ、Ｂから広がる光線が再生（再現）される。このため、観察者Ｖには、立体表示装置１００の奥に点像Ａ、Ｂを含む物体Ｘが表示されており、あたかも物体Ｘが立体表示装置１００の奥に存在しているかのように見える。また、立体表示装置１００では奥行を反転することなく物体Ｘの立体表示を行うことができる。なお、表示装置１００では、ピンホールマスク３２の１つのピンホールに、カラーフィルタ２０における特定の着色部が対応している。典型的には、あるピンホールに対応する着色部の配置される領域は別のピンホールに対応する着色部の配置される領域とは重ならない。
【００６８】
表示装置１００は、観察者Ｖから見て、表示装置１００よりも手前に物体を表示してもよい。以下、図５を参照して立体表示装置１００（光線の記録および再生）を説明する。
【００６９】
図５（ａ）に示すように、点Ａから散乱する光はレンズＬを介して点Ａ’に集められて点像Ａ’が形成され、点Ｂから散乱する光はレンズＬを介して点Ｂ’に集められて点像Ｂ’が形成される。点Ａからの光は点像Ａ’に集まった後、点像Ａ’から散乱する。同様に、点Ｂからの光は点像Ｂ’に集まった後、点像Ｂ’から散乱する。このように、レンズＬによって物体Ｘの倒立像が形成される。レンズＬと点像Ａ’、Ｂ’との間にピンホールマスクＰおよびカラー光検出器Ｄを配置し、カラー光検出器ＤはピンホールマスクＰを透過した光を検出する。ピンホールマスクＰのピンホールは、倒立像を形成する光をサンプリングしており、ピンホールと光検出部との組み合わせによって光線が規定される。
【００７０】
図５（ｂ）に、立体表示装置１００の模式図を示す。光源１０は面光源であり、ピンホールマスク３２は図５（ａ）に示したピンホールマスクＰと同様の形状および配列パターンを有している。カラーフィルタ２０は、カラー光検出器Ｄにおける検出結果を反映している。カラーフィルタ２０は透過部材４０の主面４２ａに設けられており、ピンホールマスク３２は透過部材４０の主面４２ｂに設けられている。
【００７１】
光源１０から出射され、カラーフィルタ２０の着色部およびピンホールマスク３２のピンホールによって規定された光線により、点像Ａ’から散乱する光線が再現される。同様に、光源１０から出射され、カラーフィルタ２０の着色部およびピンホールマスク３２のピンホールによって規定された別の光線により、点像Ｂ’から散乱する光線が再現される。なお、異なる光線は、カラーフィルタ２０の着色部およびピンホールマスク３２のピンホールの少なくとも一方が異なるように規定されていればよく、点像Ａ’を再現する１つの光線は、点像Ｂ’を再現する１つの光線と、ピンホールマスク３２の同じピンホールを通過してもよい。点像Ａ’、Ｂ’を通過して進行する光線は、点像Ａ’、Ｂ’から散乱する光線を再生（再現）したものである。このため、観察者Ｖには、立体表示装置１００の手前に物体Ｘの倒立像が表示されており、あたかも物体Ｘが立体表示装置１００の手前に存在しているかのように見える。図５では、光線の記録時にレンズＬによって結像が形成されたが、立体表示装置１００では、結像を形成することなく、記録された倒立像に対して奥行を反転することなく物体Ｘの立体表示を行うことができる。なお、ここでは、説明を簡略化するために、記録時にレンズＬによって物体Ｘの倒立像を形成したが、レンズ系の変更により、正立像を形成してもよい。
【００７２】
また、ここでは図示していないが、表示装置１００は、観察者Ｖから見て、表示装置１００よりも奥に見える物体および手前に見える物体の両方を表示してもよい。また、カラーフィルタ２０のうちの特定の着色部が特定の物体を立体表示するのに用いられ、別の着色部が背景または別の物体を表示するために用いられてもよい。
【００７３】
上述した説明では、物体Ｘからの光をカラー光検出器Ｄで検出した検出結果を利用してカラーフィルタ２０を作製したが、カラーフィルタ２０は演算処理に基づいて作製されてもよい。例えば、カラーフィルタ２０は撮影方向の異なる複数枚の写真から演算することによって形成されてもよい。また、透過部材４０は、透明基板に加えて別の部材を有してもよい。例えば、透過部材４０は、観察者Ｖの見る方向に応じて透過率が大きく異なる視野角調整フィルムをさらに有してもよい。
【００７４】
上述した立体表示装置では、光線の記録および再生を行っており、これにより、立体表示装置１００の簡便化が図られている。なお、上述したように、サンプリングされた白色光は、それぞれが白色光を出射する複数の点光源によって生成されてもよく、あるいは、白色光を出射する面光源およびピンホールマスクによって形成されてもよい。表示装置１００において光源１０は面光源であってもよく、複数の点光源の配列された点光源アレイであってもよい。なお、ここでは、図２〜図５を参照して図１に示した立体表示装置１００における立体表示を説明したが、後述の立体表示装置も同様に立体表示を行う。
【００７５】
図６（ａ）に、本実施形態の表示装置１００の模式図を示す。カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２は、表示装置１００よりも奥の点像Ａを表示するように構成されている。あるいは、図６（ｂ）に示すように、カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２は、表示装置１００よりも手前の点像Ａを表示するように構成されてもよい。
【００７６】
図７に示すように、本実施形態の立体表示装置１００では、透過部材４０に、主面４２ａにカラーフィルタ２０が設けられ、主面４２ｂにピンホールマスク３２が設けられている。ピンホールマスク３２においてピンホールは所定のピッチで配列されている。各ピンホールはほぼ円形状である。例えば、主面４２ａ、４２ｂがＡ３（２９７ｍｍ×４２０ｍｍ）またはＡ４（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）と同様のサイズの場合、ピンホールのピッチは１．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であり、ピンホールの直径は約０．１ｍｍである。透過部材４０は例えば０．５ｍｍ以上の厚さを有していることが好ましい。透過部材４０の厚さが０．５ｍｍ未満である場合、立体表示装置１００のサイズがそれほど大きくないと、奥行、視域角および解像度のうちの少なくとも１つの表示特性を十分に満たさないことがある。
【００７７】
例えば、ピンホールマスク３２は、所定のピッチで微細な穴の設けられた黒色層である。黒色層は、インクから形成されてもよい。例えば、インクは紫外線硬化樹脂から形成される。あるいは、黒色層はスタンプによって形成されてもよい。あるいは、ピンホールマスク３２は、光を透過しない金属板に穴の設けられたものであってもよい。なお、この場合、穴の径は、光源１０から離れるにしたがって増加することが好ましい。このようなピンホールマスク３２は光源１０とともに白色点光源として機能する。
【００７８】
表示装置１００では、光源１０は面光源であるが、ピンホールマスク３２を設けることにより、光源１０が点光源アレイまたは面光源のいずれであってもサンプリングされた光線を生成することができる。また、ピンホールマスク３２が黒の板から形成されている場合、観察者Ｖには黒の背景上に物体が立体的に表示されているように見える。
【００７９】
ここで、図８を参照してカラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２の配置を説明する。ピンホールマスク３２の１つのピンホールに、カラーフィルタ２０における特定の着色部が対応している。ピンホールマスク３２のピンホールおよびカラーフィルタ２０の着色部によって規定される光線の交差する交点に点像Ａが形成される。カラーフィルタ２０の同じ色の着色部を透過した光線により、点像Ａが形成される。
【００８０】
本実施形態の立体表示装置１００は以下のように作製される。図９（ａ）に示すように、白色光を出射する光源１０を用意する。ここでは、光源１０は面光源である。
【００８１】
図９（ｂ）に示すように、主面４２ａ、４２ｂを有する透過部材４０を用意する。次に、図９（ｃ）に示すように、透過部材４０の主面４２ａにカラーフィルタ２０を印刷する。印刷は、例えば、インクジェット方式で行われる。例えば、カラーフィルタ２０は、透過部材４０の主面４２ａに、カラーフィルタ２０の着色部を直接印刷することによって形成されてもよい。あるいは、カラーフィルタ２０は、着色部を保持する透明部材を印刷することによって形成されてもよい。また、透過部材４０の主面４２ｂにピンホールマスク３２を印刷する。印刷は、例えば、インクジェット方式で行われる。
【００８２】
その後、図９（ｄ）に示すように、光源１０に対してカラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２を配置する。カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２はいずれも透過部材４０に設けられており、カラーフィルタ２０の着色部およびピンホールマスク３２のピンホールがそれぞれ所定の位置関係になるように配置される。このようにして立体表示装置１００を作製することができる。
【００８３】
なお、上述した説明では、カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２の両方が印刷されていたが、本発明はこれに限定されない。カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２の一方が印刷され、他方は別の手法で形成されてもよい。上述したように、カラーフィルタ２０および／またはピンホールマスク３２を印刷で形成することにより、大量生産を容易に行うことができる。
【００８４】
また、上述した説明では、カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２の少なくとも一方が印刷されていたが、本発明はこれに限定されない。カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２の少なくとも一方は脱着可能に貼り付けられてもよい。特に、カラーフィルタ２０が脱着可能であることが好ましい。カラーフィルタ２０が１つの静止画像に対応している場合、カラーフィルタ２０を剥がした後で、別のカラーフィルタ２０を貼り付けることにより、別の静止画像を立体的に表示することができる。また、ピンホールマスク３２も脱着可能であってもよい。あるいは、カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２の少なくとも一方は脱着可能な透明部材に印刷されており、この透明部材が透過部材４０に貼り付けられてもよい。
【００８５】
また、上述した説明では、カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２によって規定される光線の交差する交点で物体が表示されたが、本発明はこれに限定されない。厳密な意味において光線が交差しない場合でも、カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２によって規定される光線が物体から散乱する光線を実質的に再現することにより、視点の移動する観察者にも物体は立体的に見える。
【００８６】
また、立体表示装置１００においてカラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２によって規定されるすべての光線が物体から散乱する光線に対応していなくてもよい。立体表示装置１００から比較的離れた物体を表示する場合、カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２によって規定される複数の光線で物体から散乱する光を再現することが可能であるが、立体表示装置１００に比較的近い物体を表示する場合、カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２によって規定される光線のうち物体を透過する光線が少なく、物体を適切に表示できないことがある。この場合、立体表示装置１００の比較的近くの物体を多眼パララックス方式で表示することが好ましい。カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２は、着色部およびピンホールによって規定される光線の一部によって観察者に視差を与えるように、構成されてもよい。
【００８７】
図１を参照して上述したように、カラーフィルタ２０、ピンホールマスク３２および透過部材４０は一体的に光線規定部材２００として形成されている。光線規定部材２００は、所定の面積を有する面光源１０であれば、任意の面光源１０と組み合わせて立体表示を行うことができる。例えば、面光源１０として、一般の照明装置を用いてもよく、あるいは、いわゆるテレビジョン装置を用いてもよい。
【００８８】
透過部材４０は複数の透明基板を有してもよい。図１０に、本実施形態の立体表示装置１００の模式図を示す。ここでは、透過部材４０は、透明基板４０Ａと、バリア層５０と、透明基板４０Ｂとを有している。バリア層５０は、透明基板４０Ａと透明基板４０Ｂとの間に設けられており、透明基板４０Ａ、バリア層５０および透明基板４０Ｂは積層されている。
【００８９】
透明基板４０Ａは主面４２ａ、４２ｃを有しており、透明基板４０Ｂは主面４２ｂ、４２ｄを有している。本明細書の以下の説明において透明基板４０Ａ、４０Ｂをそれぞれ第１透明基板４０Ａ、第２透明基板４０Ｂとも呼ぶ。ここでは、第１透明基板４０Ａは第２透明基板４０Ｂよりも観察者Ｖ側に配置されている。また、透明基板４０Ａの主面４２ａ、透明基板４０Ｂの主面４２ｄは、それぞれ、透明基板４０Ａの主面４２ｃ、透明基板４０Ｂの主面４２ｂよりも観察者Ｖ側に配置されている。図１０に示した立体表示装置１００でも、透明基板４０Ａの主面４２ａにカラーフィルタ２０が設けられており、透明基板４０Ｂの主面４２ｂにピンホールマスク３２が設けられている。
【００９０】
バリア層５０は、通過する光の強度および色の少なくとも一方を変調することができる単位領域を有している。バリア層５０の単位領域はカラーフィルタ２０の着色部よりも小さい。この表示装置１００では、異なる点光源１０ａがカラーフィルタ２０の同一の着色部に対応していても、バリア層５０により、不要な光を遮断することができる。バリア層５０は、例えば、液晶層によって実現される。このようなバリア層５０により、奥行（飛出し）、視域角および解像度を適切に設定することができる。なお、図１０では、立体表示装置１００は２つの透明基板４０Ａ、４０Ｂを備えていたが、立体表示装置１００は３以上の透明基板４０を備えていてもよく、また、各透明基板４０の隣接する主面４２の間に光学素子を設けてもよい。
【００９１】
なお、図１０に示した立体表示装置１００では、透明基板４０Ａと透明基板４０Ｂとの間に設けられたバリア層５０は透明基板４０Ａ、４０Ｂと積層するように構成されていたが、本発明はこれに限定されない。透明基板４０Ａ、４０Ｂは互いの距離を固定する固定部材によって固定されており、この固定部材を除いて、透明基板４０Ａと透明基板４０Ｂとの間に何も設けなくてもよい。このように、透明基板４０Ａと透明基板４０Ｂとを実質的に分離して配置することにより、飛出し距離の大きな表示を可能な立体表示装置１００を比較的低いコストで作製することができる。
【００９２】
上述したような立体表示装置１００は、広告用看板またはアミューズメント用ディスプレイといった比較的大きな表示装置に好適に用いられる。なお、立体表示の行われる物体は立体表示装置１００で表示される画像全体であってもよく、画像の一部であってもよい。
【００９３】
[立体表示装置２]
図１１に、本実施形態の立体表示装置１００の模式図を示す。立体表示装置１００は、光源１０、カラーフィルタ２０および透過部材４０を備えている。なお、本実施形態の立体表示装置１００の構成は、ピンホールマスク３２が設けられていない点を除いて図１〜図１０を参照して上述した立体表示装置と同様の構成を有しており、冗長を避けるために重複する説明を省略する。
【００９４】
本実施形態の立体表示装置１００において光源１０は複数の行および複数の列のマトリクス状に配列された複数の点光源１０ａを有している。ここでは、点光源１０ａは発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）である。点光源１０ａとしてＬＥＤを用いることにより、立体表示を高輝度で行うことができる。
【００９５】
また、本実施形態の立体表示装置１００において、カラーフィルタ２０は透過部材４０の主面４２ａに設けられており、カラーフィルタ２０の形状は変化しにくい。このため、カラーフィルタ２０の位置ずれを抑制することができ、また、形状変化に伴うカラーフィルタ２０の交換を抑制することができる。なお、本実施形態の立体表示装置１００においても、カラーフィルタ２０は透過部材４０の主面４２ａに印刷されてもよく、また、カラーフィルタ２０は脱着可能に貼り付けられてもよい。
【００９６】
図１２（ａ）に、表示装置１００の模式図を示す。光源１０は、点光源１０ａがマトリクス状に配列された点光源アレイである。ここでは、表示装置１００の点光源１０ａおよびカラーフィルタ２０は、表示装置１００よりも奥の点像Ａを表示するように構成されている。あるいは、図１２（ｂ）に示すように、表示装置１００の光源１０およびカラーフィルタ２０は、表示装置１００よりも手前の点像Ａを表示するように構成されてもよい。
【００９７】
図１３を参照して点光源１０ａおよびカラーフィルタ２０の配置を説明する。点光源アレイ１０の各点光源１０ａに、カラーフィルタ２０における特定の着色部が対応している。点光源１０ａからカラーフィルタ２０を透過した光線によって点像Ａが形成される。カラーフィルタ２０の同じ色の着色部を透過した光線により、点像Ａが形成される。
【００９８】
本実施形態の立体表示装置１００において、光源１０およびカラーフィルタ２０は、光源１０から出射されてカラーフィルタ２０の着色部によって規定される光線の交差する交点で物体が表示されるように構成されている。このように、物体からの光線を再現（再生）することにより、立体表示を行うことができる。
【００９９】
図１４に示すように、光源１０が複数の点光源１０ａの配列された点光源アレイである場合、透過部材４０には、主面４２ａにカラーフィルタ２０が設けられ、主面４２ｂに何も設けられておらず、光源１０は透過部材４０の主面４２ｂと空気を介して対向していてもよい。ただし、光源１０は図示していない光学素子を介して透過部材４０の主面４２ｂと対向してもよい。
【０１００】
本実施形態の立体表示装置１００は以下のように作製される。図１５（ａ）に示すように、白色光を出射する光源１０を用意する。ここでは、光源１０はマトリクス状に配列された複数の点光源１０ａを有する点光源アレイである。
【０１０１】
図１５（ｂ）に示すように、主面４２ａ、４２ｂを有する透過部材４０を用意する。次に、図１５（ｃ）に示すように、透過部材４０の主面４２ａにカラーフィルタ２０を形成する。例えば、カラーフィルタ２０は、透過部材４０の主面４２ａ上に直接印刷される。
【０１０２】
その後、図１５（ｄ）に示すように、光源１０およびカラーフィルタ２０を配置する。点光源１０ａおよび着色部がそれぞれ所定の位置関係になるように配置される。このようにして立体表示装置１００を作製することができる。
【０１０３】
なお、冗長を避けるために、重複する記載は省略するが、本実施形態の立体表示装置１００においても、図１０を参照して上述したのと同様に、透過部材４０は、透明基板４０Ａと、バリア層５０と、透明基板４０Ｂとを有してもよく、バリア層５０により、奥行（飛出し）、視域角および解像度を適切に設定することができる。同様に、本実施形態の立体表示装置１００においても、表示装置１００近傍の物体を多眼パララックス式で表示してもよい。
【０１０４】
また、図１１に示した表示装置１００では、透過部材４０の主面４２ｂに何も設けられていなかったが、本発明はこれに限定されない。図１６に示すように、透過部材４０の主面４２ｂにバリア層５０が設けられてもよい。
【０１０５】
また、点光源１０ａとしてＬＥＤを用いた場合でも、透過部材４０の主面４２ｂにピンホールマスク３２を設けてもよい。例えば、ＬＥＤ１０ａを保持する部材においてＬＥＤ１０ａから出射された光が反射されて透過部材４０に入射する光のコントラストがそれほど高くならないことがある。この場合、透過部材４０の主面４２ｂにピンホールマスク３２を設けることにより、コントラストを向上させることができる。また、ＬＥＤ１０ａを高精度に配置できない場合でも、ピンホールマスク３２を設けることにより、コントラストを向上させるとともに光線をピンホールマスク３２の精度（好ましくは印刷精度）で再現することができる。
【０１０６】
[立体表示装置３]
上述した説明では、カラーフィルタ２０は、透過部材４０に対して観察者Ｖ側に設けられていたが、本発明はこれに限定されない。カラーフィルタ２０は、透過部材４０に対して白色光源１０側に設けられてもよい。
【０１０７】
以下、図１７を参照して本実施形態の立体表示装置１００を説明する。立体表示装置１００は、白色光源１０と、カラーフィルタ２０と、光学部材３０と、透過部材４０とを備える。なお、冗長を避けるために、白色光源１０、カラーフィルタ２０および透過部材４０について上述の立体表示装置と重複する説明を省略する。
【０１０８】
ここでは、白色光源１０は面光源である。透過部材４０は主面４２ａ、４２ｂを有しており、透過部材４０の主面４２ａは入射面であり、透過部材４０の主面４２ｂは出射面である。透過部材４０の主面４２ａにカラーフィルタ２０が設けられており、透過部材４０の主面４２ｂには光学部材３０が設けられている。
【０１０９】
本実施形態の立体表示装置１００において、カラーフィルタ２０は透過部材４０の主面４２ａに設けられており、カラーフィルタ２０の形状は変化しにくい。このため、カラーフィルタ２０の位置ずれを抑制することができ、また、形状変化に伴うカラーフィルタ２０の交換を抑制することができる。
【０１１０】
カラーフィルタ２０は、それぞれが白色光を着色光に変更する複数の着色部を有している。着色部は、例えば、赤、緑および青が任意の割合で混ざった色を呈する。
【０１１１】
光学部材３０はそれぞれがカラーフィルタ２０の着色部とともに光線を規定する複数の単位部を有している。光学部材３０は、例えば、ピンホールマスクまたはレンズアレイであり、単位部は、例えば、ピンホールまたはレンズ（凸レンズ）である。
【０１１２】
本実施形態の立体表示装置１００において、カラーフィルタ２０および光学部材３０は、カラーフィルタ２０の着色部および光学部材３０の単位部によって規定される光線が物体から散乱する光線に対応するように構成されている。このように、物体からの光線を再現（再生）することにより、立体表示を行うことができる。本実施形態の立体表示装置１００では、透過部材４０の主面４２ａにカラーフィルタ２０が設けられるとともに主面４２ｂに光学部材３０が設けられており、これにより、カラーフィルタ２０および光学部材３０の空間的な位置合わせを簡便に行うことができる。
【０１１３】
冗長を避けるために、重複する記載は省略するが、本実施形態の立体表示装置１００においても、図１０を参照して上述したのと同様に、透過部材４０は、透明基板４０Ａと、バリア層５０と、透明基板４０Ｂとを有してもよく、バリア層５０により、奥行（飛出し）、視域角および解像度を適切に設定することができる。同様に、本実施形態の立体表示装置１００においても、表示装置１００近傍の物体を多眼パララックス式で表示してもよい。
【０１１４】
図１８に、本実施形態の立体表示装置１００の模式図を示す。ここでは、光学部材３０としてピンホールマスク３２が設けられている。ピンホールマスク３２には複数のピンホールが設けられている。ピンホールマスク３２はカラーフィルタ２０よりも観察者Ｖ側に設けられており、ピンホールマスク３２は、カラーフィルタ２０を透過した着色光を選択的に透過する。なお、図２〜図５を参照して上述した立体表示装置では、カラーフィルタは、カラー光検出器Ｄの検出結果を直接的に用いて作製可能であるが、図１８に示した立体表示装置１００では、光源１０に対してカラーフィルタ２０とビンホールマスク３２との配置が反転しているため、カラーフィルタ２０は、カラー光検出器Ｄの検出結果を変換して作製される。
【０１１５】
立体表示装置１００において、カラーフィルタ２０およびピンホールマスク３２は、カラーフィルタ２０の着色部およびピンホールマスク３２のピンホールによって規定される光線が物体から散乱する光線に対応するように構成されている。このように、物体からの光線を再現（再生）することにより、立体表示を行うことができる。本実施形態の立体表示装置１００においても、カラーフィルタ２０は透過部材４０の主面４２ａに印刷されてもよく、また、カラーフィルタ２０は脱着可能に貼り付けられてもよい。ピンホールマスク３２は透過部材４０の主面４２ｂに印刷されてもよく、また、ピンホールマスク３２は脱着可能に貼り付けられてもよい。
【０１１６】
図１８に示した立体表示装置１００において、カラーフィルタ２０、ピンホールマスク３２および透過部材４０は一体的に光線規定部材２００として形成される。上述したように、光線規定部材２００は、所定の面積を有する面光源１０であれば、任意の面光源１０と組み合わせて立体表示を行うことができる。
【０１１７】
図１９に、本実施形態の立体表示装置１００の模式図を示す。ここでは、光学部材３０としてレンズアレイ３４が設けられている。レンズアレイ３４は、カラーフィルタ２０の着色部に応じて光線を異なる方向に屈折させる。この表示装置１００においてレンズアレイ３４の各レンズの焦点がカラーフィルタ２０上に位置するようにカラーフィルタ２０およびレンズアレイ３４は配置されており、レンズアレイ３４は、白色光源１０から出射されてカラーフィルタ２０の着色部を透過した光を平行に出射するように透過する光を屈折させる。このように、レンズアレイ３４の各レンズは、光のコリメーションに利用される。
【０１１８】
なお、レンズアレイ３４は透過部材４０と一体的に形成されることが好ましい。また、図１９に示した立体表示装置１００においても、カラーフィルタ２０は透過部材４０の主面４２ａに印刷されてもよく、また、カラーフィルタ２０は脱着可能に貼り付けられてもよい。
【０１１９】
なお、上述した説明では、透過部材４０の主面４２ａにカラーフィルタ２０が直接設けられていたが、本発明はこれに限定されない。カラーフィルタ２０として、液晶パネルに含まれるカラーフィルタを用いてもよい。
【０１２０】
図２０に、表示装置１００の模式図を示す。図２０に示した表示装置１００では透明部材４０の主面４２ｂに光学部材３０が設けられており、この表示装置１００はカラーフィルタ２０を有する液晶パネル６０をさらに備えている。液晶パネル６０は、透明部材４０の主面４２ａに設けられている。例えば、液晶パネル６０は、いわゆる液晶表示装置に用いられるものであってもよい。
【０１２１】
液晶パネル６０は、光源１０と、液晶素子６２とを有している。光源１０は、いわゆるバックライトとして用いられるものであってもよい。液晶素子６２は、前面基板６２ａ、背面基板６２ｂ、および、前面基板６２ａと背面基板６２ｂとの間に設けられた液晶層６２ｃを有している。ここでは、カラーフィルタ２０は前面基板６２ａに設けられている。ただし、カラーフィルタ２０は背面基板６２ｂに設けられていてもよい。液晶層６２ｃに印加する電圧を制御することにより、液晶素子６２の透過率を制御でき、これにより、表示装置１００は動画を立体的に表示することができる。
【０１２２】
本明細書において、本発明の複数の実施形態を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されない。当業者に理解されるように、異なる実施形態を任意に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明によれば、カラーフィルタの位置ずれを抑制することができ、これにより、適切な立体表示を行うことができる。本発明の立体表示装置は、広告用看板またはアミューズメント用ディスプレイといった比較的大きな表示装置に好適に用いられる。
【符号の説明】
【０１２４】
１０ 白色光源
２０ カラーフィルタ
３０ 光学部材
３２ ピンホールマスク
３４ レンズアレイ
４０ 透過部材
５０ バリア層
６０ 液晶パネル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を立体的に表示する立体表示装置であって、
白色光を出射する白色光源と、
カラーフィルタと
を備え、
前記カラーフィルタは、それぞれが前記白色光を着色光に変更する複数の着色部を含み、
前記白色光源および前記カラーフィルタは、前記白色光源から出射されて前記カラーフィルタの前記着色部を透過する光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成され、
前記立体表示装置は第１主面および第２主面を有する透過部材をさらに備え、
前記カラーフィルタは、前記透過部材の前記第１主面に印刷されている、立体表示装置。
【請求項２】
光学部材をさらに備え、
前記光学部材は、それぞれが前記カラーフィルタの前記着色部とともに前記光線を規定する複数の単位部を含み、
前記光学部材および前記カラーフィルタは、前記単位部および前記着色部によって規定される光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成されている、請求項１に記載の立体表示装置。
【請求項３】
前記光学部材は、前記白色光または前記着色光を選択的に透過するピンホールマスクを含む、請求項２に記載の立体表示装置。
【請求項４】
前記ピンホールマスクは前記透過部材の前記第２主面に印刷されている、請求項３に記載の立体表示装置。
【請求項５】
前記光学部材は、前記着色部に応じて異なる方向に屈折するように前記光線を規定するレンズアレイを含む、請求項２に記載の立体表示装置。
【請求項６】
前記光学部材は、前記透過部材に対して観察者側に設けられている、請求項２から５のいずれかに記載の立体表示装置。
【請求項７】
前記カラーフィルタは、前記透過部材に対して観察者側に設けられている、請求項１から５のいずれかに記載の立体表示装置。
【請求項８】
前記白色光源は、複数の点光源の配列された点光源アレイを有する、請求項１から７のいずれかに記載の立体表示装置。
【請求項９】
前記白色光源は面光源を有する、請求項１から７のいずれかに記載の立体表示装置。
【請求項１０】
前記カラーフィルタの前記着色部は静止画像に対応している、請求項１から９のいずれかに記載の立体表示装置。
【請求項１１】
物体を立体的に表示する立体表示装置の作製方法であって、
白色光を出射する白色光源を用意する工程と、
前記白色光源に対してカラーフィルタを配置する工程と
を包含し、
前記配置する工程において、
前記カラーフィルタは、それぞれが前記白色光を着色光に変更する複数の着色部を含み、
前記白色光源および前記カラーフィルタは、前記白色光源から出射されて前記カラーフィルタの前記着色部を透過する光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成され、
前記立体表示装置の作製方法は、
第１主面および第２主面を有する透過部材を用意する工程と、
前記透過部材の前記第１主面に前記カラーフィルタを印刷する工程と
をさらに包含する、立体表示装置の作製方法。
【請求項１】
物体を立体的に表示する立体表示装置であって、
白色光を出射する白色光源と、
カラーフィルタと
を備え、
前記カラーフィルタは、それぞれが前記白色光を着色光に変更する複数の着色部を含み、
前記白色光源および前記カラーフィルタは、前記白色光源から出射されて前記カラーフィルタの前記着色部を透過する光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成され、
前記立体表示装置は第１主面および第２主面を有する透過部材をさらに備え、
前記カラーフィルタは、前記透過部材の前記第１主面に印刷されている、立体表示装置。
【請求項２】
光学部材をさらに備え、
前記光学部材は、それぞれが前記カラーフィルタの前記着色部とともに前記光線を規定する複数の単位部を含み、
前記光学部材および前記カラーフィルタは、前記単位部および前記着色部によって規定される光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成されている、請求項１に記載の立体表示装置。
【請求項３】
前記光学部材は、前記白色光または前記着色光を選択的に透過するピンホールマスクを含む、請求項２に記載の立体表示装置。
【請求項４】
前記ピンホールマスクは前記透過部材の前記第２主面に印刷されている、請求項３に記載の立体表示装置。
【請求項５】
前記光学部材は、前記着色部に応じて異なる方向に屈折するように前記光線を規定するレンズアレイを含む、請求項２に記載の立体表示装置。
【請求項６】
前記光学部材は、前記透過部材に対して観察者側に設けられている、請求項２から５のいずれかに記載の立体表示装置。
【請求項７】
前記カラーフィルタは、前記透過部材に対して観察者側に設けられている、請求項１から５のいずれかに記載の立体表示装置。
【請求項８】
前記白色光源は、複数の点光源の配列された点光源アレイを有する、請求項１から７のいずれかに記載の立体表示装置。
【請求項９】
前記白色光源は面光源を有する、請求項１から７のいずれかに記載の立体表示装置。
【請求項１０】
前記カラーフィルタの前記着色部は静止画像に対応している、請求項１から９のいずれかに記載の立体表示装置。
【請求項１１】
物体を立体的に表示する立体表示装置の作製方法であって、
白色光を出射する白色光源を用意する工程と、
前記白色光源に対してカラーフィルタを配置する工程と
を包含し、
前記配置する工程において、
前記カラーフィルタは、それぞれが前記白色光を着色光に変更する複数の着色部を含み、
前記白色光源および前記カラーフィルタは、前記白色光源から出射されて前記カラーフィルタの前記着色部を透過する光線が前記物体から散乱する光線に対応するように構成され、
前記立体表示装置の作製方法は、
第１主面および第２主面を有する透過部材を用意する工程と、
前記透過部材の前記第１主面に前記カラーフィルタを印刷する工程と
をさらに包含する、立体表示装置の作製方法。
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１２−２３４１１１（Ｐ２０１２−２３４１１１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０４０８５（Ｐ２０１１−１０４０８５）
【出願日】平成２３年５月９日（２０１１．５．９）
【出願人】（５０４１７６９１１）国立大学法人大阪大学 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月９日（２０１１．５．９）
【出願人】（５０４１７６９１１）国立大学法人大阪大学 (1,536)
【Ｆターム（参考）】
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