立体表示装置
【課題】 立体表示装置において、画像表示の制御が容易であると共に、消費エネルギーを増大させずに高輝度な立体画像を得ること。
【解決手段】 複数の表示画素で構成された画像表示面２を有する液晶ディスプレイ３と、裏面側から表示画素を照明して表示光を出射させる照明機構４と、表示画素から出射する表示光を受光する受光端５ａ及び出射する出射端５ｂを有すると共に、受光端５ａと出射端５ｂとの位置関係が回転時の受光端５ａが対向する表示画素と出射端５ｂの回転軌跡との位置関係に応じて設定された複数の光ファイバ５と、光ファイバ５を回転させる回転機構６と、を備え、照明機構４が、照明光の強度分布を光ファイバ５の回転と同期して回転させ、受光端５ａに対向する表示画素に対して照射する照明光の画像表示面２における強度を、他の表示画素の照明光よりも常に強くする。
【解決手段】 複数の表示画素で構成された画像表示面２を有する液晶ディスプレイ３と、裏面側から表示画素を照明して表示光を出射させる照明機構４と、表示画素から出射する表示光を受光する受光端５ａ及び出射する出射端５ｂを有すると共に、受光端５ａと出射端５ｂとの位置関係が回転時の受光端５ａが対向する表示画素と出射端５ｂの回転軌跡との位置関係に応じて設定された複数の光ファイバ５と、光ファイバ５を回転させる回転機構６と、を備え、照明機構４が、照明光の強度分布を光ファイバ５の回転と同期して回転させ、受光端５ａに対向する表示画素に対して照射する照明光の画像表示面２における強度を、他の表示画素の照明光よりも常に強くする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体画像を表示する立体表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、立体画像を表示する立体表示装置として、右目と左目との間に生じる視差を利用するものや立体的なスクリーンに画像を投射するものなどがある。しかし、表示される画像を視認者の好みの方向から視認できないという問題がある。そこで、画像を表する光源を回転させることにより奥行きのある立体画像を形成可能な立体表示装置が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１記載の立体表示装置は、回転軸を中心として放射状に配置された複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を有する表示部が回転軸に沿って複数配置された構成となっている。そして、この立体表示装置では、複数の表示部を回転軸の軸回りで回転させながら、この回転に同期してＬＥＤを点滅させて表示光を出射することにより、立体画像を形成している。
また、特許文献２記載の立体表示装置は、回転軸を中心として出射端の高さが異なる複数のファイバシートを放射状に配置した構成となっている。そして、この立体表示装置では、ファイバシートを回転軸の軸回りで回転させながら、この回転に同期して表示光を出射させることにより、立体画像を形成している。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の立体表示装置では、ＬＥＤを回転に同期させて点滅する必要があり、立体画像の表示の制御が複雑であると共にコストが高くなるという問題がある。また、特許文献２記載の立体表示装置では、回転に同期した画像切替処理を行う必要があるため、立体画像の表示の制御が複雑であるという問題がある。
【０００５】
これらの問題を解決する技術として、特許文献３には、複数の光ファイバと、これらを支持する支持台と、支持台を軸回りで回転させる回転手段と、各光ファイバの受光端に臨むマトリクス状に配置された複数の表示画素からなる画像表示面を有した液晶ディスプレイと、を備えた立体表示装置が提案されている。
【０００６】
この立体表示装置では、各光ファイバの受光端における回転半径と出射端における回転軌跡とが１対１の関係に設定されていると共に、表示画素から対向する光ファイバの受光端に表示光を入射させることで、回転する光ファイバの出射端から表示光を出射させて立体的な画像を表示可能としている。
このように特許文献３に記載の立体表示装置では、受光端と出射端との位置関係が回転時の受光端が対向する表示画素と出射端の回転軌跡との位置関係に応じて設定されているので、光ファイバの回転に同期して光ファイバに入射させる表示光を切り替える必要がなく、立体画像表示の制御が容易となる。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−３４２２６２号公報
【特許文献２】特開昭６２−８７９３１号公報
【特許文献３】特許第４１１０１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の立体表示装置においても、以下の課題が残されている。すなわち、特許文献３に記載の立体表示装置では、液晶表示ディスプレイの発する表示光のうち、光ファイバの受光端に取り込まれる光量は非常に少なく、光ファイバの出射端から出射される光で得られる立体画像が暗くなってしまう不都合があった。このため、液晶表示ディスプレイ自体のバックライト等による全体の照明光を非常に明るくすれば、それなりの輝度の立体画像が得られるが、消費エネルギーが大きく効率が悪くなってしまう。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、画像表示の制御が容易であると共に、消費エネルギーを増大させずに高輝度な立体画像を得ることができる立体表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明に係る立体表示装置は、マトリクス状に配置された複数の表示画素で構成され裏面から表面へ照明光が透過可能な画像表示面を有する透過型ディスプレイと、該透過型ディスプレイの裏面側から前記表示画素を照明して前記表示画素から表示光を出射させる照明機構と、前記表示画素から出射する表示光を受光する受光端及び前記表示光を出射する出射端を有する複数の導光部材と、前記複数の導光部材を前記画像表示面に垂直な回転軸の軸回りで回転させる導光部材回転機構と、を備え、前記導光部材の前記受光端と前記出射端との位置関係が、回転時の前記受光端が対向する前記表示画素と前記出射端の回転軌跡との位置関係に応じて設定される立体表示装置であって、前記照明機構が、前記画像表示面における照明光の強度分布を前記導光部材回転機構による前記導光部材の回転と同期して回転させる照明回転手段を備え、前記受光端に対向する前記表示画素に対して照射する照明光の前記画像表示面における強度を、他の前記表示画素の照明光よりも常に強くすることを特徴とする。
【００１１】
この立体表示装置では、照明機構が、画像表示面における照明光の強度分布を導光部材回転機構による導光部材の回転と同期して回転させる照明回転手段を備え、受光端に対向する表示画素に対して照射する照明光の画像表示面における強度を、他の表示画素の照明光よりも常に強くするので、実際に受光端に対向している表示画素に対して高い強度で照明光を入射させることができ、全ての表示画素に同様に高い強度の照明光を照射する場合に比べて消費エネルギーが少なく効率良く導光部材に入光させて高輝度な立体画像を得ることができる。
【００１２】
また、本発明の立体表示装置は、前記照明機構が、前記透過型ディスプレイの裏面側に設置されて面状の照明光を前記透過型ディスプレイに向けて出射するバックライト部と、前記透過型ディスプレイと前記バックライト部との間に設けられていると共に、前記照明回転手段により前記導光部材と同期して回転させられ、前記バックライト部からの照明光を集光させて前記導光部材の受光端にそれぞれ入射させる複数のレンズ部を有したレンズユニットと、を備えていることを特徴とする。
すなわち、この立体表示装置では、導光部材と同期して回転させられ、バックライト部からの照明光を集光させて導光部材の受光端にそれぞれ入射させる複数のレンズ部を有したレンズユニットを備えているので、導光部材と連動して回転するレンズユニットの各レンズ部によって対応する受光端に照明光を集光させて入射することで、高い強度の光を導光部材に入光させて高輝度の出射光を得ることができる。
【００１３】
さらに、本発明の立体表示装置は、前記出射端の回転半径が大きいほど、対応する前記レンズ部で集光して前記受光端に入射させる光の強度が強く設定されていることが好ましい。
すなわち、この立体表示装置では、出射端の回転半径が大きいほど、対応するレンズ部で集光して受光端に入射させる光の強度が強く設定されているので、回転半径の異なる出射端により表示される表示光の輝度をそろえることができ、立体画像の表示品質が向上する。すなわち、出射端の回転半径が大きくなるほど、回転軸の軸回りにおける回転時に出射端が単位時間当たりに移動する距離が大きくなる。そのため、出射端の回転半径が大きくなるほど、出射端から出射する表示光の単位距離当たりの輝度が小さくなる。したがって、回転半径が大きい出射端からより大きな輝度の表示光を出射させることで、各出射端から出射する表示光の輝度が均一になる。
【００１４】
また、本発明の立体表示装置は、前記照明機構が、前記透過型ディスプレイの裏面側に設けられていると共に前記照明回転手段により前記導光部材と同期して回転させられ、発光光を前記受光端にそれぞれ入射させる複数の発光デバイスを有した照明部を備えていることを特徴とする。
すなわち、この立体表示装置では、照明機構が、透過型ディスプレイの裏面側に設けられていると共に照明回転手段により導光部材と同期して回転させられ、発光光を受光端にそれぞれ入射させる複数の発光デバイスを有した照明部を備えているので、導光部材と連動して回転する点光源である各発光デバイスによって対応する受光端にスポット状や線状の照明光を入射することで、高い強度の光を導光部材に入光させて高輝度の出射光を得ることができる。
【００１５】
また、本発明の立体表示装置は、前記照明機構が、前記透過型ディスプレイの裏面側に複数の発光デバイスを配列しているものであり、前記照明回転手段が、前記複数の発光デバイスを前記導光部材回転機構の回転と同期してＯＮ／ＯＦＦすることによって、前記受光端に対向する前記表示画素に対して照射する照明光の前記画像表示面における強度を他の前記表示画素の照明光よりも常に強くすることを特徴とする。すなわち、この立体表示装置では、複数の発光デバイスを導光部材回転機構の回転と同期してＯＮ／ＯＦＦすることによって、受光端に対向する表示画素に対して照射する照明光の画像表示面における強度を他の表示画素の照明光よりも常に強くするので、発光デバイス自体を機械的に回転させる必要が無く、発光デバイスのＯＮ／ＯＦＦ制御だけで効率的に高輝度の出射光を得ることができる。
【００１６】
さらに、本発明の立体表示装置は、前記出射端の回転半径が大きいほど、対応する前記発光デバイスの発光強度が高く設定されていることを特徴とする。
すなわち、この立体表示装置では、出射端の回転半径が大きいほど、対応する発光デバイスの発光強度が高く設定されているので、回転半径の異なる出射端により表示される表示光の輝度をそろえることができ、立体画像の表示品質が向上する。
【００１７】
また、本発明の立体表示装置は、前記受光端における回転半径と前記出射端における回転軌跡とが、１対１の関係に設定されていることを特徴とする。
すなわち、この立体表示装置では、受光端における回転半径と前記出射端における回転軌跡とが、１対１の関係に設定されているので、複数の導光部材が表示光を出射させながら回転すると、複数の環状の画像が形成される際に、受光端の回転半径が異れば、出射端の回転軌跡（出射端の高さ座標及び回転半径座標（奥行き座標））も異なり、画像表示面及び受光端の回転半径座標及び回転角座標に対応して光の出射座標が決定されて、出射端の回転領域に立体的な画像が表示される。
このように、同じ表示光位置上を通る導光部材は、必ず同じ座標で同じ表示光を出射するように設定されている。このため、光の出射座標に対応した画像表示面の位置に所定の表示光（色や輝度）を設定することで、表示光を導光部材の回転に応じて切り替えることなく、出射座標位置に応じて異なる色や輝度の立体画像を表示することができる。したがって、立体画像表示の制御が容易となり、製造コストの削減が図れる。
【００１８】
また、本発明の立体表示装置は、前記画像表示面には、前記導光部材の回転軸を中心とした円筒座標の所定角度範囲内に設けられた画像表示空間に、前記出射端が配された際、対応する前記受光端に対向し該受光端に向けて表示光を出射する前記表示画素が、複数の前記導光部材に対応して複数形成され、複数の前記導光部材が、前記受光端と前記出射端との前記回転軸から見た角度の差が少なくとも２種類以上に設定されていることを特徴とする。
この立体表示装置では、複数の導光部材が、受光端と出射端との回転軸から見た角度の差が少なくとも２種類以上に設定されていると共にこれらに対応した表示画素を画像表示面に有するので、画像表示空間に多くの出射端を通過させて、より解像度の高い立体画像を画像表示空間に得ることができる。例えば、複数の導光部材を、受光端の直上及び受光端に対して周方向にずらした位置の直上に出射端が配されたものの組合せとする。
すなわち、複数の導光部材が出射端から表示光を出射させながら回転すると、画像表示空間では各受光端で入射された表示光が各出射端から出射され、所望の立体画像が形成される。この際、各出射端が画像表示空間を通過する際に、表示画素が、対応する受光端に向けて所定の表示光を出射するように予め設定しておくことで、各出射端の回転軌跡（出射端の高さ座標及び回転半径座標（奥行き座標）））に応じて出射される表示光の残像によって、所望の立体的な画像が表示される。この画像表示空間を通過する際の出射端は、直下の表示画素から入射した表示光を出射するものだけでなく、周方向にずれた位置にある表示画素から入射した表示光を出射するものも含むので、広い範囲の画像表示面から多くの表示光を集めて出射することができ、高い解像度が得られる。
このように、画像表示空間における光の出射座標に対応した画像表示面の位置に所定の表示光（色や輝度）を出射する表示画素を設定することで、表示光を導光部材の回転に応じて切り替えることなく、出射座標位置に応じて異なる色や輝度の立体画像を画像表示空間に表示することができる。したがって、本発明では、導光部材の回転に同期して導光部材に供給する表示光を切り替える必要がないため、立体画像表示の制御が容易となり、製造コストの削減が図れる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明の立体表示装置によれば、照明機構が、受光端に対向する表示画素に対して照射する照明光の強度を導光部材の回転に同期させて他の表示画素の照明光よりも高くするので、実際に受光端に対向している表示画素に対して高い強度で照明光を入射させることができ、全ての表示画素に同様に照明光を照射する場合に比べて消費エネルギーが少なく効率良く導光部材に入光させて高輝度な立体画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明における立体表示装置の第１実施形態を、図１から図３を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
【００２１】
本実施形態における立体表示装置１は、例えばインテリアや住宅などの建築物の立体表示などに用いられる表示装置である。そして、立体表示装置１は、図１及び図２に示すように、マトリクス状に配置された複数の表示画素２ａで構成され裏面から表面へ照明光が透過可能な画像表示面２を有する透過型の液晶ディスプレイ（透過型ディスプレイ）３と、該液晶ディスプレイ３の裏面側から表示画素２ａを照明して表示画素２ａから表示光を出射させる照明機構４と、表示画素２ａから出射する表示光を受光する受光端５ａ及び表示光を出射する出射端５ｂを有する複数の光ファイバ（導光部材）５と、複数の光ファイバ５を画像表示面２に垂直な回転軸Ｚの軸回りで回転させる回転機構（導光部材回転機構、照明回転手段）６と、を備えている。
【００２２】
上記複数の光ファイバ５は、支持台７により支持されており、上記回転機構６は、支持台７を回転軸Ｚの軸回りで回転させるように構成されている。なお、ここで、図２に示すように、回転軸Ｚに対して垂直な面を基準面Ｓ０とし、回転軸Ｚと基準面Ｓ０との交点を基準点Ｐとする。
【００２３】
複数の光ファイバ５は、一端が液晶ディスプレイ３に臨んで液晶ディスプレイ３から照射される表示光を受光する受光端５ａ、他端が表示光を出射する出射端５ｂとなっている。これら光ファイバ５は、受光端５ａと出射端５ｂとの位置関係が回転時の受光端５ａが対向する表示画素２ａと出射端５ｂの回転軌跡との位置関係に応じて設定されている。
すなわち、複数の光ファイバ５は、回転軸Ｚの軸回りにおける受光端５ａの回転半径がそれぞれ異なるように、適宜湾曲などして配置されている。すなわち、複数の光ファイバ５の受光端５ａは、回転軸Ｚの軸回りにおける回転軌跡がそれぞれ異なっている。なお、各受光端５ａの回転軌跡は、同一面上となっている。
【００２４】
そして、複数の光ファイバ５は、その出射端５ｂが基準面Ｓ０の面方向（回転軸Ｚに対して垂直な方向）に表示光を出射するように適宜湾曲して配置されていると共に、出射端５ｂの回転半径及び高さ位置は、それぞれ対応する受光端５ａの回転半径によって異なって設定されている。つまり、光ファイバ５の受光端５ａにおける回転半径と光ファイバ５の出射端５ｂにおける回転軌跡とが、１対１の関係に設定されている。これは、画像表示面２中の座標（受光端５ａの座標に相当）のうち回転半径ｒに、出射端５ｂの回転半径ｒだけでなく高さｚを含めたこれら２つの座標情報を持たせることになり、回転に同期した画像切り替えが不要になる。
【００２５】
具体的には、複数の光ファイバ５は、図２に示すように、回転軸Ｚの軸回りにおける出射端５ｂの回転半径に応じて複数本ずつ組分けして配置された第１から第３ファイバ群５Ａ〜５Ｃを構成している。
第１ファイバ群５Ａを構成する光ファイバ５は、それぞれの出射端５ｂが回転軸Ｚの軸回りにおける回転半径がｒ１となるように配置されている。そして、各光ファイバ５は、基準面Ｓ０に対する出射端５ｂの高さがそれぞれ異なるように適宜湾曲などして配置されている。したがって、第１ファイバ群５Ａを構成する光ファイバ５が回転軸Ｚの軸回りで回転することにより、半径ｒ１の円柱状の画像が形成される。
【００２６】
第２ファイバ群５Ｂを構成する光ファイバ５は、上述と同様に、それぞれの出射端５ｂが回転軸Ｚの軸回りにおける回転半径がｒ２（ｒ２＜ｒ１）となるように配置されている。そして、各光ファイバ５は、それぞれの出射端５ｂが基準面Ｓ０に対して高さを異ならせて配置されている。したがって、第２ファイバ群５Ｂを構成する光ファイバ５が回転軸Ｚの軸回りで回転することにより、半径ｒ２の円柱状の画像が形成される。
【００２７】
第３ファイバ群５Ｃを構成する光ファイバ５は、上述と同様に、それぞれの出射端５ｂが回転軸Ｚの軸回りにおける回転半径がｒ３（ｒ３＜ｒ２）となるように配置されている。そして、各光ファイバ５は、それぞれの出射端５ｂが基準面Ｓ０に対して高さを異ならせて配置されている。したがって、第３ファイバ群５Ｃを構成する光ファイバ５が回転軸Ｚの軸回りで回転することにより、半径ｒ３の円柱状の画像が形成される。
以上より、第１から第３ファイバ群５Ａ〜５Ｃを構成する複数の光ファイバ５が回転軸Ｚの軸回りで回転することにより、同心の３つの円柱状画像が形成される。
【００２８】
上記液晶ディスプレイ３は、上述したように、複数の光ファイバ５におけるそれぞれの受光端５ａに臨む画像表示面２を有しており、この画像表示面２から表示光を複数の光ファイバ５のそれぞれに向けて出射する。そして、画像表示面２には、マトリクス状に配置された複数の表示画素２ａを有している。
複数の表示画素２ａは、少なくとも複数の光ファイバ５における各受光端５ａの回転軌跡に沿って所定の表示光を出射可能にそれぞれ設定されている。そして、表示画素２ａは、対向する光ファイバ５の受光端５ａに表示光を入射させることで光ファイバ５内に表示光を導光させる。
【００２９】
ここで、各表示画素２ａは、光ファイバ５の受光端５ａがそれぞれ異なる回転軌跡を形成することから、１つの光ファイバ５に対してのみ表示光を出射する構成となっている。また、各表示画素２ａは、回転軸Ｚの軸回りでの回転によって光ファイバ５の受光端５ａがこの表示画素２ａと対向したときに、この光ファイバ５の出射端５ｂが臨む位置において表示する画像に対応する表示光を出射する構成となっている。
【００３０】
例えば、光ファイバ５の出射端５ｂの基準点Ｐに対する位置を円筒座標系（ｒ、φ、ｚ）（ｒは回転半径、φは回転角、ｚは基準面Ｓ０からの高さ（距離））で表現したときに、各表示画素２ａは、回転軸Ｚの軸回りでの回転によって対向配置される受光端５ａを有する光ファイバ５の出射端５ｂの座標位置（ｒ、φ、ｚ）に対応する画像に応じた表示光を出射する。
【００３１】
上記照明機構４は、画像表示面２における照明光の強度分布を光ファイバ５の回転と同期して回転させ、受光端５ａに対向する表示画素２ａに対して照射する照明光の画像表示面２における強度を、他の表示画素２ａの照明光よりも常に強くするように設定されている。
具体的には、照明機構４は、液晶ディスプレイ３の裏面側に設置されて面状の照明光を液晶ディスプレイ３に向けて出射するバックライト部８と、液晶ディスプレイ３とバックライト部８との間に設けられていると共に回転機構６により光ファイバ５と同期して回転させられ、バックライト部８からの照明光を集光させて光ファイバ５の受光端５ａにそれぞれ入射させる複数のレンズ部９ａを有したレンズユニット９と、を備えている。
【００３２】
上記バックライト部８は、例えばＬＥＤ光源や蛍光管等の光源（図示略）と、これら光源から入射された光を光路変換して上面から面状に照明光として出射する導光板８ａと、を備えている。
上記レンズユニット９は、回転軸Ｚを回転軸として回転可能に支持された円板部材９ｂに所定形状の複数のレンズ部９ａが貫通状態に設置されている。
【００３３】
本実施形態では、図３の（ａ）に示すように、支持台７に支持された第１ファイバ群５Ａ〜第３ファイバ群５Ｃの各受光端５ａに対応して、図３の（ｂ）に示すように、レンズユニット９では、平面視長方形状の複数のレンズ部９ａが設けられている。なお、光ファイバ５の出射端５ｂの回転半径が大きいほど、対応するレンズ部９ａで集光して受光端５ａに入射させる光の強度が高く設定されている。
【００３４】
すなわち、各レンズ部９ａは、図３の（ｃ）に示すように、断面凸状に形成され、バックライト部８から入射された照明光を透過した際に、レンズ部９ａの中心線９ｃ直上に向けて集光可能になっている。したがって、各レンズ部９ａは、中心線９ｃ直上に配列された第１ファイバ群５Ａ〜第３ファイバ群５Ｃの各受光端５ａの列に照明光を集光させて入射させるレンズ形状とされ、外周側ほど集光率が高くなるように幅広とされて広い範囲の照明光を集めて受光端５ａに入射させるようになっている。なお、本実施形態では、各光ファイバ５の出射端５ｂの回転半径は、ファイバ群ごとにほぼ等しく設定されている。
【００３５】
上記支持台７は、図１及び図２に示すように、複数の光ファイバ５を回転軸Ｚの軸回りで回転可能に支持すると共に、画像表示面２から出射する表示光のうち光ファイバ５で受光されない分を遮光する。
上記回転機構６は、例えばモータ及びベアリングなどによって構成されており、支持台７とレンズユニット９とを同期して回転可能に連結する回転軸Ｚ上の連結軸１０を備えている。すなわち、回転機構６は、支持台７により支持されている複数の光ファイバ５とレンズユニット９とを同期させて、互いに光ファイバ５の受光端５ａと対応するレンズ部９ａとがずれないように回転軸Ｚの軸回りで回転させるようになっている。すなわち、回転機構６は、光ファイバ５を回転させる機構（導光部材回転機構）と光ファイバ５の回転に同期させてレンズユニット９を回転させる機構（照明回転手段）とを兼ね備えている。なお、光ファイバ５を回転させる回転機構と光ファイバ５の回転に同期させてレンズユニット９を回転させる回転機構とを別々の駆動機構として設置しても構わない。
【００３６】
次に、第１実施形態の立体表示装置１による立体画像の表示方法について説明する。
【００３７】
まず、回転機構６により光ファイバ５とレンズユニット９とを互いに同期させて回転させる。さらに、バックライト部８から照明光を出射させる。このとき、照明光は、各レンズ部９ａによって集光されて直上の表示画素２ａを通して表示光とされて、対応する直上の受光端５ａに向けて出射される。
【００３８】
そして、複数の光ファイバ５は、複数の表示画素２ａのうち各受光端５ａと対向して配置されている表示画素２ａから出射された表示光を受光端５ａで受光する。そして、光ファイバ５は、光ファイバ５内を導光した表示光を出射端５ｂから外部に向けて出射する。ここで複数の光ファイバ５は、回転移動による各位置で、受光端５ａと対向して配置されている表示画素２ａから出射された表示光を受光端５ａで受光し、出射端５ｂから外部に向けて出射する。
【００３９】
したがって、光ファイバ５が回転軸Ｚの軸回りで回転移動すると、出射端５ｂの回転軌跡に沿って環状の画像が形成される。そして、第１ファイバ群５Ａでは、出射端５ｂの回転軌跡が高さ位置においてそれぞれ異なるので、第１ファイバ群５Ａを構成する光ファイバ５によって、図２に示すように、半径ｒ１の円柱状の画像が形成される。同様に、第２ファイバ群５Ｂを構成する光ファイバ５及び第３ファイバ群５Ｃを構成する光ファイバ５により、半径ｒ２の円柱状の画像及び半径ｒ３の円柱状の画像がそれぞれ形成される。つまり、第１ファイバ群５Ａ、第２ファイバ群５Ｂ及び第３ファイバ群５Ｃでは、それぞれ出射端５ｂの回転半径が異なる回転軌跡が得られる。
【００４０】
ここで、各表示画素２ａは、回転によって光ファイバ５の受光端５ａと対向したときに、この光ファイバ５の出射端５ｂの位置において表示する画像に対応する表示光を出射する。そのため、各光ファイバ５は、回転によって受光端５ａを異なる表示画素２ａと対向させる毎に異なる表示光を受光して出射端５ｂから出射することが可能となる。これにより、各光ファイバ５により、さまざまな立体画像が表示される。
【００４１】
以上のように、第１実施形態の立体表示装置１では、照明機構４が、受光端５ａに対向する表示画素２ａに対して照射する照明光の強度を光ファイバ５の回転に同期させて他の表示画素２ａの照明光よりも高くするので、実際に受光端５ａに対向している表示画素２ａに対して高い強度で照明光を入射させることができ、全ての表示画素２ａに同様に高い強度の照明光を照射する場合に比べて消費エネルギーが少なく効率良く光ファイバ５に入光させて高輝度な立体画像を得ることができる。
【００４２】
すなわち、光ファイバ５と同期して回転させられ、バックライト部８からの照明光を集光させて光ファイバ５の受光端５ａにそれぞれ入射させる複数のレンズ部９ａを有したレンズユニット９を備えているので、光ファイバ５と連動して回転するレンズユニット９の各レンズ部９ａによって対応する受光端５ａに照明光を集光させて入射することで、高い強度の光を光ファイバ５に入光させて高輝度の出射光を得ることができる。
また、出射端５ｂの回転半径が大きいほど、対応するレンズ部９ａで集光して受光端５ａに入射させる光の強度が高く設定されているので、回転半径の異なる出射端５ｂにより表示される表示光の輝度をそろえることができ、立体画像の表示品質が向上する。
【００４３】
また、光ファイバ５の受光端５ａにおける回転半径と出射端５ｂにおける回転軌跡とが、１対１の関係に設定されているので、受光端５ａの回転半径が異れば、出射端５ｂの回転軌跡（出射端５ｂの高さ座標及び回転半径座標（奥行き座標））も異なり、画像表示面２及び受光端５ａの回転半径座標及び回転角座標に対応して光の出射座標が決定されて、出射端５ｂの回転領域に立体的な画像が表示される。
【００４４】
このように、光の出射座標に対応した画像表示面２の位置に所定の色や輝度の表示光を設定することで、表示光を光ファイバ５の回転に応じて切り替えることなく、出射座標位置に応じて異なる色や輝度の立体画像を表示することができる。したがって、立体画像表示の制御が容易となり、製造コストの削減が図れる。
【００４５】
次に、本発明に係る立体表示装置の第２から第６実施形態について、図４から図１４を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上記各実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４６】
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、第１ファイバ群５Ａ〜第３ファイバ群５Ｃに対応した複数のレンズ部９ａを有するレンズユニット９であるのに対し、第２実施形態では、照明機構４が、図４から図６に示すように、光ファイバ５の受光端５ａが回転軸Ｚから放射状に複数列配列されており、各列の受光端５ａに対応した複数のレンズ部２９ａを有するレンズユニット２９を備えている点である。
【００４７】
すなわち、第２実施形態では、図４の（ａ）に示すように、支持台７に支持された光ファイバ５の受光端５ａが、中心から複数列所定間隔を空けて放射状に配列されているのに対応して、図４の（ｂ）に示すように、レンズユニット２９では、中心から放射状に各受光端５ａの列に対応した複数のレンズ部２９ａが設けられている。なお、光ファイバ５の出射端５ｂの回転半径が大きいほど、対応するレンズ部２９ａで集光して受光端５ａに入射させる光の強度が高く設定されている。
【００４８】
上記各レンズ部２９ａは、回転軸Ｚに頂部を配した平面視三角形状であって、図４の（ｃ）に示すように、断面凸状に形成され、バックライト部８から入射された照明光を透過した際に、レンズ部２９ａの中心線２９ｃ直上に向けて集光可能になっている。したがって、各レンズ部２９ａは、中心線２９ｃ直上に配列された受光端５ａの列に照明光を集光させて入射させるレンズ形状とされ、外周側ほど集光率が高くなるように漸次幅広とされて広い範囲の照明光を集めて受光端５ａに入射させるようになっている。なお、本実施形態では、各光ファイバ５の出射端５ｂの回転半径は、受光端５ａの回転半径にほぼ等しく設定されている。
【００４９】
上記光ファイバ５は、図５及び図６に示すように、支持台７に放射状に複数列配置されていると共に、列毎に支持台７に立設された支持板２７で直立状態に支持されている。なお、図５では、光ファイバ５の図示を省略している。
【００５０】
このように第２実施形態においても、照明機構４が、放射状に配された受光端５ａに対応したレンズ部２９ａを有するレンズユニット２９を光ファイバ５に同期させて回転させるので、集光した照明光を回転する光ファイバ５の受光端５ａに入射させて高輝度な立体画像を得ることができる。
【００５１】
第３実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、光ファイバ５の受光端５ａにおける回転半径と出射端５ｂにおける回転軌跡とが、１対１の関係に設定されているのに対し、第３実施形態の立体表示装置３０では、図７に示すように、画像表示面２には、光ファイバ３５の回転軸Ｚを中心とした円筒座標の所定角度範囲内に設けられた画像表示空間Ｓに、出射端５ｂが配された際、対応する受光端５ａに対向し該受光端５ａに向けて表示光を出射する表示画素２ａが、複数の光ファイバ３５に対応して複数形成され、複数の光ファイバ３５が、受光端５ａと出射端５ｂとの回転軸Ｚから見た角度の差が少なくとも２種類以上に設定されている点である。
【００５２】
上記画像表示面２には、回転軸Ｚを中心とした円筒座標（ｒ、φ、ｚ）（ｒは回転半径、φは回転角、ｚは高さ（距離））の所定角度範囲（φ１〜φ２，ｒ１〜ｒ２）内に設けられた画像表示空間Ｓに、出射端５ｂが配された際、対応する受光端５ａに対向し該受光端５ａに向けて表示光を出射する表示画素２ａが、複数の光ファイバ３５に対応して複数形成されている。
【００５３】
複数の光ファイバ３５は、受光端５ａと出射端５ｂとの回転軸から見た角度の差が少なくとも２種類以上に設定されている。さらに、複数の光ファイバ３５は、受光端５ａと出射端５ｂとの回転軸Ｚの回りに回転する回転半径の差が少なくとも２種類以上に設定されている。本実施形態では、複数の光ファイバ３５は、受光端５ａの直上、受光端５ａに対して回転軸の半径方向にずらした位置の直上及び受光端５ａに対して周方向にずらした位置の直上に出射端が配されたものの組合せとされている。例えば、複数の光ファイバ３５のうち第１ファイバ群３５Ａは、受光端５ａの直上に出射端５ｂが配され、第２ファイバ群３５Ｂは、受光端５ａに対して周方向にずらした位置の直上に出射端５ｂが配され、さらに第３ファイバ群３５Ｃは、受光端５ａに対して回転軸の半径方向にずらした位置の直上に出射端５ｂが配されている。
【００５４】
上記第１ファイバ群３５Ａは、図８に示すように、それぞれの受光端５ａ及び出射端５ｂが回転半径がｒ１〜ｒ２の範囲内に互いに異なる位置に配され、同一の高さｈ１の位置に出射端５ｂが配置されている。
また、上記第２ファイバ群３５Ｂは、図９に示すように、それぞれの受光端５ａが回転半径がｒ１〜ｒ２の範囲内に配置されているが、回転方向前方の周方向に屈曲又は湾曲して延び、第１ファイバ群３５Ａの出射端５ｂよりも高い高さｈ２の位置に、かつ回転半径がｒ１〜ｒ２の範囲内の互いに異なる位置に出射端５ｂが配されている。
【００５５】
さらに、上記第３ファイバ群３５Ｃは、図１０に示すように、それぞれの受光端５ａが回転半径がｒ２〜ｒ３の範囲内に配置されているが、半径方向外方に屈曲又は湾曲して延び、第２ファイバ群３５Ｂの出射端５ｂよりも高い高さｈ３の位置で、かつ回転半径がｒ１〜ｒ２範囲内に互いに異なる位置に出射端５ｂが配置されている。
このように、第１ファイバ群３５Ａから第３ファイバ群３５Ｃは、図１１に示すように、群毎にそれぞれ異なる高さ位置に出射端５ｂが配され、群毎に出射端５ｂの回転軌跡が同一面上となっている。なお、各受光端５ａの回転軌跡は、同一面上となっている。
【００５６】
各表示画素２ａは、上述したように、画像表示空間Ｓに出射端５ｂが配された際、対応する受光端５ａに対向し該受光端５ａに向けて表示光を出射するように設定されている。すなわち、画像表示空間Ｓの直下の第１領域３１Ａの表示画素２ａは、第１ファイバ群３５Ａの受光端５ａが直上に来たときに、画像表示空間Ｓの高さｈ１にある第１仮想面Ｆ１上に配された出射端５ｂから出射させる表示光を出射する。また、第１領域３１Ａの回転方向後方にずれた第２領域３１Ｂの表示画素２ａは、第２ファイバ群３５Ｂの受光端５ａが直上に来たときに、画像表示空間Ｓの高さｈ２にある第２仮想面Ｆ２上に配された出射端５ｂから出射させる表示光を出射する。さらに、第１領域３１Ａの半径方向内方にずれた第３領域３１Ｃの表示画素２ａは、第３ファイバ群３５Ｃの受光端５ａが直上に来たときに、画像表示空間Ｓの高さｈ３にある第３仮想面Ｆ３上に配された出射端５ｂから出射させる表示光を出射する。
【００５７】
なお、画像表示空間Ｓ以外の外周には、画像表示空間Ｓに対応した窓部を開けた略円筒形状の遮光壁３７が設けられており、画像表示空間Ｓ以外では光が外方に漏れないようになっている。
【００５８】
次に、本実施形態の立体表示装置による立体画像の表示方法について説明する。
【００５９】
まず、第１実施形態と同様に、回転機構６により光ファイバ３５とレンズユニット９とを互いに同期させて回転させる。さらに、バックライト部８から照明光を出射させる。この照明光は、各レンズ部９ａによって集光されて直上の表示画素２ａを通して表示光とされて、対応する直上の受光端５ａに向けて出射される。
【００６０】
そして、複数の光ファイバ３５は、複数の表示画素２ａのうち各受光端５ａと対向して配置されている表示画素２ａから出射された表示光を受光端５ａで受光する。そして、光ファイバ３５は、光ファイバ３５内を導光した表示光を出射端５ｂから外部に向けて出射する。ここで複数の光ファイバ３５は、回転移動による各位置で、受光端５ａと対向して配置されている表示画素２ａから出射された表示光を受光端５ａで受光し、出射端５ｂから外部に向けて出射する。
【００６１】
したがって、光ファイバ３５が回転軸Ｚの軸回りで回転移動すると、複数の出射端５ｂの回転軌跡に沿って画像表示空間Ｓにおいて立体的に画像が形成され、画像表示空間Ｓの半径方向外方から見ることができる。すなわち、第１ファイバ群３５Ａは、上記第１領域３１Ａの表示画素２ａからの表示光を受けて画像表示空間Ｓにおける高さｈ１の平面上で表示光を出射し、第２ファイバ群３５Ｂは、上記第２領域３１Ｂの表示画素２ａからの表示光を受けて画像表示空間Ｓにおける高さｈ２の平面上で表示光を出射し、さらに第３ファイバ群３５Ｃは、上記第３領域３１Ｃの表示画素２ａからの表示光を受けて画像表示空間Ｓにおける高さｈ３の平面上で表示光を出射する。
【００６２】
このようにファイバ群に応じて画像表示空間Ｓにおける表示光の出射高さが異なると共に同一ファイバ群内の出射端５ｂが異なる回転半径の回転軌跡を持って表示光を出射することで、高さと奥行きのある画像の３次元表示が可能になる。
【００６３】
以上のように第３実施形態の立体表示装置３０では、複数の光ファイバ３５が、受光端５ａと出射端５ｂとの回転軸Ｚから見た角度の差が少なくとも２種類以上に設定されていると共に、受光端５ａと出射端５ｂとの回転軸Ｚの回りに回転する回転半径の差が少なくとも２種類以上に設定され、これらに対応した表示画素２ａを画像表示面２に有するので、画像表示空間Ｓに多くの出射端５ｂを通過させて、より解像度の高い立体画像を画像表示空間Ｓに得ることができる。
【００６４】
すなわち、複数の光ファイバ３５が出射端５ｂから表示光を出射させながら回転すると、画像表示空間Ｓでは各受光端５ａで入射された表示光が各出射端５ｂから出射され、所望の立体画像が形成される。この際、各出射端５ｂが画像表示空間Ｓを通過する際に、表示画素２ａが、対応する受光端５ａに向けて所定の表示光を出射するように予め設定しておくことで、各出射端５ｂの回転軌跡に応じて出射される表示光の残像によって、所望の立体的な画像が表示される。この画像表示空間Ｓを通過する際の出射端５ｂは、直下の表示画素２ａから入射した表示光を出射するものだけでなく、半径方向や周方向にずれた位置にある表示画素２ａから入射した表示光を出射するものも含むので、広い範囲の画像表示面２から多くの表示光を集めて出射することができ、高い解像度が得られる。
【００６５】
このように、画像表示空間Ｓにおける光の出射座標に対応した画像表示面２の位置に所定の色や輝度の表示光を出射する表示画素２ａを設定することで、表示光を光ファイバ３５の回転に応じて切り替えることなく、出射座標位置に応じて異なる色や輝度の立体画像を画像表示空間Ｓに表示することができる。したがって、本実施形態でも、光ファイバ３５の回転に同期して光ファイバ３５に供給する表示光を切り替える必要がないため、立体画像表示の制御が容易となり、製造コストの削減が図れる。
【００６６】
第４実施形態と第２実施形態との異なる点は、第２実施形態では、照明機構４として、導光板８ａを用いたバックライト部８と光ファイバ５と同期して回転するレンズユニット９とを採用しているのに対し、第４実施形態の立体表示装置４０では、図１２に示すように、照明機構４４が、液晶ディスプレイ３の裏面側に設けられていると共に回転機構６により光ファイバ５と同期して回転させられ、発光光を受光端５ａにそれぞれ入射させる複数のＬＥＤ光源（発光デバイス）４８ａを有したＬＥＤ照明部（照明部）４８を備えている点である。
【００６７】
すなわち、第４実施形態のＬＥＤ照明部４８は、複数のＬＥＤ光源４８ａと、これらＬＥＤ光源４８ａが上面の回路パターン（図示略）に実装された円盤状の実装基板４８ｂと、を備えている。このＬＥＤ照明部４８では、上方の各光ファイバ５の受光端５ａに対応してその直下に各ＬＥＤ光源４８ａが設置されている。そして、各ＬＥＤ光源４８ａは、上方に向けて発光光を出射可能とされている。
【００６８】
なお、ＬＥＤ光源４８ａは、例えば白色ＬＥＤが採用されるが、他の発光色のＬＥＤ光源を採用しても構わない。また、ＬＥＤ光源４８ａとして、光の３原色をそれぞれ発光可能な赤色、緑色及び青色の３つのＬＥＤ素子が内蔵され種々の色の光を出射可能なＲＧＢ−ＬＥＤを採用しても構わない。さらに、各ＬＥＤ光源４８ａは、光ファイバ５への入射効率が高くなるように、集光レンズを搭載したものでも構わない。
【００６９】
この第４実施形態では、照明機構４４が、液晶ディスプレイ３の裏面側に設けられていると共に回転機構６により光ファイバ５と同期して回転させられ、発光光を受光端５ａにそれぞれ入射させる複数のＬＥＤ光源４８ａを有したＬＥＤ照明部４８を備えているので、光ファイバ５と連動して回転する点光源である各ＬＥＤ光源４８ａによって対応する受光端５ａにスポット状の照明光を入射することで、高い強度の光を光ファイバ５に入光させて高輝度の出射光を得ることができる。
【００７０】
第５実施形態と第４実施形態との異なる点は、第４実施形態では、複数のＬＥＤ光源（発光デバイス）４８ａを有したＬＥＤ照明部４８が、回転機構６により光ファイバ５と同期して回転させられるのに対し、第５実施形態の立体表示装置では、図１３に示すように、照明機構５４が、液晶ディスプレイ３の裏面側に複数のＬＥＤ光源（発光デバイス）５８ａを配列しているものであり、照明回転手段５６が、ＬＥＤ光源５８ａを回転機構６による光ファイバ５の回転と同期してＯＮ／ＯＦＦすることによって、受光端５ａに対向する表示画素２ａに対して照射する照明光の画像表示面２における強度を他の表示画素２ａの照明光よりも常に強くする点である。
【００７１】
すなわち、第５実施形態では、照明機構５４が、液晶ディスプレイ３の裏面側にバックライトとしてＬＥＤ光源５８ａをマトリクス状に配列しているＬＥＤパネル５７と、各ＬＥＤ光源５８ａのＯＮ／ＯＦＦを回転機構６による光ファイバ５の回転と同期して制御する照明回転手段５６と、を備えている。この照明回転手段５６は、上方で回転する受光端５ａに合わせて受光端５ａの直下のＬＥＤ光源５８ａだけが発光するように各ＬＥＤ光源５８ａをＯＮ／ＯＦＦさせる。
【００７２】
この第５実施形態では、第２実施形態のように受光端５ａが放射状に配列され回転する光ファイバ５に対応して、照明回転手段５６によって各ＬＥＤ光源５８ａの発光が制御される。したがって、発光させるＬＥＤ光源５８ａも受光端５ａの配置及び回転に同期して放射状の分布のまま発光領域が回転するように制御される。
【００７３】
このように第５実施形態では、複数のＬＥＤ光源５８ａを回転機構６による光ファイバ５の回転と同期してＯＮ／ＯＦＦすることによって、受光端５ａに対向する表示画素２ａに対して照射する照明光の画像表示面２における強度を他の表示画素２ａの照明光よりも常に強くするので、ＬＥＤ光源５８ａ自体を機械的に回転させる必要が無く、ＬＥＤ光源５８ａのＯＮ／ＯＦＦ制御だけで効率的に高輝度の出射光を得ることができる。
【００７４】
第６実施形態と第５実施形態との異なる点は、第５実施形態では、発光させたＬＥＤ光源５８ａの発光強度はいずれも同様の強度であるのに対し、第６実施形態の立体表示装置では、図１４に示すように、出射端５ｂの回転半径が大きいほど、対応するＬＥＤ光源５８ａの発光強度が高く設定されている点である。なお、本実施形態では、各光ファイバ５の出射端５ｂの回転半径は、受光端５ａの回転半径にほぼ等しく設定されている。
【００７５】
すなわち、受光端５ａの回転中心（ＬＥＤパネル５７の中心）に近いＬＥＤ光源５８ａに比べて外周側（ＬＥＤパネル５７の外縁部側）のＬＥＤ光源５８ａの方が明るく発光するように、照明回転手段５６が発光強度をコントロールしている。
このように第６実施形態では、出射端５ｂの回転半径が大きいほど、対応するＬＥＤ光源５８ａの発光強度が高く設定されているので、回転半径の異なる出射端５ｂにより表示される表示光の輝度をそろえることができ、立体画像の表示品質が向上する。
【００７６】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００７７】
例えば、上記第１実施形態では、複数の光ファイバにより３つの光ファイバ群が構成されているが、２つや４つ以上の光ファイバ群が構成されてもよい。光ファイバ群をより多数設けることで、奥行きの表示を高精細に行うことができる。また、立体表示装置は、立体画像を表示可能であればよく、受光端及び出射端の回転軌跡が異なる２本を少なくとも有する構成であればよい。
【００７８】
また、液晶ディスプレイから出射する表示光を導光できれば、光ファイバに限らず、他の導光部材であってもよい。
そして、上記各実施形態では、液晶ディスプレイを採用しているが、画像が記録されたフィルムでも構わず、照明光を裏面側から透過させることが可能な透過型ディスプレイであれば、他のディスプレイ手段であってもよい。
【００７９】
また、出射端の回転半径が大きいほど同一の回転軌跡上を移動する出射端を有する光ファイバを多数配置し、同一の回転軌跡における表示光の輝度の和を大きくすることで、各回転軌跡により形成される画像の輝度を同等としてもよい。この場合、同じ表示画素上を通る光ファイバは、必ず同じ座標で表示光を出射するように設定されている。
【００８０】
さらに、複数の光ファイバにより表示される画像は静止画像に限らず、動画像であってもよい。
また、インテリアなどに適用可能としているが、立体表示を行うものであれば、他の用途に用いられてもよい。
また、上記第４実施形態において、ＬＥＤ光源以外の発光デバイスを採用しても構わない。例えば、蛍光管等を発光デバイスとして設置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係る立体表示装置の第１実施形態において、立体表示装置を示す模式的な断面図である。
【図２】第１実施形態において、立体表示装置の構成を示す概略的な斜視図である。
【図３】第１実施形態において、光ファイバの受光端の配置を示す支持台の裏面図、レンズユニットの平面図及び該平面図におけるレンズ部のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図４】本発明に係る立体表示装置の第２実施形態において、光ファイバの受光端の配置を示す支持台の裏面図、レンズユニットの平面図及び該平面図におけるレンズ部のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図５】第２実施形態において、支持台上の支持板を示す模式的な斜視図である。
【図６】第２実施形態において、支持台上の支持板及び光ファイバを示す平面図である。
【図７】本発明に係る立体表示装置の第３実施形態において、立体表示装置の構成を示す概略的な斜視図である。
【図８】第３実施形態において、第１ファイバ群と画像表示面の表示画素と画像表示空間との位置関係を示す説明図である。
【図９】第３実施形態において、第２ファイバ群と画像表示面の表示画素と画像表示空間との位置関係を示す説明図である。
【図１０】第３実施形態において、第３ファイバ群と画像表示面の表示画素と画像表示空間との位置関係を示す説明図である。
【図１１】第３実施形態において、第１〜第３ファイバ群と画像表示面の表示画素と画像表示空間との位置関係を示す説明図である。
【図１２】本発明に係る立体表示装置の第４実施形態において、立体表示装置を示す模式的な断面図である。
【図１３】本発明に係る立体表示装置の第５実施形態において、ＬＥＤパネルを示す平面図である。
【図１４】本発明に係る立体表示装置の第６実施形態において、ＬＥＤパネルを示す平面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１，３０，４０…立体表示装置、２…画像表示面、２ａ…表示画素、３…液晶ディスプレイ（透過型ディスプレイ）、４，４４，５４…照明機構、５，３５…光ファイバ（導光部材）、５ａ…受光端、５ｂ…出射端、６…回転機構（導光部材回転機構、照明回転手段）、８…バックライト部、９，２９…レンズユニット、９ａ，２９ａ…レンズ部、４８…ＬＥＤ照明部（照明部）、４８ａ，５８ａ…ＬＥＤ光源（発光デバイス）、５６…照明回転手段、Ｚ…回転軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体画像を表示する立体表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、立体画像を表示する立体表示装置として、右目と左目との間に生じる視差を利用するものや立体的なスクリーンに画像を投射するものなどがある。しかし、表示される画像を視認者の好みの方向から視認できないという問題がある。そこで、画像を表する光源を回転させることにより奥行きのある立体画像を形成可能な立体表示装置が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
特許文献１記載の立体表示装置は、回転軸を中心として放射状に配置された複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を有する表示部が回転軸に沿って複数配置された構成となっている。そして、この立体表示装置では、複数の表示部を回転軸の軸回りで回転させながら、この回転に同期してＬＥＤを点滅させて表示光を出射することにより、立体画像を形成している。
また、特許文献２記載の立体表示装置は、回転軸を中心として出射端の高さが異なる複数のファイバシートを放射状に配置した構成となっている。そして、この立体表示装置では、ファイバシートを回転軸の軸回りで回転させながら、この回転に同期して表示光を出射させることにより、立体画像を形成している。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の立体表示装置では、ＬＥＤを回転に同期させて点滅する必要があり、立体画像の表示の制御が複雑であると共にコストが高くなるという問題がある。また、特許文献２記載の立体表示装置では、回転に同期した画像切替処理を行う必要があるため、立体画像の表示の制御が複雑であるという問題がある。
【０００５】
これらの問題を解決する技術として、特許文献３には、複数の光ファイバと、これらを支持する支持台と、支持台を軸回りで回転させる回転手段と、各光ファイバの受光端に臨むマトリクス状に配置された複数の表示画素からなる画像表示面を有した液晶ディスプレイと、を備えた立体表示装置が提案されている。
【０００６】
この立体表示装置では、各光ファイバの受光端における回転半径と出射端における回転軌跡とが１対１の関係に設定されていると共に、表示画素から対向する光ファイバの受光端に表示光を入射させることで、回転する光ファイバの出射端から表示光を出射させて立体的な画像を表示可能としている。
このように特許文献３に記載の立体表示装置では、受光端と出射端との位置関係が回転時の受光端が対向する表示画素と出射端の回転軌跡との位置関係に応じて設定されているので、光ファイバの回転に同期して光ファイバに入射させる表示光を切り替える必要がなく、立体画像表示の制御が容易となる。
【０００７】
【特許文献１】特開平６−３４２２６２号公報
【特許文献２】特開昭６２−８７９３１号公報
【特許文献３】特許第４１１０１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来の立体表示装置においても、以下の課題が残されている。すなわち、特許文献３に記載の立体表示装置では、液晶表示ディスプレイの発する表示光のうち、光ファイバの受光端に取り込まれる光量は非常に少なく、光ファイバの出射端から出射される光で得られる立体画像が暗くなってしまう不都合があった。このため、液晶表示ディスプレイ自体のバックライト等による全体の照明光を非常に明るくすれば、それなりの輝度の立体画像が得られるが、消費エネルギーが大きく効率が悪くなってしまう。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、画像表示の制御が容易であると共に、消費エネルギーを増大させずに高輝度な立体画像を得ることができる立体表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明に係る立体表示装置は、マトリクス状に配置された複数の表示画素で構成され裏面から表面へ照明光が透過可能な画像表示面を有する透過型ディスプレイと、該透過型ディスプレイの裏面側から前記表示画素を照明して前記表示画素から表示光を出射させる照明機構と、前記表示画素から出射する表示光を受光する受光端及び前記表示光を出射する出射端を有する複数の導光部材と、前記複数の導光部材を前記画像表示面に垂直な回転軸の軸回りで回転させる導光部材回転機構と、を備え、前記導光部材の前記受光端と前記出射端との位置関係が、回転時の前記受光端が対向する前記表示画素と前記出射端の回転軌跡との位置関係に応じて設定される立体表示装置であって、前記照明機構が、前記画像表示面における照明光の強度分布を前記導光部材回転機構による前記導光部材の回転と同期して回転させる照明回転手段を備え、前記受光端に対向する前記表示画素に対して照射する照明光の前記画像表示面における強度を、他の前記表示画素の照明光よりも常に強くすることを特徴とする。
【００１１】
この立体表示装置では、照明機構が、画像表示面における照明光の強度分布を導光部材回転機構による導光部材の回転と同期して回転させる照明回転手段を備え、受光端に対向する表示画素に対して照射する照明光の画像表示面における強度を、他の表示画素の照明光よりも常に強くするので、実際に受光端に対向している表示画素に対して高い強度で照明光を入射させることができ、全ての表示画素に同様に高い強度の照明光を照射する場合に比べて消費エネルギーが少なく効率良く導光部材に入光させて高輝度な立体画像を得ることができる。
【００１２】
また、本発明の立体表示装置は、前記照明機構が、前記透過型ディスプレイの裏面側に設置されて面状の照明光を前記透過型ディスプレイに向けて出射するバックライト部と、前記透過型ディスプレイと前記バックライト部との間に設けられていると共に、前記照明回転手段により前記導光部材と同期して回転させられ、前記バックライト部からの照明光を集光させて前記導光部材の受光端にそれぞれ入射させる複数のレンズ部を有したレンズユニットと、を備えていることを特徴とする。
すなわち、この立体表示装置では、導光部材と同期して回転させられ、バックライト部からの照明光を集光させて導光部材の受光端にそれぞれ入射させる複数のレンズ部を有したレンズユニットを備えているので、導光部材と連動して回転するレンズユニットの各レンズ部によって対応する受光端に照明光を集光させて入射することで、高い強度の光を導光部材に入光させて高輝度の出射光を得ることができる。
【００１３】
さらに、本発明の立体表示装置は、前記出射端の回転半径が大きいほど、対応する前記レンズ部で集光して前記受光端に入射させる光の強度が強く設定されていることが好ましい。
すなわち、この立体表示装置では、出射端の回転半径が大きいほど、対応するレンズ部で集光して受光端に入射させる光の強度が強く設定されているので、回転半径の異なる出射端により表示される表示光の輝度をそろえることができ、立体画像の表示品質が向上する。すなわち、出射端の回転半径が大きくなるほど、回転軸の軸回りにおける回転時に出射端が単位時間当たりに移動する距離が大きくなる。そのため、出射端の回転半径が大きくなるほど、出射端から出射する表示光の単位距離当たりの輝度が小さくなる。したがって、回転半径が大きい出射端からより大きな輝度の表示光を出射させることで、各出射端から出射する表示光の輝度が均一になる。
【００１４】
また、本発明の立体表示装置は、前記照明機構が、前記透過型ディスプレイの裏面側に設けられていると共に前記照明回転手段により前記導光部材と同期して回転させられ、発光光を前記受光端にそれぞれ入射させる複数の発光デバイスを有した照明部を備えていることを特徴とする。
すなわち、この立体表示装置では、照明機構が、透過型ディスプレイの裏面側に設けられていると共に照明回転手段により導光部材と同期して回転させられ、発光光を受光端にそれぞれ入射させる複数の発光デバイスを有した照明部を備えているので、導光部材と連動して回転する点光源である各発光デバイスによって対応する受光端にスポット状や線状の照明光を入射することで、高い強度の光を導光部材に入光させて高輝度の出射光を得ることができる。
【００１５】
また、本発明の立体表示装置は、前記照明機構が、前記透過型ディスプレイの裏面側に複数の発光デバイスを配列しているものであり、前記照明回転手段が、前記複数の発光デバイスを前記導光部材回転機構の回転と同期してＯＮ／ＯＦＦすることによって、前記受光端に対向する前記表示画素に対して照射する照明光の前記画像表示面における強度を他の前記表示画素の照明光よりも常に強くすることを特徴とする。すなわち、この立体表示装置では、複数の発光デバイスを導光部材回転機構の回転と同期してＯＮ／ＯＦＦすることによって、受光端に対向する表示画素に対して照射する照明光の画像表示面における強度を他の表示画素の照明光よりも常に強くするので、発光デバイス自体を機械的に回転させる必要が無く、発光デバイスのＯＮ／ＯＦＦ制御だけで効率的に高輝度の出射光を得ることができる。
【００１６】
さらに、本発明の立体表示装置は、前記出射端の回転半径が大きいほど、対応する前記発光デバイスの発光強度が高く設定されていることを特徴とする。
すなわち、この立体表示装置では、出射端の回転半径が大きいほど、対応する発光デバイスの発光強度が高く設定されているので、回転半径の異なる出射端により表示される表示光の輝度をそろえることができ、立体画像の表示品質が向上する。
【００１７】
また、本発明の立体表示装置は、前記受光端における回転半径と前記出射端における回転軌跡とが、１対１の関係に設定されていることを特徴とする。
すなわち、この立体表示装置では、受光端における回転半径と前記出射端における回転軌跡とが、１対１の関係に設定されているので、複数の導光部材が表示光を出射させながら回転すると、複数の環状の画像が形成される際に、受光端の回転半径が異れば、出射端の回転軌跡（出射端の高さ座標及び回転半径座標（奥行き座標））も異なり、画像表示面及び受光端の回転半径座標及び回転角座標に対応して光の出射座標が決定されて、出射端の回転領域に立体的な画像が表示される。
このように、同じ表示光位置上を通る導光部材は、必ず同じ座標で同じ表示光を出射するように設定されている。このため、光の出射座標に対応した画像表示面の位置に所定の表示光（色や輝度）を設定することで、表示光を導光部材の回転に応じて切り替えることなく、出射座標位置に応じて異なる色や輝度の立体画像を表示することができる。したがって、立体画像表示の制御が容易となり、製造コストの削減が図れる。
【００１８】
また、本発明の立体表示装置は、前記画像表示面には、前記導光部材の回転軸を中心とした円筒座標の所定角度範囲内に設けられた画像表示空間に、前記出射端が配された際、対応する前記受光端に対向し該受光端に向けて表示光を出射する前記表示画素が、複数の前記導光部材に対応して複数形成され、複数の前記導光部材が、前記受光端と前記出射端との前記回転軸から見た角度の差が少なくとも２種類以上に設定されていることを特徴とする。
この立体表示装置では、複数の導光部材が、受光端と出射端との回転軸から見た角度の差が少なくとも２種類以上に設定されていると共にこれらに対応した表示画素を画像表示面に有するので、画像表示空間に多くの出射端を通過させて、より解像度の高い立体画像を画像表示空間に得ることができる。例えば、複数の導光部材を、受光端の直上及び受光端に対して周方向にずらした位置の直上に出射端が配されたものの組合せとする。
すなわち、複数の導光部材が出射端から表示光を出射させながら回転すると、画像表示空間では各受光端で入射された表示光が各出射端から出射され、所望の立体画像が形成される。この際、各出射端が画像表示空間を通過する際に、表示画素が、対応する受光端に向けて所定の表示光を出射するように予め設定しておくことで、各出射端の回転軌跡（出射端の高さ座標及び回転半径座標（奥行き座標）））に応じて出射される表示光の残像によって、所望の立体的な画像が表示される。この画像表示空間を通過する際の出射端は、直下の表示画素から入射した表示光を出射するものだけでなく、周方向にずれた位置にある表示画素から入射した表示光を出射するものも含むので、広い範囲の画像表示面から多くの表示光を集めて出射することができ、高い解像度が得られる。
このように、画像表示空間における光の出射座標に対応した画像表示面の位置に所定の表示光（色や輝度）を出射する表示画素を設定することで、表示光を導光部材の回転に応じて切り替えることなく、出射座標位置に応じて異なる色や輝度の立体画像を画像表示空間に表示することができる。したがって、本発明では、導光部材の回転に同期して導光部材に供給する表示光を切り替える必要がないため、立体画像表示の制御が容易となり、製造コストの削減が図れる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明の立体表示装置によれば、照明機構が、受光端に対向する表示画素に対して照射する照明光の強度を導光部材の回転に同期させて他の表示画素の照明光よりも高くするので、実際に受光端に対向している表示画素に対して高い強度で照明光を入射させることができ、全ての表示画素に同様に照明光を照射する場合に比べて消費エネルギーが少なく効率良く導光部材に入光させて高輝度な立体画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明における立体表示装置の第１実施形態を、図１から図３を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。
【００２１】
本実施形態における立体表示装置１は、例えばインテリアや住宅などの建築物の立体表示などに用いられる表示装置である。そして、立体表示装置１は、図１及び図２に示すように、マトリクス状に配置された複数の表示画素２ａで構成され裏面から表面へ照明光が透過可能な画像表示面２を有する透過型の液晶ディスプレイ（透過型ディスプレイ）３と、該液晶ディスプレイ３の裏面側から表示画素２ａを照明して表示画素２ａから表示光を出射させる照明機構４と、表示画素２ａから出射する表示光を受光する受光端５ａ及び表示光を出射する出射端５ｂを有する複数の光ファイバ（導光部材）５と、複数の光ファイバ５を画像表示面２に垂直な回転軸Ｚの軸回りで回転させる回転機構（導光部材回転機構、照明回転手段）６と、を備えている。
【００２２】
上記複数の光ファイバ５は、支持台７により支持されており、上記回転機構６は、支持台７を回転軸Ｚの軸回りで回転させるように構成されている。なお、ここで、図２に示すように、回転軸Ｚに対して垂直な面を基準面Ｓ０とし、回転軸Ｚと基準面Ｓ０との交点を基準点Ｐとする。
【００２３】
複数の光ファイバ５は、一端が液晶ディスプレイ３に臨んで液晶ディスプレイ３から照射される表示光を受光する受光端５ａ、他端が表示光を出射する出射端５ｂとなっている。これら光ファイバ５は、受光端５ａと出射端５ｂとの位置関係が回転時の受光端５ａが対向する表示画素２ａと出射端５ｂの回転軌跡との位置関係に応じて設定されている。
すなわち、複数の光ファイバ５は、回転軸Ｚの軸回りにおける受光端５ａの回転半径がそれぞれ異なるように、適宜湾曲などして配置されている。すなわち、複数の光ファイバ５の受光端５ａは、回転軸Ｚの軸回りにおける回転軌跡がそれぞれ異なっている。なお、各受光端５ａの回転軌跡は、同一面上となっている。
【００２４】
そして、複数の光ファイバ５は、その出射端５ｂが基準面Ｓ０の面方向（回転軸Ｚに対して垂直な方向）に表示光を出射するように適宜湾曲して配置されていると共に、出射端５ｂの回転半径及び高さ位置は、それぞれ対応する受光端５ａの回転半径によって異なって設定されている。つまり、光ファイバ５の受光端５ａにおける回転半径と光ファイバ５の出射端５ｂにおける回転軌跡とが、１対１の関係に設定されている。これは、画像表示面２中の座標（受光端５ａの座標に相当）のうち回転半径ｒに、出射端５ｂの回転半径ｒだけでなく高さｚを含めたこれら２つの座標情報を持たせることになり、回転に同期した画像切り替えが不要になる。
【００２５】
具体的には、複数の光ファイバ５は、図２に示すように、回転軸Ｚの軸回りにおける出射端５ｂの回転半径に応じて複数本ずつ組分けして配置された第１から第３ファイバ群５Ａ〜５Ｃを構成している。
第１ファイバ群５Ａを構成する光ファイバ５は、それぞれの出射端５ｂが回転軸Ｚの軸回りにおける回転半径がｒ１となるように配置されている。そして、各光ファイバ５は、基準面Ｓ０に対する出射端５ｂの高さがそれぞれ異なるように適宜湾曲などして配置されている。したがって、第１ファイバ群５Ａを構成する光ファイバ５が回転軸Ｚの軸回りで回転することにより、半径ｒ１の円柱状の画像が形成される。
【００２６】
第２ファイバ群５Ｂを構成する光ファイバ５は、上述と同様に、それぞれの出射端５ｂが回転軸Ｚの軸回りにおける回転半径がｒ２（ｒ２＜ｒ１）となるように配置されている。そして、各光ファイバ５は、それぞれの出射端５ｂが基準面Ｓ０に対して高さを異ならせて配置されている。したがって、第２ファイバ群５Ｂを構成する光ファイバ５が回転軸Ｚの軸回りで回転することにより、半径ｒ２の円柱状の画像が形成される。
【００２７】
第３ファイバ群５Ｃを構成する光ファイバ５は、上述と同様に、それぞれの出射端５ｂが回転軸Ｚの軸回りにおける回転半径がｒ３（ｒ３＜ｒ２）となるように配置されている。そして、各光ファイバ５は、それぞれの出射端５ｂが基準面Ｓ０に対して高さを異ならせて配置されている。したがって、第３ファイバ群５Ｃを構成する光ファイバ５が回転軸Ｚの軸回りで回転することにより、半径ｒ３の円柱状の画像が形成される。
以上より、第１から第３ファイバ群５Ａ〜５Ｃを構成する複数の光ファイバ５が回転軸Ｚの軸回りで回転することにより、同心の３つの円柱状画像が形成される。
【００２８】
上記液晶ディスプレイ３は、上述したように、複数の光ファイバ５におけるそれぞれの受光端５ａに臨む画像表示面２を有しており、この画像表示面２から表示光を複数の光ファイバ５のそれぞれに向けて出射する。そして、画像表示面２には、マトリクス状に配置された複数の表示画素２ａを有している。
複数の表示画素２ａは、少なくとも複数の光ファイバ５における各受光端５ａの回転軌跡に沿って所定の表示光を出射可能にそれぞれ設定されている。そして、表示画素２ａは、対向する光ファイバ５の受光端５ａに表示光を入射させることで光ファイバ５内に表示光を導光させる。
【００２９】
ここで、各表示画素２ａは、光ファイバ５の受光端５ａがそれぞれ異なる回転軌跡を形成することから、１つの光ファイバ５に対してのみ表示光を出射する構成となっている。また、各表示画素２ａは、回転軸Ｚの軸回りでの回転によって光ファイバ５の受光端５ａがこの表示画素２ａと対向したときに、この光ファイバ５の出射端５ｂが臨む位置において表示する画像に対応する表示光を出射する構成となっている。
【００３０】
例えば、光ファイバ５の出射端５ｂの基準点Ｐに対する位置を円筒座標系（ｒ、φ、ｚ）（ｒは回転半径、φは回転角、ｚは基準面Ｓ０からの高さ（距離））で表現したときに、各表示画素２ａは、回転軸Ｚの軸回りでの回転によって対向配置される受光端５ａを有する光ファイバ５の出射端５ｂの座標位置（ｒ、φ、ｚ）に対応する画像に応じた表示光を出射する。
【００３１】
上記照明機構４は、画像表示面２における照明光の強度分布を光ファイバ５の回転と同期して回転させ、受光端５ａに対向する表示画素２ａに対して照射する照明光の画像表示面２における強度を、他の表示画素２ａの照明光よりも常に強くするように設定されている。
具体的には、照明機構４は、液晶ディスプレイ３の裏面側に設置されて面状の照明光を液晶ディスプレイ３に向けて出射するバックライト部８と、液晶ディスプレイ３とバックライト部８との間に設けられていると共に回転機構６により光ファイバ５と同期して回転させられ、バックライト部８からの照明光を集光させて光ファイバ５の受光端５ａにそれぞれ入射させる複数のレンズ部９ａを有したレンズユニット９と、を備えている。
【００３２】
上記バックライト部８は、例えばＬＥＤ光源や蛍光管等の光源（図示略）と、これら光源から入射された光を光路変換して上面から面状に照明光として出射する導光板８ａと、を備えている。
上記レンズユニット９は、回転軸Ｚを回転軸として回転可能に支持された円板部材９ｂに所定形状の複数のレンズ部９ａが貫通状態に設置されている。
【００３３】
本実施形態では、図３の（ａ）に示すように、支持台７に支持された第１ファイバ群５Ａ〜第３ファイバ群５Ｃの各受光端５ａに対応して、図３の（ｂ）に示すように、レンズユニット９では、平面視長方形状の複数のレンズ部９ａが設けられている。なお、光ファイバ５の出射端５ｂの回転半径が大きいほど、対応するレンズ部９ａで集光して受光端５ａに入射させる光の強度が高く設定されている。
【００３４】
すなわち、各レンズ部９ａは、図３の（ｃ）に示すように、断面凸状に形成され、バックライト部８から入射された照明光を透過した際に、レンズ部９ａの中心線９ｃ直上に向けて集光可能になっている。したがって、各レンズ部９ａは、中心線９ｃ直上に配列された第１ファイバ群５Ａ〜第３ファイバ群５Ｃの各受光端５ａの列に照明光を集光させて入射させるレンズ形状とされ、外周側ほど集光率が高くなるように幅広とされて広い範囲の照明光を集めて受光端５ａに入射させるようになっている。なお、本実施形態では、各光ファイバ５の出射端５ｂの回転半径は、ファイバ群ごとにほぼ等しく設定されている。
【００３５】
上記支持台７は、図１及び図２に示すように、複数の光ファイバ５を回転軸Ｚの軸回りで回転可能に支持すると共に、画像表示面２から出射する表示光のうち光ファイバ５で受光されない分を遮光する。
上記回転機構６は、例えばモータ及びベアリングなどによって構成されており、支持台７とレンズユニット９とを同期して回転可能に連結する回転軸Ｚ上の連結軸１０を備えている。すなわち、回転機構６は、支持台７により支持されている複数の光ファイバ５とレンズユニット９とを同期させて、互いに光ファイバ５の受光端５ａと対応するレンズ部９ａとがずれないように回転軸Ｚの軸回りで回転させるようになっている。すなわち、回転機構６は、光ファイバ５を回転させる機構（導光部材回転機構）と光ファイバ５の回転に同期させてレンズユニット９を回転させる機構（照明回転手段）とを兼ね備えている。なお、光ファイバ５を回転させる回転機構と光ファイバ５の回転に同期させてレンズユニット９を回転させる回転機構とを別々の駆動機構として設置しても構わない。
【００３６】
次に、第１実施形態の立体表示装置１による立体画像の表示方法について説明する。
【００３７】
まず、回転機構６により光ファイバ５とレンズユニット９とを互いに同期させて回転させる。さらに、バックライト部８から照明光を出射させる。このとき、照明光は、各レンズ部９ａによって集光されて直上の表示画素２ａを通して表示光とされて、対応する直上の受光端５ａに向けて出射される。
【００３８】
そして、複数の光ファイバ５は、複数の表示画素２ａのうち各受光端５ａと対向して配置されている表示画素２ａから出射された表示光を受光端５ａで受光する。そして、光ファイバ５は、光ファイバ５内を導光した表示光を出射端５ｂから外部に向けて出射する。ここで複数の光ファイバ５は、回転移動による各位置で、受光端５ａと対向して配置されている表示画素２ａから出射された表示光を受光端５ａで受光し、出射端５ｂから外部に向けて出射する。
【００３９】
したがって、光ファイバ５が回転軸Ｚの軸回りで回転移動すると、出射端５ｂの回転軌跡に沿って環状の画像が形成される。そして、第１ファイバ群５Ａでは、出射端５ｂの回転軌跡が高さ位置においてそれぞれ異なるので、第１ファイバ群５Ａを構成する光ファイバ５によって、図２に示すように、半径ｒ１の円柱状の画像が形成される。同様に、第２ファイバ群５Ｂを構成する光ファイバ５及び第３ファイバ群５Ｃを構成する光ファイバ５により、半径ｒ２の円柱状の画像及び半径ｒ３の円柱状の画像がそれぞれ形成される。つまり、第１ファイバ群５Ａ、第２ファイバ群５Ｂ及び第３ファイバ群５Ｃでは、それぞれ出射端５ｂの回転半径が異なる回転軌跡が得られる。
【００４０】
ここで、各表示画素２ａは、回転によって光ファイバ５の受光端５ａと対向したときに、この光ファイバ５の出射端５ｂの位置において表示する画像に対応する表示光を出射する。そのため、各光ファイバ５は、回転によって受光端５ａを異なる表示画素２ａと対向させる毎に異なる表示光を受光して出射端５ｂから出射することが可能となる。これにより、各光ファイバ５により、さまざまな立体画像が表示される。
【００４１】
以上のように、第１実施形態の立体表示装置１では、照明機構４が、受光端５ａに対向する表示画素２ａに対して照射する照明光の強度を光ファイバ５の回転に同期させて他の表示画素２ａの照明光よりも高くするので、実際に受光端５ａに対向している表示画素２ａに対して高い強度で照明光を入射させることができ、全ての表示画素２ａに同様に高い強度の照明光を照射する場合に比べて消費エネルギーが少なく効率良く光ファイバ５に入光させて高輝度な立体画像を得ることができる。
【００４２】
すなわち、光ファイバ５と同期して回転させられ、バックライト部８からの照明光を集光させて光ファイバ５の受光端５ａにそれぞれ入射させる複数のレンズ部９ａを有したレンズユニット９を備えているので、光ファイバ５と連動して回転するレンズユニット９の各レンズ部９ａによって対応する受光端５ａに照明光を集光させて入射することで、高い強度の光を光ファイバ５に入光させて高輝度の出射光を得ることができる。
また、出射端５ｂの回転半径が大きいほど、対応するレンズ部９ａで集光して受光端５ａに入射させる光の強度が高く設定されているので、回転半径の異なる出射端５ｂにより表示される表示光の輝度をそろえることができ、立体画像の表示品質が向上する。
【００４３】
また、光ファイバ５の受光端５ａにおける回転半径と出射端５ｂにおける回転軌跡とが、１対１の関係に設定されているので、受光端５ａの回転半径が異れば、出射端５ｂの回転軌跡（出射端５ｂの高さ座標及び回転半径座標（奥行き座標））も異なり、画像表示面２及び受光端５ａの回転半径座標及び回転角座標に対応して光の出射座標が決定されて、出射端５ｂの回転領域に立体的な画像が表示される。
【００４４】
このように、光の出射座標に対応した画像表示面２の位置に所定の色や輝度の表示光を設定することで、表示光を光ファイバ５の回転に応じて切り替えることなく、出射座標位置に応じて異なる色や輝度の立体画像を表示することができる。したがって、立体画像表示の制御が容易となり、製造コストの削減が図れる。
【００４５】
次に、本発明に係る立体表示装置の第２から第６実施形態について、図４から図１４を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上記各実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４６】
第２実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、第１ファイバ群５Ａ〜第３ファイバ群５Ｃに対応した複数のレンズ部９ａを有するレンズユニット９であるのに対し、第２実施形態では、照明機構４が、図４から図６に示すように、光ファイバ５の受光端５ａが回転軸Ｚから放射状に複数列配列されており、各列の受光端５ａに対応した複数のレンズ部２９ａを有するレンズユニット２９を備えている点である。
【００４７】
すなわち、第２実施形態では、図４の（ａ）に示すように、支持台７に支持された光ファイバ５の受光端５ａが、中心から複数列所定間隔を空けて放射状に配列されているのに対応して、図４の（ｂ）に示すように、レンズユニット２９では、中心から放射状に各受光端５ａの列に対応した複数のレンズ部２９ａが設けられている。なお、光ファイバ５の出射端５ｂの回転半径が大きいほど、対応するレンズ部２９ａで集光して受光端５ａに入射させる光の強度が高く設定されている。
【００４８】
上記各レンズ部２９ａは、回転軸Ｚに頂部を配した平面視三角形状であって、図４の（ｃ）に示すように、断面凸状に形成され、バックライト部８から入射された照明光を透過した際に、レンズ部２９ａの中心線２９ｃ直上に向けて集光可能になっている。したがって、各レンズ部２９ａは、中心線２９ｃ直上に配列された受光端５ａの列に照明光を集光させて入射させるレンズ形状とされ、外周側ほど集光率が高くなるように漸次幅広とされて広い範囲の照明光を集めて受光端５ａに入射させるようになっている。なお、本実施形態では、各光ファイバ５の出射端５ｂの回転半径は、受光端５ａの回転半径にほぼ等しく設定されている。
【００４９】
上記光ファイバ５は、図５及び図６に示すように、支持台７に放射状に複数列配置されていると共に、列毎に支持台７に立設された支持板２７で直立状態に支持されている。なお、図５では、光ファイバ５の図示を省略している。
【００５０】
このように第２実施形態においても、照明機構４が、放射状に配された受光端５ａに対応したレンズ部２９ａを有するレンズユニット２９を光ファイバ５に同期させて回転させるので、集光した照明光を回転する光ファイバ５の受光端５ａに入射させて高輝度な立体画像を得ることができる。
【００５１】
第３実施形態と第１実施形態との異なる点は、第１実施形態では、光ファイバ５の受光端５ａにおける回転半径と出射端５ｂにおける回転軌跡とが、１対１の関係に設定されているのに対し、第３実施形態の立体表示装置３０では、図７に示すように、画像表示面２には、光ファイバ３５の回転軸Ｚを中心とした円筒座標の所定角度範囲内に設けられた画像表示空間Ｓに、出射端５ｂが配された際、対応する受光端５ａに対向し該受光端５ａに向けて表示光を出射する表示画素２ａが、複数の光ファイバ３５に対応して複数形成され、複数の光ファイバ３５が、受光端５ａと出射端５ｂとの回転軸Ｚから見た角度の差が少なくとも２種類以上に設定されている点である。
【００５２】
上記画像表示面２には、回転軸Ｚを中心とした円筒座標（ｒ、φ、ｚ）（ｒは回転半径、φは回転角、ｚは高さ（距離））の所定角度範囲（φ１〜φ２，ｒ１〜ｒ２）内に設けられた画像表示空間Ｓに、出射端５ｂが配された際、対応する受光端５ａに対向し該受光端５ａに向けて表示光を出射する表示画素２ａが、複数の光ファイバ３５に対応して複数形成されている。
【００５３】
複数の光ファイバ３５は、受光端５ａと出射端５ｂとの回転軸から見た角度の差が少なくとも２種類以上に設定されている。さらに、複数の光ファイバ３５は、受光端５ａと出射端５ｂとの回転軸Ｚの回りに回転する回転半径の差が少なくとも２種類以上に設定されている。本実施形態では、複数の光ファイバ３５は、受光端５ａの直上、受光端５ａに対して回転軸の半径方向にずらした位置の直上及び受光端５ａに対して周方向にずらした位置の直上に出射端が配されたものの組合せとされている。例えば、複数の光ファイバ３５のうち第１ファイバ群３５Ａは、受光端５ａの直上に出射端５ｂが配され、第２ファイバ群３５Ｂは、受光端５ａに対して周方向にずらした位置の直上に出射端５ｂが配され、さらに第３ファイバ群３５Ｃは、受光端５ａに対して回転軸の半径方向にずらした位置の直上に出射端５ｂが配されている。
【００５４】
上記第１ファイバ群３５Ａは、図８に示すように、それぞれの受光端５ａ及び出射端５ｂが回転半径がｒ１〜ｒ２の範囲内に互いに異なる位置に配され、同一の高さｈ１の位置に出射端５ｂが配置されている。
また、上記第２ファイバ群３５Ｂは、図９に示すように、それぞれの受光端５ａが回転半径がｒ１〜ｒ２の範囲内に配置されているが、回転方向前方の周方向に屈曲又は湾曲して延び、第１ファイバ群３５Ａの出射端５ｂよりも高い高さｈ２の位置に、かつ回転半径がｒ１〜ｒ２の範囲内の互いに異なる位置に出射端５ｂが配されている。
【００５５】
さらに、上記第３ファイバ群３５Ｃは、図１０に示すように、それぞれの受光端５ａが回転半径がｒ２〜ｒ３の範囲内に配置されているが、半径方向外方に屈曲又は湾曲して延び、第２ファイバ群３５Ｂの出射端５ｂよりも高い高さｈ３の位置で、かつ回転半径がｒ１〜ｒ２範囲内に互いに異なる位置に出射端５ｂが配置されている。
このように、第１ファイバ群３５Ａから第３ファイバ群３５Ｃは、図１１に示すように、群毎にそれぞれ異なる高さ位置に出射端５ｂが配され、群毎に出射端５ｂの回転軌跡が同一面上となっている。なお、各受光端５ａの回転軌跡は、同一面上となっている。
【００５６】
各表示画素２ａは、上述したように、画像表示空間Ｓに出射端５ｂが配された際、対応する受光端５ａに対向し該受光端５ａに向けて表示光を出射するように設定されている。すなわち、画像表示空間Ｓの直下の第１領域３１Ａの表示画素２ａは、第１ファイバ群３５Ａの受光端５ａが直上に来たときに、画像表示空間Ｓの高さｈ１にある第１仮想面Ｆ１上に配された出射端５ｂから出射させる表示光を出射する。また、第１領域３１Ａの回転方向後方にずれた第２領域３１Ｂの表示画素２ａは、第２ファイバ群３５Ｂの受光端５ａが直上に来たときに、画像表示空間Ｓの高さｈ２にある第２仮想面Ｆ２上に配された出射端５ｂから出射させる表示光を出射する。さらに、第１領域３１Ａの半径方向内方にずれた第３領域３１Ｃの表示画素２ａは、第３ファイバ群３５Ｃの受光端５ａが直上に来たときに、画像表示空間Ｓの高さｈ３にある第３仮想面Ｆ３上に配された出射端５ｂから出射させる表示光を出射する。
【００５７】
なお、画像表示空間Ｓ以外の外周には、画像表示空間Ｓに対応した窓部を開けた略円筒形状の遮光壁３７が設けられており、画像表示空間Ｓ以外では光が外方に漏れないようになっている。
【００５８】
次に、本実施形態の立体表示装置による立体画像の表示方法について説明する。
【００５９】
まず、第１実施形態と同様に、回転機構６により光ファイバ３５とレンズユニット９とを互いに同期させて回転させる。さらに、バックライト部８から照明光を出射させる。この照明光は、各レンズ部９ａによって集光されて直上の表示画素２ａを通して表示光とされて、対応する直上の受光端５ａに向けて出射される。
【００６０】
そして、複数の光ファイバ３５は、複数の表示画素２ａのうち各受光端５ａと対向して配置されている表示画素２ａから出射された表示光を受光端５ａで受光する。そして、光ファイバ３５は、光ファイバ３５内を導光した表示光を出射端５ｂから外部に向けて出射する。ここで複数の光ファイバ３５は、回転移動による各位置で、受光端５ａと対向して配置されている表示画素２ａから出射された表示光を受光端５ａで受光し、出射端５ｂから外部に向けて出射する。
【００６１】
したがって、光ファイバ３５が回転軸Ｚの軸回りで回転移動すると、複数の出射端５ｂの回転軌跡に沿って画像表示空間Ｓにおいて立体的に画像が形成され、画像表示空間Ｓの半径方向外方から見ることができる。すなわち、第１ファイバ群３５Ａは、上記第１領域３１Ａの表示画素２ａからの表示光を受けて画像表示空間Ｓにおける高さｈ１の平面上で表示光を出射し、第２ファイバ群３５Ｂは、上記第２領域３１Ｂの表示画素２ａからの表示光を受けて画像表示空間Ｓにおける高さｈ２の平面上で表示光を出射し、さらに第３ファイバ群３５Ｃは、上記第３領域３１Ｃの表示画素２ａからの表示光を受けて画像表示空間Ｓにおける高さｈ３の平面上で表示光を出射する。
【００６２】
このようにファイバ群に応じて画像表示空間Ｓにおける表示光の出射高さが異なると共に同一ファイバ群内の出射端５ｂが異なる回転半径の回転軌跡を持って表示光を出射することで、高さと奥行きのある画像の３次元表示が可能になる。
【００６３】
以上のように第３実施形態の立体表示装置３０では、複数の光ファイバ３５が、受光端５ａと出射端５ｂとの回転軸Ｚから見た角度の差が少なくとも２種類以上に設定されていると共に、受光端５ａと出射端５ｂとの回転軸Ｚの回りに回転する回転半径の差が少なくとも２種類以上に設定され、これらに対応した表示画素２ａを画像表示面２に有するので、画像表示空間Ｓに多くの出射端５ｂを通過させて、より解像度の高い立体画像を画像表示空間Ｓに得ることができる。
【００６４】
すなわち、複数の光ファイバ３５が出射端５ｂから表示光を出射させながら回転すると、画像表示空間Ｓでは各受光端５ａで入射された表示光が各出射端５ｂから出射され、所望の立体画像が形成される。この際、各出射端５ｂが画像表示空間Ｓを通過する際に、表示画素２ａが、対応する受光端５ａに向けて所定の表示光を出射するように予め設定しておくことで、各出射端５ｂの回転軌跡に応じて出射される表示光の残像によって、所望の立体的な画像が表示される。この画像表示空間Ｓを通過する際の出射端５ｂは、直下の表示画素２ａから入射した表示光を出射するものだけでなく、半径方向や周方向にずれた位置にある表示画素２ａから入射した表示光を出射するものも含むので、広い範囲の画像表示面２から多くの表示光を集めて出射することができ、高い解像度が得られる。
【００６５】
このように、画像表示空間Ｓにおける光の出射座標に対応した画像表示面２の位置に所定の色や輝度の表示光を出射する表示画素２ａを設定することで、表示光を光ファイバ３５の回転に応じて切り替えることなく、出射座標位置に応じて異なる色や輝度の立体画像を画像表示空間Ｓに表示することができる。したがって、本実施形態でも、光ファイバ３５の回転に同期して光ファイバ３５に供給する表示光を切り替える必要がないため、立体画像表示の制御が容易となり、製造コストの削減が図れる。
【００６６】
第４実施形態と第２実施形態との異なる点は、第２実施形態では、照明機構４として、導光板８ａを用いたバックライト部８と光ファイバ５と同期して回転するレンズユニット９とを採用しているのに対し、第４実施形態の立体表示装置４０では、図１２に示すように、照明機構４４が、液晶ディスプレイ３の裏面側に設けられていると共に回転機構６により光ファイバ５と同期して回転させられ、発光光を受光端５ａにそれぞれ入射させる複数のＬＥＤ光源（発光デバイス）４８ａを有したＬＥＤ照明部（照明部）４８を備えている点である。
【００６７】
すなわち、第４実施形態のＬＥＤ照明部４８は、複数のＬＥＤ光源４８ａと、これらＬＥＤ光源４８ａが上面の回路パターン（図示略）に実装された円盤状の実装基板４８ｂと、を備えている。このＬＥＤ照明部４８では、上方の各光ファイバ５の受光端５ａに対応してその直下に各ＬＥＤ光源４８ａが設置されている。そして、各ＬＥＤ光源４８ａは、上方に向けて発光光を出射可能とされている。
【００６８】
なお、ＬＥＤ光源４８ａは、例えば白色ＬＥＤが採用されるが、他の発光色のＬＥＤ光源を採用しても構わない。また、ＬＥＤ光源４８ａとして、光の３原色をそれぞれ発光可能な赤色、緑色及び青色の３つのＬＥＤ素子が内蔵され種々の色の光を出射可能なＲＧＢ−ＬＥＤを採用しても構わない。さらに、各ＬＥＤ光源４８ａは、光ファイバ５への入射効率が高くなるように、集光レンズを搭載したものでも構わない。
【００６９】
この第４実施形態では、照明機構４４が、液晶ディスプレイ３の裏面側に設けられていると共に回転機構６により光ファイバ５と同期して回転させられ、発光光を受光端５ａにそれぞれ入射させる複数のＬＥＤ光源４８ａを有したＬＥＤ照明部４８を備えているので、光ファイバ５と連動して回転する点光源である各ＬＥＤ光源４８ａによって対応する受光端５ａにスポット状の照明光を入射することで、高い強度の光を光ファイバ５に入光させて高輝度の出射光を得ることができる。
【００７０】
第５実施形態と第４実施形態との異なる点は、第４実施形態では、複数のＬＥＤ光源（発光デバイス）４８ａを有したＬＥＤ照明部４８が、回転機構６により光ファイバ５と同期して回転させられるのに対し、第５実施形態の立体表示装置では、図１３に示すように、照明機構５４が、液晶ディスプレイ３の裏面側に複数のＬＥＤ光源（発光デバイス）５８ａを配列しているものであり、照明回転手段５６が、ＬＥＤ光源５８ａを回転機構６による光ファイバ５の回転と同期してＯＮ／ＯＦＦすることによって、受光端５ａに対向する表示画素２ａに対して照射する照明光の画像表示面２における強度を他の表示画素２ａの照明光よりも常に強くする点である。
【００７１】
すなわち、第５実施形態では、照明機構５４が、液晶ディスプレイ３の裏面側にバックライトとしてＬＥＤ光源５８ａをマトリクス状に配列しているＬＥＤパネル５７と、各ＬＥＤ光源５８ａのＯＮ／ＯＦＦを回転機構６による光ファイバ５の回転と同期して制御する照明回転手段５６と、を備えている。この照明回転手段５６は、上方で回転する受光端５ａに合わせて受光端５ａの直下のＬＥＤ光源５８ａだけが発光するように各ＬＥＤ光源５８ａをＯＮ／ＯＦＦさせる。
【００７２】
この第５実施形態では、第２実施形態のように受光端５ａが放射状に配列され回転する光ファイバ５に対応して、照明回転手段５６によって各ＬＥＤ光源５８ａの発光が制御される。したがって、発光させるＬＥＤ光源５８ａも受光端５ａの配置及び回転に同期して放射状の分布のまま発光領域が回転するように制御される。
【００７３】
このように第５実施形態では、複数のＬＥＤ光源５８ａを回転機構６による光ファイバ５の回転と同期してＯＮ／ＯＦＦすることによって、受光端５ａに対向する表示画素２ａに対して照射する照明光の画像表示面２における強度を他の表示画素２ａの照明光よりも常に強くするので、ＬＥＤ光源５８ａ自体を機械的に回転させる必要が無く、ＬＥＤ光源５８ａのＯＮ／ＯＦＦ制御だけで効率的に高輝度の出射光を得ることができる。
【００７４】
第６実施形態と第５実施形態との異なる点は、第５実施形態では、発光させたＬＥＤ光源５８ａの発光強度はいずれも同様の強度であるのに対し、第６実施形態の立体表示装置では、図１４に示すように、出射端５ｂの回転半径が大きいほど、対応するＬＥＤ光源５８ａの発光強度が高く設定されている点である。なお、本実施形態では、各光ファイバ５の出射端５ｂの回転半径は、受光端５ａの回転半径にほぼ等しく設定されている。
【００７５】
すなわち、受光端５ａの回転中心（ＬＥＤパネル５７の中心）に近いＬＥＤ光源５８ａに比べて外周側（ＬＥＤパネル５７の外縁部側）のＬＥＤ光源５８ａの方が明るく発光するように、照明回転手段５６が発光強度をコントロールしている。
このように第６実施形態では、出射端５ｂの回転半径が大きいほど、対応するＬＥＤ光源５８ａの発光強度が高く設定されているので、回転半径の異なる出射端５ｂにより表示される表示光の輝度をそろえることができ、立体画像の表示品質が向上する。
【００７６】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００７７】
例えば、上記第１実施形態では、複数の光ファイバにより３つの光ファイバ群が構成されているが、２つや４つ以上の光ファイバ群が構成されてもよい。光ファイバ群をより多数設けることで、奥行きの表示を高精細に行うことができる。また、立体表示装置は、立体画像を表示可能であればよく、受光端及び出射端の回転軌跡が異なる２本を少なくとも有する構成であればよい。
【００７８】
また、液晶ディスプレイから出射する表示光を導光できれば、光ファイバに限らず、他の導光部材であってもよい。
そして、上記各実施形態では、液晶ディスプレイを採用しているが、画像が記録されたフィルムでも構わず、照明光を裏面側から透過させることが可能な透過型ディスプレイであれば、他のディスプレイ手段であってもよい。
【００７９】
また、出射端の回転半径が大きいほど同一の回転軌跡上を移動する出射端を有する光ファイバを多数配置し、同一の回転軌跡における表示光の輝度の和を大きくすることで、各回転軌跡により形成される画像の輝度を同等としてもよい。この場合、同じ表示画素上を通る光ファイバは、必ず同じ座標で表示光を出射するように設定されている。
【００８０】
さらに、複数の光ファイバにより表示される画像は静止画像に限らず、動画像であってもよい。
また、インテリアなどに適用可能としているが、立体表示を行うものであれば、他の用途に用いられてもよい。
また、上記第４実施形態において、ＬＥＤ光源以外の発光デバイスを採用しても構わない。例えば、蛍光管等を発光デバイスとして設置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係る立体表示装置の第１実施形態において、立体表示装置を示す模式的な断面図である。
【図２】第１実施形態において、立体表示装置の構成を示す概略的な斜視図である。
【図３】第１実施形態において、光ファイバの受光端の配置を示す支持台の裏面図、レンズユニットの平面図及び該平面図におけるレンズ部のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図４】本発明に係る立体表示装置の第２実施形態において、光ファイバの受光端の配置を示す支持台の裏面図、レンズユニットの平面図及び該平面図におけるレンズ部のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図５】第２実施形態において、支持台上の支持板を示す模式的な斜視図である。
【図６】第２実施形態において、支持台上の支持板及び光ファイバを示す平面図である。
【図７】本発明に係る立体表示装置の第３実施形態において、立体表示装置の構成を示す概略的な斜視図である。
【図８】第３実施形態において、第１ファイバ群と画像表示面の表示画素と画像表示空間との位置関係を示す説明図である。
【図９】第３実施形態において、第２ファイバ群と画像表示面の表示画素と画像表示空間との位置関係を示す説明図である。
【図１０】第３実施形態において、第３ファイバ群と画像表示面の表示画素と画像表示空間との位置関係を示す説明図である。
【図１１】第３実施形態において、第１〜第３ファイバ群と画像表示面の表示画素と画像表示空間との位置関係を示す説明図である。
【図１２】本発明に係る立体表示装置の第４実施形態において、立体表示装置を示す模式的な断面図である。
【図１３】本発明に係る立体表示装置の第５実施形態において、ＬＥＤパネルを示す平面図である。
【図１４】本発明に係る立体表示装置の第６実施形態において、ＬＥＤパネルを示す平面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１，３０，４０…立体表示装置、２…画像表示面、２ａ…表示画素、３…液晶ディスプレイ（透過型ディスプレイ）、４，４４，５４…照明機構、５，３５…光ファイバ（導光部材）、５ａ…受光端、５ｂ…出射端、６…回転機構（導光部材回転機構、照明回転手段）、８…バックライト部、９，２９…レンズユニット、９ａ，２９ａ…レンズ部、４８…ＬＥＤ照明部（照明部）、４８ａ，５８ａ…ＬＥＤ光源（発光デバイス）、５６…照明回転手段、Ｚ…回転軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配置された複数の表示画素で構成され裏面から表面へ照明光が透過可能な画像表示面を有する透過型ディスプレイと、
該透過型ディスプレイの裏面側から前記表示画素を照明して前記表示画素から表示光を出射させる照明機構と、
前記表示画素から出射する表示光を受光する受光端及び前記表示光を出射する出射端を有する複数の導光部材と、
前記複数の導光部材を前記画像表示面に垂直な回転軸の軸回りで回転させる導光部材回転機構と、を備え、
前記導光部材の前記受光端と前記出射端との位置関係が、回転時の前記受光端が対向する前記表示画素と前記出射端の回転軌跡との位置関係に応じて設定される立体表示装置であって、
前記照明機構が、前記画像表示面における照明光の強度分布を前記導光部材回転機構による前記導光部材の回転と同期して回転させる照明回転手段を備え、前記受光端に対向する前記表示画素に対して照射する照明光の前記画像表示面における強度を、他の前記表示画素の照明光よりも常に強くすることを特徴とする立体表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の立体表示装置において、
前記照明機構が、前記透過型ディスプレイの裏面側に設置されて面状の照明光を前記透過型ディスプレイに向けて出射するバックライト部と、
前記透過型ディスプレイと前記バックライト部との間に設けられていると共に、前記照明回転手段により前記導光部材と同期して回転させられ、前記バックライト部からの照明光を集光させて前記導光部材の受光端にそれぞれ入射させる複数のレンズ部を有したレンズユニットと、を備えていることを特徴とする立体表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の立体表示装置において、
前記出射端の回転半径が大きいほど、対応する前記レンズ部で集光して前記受光端に入射させる光の強度が強く設定されていることを特徴とする立体表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の立体表示装置において、
前記照明機構が、前記透過型ディスプレイの裏面側に設けられていると共に前記照明回転手段により前記導光部材と同期して回転させられ、発光光を前記受光端にそれぞれ入射させる複数の発光デバイスを有した照明部を備えていることを特徴とする立体表示装置。
【請求項５】
請求項１に記載の立体表示装置において、
前記照明機構が、前記透過型ディスプレイの裏面側に複数の発光デバイスを配列しているものであり、
前記照明回転手段が、前記複数の発光デバイスを前記導光部材回転機構の回転と同期してＯＮ／ＯＦＦすることによって、前記受光端に対向する前記表示画素に対して照射する照明光の前記画像表示面における強度を他の前記表示画素の照明光よりも常に強くすることを特徴とする立体表示装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の立体表示装置において、
前記出射端の回転半径が大きいほど、対応する前記発光デバイスの発光強度が高く設定されていることを特徴とする立体表示装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の立体表示装置において、
前記受光端における回転半径と前記出射端における回転軌跡とが、１対１の関係に設定されていることを特徴とする立体表示装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の立体表示装置において、
前記画像表示面には、前記導光部材の回転軸を中心とした円筒座標の所定角度範囲内に設けられた画像表示空間に、前記出射端が配された際、対応する前記受光端に対向し該受光端に向けて表示光を出射する前記表示画素が、複数の前記導光部材に対応して複数形成され、
複数の前記導光部材が、前記受光端と前記出射端との前記回転軸から見た角度の差が少なくとも２種類以上に設定されていることを特徴とする立体表示装置。
【請求項１】
マトリクス状に配置された複数の表示画素で構成され裏面から表面へ照明光が透過可能な画像表示面を有する透過型ディスプレイと、
該透過型ディスプレイの裏面側から前記表示画素を照明して前記表示画素から表示光を出射させる照明機構と、
前記表示画素から出射する表示光を受光する受光端及び前記表示光を出射する出射端を有する複数の導光部材と、
前記複数の導光部材を前記画像表示面に垂直な回転軸の軸回りで回転させる導光部材回転機構と、を備え、
前記導光部材の前記受光端と前記出射端との位置関係が、回転時の前記受光端が対向する前記表示画素と前記出射端の回転軌跡との位置関係に応じて設定される立体表示装置であって、
前記照明機構が、前記画像表示面における照明光の強度分布を前記導光部材回転機構による前記導光部材の回転と同期して回転させる照明回転手段を備え、前記受光端に対向する前記表示画素に対して照射する照明光の前記画像表示面における強度を、他の前記表示画素の照明光よりも常に強くすることを特徴とする立体表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の立体表示装置において、
前記照明機構が、前記透過型ディスプレイの裏面側に設置されて面状の照明光を前記透過型ディスプレイに向けて出射するバックライト部と、
前記透過型ディスプレイと前記バックライト部との間に設けられていると共に、前記照明回転手段により前記導光部材と同期して回転させられ、前記バックライト部からの照明光を集光させて前記導光部材の受光端にそれぞれ入射させる複数のレンズ部を有したレンズユニットと、を備えていることを特徴とする立体表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の立体表示装置において、
前記出射端の回転半径が大きいほど、対応する前記レンズ部で集光して前記受光端に入射させる光の強度が強く設定されていることを特徴とする立体表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の立体表示装置において、
前記照明機構が、前記透過型ディスプレイの裏面側に設けられていると共に前記照明回転手段により前記導光部材と同期して回転させられ、発光光を前記受光端にそれぞれ入射させる複数の発光デバイスを有した照明部を備えていることを特徴とする立体表示装置。
【請求項５】
請求項１に記載の立体表示装置において、
前記照明機構が、前記透過型ディスプレイの裏面側に複数の発光デバイスを配列しているものであり、
前記照明回転手段が、前記複数の発光デバイスを前記導光部材回転機構の回転と同期してＯＮ／ＯＦＦすることによって、前記受光端に対向する前記表示画素に対して照射する照明光の前記画像表示面における強度を他の前記表示画素の照明光よりも常に強くすることを特徴とする立体表示装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の立体表示装置において、
前記出射端の回転半径が大きいほど、対応する前記発光デバイスの発光強度が高く設定されていることを特徴とする立体表示装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の立体表示装置において、
前記受光端における回転半径と前記出射端における回転軌跡とが、１対１の関係に設定されていることを特徴とする立体表示装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の立体表示装置において、
前記画像表示面には、前記導光部材の回転軸を中心とした円筒座標の所定角度範囲内に設けられた画像表示空間に、前記出射端が配された際、対応する前記受光端に対向し該受光端に向けて表示光を出射する前記表示画素が、複数の前記導光部材に対応して複数形成され、
複数の前記導光部材が、前記受光端と前記出射端との前記回転軸から見た角度の差が少なくとも２種類以上に設定されていることを特徴とする立体表示装置。
【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２０１０−１３４０５５（Ｐ２０１０−１３４０５５Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０８０２２（Ｐ２００８−３０８０２２）
【出願日】平成２０年１２月２日（２００８．１２．２）
【出願人】（５０３４３８５３９）株式会社テクノベイツ (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２日（２００８．１２．２）
【出願人】（５０３４３８５３９）株式会社テクノベイツ (3)
【Ｆターム（参考）】
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